专利名称：一种填埋于混凝土中的充气囊的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钢筋混凝土空心楼盖结构中的填充材料，尤其是一种填埋于 混凝土中的充气囊，属于一般建筑物构造领域。
背景技术：
在建筑领域，随着大跨度混凝土结构日益增多，越来越多的楼板采用空心楼盖结 构技术。有时为了减小结构自重或者增强混凝土的保温、隔热、隔音、减震效果，需要在混凝 土里面放置一些轻质填充材料。用轻质填充材料来代替部分混凝土基本不会影响结构的受 力性能，但是可以大大减轻结构的自重。从施工角度来说，当填充材料的截面形状是圆形或者多边形时施工最方便，混凝 土容易浇筑密实。在“混凝土薄壁筒体构件”(ZL98231113.3) “钢筋砼填充用纤维增强型 空心薄壁管及其制造方法”(ZL99115649. 8)和“具有多种截面形状用于混凝土中的轻质多 孔材料填充体”(ZL02293406. 5)等早期的相关技术中，填充材料截面形状大致圆形或接近 圆形。但是这种截面形状空心楼盖为空心率较小，经济型较差。从力学原理上讲，填充材料的理想截面形状是矩形，这种形状的可以使楼盖的 空心率最大，结构最轻。但是这种截面形状填充材料的最大缺陷是无法保证填充材料 下面的混凝土浇筑密实。因此，王本淼先生发明了 “薄壁箱体现浇砼空腹板用薄壁箱 体”(ZL02282207. 0)，该薄壁箱体为扁平状，由周壁和顶、底面板封闭成，在箱体中央轴向 设置空心管，连接箱体顶、底面板，空心管的中心孔贯穿顶、底面板，混凝土可以通过空心 管来将箱体下面的混凝土浇筑密实。但是，箱体中央空心管设置，使空心管中的混凝土不 能参与任何结构受力，只是增加楼盖的自重。后来，本人发明了“一种带硬质加强层的轻 质发泡材料填充件”(ZL200420077923. 9)，填充材料的上、下表面形状为折线或弧线，虽然 楼盖的空心率与矩形截面相比略小，但是可以很好地保证混凝土施工质量。王本淼先生 后来又申请了两项外观设计，分别是“箱体(圆角)”(ZL200530117113. 1)和“箱体(直 角)”(ZL200530117112. 7)，在上述外观设计中，将箱体的上、下表面设计成弧面，但是这种 形状较适合于GRC类材料。在空心楼盖填充材料材质上，大致有金属材料、高强水泥制品(GRC)、橡胶或塑料 制品等几大类，使用时各有优缺点。金属波纹管造价较高，且施工时的脚踏揉搓容易导致波 纹管咬口开裂，同时电、气焊若紧贴波纹管进行作业可能烧出孔洞。由脆性材料(高强水泥 等)制成的空心管自重较大，吸水率较高，当承受冲击荷载及堆放重物时容易碎裂。橡胶或 塑料薄壁管若要保持一定的强度，需加大壁厚导致成本较高。因此发展充气式填充材料也 具有良好的应用前景。目前采用充气方式形成填充材料的技术有“曲线型组合充气内 模”(ZL87205722)，其特点是将易弯成各种曲线的单根软管充气并组合，由不同数量软管和 不同直径的塑料管分别组成不同截面轮廓形状的组合充气模具；或是利用薄的金属板做成 各种曲线的芯模骨架，周围用软充气管包裹以形成不同截面形状的组合充气模具。本人的亲属曾发明“一种用于混凝土中的起填充作用的充气薄壁管”(ZL02293407. 3)，该充气薄壁 管由薄壁管、端头塞子、密封胶、隔离涂料、充气孔和压缩空气组成。邱则有先生的专利技术 “一种砼填充用充气胎模构件”(ZL200710200791. 2)所揭示的技术是两层蒙皮夹合包裹骨 架，两层蒙皮形成封闭的囊，蒙皮上设置有充气嘴，形成填充体的各个表面。“一种砼填充用 充气胎模”(ZL200710200852. 5)所公开的充气胎模，包括软模壁、充气插件，软模壁封闭构 成胎模，充气插件为抽出插件能自行封闭的充气嘴，在软模壁上设置有充气嘴。“一种砼填 充用充气胎模”(ZL200710200795.0)则公开了一种充气构件为盆状构件，由充气囊形成盆 壁，充气构件的内壁或/和外壁上设置有骨架或拉带或拉绳。以上三种技术是靠单独的两 层蒙皮充气后构成填充体的各个面，对于一个六面体，要12个面的蒙皮，比较浪费材料。在 200710200795. 0中，通过设置有骨架或拉带或拉绳，仅仅是将填充体的各个面连接在一起， 并没有通过拉带或拉绳去控制填充体单个外表面的形状。在上述众多技术中，分别有着不同的缺点，这种情况下，开发一种截面形状合理， 制作方便能用于混凝土中填充的充气式产品，已成为当前空心楼盖中急需解决的问题。
发明内容在现有技术中，存在空心楼盖空心率低、结构受力不合理、填充材料造价较高或者 安装不方便等问题，本实用新型的目的在于提供一种填埋于混凝土中的充气囊，该充气囊 截面形状比较完美，在保证结构受力的前提下能尽可能地提高楼盖的空心率，又能保证混 凝土的浇筑质量，同时该产品生产、运输和安装都很方便，抗冲击振动性能好。在现有技术的基础上，为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种 填埋于混凝土中的充气囊，充气囊由囊壁、定位件、和充气阀构成，充气囊内充满压缩气体， 充气囊的囊壁由四片侧壁、一片上壁和一片下壁组成，注入压缩气体后充气囊的形状为六 面体，至少2片侧壁的形状为由凹陷与凸起区域组成的平面，上壁和下壁的形状为向外鼓 起的弧面，通过在侧壁的内侧之间设置定位件来保证位置相对的两片侧壁相互平行。本实用新型的特征在于充气囊中位置相互平行的相对两片侧壁内侧之间设有两 道或两道以上的定位件，定位件平行或者交叉设置。在压缩气体的作用下，气囊有向外变形 的趋势。为了保证充气囊至少两个侧面能形成近似的平面，就要在充气囊内两片侧壁内侧 之间增加约束。定位件可以约束侧壁向外变形的趋势，在定位件约束处，囊壁要向内凹陷， 在非约束区，囊壁则继续保持向外凸出的形状。随着定位件够一定的数量，可以将充气囊的 侧壁限制为接近于一个平面的形状，并保证相对的两片侧壁相互平行。相对两片侧壁间的 定位件通常都平行设置，也可以交叉设置。本实用新型的特征在于充气囊中位置相交的两片侧壁内侧之间斜向设置定位件。 在位置相交两片侧壁之间，与两片侧壁大致都成45°角斜向设置定位件也可以限制侧壁向 外变形的趋势，但是这种设置方式通常只在转角处局部范围内有效。本实用新型的特征在于充气囊的囊壁上安装了一道或一道以上的缝制口，缝制口 用胶粘或者缝合或者拉链连接的方式来闭合。对于六面体，有12道边线，即使裁剪合理，也 至少有8道边线需要缝合。本实用新型的充气囊可以先采用外部粘合或缝合，然后通过缝 制口，将充气囊翻转过来，使粘合边或缝制边和缝制线都留在充气囊内部，从而保证产品的 外观质量。[0013]本实用新型的特征在于充气囊上壁与下壁内侧之间设有一道或一道以上的定位 件。当充气囊尺寸较大(如边长> 400mm)，或者由于设计与施工需要，对充气囊的上壁与下 壁的外凸量进行限制时，可以在上壁与下壁之间设定位件。本实用新型的特征在于充气囊的囊壁上安装了加强件，加强件是加强带或者加强 片，加强件上设有连接座，定位件的每个端头都固定在连接座上。定位件可以直接挂在充气 囊的囊壁上，但是当囊壁材料强度不高时，充气后，在较大的局部拉应力作用下，容易导致 囊壁破损；因此可以通过加强件来降低囊壁的拉应力。当采用加强带加强时，位于侧壁上的 加强带可以水平设置，也可以垂直设置。本实用新型的特征在于充气囊的囊壁上安装了一个或一个以上的充气阀，通过 充气阀向充气囊内注入压缩气体，压缩气体为普通空气或者氮气或者惰性气体，气压值为 1. 1-5. 0 个大气压(即 0. 11-0. 50MPa)。本实用新型的特征在于位置相交两片囊壁的结合边处设有定型杆，定型杆为金 属、木料、陶瓷或者硬质塑料。在正常情况下，位置相交两片囊壁的结合边处看不出明显的 分界线，此处通常为弧形柱面；当设计或施工有专门需要时，可以通过定型杆来形成一道明 确的分界线。本实用新型的特征在于定位件的材料可以是金属杆、硬质塑料杆、金属线、金属链 条、纤维绳。定位件的目的是在两壁之间起拉结作用，主要承受拉应力，因此对定位件材质 要求是弹性模量大(即不易变形)抗拉强度高的材料。本实用新型的特征在于构成充气囊囊壁的材料为纤维布、橡胶、塑料中一种或几 种组合。为了保证囊壁材料在充气后不易变形且密封性能好，一般采用外覆密封胶的纤维 布，或者是内置纤维加强网的橡胶和塑料，也可以将以上材料组合在一起。本实用新型的特征在于不同部位囊壁接口处的内表面涂刷密封胶或粘贴密封膜。 不同部位囊壁接口处，通常都是充气囊容易漏气的关键部位，在这些部位，应采取专门的防 漏气措施。采用上述方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果试验研究表明，当填充材料的各个侧面为竖直平面时，空心楼盖的抗弯性能与同 样厚度的实心楼盖相差无几，抗剪性能与用圆形空心管填充、填充材料侧面为圆弧面的空 心楼盖也相差无几，但是前一种空心楼盖的空心率比后一种空心楼盖要大，楼盖地自重要 轻，技术经济指标也更好。本实用新型至少两片侧壁相互平行，可以保证楼盖受力合理，同 时又有较高的空心率。在压缩气体的作用下，在无约束的情况下，充气囊上壁和下壁的形状 自然要向外鼓起形成弧面。下弧面的优点是便于混凝土浇筑密实，上弧面则在空心楼盖的 局部形成拱的结构，可以大大提高空心楼盖的局部承压和抗冲切能力。本实用新型的一种 填埋于混凝土中的充气囊，生产、运输和安装都很方便，抗冲击振动性能好。用这种产品形 成的空心楼盖跨度大、重量轻、隔音、隔热效果好，结构的可靠性、抗震性、抗裂性也较好。本 实用新型具有很好的经济性和适用性，对建筑技术的发展起促进作用。
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
图1是本实用新型充气囊的竖向剖面构造示意图。[0024]图2是本实用新型充气囊的水平剖面构造示意图。图3是本实用新型中位置相对的两片侧壁之间平行设置定位件。图4是本实用新型中位置相对的两片侧壁之间交叉设置定位件。图5是本实用新型中位置相交的两片侧壁之间斜向设置定位件。图6是本实用新型中上壁与下壁内侧之间设有定位件。图7是本实用新型中囊壁上加强带的示意图。图8是本实用新型中囊壁上加强片的示意图。图9是本实用新型中加强件大样图。
图10是本实用新型中定型杆大样图。图中1.充气囊，2.囊壁、3.侧壁、4.上壁、5.下壁，6.定位件，7.充气阀，8.压缩 气体，9.缝制口，10.加强件、11.加强带、12.加强片，13.连接座，14.定型杆。
具体实施方式
本实用新型是按照以下方式实现在
图1、图2所示实施例中，充气囊(1)由囊壁(2)、定位件(6)、和充气阀(7)构 成，充气囊(1)内充满压缩气体(8)，充气囊(1)的囊壁(2)由四片侧壁(3)、一片上壁(4) 和一片下壁(5)组成，注入压缩气体后充气囊(1)的形状为六面体，至少2片侧壁(3)的形 状近似于一个平面，上壁(4)和下壁(5)的形状近似于向外鼓起的弧面，通过在侧壁(3)的 内侧之间设置定位件(6)来保证位置相对的两片侧壁(3)相互平行。在
图1所示实施例中，充气囊的囊壁(2)上安装了一道或一道以上的缝制口(9)， 缝制口(9)用胶粘或者缝合或者拉链连接的方式来闭合。在
图1所示实施例中，充气囊的囊壁(2)上安装了一个或一个以上的充气阀(7)， 通过充气阀向充气囊(1)内注入压缩气体(8)，压缩气体为普通空气或者氮气或者惰性气 体，气压值为1. 1-5. 0个大气压。在
图1所示实施例中，定位件(6)的材料可以是金属杆、硬质塑料杆、金属线、金属 链条、纤维绳。在
图1所示实施例中，构成充气囊囊壁(2)的材料为纤维布、橡胶、塑料中一种或 几种组合。在
图1所示实施例中，在不同部位囊壁(2)接口处的内表面涂刷密封胶或粘贴密 封膜。在图3、图4所示实施例中，充气囊(1)中位置相互平行的相对两片侧壁(3)内侧 之间设有两道或两道以上的定位件(6)，定位件(6)平行或者交叉设置。在图5所示实施例中，充气囊(1)中位置相交的两片侧壁(3)内侧之间斜向设置 定位件(6)。在图6所示实施例中，充气囊的上壁(4)与下壁(5)内侧之间设有一道或一道以 上的定位件(6)。在
图1、图7、图8、图9所示实施例中，充气囊的囊壁⑵上安装了加强件(10)，加 强件是加强带(11)或者加强片(12)，加强件(10)上设有连接座(13)，定位件(6)的每个 端头都固定在连接座(13)上。[0045] 在
图10所示实施例中，位置相交两片囊壁(2)的结合边处设有定型杆(14)，定型 杆(14)为金属、木料、陶瓷或者硬质塑料。
权利要求一种填埋于混凝土中的充气囊，充气囊(1)由囊壁(2)、定位件(6)、和充气阀(7)构成，充气囊(1)内充满压缩气体(8)，充气囊(1)的囊壁(2)由四片侧壁(3)、一片上壁(4)和一片下壁(5)组成，注入压缩气体后充气囊(1)的形状为六面体，其特征在于至少2片侧壁(3)的形状为由凹陷与凸起区域组成的平面，上壁(4)和下壁(5)的形状为向外鼓起的弧面，通过在侧壁(3)的内侧之间设置定位件(6)来保证位置相对的两片侧壁(3)相互平行。
2.根据权利要求1所述的一种填埋于混凝土中的充气囊，其特征在于充气囊(1)中位 置相互平行的相对两片侧壁⑶内侧之间设有两道或两道以上的定位件(6)，定位件(6)平 行或者交叉设置。
3.根据权利要求1所述的一种填埋于混凝土中的充气囊，其特征在于充气囊(1)中位 置相交的两片侧壁(3)内侧之间斜向设置定位件(6)。
4.根据权利要求1所述的一种填埋于混凝土中的充气囊，其特征在于充气囊的囊壁 (2)上安装了一道或一道以上的缝制口(9)，缝制口(9)用胶粘或者缝合或者拉链连接的方 式来闭合。
5.根据权利要求1所述的一种填埋于混凝土中的充气囊，其特征在于充气囊的上壁 (4)与下壁(5)内侧之间设有一道或一道以上的定位件(6)。
6.根据权利要求1所述的一种填埋于混凝土中的充气囊，其特征在于充气囊的囊壁 (2)上安装了加强件(10)，加强件是加强带(11)或者加强片(12)，加强件(10)上设有连接 座(13)，定位件(6)的每个端头都固定在连接座(13)上。
7.根据权利要求1所述的一种填埋于混凝土中的充气囊，其特征在于充气囊的囊壁 (2)上安装了一个或一个以上的充气阀(7)，通过充气阀向充气囊(1)内注入压缩气体(8)， 压缩气体为普通空气或者氮气或者惰性气体，气压值为1. 1-5. 0个大气压。
8.根据权利要求1所述的一种填埋于混凝土中的充气囊，其特征在于位置相交的两片 囊壁(2)结合边处设有定型杆(14)，定型杆(14)为金属、木料、陶瓷或者硬质塑料。
9.根据权利要求1所述的一种填埋于混凝土中的充气囊，其特征在于定位件(6)的材 料可以是金属杆、硬质塑料杆、金属线、金属链条、纤维绳。
10.根据权利要求1所述的一种填埋于混凝土中的充气囊，其特征在于构成充气囊囊 壁(2)的材料为纤维布、橡胶、塑料中一种或几种组合。
11.根据权利要求1所述的一种填埋于混凝土中的充气囊，其特征在于不同部位囊壁 (2)接口处的内表面涂刷密封胶或粘贴密封膜。
专利摘要本实用新型涉及一种填埋于混凝土中的充气囊，属于一般建筑物构造领域。该充气囊(1)由囊壁(2)、定位件(6)、和充气阀(7)构成，充气囊(1)内充满压缩气体(8)，充气囊(1)的囊壁(2)由四片侧壁(3)、一片上壁(4)和一片下壁(5)组成，注入压缩气体后充气囊(1)的形状为六面体，至少2片侧壁(3)的形状为由凹陷与凸起区域组成的平面，上壁(4)和下壁(5)的形状为向外鼓起的弧面，通过在侧壁(3)的内侧之间设置定位件(6)来保证位置相对的两片侧壁(3)相互平行。本实用新型的充气囊，截面形状符合力学要求，同时生产、运输和安装都很方便，抗冲击振动性能好，具有很好的经济性和适用性。
文档编号E04B5/36GK201620502SQ201020136488
公开日2010年11月3日 申请日期2010年3月22日 优先权日2010年3月22日
发明者徐焱 申请人:徐焱