[发明专利]一种高耐久性配筋式永久性模板、混凝土结构构件及设计、制造方法

说明书

技术领域

本发明专利属于建筑模板及混凝土结构构件以及它们的设计、制造技术领域，可应用于工业与民用建筑结构、水工结构、港海结构、桥涵隧洞等场合。

背景技术

国内建筑领域中，工业与民用建筑结构、水工结构、港海结构、桥涵隧洞等通常使用木模板、钢模板等模板，存在消耗量大、拆装不便、周转费用高、利用率低等不利因素。传统情况下的结构中普通混凝土表面自然裸露，耐久性较低。为解决上述问题，使用高耐久性材料制作永久性模板代替传统模板来进行建筑结构的建造，已广泛受到工程界的关注。申请号为201210159849.4的专利《一种双向龙骨嵌扣式可拼装防裂防渗永久性模板》、申请号为201210293145.6的专利《一种互扣式可拼装防裂防渗永久性梁模板》等系列专利公开了采用高耐久性材料制作永久性模板的相关技术，提供了永久性模板的新结构形式和使用方法。

然而，在永久性模板的逐步进入工程应用的过程中，现有技术未能解决的新问题也随之出现，主要包括：1)如何解决永久性模板的连接问题，确保其连接部位强度和耐久性(控裂能力等)不低于其他部位；2)由于永久性模板结构设计与传统模板不同，如何解决使用永久性模板浇筑结构构件时钢筋布置困难以及连接处如何布置钢筋的问题；3)如何解决现有永久性模板强度和刚度偏低，在混凝土振捣阶段的较难正常使用的问题；4)如何定量化设计永久性模板及其形成构件，使得构件各处的承载力和耐久性均满足使用要求；5)由于制作永久性模板的高耐久性材料往往价格偏高，如何在定量化设计永久性模板力学性能和耐久性的基础上实现材料的最大化利用，从而降低其成本。

发明内容

本发明第一个目的是提供一种高耐久性配筋式永久性模板，解决上述永久性模板使用过程中所产生的问题。为此，本发明采用以下技术方案：

一种高耐久性配筋式永久性模板，其特征是，所述的高耐久性配筋式永久性模板由面板1和连接件2组成；所述面板具有第一连接部位，所述连接件具有第二连接部位，所述的第二连接部位可以与拼合后两块面板的第一连接部位扣合，且所述连接件处在拼合后两块面板的浇筑界面这一侧并与两块面板的第一连接部位相叠，所述面板的浇筑界面设有第一凸起，所述连接件的浇筑界面有第三凸起；面板的第一连接部位设置扣合用的凹槽，连接件的第二连接部位设置扣合用的第二凸起。所述面板和连接件选用超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)制作，所述面板和连接件内部有用于代替使用所述永久性模板浇筑的混凝土结构构件中增强筋的增强筋，所述增强筋包括有钢筋。所述面板的第一连接部位有一个或多个；所述面板和连接件直接扣合或再通过粘结剂粘合组成所需尺寸和形状的模板。

进一步地，所述面板连接部位的凹槽深度和所述连接件的第二凸起高度为所述面板在不与连接件相叠部分中的最小厚度(t₁)的15％～40％；所述面板非连接部位的第一凸起和所述连接件的三凸起高度为5～30mm。

进一步地，所述连接件增强筋中的受力主筋的两端不被超高韧性水泥基复合材料所包裹，其两端外露长度均为50～200mm。

进一步地，所用的超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)，其拉应变能力达到1％以上，极限拉应变下裂缝宽度小于50～150μm。

本发明另一个目的是提供一种上述高耐久性配筋式永久性模板的设计方法，为此，本发明采用以下技术方案：所述的设计方法包括以下步骤：

1)确定所使用永久性模板的面板和连接件面积、数量和形式，使之与所需浇筑的混凝土结构构件形状主体相适配；

2)确定所述面板的最小厚度(t₁)，使得使用所述模板的结构达到抗弯极限承载力(M)时，所述面板最大裂缝宽度满足目标宽度(w_max)；

所述面板的最小厚度(t₁)由下式确定：