一种免拆模的拼装式高延性水泥套管现浇混凝土组合柱制造技术

本发明专利技术提供一种免拆模的拼装式高延性水泥套管现浇混凝土组合柱，由面板、增强筋、连接件及现浇混凝土四部分组成，其中，面板由高延性纤维增强水泥基材料制成，面板包括平板和角板，二者通过榫卯结构连接，由增强筋及连接件加固而成，平板两端为“凸”字形，设计有榫头，角板两端为“凹”字形，设计有榫槽，面板内侧设计有肋条，为增大与现浇混凝土接触面积；预制面板时有预留孔，用于穿插连接件及增强筋；连接件包括定位螺栓、紧固螺栓；定位螺栓用于面板的纵向固定，紧固螺栓不仅用于面板的环向连接，还用于对套管施加环向压力，提高柱的抗压强度；增强筋包括水平筋和纵筋，纵筋端部出露，方便与其它结构构件焊接，然后运至现场现浇混凝土即可。

【技术实现步骤摘要】
一种免拆模的拼装式高延性水泥套管现浇混凝土组合柱
本专利技术属于混凝土结构构件领域，适用于工业民用建筑结构、水工结构等。
技术介绍
当前，工程中在浇筑工业民用建筑、水工结构等结构的柱构件时，大多采用木模板、钢模板、竹模板等模板支护，待混凝土柱养护成型后，拆掉支护模板完成施工。在这一过程中，使用普通模板存在一定的缺点和局限性：一是现场施工人员要进行支模、拆模的复杂工序，木模板、竹模板周转率低，浪费资源，钢模板自重大，在支模、拆模过程中耗时耗力；二是拆模后，普通混凝土暴露在服役环境中，由于其韧性差，抗剪强度低，在压弯状态下易发生保护层开裂破坏，裂缝的迅速扩展将使内部钢筋过早发生锈蚀，缩短了服役寿命，且后期修复成本也将大大提高。此外，在水工结构中，普通混凝土表现出的抗渗防漏效果较差。鉴于这一问题，专利201510195919.5、201721908732.6等提出了使用纤维混凝土预制免拆模板的方案解决部分问题，但仍有很多可以改进之处。基于上述工程问题，本专利技术提供一种免拆模的拼装式高延性水泥套管现浇混凝土组合柱。
技术实现思路
本专利技术提供一种免拆模的拼装式高延性水泥套管现浇混凝土组合柱，由面板、增强筋、连接件及现浇混凝土四部分组成，其中，面板由高延性纤维增强水泥基材料制成，面板包括平板和角板，二者通过榫卯结构连接，由增强筋及连接件加固而成，平板两端为“凸”字形，设计有榫头，角板两端为“凹”字形，设计有榫槽，面板内侧设计有肋条，为增大与现浇混凝土接触面积；预制面板时有预留孔，用于穿插连接件及增强筋；连接件包括定位螺栓、紧固螺栓；定位螺栓用于面板的纵向固定，紧固螺栓不仅用于面板的环向连接，还用于对套管施加环向压力，提高柱的抗压强度；增强筋包括水平筋和纵筋，纵筋端部出露，方便与其它结构构件焊接，然后运至现场现浇混凝土即可。进一步，所述高延性纤维增强水泥基材料去除传统混凝土中的粗骨料，替代以粒径100μm左右的细沙，掺入细短的聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维中的任意一种，或与微细钢纤维的混杂(直径小于150μm)混杂，将不同力学特性、不同尺寸、不同功能的纤维组合使用，以优化水泥基复合材料的各项力学性能，做到物尽其用，实现了材料的抗拉应变硬化，极限抗拉应变通常可达3％～5％。由于高延性纤维增强水泥基材料是基于微观物理力学原理优化设计的具有应变硬化特征和多缝开裂特征的一种新型的工程用水泥基复合材料，其本身就具有的性质主要包括：超长耐久性、高韧性及多微裂缝，吸收能力强，抗渗防漏、抗震性能及抗剪性能优异。进一步，所述面板与现浇混凝土的匹配：高强现浇混凝土使用高强高延性纤维增强水泥基材料制成的面板，低强现浇混凝土用低强高延性纤维增强水泥基材料制成的面板，根据不同材料的性能和实际需求匹配生产不同强度标号的免拆模板。进一步，所述高延性纤维增强水泥基材料与所选纤维的匹配：低强高延性纤维增强水泥基材料单掺聚乙烯醇纤维，中强高延性纤维增强水泥基材料混杂掺入聚乙烯醇与钢纤维，高强高延性纤维增强水泥基材料单掺聚乙烯纤维，超高强高延性纤维增强水泥基材料混杂掺入聚乙烯纤维和钢纤维。进一步，所述高延性纤维增强水泥基材料面板与紧固螺栓的匹配：低强高延性纤维增强水泥基材料制成的面板或中强高延性纤维增强水泥基材料制成的面板使用钢制的紧固螺栓，高强高延性纤维增强水泥基材料制成的面板或超高强高延性纤维增强水泥基材料制成的面板使用FRP材质的紧固螺栓。特别的，所述由上述高延性纤维增强水泥基材料制成的面板，分为角板和平板，角板、平板的尺寸、形状及组合形式单独生产，以灵活满足现场不同的需求；面板内侧设计有平板横向肋条和平板纵向肋条，角板横向肋条和角板纵向肋条，所述平板纵向肋条和角板纵向肋条设计有与水平筋适配的水平筋预留孔，所述平板横向肋条和角板横向肋条设计有与定位螺栓和纵筋适配的纵向定位螺栓预留孔和纵筋预留孔，肋条做高，以更好的保证高延性水泥套管与现浇普通混凝土的粘结力和协调工作能力，提高组合柱的整体性；由于高延性纤维增强水泥基材料固有的优异特性，制成的所述高延性纤维增强水泥套管不仅作为支护模板和内部增强筋的保护层，而且与现浇普通混凝土共同受力及变形。进一步，相邻两根紧固螺栓的位置上下错动，相对两根紧固螺栓的位置等高，以环向的四根紧固螺栓为一组，由顶端至低端，以相同的间距分布于面板内部，安装完成后，环向紧固螺栓使面板间连接更紧密，进一步加强了高延性水泥管的整体性，同时在服役过程中可以协同高延性纤维水泥套管为现浇混凝土内芯提供环向约束。进一步，所述水平筋置于水平筋预留孔内，两端锚固，不仅用于连接环向面板，还用于搭接纵筋，所述纵筋置于纵筋预留孔内，与水平筋绑扎连接，所述纵筋上下两端出露，便于与其它结构构件焊接，所述纵筋不仅与所述水平筋联结为钢筋网，还用于增强竖向面板的整体性。进一步，面板间的接触表面均覆有粘结剂防止漏浆。进一步，本专利技术的有益效果是：将钢摸板、木模板、竹模板等传统的活动模板设计为免拆的高延性纤维增强水泥套管，既节省了支模、拆模所耗费的工时，节约了成本，又发挥了高延性纤维增强水泥基材料耐久性强，高韧性，高抗剪强度等固有优势；此外，将紧固螺栓、定位螺栓、水平筋、纵筋等增强筋与拼接成的高延性纤维增强水泥基材料的面板有效结合，组成的高延性水泥套管不仅作为支护模板，在现浇混凝土后，更是作为承载构件与现浇混凝土共同受力，且由于紧固螺栓的作用，相当于向内部复合水泥基材施加围压，提高了抗压承载力；这种高延性水泥套管在工厂预制完成，运输至现场只需将底部出露的纵筋与桩柱的钢筋焊接后即可浇筑混凝土，没有其他安装工序，有效缩短工期。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。图1是一种免拆模的拼装式高延性水泥套管现浇混凝土组合柱的水平剖面图，面板1，角板11，平板12，增强筋2，水平筋21，纵筋22，紧固螺栓31，定位螺栓32，现浇普通混凝土4。图2是一种免拆模的拼装式高延性水泥套管现浇混凝土组合柱的平板的轴测图，平板12，平板横向肋条122，平板纵向肋条121，纵筋预留孔221，水平筋预留孔211，环向紧固螺栓预留孔311，纵向定位螺栓预留孔321。图3是一种免拆模的拼装式高延性水泥套管现浇混凝土组合柱的角板的轴测图，角板11，角板横向肋条112，角板纵向肋条111，纵筋预留孔221，水平筋预留孔211，环向紧固螺栓预留孔311，纵向定位螺栓预留孔321。图4是一种免拆模的拼装式高延性水泥套管现浇混凝土组合柱的外观示意图，角板11，角板纵向肋条111，平板12，平板纵向肋条121，纵筋22，水平筋23。具体实施方式根据附图，本专利技术的目的是要提供一种免拆模的拼装式高延性水泥套管现浇混凝土组合柱，由面板1、增强筋2、连接件3及现浇普通混凝土4四部分组成，其中，面板1由高延性纤维增强水泥基材料制成，面板1包括平板12和角板11，所述平板12和角板11通过榫卯结构连接，由增强筋2及连接件3加固而成，所述平板12两端设计为“凸”字形，并设计有榫头，所述角板11两端设计为“凹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种免拆模的拼装式高延性水泥套管现浇混凝土组合柱，其特征在于：由面板(1)、增强筋(2)、连接件(3)及现浇混凝土(4)四部分组成，其中，面板(1)由高延性纤维增强水泥基材料制成，面板(1)包括平板(12)和角板(11)，二者通过榫卯结构连接，由增强筋(2)及连接件(3)加固而成，平板(12)两端为“凸”字形，设计有榫头，角板(11)两端为“凹”字形，设计有榫槽，面板(1)内侧设计有肋条，为增大与现浇混凝土接触面积；预制面板(1)时有预留孔，用于穿插连接件(3)及增强筋(2)；连接件(3)包括定位螺栓(32)、紧固螺栓(31)；定位螺栓(32)用于面板(1)的纵向固定，紧固螺栓(31)不仅用于面板(1)的环向连接，还用于对套管施加环向压力，提高柱的抗压强度；增强筋(2)包括水平筋(21)和纵筋(22)，纵筋(22)端部出露，方便与其它结构构件焊接，然后运至现场现浇混凝土(4)即可。/n

【技术特征摘要】
1.一种免拆模的拼装式高延性水泥套管现浇混凝土组合柱，其特征在于：由面板(1)、增强筋(2)、连接件(3)及现浇混凝土(4)四部分组成，其中，面板(1)由高延性纤维增强水泥基材料制成，面板(1)包括平板(12)和角板(11)，二者通过榫卯结构连接，由增强筋(2)及连接件(3)加固而成，平板(12)两端为“凸”字形，设计有榫头，角板(11)两端为“凹”字形，设计有榫槽，面板(1)内侧设计有肋条，为增大与现浇混凝土接触面积；预制面板(1)时有预留孔，用于穿插连接件(3)及增强筋(2)；连接件(3)包括定位螺栓(32)、紧固螺栓(31)；定位螺栓(32)用于面板(1)的纵向固定，紧固螺栓(31)不仅用于面板(1)的环向连接，还用于对套管施加环向压力，提高柱的抗压强度；增强筋(2)包括水平筋(21)和纵筋(22)，纵筋(22)端部出露，方便与其它结构构件焊接，然后运至现场现浇混凝土(4)即可。


2.如权利要求1所述的一种免拆模的拼装式高延性水泥套管现浇混凝土组合柱，其特征在于：由上述高延性纤维增强水泥基材料制成的面板(1)，分为角板(11)和平板(12)，角板(11)、平板(12)的尺寸、形状及组合形式单独生产，以灵活满足现场不同的需求；面板(1)内侧设计有平板横向肋条(122)和平板纵向肋条(121)，角板横向肋条(112)和角板纵向肋条(111)，所述平板纵向肋条(122)和角板纵向肋条(111)设计有与水平筋(21)适配的水平筋预留(211)孔，所述平板横向肋条(122)和角板横向肋条(211)设计有与定位螺栓(32)和纵筋(22)适配的纵向定位螺栓预留孔(321)和纵筋预留孔(221)，肋条做高，以更好的保证高延性水泥套管与现浇普通混凝土的粘结力和协调工作能力，提高组合柱的整体性；由于高延性纤维增强水泥基材料固有的优异特性，制成的所述高延性纤维增强水泥套管不仅作为支护模板和内部增强筋的保护层，而且与现浇普通混凝土共同受力及变形。


3.如权利要求1所述的一种免拆模的拼装式高延性水泥套管现浇混凝土组合柱，其特征在于：相邻两根紧固螺栓(31)的位置上下错动，相对两根紧固螺栓(31)的位置等高，以环向的四根紧固螺栓(31)为一组，由顶端至低端，以相同的间距分布于面板(1)内部，安装完成后，环向紧固螺栓(31)使面板(1)间连接更紧密，进一步加强了高延性水泥管的整体性，同时在服役过程中可以协同高延性纤维水泥套管为现浇混凝土(4)内芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩宇栋，刘畅，王振波，左建平，张剑，
申请(专利权)人：中国京冶工程技术有限公司，中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11