专利名称：一种互扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板的制作方法
一种互扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板技术领域
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柱体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柱体通常使用木模板、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互扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板，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转角面板组成模板，所述转角面板以相垂直的第一面板和第二面板构成主体；所述转角面板的其中一侧的内侧具有凸起的连接构型，所述转角面板的另一侧具有其尺寸能与连接构型插接配合的向外开口的连接槽，或者，所述转角面板的其中一侧的外侧具有凸起的连接构型，所述转角面板的另一侧具有其尺寸能与连接构型插接配合的向内开口的连接槽；所述转角面板选用以下几种材料制作自密实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、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自密实超高韧性水泥基复合材料，其成分包括水泥、活性矿物掺合料、骨料、纤维、聚羧酸减水剂和水，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3(Tl50GPa、抗拉强度为100(T3500MPa、极限伸长率为 20Z0 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%，聚羧酸减水剂掺量为总质量的O. I % O. 4%。
所述自密实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1.2°/Γ .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. 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%。
所述自密实超高韧性水泥基复合材料当所述的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%。
所述自密实超高韧性水泥基复合材料当所述的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，其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%，水泥的型号为P. II 52. 5 R ；骨料的最大粒径为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CN 102912975 A书明说3/4页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。
所述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复合材料总体积的体积百分比为I. 5^2. 5%。
所述转角面板的内侧表面分布有若干凹槽；所述连接构型呈转角面板一侧的侧壁状；相邻转角面板之间还通过粘结剂粘合。
本发明由多块转角面板通过相邻转角面板的连接构型和连接槽连接以及所述转角面板间的横向接缝互相错开而连接构成柱模板。
本发明可以根据使用需要来调整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。对于转角面板与转角面板之间的贴合面还使用粘结剂粘结。本发明的柱模板的尺寸可以根据实际需要通过调整转角面板的尺寸来满足正方形、长方形等不同形状尺寸的需要，调整转角面板数量来满足不同高度大小的需要。
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， 由于该模板由自密实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，柱模板由转角面板拼装组装， 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。本发明所提供的柱模板还可以承担部分结构荷载并减少柱体内部钢筋用量，提升整体效益。
图I(a)是本发明的转角面板组合连接成的永久性柱模板结构示意图。
图I (b)是本发明的转角面板组合连接成的永久性柱模板俯视图。
图2(a)是本发明的转角面板的结构示意图。
图2(b)是本发明的转角面板的正视图。
图2(c)是本发明的转角面板的俯视图。·7
图2(d)是本发明的转角面板的侧视图。
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2 (g)是图2 (C)的C-C剖视图。
图3(a)是本发明的组装示意图的西南等轴侧图。
图3(b)是本发明的组装示意图的东南等轴侧图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所提供的互扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板具体实施方式
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。
本实施例的一种互扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板有转角面板I十块通过相邻转角面板的连接构型和连接槽连接以及所述转角面板间的横向接缝互相错开而连接构成柱模板。所述转角面板I以相垂直的第一面板13和第二面板14构成主体；所述转角面板的其中一侧的内侧具有凸起的连接构型11，所述转角面板的另一侧具有其尺寸能与连接构型11插接配合的向外开口的连接槽10 ;所述转角面板选用以下几种材料制作自密实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、钢丝网和短纤维联合增强水泥基复合材料。
所述转角面板的内侧表面分布有若干凹槽12 ;所述连接构型11呈转角面板一侧的侧壁状；相邻转角面板之间还通过粘结剂粘合。
如图3(a) (b)所示，以下介绍上述情况下的实施方法。
I.使用自密实超高韧性水泥基复合材料制作转角面板十块。所用的自密实超高韧性水泥基复合材料(自密实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%)、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%，聚羧酸高效减水剂掺量为水泥基复合材料总质量的O. I % O. 4%。
2.组装时，将转角面板自下而上进行拼装，组装时转角面板宜交错布置，从而使面板横向接缝不在同一直线上，使用粘结剂粘结各组转角面板的截面，如图3(a) (b)所示。
施工时，可以根据实际尺寸的需要进行转角面板的尺寸、数量设计和组装，通过调整转角面板的第一模板和第二模板的宽度可以实现不同尺寸的横截面呈长方形或正方形的柱模板，调整转角面板数量来满足不同高度大小的需要。宜自下而上采用转角面板交替拼接来完成柱模板的整体组装，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。8
权利要求
1.一种互扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板，其特征是它由转角面板(I)组成模板， 所述转角面板(I)以相垂直的第一面板和第二面板构成主体；所述转角面板的其中一侧的内侧具有凸起的连接构型，所述转角面板的另一侧具有其尺寸能与连接构型插接配合的向外开口的连接槽，或者，所述转角面板的其中一侧的外侧具有凸起的连接构型，所述转角面板的另一侧具有其尺寸能与连接构型插接配合的向内开口的连接槽；所述转角面板选用以下几种材料制作自密实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、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所述的一种互扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板，其特征是所用的自密实超高韧性水泥基复合材料，其成分包括水泥、活性矿物掺合料、骨料、纤维、聚羧酸减水剂和水，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%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%，聚羧酸减水剂掺量为总质量的O. I % O. 4%。
3.根据权利要求2所述的一种互扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板，其特征在于所述自密实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1.2°/Γ .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°Γ0.9% ;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所述的一种互扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板，其特征在于所述自密实超高韧性水泥基复合材料当所述的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所述的一种互扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板，其特征在于所述自密实超高韧性水泥基复合材料当所述的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，其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%，水泥的型号为P. II 52. 5 R ；骨料的最大粒径为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所述的一种互扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板，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所述的一种互扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板，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所述的一种互扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板，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所述的一种互扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板，其特征是所述转角面板的内侧表面分布有若干凹槽；所述连接构型呈转角面板一侧的侧壁状；相邻转角面板之间还通过粘结剂粘合。
10.根据权利要求I或9所述的一种互扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板，其特征是它由多块转角面板通过相邻转角面板的连接构型和连接槽连接以及所述转角面板间的横向接缝互相错开而连接构成柱模板。
全文摘要
本发明公开了一种互扣式可拼装防裂防渗永久性柱模板。相邻转角面板与转角面板通过扣合以及粘结剂连接。本发明专利在工业与民用建筑结构、水工结构以及港海结构等结构的柱体浇筑阶段作为柱模板使用，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。本发明所述的模板可以用以下几种不同种类材料制作，包括自密实超高韧性水泥基复合材料(自密实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E04G13/02GK102912975SQ201210431018
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者李庆华, 黄博滔, 徐世烺 申请人:常州市固邦复合材料科技有限公司