专利名称：一种螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性梁模板的制作方法
技术领域：
本发明属于一种建筑模板，具体地说是一种主要用于工业与民用建筑结构、水工结构以及港海结构等结构的梁的高耐久性永久性模板，在浇筑阶段作为模板使用，浇筑成型后兼做结构的防护板和外保护层，同时承担一部分的结构荷载。
背景技术：
目前，国内建筑领域中，工业与民用建筑结构、水工结构以及港海结构等结构的梁通常使用木模板、钢模板等模板，存在消耗量大、拆装不便、周转费用高、利用率低等不利因素。耐久性问题一直以来是钢筋混凝土结构所面临的主要问题之一。传统情况下的结构中普通混凝土表面自然裸露，耐久性较低，目前我国大约有50%的房屋进入老化阶段，即23. 4亿平方米的建筑物面临耐久性问题。此外，以抗裂作为控制条件进行设计是水工结构、港海结构等有别于其他类型建筑结构的重要特征，普通混凝土易开裂问题不仅会影响水工结构等的正常工作也会影响其耐久性和使用寿命，严重的甚至会影响结构的安全运行。以上几点一直以来是工业与民用建筑结构、水工结构以及港海结构等施工和使用过程中较难解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性梁模板，以改善传统模板带来的不利因素，同时提高结构耐久性，减少结构后期维护成本并最终延长结构的使用寿命，为此，本发明采用以下技术方案
它由左转角面板和右转角面板组成；左转角面板以相垂直的第一面板和第二面板构成主体，第一面板对应梁的侧面，第二面板对应梁底，右转角面板以相垂直的第三面板和第四面板构成主体，第三面板对应梁的侧面，第四面板对应梁底；所述左转角面板处于梁底的这一侧具有凸起的第一连接部位，所述右转角面板处于梁底的这一侧具有凸起的第二连接部位，第一连接部位和第二连接部位通过螺栓连接；所述左转角面板和右转角面板选用以下几种材料制作超高韧性水泥基复合材料UHTCC、非金属纤维编织网和短纤维联合增强水泥基复合材料、钢丝网和短纤维联合增强水泥基复合材料。在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案
所用的超高韧性水泥基复合材料UHTCC，其成分包括水泥、活性矿物掺合料、骨料、纤维和水，活性矿物掺合料采用粉煤灰或粉煤灰与以下一种或一种以上材料的组合硅灰、粒化高炉矿渣、偏高岭土；骨料的最大粒径不超过O. 5mm，纤维为聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维中的一种或一种以上的组合，纤维长度为5 25mm、直径为O. 015 O. 055mm、弹性模量为3(Tl50GPa、抗拉强度为100(T3500MPa、极限伸长率为2% 15%，水泥和活性矿物掺合料各组分的重量比为
水泥12% 55%
粉煤灰45% 85%娃灰O 15%
粒化高炉矿渣O 10%
偏高岭土 O 20%
以上水泥和活性矿物掺合料各组分重量比之和满足100% ；
骨料的重量与水泥和活性矿物掺合料总重量之比为1% 70%，水的重量与水泥和活性矿物掺合料总重量之比为18% 58%，纤维的掺量为水泥基复合材料总体积的I. 5%
2.5%。
所述超高韧性水泥基复合材料使用聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维和芳香族聚酰胺纤维三种纤维同时增强时，其配比为
水泥和活性矿物掺合料各组分重量比为水泥25%、粉煤灰60%、硅灰2%、粒化高炉矿渣8%、偏高岭土 5% ；
骨料的最大粒径为O. 5mm，骨料重量与水泥加活性矿物掺合料总重量之比为40%，水的重量与水泥加活性矿物掺合料总重量之比为259Γ45% ;纤维的掺量为水泥基复合材料总体积的 I. 89Γ2. 3% ；
采用的聚乙烯纤维长度为12mm，直径为O. 039mm，抗拉强度为1620MPa，弹性模量为42. 8GPa，极限伸长率为6%，掺量为水泥基复合材料总体积的1.29^1.5% ;聚乙烯纤维长度为12. 7mm,直径为O. 038mm,抗拉强度为2700MPa，弹性模量为120GPa，极限伸长率为
3.5%，掺量为水泥基复合材料总体积的O. 49ΓΟ. 9% ;芳香族聚酰胺纤维长度为15mm，直径为O. 015mm，抗拉强度为2800MPa，弹性模量为132GPa，极限伸长率2. 4%，掺量为水泥基复合材料总体积的O. 29ΓΟ. 4%。所述超高韧性水泥基复合材料使用聚乙烯醇纤维和芳香族聚酰胺纤维两种纤维同时增强时，其配比为
水泥和活性矿物掺合料各组分重量比为水泥30%、粉煤灰52%、粒化高炉矿渣3%、偏高岭土 15% ；
骨料的最大粒径为O. 5mm，骨料重量与水泥加活性矿物掺合料总重量之比为65%，水的重量与水泥加活性矿物掺合料总重量之比为209Γ55% ;纤维的掺量为水泥基复合材料总体积的 I. 89Γ2. 2% ；
采用的聚乙烯醇纤维长度为12mm，直径为O. 039mm，抗拉强度为1620MPa，弹性模量为42. 8GPa，极限伸长率为6 %，掺量为水泥基复合材料总体积的I. 6%^2.0% ;芳香族聚酰胺纤维长度为15mm，直径为O. 015mm,抗拉强度为2800MPa，弹性模量为132GPa，极限伸长率2. 4%，掺量为水泥基复合材料总体积的O. 2% O. 4%。所述超高韧性水泥基复合材料使用聚乙烯醇纤维和聚乙烯纤维两种纤维同时增强时的优选配比为
水泥和活性矿物掺合料各组分重量比为水泥55%、粉煤灰45%;所述水泥的型号为P. II 52. 5 R ；
骨料的最大粒径O. 5mm，骨料的重量与水泥加活性矿物掺合料总重量之比为50%，水的重量与水泥加活性矿物掺合料总重量之比为409Γ55% ;纤维的掺量为水泥基复合材料总体积的I. 8% 2. 2% ；
采用的聚乙烯醇纤维长度为12mm，直径为O. 039mm、抗拉强度为1620MPa、弹性模量为42. 8GPa、极限伸长率为6%，掺量为纤维混凝土总体积的I. 29Γ1. 9% ;聚乙烯纤维长度为12. 7mm，直径为O. 038mm，抗拉强度为2700MPa，弹性模量为120GPa，极限伸长率为3. 5%，掺量为水泥基复合材料总体积的O. 39ΓΟ. 8%。所述非金属纤维编织网和短纤维联合增强水泥基复合材料由非金属纤维编织网、非金属短纤维和水泥基基体组成，所述非金属纤维编织网包括碳纤维编织网、芳纶纤维编织网、耐碱玻璃纤维编织网、聚乙烯醇纤维编织网、聚乙烯纤维编织网或由以上纤维混编制成的混杂纤维编织网；非金属短纤维包括聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维、碳纤维、芳纶纤维中的一种或几种；水泥基基体的组成成分包括硅酸盐水泥、高铝水泥、硫铝酸盐水泥中的一种或几种、活性矿物细掺料，减水剂、精细沙，所述活性矿物细掺料为具有火山灰活性的材料。火山灰活性的材料包括粉煤灰、硅粉、粒化高炉矿渣中的一种或几种，精细沙的最大粒径小于O. 6mm。在非金属纤维编织网和短纤维联合增强水泥基复合材料中，非金属短纤维相对该·
所述左转角面板和右转角面板内侧表面分布有若干凹槽；第一连接部位和第二连接部位预留螺栓连接孔。所述模板由一列左转角面板和一列右转角面板连接构成，所述一列左转角面板中含有多块左转角面板，所述一列右转角面板中含有多块右转角面板，相邻左转角面板的相邻侧设有凸起的第三连接部位，所述相邻左转角面板通过相邻的第三连接部位用螺栓连接，相邻右转角面板的相邻侧设有凸起的第四连接部位，所述相邻右转角面板通过相邻的第四连接部位用螺栓连接，所述梁模板中的面板间的横向接缝互相错开。本发明可以根据使用需要来调整左转角面板和右转角面板的数量和大小来组合形成所需尺寸和形状的模板，从而形成完整的模板体系。梁模板的尺寸可以根据实际需要通过调整左转角面板和右转角面板的尺寸来满足不同形状尺寸的需要，调整左转角面板和右转角面板数量来满足不同高度、跨度大小的需要。由于采用本发明的技术方案，本发明在浇筑阶段作为模板使用，浇筑成型后，不需拆除，而兼做结构的防护板和外保护层，成为永久性模板，其本身成本低且还消除了拆除费用和周转费用，降低工程成本，可以改善和解决工业与民用建筑结构、水工结构以及港海结构等模板施工中的拆卸和利用率等问题，降低施工强度，可大大缩短施工时间。与此同时，由于该左转角面板和右转角面板由超高韧性水泥基复合材料、非金属纤维编织网和短纤维联合增强水泥基复合材料或钢丝网和短纤维联合增强水泥基复合材料制成，具有高拉伸延性和裂缝控制能力、损伤容限高、能量吸收能力强等特点，可以有效减少结构表面产生的有害裂缝并抑制裂缝发展，其抗氯离子渗透和抗水渗透性能远优于普通混凝土，能够显著提高混凝土结构的耐久性和使用寿命。同时，采用本发明的转角面板的结构，模板由左转角面板和右转角面板拼装组装，具有制作简单，组装使用方便，耐久性高，控制裂缝开展的特点。本发明所提供的梁模板还可以承担部分结构荷载并减少梁内部钢筋用量，并提高梁的抗剪切强度。
图I (a)是本发明的转角面板组合连接成的永久性梁模板结构示意图。图I (b)是本发明的转角面板组合连接成的永久性梁模板俯视图。图I (c)是本发明的转角面板组合连接成的永久性梁模板侧视图。图2(a)是本发明的左转角面板的结构示意图。图2(b)是本发明的左转角面板的正视图。图2(c)是本发明的左转角面板的俯视图。图2(d)是本发明的左转角面板的侧视图。图2 (e)是图2 (b)的A-A剖视图。图2 (f)是图2 (C)的B-B剖视图。图3是本发明的组装示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明所提供的螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性梁模板具体实施方式
作进一步说明，本实施实例是对本发明的说明，而不是对本发明作出任何限定。本实施例的一种螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性梁模板由三块左转角面板I和三块右转角面板组成；左转角面板I以相垂直的第一面板14和第二面板15构成主体，第一面板14对应梁的侧面，第二面板15对应梁底，右转角面板以相垂直的第三面板和第四面板构成主体，第三面板对应梁的侧面，第四面板对应梁底；所述左转角面板I处于梁底的这一侧具有向梁模板内侧凸起的第一连接部位11，所述右转角面板处于梁底的这一侧具有向梁模板内侧凸起的第二连接部位，第一连接部位11和第二连接部位通过螺栓连接；所述左转角面板I和右转角面板选用以下几种材料制作超高韧性水泥基复合材料UHTCC、非金属纤维编织网和短纤维联合增强水泥基复合材料、钢丝网和短纤维联合增强水泥基复合材料。所述左转角面板I和右转角面板2内侧表面分布有若干凹槽13 ;第一连接部位11和第二连接部位预留螺栓连接孔12。所述三块左转角面板I和三块右转角面板分别排成一列，相邻左转角面板的相邻侧设有向梁模板内侧凸起的第三连接部位10，所述相邻左转角面板I通过相邻的第三连接部位10用螺栓连接，相邻右转角面板的相邻侧设有向梁模板内侧凸起的第四连接部位，所述相邻右转角面板通过相邻的第四连接部位用螺栓连接，第三连接部位和第四连接部位预留螺栓连接孔，所述梁模板中的面板间的横向接缝互相错开。左转角面板和右转角面板可以是横截面尺寸不一样的模板；左转角面板和右转角面板也可以是横截面尺寸一样的模板，此时，左转角面板和右转角面板可以共用同种模板，只是在拼装时，作为左转角面板和右转角面板的其中一个时，还需要再前后旋转180°。本实施例中，左转角面板和右转角面板共用同种模板，故省略了右转角面板的示意图。如图3所示，以下介绍上述情况下的实施方法。I.使用超高韧性水泥基复合材料制作左转角面板I和右转角面板。所用的超高韧性水泥基复合材料UHTCC，其成分包括水泥、活性矿物掺合料、骨料、纤维和水，活性矿物掺合料采用粉煤灰或粉煤灰与以下一种或一种以上材料的组合硅灰、粒化高炉矿渣、偏高岭土；骨料的最大粒径不超过O. 5mm，纤维为聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维中的一种或一种以上的组合，纤维长度为5 25mm、直径为O. 015 O. 055 mm、弹性模量为30 150GPa、抗拉强度为100(T3500MPa、极限伸长率为2% 15%，水泥和活性矿物掺合料各组分的重量比为水泥(12 % 55 % )、粉煤灰(45% 85%)、硅灰(O 15%)、粒化高炉矿渣(O 10%)、偏高岭土(O 20%)，以上水泥和活性矿物掺合料各组分重量比之和满足100% ;骨料的重量与水泥和活性矿物掺合料总重量之比为1% 70%，水的重量与水泥和活性矿物掺合料总重量之比为18% 58%，纤维的掺量为水泥基复合材料总体积的I. 5% 2. 5%。3.组装时，宜交错布置，从而使梁模板中的面板横向接缝不在同一直线上，如图4所示。施工时，可以根据实际尺寸的需要进行左转角面板I和右转角面板的尺寸、数量设计和组装，通过调整左转角面板I和右转角面板的第一面板、第二面板、第三面板、第四面板的宽度可以实现不同尺寸的梁模板，调整左转角面板I和右转角面板2数量来满足不同高度、跨度大小的需要，组装方式多种多样。
本发明具有制作简单，使用方便，提高结构耐久性和控制裂缝开展的特点，容易满足大量工程的应用。
权利要求
1.一种螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性梁模板，其特征是它由左转角面板(I)和右转角面板(2)组成；左转角面板(I)以相垂直的第一面板和第二面板构成主体，第一面板对应梁的侧面,第二面板对应梁底，右转角面板(2)以相垂直的第三面板和第四面板构成主体，第三面板对应梁的侧面，第四面板对应梁底；所述左转角面板处于梁底的这一侧具有凸起的第一连接部位，所述右转角面板处于梁底的这一侧具有凸起的第二连接部位，第一连接部位和第二连接部位通过螺栓连接；所述左转角面板(I)和右转角面板(2)选用以下几种材料制作超高韧性水泥基复合材料UHTCC、非金属纤维编织网和短纤维联合增强水泥基复合材料、钢丝网和短纤维联合增强水泥基复合材料。
2.根据权利要求I所述的一种螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性梁模板，其特征是所用的超高韧性水泥基复合材料UHTCC，其成分包括水泥、活性矿物掺合料、骨料、纤维和水，活性矿物掺合料采用粉煤灰或粉煤灰与以下一种或一种以上材料的组合硅灰、粒化高炉矿渣、偏高岭土 ；骨料的最大粒径不超过O. 5mm，纤维为聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维中的一种或一种以上的组合，纤维长度为5 25mm、直径为O. 015 O. 055mm、弹性模量为3(Tl50GPa、抗拉强度为100(T3500MPa、极限伸长率为2% 15%，水泥和活性矿物掺合料各组分的重量比为 水泥12% 55% 粉煤灰45% 85% 娃灰O 15% 粒化高炉矿渣O 10% 偏高岭土 O 20% 以上水泥和活性矿物掺合料各组分重量比之和满足100% ； 骨料的重量与水泥和活性矿物掺合料总重量之比为1% 70%，水的重量与水泥和活性矿物掺合料总重量之比为18% 58%，纤维的掺量为水泥基复合材料总体积的I. 5% 2.5%。
3.根据权利要求2所述的一种螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性梁模板，其特征是所述超高韧性水泥基复合材料使用聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维和芳香族聚酰胺纤维三种纤维同时增强时，其配比为 水泥和活性矿物掺合料各组分重量比为水泥25%、粉煤灰60%、硅灰2%、粒化高炉矿渣8%、偏高岭土 5% ； 骨料的最大粒径为O. 5mm，骨料重量与水泥加活性矿物掺合料总重量之比为40%，水的重量与水泥加活性矿物掺合料总重量之比为259Γ45% ;纤维的掺量为水泥基复合材料总体积的 I. 89Γ2. 3% ； 采用的聚乙烯纤维长度为12mm，直径为O. 039mm，抗拉强度为1620MPa，弹性模量为42. 8GPa，极限伸长率为6%，掺量为水泥基复合材料总体积的1.29^1.5% ;聚乙烯纤维长度为12. 7mm，直径为O. 038mm，抗拉强度为2700MPa，弹性模量为120GPa，极限伸长率为3.5%，掺量为水泥基复合材料总体积的O. 4%^0.9% ;芳香族聚酰胺纤维长度为15mm，直径为O. 015_，抗拉强度为2800MPa，弹性模量为132GPa，极限伸长率2. 4%，掺量为水泥基复合材料总体积的O. 29ΓΟ. 4%。
4.根据权利要求2所述的一种螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性梁模板，其特征是所述超高韧性水泥基复合材料使用聚乙烯醇纤维和芳香族聚酰胺纤维两种纤维同时增强时，其配比为 水泥和活性矿物掺合料各组分重量比为水泥30%、粉煤灰52%、粒化高炉矿渣3%、偏高岭土 15% ； 骨料的最大粒径为O. 5mm，骨料重量与水泥加活性矿物掺合料总重量之比为65%，水的重量与水泥加活性矿物掺合料总重量之比为209Γ55% ;纤维的掺量为水泥基复合材料总体积的 I. 89Γ2. 2% ； 采用的聚乙烯醇纤维长度为12mm，直径为O. 039mm，抗拉强度为1620MPa，弹性模量为·42. 8GPa，极限伸长率为6 %，掺量为水泥基复合材料总体积的I. 6%^2.0% ;芳香族聚酰胺纤维长度为15mm，直径为O. 015mm，抗拉强度为2800MPa，弹性模量为132GPa，极限伸长率·2.4%，掺量为水泥基复合材料总体积的O. 2% O. 4%。
5.根据权利要求2所述的一种螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性梁模板，其特征是所述超高韧性水泥基复合材料使用聚乙烯醇纤维和聚乙烯纤维两种纤维同时增强时的优选配比为 水泥和活性矿物掺合料各组分重量比为水泥55%、粉煤灰45% ;所述水泥的型号为P. II 52. 5 R ； 骨料的最大粒径O. 5mm，骨料的重量与水泥加活性矿物掺合料总重量之比为50%，水的重量与水泥加活性矿物掺合料总重量之比为409Γ55% ;纤维的掺量为水泥基复合材料总体积的I. 8% 2. 2% ； 采用的聚乙烯醇纤维长度为12mm，直径为O. 039mm、抗拉强度为1620MPa、弹性模量为42. 8GPa、极限伸长率为6%，掺量为纤维混凝土总体积的I. 29Γ1. 9% ;聚乙烯纤维长度为·12. 7mm，直径为O. 038mm，抗拉强度为2700MPa，弹性模量为120GPa，极限伸长率为3. 5%，掺量为水泥基复合材料总体积的O. 39ΓΟ. 8%。
6.根据权利要求I所述的一种螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性梁模板，其特征是所述非金属纤维编织网和短纤维联合增强水泥基复合材料由非金属纤维编织网、非金属短纤维和水泥基基体组成，所述非金属纤维编织网包括碳纤维编织网、芳纶纤维编织网、耐碱玻璃纤维编织网、聚乙烯醇纤维编织网、聚乙烯纤维编织网或由以上纤维混编制成的混杂纤维编织网；非金属短纤维包括聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维、碳纤维、芳纶纤维中的一种或几种；水泥基基体的组成成分包括硅酸盐水泥、高铝水泥、硫铝酸盐水泥中的一种或几种、活性矿物细掺料，减水剂、精细沙，所述活性矿物细掺料为具有火山灰活性的材料。
7.根据权利要求6所述的一种螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性梁模板，其特征是火山灰活性的材料包括粉煤灰、硅粉、粒化高炉矿渣中的一种或几种，精细沙的最大粒径小于 O. 6mmο
8.根据权利要求6所述的一种螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性梁模板，其特征是在非金属纤维编织网和短纤维联合增强水泥基复合材料中，非金属短纤维相对该复合材料总体积的体积百分比为I. 5^2. 5%。
9.根据权利要求I所述的一种螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性梁模板，其特征是所述左转角面板和右转角面板内侧表面分布有若干凹槽；第一连接部位和第二连接部位预留螺栓连接孔。·
10.根据权利要求I或9所述的一种螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性梁模板，其特征是所述模板由一列左转角面板和一列右转角面板连接构成，所述一列左转角面板中含有多块左转角面板，所述一列右转角面板中含有多块右转角面板，相邻左转角面板的相邻侧设有凸起的第三连接部位，所述相邻左转角面板通过相邻的第三连接部位用螺栓连接，相邻右转角面板的相邻侧设有凸起的第四连接部位，所述相邻右转角面板通过相邻的第四连接部位用螺栓连接，所述梁模板中的面板间的横向接缝互相错开。
全文摘要
本发明公开了一种螺栓连接式可拼装防裂防渗永久性梁模板。左转角面板与右转角面板通过螺栓连接。本发明在工业与民用建筑结构、水工结构以及港海结构等结构的梁浇筑阶段作为梁模板使用，在浇筑成型后兼做该结构的防护板和外保护层并承受一部分荷载。本发明所提供的左转角面板与右转角面板可以用以下几种不同种类材料制作，包括超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)、非金属纤维编织网短纤维联合增强水泥基复合材料、钢丝网短纤维联合增强水泥基复合材料等，具有制作简便，使用方便，耐久性高，控制裂缝开展的特点。
文档编号E04C3/20GK102808478SQ20121029354
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者李庆华, 黄博滔, 徐世烺 申请人:浙江大学