一种用于预制空心构件制作的气囊芯模的制作方法

1.本实用新型涉及建筑技术领域，特别是涉及一种用于预制空心构件制作的气囊芯模。


背景技术：

2.装配式建筑是实现住宅产业化的有效途径，它能够实现建筑业发展方式由传统生产方式向现代工业化生产方式转变，提升建筑业发展质量，提高资源利用效率，实现节能减排的目标，有利于建设资源节约型社会。采用预制装配式混凝土结构，施工进度快，劳动力投入低，构件标准化程度高，能够有效保证施工质量，提高建筑品质，减少现场施工对周围环境的污染，而且装配式建筑能够实现大开间，有利于空间灵动，增加了房屋使用的可持续性。
3.空心剪力墙结构是近年发展起来的一种装配式混凝土结构技术体系，在工厂生产完成的预制剪力墙板带有贯通竖向孔及非贯通水平孔，预制空心剪力墙墙板及预制边缘构件内的钢筋网片均为受力钢筋。剪力墙的竖向及水平向连接均通过在施工现场向竖向及水平向孔内放置竖向搭接钢筋及水平搭接钢筋进行间接搭接，孔内竖向及水平向搭接钢筋均由工厂生产。搭接钢筋就位后，向孔内及现浇段浇筑比预制剪力墙板强度等级高一级的混凝土，形成装配整体式剪力墙结构。孔内后插间接搭接钢筋可避免预制剪力墙板四周预留胡子筋，使预制剪力墙板更易于实现标准化生产，降低构件的生产、运输、吊装及现场安装难度，提高生产及施工效率。
4.目前预制空心构件的生产方式常采用抽芯预埋芯管法，抽芯预埋芯管法所用芯管一般为实心金属管、pvc管或橡胶充气气囊，其中，橡胶充气气囊重量相对钢质内模较轻，安装和拆卸方便快捷，可做成圆形、多边形和不规则的异形断面结构，用于桥梁施工、水利工程等。
5.但在采用橡胶充气气囊时，最终成型的成型面通常为曲面，为了形成上下相对的两个呈水平的成型面，现有技术通常采用翻转浇筑的方法，即先浇筑气囊的底部、再浇筑气囊的顶部，浇筑时施加外力，将气囊的一个端面压成平面，工艺复杂，施工效率低；或者在气囊的上下设置金属纱网，支撑混凝土并形成水平的成型面，金属纱网不可重复使用，成本高昂，严重制约了橡胶充气气囊技术的应用。
6.为了解决上述问题，本实用新型提出一种用于预制空心构件制作的气囊芯模。


技术实现要素：

7.为了解决上述技术问题中的至少一个，本实用新型提供了一种用于预制空心构件制作的气囊芯模，包括囊体，所述囊体包括第一成型面和第二成型面，所述第一成型面与所述第二成型面相对设置，所述第一成型面与所述第二成型面端部设置过渡面，所述第一成型面、第二成型面和过渡面可以围成密闭空间，用于所述囊体接收气体膨胀；所述囊体接收气体扩展后，所述第一成型面和\或所述第二成型面的变形弯曲度小于所述过渡面的变形
弯曲度。
8.采用这种结构，气囊在使用过程中，第一成型面和第二成型面采用较小的变形弯曲度，可用于在构件施工中形成构件成型面，该构件成型面可以为平面或曲面，气囊第一成型面和第二成型面的变形弯曲度较小，浇筑过程中，可直接支撑上下的混凝土以形成上下叶板，无需金属纱网等辅助配件，可一次性浇筑成型，工艺简单、提高了施工效率，且相对于一次性使用的金属纱网，本实用新型公开的气囊可重复使用，减小施工成本。
9.优选地，所述囊体接收气体后沿着第一方向、第二方向和第三方向三个方向扩展，所述第一方向、第二方向和第三方向相互垂直，所述囊体的扩展后的尺寸为第一方向大于第二方向大于第三方向。
10.优选地，所述囊体接收气体扩展后，所述第一成型面和\或所述第二成型面为平面。
11.优选地，所述第一成型面的外表面和\或所述第二成型面的外表面设置有凸起部。
12.优选地，所述气囊芯模进一步包括夹板，所述夹板设置于所述第一成型面和\或第二成型面的外表面。
13.优选地，所述夹板的外表面上设置有凸起部。
14.优选地，所述气囊芯模进一步包括夹板，所述夹板设置于所述第一成型面和\或第二成型面的外表面，所述夹板沿着所述第一方向延伸，所述夹板的刚度大于所述囊体的刚度。
15.优选地，所述囊体的至少所述第一成型面或所述第二成型面包括第一橡胶层、第二橡胶层和防护层，所述防护层设置于所述第一橡胶层和所述第二橡胶层之间。
16.优选地，所述囊体的至少所述第一成型面或所述第二成型面包括骨架层，所述骨架层分别设置于所述第一成型面的外表面内侧或所述第二成型面的外表面内侧，所述囊体接收气体扩展时，所述骨架层以抵抗所述第一成型面和所述第二成型面的变形。
17.优选地，所述囊体的至少所述第一成型面或所述第二成型面包括骨架层，所述骨架层设置在所述防护层内，所述骨架层包括沿第一方向和第二方向延伸的拉结筋。
附图说明
18.附图示出了本实用新型的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本实用新型的原理，其中包括了这些附图以提供对本实用新型的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
19.图1是一种实施例的截面图(含夹板)；
20.图2是一种实施例的俯视图；
21.图3是一种实施例的截面图(不含夹板)；
22.图4是骨架层的截面结构示意图；
23.图5是纵向筋和横向筋的连接结构示意图；
24.图6是后端部与囊体的连接结构示意图；
25.图7是气囊在未充气时的截面图；
26.图8是施工时未充气的气囊放置示意图；
27.图9是施工时充气的气囊放置示意图；
28.图中：1-囊体，2-前端部，3-后端部，4-充气嘴，5-弹性体，6
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防护层，7-夹板，8-倒角，9、9a、9b-凸起部，10-拉结筋，11-纵向筋， 12-横向筋，13-粘接层，14-内增强保护层，15-外增强保护层，16
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水平钢筋，17-支撑钢筋，18-第一成型面，19-第二成型面，20-过渡面，21-第一方向，22-第二方向，23-第三方向。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分。
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。
31.如图1-图9所示，一种用于预制空心构件制作的气囊芯模，包括囊体1，所述囊体1包括第一成型面18和第二成型面19，所述第一成型面18与所述第二成型面19相对设置，所述第一成型面18与所述第二成型面19端部设置过渡面20，所述第一成型面18、第二成型面19 和过渡面20可以围成密闭空间，用于所述囊体1接收气体膨胀；所述囊体1接收气体扩展后，所述第一成型面18和\或所述第二成型面19 的变形弯曲度小于所述过渡面20的变形弯曲度。
32.采用这种结构，气囊在使用过程中，第一成型面18和第二成型面 19采用较小的变形弯曲度，可用于在构件施工中形成构件成型面，该构件成型面可以为平面或曲面，气囊第一成型面18和第二成型面19 的变形弯曲度较小，浇筑过程中，可直接支撑上下的混凝土以形成上下叶板，无需金属纱网等辅助配件，可一次性浇筑成型，工艺简单、提高了施工效率，且相对于一次性使用的金属纱网，本实用新型公开的气囊可重复使用，减小施工成本。
33.值得说明的是，上述变形弯曲度是指气囊宽度方向的弯曲量，即每米宽度上弯曲的弦高为每米变形弯曲度，当变形弯曲度为零时，则该成型面为平面，在本实用新型中，气囊同一侧的成型面沿着长度方向的变形弯曲度可以相同；
34.如图1、图2所示，本实用新型中的第一方向21为囊体1的长度方向，第二方向22为囊体1的宽度方向，第三方向23为囊体1的高度方向，第一方向21、第二方向22和第三方向23相互垂直。
35.一种实施方式中，所述囊体1接收气体后沿着第一方向21、第二方向22和第三方向23三个方向扩展，所述第一方向21、第二方向22 和第三方向23相互垂直，所述囊体1的扩展后的尺寸为第一方向21 大于第二方向22大于第三方向23。第三方向23限定了气囊空腔尺寸，为了提高气囊浇筑时的稳定性，避免出现弯折变形、偏转等情形，空腔尺寸应该被严格控制，设定较小的第三方向23变形尺寸能够更好的控制空腔尺寸。
36.为了提高囊体1的膨胀性和收缩性能，囊体1的第一成型面18 和第二成型面19的厚度大于两侧过渡面20的厚度，两侧厚度略薄，适于膨胀和收缩，上下侧的厚度略厚，提供一定的刚度和强度。
37.并且，气囊的过渡面20具有较大的变形弯曲度、以及较小的刚度，所以两侧的过渡面20可以挤压、变形，当构件内的空腔较大、同时使用多个气囊时，使得相邻气囊的过渡面20之间可变形适配，具有容错相邻气囊的作用
38.一种实施方式中，所述囊体1接收气体扩展后，所述第一成型面 18和\或所述第二成型面19可以为平面，气囊第一成型面18和第二成型面19呈平面，浇筑过程中，可直接支撑上下的混凝土以形成上下叶板，无需金属纱网等辅助配件，可一次性浇筑构件的上下成型面，工艺简单、提高了施工效率。
39.值得说明的是，囊体1接收气体扩展时，第一成型面18和第二成型面19为平面、在扩展时不会进行变形，仅仅两侧的过渡面20进行变形、从而使得囊体1扩张，使得囊体1扩展的变形量更小、扩展更加有序，可避免囊体1与钢筋笼剐蹭而产生损伤。
40.一种实施方式中，所述第一成型面18的外表面和\或所述第二成型面19的外表面设置有凸起部9a，并且，凸起部9a可沿着气囊的长度方向通长设置；凸起部9a可设置多个、并沿着气囊的宽度方向均匀设置。凸起部9a有利于提高预制空心构件的混凝土内表面粗糙度，提高预制混凝土与后浇混凝土的粘接强度，保证结构的整体性。
41.一种实施方式中，所述气囊芯模进一步包括夹板7，所述夹板7 设置于所述第一成型面18和\或第二成型面19的外表面。采用上述夹板7结构，可以有效阻止混凝土对气囊的冲击损伤和其他尖锐物体对气囊的刺穿或划伤，提高气囊的使用次数，延长使用寿命；并且，通过夹板7可将未充气的气囊直接放入钢筋笼中，相比于现有技术采用的拖拽的放置方式，夹板7结构可降低气囊的放置难度，还避免了周边钢筋对气囊的摩擦损坏。
42.如图7所示，夹板7的两端均未超出气囊的第一成型面18和/或第二成型面19，以使得气囊未充气时，上下两个夹板7合并在一起，且气囊的两侧伸出基板外，收拢后的气囊体1积更小，结构更加紧凑，便于运输和存储，同时还可避免气囊的两侧被折叠压伤。
43.具体地，夹板7的厚度可为3-8mm，可采用玻璃钢板、蜂窝铝板、不锈钢板等，凸起部9的材质可与夹板7的材质相同，除此之外，还可采用橡胶或其他金属材质等。
44.进一步的方案中，所述夹板7的外表面上设置有凸起部9b，凸起部9b沿着远离气腔的方向凸起，以及凸起部9b沿着夹板7的长度方向通长设置，并且，上述多个凸起部9b相互平行、沿着气囊的宽度方向均匀设置，凸起部9b有利于提高预制空心构件的混凝土内表面粗糙度，提高预制混凝土与后浇混凝土的粘接强度，保证结构的整体性。
45.关于凸起部9的结构：
46.一种实施方式中，凸起部9的横截面为从靠近气囊的一端向远离所述气囊的方向逐渐收缩的形状。可提高气囊的拆模效率，减小气囊与混凝土的粘接摩擦力，同时降低凸起脱落和修补的风险。
47.具体的方案中，凸起部9的横截面为梯形，靠近气囊的一端为大于远离气囊的一端，显然的，还可采用三角形等。
48.进一步的方案中，凸起部9的高度为4-6mm，宽度为10-15mm，相邻两个凸起部9的间距为50-100mm，在提高预制空心构件的混凝土内表面粗糙度的同时，保证气囊的拆模效率；和/或夹板7的厚度为 3-8mm；和/或，夹板7至少为玻璃钢板、蜂窝铝板、不锈钢板中的一种；以及，凸起部9至少为玻璃钢、铝、不锈钢、橡胶中的一种。
49.为了防止夹板7对气囊芯模的摩擦损伤，夹板7连接气囊的一侧的边缘设置为倒角8。
50.进一步的方案中，夹板7与气囊通过粘接剂固定连接，粘接剂为橡胶型粘接剂，此处的橡胶型粘接剂为一种对橡胶材料无腐蚀的高强胶粘剂，例如氯丁、丁腈、丁基硅橡胶、
聚硫等合成橡胶或天然橡胶为主体材料配制成的胶粘剂，避免腐蚀气囊。
51.一种实施方式中，所述气囊芯模进一步包括夹板7，所述夹板7 设置于所述第一成型面18和\或第二成型面19的外表面，所述夹板7 沿着所述第一方向21延伸，所述夹板7的刚度大于所述囊体1的刚度，进一步提高夹板7对气囊的保护作用，同时降低放置过程中夹板7的变形量，降低放置难度，更适用于构件空腔较长的场合。
52.如图8、图9所示，本实用新型公开的气囊，现场施工过程中，在钢筋笼固定后，通过夹板7将未充气的气囊放入钢筋笼中，此处的钢筋笼包括水平钢筋16和支撑钢筋17，传统放置气囊的方式一般是拖曳两端。而本实用新型公开的放置气囊方式，不仅降低了气囊的放置难度，还避免了周边钢筋对气囊的摩擦损坏，放置后进行定位，然后进行充气使用，无需其他抗浮处理。
53.一种实施方式中，所述囊体1的至少所述第一成型面18或所述第二成型面19包括第一橡胶层、第二橡胶层和防护层6，所述防护层6设置于所述第一橡胶层和所述第二橡胶层之间，防护层6提供一定的刚度，具有定型的作用，可以根据施工需要，通过防护层6调整第一成型面18和第二成型面19的变形弯曲度，比如变形弯曲度为零，即第一成型面18和第二成型面19为平面；同时防护层6具有保护橡胶层的作用，防止被刺破，提高气囊的使用寿命。
54.第一橡胶层、第二橡胶层与防护层6可采用一次整体热熔成型工艺，可提高气囊芯模的整体强度。
55.为了进一步提高防护层6的强度，还可在防护层6中加设骨架层，具体的方案中，所述囊体1的至少所述第一成型面18或所述第二成型面19包括骨架层，所述骨架层设置在所述防护层6内，所述骨架层包括沿第一方向21和第二方向22延伸的拉结筋10。
56.为了提高气囊的强度和控制变形，还可在第一成型面18和第二成型面19的内侧设置骨架层。具体的方案中，所述囊体1的至少所述第一成型面18或所述第二成型面19包括骨架层，所述骨架层分别设置于所述第一成型面18的外表面内侧或所述第二成型面19的外表面内侧，所述囊体1接收气体扩展时，所述骨架层以抵抗所述第一成型面 18和所述第二成型面19的变形。该方案中高的骨架层也可包括沿第一方向21和第二方向22延伸的拉结筋10。
57.在气囊中设置拉结筋10，显著提高气囊芯模的刚度和抗压强度，在给气囊充气时，气囊不易上浮或被刺破，使得构件厚度更加均匀、避免露筋，提高构件施工质量；
58.并且，上述骨架层还可以包括至少一层高强面料层，其通过高强纤维与拉结筋10固定连接，增强骨架层与拉结筋10之间的连接强度。
59.上述的拉结筋10为纤维增强复合材料、高强纤维、高模纤维中的至少一种，在具有高强度的同时，具有高弹性，满足气囊充气膨胀的要求，相对于传统的钢丝网或钢筋网相比，在提高气囊芯模刚度的同时，可避免钢筋锈蚀和刺破橡胶层，提高气囊芯模的使用寿命，同时大幅减轻气囊芯模的重量；钢筋密度为7.85g/cm3，抗拉强度为 483-690mpa，纤维增强复合材料筋密度为1.25-2.50g/cm3，抗拉强度为483-4580mpa，与钢筋相比，纤维增强复合材料筋具有较高的比强度，同时加工时几乎没有毛刺，对橡胶材料的损坏概率较低，同时具有良好的耐腐蚀性。
60.关于拉结筋10的结构，如图4、图5所示，拉结筋10为网状结构，其包括纵横交错的
纵向筋11和横向筋12；其中，纵向筋11沿气囊的第一方向21设置，且多个纵向筋11沿气囊均匀分布；横向筋12沿气囊的第二方向22设置，且多个横向筋12均匀分布。并且，相邻两个纵向筋11之间的间距为50-100mm；和/或，相邻两个横向筋12之间的间距为400-600mm，适中的间距，可保证气囊具有合适的刚度和柔韧性。
61.显然可以想到，横向筋12与纵向筋11可通过缠绕设备缠绕在一起。
62.关于拉结筋10的材质，纵向筋11可是为玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料和玄武岩纤维增强复合材料中的至少一种，纵向筋11提供主要支撑，刚度较大；和/或，横向筋12可以是高强尼龙纤维、高强聚乙烯纤维、高强聚丙烯纤维中的至少一种，横向筋12的柔韧性好，抗拉强度高，纵向筋11、横向筋12的直径为2-5mm。
63.本实用新型还公开了囊体1的前后端结构。
64.一种实施方式中，囊体1的前端部2和后端部3中的至少一个向远离气囊中心的方向延伸且逐渐收缩与囊体1形成密闭结构。
65.进一步的方案中，前端部2和/或后端部3为半球状、球盖状、截锥体状、椭圆状中的至少一种，根据不同的预制空心构件内腔的形状进行匹配，且具有导向作用，便于拖拽移动。
66.并且，前端部2连接有用于充气的充气嘴4。
67.进一步的方案中，前端部2和/或后端部3与囊体1一体成型；或者前端部2和/或后端部3通过粘接剂与囊体1固定连接。
68.在本实施例中，前端部2采用截锥体，后端部3采用半球体，如图6所示，截锥体、半球体与囊体1之间具有粘接层13、内增强保护层14和外增强保护层15；粘接层13位于截锥体或半球体的外侧面与椭圆形囊体1的内侧面之间；内增强保护层14位于椭圆形囊体1的内侧并封闭截锥体或半球体的端部；外增强保护层15位于截锥体或半球体的外侧并封闭椭圆形囊体1的端部。采用复合的搭接结构，搭接强度更高，密封性能更好。
69.其中粘接层13主要为一种聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂，粘接强度高，耐冲击性好，搭接强度好，搭接剪切强度75-100mpa；内增强保护层14和外增强保护层15均为一种氢化型双酚a环氧树脂，具有良好的耐候性和耐黄变性能，抗压强度≥1050mpa，耐拉强度≥780mpa，延展性≥4.0％，耐拉剪切强度≥80kg/cm2。
70.并且，囊体1、截锥体和半球体的材质相同。
71.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例 /方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
72.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
73.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本实用新型，而并非是对本实用新型的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本实用新型的范围内。