CN106284975B - 一种xps复合模板制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种XPS复合模板及其制备方法属于建筑行业框剪、框架浇筑混凝土成型的模板技术领域，尤其涉及一种XPS复合模板及其制备方法。本发明提供一种综合成本低、隔热性能好、机械强度高的XPS复合模板及其制备方法。本发明XPS复合模板包括第一耐碱玻璃纤维网格布层、第二耐碱玻璃纤维网格布层、第三耐碱玻璃纤维网格布层、第一抗裂砂浆层、第二抗裂砂浆层、保温过渡层和XPS保温板层，其结构要点第一抗裂砂浆层置于第一耐碱玻璃纤维网格布之上，XPS保温板层置于第一抗裂砂浆层之上，第二耐碱玻璃纤维网格布层置于XPS保温板层之上，保温过渡层置于第二耐碱玻璃纤维网格布层之上，第三耐碱玻璃纤维网格布层置于保温过渡层之上。
Description
技术领域
本发明属于建筑行业框剪、框架浇筑混凝土成型的模板技术领域，尤其涉及一种XPS复合模板及其制备方法。
背景技术
目前混凝土工程常用模板主要有两种，一种是钢模板，另一种是木模板。
钢模板用于混凝土浇筑成型的钢制模板，钢制模板以其多次使用，混凝土浇筑成型美观等特点被广泛应用于建筑工程中。钢模板它由板面结构、支撑系统、操作平台和附件等组成。钢模板板块制作精度高，拼缝严密，不易变形，模板整体性好，抗震性强等优良特点。钢模板也有自身缺点，第一，自重大、吊装工作量大，整个模板的安装和拆除过程中都需要吊车辅助作业。第二，不适应尺寸变化，在施工中经常出现尺寸变化，那么就需要专用切割和电焊工具。第三，安全性不高，由于钢模板自重大，那么在安装和拆除时易出现安全事故，楼层越高，安全危险性越大。第四，每天1人安装3.4㎡，钢模板综合成本240元/㎡。
木模板重量比钢模板轻，但安装和拆除与钢模板相同，易出现安全事故，安装工程量为 5.7㎡/人工日，模板综合成本为120元/㎡。
综上所述，钢模板和木模板具有各自的优缺点，为了较合理的选择模板，应该从各地方工人的技术水平、结构构件成型的表面尺寸、材料性能指标、环境保护、施工周期速度、安全、适用范围、综合成本等多方面考虑选择最佳模板方案。
发明内容
本发明就是针对上述问题，提供一种综合成本低、隔热性能好、机械强度高的XPS复合模板及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明XPS复合模板包括第一耐碱玻璃纤维网格布层、第二耐碱玻璃纤维网格布层、第三耐碱玻璃纤维网格布层、第一抗裂砂浆层、第二抗裂砂浆层、保温过渡层和XPS保温板层，其结构要点第一抗裂砂浆层置于第一耐碱玻璃纤维网格布之上，XPS保温板层置于第一抗裂砂浆层之上，第二耐碱玻璃纤维网格布层置于XPS保温板层之上，保温过渡层置于第二耐碱玻璃纤维网格布层之上，第三耐碱玻璃纤维网格布层置于保温过渡层之上，第二抗裂砂浆层置于第三耐碱玻璃纤维网格布层之上；所述 XPS保温板层内设置有竖向砂浆暗柱。
作为一种优选方案，本发明所述第一耐碱玻璃纤维网格布层、第一耐碱玻璃纤维网格布层和第一耐碱玻璃纤维网格布层的经纬网孔中心距为5mm。
作为另一种优选方案，本发明所述XPS保温板层内设置有直径为1cm每平米7个竖向砂浆暗柱。
作为另一种优选方案，本发明所述XPS保温板层通过塑料锚栓与第一抗裂砂浆层连接。
其次，本发明所述XPS复合模板的长度为1600mm，XPS复合模板层的宽度为600mm。
另外，本发明所述XPS复合模板每平米设置7个内径为1cm、外径1.5cm带螺旋扣前细后粗的塑料锚栓。
本发明XPS复合模板制备方法包括以下步骤：
1)配置胶凝：选取膨润土、硫酸镁、氧化镁、粉煤灰、水；
2)对膨润土、硫酸镁、氧化镁、粉煤灰、水进行搅拌；
3)铺pvc底板，将步骤2)搅拌后的物料铺设到pvc底板上，在物料上铺设第一耐碱玻璃纤维网格布，在第一耐碱玻璃纤维网格布上进行压辊；
4)对XPS板进行切割，喷涂界面剂；
5)在压辊后的第一耐碱玻璃纤维网格布上放置XPS板，在XPS板上铺设所述步骤2)搅拌后的物料，在物料上铺设第三耐碱玻璃纤维网格布，在第三耐碱玻璃纤维网格布上进行压辊；
6)在压辊后的第三耐碱玻璃纤维网格布上铺设所述步骤2)搅拌后的物料并刮平。
作为另一种优选方案，本发明所述选取膨润土、硫酸镁、氧化镁、粉煤灰、水按重量份配比为：膨润土24～33份、硫酸镁10～18份、氧化镁30～40份、粉煤灰70～100份、水 40～50份。
作为另一种优选方案，本发明所述步骤3)中，将步骤2)搅拌后的物料铺设到pvc底板上，养护7天；所述步骤5)中在XPS板上铺设所述步骤2)搅拌后的物料和步骤6)中在压辊后的第三耐碱玻璃纤维网格布上铺设所述步骤2)搅拌后的物料自然养护28天。
其次，本发明所述2)搅拌的时间为3～5min，所述步骤3)、5)、6)物料的铺设采用浇筑与振动同步进行，振动的时间为60～120s。
另外，本发明所述自然养护前将XPS复合模板平稳地放入养护场，盖上塑料膜保温保湿养护，静养三天后脱模；之后保证温度为25℃,相对湿度为67％进行28天自然养护。
本发明有益效果。
本发明选取膨润土、硫酸镁、氧化镁、粉煤灰为主要材料，此材料价格低廉，耐火性能好，强度高，耐久性优异。
本发明采用XPS板(挤塑板)，XPS板导热系数小于0.025w/(m.k)能够有效的提高XPS 复合模板的保温隔热性能。
本发明胶凝具有粘结力强、可塑性高、脱模好、透气性优，机械强度高、耐水性好、不易开裂、不吸潮，大量利用粉煤灰，将生产废弃物重新投入使用，减少环境污染，制品寿命长，板材强度高等优良性能。具有很好的环保效益、社会效益和经济效益。
本发明XPS复合模板是由耐碱玻璃纤维网格布、保温板、膨润土、硫酸镁、氧化镁、粉煤灰组成的层状结构，生产工艺简单。
本发明与传统模板相比，XPS复合模板不需要拆除，能够与建筑同寿命50年，而且不需再做保温处理，能很好地避免墙体出现裂缝、空鼓、渗水、脱落等质量问题。
本发明XPS复合模板既做保温材料又代替模板，因而能缩短总工期的50％，减少梁柱模板用量的25％，降低管理费用50％(脚手架、管理人员等)和日后维护费，从而降低了综合成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1是XPS复合模板生产工艺流程图。
图2是螺旋塑料锚栓示意图。
图3是复合模板示意图。
图4-1、4-2是XPS复合模板柱示意图。
图5是XPS复合模板梁示意图。
图6是本发明型挠度测点布置示意图。
图7是实施例1板的挠度与荷载曲线。
图8是实施例1板的挠度与时间曲线。
图9是实施例2板的挠度与荷载曲线。
图10是实施例2板的挠度与时间曲线。
图11是实施例3板的挠度与荷载曲线。
图12是实施例3板的挠度与时间曲线。
图13是实施例4板的挠度与荷载曲线。
图14是实施例4板的挠度与时间曲线。
图15是实施例5板的挠度与荷载曲线。
图16是实施例5板的挠度与时间曲线。
图17是实施例6板的挠度与荷载曲线。
图18是实施例6板的挠度与时间曲线。
图19是实施例7板的挠度与荷载曲线。
图20是实施例7板的挠度与时间曲线。
图21是实施例8板的挠度与荷载曲线。
图22是实施例8板的挠度与时间曲线。
图23是实施例9板的挠度与荷载曲线。
图24是实施例9板的挠度与时间曲线。
图25是实施例10板的挠度与荷载曲线。
图26是实施例10板的挠度与时间曲线。
图27是支架及测点布置图。
图28是XPS复合模板加载示意图。
图29是XPS复合模板压缩试验示意图。
图30是XPS复合模板压缩试验应-力应变示意图。
图31是XPS复合模板压缩试验应-力应变示意图。
图32是XPS复合模板压缩试验应-力应变示意图。
图33是XPS复合模板压缩试验应-力应变示意图。
图34是XPS复合模板压缩试验应-力应变示意图。
图4-1、4-2和图5：先把塑料锚栓固定在XPS复合模板上，然后将塑料锚栓与钢筋进行绑扎，通过XPS复合模板上的塑料锚栓和砂浆面层与浇筑的混凝土连接一体。
具体实施方式
本发明胶凝的配置方案可以为以下十种：
方案一：按重量份配比情况选取膨润土25份，硫酸镁18份，氧化镁40份，粉煤灰100份，水50份。
方案二：按重量份配比情况选取膨润土28份，硫酸镁15份，氧化镁34份，粉煤灰95份，水48份。
方案三：按重量份配比情况选取膨润土32份，硫酸镁16份，氧化镁33份，粉煤灰90份，水45份。
方案四：按重量份配比情况选取膨润土26份，硫酸镁14份，氧化镁30份，粉煤灰87份，水47份。
方案五：按重量份配比情况选取膨润土27份，硫酸镁13份，氧化镁32份，粉煤灰85份，水43份。
方案六：按重量份配比情况选取膨润土24份，硫酸镁11份，氧化镁35份，粉煤灰83份，水42份。
方案七：按重量份配比情况选取膨润土29份，硫酸镁12份，氧化镁36份，粉煤灰80份，水40份。
方案八：按重量份配比情况选取膨润土32份，硫酸镁17份，氧化镁38份，粉煤灰75份，水46份。
方案九：按重量份配比情况选取膨润土30份，硫酸镁10份，氧化镁30份，粉煤灰70份，水43份。
方案十：按重量份配比情况选取膨润土33份，硫酸镁16份，氧化镁37份，粉煤灰72份，水44份。
本发明胶凝搅拌时间与抗弯强度、抗压强度、抗拉强度对应的实验数据如下表：
实验数据表明搅拌时间在1～4min，随着搅拌时间的增加，抗压强度增加，但搅拌时间在5～6min时抗压强度减小。
本发明胶凝设铺设采用浇筑与振动同步进行，振动时间与抗弯强度、抗压强度、抗拉强度对应试验数据如下表：
实验数据表明振动时间为90s时，板的抗弯、抗压、抗拉强度最大，当振动时间小于90s，或者振动时间大于90s时，板的抗弯、抗压、抗拉强度减小。
本发明XPS复合模板采用自然养护，将XPS复合模板平稳地放入养护场，盖上塑料膜保温保湿养护，提高坯体的早期强度，静养三天后脱模，保证一定的湿度和温度进行28天养护，湿度和温度都影响XPS复合模板的强度，其强度随温度和湿度变化如下表：
实验数据表明当温度为25℃,相对湿度为67％时，板的抗弯强度、抗压强度、抗拉强度最大。
在混凝土浇筑施工过程中，XPS复合模板每平米再设置7个内径为1cm、外径1.5cm带螺旋扣前细后粗的塑料锚栓，塑料锚栓通过旋转工具使塑料锚栓和XPS保温板以及拌合物浆料层之间越旋转越紧，因此能很好地固定住两侧的拌合物浆料层，这样避免浇筑混凝土的过程中使复合模板中间的XPS保温板发生压缩变形，同时塑料锚栓和钢筋进行绑扎，使浇筑的混凝土与XPS复合模板很好的粘结一起，这样大大地提升了XPS复合模板的抗压、抗弯、抗剪、抗拉等综合性能，这样模板具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能承受浇筑混凝土的自重、侧压力和施工过程所产生的荷载，能适应基层的正常变形，同时塑料锚栓很好的避免了外墙冷桥的出现，其复合模板及螺旋塑料锚栓示意图如图2所示。
实施例1
XPS复合保温模板规格60×2400×600，60为板厚，2400为板长，600为板宽。耐碱玻璃纤维网格布规格2400×600，2400为网格布长，600为网格布宽，耐碱玻璃纤维网格布经纬网孔中心距为5mm。按重量份配比情况选取膨润土25份，硫酸镁18份，氧化镁40份，粉煤灰100份，水50份。
XPS复合模板弯曲试验
试验内容：
本试验为新型保温模板，国内尚无明确的规范标准要求。根据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008对模板的设计要求，确定进行下面两方面的试验：
(1)模板的弯曲强度，包括极限强度和最大变形值(模板构件计算跨度的1/250)时应力强度。
(2)模板的保荷特性，在规范规定的最大变形值时保荷2h后的挠度变化。
试验方法及测点布置：
选取模板尺寸(1200×600mm)，选择支距900mm进行均布加载试验。试验加载方式采用均匀层铺砖方法(每层16块砖，逐层称重)。
试验共布置了7个位移挠度测点，见图6。其中，1#～5#点布置在板长度方向对称轴上；其中1#和5#点紧靠支撑点，距离15mm；2#点在长度方向1/4处，4#点在长度方向3/4处，2#点和4#点对称；3#点放在板的中心点上；6#、7#点对称，离板10cm，挠度测点布置示意图见图6。
试验时，每加一层荷载，稳定1分钟后记录挠度。当进行保荷试验时，在位移超过L/250 (3.6mm)时停止加载，位移记录改换为定时记录状态(5分钟记录一次)，记录时间不低于 2小时。
检测结果：
得到荷载试验结果见表1。根据该表，计算3.6mm挠度附近模板等效应力强度及弹性模量结果见表2。
表1荷载试验结果
表2等效的应力强度及弹性模量
检测结论：
(1)在3.6mm(1/250支点距)的挠度附近，模板的弯曲应力强度在1.98～2.37MPa之间，平均为2.22MPa，变异系数0.174。
(2)在3.6mm(1/250支点距)挠度附近，模板的等效弹性模量在2335.2～2918.9MPa之间，平均在2655.1MPa。变异系数0.211。
(3)复合模板在3.6mm(1/250支点距)挠度前的加载曲线基本保持线性，但在该点附近保荷2h时，其挠度延伸率在5.4～20.0％。
(4)复合模板的极限弯曲应力强度在3.41～5.99MPa之间，平均为3.54MPa，变异系数 0.965。
XPS复合模板压缩试验
取350mm×350mm×60mm的试样5个，对于厚度大于100mm的制品，试件的长度和宽度应不低于制品的厚度，350mm×350mm×20mm的钢板1个，350mm×60mm×40mm的木楞1个。
首先将木楞放在万能试验机的底座中心处，然后将XPS复合模板12mm厚的拌合物浆料层放在木楞上，最后将钢板放在XPS复合模板3mm薄的拌合物浆料层上，调整好试验参数后，启动万能试验机，使万能试验机上压头缓缓下降，下降到刚接触钢板表面力为零时停止试验机，调整加载速度为5mm/min，启动万能试验机，记录复合模板压缩位移达1cm时应力-应变曲线，最后取比例极限内切线斜率为XPS复合模板的切线斜率。压缩强度取5个试件试验结果的平均值。
压缩强度σ＝103×F/A式中：F为相对变形ε<10％时的最大压缩力，单位为牛顿，A为试样初始横截面积，单位平方毫米。
相对变形ε＝x/h×100，其中x为达到最大压缩力时的位移，单位为毫米，h为试样的初始厚度，单位为毫米。
相对变形达到10％时的压缩应力σ10＝103×F10/A式中，F10是使试样产生10％时相对变形的力，单位牛顿，A为试样初始横截面积，单位平方毫米。
压缩弹性模量E，单位千帕，E＝σ×h/x，σ＝103×F/A，F为在比例极限内的压缩力(力 -位移曲线中有明显的直线部分)单位为牛顿，x为F时的位移，单位为毫米。
检测结果：试验得到的结果数据见表3
表3压缩试验结果
| 板号 | 最大力(KN) | 弹性模量(GPa) | 压缩强度(MPa) |
| 1 | 2.935 | 0.009 | 0.24 |
| 2 | 2.763 | 0.009 | 0.23 |
| 3 | 2.876 | 0.010 | 0.24 |
| 4 | 2.733 | 0.011 | 0.22 |
| 5 | 3.054 | 0.012 | 0.25 |
检测结论：5个板的压缩强度平均为0.24MPa,压缩模量在0.009GPa～0.012GPa之间，平均值为0.010GPa。
XPS复合模板抗拉试验
试验过程：
参照外墙外保温工程技术规程JGJ144-2008规范标准，将模板的上下表面与钢板用环氧树脂胶粘剂粘合，粘合层厚度为3±1mm，然后将试样放在温度(23±2)℃、相对湿度(50 ±5)％的环境养护不少于16h，经过养护后，通过万向接头将试样安装在拉力试验机上，拉伸速度5mm/min，拉伸至破坏并记录破坏时的拉力及破坏部位。
抗拉强度按公式：St＝Pt/A,其中St为抗拉强度，单位MPa，Pt为破坏荷载，单位N，A为试样面积，mm2。
试验数据：
| 规格(长×宽×厚)mm | 抗拉强度MPa |
| 100×100×60 | 0.31 |
| 100×100×60 | 0.32 |
| 100×100×60 | 0.33 |
试验结果：此时板的平均抗拉强度0.32MPa。
试验结果：此时，XPS复合模板抗剪强度的平均值为0.357MPa
实施例2
XPS复合保温模板规格55×2400×600，55为板厚，2400为板长，600为板宽。耐碱玻璃纤维网格布规格2400×600，2400为网格布长，600为网格布宽，耐碱玻璃纤维网格布经纬网孔中心距为5mm。按重量份配比情况选取膨润土28份，硫酸镁15份，氧化镁34份，粉煤灰95份，水48份。
XPS复合模板弯曲试验
试验内容：
本试验为新型保温模板，国内尚无明确的规范标准要求。根据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008对模板的设计要求，确定进行下面两方面的试验：
(1)模板的弯曲强度，包括极限强度和最大变形值(模板构件计算跨度的1/250)时应力强度。
(2)模板的保荷特性，在规范规定的最大变形值时保荷2h后的挠度变化。
试验方法及测点布置：
选取模板尺寸(1200×600mm)，选择支距900mm进行均布加载试验。试验加载方式采用均匀层铺砖方法(每层16块砖，逐层称重)。
试验共布置了7个位移挠度测点，见图6。其中，1#～5#点布置在板长度方向对称轴上；其中1#和5#点紧靠支撑点，距离15mm；2#点在长度方向1/4处，4#点在长度方向3/4处，2#点和4#点对称；3#点放在板的中心点上；6#、7#点对称，离板10cm，挠度测点布置示意图见图6。
试验时，每加一层荷载，稳定1分钟后记录挠度。当进行保荷试验时，在位移超过L/250 (3.6mm)时停止加载，位移记录改换为定时记录状态(5分钟记录一次)，记录时间不低于 2小时。
检测结果：
得到荷载试验结果见表1。根据该表，计算3.6mm挠度附近模板等效应力强度及弹性模量结果见表2。
表1荷载试验结果
表2等效的应力强度及弹性模量
检测结论：
(1)在3.6mm(1/250支点距)的挠度附近，模板的弯曲应力强度在1.54～1.85MPa之间，平均为1.74MPa，变异系数0.167。
(2)在3.6mm(1/250支点距)挠度附近，模板的等效弹性模量在1769.4～2107.9MPa之间，平均在1935.1MPa。变异系数0.189。
(3)复合模板在3.6mm(1/250支点距)挠度前的加载曲线基本保持线性，但在该点附近保荷2h时，其挠度延伸率在6.5～20.1％。
(4)复合模板的极限弯曲应力强度在2.59～4.62MPa之间，平均为3.33MPa，变异系数 0.556。
XPS复合模板压缩试验
取350mm×350mm×55mm的试样5个，对于厚度大于100mm的制品，试件的长度和宽度应不低于制品的厚度，350mm×350mm×20mm的钢板1个，350mm×60mm×40mm的木楞1个。
首先将木楞放在万能试验机的底座中心处，然后将XPS复合模板7mm厚的拌合物浆料层放在木楞上，最后将钢板放在XPS复合模板3mm薄的拌合物浆料层上，调整好试验参数后，启动万能试验机，使万能试验机上压头缓缓下降，下降到刚接触钢板表面力为零时停止试验机，调整加载速度为5mm/min，启动万能试验机，记录复合模板压缩位移达1cm时应力-应变曲线，最后取比例极限内切线斜率为XPS复合模板的切线斜率。压缩强度取5个试件试验结果的平均值。
压缩强度σ＝103×F/A式中：F为相对变形ε<10％时的最大压缩力，单位为牛顿，A为试样初始横截面积，单位平方毫米。
相对变形ε＝x/h×100，其中x为达到最大压缩力时的位移，单位为毫米，h为试样的初始厚度，单位为毫米。
相对变形达到10％时的压缩应力σ10＝103×F10/A式中，F10是使试样产生10％时相对变形的力，单位牛顿，A为试样初始横截面积，单位平方毫米。
压缩弹性模量E，单位千帕，E＝σ×h/x，σ＝103×F/A，F为在比例极限内的压缩力(力 -位移曲线中有明显的直线部分)单位为牛顿，x为F时的位移，单位为毫米。
检测结果：试验得到的结果数据见表3
表3压缩试验结果
| 板号 | 最大力(KN) | 弹性模量(GPa) | 压缩强度(MPa) |
| 1 | 2.712 | 0.011 | 0.22 |
| 2 | 2.728 | 0.008 | 0.22 |
| 3 | 3.019 | 0.008 | 0.25 |
| 4 | 2.918 | 0.009 | 0.24 |
| 5 | 2.823 | 0.009 | 0.23 |
检测结论：5个板的压缩强度平均为0.23MPa,压缩模量在0.008GPa～0.011GPa之间，平均值为0.009GPa。
XPS复合模板抗拉试验
试验过程：
参照外墙外保温工程技术规程JGJ144-2008规范标准，将模板的上下表面与钢板用环氧树脂胶粘剂粘合，粘合层厚度为3±1mm，然后将试样放在温度(23±2)℃、相对湿度(50 ±5)％的环境养护不少于16h，经过养护后，通过万向接头将试样安装在拉力试验机上，拉伸速度5mm/min，拉伸至破坏并记录破坏时的拉力及破坏部位。
抗拉强度按公式：St＝Pt/A,其中St为抗拉强度，单位MPa，Pt为破坏荷载，单位N，A为试样面积，mm2。
试验数据：
| 规格(长×宽×厚)mm | 抗拉强度MPa |
| 100×100×55 | 0.27 |
| 100×100×55 | 0.30 |
| 100×100×55 | 0.28 |
试验结果：此时板的平均抗拉强度0.28MPa。
实施例3
XPS复合保温模板规格50×2400×600，50为板厚，2400为板长，600为板宽。耐碱玻璃纤维网格布规格2400×600，2400为网格布长，600为网格布宽，耐碱玻璃纤维网格布经纬网孔中心距为5mm。按重量份配比情况选取膨润土32份，硫酸镁16份，氧化镁33份，粉煤灰90份，水45份。
XPS复合模板弯曲试验
试验内容：
本试验为新型保温模板，国内尚无明确的规范标准要求。根据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008对模板的设计要求，确定进行下面两方面的试验：
(1)模板的弯曲强度，包括极限强度和最大变形值(模板构件计算跨度的1/250)时应力强度。
(2)模板的保荷特性，在规范规定的最大变形值时保荷2h后的挠度变化。
试验方法及测点布置：
选取模板尺寸(1200×600mm)，选择支距900mm进行均布加载试验。试验加载方式采用均匀层铺砖方法(每层16块砖，逐层称重)。
试验共布置了7个位移挠度测点，见图6。其中，1#～5#点布置在板长度方向对称轴上；其中1#和5#点紧靠支撑点，距离15mm；2#点在长度方向1/4处，4#点在长度方向3/4处，2#点和4#点对称；3#点放在板的中心点上；6#、7#点对称，离板10cm，挠度测点布置示意图见图6。
试验时，每加一层荷载，稳定1分钟后记录挠度。当进行保荷试验时，在位移超过L/250 (3.6mm)时停止加载，位移记录改换为定时记录状态(5分钟记录一次)，记录时间不低于 2小时。
检测结果：
得到荷载试验结果见表1。根据该表，计算3.6mm挠度附近模板等效应力强度及弹性模量结果见表2。
表1荷载试验结果
表2等效的应力强度及弹性模量
检测结论：
(1)在3.6mm(1/250支点距)的挠度附近，模板的弯曲应力强度在1.24～1.47MPa之间，平均为1.37MPa，变异系数0.186。
(2)在3.6mm(1/250支点距)挠度附近，模板的等效弹性模量在1175.6～1654.4MPa之间，平均在1445.0MPa。变异系数0.291。
(3)复合模板在3.6mm(1/250支点距)挠度前的加载曲线基本保持线性，但在该点附近保荷2h时，其挠度延伸率在6.9～15.6％。
(4)复合模板的极限弯曲应力强度在2.05～3.71MPa之间，平均为2.64MPa，变异系数 0.543。
XPS复合模板压缩试验
取350mm×350mm×50mm的试样5个，对于厚度大于100mm的制品，试件的长度和宽度应不低于制品的厚度，350mm×350mm×20mm的钢板1个，350mm×60mm×40mm的木楞1个。
首先将木楞放在万能试验机的底座中心处，然后将XPS复合模板12mm厚的拌合物浆料层放在木楞上，最后将钢板放在XPS复合模板3mm薄的拌合物浆料层上，调整好试验参数后，启动万能试验机，使万能试验机上压头缓缓下降，下降到刚接触钢板表面力为零时停止试验机，调整加载速度为5mm/min，启动万能试验机，记录复合模板压缩位移达1cm时应力-应变曲线，最后取比例极限内切线斜率为XPS复合模板的切线斜率。压缩强度取5个试件试验结果的平均值。
压缩强度σ＝103×F/A式中：F为相对变形ε<10％时的最大压缩力，单位为牛顿，A为试样初始横截面积，单位平方毫米。
相对变形ε＝x/h×100，其中x为达到最大压缩力时的位移，单位为毫米，h为试样的初始厚度，单位为毫米。
相对变形达到10％时的压缩应力σ10＝103×F10/A式中，F10是使试样产生10％时相对变形的力，单位牛顿，A为试样初始横截面积，单位平方毫米。
压缩弹性模量E，单位千帕，E＝σ×h/x，σ＝103×F/A，F为在比例极限内的压缩力(力 -位移曲线中有明显的直线部分)单位为牛顿，x为F时的位移，单位为毫米。
检测结果：试验得到的结果数据见表3
表3压缩试验结果
| 板号 | 最大力(KN) | 弹性模量(GPa) | 压缩强度(MPa) |
| 1 | 2.685 | 0.008 | 0.22 |
| 2 | 2.752 | 0.006 | 0.23 |
| 3 | 2.731 | 0.010 | 0.22 |
| 4 | 2.918 | 0.009 | 0.24 |
| 5 | 2.853 | 0.008 | 0.23 |
检测结论：5个板的压缩强度平均为0.23MPa,压缩模量在0.006GPa～0.010GPa之间，平均值为0.008GPa。
XPS复合模板抗拉试验
试验过程：
参照外墙外保温工程技术规程JGJ144-2008规范标准，将模板的上下表面与钢板用环氧树脂胶粘剂粘合，粘合层厚度为3±1mm，然后将试样放在温度(23±2)℃、相对湿度(50 ±5)％的环境养护不少于16h，经过养护后，通过万向接头将试样安装在拉力试验机上，拉伸速度5mm/min，拉伸至破坏并记录破坏时的拉力及破坏部位。
抗拉强度按公式：St＝Pt/A,其中St为抗拉强度，单位MPa，Pt为破坏荷载，单位N，A为试样面积，mm2。
试验数据：
| 规格(长×宽×厚)mm | 抗拉强度MPa |
| 100×100×50 | 0.25 |
| 100×100×50 | 0.26 |
| 100×100×50 | 0.28 |
试验结果：此时板的平均抗拉强度0.26MPa。
实施例4
XPS复合保温模板规格45×2400×600，45为板厚，2400为板长，600为板宽。耐碱玻璃纤维网格布规格2400×600，2400为网格布长，600为网格布宽，耐碱玻璃纤维网格布经纬网孔中心距为5mm。按重量份配比情况选取膨润土26份，硫酸镁14份，氧化镁30份，粉煤灰87份，水47份。
XPS复合模板弯曲试验
试验内容：
本试验为新型保温模板，国内尚无明确的规范标准要求。根据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008对模板的设计要求，确定进行下面两方面的试验：
(1)模板的弯曲强度，包括极限强度和最大变形值(模板构件计算跨度的1/250)时应力强度。
(2)模板的保荷特性，在规范规定的最大变形值时保荷2h后的挠度变化。
试验方法及测点布置：
选取模板尺寸(1200×600mm)，选择支距900mm进行均布加载试验。试验加载方式采用均匀层铺砖方法(每层16块砖，逐层称重)。
试验共布置了7个位移挠度测点，见图6。其中，1#～5#点布置在板长度方向对称轴上；其中1#和5#点紧靠支撑点，距离15mm；2#点在长度方向1/4处，4#点在长度方向3/4处，2#点和4#点对称；3#点放在板的中心点上；6#、7#点对称，离板10cm，挠度测点布置示意图见图6。
试验时，每加一层荷载，稳定1分钟后记录挠度。当进行保荷试验时，在位移超过L/250 (3.6mm)时停止加载，位移记录改换为定时记录状态(5分钟记录一次)，记录时间不低于 2小时。
检测结果：
得到荷载试验结果见表1。根据该表，计算3.6mm挠度附近模板等效应力强度及弹性模量结果见表2。
表1荷载试验结果
表2等效的应力强度及弹性模量
检测结论：
(1)在3.6mm(1/250支点距)的挠度附近，模板的弯曲应力强度在1.02～1.26MPa之间，平均为1.16MPa，变异系数0.198。
(2)在3.6mm(1/250支点距)挠度附近，模板的等效弹性模量在876.2～1169.0MPa之间，平均在1037.1MPa。变异系数0.275。
(3)复合模板在3.6mm(1/250支点距)挠度前的加载曲线基本保持线性，但在该点附近保荷2h时，其挠度延伸率在6.3～17.2％。
(4)复合模板的极限弯曲应力强度在1.52～3.19MPa之间，平均为2.30MPa，变异系数 0.594。
XPS复合模板压缩试验
取350mm×350mm×45mm的试样5个，对于厚度大于100mm的制品，试件的长度和宽度应不低于制品的厚度，350mm×350mm×20mm的钢板1个，350mm×60mm×40mm的木楞1个。
首先将木楞放在万能试验机的底座中心处，然后将XPS复合模板7mm厚的拌合物浆料层放在木楞上，最后将钢板放在XPS复合模板3mm薄的拌合物浆料层上，调整好试验参数后，启动万能试验机，使万能试验机上压头缓缓下降，下降到刚接触钢板表面力为零时停止试验机，调整加载速度为5mm/min，启动万能试验机，记录复合模板压缩位移达1cm时应力-应变曲线，最后取比例极限内切线斜率为XPS复合模板的切线斜率。压缩强度取5个试件试验结果的平均值。
压缩强度σ＝103×F/A式中：F为相对变形ε<10％时的最大压缩力，单位为牛顿，A为试样初始横截面积，单位平方毫米。
相对变形ε＝x/h×100，其中x为达到最大压缩力时的位移，单位为毫米，h为试样的初始厚度，单位为毫米。
相对变形达到10％时的压缩应力σ10＝103×F10/A式中，F10是使试样产生10％时相对变形的力，单位牛顿，A为试样初始横截面积，单位平方毫米。
压缩弹性模量E，单位千帕，E＝σ×h/x，σ＝103×F/A，F为在比例极限内的压缩力(力 -位移曲线中有明显的直线部分)单位为牛顿，x为F时的位移，单位为毫米。
检测结果：试验得到的结果数据见表3
表3压缩试验结果
| 板号 | 最大力(KN) | 弹性模量(GPa) | 压缩强度(MPa) |
| 1 | 2.683 | 0.008 | 0.22 |
| 2 | 2.652 | 0.006 | 0.21 |
| 3 | 2.715 | 0.009 | 0.22 |
| 4 | 2.746 | 0.007 | 0.23 |
| 5 | 2.834 | 0.008 | 0.24 |
检测结论：5个板的压缩强度平均为0.22MPa,压缩模量在0.006GPa～0.009GPa之间，平均值为0.008GPa。
XPS复合模板抗拉试验
试验过程：
参照外墙外保温工程技术规程JGJ144-2008规范标准，将模板的上下表面与钢板用环氧树脂胶粘剂粘合，粘合层厚度为3±1mm，然后将试样放在温度(23±2)℃、相对湿度(50 ±5)％的环境养护不少于16h，经过养护后，通过万向接头将试样安装在拉力试验机上，拉伸速度5mm/min，拉伸至破坏并记录破坏时的拉力及破坏部位。
抗拉强度按公式：St＝Pt/A,其中St为抗拉强度，单位MPa，Pt为破坏荷载，单位N，A为试样面积，mm2。
试验数据：
| 规格(长×宽×厚)mm | 抗拉强度MPa |
| 100×100×45 | 0.24 |
| 100×100×45 | 0.24 |
| 100×100×45 | 0.25 |
试验结果：此时板的平均抗拉强度0.24MPa。
实施例5
XPS复合保温模板规格40×2400×600，40为板厚，2400为板长，600为板宽。耐碱玻璃纤维网格布规格2400×600，2400为网格布长，600为网格布宽，耐碱玻璃纤维网格布经纬网孔中心距为5mm。按重量份配比情况选取膨润土27份，硫酸镁13份，氧化镁32份，粉煤灰85份，水43份。
XPS复合模板弯曲试验
试验内容：
本试验为新型保温模板，国内尚无明确的规范标准要求。根据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008对模板的设计要求，确定进行下面两方面的试验：
(1)模板的弯曲强度，包括极限强度和最大变形值(模板构件计算跨度的1/250)时应力强度。
(2)模板的保荷特性，在规范规定的最大变形值时保荷2h后的挠度变化。
试验方法及测点布置：
选取模板尺寸(1200×600mm)，选择支距900mm进行均布加载试验。试验加载方式采用均匀层铺砖方法(每层16块砖，逐层称重)。
试验共布置了7个位移挠度测点，见图6。其中，1#～5#点布置在板长度方向对称轴上；其中1#和5#点紧靠支撑点，距离15mm；2#点在长度方向1/4处，4#点在长度方向3/4处，2#点和4#点对称；3#点放在板的中心点上；6#、7#点对称，离板10cm，挠度测点布置示意图见图6。
试验时，每加一层荷载，稳定1分钟后记录挠度。当进行保荷试验时，在位移超过L/250 (3.6mm)时停止加载，位移记录改换为定时记录状态(5分钟记录一次)，记录时间不低于 2小时。
检测结果：
得到荷载试验结果见表1。根据该表，计算3.6mm挠度附近模板等效应力强度及弹性模量结果见表2。
表1荷载试验结果
表2等效的应力强度及弹性模量
检测结论：
(1)在3.6mm(1/250支点距)的挠度附近，模板的弯曲应力强度在0.80～1.00MPa之间，平均为0.94MPa，变异系数0.222。
(2)在3.6mm(1/250支点距)挠度附近，模板的等效弹性模量在632.9～813.1MPa之间，平均在747.9MPa。变异系数0.242。
(3)复合模板在3.6mm(1/250支点距)挠度前的加载曲线基本保持线性，但在该点附近保荷2h时，其挠度延伸率在5.2～21.2％。
(4)复合模板的极限弯曲应力强度在1.47～2.90MPa之间，平均为1.99MPa，变异系数 0.573。
XPS复合模板压缩试验
取350mm×350mm×40mm的试样5个，对于厚度大于100mm的制品，试件的长度和宽度应不低于制品的厚度，350mm×350mm×20mm的钢板1个，350mm×60mm×40mm的木楞1个。
首先将木楞放在万能试验机的底座中心处，然后将XPS复合模板3mm粗糙的拌合物浆料层放在木楞上，最后将钢板放在XPS复合模板3mm光滑的拌合物浆料层上，调整好试验参数后，启动万能试验机，使万能试验机上压头缓缓下降，下降到刚接触钢板表面力为零时停止试验机，调整加载速度为5mm/min，启动万能试验机，记录复合模板压缩位移达1cm时应力- 应变曲线，最后取比例极限内切线斜率为XPS复合模板的切线斜率。压缩强度取5个试件试验结果的平均值。
压缩强度σ＝103×F/A式中：F为相对变形ε<10％时的最大压缩力，单位为牛顿，A为试样初始横截面积，单位平方毫米。
相对变形ε＝x/h×100，其中x为达到最大压缩力时的位移，单位为毫米，h为试样的初始厚度，单位为毫米。
相对变形达到10％时的压缩应力σ10＝103×F10/A式中，F10是使试样产生10％时相对变形的力，单位牛顿，A为试样初始横截面积，单位平方毫米。
压缩弹性模量E，单位千帕，E＝σ×h/x，σ＝103×F/A，F为在比例极限内的压缩力(力 -位移曲线中有明显的直线部分)单位为牛顿，x为F时的位移，单位为毫米。
检测结果：试验得到的结果数据见表3
表3压缩试验结果
| 板号 | 最大力(KN) | 弹性模量(GPa) | 压缩强度(MPa) |
| 1 | 2.730 | 0.008 | 0.22 |
| 2 | 2.621 | 0.006 | 0.22 |
| 3 | 2.616 | 0.008 | 0.21 |
| 4 | 2.615 | 0.006 | 0.23 |
| 5 | 2.533 | 0.009 | 0.22 |
检测结论：5个板的压缩强度平均为0.22MPa,压缩模量在0.006Ga～0.009GPa之间，平均值为0.007GPa。
XPS复合模板抗拉试验
试验过程：
参照外墙外保温工程技术规程JGJ144-2008规范标准，将模板的上下表面与钢板用环氧树脂胶粘剂粘合，粘合层厚度为3±1mm，然后将试样放在温度(23±2)℃、相对湿度(50 ±5)％的环境养护不少于16h，经过养护后，通过万向接头将试样安装在拉力试验机上，拉伸速度5mm/min，拉伸至破坏并记录破坏时的拉力及破坏部位。
抗拉强度按公式：St＝Pt/A,其中St为抗拉强度，单位MPa，Pt为破坏荷载，单位N，A为试样面积，mm2。
试验数据：
| 规格(长×宽×厚)mm | 抗拉强度MPa |
| 100×100×40 | 0.23 |
| 100×100×40 | 0.22 |
| 100×100×40 | 0.22 |
试验结果：此时板的平均抗拉强度0.22MPa。
XPS复合模板抗剪试验
由XPS复合模板抗弯试验知：M＝P(试件压力)×a(两个集中力到支座的距离)。此时板的剪力为P，因此，板的纯弯段的剪切强度值v＝3P/(2bh)。
| 规格(长×宽×厚)mm | 抗剪强度MPa |
| 1200×600×60 | 0.266 |
| 1200×600×55 | 0.287 |
| 1200×600×50 | 0.319 |
| 1200×600×45 | 0.354 |
| 1200×600×40 | 0.398 |
试验结果：XPS复合模板的抗剪强度均大于XPS复合模板的剪切强度设计值，此时板的剪切强度符合模板规程。
经过XPS复合模板弯曲和压缩试验检测，XPS复合模板不仅满足《外墙外保温技术规程》 JGJ144-2008的性能要求，而且也满足《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008的性能要求。现在我公司XPS复合模板应用建筑工程混凝土浇筑16000㎡，其中应用剪力墙的模板 10000㎡，框架结构的模板5000㎡，所以，XPS复合模板在建筑行业混凝土工程有更好的发展前景。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种XPS复合模板制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）配置胶凝：选取膨润土、硫酸镁、氧化镁、粉煤灰、水；
2）对膨润土、硫酸镁、氧化镁、粉煤灰、水进行搅拌；
3）铺pvc底板，将步骤2）搅拌后的物料铺设到pvc底板上，在物料上铺设第一耐碱玻璃纤维网格布，在第一耐碱玻璃纤维网格布上进行压辊；
4）对XPS板进行切割，喷涂界面剂；
5）在压辊后的第一耐碱玻璃纤维网格布上放置XPS板，在XPS板上铺设所述步骤2）搅拌后的物料，在物料上铺设第三耐碱玻璃纤维网格布，在第三耐碱玻璃纤维网格布上进行压辊；
6）在压辊后的第三耐碱玻璃纤维网格布上铺设所述步骤2）搅拌后的物料并刮平。
2.根据权利要求1所述一种XPS复合模板制备方法，其特征在于所述选取膨润土、硫酸镁、氧化镁、粉煤灰、水按重量份配比为：膨润土24～33份、硫酸镁10～18份、氧化镁30～40份、粉煤灰70～100份、水40～50份。
3.根据权利要求1所述一种XPS复合模板制备方法，其特征在于所述步骤3）中，将步骤2）搅拌后的物料铺设到pvc底板上，养护7天；所述步骤5）中在XPS板上铺设所述步骤2）搅拌后的物料和步骤6）中在压辊后的第三耐碱玻璃纤维网格布上铺设所述步骤2）搅拌后的物料自然养护28天。
4.根据权利要求3所述一种XPS复合模板制备方法，其特征在于所述2）搅拌的时间为3～5min，所述步骤3）、5）、6）物料的铺设采用浇筑与振动同步进行，振动的时间为60～120s；所述自然养护前将XPS复合模板平稳地放入养护场，盖上塑料膜保温保湿养护，静养三天后脱模；之后保证温度为25℃,相对湿度为67%进行28天自然养护。
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Granted publication date: 20190308 Termination date: 20190602 |
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