CN101570988A

CN101570988A - 一种多孔砖和混凝土空心砌块制备夹心承重墙体的方法

Info

Publication number: CN101570988A
Application number: CNA2009100227300A
Authority: CN
Inventors: 尚建丽; 李寿德; 周丽红; 杨晓东; 范飞飞; 杨光; 雷艳春; 李龙洋; 晁强刚; 陈家玮
Original assignee: Xian University of Architecture and Technology
Current assignee: Xian University of Architecture and Technology
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2029-05-27
Also published as: CN101570988B

Abstract

本发明公开了一种多孔砖和混凝土空心砌块制备夹心承重墙体的方法，该方法以非黏土烧结装饰多孔砖作为外叶墙，以同强度等级或不同强度等级普通多孔砖以及混凝土空心砌块作为内叶墙，中间填充保温材料或相变材料，在内、外叶墙之间安装有拉接件，并设置了截面形状为工字形结构的异型节能构造柱和节能圈梁。异型节能构造柱和节能圈梁整体浇注，它具有承重、装饰、保温、隔热并且抗震于一体的综合技术性能，一次施工成型，无需二次保温装饰处理，节省资源和能源，经济而耐久。

Description

一种多孔砖和混凝土空心砌块制备夹心承重墙体的方法

技术领域

本发明涉及砌体结构承重墙设计领域，特别涉及一种多孔砖和混凝土空心砌块制备夹心墙体的方法，该方法制备的夹心墙体满足装饰、承重、保温、抗震等各种技术要求，使砌体结构的建筑达到了最大利用化程度。

背景技术

在砌体结构体系中，采用多孔砖作为承重墙，虽然砌筑过程简单易行，但是必须进行二次保温层处理，既费时又费力，且难以达到建筑节能65％要求。目前对于承重墙的保温层处理一般采用内保温处理或外保温处理两种形式，但均存在着很多问题，如采用内保温处理时，无法解决构造柱及圈梁的热桥问题；当采用外保温处理时，由于保温层长期暴露在大气中，易开裂变形而失效，降低热工性能，同时也给维修增加了难度。

发明内容

针对上述砖混承重结构体系存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种多孔砖和混凝土空心砌块制备夹心承重墙体的方法，该方法制备的夹心承重墙体结构除了集承重、保温、隔热及装饰、抗震为一体之外，还可根据不同区域建筑节能热工指标，通过变化保温层厚度、变换内外叶墙材料、改变内外叶墙材料孔型，达到夹心墙技术性能的最佳体现。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种多孔砖和混凝土空心砌块制备夹心承重墙体的方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)首先制备异型节能构造柱

异型节能构造柱的截面形状为工字形结构，将异型节能构造柱分为外叶墙砌筑区和内叶墙砌筑区，在外叶墙砌筑区与内叶墙砌筑区的端部分别设置有均匀分布的竖向钢筋，在内叶墙砌筑区的竖向钢筋内放置有柱内保温板；各砌筑区的竖向钢筋分别由箍筋绑扎，并且将外叶墙砌筑区端部的部分竖向钢筋和内叶墙砌筑区的端部对应的部分竖向钢筋也用箍筋绑扎在一起；

2)内叶墙和外叶墙的砌筑与连接

A.内叶墙在异型节能构造柱的内叶墙砌筑区砌筑，材质采用现有建筑多孔砖或混凝土空心砌块，砌筑的内叶墙达到设计的拉接件设置高度后，在内叶墙上粘贴保温板，然后准备外叶墙的砌筑；

B.外叶墙在异型节能构造柱的外叶墙砌筑区砌筑，采用具有装饰、保温性的多孔砖，使砌筑的外叶墙达到内叶墙高度；

C.当内叶墙和外叶墙砌筑高度相同时，在内叶墙和外叶墙之间放置拉接件，将内叶墙和外叶墙连接在一起；

重复上述A、B、C步骤，直至内叶墙和外叶墙砌筑到规定的高度；

3)制备节能圈梁

当内叶墙和外叶墙砌筑到规定的高度，在内叶墙和外叶墙上方制备节能圈梁，该节能圈梁为四根水平钢筋和箍筋扎制成的钢筋骨架，同时每隔一定距离放置梁内保温板；

4)整体浇筑异型节能构造柱和节能圈梁

待砌筑的内叶墙和外叶墙的砂浆达到规定强度后，对异型节能构造柱和节能圈梁进行模板支撑，向异型节能构造柱内浇筑商品混凝土，混凝土强度等级采用C30～C40，异型节能构造柱浇筑完毕后，立即浇筑节能圈梁，在整个浇筑过程中注意振捣，以保证节能圈内的梁内保温板与水平钢筋、异型节能构造柱内的柱内保温板与竖向钢筋间的混凝土密实。

本发明以其一次性施工操作既完成了原有砌体结构中分三步-砌筑承重墙、制作保温层、进行装饰涂装才能完成的工序，而且使建筑墙体满足装饰、承重、保温、抗震等各种技术要求，由于采用了异形节能构造柱和节能圈梁，最大限度降低了墙体的热桥，除能满足冬季保温的同时也能满足夏季隔热性要求，使砌体结构的建筑达到了最大利用化程度。

附图说明

图1为本发明的墙体整体结构示意图；

图2为墙体结构的异型节能构造柱示意图；

图3为墙体结构的节能圈梁示意图；

图4为墙体结构拉接件示意图；

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

本发明的多孔砖和混凝土空心砌块制备夹心承重墙体的方法，制得的夹心承重墙体具有承重、装饰、保温和抗震功能。外叶墙可通过选用以非黏土烧结装饰多孔砖达到装饰作用，内、外叶墙材质可选用相同等级的多孔砖、混凝土空心砌块；也可选用不同等级的多孔砖和混凝土空心砌块；柱内保温板、梁内保温板以及内、外叶墙中间的保温板采用板类绝热材料，或者采用相变复合材料或其它轻质保温材料。可选用聚苯板或其它轻质保温材料，也可选用微胶囊相变材料。内、外叶墙之间的连接是根据内、外叶墙的材质，由直径4mm～6mm经防锈处理的Z型或U+U型拉接件完成，共同承重。当同材质时选用Z型刚性拉接件，当不同材质时选用U+U型连接件。整个墙体通过异型节能构造柱和节能圈梁的约束而共同工作，最大限度降低热桥，同时保证了异型节能构造柱和节能圈梁的抗震功能。

参见附图，本发明的具体制备方法，包括：

首先按照本发明的异型节能构造柱的工字形截面形状结构进行竖向钢筋9之间设置，用箍筋10进行绑扎，使得钢筋9连接在一起，将异型节能构造柱分为外叶墙砌筑区11和内叶墙砌筑区12，并将外叶墙砌筑区11端部的部分竖向钢筋9和内叶墙砌筑区12的端部对应的部分竖向钢筋9也用箍筋10绑扎在一起，在内叶墙砌筑区12内安装柱内保温板4(图2)；确认异型节能构造柱1内的各钢筋符合建筑要求后，进行内叶墙7的砌筑，到达设置的拉接件6高度后，将保温板3涂敷胶粘剂后粘贴在内叶墙7的一个面上，再进行外叶墙8的砌筑。外叶墙8紧贴保温板3在外叶墙砌筑区11进行砌筑，当外叶墙8达到内叶墙7的高度后，放置第一层拉接件6(图4)；接着，在拉接件6上进行第二批的内、外叶墙和的砌筑，粘贴第二层保温板3以及放置第二层拉接件6，直至到达节能圈梁2的底部。注意第一层保温板与第二层保温板连接处用粘结剂进行粘贴并用手按压紧密，内、外叶墙砌筑时马牙槎的留置位置须符合建筑设计要求。

然后，在砌筑好的内、外叶墙上放置节能圈梁的水平钢筋11，水平钢筋11用箍筋12绑扎成型，同时在水平钢筋11内放置梁内保温板5，梁内保温板5的位置与的内、外叶墙之间的保温板3位置相同；

待内、外叶墙的砌筑砂浆达到规定强度后，进行异型节能构造柱1和节能圈梁2的模板支撑，向异型节能构造柱1内浇筑商品混凝土，混凝土强度等级采用C30～C40，异型节能构造柱1浇筑完毕，立即浇筑节能圈梁2，整个浇筑过程注意振捣，以保证节能圈梁内的梁内保温板5与水平钢筋11、异型节能构造柱1内的柱内保温板4与竖向钢筋间的混凝土密实，形成完整的建筑承重墙体结构。

制作过程中，需要对拉接件6进行分类应用：当内、外叶墙材质相同时拉接件6选用Z型刚性拉接件，利用其刚性实现内、外叶墙的连接；当内、外叶墙材质不同，强度等级不同时，拉接件6选用U+U型可调节拉接件，利用其变形自如的特点，实现调节内、外叶墙的连接。

本发明对传统的钢筋混凝土构造柱进行了重新设计，从既要保证构造柱在地震中能起到约束内外叶墙、共同工作的角度，还要保证在构造柱中减小混凝土产生的热桥路径，因此本发明设计了一种新型截面形状为工字形结构的异型节能构造柱，并对传统的钢筋混凝土圈梁进行了重新设计，设计了节能圈梁，节能圈梁中安装有梁内保温板，既保证了异型节能构造柱和节能圈梁的整体作用，还保证了在节能圈梁中减小混凝土产生的热桥路径。

为了确定本发明制备的多孔砖和混凝土空心砌块夹心承重墙体技术性能的最佳体现，发明人进行了大量的实验研究，部分实验结果如下：

1、夹心砌体力学性能的试验

(1)抗压强度

按照《砌体基本力学性能实验方法标准》(GBJ129-90)，确定本实施例制备的内外叶墙相同强度等级的多孔砖夹心全截面承重抗压实验砌体尺寸；按照构造要求制作四个砂浆强度等级对应的四组共24个砌体试件。其部分抗压强度结果(实施例1)见表1。

表1：砂浆设计强度10MPa砌体抗压强度

(2)抗剪强度

按照《砌体基本力学性能实验方法标准》(GBJ129-90)，确定本实施例制备的内外叶墙相同强度等级多孔砖夹心承重抗剪实验砌体尺寸；按照构造要求制作四个砂浆强度等级对应的四组共24个砌体试件。其部分抗剪强度结果(实施例2)见表2。

表2：砂浆设计强度7.5MPa砌体抗剪强度

注：1-6试件用的Z型拉结件，7-12试件用的U型拉结件。

(3)抗弯强度

按照《砌体基本力学性能实验方法标准》(GBJ129-90)，确定本实施例制备的内外叶墙相同强度等级多孔砖夹心承重墙体通缝抗弯强度和齿缝抗弯强度实验砌体尺寸；按照构造要求制作四个砂浆强度等级对应的四组共24个砌体试件。其部分抗弯强度结果(实施例3)见表3、表4。

表3：砂浆设计强度7.5MPa砌体通缝抗弯强度

表4：砂浆设计强度7.5MPa砌体齿缝抗弯强度

2、夹心墙体传热性能的试验

(1)传热性能程序分析及优化组合

应用Visual Basic编制了不同孔型不同材质多孔砖导热系数的计算程序，从而对采用异性柱梁组合的夹心复合外墙传热系数进行了量化。

(2)传热性能的测试

夹心墙主体传热试验试件尺寸选为总厚度290mm，长高均为1m，所用材料：外叶墙采用烧结页岩装饰多孔砖，内叶墙采用普通烧结粘土多孔砖，夹心层为XPS保温板。试件由一名工人砌筑、抹灰，砌筑砂浆按M7.5水泥砂浆配制。同时与设置空气间层的墙主体传热性能进行了对比。试验采用陕西省建筑科学研究院的传热测试装置，按照标准试验方法进行数据的导入与处理，两种墙主体的传热系数检测结果见表5。

表5：外墙主体传热系数试验结果

墙体类型	无空气间层墙体	有空气间层墙体
墙体类型	无空气间层墙体	有空气间层墙体	墙体两侧空气平均温差(℃)	29.9	29.8
传热系数(W/m².K)	0.66	0.62	墙体两侧空气平均温差(℃)	29.9	29.8

3、夹心墙体结构抗震性能的试验

参照《建筑抗震试验方法规程》JGJ101-96进行试验，以仅在内叶墙设置构造柱、普通圈梁(编号W1-YFN)和在内、外叶墙设置异型构造柱、节能圈梁并采用两种材质烧结形成的多孔砖(编号W1-YF、W1-FF)分别作为实验对象。在低周反复荷载作用下，以某一竖向应力为例，其开裂荷载、极限荷载、破坏荷载等承载力和变形性能指标见表6。

表6：夹心承重墙体抗震性能指标

延性系数μ是结构抗震设计中一个重要参数，是评价墙体变形能力的特征之一。耗能性能是指试件在反复荷载作用过程中试件吸收能量的能力，用能量耗散系数φ来衡量。等效粘滞阻尼比ξeq反映墙体耗能效果。经过实验，其延性系数、耗散系数以及等效粘滞阻尼比见表7。

表7：延性系数、耗能系数及等效粘滞阻尼比

通过以上试验，获得了本实施例制备的多孔砖和混凝土空心砌块制备夹心承重墙体的各个技术性能指标，这些与技术性能指标已有的仅内叶墙承重的夹心墙相比，结论如下：

1、抗压、抗剪、抗弯设计强度值分别提高了6％、28％、65％；

2、夹心外墙平均传热系数可在0.4W/m·K～0.6W/m·K范围内调整；

3、开裂荷载、极限荷载、延性系数及耗能指标均明显提高；

4、一次砌筑完成，施工效率高。

Claims

1、一种多孔砖和混凝土空心砌块制备夹心承重墙体的方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)首先制备异型节能构造柱

2)内叶墙和外叶墙的砌筑与连接

3)制备节能圈梁

4)整体浇筑异型节能构造柱和节能圈梁

待砌筑的内叶墙和外叶墙的砂浆达到规定强度后，对异型节能构造柱和节能圈梁进行模板支撑，向异型节能构造柱内浇筑商品混凝土，混凝土强度等级采用C30～C40，异型节能构造柱浇筑完毕后，立即浇筑节能圈梁，在整个浇筑过程中注意振捣，以保证节能圈梁内的梁内保温板与水平钢筋、异型节能构造柱内的柱内保温板与竖向钢筋间的混凝土密实。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的柱内保温板、梁内保温板以及内叶墙与外叶墙之间的保温板采用板类绝热材料，或者采用相变复合材料或其它轻质保温材料。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的拉接件为刚性拉接件或可调节拉接件。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的内、外叶墙材质选用相同强度等级的多孔砖或混凝土空心砌块；或者选用不同强度等级的多孔砖或混凝土空心砌块。

5、如权利要求3所述的方法，其特征在于，当内、外叶墙材质相同时选用Z型刚性拉接件，当内、外叶墙材质不同时，选用U+U型可调节拉接件。

6、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的板类绝热材料为聚苯板。

7、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的相变复合材料为微胶囊相变材料。