专利名称：一种复合材料预制受力模板的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程建设领域，尤其是指一种一体成型、轻质、高强、耐腐蚀的复合材 料预制受力模板，具体地说是一种兼具模板和受力构件功能的复合材料预制受力模板。
背景技术：
模板是钢筋混凝土结构建筑中量大面广的重要施工工具。在经济上，模板工程占 钢筋混凝土结构工程费用20% 30%，用工量的30% 40%，工期的50%左右。因此促进模 板工程的技术进步，减少模板的支拆用工量，是减少模板工程费用、提高混凝土工程质量的 重要途径，也是推进我国建筑技术进步的一个重要方面。目前我国传统的建筑模板主要有 木模板、钢模板、钢木混合模板。木模板周转次数低，容易脱胶、起鼓、起壳，变形。钢模板拼 缝多，易变形且重量大运输不方便。钢木混合模板大量采用以木材为主要材料的胶合板、方 木，再利用率低，容易造成资源破坏，且模板体系不系统，现场施工存在随意性，同时钢管浪 费严重，劳动力需求大，不利于机械设备安装。针对上述建筑模板存在的各种缺陷，利用新 型材料建筑模板是改进模板工程的重要方法，也是未来模板工程发展的重要方向。普通的桥梁工程施工，常需要搭设支架，作为工作平台，然后在支架横梁上安装横 木，横木上钉底板，然后在其上安装肋梁的侧模板和桥面板底板，整个过程繁琐复杂，施工 时间和人力成本都比较高，同时满堂支架，影响了桥梁施工中的交通情况。同时，随着现代 工业科技的迅速发展，出现了越来越多的电子厂房洁净工厂，他们跨度一般较大，并且严格 要求洁净不沾尘，同时对风量、气流和温湿度等都有严格的限定，确保在适宜的尘埃粒子和 有害空气含量、恒温及恒湿环境下，生产出来的产品仍保有高精密度。
发明内容
本发明的目的是针对现有模板技术存在的缺陷，提供一种生产速度快、一体成型、 施工铺排方便、省时省工、美观、防腐、清洁并兼有模板和受力构件功能的复合材料预制受 力模板。本发明的目的是通过以下技术方案解决的
一种复合材料预制受力模板，包括模壳，所述的模壳为上部开口的半封闭腔体，模壳内 嵌有夹芯材料，模壳的侧壁上沿模壳半封闭腔体的纵向间隔设置剪力键，所述的剪力键横 向设置在模壳侧壁的中上部，剪力键的两端贯穿模壳的侧壁。所述模壳的形状为直梁或井字梁。所述模壳的半封闭腔体内壁上设有凸状物。所述凸状物的形状为直角凸状物或钝角凸状物。所述的模壳和凸状物采用树脂基纤维复合材料制成；所述的树脂基纤维复合材 料包含玻璃纤维和树脂，树脂基纤维复合材料中的玻璃纤维采用单轴向、双轴向、多轴向布 置，树脂基纤维复合材料中的树脂采用不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂或酚醛树脂。所述的夹芯材料为轻质木材、泡沫或树脂基纤维复合材料；所述的轻质木材包括泡桐木、杉木和橡木，所述的泡沫包括聚氨酯泡沫和聚氯乙烯泡沫，所述的树脂基纤维复合 材料包含玻璃纤维和树脂。所述的剪力键采用不锈钢材质的螺纹钢筋或钢管，剪力键的两端用螺帽或焊接锚 固在模壳的侧壁外侧。所述模壳的半封闭腔体内填充混凝土。所述的模壳半封闭腔体内设有钢筋架，所述的钢筋架由沿模壳半封闭腔体纵向设 置的受力钢筋和缠绕在受力钢筋上的箍筋组成。本发明相比现有技术有如下优点
1、本发明的预制模板兼具模板和受力构件的功能，在工程中无需拆模操作；模壳采用 轻质、耐腐蚀、力学性能优越的树脂基纤维复合材料，能很好的满足受力强度大的工程需 要。2、本发明的模壳生产快速方便、一体成型，工厂制作完成后可直接运往现场使用， 施工铺设方便，省时省工。3、本发明的模壳能根据实际工程的需要，制作成直梁或者井子梁等不同的形状， 满足不同工程的实际需要。4、本发明的模壳表面美观、防腐、洁净不易沾尘，能充分满足电子工厂洁净室对灰 尘、气流等的要求。
附图1为本发明的结构示意图之一； 附图2为本发明的结构示意图之二；
附图3为本发明的模壳空腔内设置钢筋架时的结构示意附图4为本发明的夹芯材料为树脂基纤维复合材料时的结构示意附图5为本发明的直梁模板结构示意图之一；
附图6为本发明的直梁模板结构示意图之二；
附图7为本发明的井字梁模板结构示意附图8为本发明的井字梁横向截面示意附图9为本发明的直梁在桥梁工程中运用的示意附图10为本发明的井字梁在桥梁工程中运用的示意附图11为本发明的井字梁在厂房工程中运用的示意图。其中1一模壳；2—夹芯材料；3—凸状物；4一剪力键；5—混凝土 ；6—钢筋架。
具体实施例方式下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。如图1-8所示一种复合材料预制受力模板，包括模壳1，模壳1为上部开口的半 封闭腔体，在模壳1内嵌有夹芯材料2，在模壳1的侧壁上沿模壳1半封闭腔体的纵向还间 隔设置有横向设置在模壳1侧壁中上部的剪力键4，采用不锈钢材质的螺纹钢筋或钢管制 成的剪力键4两端贯穿模壳1的侧壁并且用螺帽或焊接锚固在模壳1的侧壁外侧，模壳1 的半封闭腔体内用来填充混凝土 5。模壳1的半封闭腔体内壁上还设有直角或钝角凸状物3，模壳1和凸状物3都采用树脂基纤维复合材料制成，其中树脂基纤维复合材料包含玻璃 纤维和树脂，树脂基纤维复合材料中的玻璃纤维采用单轴向、双轴向、多轴向布置，树脂基 纤维复合材料中的树脂采用不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂或酚醛树脂；另外当腔体内 设置的混凝土 5为普通混凝土时，从受力安全性的角度考虑，还可在模壳1的半封闭腔体内 设有钢筋架6，钢筋架6由沿模壳1半封闭腔体纵向设置的受力钢筋和缠绕在受力钢筋上的 箍筋组成，用以加强本发明的复合材料预制受力模板强度。上面使用的夹芯材料2可为轻质木材、泡沫或树脂基纤维复合材料；一般来说使 用轻质木材和泡沫填充模壳1内的夹层，其中轻质木材包括泡桐木、杉木和橡木，泡沫包括 聚氨酯泡沫和聚氯乙烯泡沫；但当为了增强模壳1的刚度和减少模壳1的界面层数时，可使 用上述的树脂基纤维复合材料填充夹层。上面所述的模壳1和夹芯材料2都通过真空导入 成型工艺制备而成。一般情况下，腔体内设置的混凝土 5为水泥泡沫混凝土、石膏泡沫混凝 土、火山灰质胶结材料泡沫混凝土等泡沫混凝土。上述所述模壳1的形状为直梁或井字梁。直梁形的模壳1的可视为其半封闭腔体 的顶端没有向水平方向延伸，图2所示即为直梁型预制受力模板的横截面结构示意图，图5 所示即为直梁型预制受力模板的结构示意图；另外直梁所采用的模壳1的半封闭腔体顶端 可向水平方向延伸后平行相连，亦可得一种特殊的直梁形式，结构示意图如图6所示，此形 式亦可视作多个直梁形模壳1平行布置后使用与模壳1材料相同的树脂基纤维复合材料制 成的面层相互连接制成，图8可视为这种特殊结构的直梁型预制受力模板的横向截面结构 示意图。井字梁形模壳1可视为直梁形的模壳1沿纵横方向正交贯通并在半封闭腔体的顶 端使用与模壳1材料相同的树脂基纤维复合材料制成的面层相互连接制成，亦可视作模壳 1的半封闭腔体顶端向水平方向延伸后纵横相连制成，图7即为井字梁形模壳1的结构示意 图，同样图8亦可视为井字梁形模壳沿纵横方向的截面结构示意图。在实际的生产中，无论 是井字梁和直梁形状的模壳1和嵌有的夹芯材料2、腔体内壁上设置的凸状物3以及设置的 剪力键4，都可一体成型，快速生产。实施例1
如图9所示为本发明的直梁在桥梁工程中运用的示意图，复合材料预制受力模板用于 桥梁工程时，纵向取一跨桥梁长度9米，横向取单车道宽度3. 75米，将一定数量的直梁形模 壳1间隔一定距离纵向搁置于桥墩支座后填充泡沫混凝土 5即可。树脂基纤维复合材料制 成的模壳1是由玻璃纤维和树脂固化而成，同时模壳1内嵌的夹芯材料2使用泡桐木芯材， 在模壳1的半封闭腔体内设置一定数量的直角凸状物3，直角凸状物3的材料与模壳1相 同，用以增强模壳1和模壳1的半封闭腔体内填充泡沫混凝土 5后形成界面的粘结强度，并 在模壳1的内部每隔一定距离设置钢管剪力键4。实施例2
如图10所示为本发明的井字梁在桥梁工程中运用的示意图，复合材料预制受力模板 用于桥梁工程时，纵向取一跨桥梁长度9米，横向取单车道宽度3. 75米，在桥墩之间直接铺 设井字梁形状的模壳1后填充泡沫混凝土 5即可。树脂基纤维复合材料制成的模壳1是由 玻璃纤维和树脂固化而成，同时模壳1内嵌的夹芯材料2使用泡桐木芯材，在模壳1的半封 闭腔体内设置一定数量的直角凸状物3，直角凸状物3的材料与模壳1相同，用以增强模壳 1和模壳1的半封闭腔体内填充泡沫混凝土 5后形成界面的粘结强度，并在模壳1的内部每隔一定距离设置钢管剪力键4。实施例3
如图3所示为本发明的模壳空腔内设置钢筋架时的截面结构示意图，复合材料预制受 力模板用于桥梁工程时，纵向取一跨桥梁长度9米，横向取单车道宽度3. 75米，在桥墩之间 直接铺设井字梁形状的模壳1。树脂基纤维复合材料制成的模壳1是由玻璃纤维和树脂固 化而成，同时模壳1内嵌的夹芯材料2使用泡桐木芯材，在模壳1的半封闭腔体内设置一定 数量的直角凸状物3，直角凸状物3的材料与模壳1相同，并在模壳1的内部每隔一定距离 设置钢管剪力键4，另外在模壳1的半封闭腔体内设置钢筋架6，用以加强本发明的复合材 料预制受力模板强度，然后直接浇筑普通混凝土 5即可。实施例4
如图11所示为本发明的井字梁在厂房工程中运用的示意图，复合材料预制受力模板 用于电子厂房或洁净室工程时，取柱距为9米，形成9mX 9m方形楼盖，将边长为9米的方形 井字梁形状的模壳1通过吊装搁置于四角柱顶后填充泡沫混凝土 5即可。树脂基纤维复合 材料制成的模壳1是由玻璃纤维和树脂固化而成，同时模壳1内嵌的夹芯材料2使用泡桐 木芯材，在模壳1的半封闭腔体内设置一定数量的直角凸状物3，直角凸状物3的材料与模 壳1相同，用以增强模壳1和模壳1的半封闭腔体内填充泡沫混凝土 5后形成界面的粘结 强度，并在模壳1的内部每隔一定距离设置钢管剪力键4。本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
1.在一种复合材料预制受力模板，包括模壳(1)，其特征在于所述的模壳(1)为上部开 口的半封闭腔体，模壳(1)内嵌有夹芯材料(2)，模壳(1)的侧壁上沿模壳(1)半封闭腔体的 纵向间隔设置剪力键(4)，所述的剪力键(4)横向设置在模壳(1)侧壁的中上部，剪力键(4) 的两端贯穿模壳(1)的侧壁。
2.根据权利要求1所述的复合材料预制受力模板，其特征在于所述模壳(1)的形状为 直梁或井字梁。
3.根据权利要求1所述的复合材料预制受力模板，其特征在于所述模壳(1)的半封闭 腔体内壁上设有凸状物(3)。
4.根据权利要求3所述的复合材料预制受力模板，其特征在于所述凸状物(3)的形状 为直角凸状物或钝角凸状物。
5.根据权利要求1或3所述的复合材料预制受力模板，其特征在于所述的模壳(1)和 凸状物(3)采用树脂基纤维复合材料制成；所述的树脂基纤维复合材料包含玻璃纤维和树 脂，树脂基纤维复合材料中的玻璃纤维采用单轴向、双轴向、多轴向布置，树脂基纤维复合 材料中的树脂采用不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂或酚醛树脂。
6.根据权利要求1所述的复合材料预制受力模板，其特征在于所述的夹芯材料(2)为 轻质木材、泡沫或树脂基纤维复合材料；所述的轻质木材包括泡桐木、杉木和橡木，所述的 泡沫包括聚氨酯泡沫和聚氯乙烯泡沫，所述的树脂基纤维复合材料包含玻璃纤维和树脂。
7.根据权利要求1所述的复合材料预制受力模板，其特征在于所述的剪力键(4)采用 不锈钢材质的螺纹钢筋或钢管，剪力键(4)的两端用螺帽或焊接锚固在模壳(1)的侧壁外 侧。
8.根据权利要求1所述的复合材料预制受力模板，其特征在于所述模壳(1)的半封闭 腔体内填充混凝土(5)。
9.根据权利要求1所述的复合材料预制受力模板，其特征在于所述的模壳(1)半封闭 腔体内设有钢筋架(6)，所述的钢筋架(6)由沿模壳(1)半封闭腔体纵向设置的受力钢筋和 缠绕在受力钢筋上的箍筋组成。
全文摘要
本发明公开了一种复合材料预制受力模板，包括模壳(1)，所述的模壳(1)为上部开口的半封闭腔体，模壳(1)内嵌有夹芯材料(2)，模壳(1)的侧壁上沿模壳(1)半封闭腔体的纵向间隔设置剪力键(4)，所述的剪力键(4)横向设置在模壳(1)侧壁的中上部，剪力键(4)的两端贯穿模壳(1)的侧壁；模壳(1)的形状为直梁或井字梁。本发明兼具模板和受力构件的功能，在工程中无需拆模操作，模壳采用轻质、耐腐蚀、力学性能优越的树脂基纤维复合材料，能很好的满足受力强度大的工程需要；本发明生产快速方便、一体成型，工厂制作完成后可直接运往现场使用，施工铺设方便，并能根据实际工程的需要，制作成不同的形状的模板。
文档编号E04G9/10GK102127965SQ20111006123
公开日2011年7月20日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者刘伟庆, 张旻辉, 方海, 陆伟东, 陈向前 申请人:南京工业大学