CN101608488A - 结构自保温混凝土墙板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结构自保温混凝土复合墙板及其制作方法。它包括内侧混凝土层、保温芯板、外侧混凝土层和钢筋骨架，保温芯板置于两侧混凝土层之间，由穿过保温芯板的斜向钢筋骨架将内、外两侧混凝土层连为一体，钢筋骨架包括依次连接的内侧混凝土层钢筋骨架、斜向钢筋骨架和外侧混凝土层钢筋网片。本发明考虑了穿过保温芯板斜向钢筋的“热桥”效应，其含量应由复合墙板的热工性能确定。本发明制作灵活、方便，不需额外采取保温措施的情况下，能满足建筑节能设计标准要求，并克服了现有建筑外墙外保温的不足，能做到建筑保温与主体结构同寿命，减少了建筑保温系统后期维护费用，符合国家节能减排和可持续发展政策，具有很好的经济和社会效益。

Description

结构自保温混凝土墙板及其制作方法

技术领域

本发明涉及建筑结构，尤其涉及一种结构自保温混凝土复合墙板及其制作方法。

背景技术

目前常用的外墙外保温系统从其施工方法和目前使用的情况来看，还存在以下几个问题：

1)外墙外保温系统与主体结构分开施工，延长施工周期，增加建筑成本；保温层与其他材料材质密度相差过大，材质间的弹性模量和线性膨胀系数也不相同，在温度应力作用下材料间的变形将有比较大的差异，极容易产生面层的裂缝，甚至脱落。

2)保温层与主体间存在空腔，抗风压尤其是抗负风压的性能差；并且火灾时会很快形成“引火通道”，迅速蔓延。

3)保温层直接与外界环境接触，在周期性热作用下，耐久性较差，其使用寿命不能做到与主体结构相同，为了使保温系统在建筑的整个使用寿命期间都能发挥作用，需多次维护，甚至更换，付出昂贵的维护费用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构自保温混凝土复合墙板及其制作方法。

结构自保温混凝土复合墙板包括

内侧混凝土层、保温芯板、外侧混凝土层和钢筋骨架，保温芯板置于内侧混凝土层和外侧混凝土层之间，由穿过保温芯板的斜向钢筋骨架将内、外侧混凝土层连为一体，钢筋骨架包括依次连接的内侧混凝土层钢筋骨架、斜向钢筋骨架和外侧混凝土层钢筋网片。

所述的内侧混凝土层的厚度为100～350mm。外侧混凝土层的厚度为30～60mm。保温芯板的厚度为30～100mm。

结构自保温混凝土复合墙板的制作方法包括如下步骤：

1)绑扎内侧混凝土层钢筋骨架；

2)将斜向钢筋骨架穿过保温芯板，并与外侧混凝土层钢筋网片连接；

3)将保温芯板斜向钢筋和外侧混凝土层钢筋网片的组合体与内侧混凝土层钢筋骨架连接；

4)安装模板，浇筑混凝土，7～15天后拆除模板，结构自保温混凝土复合墙板制作完毕。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：

1)将保温芯板置于两侧混凝土层之间，延长了保温层的使用寿命，可以做到与建筑物同寿命。在使用周期内，减少了后期维护费用；

2)将斜向钢筋骨架与内测混凝土层内钢筋骨架分开，使内侧混凝土层钢筋骨架布置灵活；

3)研制的自保温混凝土墙板，将保温芯板置于两层混凝土之间，通过合理设置保温芯板厚度和穿过保温芯板的斜向钢筋数量，经理论分析和试验验证，该混凝土墙板在考虑斜向钢筋的“热桥”效应和不设置额外保温措施的情况下，其传热系数和热惰性指标能满足夏热冬冷地区建筑外墙节能设计标准：

K≤1.5、D≥3.0或K≤1.0、D≥2.5

其中，K——围护结构传热系数(单位：W/m²·K)，在稳态条件下，围护结构两侧空气温差为1K，在单位时间内通过单位面积围护的传热量；

D——围护结构热惰性指标，表征围护结构反抗温度波动和热流波动能力的无量纲指标，其值等于材料层热阻与蓄热系数的乘积。

附图说明

图1是结构自保温混凝土复合墙板示意图；

图2是结构自保温混凝土复合墙板制作工艺示意图。

具体实施方式

本发明根据外侧混凝土层的作用将复合墙板分为两类：

类型(一)：外侧作为剪力墙的一部分，复合墙板既能满足建筑节能设计标准，又能保证两侧混凝土层协同工作。斜向钢筋含量由热工性能和协同工作综合确定，含量一般为0.03～0.06％，斜向钢筋与水平方向间角度为30°～60°。

类型(二)：外侧混凝土层仅对保温芯板起保护作用，其与内侧混凝土层间的连接，通过穿过保温芯板的拉结筋，含量一般约为0.01％，其“热桥”效应可以忽略，斜向钢筋与水平方向角度为0°～5°。

如图1所示，结构自保温混凝土复合墙板包括内侧混凝土层1、保温芯板2、外侧混凝土层3和钢筋骨架4，保温芯板2置于内侧混凝土层1和外侧混凝土层3之间，由穿过保温芯板的斜向钢筋骨架4将内、外侧混凝土层连为一体，钢筋骨架4包括依次连接的内侧混凝土层钢筋骨架、斜向钢筋骨架和外侧混凝土层钢筋网片。

所述的内侧混凝土层1的厚度为100～350mm。外侧混凝土层3的厚度为30～60mm。保温芯板2的厚度为30～100mm。

如图2所示，结构自保温混凝土复合墙板的制作方法包括如下步骤：

1)绑扎内侧混凝土层钢筋骨架。内侧混凝土层作为建筑结构的主要受力部位，钢筋骨架的钢筋直径和间距按一般剪力墙设计，其钢筋直径和间距由剪力墙的承载力和构造确定；

2)将斜向钢筋骨架穿过保温芯板2，并与外侧混凝土层钢筋网片连接，斜向钢筋与外侧混凝土层钢筋网片间的连接采用焊接。斜向钢筋的含量对复合墙板的热工性能有很大影响，其直径和间距由建筑节能设计标准确定。

3)将保温芯板2、斜向钢筋和外侧混凝土层钢筋网片的组合体与内侧混凝土层钢筋骨架连接。两部分间的连接依靠斜向钢筋在内侧混凝土层的锚固，其锚固长度满足受拉钢筋锚固要求。

4)安装模板，浇筑混凝土，保证混凝土层的密实度，7～15天后拆除模板，结构自保温混凝土复合墙板制作完毕。

本发明中，斜向钢筋一般采用Φ3或Φ4钢丝；保温芯板可采用聚氨酯泡沫板，或者采用聚苯乙烯泡沫塑料板EPS板(发泡型)或XPS板(挤出型)、岩棉板、珍珠岩保温板或矿棉板。混凝土为普通混凝土，或者轻质混凝土、高强混凝土，内外侧混凝土可采用相同或不同类型混凝土。

复合墙板热工性能实例

结构自保温混凝土复合墙板内各材料热工性能计算参数如表1；混凝土墙板热工性能及其保温层厚度、混凝土层最小总厚度及斜向钢筋含量的对应关系表2。

表1建筑材料热工性能计算参数表

材料名	混凝土	钢筋	钢筋混凝土	聚氨酯泡沫板	混合砂浆
						导热系数λ[W/(m□k)]	1.51	58.2	1.74	0.033	0.87
蓄热系数S[W/(m2·K)]	15.36	126	17.2	0.36	10.75

表2混凝土墙板热工性能及保温层厚度、混凝土层最小总厚度及斜向钢筋含量的对应关系

斜向钢筋含量	保温层厚度(mm)	混凝土层最小总厚度(mm)	复合墙板厚度(mm)	传热系数(K)	热惰性指标(D)
						0	30	190	220	0.82	2.70
0.05％	40	230	270	1.03	3.04
						0.05％	60	170	230	0.80	2.58
0.05％	80	150	230	0.64	2.52
						0.10％	40	250	290	1.28	3.18
0.10％	60	230	290	1.01	3.09
						0.10％	80	170	250	0.85	2.65

从上表可以得出以下结论：斜向钢筋对复合墙板的热工性能有比较大的影响，但在考虑其“热桥”效应的情况下，复合墙板能满足夏热冬冷地区建筑外墙节能设计标准的要求。

Claims (5)

1.一种结构自保温混凝土复合墙板，其特征在于包括内侧混凝土层(1)、保温芯板(2)、外侧混凝土层(3)和钢筋骨架(4)，保温芯板(2)置于内侧混凝土层(1)和外侧混凝土层(3)之间，由穿过保温芯板的斜向钢筋骨架(4)将内、外侧混凝土层连为一体，钢筋骨架(4)包括依次连接的内侧混凝土层钢筋骨架、斜向钢筋骨架和外侧混凝土层钢筋网片。

2.根据权利要求1所述的一种结构自保温混凝土复合墙板，其特征在于：所述的内侧混凝土层(1)的厚度为100～350mm。

3.根据权利要求1所述的一种自保温混凝土复合墙板，其特征在于：所述的外侧混凝土层(3)的厚度为30～60mm。

4.根据权利要求1所述的一种结构自保温混凝土复合墙板，其特征在于：所述的保温芯板(2)为保温材料填充板，其厚度为30～100mm。

5.一种如权利要求1所述结构自保温混凝土复合墙板的制作方法，其特征在于包括如下步骤：

1)绑扎内侧混凝土层钢筋骨架；

2)将斜向钢筋骨架穿过保温芯板(2)，并与外侧混凝土层钢筋网片连接；

3)将保温芯板(2)、斜向钢筋和外侧混凝土层钢筋网片的组合体与内侧混凝土层钢筋骨架连接；

4)安装模板，浇筑混凝土，7～15天后拆除模板，结构自保温混凝土复合墙板制作完毕。

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