空心混凝土墙板的抽芯模具、制备方法及应用

本发明属于土木工程技术领域，涉及到混凝土制品的生产和应用，特别是涉及到空心混凝土墙板的抽芯模具和产品及应用。

背景技术：

空心混凝土墙板的抽芯方法，主要有两种方式，其一是挤出法，这种方法主要用于生产隔墙板，对于混凝土结构构件的生产并不适用；另一种是预置模具后抽出法，但这种方法效率低，抽出困难且容易造成混凝土构件开裂破坏。所以需要一种抽出容易、产品质量好、产品应用效果佳的抽芯模具及抽芯方法。

发明专利申请说明书cn202010532998.5，公开了一种预制构件及该构件生产空心混凝土预制单元的方法。具体为芯本体外周构造出多个连续相接凸起结构；任意相邻的所述凸起结构之间形成有填充空间,位于所述芯管本体外周的全部填充空间造型出所述填充层；接套部可套设在所述芯本体上,且所述接套部的内周能够同时与任意一个凸起结构的顶点相抵接；提供的方法主要包括：预制构件模具预制步骤、模具浇筑步骤、抽芯步骤,本技术方案可提高空心构件成孔外观质量和尺寸偏差；实现空心构件生产过程中能够顺利拔出,利用该方法的成型质量合格率能够达到92.1％。但该发明接套部30的抽出与传统的抽芯方法一样，并不容易抽出，而且也不能在空心的内表面形成键槽。

发明专利申请说明书cn202011439131.1，公开了一种预制构件空腔模具,包括模具主体,所述模具主体的表面构造有凹凸结构,使得浇筑在所述模具主体表面的混凝土凝固后与所述凹凸结构结合在一起。预制构件空腔模具制成后可以留在混凝土内,既可以增加新旧混凝土之间的摩擦力,对混凝土结构起到加强作用,同时免去拆除空腔模具和清洗模具的流程,提升了施工效率。但该发明使用免拆除空腔模具增加了生产成本，且免拆除空腔模具材料与混凝土材料之间的性能差异可能会对结构构件的性能产生不利的影响，不利于推广应用。

实用新型专利授权说明书cn202020607790.0，公开了一种预制墙体芯模模具,包括顶板和位于顶板下方两侧的侧板,所述预制墙体芯模模具还包括位于顶板下方的底架,所述侧板通过转动轴与所述底架连接；所述底架上连接有中间轴,所述顶板的内壁上固定连接有带开口的第一部件,所述中间轴从所述开口穿过；所述第一部件的底部向两侧延伸出底板；所述中间轴上横向贯通有第二部件；

所述第二部件的两端分别从所述第一部件的两侧伸出,且随着所述中间轴的顺逆时针转动,所述第二部件的两端能够分别击打所述第一部件底部两侧的底板。本实用新型还公开了上述模具制成的墙体。但该发明同样使用了免拆除空腔模具增加了生产成本，且免拆除空腔模具材料与混凝土材料之间的性能差异可能会对结构构件的性能产生不利的影响，不利于推广应用。

所以有必要开发一种结构简单、抽芯方便且容易的空心混凝土墙板的抽芯模具，应用该抽芯模具生产空心混凝土墙板的质量好，利用空心混凝土墙板建造混凝土剪力墙的结构性能优良、建造方便且成本低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种空心混凝土墙板的抽芯模具、制备方法及应用，采用组合式抽芯模具分步抽芯，减小抽芯阻力，解决空心混凝土墙板在抽芯过程中容易破坏的问题，解决传统抽芯方法无法在混凝土墙板空心孔内壁形成键槽的难题；利用抽芯模具在混凝土墙板空心孔的内壁形成键槽，提高新旧混凝土的抗剪切滑移性能，剪力墙墙身竖向分布钢筋布置在预制混凝土空心混凝土墙板的混凝土内部，连接钢筋布置于后浇混凝土中，通过后浇混凝土的握裹力、新旧混凝土间的粘结力及键槽阻力实现剪力墙墙身竖向分布钢筋的搭接连接，保证灌芯装配式混凝土剪力墙的结构性能等同现浇混凝土剪力墙。

空心混凝土墙板的抽芯模具，包括外模具和内模具，其特征是：所述外模具的横截面为梯形，外模具上设置有纵向凸齿、横向键齿、沉头螺栓孔及牵引孔，所述纵向凸齿沿着外模具的梯形截面短边顶角端部通长设置；所述横向键齿沿着外模具的横向设置，端部与纵向凸齿相交；所述沉头螺栓孔设置在横向键齿的外侧；所述牵引孔设置在外模具的外端部；

所述内模具为双筋型抽芯内模具以及单筋型抽芯内模具，内模具上均设置有沉头螺栓孔、牵引孔以及楔形孔，所述楔形孔设置在内模具上与牵引孔相反的一侧。

所述纵向凸齿沿着外模具的梯形截面短边顶角两侧端部通长设置为双筋型抽芯外模具。

所述纵向凸齿沿着外模具的梯形截面短边顶角一侧端部通长设置为单筋型抽芯外模具。

空心混凝土墙板的制备方法，其特征是：应用所述的空心混凝土墙板的抽芯模具，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，

步骤一、制备空心混凝土墙板的抽芯模具

制备所述的空心混凝土墙板的抽芯模具，外模具包括双筋型抽芯外模具以及单筋型抽芯外模具，内模具包括双筋型抽芯内模具以及单筋型抽芯内模具；

步骤二、空心混凝土墙板的抽芯模具组模

采用两个双筋型抽芯外模具与一个双筋型抽芯内模具组模，或两个单筋型抽芯外模具与一个单筋型抽芯内模具组模；两个外模具和一个内模具的牵引孔在同一方向，两个外模具设置在一个内模具两侧并成对称布置且其梯形截面的长边与内模具截面的长边紧贴，两个外模具和一个内模具的沉头螺栓孔对齐，通过沉头螺栓将两个外模具和一个内模具紧固成为一体；

步骤三、支模绑筋

在底模上支空心混凝土墙板的四周边模，边模的相对两边设有与空心混凝土墙板的抽芯模具组模截面形状对应的开孔，绑扎钢筋时墙身两侧的竖向分布钢筋紧贴纵向凸齿外侧位置布置，在绑扎完空心混凝土墙板的钢筋后，将空心混凝土墙板的抽芯模具组模从边模外侧插入其开孔中并从另一端伸出，将梯形楔子插入楔子孔，敲击楔子顶紧空心混凝土墙板的抽芯模具组模和空心混凝土墙板边模，至空心混凝土墙板的抽芯模具组模和空心混凝土墙板边模之间固定；

步骤四、浇筑混凝土养护及拆模

向完成步骤三支模绑筋的模具内浇筑混凝土并养护，在混凝土达到设计强度后，退掉梯形楔子并移除沉头螺栓孔中的沉头螺栓，通过内模具端部的牵引孔先将内模具抽出，再通过外模具牵引孔将外模具抽出，形成空心混凝土墙板的空心孔，在纵向凸齿对应处形成纵向凹槽，移除空心混凝土墙板的四周边模，制成空心混凝土墙板出模码放备用，完成空心混凝土墙板的制备。

空心混凝土墙板的应用，其特征是：应用制备的空心混凝土墙板建造灌芯装配式混凝土剪力墙墙身，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，

步骤一、设置初始装配安装层底部连接钢筋环

采用传统的方法设置初始装配安装层底部连接钢筋环，连接钢筋环在底部混凝土内锚固并伸出相应的搭接长度，连接钢筋环的外轮廓与空心混凝土墙板空心孔侧面的纵向凹槽对应；

步骤二、安装空心混凝土墙板

吊运空心混凝土墙板放入工位，并将预先设置的连接钢筋环插入空心混凝土墙板空心孔侧面的纵向凹槽中，调正空心混凝土墙板后固定；

步骤三、设置层间或顶层连接钢筋环

支楼层混凝土板的现浇混凝土模板或布置混凝土叠合板底板，在绑扎楼层混凝土板钢筋后，向空心混凝土墙板空心孔侧面的纵向凹槽中插入连接钢筋环，连接钢筋环插入空心混凝土墙板空心孔中的长度为搭接连接长度，中间层外露部分预留插入上一层空心混凝土墙板空心孔中的搭接连接长度，顶层外露部分预留插入混凝土楼盖板中的锚固长度；

步骤四、浇筑灌芯混凝土

向空心混凝土墙板空心孔中浇筑混凝土，经养护达到强度后灌芯装配式混凝土剪力墙墙身建造完成。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：空心混凝土墙板的抽芯模具、制备方法及应用，采用组合式抽芯模具分步抽芯，减小抽芯阻力，解决空心混凝土墙板在抽芯过程中容易破坏的问题，同时，组合式抽芯模具实现了在混凝土墙板空心孔的内壁形成键槽；利用抽芯模具在混凝土墙板空心孔的内壁形成键槽，提高新旧混凝土的抗剪切滑移性能，剪力墙墙身竖向分布钢筋布置在预制混凝土空心混凝土墙板的混凝土内部，连接钢筋布置于后浇混凝土中，通过后浇混凝土的握裹力、新旧混凝土间的粘结力及键槽阻力实现剪力墙墙身竖向分布钢筋的搭接连接，保证灌芯装配式混凝土剪力墙的结构性能等同现浇混凝土剪力墙。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

图1为本发明双筋型抽芯外模具的俯视示意图。

图2为本发明单双筋型抽芯外模具和双筋型抽芯外模具纵向剖面示意图。

图3为本发明双筋型抽芯外模具a-a侧视示意图。

图4为本发明双筋型抽芯外模具b-b剖视示意图。

图5为本发明双筋型抽芯外模具c-c剖视示意图。

图6为本发明单筋型抽芯外模具的俯视示意图。

图7为本发明单筋型抽芯外模具d-d侧视示意图。

图8为本发明单筋型抽芯外模具e-e剖视示意图。

图9为本发明单筋型抽芯外模具f-f剖视示意图。

图10为本发明双筋型抽芯内模具的俯视示意图。

图11为本发明单双筋型抽芯外模具和双筋型抽芯内模具纵向剖面示意图。

图12为本发明双筋型抽芯内模具g-g侧视示意图。

图13为本发明双筋型抽芯内模具h-h剖视示意图。

图14为本发明单筋型抽芯内模具的俯视示意图。

图15为本发明单筋型抽芯内模具j-j侧视示意图。

图16为本发明单筋型抽芯内模具k-k剖视示意图。

图17为本发明空心混凝土墙板的抽芯模具组模纵向剖面示意图。

图18为本发明梯形楔子的轴测示意图。

图19为本发明制备空心混凝土墙板墙身绑筋及双筋型抽芯模具组模的局部横剖面示意图。

图20为本发明制备空心混凝土墙板墙身绑筋及单筋型抽芯模具组模的局部横剖面示意图。

图21为本发明制备空心混凝土墙板双筋型抽芯模具组模时浇筑混凝土的局部横剖面示意图。

图22为本发明制备空心混凝土墙板单筋型抽芯模具组模时浇筑混凝土的局部横剖面示意图。

图23为本发明制备空心混凝土墙板抽出双筋型抽芯内模具时的局部横剖面示意图。

图24为本发明制备空心混凝土墙板抽出单筋型抽芯内模具时的局部横剖面示意图。

图25为本发明制备空心混凝土墙板抽出双筋型抽芯内、外模具时的局部横剖面示意图。

图26为本发明制备空心混凝土墙板抽出单筋型抽芯内、外模具时的局部横剖面示意图。

图27为本发明双筋型抽芯模具组模制备的空心混凝土墙板建造装配式剪力墙墙身插入连接钢筋环后局部横剖面示意图。

图28为本发明单筋型抽芯模具组模制备的空心混凝土墙板建造装配式剪力墙墙身插入连接钢筋环后局部横剖面示意图。

图29为本发明双筋型抽芯模具组模制备的空心混凝土墙板建造装配式剪力墙空心孔中浇筑混凝土后的局部横剖面示意图。

图30为本发明单筋型抽芯模具组模制备的空心混凝土墙板建造装配式剪力墙空心孔中浇筑混凝土后的局部横剖面示意图。

图中1-双筋型抽芯外模具、2-纵向凸齿、3-横向键齿、4-沉头螺栓孔、5-牵引孔、6-单筋型抽芯外模具、7-双筋型抽芯内模具、8-楔形孔、9-单筋型抽芯内模具、10-底模、11-边模、12-沉头螺栓、13-梯形楔子、14-混凝土、15-空心混凝土墙板、16-空心孔、17-纵向凹槽、18-连接钢筋环。

具体实施方式

空心混凝土墙板的抽芯模具，如图1～图16所示，包括外模具和内模具，其中外模具包括如图1～图5所示的双筋型抽芯外模具1、如图2和图6～图9所示的单筋型抽芯外模具6，内模具包括如图10～图13所示的双筋型抽芯内模具7、如图11和图14～图16所示的单筋型抽芯内模具9；

如图1～图5所示的双筋型抽芯外模具1和如图2、图6～图9所示的单筋型抽芯外模具6的横截面为梯形，包括纵向凸齿2、横向键齿3、沉头螺栓孔4及牵引孔5，纵向凸齿2沿着双筋型抽芯外模具1和单筋型抽芯外模具6梯形截面短边的角部通长设置，双筋型抽芯外模具1设置两个纵向凸齿2，单筋型抽芯外模具6设置一个纵向凸齿2；横向键齿3沿着双筋型抽芯外模具1和单筋型抽芯外模具6的梯形截面短边横向设置，并以与纵向凸齿2相交处为边界；沉头螺栓孔4设置在横向键齿3的外侧；牵引孔5设置在双筋型抽芯外模具1和单筋型抽芯外模具6的外端部；

如图10～图13所示的双筋型抽芯内模具7和如图11、图14～图16所示的单筋型抽芯内模具9包括沉头螺栓孔4、牵引孔5及楔形孔8，楔形孔8设置在双筋型抽芯内模具7和单筋型抽芯内模具9上与牵引孔5相反的一端。

空心混凝土墙板的制备方法，如图17～图26所示，采用上述空心混凝土墙板的抽芯模具，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，

步骤一、制备空心混凝土墙板的抽芯模具

如图1～图16所示，包括如图1～图5所示的双筋型抽芯外模具1、如图2和图6～图9所示的单筋型抽芯外模具6、如图10～图13所示的双筋型抽芯内模具7、如图11和图14～图16所示的单筋型抽芯内模具9；如图1～图5所示的双筋型抽芯外模具1和如图2、图6～图9所示的单筋型抽芯外模具6的横截面为梯形，包括纵向凸齿2、横向键齿3、沉头螺栓孔4及牵引孔5，纵向凸齿2沿着双筋型抽芯外模具1和单筋型抽芯外模具6梯形截面短边的角部通长设置，双筋型抽芯外模具1设置两个纵向凸齿2，单筋型抽芯外模具6设置一个纵向凸齿2；横向键齿3沿着双筋型抽芯外模具1和单筋型抽芯外模具6的梯形截面短边横向设置，并以与纵向凸齿2相交处为边界；沉头螺栓孔4设置在横向键齿3的外侧；牵引孔5设置在双筋型抽芯外模具1和单筋型抽芯外模具6的外端部；

如图10～图13所示的双筋型抽芯内模具7和如图11、图14～图16所示的单筋型抽芯内模具9包括沉头螺栓孔4、牵引孔5及楔形孔8，楔形孔8设置在双筋型抽芯内模具7和单筋型抽芯内模具9上与牵引孔5相反的一端；

步骤二、空心混凝土墙板的抽芯模具组模

如图17、图18所示，双筋型抽芯外模具1和双筋型抽芯内模具7组模，取两个双筋型抽芯外模具1和一个双筋型抽芯内模具7组模，两个双筋型抽芯外模具1和一个双筋型抽芯内模具7的牵引孔5在同一方向，一个双筋型抽芯内模具7设置在两个双筋型抽芯外模具1的中间并成对称布置且其梯形截面的长边与内模具截面的长边紧贴，两个双筋型抽芯外模具1和一个双筋型抽芯内模具7的沉头螺栓孔4对齐，通过沉头螺栓12将两个双筋型抽芯外模具1和一个双筋型抽芯内模具7紧固成为一体；

如图17、图18所示，单筋型抽芯外模具6和单筋型抽芯内模具9组模与双筋型抽芯外模具1和双筋型抽芯内模具7组模方式相同；

步骤三、支模绑筋

如图17～图20所示，在底模10上支空心混凝土墙板的四周边模11，边模11的相对两边设有与空心混凝土墙板的抽芯模具组模截面形状对应的开孔，绑扎钢筋时墙身两侧的竖向分布钢筋紧贴纵向凸齿2外侧位置布置，在绑扎完空心混凝土墙板的钢筋后，将空心混凝土墙板的抽芯模具组模从边模11外侧插入其开孔中并从另一侧边模11开孔中伸出，采用梯形楔子13插入楔子孔8，敲击楔子13顶紧空心混凝土墙板的抽芯模具组模和空心混凝土墙板边模11，使空心混凝土墙板的抽芯模具组模和空心混凝土墙板边模11之间固定；

步骤四、浇筑混凝土养护及拆模

如图21和图22所示，向完成支模绑筋的模具内浇筑混凝土14并养护，在混凝土达到设计强度后，退掉梯形楔子13并移除沉头螺栓孔4中的沉头螺栓12，然后如图23和图24所示，首先通过单筋型抽芯内模具9或双筋型抽芯内模具7端部的牵引孔5将单筋型抽芯内模具9或双筋型抽芯内模具7抽出，再然后如图25和图26所示，通过单筋型抽芯外模具6或双筋型抽芯外模具1端部的牵引孔5将单筋型抽芯外模具6或双筋型抽芯外模具1抽出，形成空心混凝土墙板的空心孔16，在纵向凸齿2对应处形成纵向凹槽17，移除空心混凝土墙板的四周边模11，制成空心混凝土墙板15出模码放备用，完成空心混凝土墙板15的制备。

空心混凝土墙板的应用，如图27～图30所示，采用空心混凝土墙板的制备方法制备的空心混凝土墙板15建造灌芯装配式混凝土剪力墙墙身，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，

步骤一、设置初始装配安装层底部连接钢筋环18

如图27、图28所示，采用传统的方法设置初始装配安装层底部连接钢筋环18，连接钢筋环18在底部混凝土内锚固并伸出相应的搭接长度，连接钢筋环18的外轮廓与空心混凝土墙板15空心孔16侧面的纵向凹槽17对应；

步骤二、安装空心混凝土墙板15

如图27、图28所示，吊运空心混凝土墙板15放入工位，并将预先设置的连接钢筋环18插入空心混凝土墙板15空心孔16侧面的纵向凹槽17中，调正空心混凝土墙板15后固定；

步骤三、设置层间或顶层连接钢筋环18

如图27、图28所示，支楼层混凝土板的现浇混凝土模板或布置混凝土叠合板底板，在绑扎楼层混凝土板钢筋后，向空心混凝土墙板15空心孔16侧面的纵向凹槽17中插入连接钢筋环18，连接钢筋环18插入空心混凝土墙板15空心孔16中的长度为搭接连接长度，中间层外露的长度满足插入上一层空心混凝土墙板15空心孔16中的长度为搭接连接长度，顶层外露的长度满足插入混凝土楼盖板中的长度为锚固长度；

步骤四、浇筑灌芯混凝土14

如图29、图30所示，向空心混凝土墙板15空心孔16中浇筑混凝土14，经养护达到强度后灌芯装配式混凝土剪力墙墙身建造完成。

以上所述仅为本发明优选的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。