（农业生物环境与能源工程专业论文）玻璃钢模板在房屋建筑施工中的应用研究.pdf

摘要 玻璃钢模板在房屋建筑施工中的应用研究 农业生物环境与能源工程专业硕士研究生钟小平 指导教师鲍安红副教授 摘要 模板是混凝土的成型模具，是现浇混凝土结构工程的重要组成部分。目前应用较多的圆 柱模板有钢模板、木模板。这两种模板均存在不足，如钢模板自重大、拼缝多、易漏浆、费 用高：木模板易磨损、易变形，拼缝多导致平整度差，现场制作和拼装比较复杂，重复使用 次数少等。玻璃钢作为一种新型模板材料，具有良好的力学性能，接缝少，施工方便、不需 要复杂的外部支撑体系，周转使用次数多等优点，在清水混凝土圆柱施工中具有很大的优越 性。但是目前国内还没有完善的施工技术作指导，因此对玻璃钢圆柱模板的性能、施工技术 进行研究具有重要的理论意义和应用价值。 本文就目前常见玻璃钢材料的主要力学性能，如拉伸性能、弯曲性能和冲击性能进行试 验研究，并就材料的巴氏硬度进行测试。对比分析试验结果，发现酚醛g f r p 的综合性能最 差；环氧g f r p 与不饱和聚酯g f r p 的抗拉强度、弯曲强度大致相当，而前者的巴氏硬度达 到1 0 8 7 h b a ，有较好的耐磨性；后者巴氏硬度只有环氧g f r p 的一半，但抗冲击性能最好， 达1 6 9 4 i c m 2 。因此提出了圆柱模板用玻璃钢材料宜选用环氧玻璃钢和不饱和聚酯玻璃钢； 又对比两者的加工性能和价格，提出以无碱玻璃纤维布作增强材料、不饱和聚酯树脂作为模 板的基体材料，仅在模板内侧用环氧树脂以增加模板的耐磨性。 本文利用流体力学原理作为玻璃钢圆柱模板设计的基本原理，就模板的厚度、高度以及 柱帽进行设计，指出圆柱直径与模板厚度的关系，并提出适当的选择范围。通过抗拉强度试 验研究，发现玻璃钢圆柱模板具有较好的力学性能，能够满足圆柱施工的要求。玻璃钢模板 的封边采用角钢作为封边材料，利用螺栓将两片角钢连接起来，但在闭合时两角钢之间会产 生较人的挤压力，若该挤压力过大，则会将封边处的玻璃钢材料剪断，因此本文对角钢的夹 角进行放人设计以满足封边处的连接要求。 本文在总结现有圆柱模板施工工艺的基础上，结合玻璃钢模板的特点，提出了玻璃钢圆 柱模板的施工工艺，包括柱体、柱帽模板的安拆施工工艺和梁柱接头处的拼装工艺。通过在 天王星商务楼工程b 区、d 区和重庆刚光1 0 0 国际d 1 2 工程中的应用，验证了玻璃钢圆柱模 板旅工工艺的可行性和它在圆柱施工中的优越性：工程质量能够达到清水混凝土的要求，能 够提高2 3 倍的工效，可节省7 0 - - - , 9 0 元7 m 2 ( 按侧面积计算) 的造价。此外，玻璃钢圆柱 模板不消耗木材，减少对环境的危害，具有很好的环保效益，符合可持续发展的要求。 综上所述，玻璃钢圆柱模板选用无碱玻璃布作增强材料，不饱和聚酯树脂作基体材料， 环氧树脂作模板内侧表层基体材料；将流体力学原理作为玻璃钢圆柱模板的设计原理；实践 证明玻璃钢圆柱模板具有很好的质量、经济和社会效益，是值得广泛推广的新型模板材料。 关键词：玻璃钢圆柱模板力学性能施工 两雨大掌帧十宁何论文 r e s e a r c hu p o nt h ea p p l i c a t i o no fg f r p t e m p l a t eo nb u i l f f i f i gc o n s t r u c t i o n z h o n g x i a o - p i n g s o u t h w e s tu n i v e r s i t y ，c h o n g q i n g ，4 0 0 715 a bs t r a c t t h et e m p l a t ei sac o n c r e t em o l d i n g ，a ni m p o r t a n tp a r to ft h ec a s t i n s i t uc o n c r e t es t r u c t u r e c u r r e n t l yt h em a j o rc y l i n d r i c a lt e m p l a t e sa r es t e e lf o r m w o r k ，a n dw o o dt e m p l a t e h o w e v e r , b o t ho f t h e ma r ed e f i c i e n t ，f o re x a m p l e ，t h es t e e lf o r m w o r kl i f t st h em a j o rd i f f i c u l t i e s ，f l a t - f e l l 锄，c o s t sa l o t ；m e a n w h i l e ，t h ew o o d e nf o r mi se a s yt ow e a ra n dc h a n g e ；t h ef l a t - f e l ls e a mc a u s e st h eb a d f l a t n e s s ；a n dt h ef i e l df a b r i c a t i o ni sm o r ec o m p l e x ，s u p e rh i g h e r a st h en e wt e m p l a t em a t e r i a l s ， f r ph a sg o o dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ：t h ec o n s t r u c t i o ni sc o n v e n i e n t ；t h ej u n c t u r ei st e s sc o m p l e x ；i t d o e sn o tu s ec o m p l i c a t e de x t e r n a ls u p p o r ts y s t e m ，e t e i th a sag r e a ts u p e r i o r i t yi nt h ea s - c a s t - f i n i s h c o n c r e t ec o n s t r u c t i o n b u tt h e r ei sn op e r f e c td o m e s t i cc o n s t r u c t i o nt e c h n i q u et og u i d ep r e s e n t l y , s o t h er e s e a r c ht ot h ec o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g ya n dp e r f o r m a n c eo ff r pc y l i n d r i c a lt e m p l a t eh a sa l l i m p o r t a n tt h e o r e t i c a ls i g n i f i c a n c ea n da p p l i c a t i o nv a l u e t h i sp a p e ri sg o i n gt os t u d yt h em a i nm e c h a n i c a lp r o p e r t i e so ft h eg l a s sf i b e rr e i n f o r c e d p l a s t i cm a t e r i a l s ，s u c ha sm a i nt e n s i l ep r o p e r t i e s ，b e n d i n ga n di m p a c tr e s i s t a n c ep r o p e r t i e s ，a n da l s o t o t e s tt h ep a ph a r d n e s so ft h em a t e r i a l s c o n t r a s ta n a l y s i so ft e s tr e s u l t s ，w ec a l lf i n dt h a tt h e c o m p r e h e n s i v ep e r f o r m a n c eo fg f r pp h e n o l i ci st h ew o r s t ；a n dt h et e n s i l es t r e n g t h ，b e n d i n g s t r e n g t ho ft h ee p o x yg f r pa r ee q u i v a l e n tt ot h eu n s a t u r a t e dp o l y e s t e rg f r p , b u tt h ef o r m e rh a s a h i g h e ri n d e xo fp a ph a r d n e s s ，1 0 8 7 a n dab e t t e rw e a r a b i l i t y , t h el a t t e rd r o p sah a i f , i n s t e a do fa b e t t e ri m p a c t - r e s i s t a n c e - 1 6 9 4 t h e r e f o r et h i sp a p e rp u t sf o r w a r dt h ec o n c l u s i o nt h a tt h eg l a s sf i b e r r e i n f o r c e dp l a s t i cm a t e r i a l si sa p p r o p r i a t et ot h ee p o x yf i b e r g l a s s ，b u tn o tt h eu n s a t u r a t e dp o l y e s t e r f i b e r m o r e o v e r , a c c o r d i n gt ot h ec o n t r a s tb e t w e e nt h ep e r f o r m a n c ea n dp r i c e so ft h e m ，t h i sp a p e r p u t sf o r w a r dt h a ti ts h o u l du s en o n a l k a l if i b e r g l a s sc l o t ht om a d et h es t r e n g t h e nm a t e r i a l s ，a n du s e t h eu n s a t u r a t e dp o l y e s t e rr e s i na sas u b s t r a t et e m p l a t e ，a sw e l la su s i n gt h ee p o x yr e s i nt oi n c r e a s e t h er e s i s t a n c eo ft h et e m p l a t ei nt h ei n n e rs i d eo n l y t h i sp a p e ri sg o i n gt oa d o p tt h ef l u i dm e c h a n i c sa st h eb a s i cp r i n c i p l eo ft h ef r pc y l i n d r i c a l t e m p l a t ec o n s t r u c t i o n ，s oa st op u tf o r w a r dt h ea p p r o p r i a t es e l e c t i o ns c o p eo ft h et h i c k n e s sa n dt h e h e i g h t ，t h ec o l u m nh o o p ，d e s i g n ，s ，a sw e l la st h er e l a t i o n s h i po fc o l u m nc a pc y l i n d e rd i a m e t e r sa n d t h et h i c k n e s so ft h et e m p l a t e t h r o u g ht h ee x p e r i m e n t so ft h et e n s i l es t r e n g t h ，t h i sp a p e rf i n d st h a t h 冲c y l i n d r i c a lt e m p l a t eh a sg o o dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ，w h i c hc a ns a t i s f yt h er e q u i r e m e n to f c y l i n d r i c a lc o n s t r u c t i o n t h es e a l i n go fs i d eo ff r pt e m p l a t ea d o p t sa n g l ei r o n ，a n dc o n n e c t st h e t w oa n g l e sw i t hb o l t ，b u tt h ee x t r u s i o np r e s s u r ew i l lb ep r o d u c e di nt h ec l o s e d i ft h ee x t r u s i o n p r e s s u r eo v e rs i z e s ，i tw i l ls h e a rt h ef r pm a t e r i a l si nt h es e a le d g e s ot h i sp a p e rc u t st oe n l a r g et h e a n g l eo fa n g l ei r o nt os a t i s f yt h ed e s i g no fs e a l i n gs i d e h a b s t r a c t 皇曼! ! 舅皇皇曼曼曼曼曼曼皇曼曼舅曼皇蔓! - i i 曼量曼皇曼曼皇曼鼍曼曼曼! 曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼! 曼! 曼曼曼曼! 曼! 曼笪曼曼! 曼鼍曼曼曼曼 b a s e do ns u m m a r i z i n gc u r r e n tt e m p l a t ec o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g yo fc y l i n d e rt e m p l a t e ，a n dt h e c h a r a c t e r i s t i c so ff r pt e m p l a t e 。t h i sp a p e rp u t sf o r w a r dt h ec o n s t r u c t i o np r o c e s so ff r p c y l i n d r i c a l t e m p l a t e ，i n c l u d i n gt h ed e m o l i t i o nc o n s t r u c t i o np r o c e s sa n dt h ea s s e m b l yp r o c e s sw i t h i nr e i n f o r c e d o fc o l u m na n dc o l u m nc a pt e m p l a t e t h r o u g ht h ea p p l i c a t i o no ft h eb u s i n e s sb u i l d i n gp r o j e c t si n u r a n u sa r e aba n dda r e aa n dc h o n g q i n gs u n n y1 0 0i n t e r n a t i o n a l ，i tp r o v e st h ef e a s i b i l i t ya n d s u p e r i o r i t yo fc o n s t r u c t i o ni nc y l i n d e r , a n dt h ee n g i n e e r i n gq u a l i t yc a nr e a c ht ot h er e q u i r e m e n to f a s - c a s tc o n c r e t e ，w h i c hi m p r o v e st h ee f f i c i e n c yo f2 - 3t i m e s ，a n ds a v e sa 7 0 - 9 0y u a n m 2i nt h e c o s to fl a t e r a la r e a i na d d i t i o n ，t h ef r pc y l i n d r i c a lt e m p l a t e sd o n tc o n s u m ew o o d ，r e d u c e st h e h a r mo ne n v i r o n m e n t ，h a sg o o de n v i r o n m e n t a lb e n e f i t s ，a n di si na d d i t i o n ，t h ef r pc y l i n d r i c a l t e m p l a t e sd o n tc o n s u m ew o o d ，r e d u c et h eh a r mo ne n v i r o n m e n t ，h a v ev e r yg o o de n v i r o n m e n t a l b e n e f i t s ，a n di si na c c o r dw i t ht h er e q u i r e m e n to fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t t os u mu p ，t h ep r a c t i c eh a sp r o v e dt h a tf r pc y l i n d r i c a lt e m p l a t ei san e wt e m p l a t em a t e r i a l ， w h i c hh a sv e r yg o o dq u a l i t y , e c o n o m i ca n ds o c i a lb e n e f i t s ，a n di ti sw o r t h p o p u l a r i z i n gw i d e l y k e y w o r d s ：g f r p ；c o l u m n ；t e m p l a t e ；m e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ；c o n s t r u c t i o n 独创性声明 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加 了特别标注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同 仁在文中作了明确说明并表示衷心感谢。 学位论文作者：房中，卜干 签字日期：二护。年歹月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院( 筹) 可以将学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：蛳保密， 口保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：房中、l 坪 导师签名：钆彦札 签字日期：切，口年么月6 日签字日期：洳，o 年占月参日 第1 章文献综述 曼_n,i rni 曼! 曼曼皇曼! 曼! 曼曼曼曼曼! 曼曼曼! ! 曼! 曼 第1 章文献综述 模板是混凝土的成型模具，是现浇混凝士结构工程的重要组成部分。模板工程在国内外 已有相当长的发展历程，它作为混凝土建筑工程中不可或缺的环节，它伴随着混凝土施工技 术的进步而发展。不管是现浇混凝士构件的制作，还是预制混凝土构件都必须采用模板，模 板上程量大，耗费的材料和劳动力都较多，在混凝士结构工程中，模板费用所占比例较大。 有统计数据表明：国外的模板工程造价约占结构造价的2 8 3 3 ，国内平均为2 5 3 0 。 模板约占混凝士结构工程劳动量的3 0 3 5 ；工期约占混凝士结构工程工期的5 0 6 0 ： 模板又是混凝土结构工程表面质量的关键。因此，模板的设计与组装工艺在混凝土的施工中 有着不容替代的重要地位。创新模板新技术，推广和发展新型模板产品，形成具有中国特的 的新型模板体系，对提高我国建筑施工技术水平有着深远的意义，同时对节约木材、节省能 源，保护我国的生态环境也有着不可忽视的影响。 1 1模板工程的发展概况 1 1 1 国外模板工程的发展 ( 1 ) 从模板形式看 最早出现的混凝十模板是采用木制散板，它由面板和支撑系统组成，根据结构形状拼装 成混凝士的成型模板，这种模板装拆耗费大量的时间和人工，且拆模后为一堆散板，几乎不 能重复利用，材料损耗很大。目前应用较少，主要在乡村修建住房时偶尔采用。 2 0 世纪初，开始出现了装配式定型木模板【2 1 。这种模板的显著特点是它可以根据工程的 需要，首先设计出一套具有不同尺寸的定型模板，再由加工单位进行批量生产，然后在施工 前先按结构型式，预先做出配板设计，最后在现场按配板图进行拼装，拆模后模板还可继续 周转使用旧1 。因为这种装配式定型木模板适合工厂批量生产，可降低生产成本，且现场拼装速 度快，可缩短工期，因此目前在一些地方仍然被继续采用。 5 0 年代后半期，法国等西方国家开始出现了人型模板h 1 ，在人块模板的搬动、安装和拆 除等作业中，传统的人工操作逐渐被机械操作所替代，并开始采用流水法进行施工，劳动效 率得到相当大的提高，由于大型模板的使用不仅可以节省劳动力，还能显著地缩短施工工期， 因此这种模板的施工方法在欧洲各国得到很快的酱及和发展。 6 0 年代开始，出现了组合式定型模板哺1 。这种模板是通过对原有的装配式定型模板加以 改进得到的，加之合理运用配套的拼装附件，可以拼装成不同尺寸的大型模板怕1 。这种模板采 用了模数制设计，可通过板块的组合得到各种尺寸的大模板，拼装灵活，可一次拼装也可重 复使用，使用范同更广，与原有尺寸同定的大型模板相比具有一定的优越性，目前已经成为 混凝士工程中最主要的模板形式。 ( 2 ) 从模板材料看 最早的模板是使用木材制作的。到了1 9 0 8 年美国最先使用钢模板盯1 ，并很快传入其他国 家。钢模板的发展经历了一个漫长的历程。起初发展很慢，到6 0 年代初，钢模板的优越性在 工程的大量应用中才逐渐展现出来。紧接着一些企业开始对钢模板的设计、制作和管理等问 题进行研究，使得钢模板得剑了快速的发展，从而在建筑 程中火量应用旧3 。1 9 6 4 年，美国 两南大学硕十学何论文 又研制出铝合金模板，但因其价格过高，至今仍未得到广泛使用。 对木胶合板模板的应用最早出现在欧美等国；它是通过酚醛树脂薄膜覆面进行处理，具 有加工方便、板面大、材质轻、可多次重复使用等优点。因为胶合板式模板在工程应用中还 存在一些问题末解决，所以尽管在1 9 5 6 年木质胶合板模板就已经出现在日本的工程应用中， 然而直到1 9 6 5 年后才得到广泛应用。目前，在工业发达国家，木胶合板模板和钢框木胶合板 模板已经成为应用最广泛的模板形式，施工使用面约占6 0 1 9 o 由a b s 树脂制作的塑料模板曾在6 0 年代中期在日本的建筑工程中得到过应用。这种模板 具有重量轻、表面光滑、耐腐蚀、易于脱模等优点。该模板还能根据设计需要，形成独特的 混凝土形状0 1 ，但因存在刚度小、强度低、价格比较高等缺点未能得到大量应用。目前仍被 采用的塑料模板有：装饰混凝土表面的塑料衬模、双向密肋楼板浇筑的塑料模壳和各种具有 特殊用途的塑料模板。 1 1 2 国内模板工程的发展 ( 1 ) 从模板形式看 6 0 年代初期，我国各项建设飞速发展，造成了林木资源严重短缺，而传统的木质散板和 定型木模板已不能满足生产的需求，于是国家果断提出了“以钢代木”，着力于发展钢模板。 尤其是1 9 6 3 年冶金部曾在马鞍山召开钢模板现场鉴定会，会上对钢模板的加工制作和使用等 进行了交流和总结。刚开始，钢模板的旅工方法完全仿效木模板，并没有完全发挥出自身 的特点。但经过各个单位不断研究改进，通过大量的试验和工程实践，使得我国的钢模板技 术取得了长足的进步。钢模板与传统的木模板相比，在强度、刚度、耐久性以及与混凝土的 成型质量等方面，都有很大的优势。正因为如此，仅用了短短1 0 年时间，钢模板得到了广泛 的应用。 8 0 年代初期，组合钢模板也开始在大范围内使用，钢模板的规格品种更是多达1 0 0 多种。 钢模板在基础、梁、板、柱和墙等各种构件和构筑物的旌1 二中大量地被使用，并已无可争议 地成为了我国建筑施工中最主要的模板形式之一。但钢模板自身也存在着不足u 们：第一，钢 模板一次性投资过大，一套组合钢模板常常需周转使用5 0 多次以后，成本方能收回。而很多 施工单位由于管理不到位等多方面的原因，使得钢模板的使用次数仅为2 0 - 3 0 次，使钢模板 的经济效益变得很低。第二，通过钢模板浇注成型的混凝土表面比较光滑，粘着性能差，在 表面抹灰装饰时，往往还需要进行凿毛处理，从而使投资增大。第三，钢模板重量比较大， 施下时往往不易操作，并且如果是板块较小的钢模板，拆模后其拼缝会比较多。 改革开放后，我国也从国外引进了一系列的胶合板模板，在1 9 8 1 年南京金陵饭店工程中， 首次用到了胶合板模板，并取得了相当不错的效果n 引。1 9 8 7 年，青岛华林胶合板有限公司引 进芬兰劳特公司的生产设备和技术，开始生产酚醛覆膜木胶合板模板。青岛瑞达模板公司利 用这种胶合板为面板，开发出了钢框胶合板模板n3 。这种新型模板刚一面世，即受到有关政 府部门的高度重视，曾被喻为第三代模板，在国内许多建筑工程中使用，大有将全面取代组 合钢模板的趋势。不过，我国是个林木资源匮乏的国家，这导致了醛覆膜木胶合板模板的成 本会比较高，高昂的成本使得许多施：【= 企业很难接受，这就严重制约了醛覆膜术胶合板模板 在我国的广泛使用。 第1 章文献综述 皇量曼皇舅曼曼舅i 一一一一i 一, 一, 一一一i i i l i i i 曼皇曼皇曼曼! 寡 1 9 8 2 年前后，上海、江苏、大津等地开始推广使朋塑料平面模板。塑料模板不仅有表面 光滑、易于脱模、重量轻、耐腐蚀性好和回收率高等优点，而且它有较大的设计自由度，可 加工成各种形状、花纹的异形模板，这使得它能满足多方面的需求，一时间在多个工程中采 用。但塑料模扳的缺点也很明显，它强度和刚度都比较低，耐热性和耐久性也都较差，尤其 是它的价格也偏高，最终也未能在全国范围内得到广泛使用。如今，塑料模壳在双向密肋楼 板工程中仍有使用”“。 1 9 8 7 年，四川省和浙江省的竹胶合板企业开始将竹胶合板作为建筑模板使用。1 9 8 9 年8 月由冶金部建筑研究总院牵头，包括上海市建筑施工研究所等科研、生产、施工和管理等1 8 家单位组成的钢竹模板研制组对竹胶合板的结构性能、生产工艺、表面处理等方面进行了大 量研究，大大改善了竹胶合板的性能，同时又建立了几十条生产线，在四川、浙江、江苏、 上海等地的数十项模板工程中应用，取得了良好的经济效益n 引。1 9 9 2 年1 0 月，竹胶合板通 过了由建设部、物资部和冶金部联合主持的科技成果鉴定，该项成果于1 9 9 3 年被国家科委批 准为国家级科技成果重点推广计划u “3 ；1 9 9 4 年又被建设部、冶金部列为科技成果推广 项目。经过各个单位和部门的努力，较人地提升了竹胶合板模板的产品质量，其在建筑工程 中也得到了相当的重视和广泛的应用“。 竹胶合板是我国自主研制的新型模板，它是以竹席为表、背面层材料；以奇数层纵横交 错组坯的竹帘为芯层材料，再经热压胶合而成。竹胶合板不仅物理力学性能较好，并且强度、 刚度和硬度都较木材高，而其伸缩率、吸水率又都低于木材，同时竹胶合板正可以充分利用 我国丰富的竹林资源隅“，此外竹胶合板富有弹性，兼有耐磨、耐冲击等优点，其使用寿命 较长，能多次周转使用。 但总体上来说，竹胶板模板只能算中低档水平的产品，其存在的问题主要有厚薄不均、 板面有凹陷或是麻点、表面色差大、存在不同程度的开胶等缺陷。大部分只能周转使用2 0 次左右，若管理不当，使用次数会变得更少，而根据国外工程经验，竹胶合板模板可以周转 使用1 0 0 次左右”“。 1 9 8 5 年，北京市第二建筑公司在北京建造了几幢多层住宅试验楼模板工程中应用了美国 c o n t e e h 铸铝合金模极。紧接着，北京铸铝制品厂与北京市第二建筑公司合作，在研究和学 习了美国的c o n t e e h 铸铝合金模板后，自主研制成功了稀土铸铝合金模板，并于同年1 2 月通 过了市级鉴定“。稀土铸铝合金模板与钢模板有着许多类似的地方，不过重量仅为钢模板的 二分之一，装拆、搬运起来非常方便，也更容易加工成尺寸较大的模板。此模板还能挤压成 型，得到合理的断面形式。只是作为原材料的铝价格昂贵，故而一次性投资也很高，所以始 终未能大量推广应用。 1 9 8 7 年，广东省建筑科研设计所研制的中密度纤维板模板取得了成功，并由三联建筑模 板有限公司投入生产”。该模板的优点有：首先，因模板表面涂布了一层纤维布，于是模板 承载力和防水性能得剑大幅提升；其次，其脱模后混凝土表面质量好；最后，模板面积较大， 而重量却很轻，使得在实际应用时很方便”。尽管其优点很突出，但它的缺点也不容忽视， 中密度纤维板自身强度、刚度较低，防水性较差，因此模板使用寿命不长哺1 。在一些工程施 工中应用之后，并未被推广应用。 进入9 0 年代后，国内一些人造板企业研制了素面术胶合扳模板。这种模板表面不需要作 3 两南大学硕十学何论文 覆面处理，价格较低廉，因此在许多重点二i ：程和示范上程中应用，都取得了不错的效果1 。 可是由于表面朱经覆膜处理，模板一般只能使用6 7 次，又不能用作钢框胶合板模板的面板， 严重制约了它的发展。 上世纪末，本世纪初，玻璃钢模板已被越来越多的施工企业采用，它是以玻璃纤维布为 基材，不饱和聚酷树脂为粘结剂，最后经过模具加工的一种模板。它具有自重轻，施工便利、 易脱模、表面光滑、易成型、加工制作简单、强度高和可多次重复使用等诸多优点哺一。玻 璃钢模壳和小曲率圆柱模板是玻璃钢模板应用最多的两种形式。 ( 2 ) 从模板材料看 就国内的模板材料而言，传统的模板材料是木材，传统的支模方法是就地加工，散拆散 支。8 0 年代后，我国建设步伐加快，现浇钢筋混凝土结构得到迅速发展，模板需求量大增。 随着钢材、木材价格的不断上涨，不少单位研发出了多种人造材料的模板幢，在工程中得到 了不同程度的应用，取得了不错的经济效益。 同时，组合钢模板也发展得较快，在3 5 年内就成了模板工程中的新星，占现浇钢筋混 凝土模板总用量的7 0 以上，施工现场也随之变化，人们称之为模板技术的更新换代。1 0 多年来，组合钢模板为建筑技术的发展做出卓越的贡献。但是，在工程应用中也暴露出组合 钢模板的一些缺点，如钢模板块体面积小，装拆效率低，混凝土表面不平，难以达到清水混 凝土的要求等嵋一。 为了弥补组合钢模板的不足。我国从国外引进了胶合板，并结合自身竹材资源丰富的特 点，自主研发出了竹胶合板，其物理力学性能均优于木胶合板，因此，我国的竹胶板完全可 以取代木胶合板作建筑模板旧1 。 建设部1 9 9 4 年印发的建筑业重点推广应用1 0 项新技术的文件中，也强调要推广应用钢 框竹( 木) 胶合板模板。到了1 9 9 5 年，钢框胶合板模板占到了模板总用量的1 0 左右1 。但1 9 9 7 年以后，钢框胶合板模板自身无法克服的缺陷暴露了出来，如竹胶板面板质量太差，一般只 能周转使用1 0 - 2 0 次就发生分层、开胶，很难达到4 0 次以上。此外，由于面板质量差，钢 框质量也无法达到要求旧1 。 近几年，各地的一些模板公司对玻璃钢模板的研究越来越多，如台湾等地研发出了适用 于梁、墙柱等部位的玻璃钢模板。由于墙体混凝土在模板上产生较大的侧压力，所以常采用 型钢做模板框，与玻璃钢面板复合而成，楼板部位的模板所受的压力较小，可用玻璃钢模板 作面板和纵横肋。玻璃钢模板因其强重比较大，可以加工成较大面积的面板，装拆速度快， 能有效提高施工速度。目前玻璃钢制品主要有玻璃钢模壳和小曲率圆柱模板。 1 2 我国模板工程的施工工艺现状 现浇混凝土结构的建筑物和构筑物在柱子施工过程中，当采用传统的施工模式和模板材 料时，其安装工序一般为：找平一放线一柱模预拼装一涂刷隔离剂一柱筋绑扎一柱筋隐检一 预埋线管、线盒一设置定位筋一模板吊装定位一柱模吊装定位一禁固对拉螺栓一调整模板垂 直度一搭设稳定支架或斜撑一检验校正一固定模板；柱子模板拆除工序为：拆除对拉螺栓一 拆除支撑钢一脱模吊运一模板清理一涂刷隔离剂一堆放备用。 这种传统的施工模式需要搭设脚手架，常用的脚手架材料为钢材、木板和部分其他板材， 4 第1 章文献综述 因此施工阶段对木材、钢材和各类板材的消耗量很大，这些材料的周转使剧次数一般只有三 次，所以每使用一次至少需要补充三分之一的新材。木材的大量消耗将对我国原本就不富裕 的林业资源造成更大的空缺。模板制作安装与拆除的工程量都比较大，耗工时多，模板易被 损坏，被损坏的模板且被损坏的模板不能再次使用，增加生产成本。传统的施工模式还会导 致混凝土表面毛糙、不平整，使得后期装饰装修耗工耗料，特别是采用木模板、钢模板对圆 柱模板进行施工时，常会出现混凝土表面不够光滑平整、蜂窝麻面、漏浆等质量问题。 1 3 玻璃钢模板概述 1 3 1 玻璃钢的概念与特点 玻璃钢，也称玻璃纤维增强塑料( f i b e r g l a s sr e i n f o r c e dp l a s t i c s ( 简称f r p ) ，或称g l a s s r e i n f o r c e dp l a s t i c s ( g r p ) ) ，也称纤维强化塑料g l a s sf i b e rr e i n f o r c e dp l a s t i c s ( g f r p ) ，是以玻璃 纤维或其制品( 玻璃布、带、毡、纱等) 作增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料， 由于其强度相当于钢材，又含有玻璃组分，也具有玻璃那样的色泽、形体、耐腐蚀、电绝缘、 隔热等性能，故俗称“玻璃钢”嗽1 。 玻璃钢是一种发展较早的复合材料，也是一种兼具结构和功能性能的新型建筑材料。与 金属或其他无机材料相比较具有非常明显的特点，主要特点如下幢3 崩1 ： ( 1 ) 轻质高强 玻璃钢是一种轻质材料，其相对密度在1 5 - - 一2 o g c m 3 之间，只有碳素钢的1 4 1 5 ， 但其拉伸强度却接近，甚至超过碳素钢，而比强度与高级合金钢相当。某些环氧玻璃钢的拉 伸、弯曲和压缩强度均能达到4 0 0 m p a 以上。 ( 2 ) 耐腐蚀性能好 玻璃钢具有良好的耐腐蚀性，对大气、水和一般浓度的盐、酸、碱以及多种油类和溶剂 都有较好的抵抗能力，已经在一定程度上取代碳素钢、不锈钢、木材和有色金属应用于化工 防腐的方方面面。 ( 3 ) 减振性好、抗疲劳性能好 基体界面有吸震能力，减振性好。破坏是逐渐发展的，破坏前有明显的征兆。纤维与基 体的界面能有效阻j i ：裂纹的扩展，其疲劳极限可达拉伸强度的7 0 8 0 曙副。 ( 4 ) 热性能良好 玻璃钢的热导率低，室温下为1 2 5 1 6 7 灯( m h 七) ，只有金属的1 1 0 0 1 1 0 0 0 ，是 优良的绝热材料。 ( 5 ) 可设计性好、工艺性优良 玻璃钢是由树脂和纤维等增强材料按照一定的组份配比，采用合适的铺设方法加工而成 的，因此可以根据需要灵活地选择组成材料和铺设方法，设计出各种结构产品来满足使用条 件和环境要求的产品。其成型工艺简单，可根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活 地选择成型上艺；可一次成型，经济效益突出，尤其是对形状复杂、不易成型的数量少的产 品，工艺的优越性更加突出。 1 3 2 玻璃钢模板的特点 5 两南大学硕十学何论文 玻璃钢模板是采用无碱玻璃纤维布作基材，不饱和聚酷树脂为粘结剂，利刚模具加工的 一种新型模板。它克服了传统定型钢模板、木模板在拼装上难以解决的问题。其特点如下： ( 1 ) 平整度高、接缝少，竖向拼缝接触紧密不漏浆。 玻璃钢模板可以一次性达到通高，仅在竖向上有一道接缝，与混凝土之间不易粘结，浇 筑出来的混凝土无横向接缝、圆度准确、表面光滑平整，垂直度误差小、 ( 2 ) 材料本身的力学性能好。 玻璃钢模板的强度高、自重轻，仅有3 5 5 4 n m m 3 ，5 m 高的圆柱模板两人就能抬动， 且韧性好、耐磨性能好。 ( 3 ) 不需要复杂的外部支撑体系。 模板只要在接口处( 边肋) 用角钢加螺栓固定好后，以钢丝缆风绳一端拉住柱筋上端， 另一端固定在浇筑好了的混凝土楼板上，不需另设柱箍和搭设支撑架即可保证玻璃钢圆柱模 板的垂直度。 ( 4 ) 施工方便，可周转使用次数多。 模板易于加工，装拆方便、由于按照每层柱子净高加工，一次性封模，可显著提高工效。 模板拆除后便于清理和维修。玻璃钢模板的耐磨性好，模板拆除后可重复利用次数多。 1 3 3 玻璃钢模板的应用现状 与传统模板相比，玻璃钢模板很好地解决了圆柱的定型模板、木模板拼装上难以解决的 问题，且材料轻，浇筑的混凝土具有很好的清水效果，因此玻璃钢模扳在圆柱的施工中逐步 得到运用。 北京金融活动中心f 7 、9 大厦结构工程中采用3 m m 厚无胎平板玻璃钢模板施工钢筋混凝 土圆柱约2 0 0 0 个( 圆柱直径5 0 0 - - l l o o m m ) ，比普通钢模板提高工效近3 倍，施工简便，节 约费用约1 4 2 5 万元，圆柱混凝土观感好，成型精度高，对提高施工速度及施工质量有显著的 意义陆1 。 郑州薛店机场候机楼工程共有f8 0 0 m m 、f1 0 0 0 m m 钢筋混凝士圆柱4 7 6 根，最高的柱达 3 0 余米，均用玻璃钢圆柱模板施工，节省费用1 3 6 万元，全部模板平均周转3 0 余次，尚可 继续使用；若使用术模包铁皮圆柱模板，需摊销木模板的价值为4 6 5 万元，玻璃钢圆柱模板 节约费用3 2 9 万元。郑州市百货大楼扩建工程，共有f 5 0 0 f1 0 0 0 m m 钢筋混凝十圆柱3 7 2 根。由于该工程利用了郑州薛店机场候机楼用过的部分玻璃钢圆柱模板，只补充订购了1 6 套 圆柱模板、3 6 延米，费用为8 6 4 5 元，比木模节约模板费用3 8 7 8 9 元 2 7 1 0 国家大剧院的舞台乐池、戏剧院及南侧入口处部分工程中采用无胎平板玻璃钢模板，这 部分混凝土圆柱的尺寸有7 0 0 m m 、8 0 0 m m 、1 0 0 0 m m 和2 4 0 0 m m 四种，采用玻璃钢模板施工 在质量、工期和成本等方面都取得了很好的效益。圆柱混凝土的成型效果好，圆度偏差和垂 直度均控制在2 m m 以内，接缝少，整个柱面上仅有一条竖向接缝，完全满足清水混凝土的要 求。施工速度快，与传统钢模板相比可提高工效2 3 倍，且能够减少人工和机械的投入：减 少人工和机械的投入且节约制作费，总计节约成本达2 2 3 万元心引。 南京国际商城r t 程的圆柱均采用平板玻璃钢模板施工技术，圆柱混凝土的最终成型效果 良好，垂直度和弧度偏筹均控制在2 m m 内，其光滑程度完全满足清水混凝土的要求口9 。 6 第1 幸文献综述 深圳市万鑫商业城j ：程应用了2 0 6 5 根圆柱，均采用柔性玻璃钢圆柱模板施工，较传统定 型钢模、木模施上加快了施工进度，施工的圆柱混凝十表面光洁平整，无胀模、漏浆，减少 垃圾清运，施上现场清洁；共节约模板费、人工费、机械费约5 2 9 万元，取得了良好的经济 效益和社会效益啪，。 世博轴及地下综合体工程采用3 5m n 厚的玻璃钢模板，实际施工中玻璃钢模仅有一条竖 向拼缝，通过对玻璃钢模拼缝的有效处理，现场可以做剑“无拼缝”效果，保证清水柱的饰 面要求；安装一根清水柱只需要2 个操作工人，约2 4 小时的时间，大量减少了人工，提高 工效，加快模板周转速度。玻璃钢模板在世博轴工程中的应用证明了它能给清水结构圆柱的 施工带来很大便利，在保证清水混凝土结构施工质量的同时也能为工程项目节省很大成本 3 1 o 中关村文化商厦工程采用了玻璃钢模板对本工程3 0 0 多根柱子进行施工，取得了很好的 效果，混凝土色泽均匀、表面平整、节点美观、线条流畅、整体效果比建筑师预期估计的还 要好，真正做到了以最小的资金投入达到了清水混凝土的效果，并且本工程获得了北京市结 构长城杯金奖m 1 。 玻璃钢模板因其安装、运输方便，在建筑工程中得到越来越广泛的应用。不仅在圆柱的 施工中有好的应用效益，而且在异形柱中也能够发挥它的优势。如成都南部副中心科技创业 中心7 号楼工程中，圆柱与椭圆柱均采用柔性玻璃钢做模板，与传统模板相比，不仅降低了 成本还加快了工期懵驯。 1 3 4 玻璃钢模板的发展趋势 模板作为混凝土丁程的模具材料，模板性能商接影响混凝土结构工程的质量和成本， 这就要求模板既安全可靠、施工方便，又具有造价低廉以满足最小的资金投入得到最好的 质量。 当前在建筑工程中应用广泛的木质胶合板、传统钢模板、木质胶合板都存在较多的问 题。如木质胶合板虽具有平整、易于加工等特点，但它需要人量的木材做原材料，使其价 格偏高，且在干燥环境中容易变形和扭曲，使用寿命短。钢模板虽然克服了木质胶合板容 易变形和扭曲的特点，但其单位面积小，在清