专利名称：新型混凝土结构、混凝土免拆除复合浇筑模板及浇筑内模的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑工程、桥梁工程和水利工程领域，具体涉及新型混凝土结构、混凝土免拆除复合浇筑模板及浇筑内模。
背景技术：
建筑工程、桥梁工程和水利工程中混凝土结构的传统施工方法是，在固定好的木模板或钢模板内放入符合设计要求的钢筋骨架，然后在模板内浇筑混凝土并振捣密实，待混凝土硬化达到一定强度后，再拆除外面的浇筑模板。浇筑前支模板和硬化后拆模板的工作量很大，过程中不可避免地产生模板的破损。混凝土浇筑过程中，模板缝隙还产生混凝土的洒落滴漏，直接导致施工现场的脏、乱、差现象。近年来，纤维增强复合材料(简称FRP)因其具有轻质高强、抗疲劳、耐腐蚀、耐疲·劳等优良特性，在混凝土结构中的应用得到深入研究和关注，FRP已经频繁用于钢筋混凝土(简称RC)结构的修缮、加固和增强，同时具有施工快捷方便，快速高效，不明显改变结构尺寸，维护费用低等优点。常用的FRP卷材具有良好的可设计性，可以方便快捷地黏贴于各种形状的钢筋混凝土构件的表面达到修缮、加固和增强的目的。FRP修缮、加固既有混凝土结构，不仅可以显著增强结构的承载力，还可以较好地改善混凝土结构构件的抗变形能力和耐疲劳性能。尤其，当FRP包裹加固钢筋混凝土柱时，FRP对混凝土核心的约束作用，还可以改善钢筋混凝土柱的延性和能量吸收能力，在承受地震荷载作用时，柱子的刚度不会显著地降低。但是，柔软的FRP布无法形成骨架，也无法像传统木模板或钢模板等形成混凝土浇筑模，从传统的施工方法上看，无法在新建的混凝土结构中使用。
发明内容针对以上问题，本实用新型提供了一种新型混凝土结构“FRP+聚氯乙烯(简称PVC) +RC”，高强度FRP材料的利用，可以降低钢筋混凝土结构的配筋率，节约大量钢筋，免拆除复合浇筑模板“FRP+ PVC”在施工中取代传统的钢模板或木模板，造价成本低廉，施工方便快捷、减少模板破损、避免现场混凝土洒落滴漏，并且便于各种装饰材料的黏贴和干挂等装饰工程施工。本实用新型通过以下技术方案实现新型混凝土结构，所述混凝土结构由外向内依次由至少一层的纤维增强复合材料层、聚氯乙烯内模层和钢筋混凝土核心层组成。本实用新型进一步改进方案是，所述纤维增强复合材料层为碳纤维增强复合材料，或者玻璃纤维增强复合材料。本实用新型提供一种钢筋混凝土免拆除复合浇筑模板，应用于新建的钢筋混凝土结构中，增强混凝土的承载力，为钢筋混凝土结构提供成本低廉的耐风化、耐腐蚀、不开裂的保护层，同时模板免拆除，减少了现场施工工序和周期，也避免混凝土洒落滴漏，改善混凝土施工现场的脏、乱、差现象。本实用新型通过以下技术方案实现混凝土免拆除浇筑复合模板，包括聚氯乙烯内模层及缠绕或黏贴在其外表面的至少一层纤维增强复合材料层，所述聚氯乙烯内模层是压塑成型的中空体或者中空槽。所述中空体横截面的外轮廓为圆形、正方形、矩形；所述中空槽横截面的外轮廓为上开口的正方形、矩形、T型、梯形、花篮形。中空体可以用于钢筋混凝土柱，中空槽可以用于钢筋混凝土梁。本实用新型进一步改进方案是，所述聚氯乙烯内模层的壁厚5-10mm，直棱边具有半径20-40_的圆弧角，以减少锐边处的应力集中现象。本实用新型再进一步改进方案是，所述氯乙烯内模层内壁设有多条突起的加强肋，加强肋端部为圆形。本实用新型再进一步改进方案是，所述加强肋的高度为25mm，厚度为5mm，加强肋端部的圆形直径为10mm。本实用新型再进一步改进方案是，所述纤维增强复合材料层为碳纤维强复合材料，或者玻璃纤维增强复合材料。本实用新型还提供一种浇筑内模，为新建的RC提供了浇筑模板，PVC中空体或PVC中空槽为FRP提供附着体，使高强轻质、耐腐蚀的FRP运用于新建的混凝土结构中。本实用新型通过以下技术方案实现浇筑内模，所述浇筑内模为聚氯乙烯内模，所述聚氯乙烯内模是压塑成型的中空体或者中空槽。所述中空体横截面的外轮廓为圆形、正方形、矩形；所述中空槽横截面的外轮廓为开口的正方形、矩形、T型、梯形、花篮形。本实用新型进一步改进方案是，所述聚氯乙烯内模的壁厚5-10mm，直棱边具有半径20_40mm的圆弧角。本实用新型再进一步改进方案是，所述氯乙烯内模内壁设有多条突起的加强肋，加强肋端部为圆形。本实用新型再进一步改进方案是，所述加强肋的高度为25mm，厚度为5mm，加强肋端部的圆形直径为10mm。本实用新型与现有混凝土结构及施工技术相比，具有以下明显优点一、“FRP+PVC+RC”的新型混凝土结构，显著地增强结构的承载力和抗变形能力。采用PVC压塑成形制成的中空体或中空槽，内壁设有加劲肋，外部以不同的方式缠绕或黏贴FRP材料，形成新型混凝土结构的免拆除复合浇筑模板，充分利用高强FRP对混凝土核心的约束作用，降低配筋率，节约钢筋，提高混凝土核心的抗变形能力，增加新型混凝土结构的延性。二、“FRP+PVC”的免拆除复合浇筑模板，既提高了混凝土核心的承载力和抗变形能力，又是封闭或半封闭的免拆除的整体模板，减少工序，缩短周期，避免现场的混凝体洒落滴漏，改善工地脏、乱、差现象，还为钢筋混凝土核心提供耐风化、耐腐蚀、不开裂的保护层。三、本实用新型改变钢筋混凝土结构传统浇筑工艺中使用大量木模板和钢模板，节约木材、钢材资源，节能减排，利用废旧回收的塑料生产PVC材质的浇筑内模，还可以带动废旧塑料处理和利用的产业链。大量的PVC废弃物，已经形成了严重的“白色污染”，尽管国家已经出台“限塑令”限制塑料制品的生产和应用，但真正意义上消除“白色污染”的最佳措施是弓I导塑料废弃物下游产品的产业发展。四、本实用新型中PVC材质的浇筑内模与FRP的相互配合使用。在传统FRP修缮和加固钢筋混凝土结构的施工中，FRP布虽然具有轻质高强、耐腐蚀、可设计等优点，能够显著地增强混凝土结构的承载力和抗变形能力。但薄而软的FPR布，迄今无法直接用于新建的混凝土结构，PVC材质的浇筑内模为FRP提供了缠绕或黏贴FRP的成型内模。FRP的缠绕和黏贴又为PVC材质的浇筑内模提供了保护层，避免了 PVC直接暴露及其引起的风化和翘曲变形等。五、本实用新型中混凝土免拆除复合浇筑模板的内层PVC材质的浇筑内模的内壁设有向内突起的加劲肋，提高了内模的稳定性和抗翘曲变形能力，而且内部浇筑的混凝土硬化后，混凝土与免拆除复合浇筑模板结合更加紧密，保证模板与钢筋混凝土核心的整体性。六、本实用新型中所述聚氯乙烯内模的直棱边具有半径20_40mm的圆弧角，以减 少锐边处的应力集中现象。
图I为本实用新型新型混凝土结构剖视图图2为本实用新型中混凝土免拆除复合浇筑模板中空体横截面示意图。图3为本实用新型中混凝土免拆除复合浇筑模板中空槽横截面示意图。
具体实施方式
实施例I如图I所示，本实用新型的新型混凝土结构由外向内依次由五层碳纤维增强复合材料层I、聚氯乙烯内模层2和钢筋混凝土核心层3组成。所述新型混凝土结构为200mmX200mm的横截面和600mm的高度。如图2所示，本实用新型的新型混凝土结构的免拆除复合浇筑模板包括聚氯乙烯内模层2及缠绕或黏贴在其外表面的碳纤维增强复合材料层1，所述聚氯乙烯内模2层是压塑成型的正方形中空体。所述聚氯乙烯内模层2的壁厚5mm,直棱边具有半径20mm的圆弧角，以减少锐边处的应力集中现象。所述聚氯乙烯内模层2内壁设有八条突起的加强肋4，加强肋4端部为圆形，增加聚氯乙烯内模层2的稳定性和抗变形能力。所述加强肋4厚度为5mm，端部为直径IOmm的圆形，加强肋4总高度为25mm，相当于钢筋混凝土结构保护层的厚度。实施例I的制作过程是用废弃塑料压塑成形PVC内模2，将五层CFRP分次黏贴在PVC内模2上，每层黏贴时间间隔大约5分钟，然后将该免拆除复合浇筑模板自然养护5天后，放入符合设计要求的钢筋骨架，然后在免拆除复合浇筑模板内浇筑混凝土并振捣密实，按照国家相应规范养护28天。实施例2所述碳纤维增强复合材料层I为五层，所述聚氯乙烯内模层2的直棱边具有半径25mm的圆弧角，其余实施如实施例I。实施例3[0042]所述碳纤维增强复合材料层I为三层，所述聚氯乙烯内模层2的直棱边具有半径40mm的圆弧角，其余实施如实施例I。用同等级同批次混凝土浇筑成3根素混凝土试样(试样编号SPCl、SPC2SPC3、)，具有相同的200mmX200mm的横截面和600mm的高度。与实施例I (试样编号R20L5)、实施例2 (试样编号R25L5)、实施例3 (试样编号R40L3)共同进行加载试验，对比研究他们的极限承载力和极限变形能力。试样参数矩阵表见表一。碳纤维增强复合材料约束混凝土轴心受压试验曲线见表二。其中RxxLy说明,R :柱体直棱边圆弧角半径符号；xx :柱体直棱边圆弧角半径，单位毫米；L :碳纤维增强复合材料(CFRP)层数符号；y :碳纤维增强复合材料层数。 表一
权利要求1.新型混凝土结构，其特征在于所述混凝土结构由外向内依次由至少一层的纤维增强复合材料层(I)、聚氯乙烯内模层(2 )和钢筋混凝土核心层(3 )组成。
2.根据权利要求I所述的新型混凝土结构，其特征在于所述纤维增强复合材料层(I)为碳纤维增强复合材料，或者玻璃纤维增强复合材料。
3.混凝土免拆除复合浇筑模板，其特征在于包括聚氯乙烯内模层(2)及缠绕或黏贴在其外表面的至少一层纤维增强复合材料层(1)，所述聚氯乙烯内模层(2)是压塑成型的中空体或者中空槽；所述中空体横截面的外轮廓为圆形、正方形、矩形；中空槽横截面的外轮廓为上开口的正方形、矩形、T型、梯形、花篮形。
4.根据权利要求3所述的混凝土免拆除复合浇筑模板，其特征在于所述聚氯乙烯内模层(2)的壁厚5-10mm，直棱边具有半径20_40mm的圆弧角。
5.根据权利要求3所述的混凝土免拆除复合浇筑模板，其特征在于所述氯乙烯内模层(2)内壁设有多条突起的加强肋(4)，加强肋(4)端部为圆形。
6.根据权利要求5所述的混凝土免拆除复合浇筑模板，其特征在于所述加强肋(4)的高度为25mm,厚度为5mm,加强肋(4)端部的圆形直径为10mm。
7.根据权利要求3所述的混凝土免拆除复合浇筑模板，其特征在于所述纤维增强复合材料层(I)为碳纤维强复合材料，或者玻璃纤维增强复合材料。
8.浇筑内模，其特征在于所述浇筑内模为聚氯乙烯内模(2)，所述聚氯乙烯内模(2)是压塑成型的中空体或者中空槽；所述中空体横截面的外轮廓为圆形、正方形、矩形；中空槽横截面的外轮廓为上开口的正方形、矩形、T型、梯形、花篮形。
9.根据权利要求8所述的浇筑内模，其特征在于所述聚氯乙烯内模(2)的壁厚5-10mm,直棱边具有半径20_40mm的圆弧角。
10.根据权利要求8所述的浇筑内模，其特征在于所述氯乙烯内模(2)内壁设有多条突起的加强肋(4)，加强肋(4)端部为圆形。
11.根据权利要求10所述的浇筑内模，其特征在于所述加强肋(4)的高度为25mm，厚度为5mm,加强肋(4)端部的圆形直径为10mm。
专利摘要本实用新型公开了一种新型混凝土结构、混凝土免拆除复合浇筑模板以及浇筑内模。所述新型混凝土结构由外向内依次由至少一层纤维增强复合材料层、聚氯乙烯内模层和钢筋混凝土核心层组成。所述混凝土免拆除复合浇筑模板包括聚氯乙烯内模层及缠绕或黏贴在其外表面的至少一层纤维增强复合材料，所述聚氯乙烯内模层为压塑成型的中空体或中空槽。本实用新型“FRP+PVC+RC”的新型混凝土结构，能够显著地增强混凝土结构的承载力和抗变形能力。“FRP+PVC”免拆除复合浇筑模的应用既提高了内部钢筋混凝土的承载力和抗变形能力，又是封闭或半封闭且免拆除的模板，减少了现场的施工工序和周期，改善了建筑工地脏、乱、差现象。
文档编号E04C5/07GK202730951SQ20122032615
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者孙文彬, 蒋洋 申请人:淮阴工学院