專利名稱：一種填埋用高強度充氣中空模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及現(xiàn)澆混凝土空心摟蓋結構領域技術領域，具體涉及現(xiàn)澆混凝土空心摟蓋結構施工中填埋用的高強度充氣中空模塊。
背景技術：
用輕質(zhì)材料填充混凝土使大跨度的樓蓋結構實現(xiàn)空心化技術的應用，不但使普通空心樓蓋在實現(xiàn)大開間的同時降低了結構層高，而且還具有使用混凝土量少，結構自重輕，地震作用力小，結構的隔音隔熱性能好。同時還具有節(jié)約能源，降低建筑和使用成本。可以產(chǎn)生良好的經(jīng)濟和社會效益，是ー種綠色環(huán)保建筑技木。目前實現(xiàn)這種現(xiàn)澆混凝土空心結構樓蓋的填充材料一般有聚苯こ烯(EPS)高發(fā)泡體(柱型，立方體型等)和各種規(guī)格大小的空心塑料管等，把這些材料按設計結構填充在現(xiàn) 澆的混凝土中，可以實現(xiàn)樓蓋的空心率達到30-65%，不但可以實現(xiàn)混凝土結構的空心輕質(zhì)化，還能起到節(jié)能環(huán)保降低建筑成本的作用?？招臉巧w里使用的這些輕質(zhì)高發(fā)泡體或空心管等在給現(xiàn)澆混凝土帶來混凝土空心輕質(zhì)化的同時也存在ー些在使用上不方便的地方，最大的不方便就是這些材料本身是輕質(zhì)或者空心，所以在現(xiàn)澆混凝土現(xiàn)場施工時運輸很不方便和運輸成本極高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對以上原有填充材料存在運輸不方便和成本極高的不足而提出的一種填埋用的高強度充氣中空模塊。本發(fā)明既能滿足現(xiàn)澆混凝土空心輕質(zhì)化結構的形成，同時又能解決這種材料的運輸和使用成本。本發(fā)明目的通過以下技術方案實現(xiàn)
一種填埋用高強度充氣中空模塊，其包括氣囊和用于保護所述氣囊的外部保護組合件，所述氣囊位于外部保護組合件中且被外部保護組合件包圍。進ー步優(yōu)化的，所述外部保護組合件包括エ業(yè)或工程用高強度纖維布制成的保護性外袋和能安裝在保護性外袋上的多個剛性薄板；在所述氣囊充氣后，所述剛性薄板用于形成所述中空模塊的外部形狀并提高所述中空模塊的耐刺穿和沖擊強度。進ー步優(yōu)化的，所述氣囊充滿氣后，中空模塊的側(cè)壁均有用于形成中空模塊側(cè)面形狀所述剛性薄板，中空模塊長度方向的兩端即兩個端面處也有用于形成中空模塊端面形狀的所述剛性薄板。進ー步優(yōu)化的，所述剛性薄板固定在外部增強的纖維外袋上，固定的方式為用與所述外袋同質(zhì)的纖維布通過縫制內(nèi)襯于所述外袋內(nèi)部，或通過內(nèi)插形式固定在所述外袋外部的纖維布上。進ー步優(yōu)化的，所述剛性薄板為工程塑料網(wǎng)格板、中空格子板、異型板、木材料板材、膠合板、中密度纖維板以及金屬網(wǎng)格板中的ー種。進ー步優(yōu)化的，固定在外袋纖維布上的相鄰剛性薄板留有間隙，剛性薄板的尺寸d2小于所述中空模塊橫截面在該薄板處的邊長(I1, d2 ( 0. 95も。進ー步優(yōu)化的，所述氣囊充滿氣后為ー個圓柱形；所述氣囊充氣后的長度L1大于所述中空模塊的長度L，L1= (1.05 I. 30) L ;充氣氣囊的橫截面圓的直徑由所述中空模塊的外部幾何尺寸決定，所述中空模塊橫截面的外部周長為C，則氣囊的橫截面圓實際直徑為=D1 = (I. 03 I. 35) D，其中 D = C/3. 14。進ー步優(yōu)化的，制成所述氣囊的薄膜為吹塑薄膜、流涎薄膜或壓延薄膜；薄膜材料由聚こ烯、聚丙烯、聚氯こ烯、聚偏氯こ烯、聚酯、尼龍或こ烯-醋酸こ烯酯合成樹脂中的任一種樹脂原料生產(chǎn)或由其中兩種以上樹脂原料經(jīng)共擠、共吹生產(chǎn)制得；所述外袋使用的纖維布材料為聚こ烯、聚丙烯、聚氯こ烯、聚酯纖維布、高強度無紡布、エ業(yè)用滌綸纖維布、尼龍布中的ー種縫制而成。進ー步優(yōu)化的，制成所述氣囊的薄膜厚度為50 250微米；所述纖維布的規(guī)格為100 450克/平方米；剛性薄板厚度為I 5毫米。 進ー步優(yōu)化的，所述氣囊設有充氣用的氣嘴，氣嘴用熱封形式固定連接到保護性外袋和氣囊上；充氣中空模塊橫截面為任意多邊型幾何形狀(如四邊形、六邊形或八邊形
坐、
-Tf- ノ o與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和技術效果
本發(fā)明提出適合于建筑施工現(xiàn)場實現(xiàn)現(xiàn)澆混凝土空心化結構用的一種填埋高強度充氣中空模塊。是ー種替代目前現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結構里面的輕質(zhì)填充材料和空心管之類的ー種使用更方便和運輸更輕便的大跨度空心化材料。這種模塊由內(nèi)部具有高氣密性的充氣氣囊和外部高強度的增強外殼組成，在充氣前可以像氣囊和氣袋一樣折疊包裝和運輸；折疊后體積小而輕，不但可以任意折疊，還可以任意堆積，所占的體積非常小，適合任何距離的運輸而不會提高運輸成本。在施工前進行充氣后即可形成高強度的中空模塊，用于現(xiàn)燒混凝土空心輕質(zhì)化結構的建筑施工。


圖I為實施方式中填埋用高強度充氣中空模塊俯視圖。圖2為圖I所示中空模塊的1-1截面圖。圖3為充氣氣囊的俯視圖。圖4為圖3所示圓柱形充氣氣囊的1-1截面圖。圖5a 圖5c為中空模塊的1_1截面的三種幾何形狀圖。圖6為剛性薄板固定在保護性外袋外層的示意圖。圖7為剛性薄板固定在保護性外袋內(nèi)層的示意圖。圖8為實例I中空模塊的俯視圖。圖9為實例I中空模塊的1-1截面圖。圖10為實例2中空模塊的俯視圖。圖11為為實例2中空模塊的1-1截面圖。圖12為實例3中空模塊的俯視圖。圖13為實例3中空模塊的1-1截面圖。
具體實施例方式以下結合實例和附圖對本發(fā)明的具體實施作進ー步說明，但本發(fā)明的實施和保護范圍不限于此。如圖I和圖2，填埋用高強度充氣中空模塊由ー個具有氣密性優(yōu)良的充氣氣囊和一個高強度的外部保護組合件構成。類似于輪胎的內(nèi)胎和外胎結構組合。圖I中是截面為八邊型狀(I - I截面)的充氣中空模塊外形示意圖，即模塊長度為L的八面型柱體。其中A是氣密性好的充氣內(nèi)囊袋；B是用高強度纖維布制成的保護性外袋，這種高強度纖維布袋在ー些特定的位置內(nèi)襯有剛性薄板作補充；圖I中加粗的黒色 線部分代表在外部纖維布袋上的內(nèi)襯的剛性薄板塊(下同)。這種剛性薄板塊主要賦予充氣中空模塊的外部幾何型狀和提高充氣模塊的耐刺穿和沖擊強度。這種剛性的薄板是固定在外部增強的纖維外袋上。分解后，這種充氣模塊的內(nèi)部充氣氣囊實際上就是ー個圓柱形氣囊，如圖3和圖4所示，充氣氣囊是具有一定柔性的材料所制備，所以在外部不存在外力時充氣后就是ー個截面(I - I)為圓形的圓柱體。本發(fā)明的內(nèi)部氣囊具備韌性，耐刺穿性能優(yōu)異和熱封強度高。這種內(nèi)充氣氣囊用薄膜膜厚在50 - 250微米；根據(jù)模塊尺寸的大小和形狀而定，大尺寸模塊需要厚膜做內(nèi)充氣氣囊，薄膜厚度優(yōu)選在120微米以上；小尺寸則可以選擇較薄的薄膜做充氣氣囊。根據(jù)外部設計的幾何尺寸，在相應的位置固定一定尺寸的剛性薄板，使模塊在充氣后賦予充氣模塊的外部幾何形狀。這種充氣中空模塊的1-1截面幾何形狀可以是四邊形、六邊形、八邊形等任意多邊形的幾何形狀，如圖5a、圖5b、圖5c所示。這種充氣增強模塊的制備尺寸在設計好后，內(nèi)充氣氣囊也應和外部增強組合殼尺寸配合。具體的，按模塊設計尺寸的大小來決定內(nèi)充氣氣囊的尺寸大小；內(nèi)充氣氣囊的尺寸必須大于外部設計尺寸，以保證在內(nèi)充氣氣囊充氣后能完全充滿整個模塊設計尺寸。可以先按設計模塊1-1截面的外部周長來計算出理論上對應的圓直徑，具體的，如模塊的外部幾何周長為C ;則理論上的內(nèi)充氣氣囊圓的直徑為D = C/3. 14 ;而在制備內(nèi)充氣氣囊時必須選擇的直徑則為A1 = 1.03 - I. 35D;由于內(nèi)充氣氣囊是具有柔性和韌性的材料，在充氣后具有的可變性可以保證完全充滿整個模塊的幾何尺寸。剛性的薄板固定在外部纖維布上，可以用同質(zhì)纖維布縫制成內(nèi)襯或內(nèi)插形式固定，可以內(nèi)襯或內(nèi)插固定在最外層(見附圖6)也可以內(nèi)襯或內(nèi)插在纖維布的內(nèi)層(見附圖7)。為了在模塊充氣前便于折疊，固定在纖維布上的剛性薄板與薄板之間必須保留一定的距離，也就是附圖6中所示，剛性薄板的尺寸d2必須小于模塊設計尺寸も，取d2 ^ 0. 95も以保證剛性薄板直徑不會相互頂死而無法活動和折疊，同時確保中空模塊具有足夠的抗沖擊強度。氣囊的氣嘴要求必須氣密性優(yōu)良；用熱封形式固定連接到模塊和氣囊上；其氣嘴的連接位置可以是任意位置。但為了使用方便，最好連接位置在模塊的上部或側(cè)部位置。以下再結合制備實例對本發(fā)明作進ー步說明。實施例I
見附8和圖9充氣模塊外觀尺寸，模塊長度900mm ;寬度300mm ;高度280mm。其中1-1截面為四邊形，四邊為圓弧連接。
I、取圖9中1-1截面最大尺寸300mm *2+280 mm *2=1160 mm為充氣模塊幾何外形總周長；則換算成內(nèi)氣囊的理論直徑為1160/3. 14=369. 4 mm ;實際內(nèi)囊袋直徑再取I. 05的系數(shù)則為1. 05*369. 4=387. 8mm ;取長度900*1. 10=990mm為充氣氣囊長度。用膜厚為120微米的直徑為387. 8mm的聚こ烯吹塑薄膜裁剪成990mm長，然后把充氣氣嘴熱封連接在充氣氣囊的壁上；再用熱封方式把充氣氣囊ニ端熱封，就制備出充氣氣囊的內(nèi)氣囊。2、外部增強纖維組件的制備先用160克/平方米規(guī)格的聚丙烯編織布按模塊外觀尺寸裁剪好，然后縫制成圓筒狀；按外觀尺寸要求用同質(zhì)纖維的編織布縫制四個固定剛性薄板用的ロ袋，和對應內(nèi)囊充氣氣嘴位置開出氣嘴ロ ；然后裝入充氣氣囊內(nèi)袋，用同質(zhì)纖維編織布按1-1截面的形狀縫制ニ個內(nèi)襯有剛性薄板的封端材料，并用縫制的方式縫制到充氣氣囊外部的聚丙烯纖維編織布筒ニ端，進行充氣中空模塊的封端。 3、用3.5mm厚的聚丙烯中空格子板分別裁出ニ塊250mm*800mm、230mm*800mm的板材，其中250mm*800mm尺寸的板用于充氣中空模塊頂部和底部的內(nèi)襯；230mm*800mm尺寸的板用于充氣模塊ニ側(cè)的內(nèi)村。步驟2中進行中空模塊封端用的剛性薄板也使用這種3. 5mm厚的聚丙烯中空格子板。4、分別把3步驟裁切好的中空格子板插入模塊的聚丙烯編織布ロ袋即可形成本發(fā)明附圖中實施例I圖8和圖9中形狀和尺寸的高強度充氣中空模塊。5、實施例I的中空充氣模塊以IMPa的內(nèi)壓充足氣壓后，按中國工程建設標準化協(xié)會標準CECS 175 2004 (現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結構技術規(guī)程)中“附錄A內(nèi)模進場檢驗方法”，A. 0. 4標準“徑向抗壓荷載試驗”進行測試，無裂紋無破損完全合格。實施例2
見附10和圖11，充氣模塊的外觀基本尺寸長度IOOOmm ;寬度420mm ;高度380mm。其中1-1截面為四八邊形，八邊均為圓弧連接。I、取圖11中1-1截面最大尺寸420mm *2+380 mm *2=1600 mm為充氣模塊幾何外形總周長；則換算成內(nèi)氣囊的理論直徑為1600/3. 14=509.6 mm ;實際內(nèi)囊袋直徑再取I. 08的系數(shù)則為1. 08*509. 6=550. 3mm ;取長度1000*1. 15=1150mm為充氣氣囊長度。用膜厚為150微米的直徑為550. 3mm的聚氯こ烯吹塑薄膜裁剪成1150mm長，然后把充氣氣嘴熱封連接在充氣氣囊的壁上；再用熱封方式把充氣氣囊ニ端熱封，就制備出充氣氣囊的內(nèi)氣囊。2、外部增強纖維組件的制備先用180克/平方米規(guī)格的聚こ烯編織布按模塊外觀尺寸裁剪好，然后縫制成圓筒狀；按外觀尺寸要求用同質(zhì)纖維的編織布縫制八個固定剛性薄板用的ロ袋，和對應內(nèi)囊充氣氣嘴位置開出氣嘴ロ ；然后裝入充氣氣囊內(nèi)袋，用同質(zhì)纖維編織布按1-1截面的形狀縫制ニ個內(nèi)襯有剛性薄板的封端材料，并用縫制的方式縫制到充氣氣囊外部的聚こ烯纖維編織布筒ニ端，進行充氣中空模塊的封端。3、用5. Omm厚的中密度纖維板分別裁出ニ塊370mm*950mm、145mm*950mm和四塊100mm*950mm的板材,其中370mm*950mm尺寸的板用于充氣中空模塊頂部和底部的內(nèi)襯；145mm*950mm尺寸的板用于充氣模塊ニ側(cè)的內(nèi)襯。四塊100mm*950mm尺寸的的板裝入對稱的四個斜面內(nèi)襯；步驟2中進行中空模塊封端用的剛性薄板也使用這種5. Omm厚的中密度纖維板。4、分別把3步驟裁切好的中密度纖維板插入聚こ烯編織布ロ袋即可形成本發(fā)明附圖中實施例2圖10和圖11中形狀和尺寸的高強度充氣中空模塊。5、實施例2的中空充氣模塊以I. 5MPa的內(nèi)壓充足氣壓后，按中國工程建設標準化協(xié)會標準CECS 175 2004 (現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結構技術規(guī)程)中“附錄A內(nèi)模進場檢驗方法”，A. 0. 4標準“徑向抗壓荷載試驗”進行測試，無裂紋無破損完全合格。實施例3
見附圖12和圖13，充氣模塊的外觀基本尺寸長度900mm ;寬度900mm ;高度300mm的四邊型正方體，中間形成一個通透的小正方型通道。I、取圖13中1-1截面最大尺寸375mm *2+300 mm *2=1350 mm為充氣模塊幾何外形總周長；則換算成內(nèi)氣囊的理論直徑為1350/3. 14=430 mm ;實際內(nèi)囊袋直徑再取I. 05的系數(shù)則為1. 05*430=451. 5mm ;為充氣內(nèi)囊袋直徑；取長度900*4*1. 05=3780mm為充氣氣囊長度。用膜厚為120微米，直徑為451.5mm的線性低密度聚こ烯/こ烯-醋酸こ烯酯 /聚偏氯こ烯/こ烯-醋酸こ烯酷/線性低密度聚こ烯五層共擠吹塑薄膜裁剪成3780mm長，然后把充氣氣嘴熱封連接在充氣氣囊的壁上；再用熱封方式把充氣氣囊ニ端熱封連接成一個環(huán)形整體，就制備出充氣氣囊的內(nèi)氣囊。2、外部增強纖維組件的制備先用120克/平方米規(guī)格的滌綸纖維布按模塊外觀尺寸裁剪好，然后縫制成附圖實施例3圖12和圖13的形狀；按外觀尺寸要求用同質(zhì)纖維的編織布縫制十六個固定剛性薄板用的ロ袋，和對應內(nèi)囊充氣氣嘴位置開出氣嘴ロ ；注意中空模塊的頂部四邊先不縫合，待裝入充氣氣囊內(nèi)袋后，進行頂部四邊的縫合。剛性薄板均采取外插式進行組合形成增強內(nèi)襯。3、用5. Omm厚的聚丙烯異型板裁出八塊底為850mm、高為360mm的等邊三角型板材用著中空模塊的頂部和底部組合內(nèi)襯；四塊長850mm、高270mm的長方型板材用作中空模塊最外四邊的內(nèi)襯；和四塊270_*140_的板材用作中空模塊中間通透通道的內(nèi)襯。4、分別把3步驟裁切好的聚丙烯異型板最后插入滌綸纖維布ロ袋即可形成本發(fā)明附圖中實施例3圖中形狀和尺寸的高強度充氣中空模塊。5、實施例3的中空充氣模塊以I. 2MPa的內(nèi)壓充足氣壓后，按中國工程建設標準化協(xié)會標準CECS 175 2004 (現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結構技術規(guī)程)中“附錄A內(nèi)模進場檢驗方法”，A. 0. 4標準“徑向抗壓荷載試驗”進行測試，無裂紋無破損完全合格。
權利要求
1.一種填埋用高強度充氣中空模塊，其特征在于包括氣囊和用于保護所述氣囊的外部保護組合件，所述氣囊位于外部保護組合件中且被外部保護組合件包圍。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種填埋用高強度充氣中空模塊，其特征在于所述外部保護組合件包括工業(yè)或工程用高強度纖維布制成的保護性外袋和能安裝在保護性外袋上的多個剛性薄板；在所述氣囊充氣后，所述剛性薄板用于形成所述中空模塊的外部形狀并提高所述中空模塊的耐刺穿和沖擊強度。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種填埋用高強度充氣中空模塊，其特征在于所述氣囊充滿氣后，中空模塊的側(cè)壁均有用于形成中空模塊側(cè)面形狀所述剛性薄板，中空模塊長度方向的兩端即兩個端面處也有用于形成中空模塊端面形狀的所述剛性薄板。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的一種填埋用高強度充氣中空模塊，其特征在于所述剛性薄板固定在外部增強的纖維外袋上，固定的方式為用與所述外袋同質(zhì)的纖維布通過縫制內(nèi)襯于所述外袋內(nèi)部，或通過內(nèi)插形式固定在所述外袋外部的纖維布上。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種填埋用高強度充氣中空模塊，其特征在于所述剛性薄板為工程塑料網(wǎng)格板、中空格子板、異型板、木材料板材、膠合板、中密度纖維板以及金屬網(wǎng)格板中的一種。
6.根據(jù)權利要求2或3所述的一種填埋用高強度充氣中空模塊，其特征在于固定在外袋纖維布上的相鄰剛性薄板留有間隙，剛性薄板的尺寸d2小于所述中空模塊橫截面在該薄板處的邊長(I1, d2 ^ O. 95屯。
7.根據(jù)權利要求I所述的一種填埋用高強度充氣中空模塊，其特征在于所述氣囊充滿氣后為一個圓柱形；所述氣囊充氣后的長度L1大于所述中空模塊的長度L，L1 = (1.05 I.30) L ;充氣氣囊的橫截面圓的直徑由所述中空模塊的外部幾何尺寸決定，所述中空模塊橫截面的外部周長為C，則氣囊的橫截面圓實際直徑為鞏=(1.03 1.35)D，其中D =C/3. 14。
8.根據(jù)權利要求2所述的一種填埋用高強度充氣中空模塊，其特征在于制成所述氣囊的薄膜為吹塑薄膜、流涎薄膜或壓延薄膜；薄膜材料由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚酯、尼龍或乙烯-醋酸乙烯酯合成樹脂中的任一種樹脂原料生產(chǎn)或由其中兩種以上樹脂原料經(jīng)共擠、共吹生產(chǎn)制得；所述外袋使用的纖維布材料為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯纖維布、高強度無紡布、工業(yè)用滌綸纖維布、尼龍布中的一種縫制而成。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種填埋用高強度充氣中空模塊，其特征在于制成所述氣囊的薄膜厚度為50 250微米；所述纖維布的規(guī)格為100 450克/平方米；剛性薄板厚度為I 5毫米。
10.根據(jù)權利要求I所述的一種填埋用高強度充氣中空模塊，其特征在于所述氣囊設有充氣用的氣嘴，氣嘴用熱封形式固定連接到保護性外袋和氣囊上；充氣中空模塊橫截面為任意多邊型幾何形狀。
全文摘要
本發(fā)明是涉及一種填埋用高強度充氣中空模塊，這種中空模塊由二部分組成即一個具有氣密性優(yōu)良的充氣氣囊和一個高強度的外部保護組合件構成。類似于輪胎的內(nèi)胎和外胎結構組合。適合于建筑施工現(xiàn)場實現(xiàn)現(xiàn)澆混凝土空心化結構用的一種填埋高強度充氣中空模塊；是一種替代目前現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結構里面的輕質(zhì)填充材料和空心管之類的一種使用更方便和運輸更輕便的大跨度空心化材料。
文檔編號E04B5/36GK102953488SQ201210437749
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權日2012年11月6日
發(fā)明者崔躍飛 申請人:華南理工大學