CN113199619A - 一种超高性能混凝土空心管制作模具及应用方法 - Google Patents

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Abstract

一种超高性能混凝土空心管制作模具及应用方法，其中模具包括圆柱钢模，所述圆柱钢模两端分别可拆卸连接有上环顶板及下环底板，上环顶板内通过均匀设置的支撑杆连接圆管环，下环底板中间设有圆管孔，圆管环与圆管孔内活动套接有圆管；先对模具进行组装，然后采用自密实浇筑方法，可避免超高性能混凝土内部钢纤维分布不均匀问题，并采用早期蒸汽养护方式，极大的减小了超高性能混凝土的自收缩，具有施工便捷、尺寸精度高、浇筑密实、无蜂窝麻面等优点。

Description

一种超高性能混凝土空心管制作模具及应用方法
技术领域
本发明属于超高性能混凝土构件技术领域，尤其涉及一种超高性能混凝土空心管制作模具及应用方法。
背景技术
近年来，我国加快了装配式建筑进程，预制构件是装配式建筑的关键组成部件。对于钢筋混凝土组合柱而言，可采用预制混凝土空心管做为外部永久模板，内部放置钢筋骨架、灌注混凝土形成组合柱。然而，普通混凝土虽然价格相对低廉，但存在力学性能较低，且长期耐久性能差等问题，不利于该类组合柱的推广应用。
超高性能混凝土是最近二十多年来兴起的一种新型水泥基材料，由于其具备超高强度、超高韧性和超高耐久性等“三高”特性，且工作性好完全可实现自密实浇筑，目前越来越多的应用于桥梁和建筑领域。超高性能混凝土的自密实性、优异力学性能和耐久性能，使得制备轻薄的超高性能混凝土空心管用作空心模板成为可能；而传统模具制作空心管采用离心成型，只采用两个半圆环外模，通过筋笼装入外模，组装好外模，外模在离心机上旋转的同时，喂料机伸入模型布料，然后高速旋转模型，使混凝土在离心力作用下密实，然后带模蒸汽养护脱模，由于在离心力的作用下，管端堵头容易在加工过程中产生掉落的现象，同时由于转速问题导致粘结强度不高，整体性较差，同时生产效率较低，制作工艺过于复杂。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种超高性能混凝土空心管制作模具及应用方法，能够对构件进行快速组装，并通过组装好的模具制作不同规格的超高性能混凝土空心管，具有对中容易、定位精确、可灵活拼接组合、连接牢固可靠、刚度大、不易变形、浇筑成型方便、组装脱模快速、可长期重复使用等优点，实现不同外壁厚度及管长要求的超高性能混凝土空心管的自密实浇筑。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种超高性能混凝土空心管制作模具，包括圆柱钢模3，所述圆柱钢模3两端分别可拆卸连接有上环顶板1及下环底板2，上环顶板1内通过均匀设置的支撑杆6连接圆管环8，下环底板2中间设有圆管孔4，圆管环8与圆管孔4内活动套接有圆管5。
所述圆柱钢模3包括两块对称的半圆柱钢模9，所述半圆柱钢模9两侧分别设有翼板13，半圆柱钢模9顶端设有上连接板10，底端设有下连接板11，上连接板10通过螺栓螺孔与上环顶板1可拆卸连接，下连接板11通过螺栓螺孔与下环底板2可拆卸连接。
所述上环顶板1内且圆管环8的外周被支撑杆6分隔为多个相等的装料孔7。
所述两块半圆柱钢模9的翼板13相对，并分别通过相应螺栓螺孔可拆卸连接，组成圆柱钢模3。
所述圆管环8的内直径与圆管孔4的内直径相等。
所述圆柱钢模3内直径大于圆管环8的外直径。
所述圆管5高度大于圆柱钢模3、上环顶板1及下环底板2的高度之和。
所述圆管5顶端可拆卸连接有吊杆12。
所述半圆柱钢模9采用热轧无缝钢管，利用线切割技术将钢管沿纵向一剖为二，钢管剖切后进行校准。
一种超高性能混凝土空心管制作模具的应用方法：
S1装配模具：根据所需制作的超高性能混凝土空心管的规格，选用不同型号的模具构件，包括普通装配及组合装配两种方式：
1)普通装配：首先将两块半圆柱钢模9的翼板13相对，用螺栓穿过螺孔对其进行固定，组成圆柱钢模3，然后通过相应的螺栓螺孔将圆柱钢模3的下连接板11与下环底板2连接固定，将圆管5穿过圆柱钢模3套入下环底板2中间的圆管孔4，保证圆管5与圆柱钢模垂直于地面；
2)组合装配：将两块半圆柱钢模9的翼板13相对，用螺栓穿过螺孔对其进行固定，组成圆柱钢模3，然后将多个圆柱钢模3通过上连接板10与下连接板11螺栓连接，至所需的长度后，底端下连接板11与下环底板2通过螺栓连接固定，圆管5穿过圆柱钢模3套入下环底板2中间的圆管孔4，保证圆管5与圆柱钢模垂直于地面；
S2灌注超高性能混凝土：采用自密实浇筑成型，将超高性能混凝土搅拌均匀浇入步骤S1装配好的圆柱钢模3与圆管5之间形成的空腔内，浇满空腔后将上环顶板1通过圆管环8套入圆管5，通过相应的螺栓螺孔与圆柱钢模3连接固定，空腔内超高性能混凝土不足时，通过装料孔7进行补充及对超高性能混凝土抹平；
S3成型脱模：对步骤S2灌注超高性能混凝土后的模具静置8～12h，超高性能混凝土获得70-80MPa强度后拆模，具体方法为，先将吊杆12连接到圆管5顶端，保证竖直方向拆下圆管5，圆管5拔出后，用塑料薄模密封上环顶板1、下环底板2的空洞，防止超高性能混凝土空心管内壁水分蒸发散失，4～24h后，拆除上环顶板1，然后拆下固定翼板13的螺栓及下环底板2与下连接板11上的螺栓，将两块半圆柱钢模9取下，脱模完成，再进行蒸汽养护，蒸汽养护的温度为60～90℃，蒸汽养护的时间为24～72h，最终得到本发明超高性能混凝土空心管。
本发明的有益效果在于：
1、本发明模具整体可拆卸连接，安装快速，操作方便。
2、模具的组成构件设置多种规格，根据需要灵活组合。
3、通过上环顶板1内的圆管环8与下环底板2内的圆管孔4配合圆管5使用，对中容易、定位精确。
4、浇筑成型方便、组装脱模快速、可长期重复使用。
5、自密实施工方法可避免超高性能混凝土内部钢纤维分布不均匀问题。
6、蒸汽养护极大的减小了超高性能混凝土的自收缩。
附图说明
图1是本发明的上环顶板1的三维视图。
图2是本发明的下环底板2的三维视图。
图3是本发明的圆柱钢模3的内侧三维视图。
图4是本发明超高性能混凝土空心管模具拼接三维视图。
图中：1、上环顶板，2、下环底板，3、圆柱钢模，4、圆管孔，5、圆管，6、支撑杆，7、装料孔，8、圆管环，9、半圆柱钢模，10、上连接板，11、下连接板，12、吊杆，13、翼板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1至图4，一种超高性能混凝土空心管制作模具，包括圆柱钢模3，所述圆柱钢模3两端分别可拆卸连接有上环顶板1及下环底板2，上环顶板1内通过均匀设置的支撑杆6连接圆管环8，下环底板2中间设有圆管孔4，圆管环8与圆管孔4内活动套接有圆管5。
所述圆柱钢模3包括两块对称的半圆柱钢模9，所述半圆柱钢模9两侧分别设有翼板13，半圆柱钢模9顶端设有上连接板10，底端设有下连接板11，上连接板10通过螺栓螺孔与上环顶板1可拆卸连接，下连接板11通过螺栓螺孔与下环底板2可拆卸连接。
所述上环顶板1内且圆管环8的外周被支撑杆6分隔为多个相等的装料孔7。
所述两块半圆柱钢模9的翼板13相对，并分别通过相应螺栓螺孔可拆卸连接，组成圆柱钢模3。
所述圆管环8的内直径与圆管孔4的内直径相等。
所述圆柱钢模3的内直径大于圆管环8的外直径。
所述圆管5的高度大于圆柱钢模3、上环顶板1及下环底板2的高度之和。
所述圆管5顶端可拆卸连接有吊杆12。
所述半圆柱钢模9，采用热轧无缝钢管，利用线切割技术将钢管沿纵向一剖为二，钢管剖切后由于内应力释放会有变形，采用管钳、卡箍等仪器设备进行精确校准。
一种超高性能混凝土空心管制作模具的应用方法：
S1装配模具：根据所需制作的超高性能混凝土空心管的规格，选用不同型号的模具构件，包括普通装配及组合装配两种方式：
1)普通装配：首先将两块半圆柱钢模9的翼板13相对，用螺栓穿过螺孔对其进行固定，组成圆柱钢模3，然后通过相应的螺栓螺孔将圆柱钢模3的下连接板11与下环底板2连接固定，将圆管5穿过圆柱钢模3套入下环底板2中间的圆管孔4，保证圆管5与圆柱钢模垂直于地面；
2)组合装配：将两块半圆柱钢模9的翼板13相对，用螺栓穿过螺孔对其进行固定，组成圆柱钢模3，然后将多个圆柱钢模3通过上连接板10与下连接板11螺栓连接，至所需的长度后底端下连接板11与下环底板2通过螺栓连接固定，圆管5穿过圆柱钢模3套入下环底板2中间的圆管孔4，保证圆管5与圆柱钢模垂直于地面；
S2灌注超高性能混凝土：采用自密实浇筑成型，将超高性能混凝土搅拌均匀浇入步骤S1装配好的圆柱钢模3与圆管5之间形成的空腔内，浇满空腔后将上环顶板1通过圆管环8套入圆管5，通过相应的螺栓螺孔与圆柱钢模3连接固定，空腔内超高性能混凝土不足时，通过装料孔7进行补充及对超高性能混凝土抹平；
S3成型脱模：对步骤S2灌注超高性能混凝土后的模具静置8～12h，超高性能混凝土获得70-80MPa强度后拆模，具体方法为，先将吊杆12连接到圆管5顶端，保证竖直方向拆下圆管5，圆管5拔出后用塑料薄模密封上环顶板1、下环底板2的空洞，防止超高性能混凝土空心管内壁水分蒸发散失，4～24h后，拆除上环顶板1，然后拆下固定翼板13的螺栓及下环底板2与下连接板11上的螺栓，将两块半圆柱钢模9取下，脱模完成，再进行蒸汽养护，蒸汽养护的温度为60～90℃，蒸汽养护的时间为24～72h，最终得到本发明超高性能混凝土空心管。
显然，以上具体实施方式仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述具体实施方式对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，任何未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种超高性能混凝土空心管制作模具，包括圆柱钢模(3)，其特征在于：所述圆柱钢模(3)两端分别可拆卸连接有上环顶板(1)及下环底板(2)，上环顶板(1)内通过均匀设置的支撑杆(6)连接圆管环(8)，下环底板(2)中间设有圆管孔(4)，圆管环(8)与圆管孔(4)内活动套接有圆管(5)。
2.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土空心管制作模具，其特征在于：所述圆柱钢模(3)包括两块对称的半圆柱钢模(9)，所述半圆柱钢模(9)两侧分别设有翼板(13)，半圆柱钢模(9)顶端设有上连接板(10)，底端设有下连接板(11)，上连接板(10)通过螺栓螺孔与上环顶板(1)可拆卸连接，下连接板(11)通过螺栓螺孔与下环底板(2)可拆卸连接。
3.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土空心管制作模具，其特征在于：所述上环顶板(1)内且圆管环(8)的外周被支撑杆(6)分隔为多个相等的装料孔(7)。
4.根据权利要求2所述的一种超高性能混凝土空心管制作模具，其特征在于：所述两块半圆柱钢模(9)的翼板(13)相对，并分别通过相应螺栓螺孔可拆卸连接，组成圆柱钢模(3)。
5.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土空心管制作模具，其特征在于：所述圆管环(8)的内直径与圆管孔(4)的内直径相等。
6.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土空心管制作模具，其特征在于：所述圆柱钢模(3)的内直径大于圆管环(8)的外直径。
7.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土空心管制作模具，其特征在于：所述圆管(5)的高度大于圆柱钢模(3)、上环顶板(1)及下环底板(2)的高度之和。
8.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土空心管制作模具，其特征在于：所述圆管(5)顶端可拆卸连接有吊杆(12)。
9.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土空心管制作模具，其特征在于：所述半圆柱钢模(9)，采用热轧无缝钢管，利用线切割技术将钢管沿纵向一剖为二，钢管剖切后进行校准。
10.一种超高性能混凝土空心管制作模具的应用方法：
S1装配模具：根据所需制作的超高性能混凝土空心管的规格，选用不同型号的模具构件，包括普通装配及组合装配两种方式：
1)普通装配：首先将两块半圆柱钢模(9)的翼板(13)相对，用螺栓穿过螺孔对其进行固定，组成圆柱钢模(3)，然后通过相应的螺栓螺孔将圆柱钢模(3)的下连接板(11)与下环底板(2)连接固定，将圆管(5)穿过圆柱钢模3套入下环底板(2)中间的圆管孔(4)，保证圆管(5)与圆柱钢模垂直于地面；
2)组合装配：将两块半圆柱钢模(9)的翼板(13)相对，用螺栓穿过螺孔对其进行固定，组成圆柱钢模(3)，然后将多个圆柱钢模(3)通过上连接板(10)与下连接板(11)螺栓连接，至所需的长度后，底端下连接板(11)与下环底板(2)通过螺栓连接固定，圆管(5)穿过圆柱钢模(3)套入下环底板(2)中间的圆管孔(4)，保证圆管(5)与圆柱钢模垂直于地面；
S2灌注超高性能混凝土：采用自密实浇筑成型，将超高性能混凝土搅拌均匀浇入步骤S1装配好的圆柱钢模(3)与圆管(5)之间形成的空腔内，浇满空腔后将上环顶板(1)通过圆管环(8)套入圆管(5)，通过相应的螺栓螺孔与圆柱钢模(3)连接固定，空腔内超高性能混凝土不足时，通过装料孔(7)进行补充及对超高性能混凝土抹平；
S3成型脱模：对步骤S2灌注超高性能混凝土后的模具静置8～12h，超高性能混凝土获得70-80MPa强度后拆模，具体方法为，先将吊杆(12)连接到圆管(5)顶端，保证竖直方向拆下圆管(5)，圆管(5)拔出后用塑料薄模密封上环顶板(1)、下环底板(2)的空洞，防止超高性能混凝土空心管内壁水分蒸发散失，4～24h后，拆除上环顶板(1)，然后拆下固定翼板(13)的螺栓及下环底板(2)与下连接板(11)上的螺栓，将两块半圆柱钢模(9)取下，脱模完成，再进行蒸汽养护，蒸汽养护的温度为60～90℃，蒸汽养护的时间为24～72h，最终得到超高性能混凝土空心管。
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