CN86104824A - 对细长混凝土制品快速模制的改进 - Google Patents

Abstract

本发明是关于浇灌环形混凝土制品，如桩柱或管件的两种设备和方法。它包括制造一个合适的压模(10)，压模限定所要求的压模型腔或形状(13)，将潮湿的或未固化的混凝土引入型腔中。此后，至少对压模上的一个可移动的内壁(66)加压，使其压靠型腔内的混凝土，水分流过与可移动内壁相连的排放装置，通过这种方法，可从混凝土中除去过剩的水分。因此，可提供具有至少部分固化特性的混凝土模制品，然后将压模与制品脱离，以备下次重新使用。

Description

本发明是关于制造混凝土管或混凝土柱的方法和设备，具体地说，是关于钢筋混凝土管或柱的制造方法和设备。

在我早期的澳大利亚专利申请中，（专利申请号为27199/84），已公开了一种制造细长的高坍落度混凝土材料的模制品工艺和设备，这种方法是通过安置在制品外圆周的多孔膜片，将剩余的液体排出来同时，这种多孔膜片压缩压模内的混凝土，然后将膜片从部分干燥的混凝土表面脱离，并在没有明显地损坏混凝土浇灌件表面的情况下将制品从压模里取出。

该方法的缺点在于，尽管混凝土制品的外圆周面上并没有肉眼可见的损伤痕迹，但其表面是不光滑的。此外，由于在制品的内表面使用膜片，所以该方法不易采用。

本发明为了寻求解决这一问题，提供一个高坍落度混凝土材料的制品的迅速干燥工艺，制品具有特别适用于街道柱杆所需要的满意的光洁外表面。应该认识到，应用本发明的方法和设备，既可以制造出桩柱，也可制造出管件来。

按照本发明，提出了一种成形可凝固材料、（如混凝土材料）的细长压模制品的方法。此方法包括成形压模的工序，压模限定了与模制品对应的内外表面，所述的压模的内表面相对外表面至少是可移动的;将可凝固的材料填充到压模里，通过压模的内表面朝外表面的移动，使过剩的液体从凝固材料中除去。这样，使凝固材料具有部分固化的特性。此后，将压模内表面相对外表面移开，以使制品脱开压模，并将压模与制品分离。

通常，压模的内、外表面设置成细长环状模腔，管件或桩柱在模腔内制成。在这种情况下，内表面很容易朝向或远离外表面移动。

在某些情况下，实际会遇到一些问题，即在从模制品的外表面排出多余的水分时，会遇到问题。如果没有去除过剩的水分，既使很小心的从压模中推出制品，也难以获得光滑的制品表面。由此，特别需要提供与压模外表面相连的装置，以便将多余的水分从模制品外表面排掉。一般说来，至少在一部分工序中，通过在模制品内外表面加压的方法，使残留的水从模制品的内外表面产生转移，上述目的是可以达到的。其他的方法或除上述方法还有在外压模表面上，于压模与模制品脱开以前，可以安置适于从模制制品中吸收表面水分的吸附剂层。

本发明的另一方面还提供了用于制造凝固材料如水泥的环形细长制品的压模装置。该装置包括外模构件，它限定了适于形成模制品外表面的压模内表面，所述的外模构件内的内模构件，限定了适宜于形成压模制品内表面的压模外表面，所说的内、外模构件限定了细长的环状压模型腔。内模构件还包括用于使压模内表面朝向外模构件径向移动的装置和与向外的压模装置相连的传递水分装置。当压模型腔内可凝固的材料在压模内、外表面之间相对运动而被压缩时，使模制品内表面上形成的水分通过并脱离内表面。设备还包括引送模腔内的凝固材料的装置。外模构件最好由两半构成，每一半都覆盖一层弹性膜片，以便在压模制品上形成一层光滑的外表面。弹性膜片的结构形式使制品由模片表面脱离时表面减少损伤。

下面结合附图中表示的实施例详细说明本发明，在附图中：

图1表示压模部件总截面图，图中删掉一部分零件;

图2和图3为图1的压模部件的部分纵向和横向截面图;

图4为图1压模部件底部的向外的内压模表面截面放大图;

图5为沿图1Ⅴ-Ⅴ线的内、外压模构件的横截面图;

图6为除图1到图5以外的另一实施例的沿图7中Ⅵ-Ⅵ线的部分纵截面图;

图7为沿图6中Ⅶ-Ⅶ线的部分横截面图;

图8（a）至图8（d）是图1至图5和图6至图7中的两个实施例的工艺流程示图。

参照图1和图5，外模构件10是由两个半圆柱体60、61组成，它们紧紧包围着内模构件3。外半模60、61上设有突缘4，突缘4可和另一外半模的突缘用螺栓固定，或者可解脱地用液压夹紧千斤顶固定（图中未画出）。

钢筋骨架2是通用的结构，同轴地安置在内、外模构件3与10之间形成的环状空间13里。

下模封闭体63上设置了与腔室6相连通的混凝土进料口12，以便容纳泵送的混凝土，并将混凝土输导到环状模腔13中。排放管附加元件7可使液体从压模部件中流出，而且也起到使内模定位的作用。所使用的混凝土筒度最好是高坍落度的（或者是很潮湿的），抽汲压力要能迫使混凝土从模腔13底部向上到达顶部。当然，应该理解，也可以采用其他的混凝土输送方法。例如从模腔一端到贴近的另一端放进一个合适形状的导管，然后再把高坍落度的混凝土输入型腔时逐渐抽出。

图2图3表示内、外压模构件3、10的部分截面图。外模构件10上有一个坚固的刚性支承外壳65和内衬里结构64。如图2、图3中所示，内衬里结构64由内部抗渗透的弹性橡胶或塑料膜片11和位于内膜片11和外壳65之间的多孔的或渗透性的膜片26组成。模片11最好选择用以限定外模表面的光滑内表面，膜片11连续放置在整个外半模60、61的内表面上。

事实上，内模构件3的结构更为复杂些，因为它给位于模腔13内的潮湿混凝土加压。而且要确保合适的间隙，以便在不损坏另一压模零件或模制品本身的情况下，能将内压模插进和移出。内模构件包括坚固的刚性内支承件17和可移动的内壁构件66，66具有向外的内模表面，它适于与放在模腔13内的混凝土相接触。内壁结构66包括沿整个压模部件全长设置的可膨胀的纵向管14、金属护套15和至少一个弹性材料制成的偏压带23。抗渗透的内膜片18安装在压模片底的上部，并以一定的规则间隔围绕内膜厚片18布置有纵向过滤层19和水分排放通道20。

由图1至图3明显看出，贯穿整个外模壳体65上设置了许多开孔9，孔9可连接压缩空气源，也可连接真空源，因此，可将压力施加到衬里构件64上，以迫使衬里向内或拉衬里，使其靠在壳体65的内轮廓面上。这部分的作用及原因将在下面说明。衬里构件64的运动可以实现，这是因为衬里的纵边和圆周顶部和底部边缘都连接在一起，换句话说，它们是以气密的方式固定到外壳半模60，61上的。

为了连接纵向管14的内部，并隔离开由内抗渗透膜片18和具有压缩空气或真空的管14外的内模支承件17之间形成的圆形空间83，安置了同样的结构。（图中未画出）。这种结构用图1中箭头84表示，图1示出开孔85。关于它们产生功能的原因，也将在下面解释。

图1和图4中明确表示，在混凝土引入模腔以后，由混凝土中传送出来的任何液体都通过过滤层19，然后进入排放通道20，并向下流到压模部件的底座，液压在底座处沉积，形成一环状排放室21（图4）。图4为局部剖面图，它表示了内模构件3的下部结构。数字42代表压模部件的中心线，图中未画出的另一部分和图4表示的这部分完全相同。可以看出，每个纵向管14的下端部28夹在环状楔形元件71和排放管附加件7上的支座72之间，并被元件71和支座72所包围（或被展平）。O形密封环30是为了防止从管子14或从管子周围的环状空隙泄漏有效压力而设置的、通过旋紧与螺栓连接的螺母29，迫使楔形元件71向上倚靠管子端部28。环状排放聚集室21由元件7周围的环形元件73形成，将螺母74旋紧到元件7上，使元件73的悬空边缘向上岔开靠上膜片组件18、19和20。采用这种方法，在元件73和元件7中间构成聚集室21，排液通道20延伸到聚集室中。这样，过剩的液体从通道20经聚集室21通过管道8排放到压模外。

参照附图8简要说明压模部件的操作方法。模制工序开始时，内模构件3处于退回的位置或位于外模构件10上方的提高位置，而且，两半外模60、61彼此分离。然后内模构件3下降到普通结构的钢筋骨架2内的适当位置，并与骨架同轴。如果为了将混凝土导入模腔内而采用导管，那么最佳方案是将导管与内模构件3同时下降定位，或者也可在内模构件3定位之前，将导管放低定位。然后将外半模60，61安置在骨架2周围。为使压模连接压缩空气或真空源，将基座63和上部分（图8中未画出）移动，以便靠近压模部件的上下端部。通过压模壁65上的小孔9引进适当量级的真空，以保证使弹性膜片11与压模壁65的内部形状符合一致。在把纵向突缘4连接以后，并把基座部分63配合压模底端时，外半模60、61处于封闭状态，构成一个坚固-紧密的接合。然后在可收缩的管14里施加空气压力（或其他压缩气体压力），使滑动钢制件膨胀，如图3所示。用这种方法，利用钢模15产生膨胀的方法，通过管14获得一个预定直径的刚性模。管内压力的大小足够承担将混凝土泵送到型腔13内所需的压力，此压力可超过100个大气压。高坍落度（非常潮湿）的混凝土通过基座63上的混凝土进料口12，经过腔室6输送到模腔13内，一直输送到模腔充满为止。从模腔里通过上模构件10上的小孔可以将空气排出。此外，如果采用导管，那么就可以用较低的压力，甚至能够用重力将混凝土泵送到模腔13中。在将混凝土引导到模腔13中时，管14内一直保持着固定的压力，以使模片18的外表面保持所需要的预定的直径尺寸。当模腔13充满混凝土而且压模部件封闭时，可将压力引入纵向延伸的管14和膨胀膜片18之间构成的空隙83中，膜片18压靠着型腔13内的混凝土。以一定间隔安置在膜片18周围的是复盖在排水通道20上的过滤层膜片19。这些过滤层19也压靠含有过量水分的混凝土，水分通过膜片19进入过滤膜片19和橡胶膜18之间的排水通道20中。利用紧固条带31把过滤层19和排水通道20围绕膜片18牢牢地固定在一定位置上。水分沿着每个导管20下流入环状空隙21中（图4可清楚看出），并通过排放附件7中的孔8排到大气中。如果需要，可采取使外模构件10产生振动的方法，以有助于使水排出，并且还可压实混凝土。

如前所述，在实施本发明中存在一个可能出现的问题，就是有可能在模制件的外表面上存有过量的水分。

为解决这个问题，可在最佳实施例中对本发明做进一步的改善。即当以最大压力或接近最大压力压缩混凝土时，通过内模将压力施加到外抗渗透膜片11上，从而将表面上的大部分过剩水分从混凝土的外表面朝向内表面流动，因此，对混凝土的外表面进行了脱水。压力可以施加到膜片11上，方向向里的压力作用到混凝土外表面上。压力是通过小孔9施加的，利用内模3在混凝土内表面上保持一定的压力。

在本发明的另一个最佳实例中，抗渗透膜片11可用能压缩的吸水材料制成的层压制品代替，这样在混凝土压缩期间，水分由混凝土中去除，撤掉压力后，过剩的水分就被吸水材料所吸收。

根据上述的吸附材料改进方案，具体吸附材料可用一薄层（即1毫米厚）的可压缩的吸附织品附加到膜片11上（图1至3），例如把油鞣革或合成革放在上面层压在织品上或连接到织品上，也可以是一层渗透性的尼龙材料或与渗透过滤层19相类似的材料。以上这两层材料都对水具有渗透性，它们的具体功能如下：

尼龙层构成模压混凝土的衬里，水可以自由地通过它流入可压缩的吸附织物层里。当压模充满混凝土，并通过膜片18施加上述压力时，织物层被压缩，不能容纳大量的水分，因此水回流入混凝土中，通过如上所述的膜片19排到外边。在已经准备好脱模时，外模10很容易移开，织物层膨胀，从而能吸附混凝土表面上过剩的水分。这种方法可以有效地去除混凝土表面上全部过剩水分，但是它存在的缺点是，存留在吸附织物里的细微粒水泥致使织物水化、堵塞，以致最终使织物报废。必须将这些细微粒水泥从层压制品上仔细地、经常地加以清除。

当然，如果需要，可以同时采用上述发明的两种改型型式，但并不是必须采用的。

在从铸造的混凝土产品的内、外表面去除过剩水分时，撤掉加到型腔83和膜片11上的压力。撤掉型腔83上的压力和膜片11上的压力基本上是同时进行，这一点很重要。施加到管14内的压力也撤掉。从管14内撤掉压力的工序也可在膜片18膨胀以后立即进行，因而减少了将管14进行抽真空的可能性。随着膜腔83内压力的降低，利用膜片18的弹性给金属件15一个径向向内的力，该力使收缩管14顺序地产生变形，展平。当然，这一功能也是和弹性环23共同协作的结果。如果需要帮助展平管14，则在管14内部连通真空源。所以，在橡胶膜片18和混凝土模制品80的内表面之间存在有间隙。

将内模3从模制混凝土制品80中抽出的工序如图8（d）所示。把两外半模60、61夹持在一起的夹紧装置25解脱，通过每个小孔，将低压空气引入挠性膜片11和外壳65之间的空间。渗透性膜片26足以使该低压空气分布于挠性膜片11上，渗透性膜片26可以是编织尼龙或与其类似的材料制成。大气压力轻缓地施加于半压膜60、61的壳体65上，使膜片产生剥离动作，多数膜片11是与混凝土相粘结的。假如产生剥离作用，利用通孔9连接真空源，膜片11就很容易被拉向外。利用剥离作用使混凝土分离，这个剥离动作不会损坏混凝土制品80。起码膜片11的内表面是相当光滑的，所以混凝土制品表面也是相当光滑的。

此后，从由钢筋骨架2支承的压模里取出成形的混凝土制品，骨架2向上伸出到模制混凝土之上。当然，在这种浇灌混凝土制品工艺中除采用钢筋骨架外，也能使用预应力钢丝或钢杆，或用预应力钢丝或钢杆代替上述的钢筋骨架。这时，最好通过将预应力钢丝或钢杆的突出部分夹紧而把浇灌制品取出。

现在介绍图6和图7中的另一最佳实施例。图6、图7中的标号零件与图1至图5中的相同标号零件基本上具有相同的特征。

图6。7中的外模构件10与图1至图5中的10相似，这包括两个带纵向接合突缘4的半模60、61，一个圆形刚性壳体壁65和一个挠性衬里11。一个与26相类似的渗透性膜片也同样放置在衬里11和壳壁65之间。

但是，内模构件3与图1至图3所示的内模构件略有不同，前者更为简单些。它包括带有圆周上间隔排列的排水通道20的普通挠性环状抗渗透膜片18，过滤层19，以及与上述实施例相同的固定条带31。膜片18的上、下圆周端部固定到内模构件的端部突缘上。图6只画出上端突缘。膜片18的端部最好向外展开，这样，便于依靠它本身的弹性迫使膜片的剩余部分有向内的趋势。

内模构件3内的成形模由编织的凯伏乐（KeVlar）聚酯织物涂以迈乐（Mylar-一种聚酯薄膜）的管状件91构成，其中凯伏乐（Kevlar）和迈乐（Mylar）都是长链聚合物材料的商品名称。材料本身极其坚固，很少或没有弹性，但具有类似于较硬织物的能够弯曲的特性。管状元件91需要精确成形，因此，元件在通过开口93进入型腔92的预定压力下膨胀时，产生一个刚性的具有所要求形状的成形模。在需要制造锥形柱杆的情况下，膨胀的管状材料91的形状呈倒截锥形。

为了控制所要求成形制品的形状，安置了在管状元件91圆周上间隔定位的、固定到管状元件91上的导引装置。每个导引装置最好包含一对连接内模3的顶部和底部突缘上，并延伸到压模构件全长的角铁件94。角铁件94本身确定导槽95。管状91的内、外表面上固定有沿纵向延伸的金属支承带96、97。内条带97具有导引件或导引板98，板98沿长度相隔一定位置固定到97上，并通过角铁94之间的槽95沿径向向内伸出。板98上的横向条带99起到限制板98和元件91径向向外运动的作用。当压力从内部空间92撤掉时，上述装置由于管状件91的壁面材料是可弯曲的原因，有可能使它向内倒塌。然而，当压力施加到空隙92中时，元件91就形成所要求形状的刚性内成形模。这就是图6中所表示的情况。在此状态下，能将高坍落度的混凝土引入型腔13中，最好采用前面所述的导管引入方法进行。此外，也可将混凝土泵送到型腔13中。一旦型腔充满混凝土，依靠通过开孔100引进到型腔83的压缩气体而向外压迫内壁膜片18。图6表示在压力通入型腔83以前的情况。图7表示通入以后的情况。

压模组件的操作工序步骤基本上与图1至图5所述的实施例相同。图6和图7表明预应力钢丝或钢杆101安放在压模型腔内的情况。但应该认识到，除了采用图示的预应力钢丝或钢杆以外，也可采用钢筋骨架，或者用钢筋骨架代替。

Claims (19)

1、成形细长的由凝固材料(如混凝土)制成的模制品的方法，其特征在于：该方法包括构成压模的工序，压模限定了与在压模内成形的模制品相对表面相符合的内、外表面，压模的设置要保证至少其内表面可相对于其外表面能够移动；将压模内充满凝固材料，通过至少内表面朝向外表面的相对运动，从而除去凝固材料中过剩的液体，以便至少部份地固化凝固材料，此后，内表面相对于脱离外表面方向运动，以便使模制品与压模脱模，并将压模和模制品分离。

2、按照权利要求1所述的方法，其特征为：设计的压模内、外表面是用来在内、外表面之间构成一个细长的环状模腔。

3、按照权利要求2所述的方法，其特征为：凝固材料在压力作用下从压模的一端充满到压模中，在填料以前，压模的内表面被推向外表面，以支承填充压力。

4、按照权利要求2所述的方法，其特征为：采用一个适宜于通过压模全长的导管，将凝固材料填充到压模中。

5、按照权利要求3或4所述的方法，其特征为：材料填充到压模中以后，内表面再受压力使其向外压靠压模内的凝固材料。

6、按照权利要求4所述的方法，其特征为：压模的内表面上，包括有为排放凝固材料中的剩余液体而设置的液体传送装置。

7、按照权利要求1到6中的任一项所述的方法，其特征为：至少在一部分工序中，压力施加到模制品的内、外表面上。

8、用压模组件浇灌定直径的或变直径的细长环形混凝土制品的方法，其中压模组件包括内模部分和外模部分，外模部分由用来限定其间的环状模腔的至少两个外模组件构成，所述的方法包括以下工序：

（a）将内压模部分置于钢筋元件内;

（b）将外压模组件置于内模部分周围，以限定其内带固定钢筋元件的环状模腔;

（c）内压模部分具有第一圆周配置的可移动壁面装置和围绕第一壁面装置的第二圆周可移动壁面装置;

（d）在将未固化的混凝土引入模腔期间，将第一圆周配置的壁面装置移动到预定的位置，并把第一壁面装置夹持在预定位置上;

（e）给第二圆周壁面装置加压靠住模腔内的混凝土，因此，与第二壁面装置相连接的液体传送装置起到从模腔内的混凝土中排放体的作用;

（f）至少在一段时间里，第二壁面装置压靠在混凝土上，将压力加到模腔内的混凝土外表面，因此，混凝土就具备了至少部分固化的特性。

9、一种用凝固材料（例如混凝土）制造环状细长制品的压模设备，其特征在于：该设备包括外压模构件，该构件限定了用来形成模制品外表面的压模内表面;内压模构件，该构件在外压模构件内定位，并限定了用来形成模制品内表面的压模外表面，内、外压模构件限定了一个细长的环状模腔，内压模构件还包括将压模内表面朝着外压模构件径向移动的装置，以及与压模外表面相连的水分传递装置，以便将模压制品内表面上的水分从内表面上流走，此时通过压模内、外表面之间产生的相对运动压缩模腔内的凝固材料;该设备还包括输导模腔内的凝固材料的装置。

10、按照权利要求7所述的设备，其特征为：外压模构件的压模内表面是由抗液体渗透的挠性薄膜组成，该外压模构件还包括一个支承外壳体和为在膜片和支承壳体之间输导压力介质或真空条件的装置，以使膜片朝向或远离壳体移动。

11、按照权利要求9或10所述的设备，其特征为：外压模构件的压模内表面带有液体吸附材料薄层。

12、按照权利要求11所述的设备，其特征为：吸附材料层由多孔材料的外层和可压缩的液体吸附材料层组成，其中多孔材料外层提供压模内表面，可压缩的液体吸附材料层位于多孔材料层和外压模构件的其余部分之间。

13、按照权利要求9所述的设备，其特征为：内压模构件包括挠性的非膨胀的管形元件，当它被展平时，适于构成刚性支承构件，可是当它未展平时，它还能够向内弯曲。

14、按照权利要求9所述的设备，其特征为：内压模构件包括内支承元件和适于朝向或远离内支承元件进行径向移动的可移动外壁构件，装置设置在外壁构件和内支承元件之间，以便实现该径向运动。

15、按照权利要求14所述的设备，其特征为：可移动的外壁构件包括主要是刚性的元件，它可彼此相对滑动，并可以径向膨胀或收缩。

16、按照权利要求13至15中的任何一项所述的设备，其特征为：可移动的外壁构件包括围绕内支承元件的挠性膜片，膜片的外表面形成内压模构件的外表面。

17、按照权利要求16所述的设备，其特征为：挠性膜片对液体具有渗透性。

18、按照权利要求16所述的设备，其特征为：设置液体排放通道和膜片相连，从而排放来自压模型腔中的过剩液体。

19、按照权利要求14和16所述的设备，其特征为：膨胀元件安置在挠性元件和内支承件之间，当膨胀元件膨胀时，它迫使可移动的外壁构件径向向外运动，当膨胀元件排气缩回时，使外壁构件径向向内运动。

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