CN104139453A - 一种预制混凝土用蒸汽管钢混组合底模 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预制混凝土用蒸汽管钢混组合底模，其特征在于，包括立体底模框架(1)和蒸汽管(2)，所述立体底模框架设有顶板(3)，所述顶板下方设有与顶板结合的混凝土层(4)，所述蒸汽管(1)埋设于混凝土层(4)内。本发明在立体底模框架顶板下方浇筑一定厚度的钢筋混凝土层，并且在设置加焊剪力钉,藉此以提高底座表面的刚性及整体稳定性,可减少自重及外力作用下的变形；另外,为确保蒸汽热能不被混凝土阻隔而降低养生效果,将蒸汽管埋设于混凝土层当中,以利于对框架顶板进行热传导。同时本发明底模的混凝土层通蒸汽后,由于蓄热效应,提供了良好的保温能力,可以减少蒸汽的使用量,属于相对节能的生产方式。

Description

一种预制混凝土用蒸汽管钢混组合底模
技术领域
本发明涉及建筑领域，具体地说是一种预制混凝土用蒸汽管钢混组合底模。 
背景技术
装配式混凝土房屋结构由预制混凝土构件(简称预制构件)来实现,而预制构件的质量与精度,对于装配式建筑的功能及外观有着直接的影响；预制构件的模具在生产循环中扮演了重要的角色,决定了产品的质量及生产效率。一般预制混凝土浇筑完毕后，会采取有效的养护措施,根据需要可选择自然养护、热模养护、覆盖养护或蒸汽养护等方式，以确保混凝土在预定的时间内可以达到需求的强度；现有热模养护中常见的做法是，预制件置于蒸汽管钢底模上，然后在预制构件的上方再覆盖养生用帆布,以保持预制件混凝土的环境温度及湿度。蒸汽管钢底模即钢底模与蒸汽管相结合，将蒸汽管置于钢底模的下方,利用蒸汽管通高温蒸汽后产生的热能,传热于钢底模表面使其升温,间接提高混凝土构件养生的环境温度。蒸汽管座以无缝钢管制作，以U型环绕方式确保传热分布均匀。由于蒸汽管钢底模常因生产过程的震捣、上方模具的拆组、长期反复的混凝土荷载、预制构件脱膜时的吸附力等等，造成钢底模面板的变形，产品质量下降,最终使得钢底模无法达到预期的使用寿命。 
发明内容
本发明为了避免现有技术存在的不足之处，提供一种新型结构预制混凝土用蒸汽管钢混组合底模，该底模在平整度的变形控制及蒸汽燃料费的支出方面得到显著改善，且延长的底模的使用寿命。 
本发明解决技术问题采用如下技术方案： 
一种预制混凝土用蒸汽管钢混组合底模，其结构特点在于，包括立体底模框架和蒸汽管，立体底模框架设有顶板，顶板下方设有与顶板结合的混凝土层，蒸汽管埋设于混凝土层内。 
本发明结构特点还在于： 
所述蒸汽管采用U型环绕方式排布在混凝土层内。 
所述顶板下表面设有与混凝土层结合的加焊剪力钉，位于所述顶板下表面的 底模框架设有由槽钢构成的区格框架层，所述蒸汽管埋设在区格框架层内，所述槽钢上设有水平加焊剪力钉，所述区格框架层填充混凝土形成混凝土层。 
所述区格框架层设有填充在混凝土中的钢筋网或钢丝网。 
所述顶板为厚度为10-12mm的钢板，所述区格框架层的高度为200mm；所述区格框架层的每个区格大小为：长890mm，宽600mm；所述混凝土的厚度为100-120mm。 
与已有技术相比，本发明有益效果体现在： 
本发明在立体底模框架底板和框架顶板之间浇筑一定厚度的钢筋混凝土层，并且在底板及四周加焊剪力钉,藉此以提高底座表面的刚性及整体稳定性,可减少自重及外力作用下的变形；另外,为确保蒸汽热能不被混凝土阻隔而降低养生效果,将蒸汽管埋设于混凝土层当中,以利于对框架顶板进行热传导。 
本发明改善了原来钢底模的整体劲度,增加了使用寿命,相对降低了设备摊提的固定成本,同时也提升生产构件的质量。另外,本发明底模的混凝土层通蒸汽后,由于蓄热效应,提供了良好的保温能力,可以减少蒸汽的使用量,属于相对节能的生产方式,符合现行政府大力推广绿色生产及绿色施工的宗旨。 
附图说明
图1是本发明仰视图。 
图2是本发明侧视图。 
图3是本发明立体图(未填充混凝土)。 
图4是现有底模与本发明底模使用时KT板覆盖养生时温度变化曲线。 
图中标号：1立体底模框架、2蒸汽管、3顶板、4混凝土层、5加焊剪力钉、6水平加焊剪力钉、7槽钢、8钢丝网。 
以下结合附图通过具体实施方式对本发明技术方案做进一步解释说明。 
具体实施方式
如图1-3所示，蒸汽管钢混组合底模，包括立体底模框架1和蒸汽管2，蒸汽管以无缝钢管制作，以U型环绕方式确保传热分布均匀；立体底模框架由钢板(即顶板3)、型钢、槽钢7等组合形成，顶板3下表面的底模框架设有由多个槽钢7组合构成的区格框架层，蒸汽管2穿过槽钢7上所设的孔以U型环绕方式埋设在区格框架层内，槽钢上设有水平加焊剪力钉6，区格框架层填充混凝土形 成混凝土层4。 
进一步，区格框架层设有填充在混凝土中的钢筋网或钢丝网8。 
具体实施时，顶板为厚度为10-12mm的钢板，区格框架层的高度为200mm；区格框架层的每个区格大小为：长890mm，宽600mm；混凝土的厚度为100-120mm。 
产品性能测试 
一、剪切承载力及抗拉拨承载力试验 
试验设定了在各种工况条件下,进行混凝土剪力钉的计算,计算结果如表1、表2所示，剪切承载力及抗拉拨承载力皆能满足脱模吸附力。 
表1 
表2 
二、模温试验 
在现有底模(现有底模中蒸汽管无混凝土包裹)和本发明底模新旧方案钢底模上方各试生产一片预制叠合版(简称KT板),在KT板的上方及钢底模面板的表面各置放温度计监测。混凝土浇灌静置4个小时后,KT板上覆盖养生帆布,启动蒸汽锅炉到设定的工作压力,高温蒸汽充满蒸汽管后,热传导对底模表面加温,此时开始记录每一量测点的温度；每半小时做一次温度记录,蒸汽开满6小时后关闭,继续记录降温情形,最后将试验温度量测记录绘制比较曲线如图3所示。由图3结果可知，本发明底模前段升温速率较慢,但由于混凝土具有”蓄热效应”,加热4小时后,温度反超过现有底模。蒸气关闭后,本发明蓄热,降温缓慢；本发明底模上KT板的温度亦高于现有底模；由于底模需求最高温度约60℃,从温度曲线可见,使用本发明底模时,蒸汽可提早2小时关闭,利用蓄热持温,可节约蒸汽的能耗。 
三、模变形试验 
试验设定了工况条件,进行现有底模与本发明底模的钢模变形计算(设定重力载荷向下、脱模吸附力向上),如表3、表4所示。 
表3钢底模变形分析(一) 
表4钢底模变形分析(二) 
钢模变形分析的结果说明如下 
(1)考虑动力效应脱模吸附力作用，钢板变形向上；两方案的变形、应力均很小，但原方案是新方案应力的4倍，位移是29倍。 
(2)在自重及混凝土构件作用下，钢板变形向下；两方案变形应力均很小，但原方案是新方案的2.8倍，位移是21倍。 
(3)钢模30年应力循环次数约为10000次，小于50000次，按规范GB510017,可不考虑疲劳应力影响，但考虑表面平整度要求，新方案变形应力均比原方案好。 
四、平整度量测 
(1)KT版底面-凹凸值量测 
将现有底模与本发明底模试生产的KT版底面进行平整度凹凸值量测, 以2米水平靠尺量测板面最大间隙,量测结果显示现有底模的最大凹凸值为2.0mm，本发明最大凹凸值为1.5mm,本发明底模的平整度,整体优于原钢底模。 
(2)KT版底面-翘曲量测 
再将现有底模与本发明底模KT版底面进行翘曲值量测,以对角拉线测量，测量结果显示,原钢底模的翘曲量2.0mm,本发明底模的翘曲量仅1.0mm,本发明底模优于原钢底模。 
综合效益与结论 
针对现有底模与本发明底模做了综合效益比较如表5,模具的使用年限、平整度的变形控制及蒸汽燃料费的支出,皆有明显的改善。 
表5综合效益比较 

Claims (5)

1.一种预制混凝土用蒸汽管钢混组合底模，其特征在于，包括立体底模框架(1)和蒸汽管(2)，所述立体底模框架设有顶板(3)，所述顶板下方设有与顶板结合的混凝土层(4)，所述蒸汽管(1)埋设于混凝土层(4)内。
2.根据权利要求1所述的一种预制混凝土用蒸汽管钢混组合底模，其特征在于，所述蒸汽管(1)采用U型环绕方式排布在混凝土层(4)内。
3.根据权利要求1或2所述的一种预制混凝土用蒸汽管钢混组合底模，其特征在于，所述顶板下表面设有与混凝土层结合的加焊剪力钉(5)，位于所述顶板下表面的底模框架设有由槽钢(7)构成的区格框架层，所述蒸汽管(1)埋设在区格框架层内，所述槽钢上设有水平加焊剪力钉(6)，所述区格框架层填充混凝土形成混凝土层(4)。
4.根据权利要求3所述的一种预制混凝土用蒸汽管钢混组合底模，其特征在于，所述区格框架层设有填充在混凝土中的钢筋网或钢丝网。
5.根据权利要求3所述的一种预制混凝土用蒸汽管钢混组合底模，其特征在于，所述顶板为厚度为10-12mm的钢板，所述区格框架层的高度为200mm；所述区格框架层的每个区格大小为：长890mm，宽600mm；所述混凝土的厚度为100-120mm。
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