CN103572960A - 一种正交叠层纤维增强的建筑用复合模板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种正交叠层纤维增强的建筑用复合模板及其制备方法，其特征在于以正交叠层的纤维作为增强体，聚氨酯树脂为基体，利用正交叠层纤维在X和Y方向取向和整体连续分布的特点，大大提高了复合模板的抗弯曲强度和抗剪切强度。通过不锈钢柱子上规律开口的连续缠绕技术，保证了纤维结构和分布在压力注模过程中的稳定性，避免了纤维增强材料在压力注模中的移动和变位。

Description

一种正交叠层纤维增强的建筑用复合模板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑模板及其制备方法，特别是涉及一种正交叠层纤维增强的建筑用复合模板及其制备方法。
背景技术
建筑模板是混凝土结构工程施工的重要工具，在现浇混凝土结构工程中，模板工程一般占混凝土结构工程造价的20%～30%，占工程用工量的 30%～40%，占工期的50%左右，因而模板技术直接影响工程建设的质量、造价和效益。
早期建筑施工的模板以木模板为主，使用时必须进行多块木模的组合，再进行混凝土浇灌，等混凝土硬化后再一一卸下。木模板具有使用简单，易于现场加工成型等优点，但木模表面比较粗糙，在使用过程中容易吸收混凝土中的水分以及阳光暴晒下产生变形和翘曲，同时容易损耗，两两相接处无法完全闭合，因此拆除木模后的墙面表面会出现不平坦的混凝土泄露痕迹，必须再进行一层水泥粉刷的程序。
随着高层建筑的发展，金属模板开始大量应用。金属模板具有光滑表面，具有足够的刚性，以确保其不变形或翘曲，钢模可多次利用等优点。但是金属模板价格高，重量大，不易脱模，稍不注意就会导致发生安全事故，特别是摩天大楼的大量兴起，金属模板的安全问题引起了广泛的关注。
近年来，复合模板在建筑业取得了初步的尝试和应用。中国专利[02269691.1]公开了一种建筑用复合模板，以热塑性塑料为上下表面层，中间层由粘结层和加强层组成的复合层，粘结层是粘结性聚乙烯层，加强层是玻璃纤维布层。该复合模板存在的问题：模板采用分层结构，抗弯曲和抗剪切性能差，粘结层容易失效，导致各层发生开裂。中国专利[97202167]公开了一种建筑用模板，该模板由塑料制成，优选的配比是80%的工业塑料与20%的生活塑料相混合，把塑料原料注射到模具中，压制成型。该复合模板存在的问题：模板由于全部是塑料，强度不高，抗弯曲和抗剪切性能差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种正交堆叠纤维增强的建筑用复合轨枕及其制备方法，其特征在于以正交叠层的石英纤维或碳纤维为增强体，聚氨酯树脂为基体，利用正交叠层纤维在X和Y方向的取向和整体连续分布的特点，大大提高了复合模板的的抗弯曲强度和抗剪切强度。
 本发明提供的制备方法，包括下列顺序的步骤：
（1）选用直径d的不锈钢柱子，在上面每隔一定长度L1有规律的开一系列三角小口，如图1所示；
（2）将开口不锈钢柱子固定在不锈钢基座上，柱子间距为L2，不锈钢柱子组成一个长方形形状，并使长度方向的开口和宽度方向的开口错开L1/2的距离，如图2所示；
（3）将连续长纤维按照一定的规律缠绕在不锈钢柱子上，纤维位于开口处，从下往上缠绕，形成一个正交叠层的结构，如图3所示；
（4）对正交叠层的纤维进行表面浸润处理；
（5）室温下，将多异氰酸酯、多元醇和催化剂等原料按照一定比例混合，并进行搅拌，得到聚氨酯混合料；
（6）在模具内腔、不锈钢基座表面、不锈钢柱子上涂脱模剂，并将基座连同正交叠层纤维结构放入模具中，模具预热到40oC；
（7）将聚氨酯混合料经压力装置注入到模具内腔，压力控制在10-20MPa，温度加热至80-100oC，熟化30-60分钟；
（8）冷却脱模，去除不锈钢柱子和基座，得到正交叠层纤维增强的建筑用复合模板。
上述所述制备方法中，直径d为1-5cm；长度L1为0.5-2cm；间距L2为2-10cm。
本发明的有益效果是提供了一种正交叠层纤维增强的建筑用复合模板及其制备方法，利用正交叠层纤维在长度方向（X）和宽度方向（Y）取向和整体连续分布的特点，以正交叠层纤维作为增强体，以聚氨酯树脂为基体，所制备的复合模板具有优异的抗弯曲强度和抗剪切强度，克服了普通复合模板抗剪切和抗弯曲强度低的不足。通过不锈钢柱子上规律开口的连续正交缠绕技术，保证了纤维结构和空间分布在压力注模过程中的稳定性，避免了纤维增强材料在压力注模中的移动和变位。
附图说明
图1为不锈钢柱子示意图，其1为开有规律小口不锈钢柱子；
图2为柱子和基座示意图，其中1为不锈钢柱子，2为长方形基座；
图3为正交叠层纤维结构示意图，其中1为不锈钢柱子，3为X方向纤维，4为Y方向纤维；
具体实施案例
实施例1：一种正交叠层玻璃纤维增强的建筑用复合模板及其制备方法：
（1）选用直径2cm的不锈钢柱子，在上面每隔一定长度1cm有规律的开一系列三角小口；
（2）将开口不锈钢柱子有规律的固定在不锈钢基座上，管子间距为2cm，不锈钢柱子组成一个长方形形状，并使长度方向的开口和宽度方向的开口错开1cm的距离；
（3）将连续长玻璃纤维按照一定的规律缠绕在不锈钢管子上，玻璃纤维固定于三角开口处，从下往上缠绕，形成一个正交叠层的结构；
（4）对正交叠层的玻璃纤维进行表面浸润处理；
（5）室温下，将多异氰酸酯、多元醇和催化剂等原料按照一定比例混合，并进行搅拌，得到聚氨酯混合料；
（6）在模具内腔、不锈钢基座表面、不锈钢柱子上涂脱模剂，并将基座连同正交叠层玻璃纤维结构放入模具中，模具预热到40oC；
（7）将聚氨酯混合料经压力装置注入到模具内腔，压力控制在10-20MPa，温度加热至80-100oC，熟化30-60分钟；
（8）冷却脱模，去除不锈钢管子和基座，得到正交叠层玻璃纤维增强的建筑用复合轨枕。
以上实施案例仅为例示说明作用，而不应解释为本发明实施的限制。

Claims (6)

1.一种正交叠层纤维增强的建筑用复合模板，其特征在于以正交叠层的纤维为增强体，以聚氨酯树脂为基体。
2.依据权利要求书1所示的复合模板，其特征在于纤维可以是玻璃纤维，也可以是碳纤维。
3.一种正交叠层纤维增强的建筑用复合模板的制备方法，其特征在于通过以下技术方案实现：
（1）选用直径d的不锈钢管子，在上面每隔一定长度L1有规律的开一系列三角小口；
（2）将开口不锈钢柱子固定在不锈钢基座上，管子间距为L2，不锈钢柱子组成一个长方形形状，并使长度方向的不锈钢开口和宽度方向的开口错开L1/2的距离；
（3）将连续长纤维按照一定的规律缠绕在不锈钢管子上，纤维位于开口处，从下往上缠绕，形成一个正交叠层的结构；
（4）对正交叠层的纤维进行表面浸润处理；
（5）室温下，将多异氰酸酯、多元醇和催化剂等原料按照一定比例混合，并进行搅拌，得到聚氨酯混合料；
（6）在模具内腔、不锈钢基座表面、不锈钢柱子上涂脱模剂，并将基座连同正交叠层纤维结构放入模具中，模具预热到40oC；
（7）将聚氨酯混合料经压力装置注入到模具内腔，压力控制在10-20MPa，温度加热至80-100oC，熟化30-60分钟；
（8）冷却脱模，去除不锈钢柱子和基座，得到正交叠层纤维增强的建筑用复合轨枕。
4.依据权利要求书3所示的制备方法，其特征在于不锈钢柱子直径为1-5cm。
5.依据权利要求书3所示的制备方法，其特征在于不锈钢柱子开口间距为0.5-2cm。
6.依据权利要求书3所示的制备方法，其特征在于不锈钢柱子间距为2-10cm。
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