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永久性模板的国内外研究现状

  • 时间:2015-05-14 20:40:14        浏览量:        作者:...
    在国内外模板工程研究中,用来作为永久性模板的材料主要有以下几类:压型(镀锌)钢板类,钢丝(或钢筋)网混凝土薄板类,挤压成型的聚苯乙烯泡沫板类,木材(或竹材)水泥板类,FRP(纤维增强聚合物)板类。

    其中,把预制的钢筋混凝土薄板用作永久性工程模板始于二战后严重缺乏木材资源和熟练技术工人的德国,现在这种依旧存在的缺乏和新出现的能源、污染等危机继续推动着此类模板的发展、应用和研究。其中日本在这方面进行的研究和报道最多。
永久性模板的国内外研究现状
    如日本小田野会社开发出的“超薄壁预制PC柱、梁模板工法”,这种模板和工法采用具有100 MPa的高强度水泥砂浆,经过挤压成型来制造模板。从而可减少模板的厚度和自重,在工厂预制成配有高强度钢筋网增强的薄板,运输到现场再组成“U”字型梁模板和“口”字型柱模板,经支撑增强后现场浇筑混凝土。日本西栖公司开发的水泥薄板系永久性模板类似于小田野会社的产品,也是用高强度水泥砂浆和高强度钢丝网进行预制,为了确保现场浇筑混凝土后形成整体性构件,模板内侧设有加工成凹凸面的抗剪连接件,这种新产品已经用于实际工程中,并产生了很好的效果。为了使混凝土柱的施工能够预制化,日本大林公司采用流入法工艺,开发出了混凝土预制柱模,并已经应用于大阪市内一幢高层住宅中。除了用高强砂浆和钢丝网外,大成建设公司还开发了以玻璃纤维和碳纤维增强的高耐久性预制混凝土板来作为免拆永久性模板的材料。日本模板工业公司开发出了使用甘蔗的榨渣纤维制造的模板用板,这种模板的抗水性好,强度也高;而且这种纤维模板可重复使用7~8次。

    在美国,永久性模板的研制、应用方面佛罗里达中心大学的Amir Mirmiran博士曾尝试使用玻璃钢制作永久性模板来防止外界污染物对桥墩的腐蚀,支模后在其内部浇筑混凝土,从而防止混凝土柱外表面与周围环境的直接接触,可以延长桥墩的使用寿命;在美国混凝土协会的资助下,美国在1996年曾经研制开发了一种ICF保温模板。它是有泡沫树脂与相关配件组成,ICF保温模板的特点是保温效果好、隔音好以及耐久性好。在北美、英国及其他欧洲地区早在上世纪80年代就开始把异型薄壁钢片材开发研制作为永久性免拆模板,与混凝土浇筑在一起用于承重和防火。这些薄钢片尺寸介于0. 7~1. 5mm之间,一般做成凹槽或压花形状来增强薄钢片模板与混凝土之间的机械咬合粘结力。澳大利亚也有采用薄壁钢板作为现浇混凝土柱永久性模板的例子。

    上世纪70年代以来,在北美和西欧先后出现了一种采用压型发泡聚苯乙烯塑料加工制作的永久性模板,这种模板一般用于建筑物的外墙(围护结构)施工中。这种新型模板的特征和性能与我们对模板的传统定义和理解大不相同,它在浇筑混凝土成型后的主要功能是保温、隔热,是以减少建筑物内部的能量损耗为主要目标(传统模板的功能是支护成型)。在欧美国家目前使用的这种永久性新型模板都是先经过发泡然后模压成型而成。压型发泡聚苯乙烯塑料模板从加工方法和外观形状上一般可分为两大产品类型:H形和砌块式。H形压型发泡聚苯乙烯塑料模板是先在工厂内加工成一定规格尺寸的带有沟槽或腹股的矩形板材,将其运到施工现场后再用塑料板或金属网片作为“过桥”成双成对地联结成H形状即可使用〔,,;而砌块式压型发泡聚苯乙烯塑料模板形状似常见的混凝土砌块,在工厂一次模压成型,运到施工现场即可使用。两种产品类型其顶部和底部都带有阴阳槽,可以相互插接联锁,施工方便而且便于保证砌筑的墙体横平竖直。绝大多数压型发泡聚苯乙烯塑料模板呈长方体形状,长度在500~1200mm之间,高度在300~400mm之间,宽度也就是墙体的厚度(厚度)250inm),两侧聚苯乙烯板的厚度不小于50mm,中间空隙不小于150mm。在施工现场安装使用时,先将墙面用水泥砂浆找平并预留出竖向钢筋位置,将永久性模板依次插接联锁至设计的高度,将竖向和水平钢筋绑扎、布置在预留的空腔内,布置完毕后最后再浇筑混凝土。成型后的墙体厚度就是永久性压型发泡聚苯乙烯塑料模板的宽度,其两侧的聚苯乙烯材料总厚度在100mm以上。

    新型永久性模板中,玻化微珠保温板是以新型保温材料玻化微珠、工业废料(粉煤灰等)、胶结材料(水泥)和外加剂(减水剂等)为原料,用模具压制而成的一定尺寸的保温型永久性模板。该保温模板主要有两种功能:一是在混凝土浇注期间作为墙体的侧模;二是在混凝土成型后作为墙体的永久性保温、隔热材料。基于玻化微珠保温板的上述特点,在作为墙体侧模时需计算其承受混凝土侧压力大小及考虑保温板本身受力特点,从而保证能满足其支撑成型功能的需要;而在作为保温、隔热材料时,需考虑符合国家建筑节能标准,一般将玻化微珠保温模板厚度设计为60mm以上可以满足保温隔热的需要。玻化微珠保温模板与工具式大模板近似,在工厂加工制作,再在现场进行拼装然后浇筑混凝土;但不同于工具式大模板的地方是,玻化微珠保温模板是一种永久性模板,作为混凝土主体结构的一部分参与工作使用。采用该模板在确保模板施工方面的强度、刚度及承受现浇混凝土侧压力、冲击力等要求的前提条件下,可以达到缩短工程施工工期,减少墙体厚度,减少建筑物自重,增强建筑物的抗震性能,以及达到为建筑物提供良好的保温、隔热性能的效果。