CN102505800B - 组合式夹芯保温无筋外墙板及其内外面层板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
组合式夹芯保温无筋外墙板及其内外面层板的制造方法，它涉及一种保温无筋外墙板及其内外面层板的制造方法。解决目前外墙保温施工防火安全性差、墙板材料的抗裂强度、采用钢筋龙骨导致的施工复杂及传统联接件导致的面层厚度和墙板自重大的问题。方案一：岩棉层的两端各设一块挤塑板或防水岩棉条，每个第一FRP连接件的头部设在第一凸台内，另一端穿过相对应的预留孔及第二凸台后设在内面层板的外部，每个第二FRP连接件的头部设在第一凸台内，另一端穿过相对应的预留孔设在第二凸台内；方案二：依次将水泥、粉煤灰、细沙、膨胀剂和消泡剂在搅拌机中均匀混合；加入减水剂和水；加入钢纤维；出料、铸模。本发明用于建筑领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种保温无筋外墙板及其内外面层板的制造方法。
背景技术
随着城市建设的快速发展，建筑外墙节能技术、建筑外墙施工安全技术是越来越受到国家和用户的关注。为了降低建筑外墙能耗，近十年来各种新型建筑外墙保温技术应运而生，按保温方式大致可分为外保温、内保温，以及夹芯保温等，保温材料采用的基本都属可燃型聚苯板材料。近几年来，建筑施工火灾层出不穷，已经引起了国家和部委的高度重视。国家有关部门已经颁布文件，明确禁止在建筑墙体中使用可燃型聚苯板材料。近几年各地研发了多种预制外墙板技术，是将各种保温材料作为内夹芯制成的预制保温墙体制品，一定程度上避免了可燃保温材料发生火灾的可能性，存在的问题或缺点是：
首先，外墙冷桥处理问题属于本领域的技术难题，已有的预制墙板基本采用对接或搭接，并采用密封剂嵌缝后处理技术，随着雨淋和风化，这些节点必将极大降低保温性能；
其次，已有的预制外墙板基本采用钢丝网防裂技术，没有从根本上解决材料的抗裂问题；
第三，采用钢筋龙骨导致墙板生产施工复杂；
第四，内外面板间采用的联接件传统构造方案，导致面层厚度增加，增加了墙板的单位重量和成本；
第五，已有预制墙板采用的混凝土材料也没有考虑耐久性。作为建筑围护结构，其长期暴露在外部恶劣环境，一般的材料由于其耐久性差，造成面层剥落，甚至开裂，增大了维修费用，更降低了保温墙的整体使用年限；
岩棉不仅具有阻燃、保温、隔声的作用，同时还属于矿物质材料，将其应用于建筑墙体，使得墙体具有绿色环保的特点。但是由于其吸水率高，使得其一直难以在建筑外墙中直接应用，需要研制低流动性、高强高性能的新一代水泥基复合材料，并与岩棉板结合。
发明内容
本发明的目的是提供一种组合式夹芯保温无筋外墙板及外面层板或内面层板的制造方法，以解决目前外墙保温施工防火安全性差、墙板材料的抗裂强度、采用钢筋龙骨导致的施工复杂及传统联接件导致的面层厚度和墙板自重大的问题。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：方案一：所述墙板包括外面层板、内面层板、保温芯层、多个第一FRP连接件、多个第二FRP连接件和多个填充层，保温芯层包括岩棉层和两块挤塑板或防水岩棉条，岩棉层和两块挤塑板或防水岩棉条设在外面层板和内面层板之间，岩棉层的两端各设一块挤塑板或防水岩棉条，岩棉层上均布设有多个预留孔，与每个预留孔对应位置外面层板的内端面上设有一个第一凸台，内面层板的内端面上设有与第一凸台相对应的第二凸台，每个第一FRP连接件的头部设在第一凸台内，另一端穿过相对应的预留孔及第二凸台后设在内面层板的外部，每个第二FRP连接件的头部设在第一凸台内，另一端穿过相对应的预留孔设在第二凸台内，预留孔与第一FRP连接件或第二FRP连接件之间设有填充层；
方案二：所述方法包括以下步骤：步骤一、依次将425号硅酸盐水泥、粉煤灰、细沙、膨胀剂和消泡剂在搅拌机中均匀混合，其中425号硅酸盐水泥的质量份数为1份、粉煤灰的质量份数为0.15-0.25份、细沙的质量份数为1-1.2份、膨胀剂的质量份数为0.005份、消泡剂的质量份数为0.005份，搅拌时间为5-10分钟，搅拌速度为30-40转/分钟；
步骤二、继续加入聚羧酸高效减水剂和水，聚羧酸高效减水剂的质量份数为0.015份，水的质量份数为0.15-0.25份，其中聚羧酸高效减水剂的含固量为40%，此时搅拌机的搅拌时间为5-10分钟，搅拌速度为60-90转/分钟；
步骤三、继续加入钢纤维，同时搅拌机的转速为20转/分，直至钢纤维放完，搅拌机的搅拌速度调至20-30转/分钟，搅拌时间为5-10分钟，其中钢纤维与425号硅酸盐水泥的体积比为0.01-0.02，钢纤维直径为0.2-0.5mm、长度为13-15mm、弹性模量为800-1800MPa；
步骤四、从搅拌机出料后铸模；
步骤五、铸模后进行养护，自然养护时间24小时后，然后对其加温加湿养护48小时，温度为60-90℃，湿度为90-95%，自然降至常温后拆模，制成外面层板或内面层板。
本发明具有以下有益效果：本发明方案一中保温芯层采用岩棉层和挤塑板或者防水岩棉条组合夹芯方案，由于岩棉层不仅具有阻燃、保温、隔声的作用，同时还属于矿物质材料，将其应用于建筑墙体，使得该高性能墙体具有阻燃、保温、隔声、绿色环保且防火安全性好的特点；方案一中第一凸台和第二凸台的设计，减轻了墙板的自重且减少了墙板的厚度，外面层板或内面层板均在10-20mm厚度，属于薄壁轻质墙板设计，较传统的墙板更轻质、更节材，单位重量的降低将有效降低建筑基础负荷；
采用纤维改性技术形成的外面层板和内面层板专用高性能水泥基材料，从根本上解决材料的抗裂问题，且考虑了部分耐久性指标，使得该墙板具有相对较高的使用寿命，有效降低维护成本；本发明没有采用钢丝网和钢筋龙骨，施工复杂度得到相对降低，且本发明在使用时的防裂效果好。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图，图2是带有角形防水岩棉条的墙板的结构示意图，图3是带有圆弧形防水岩棉条的墙板的结构示意图，图4是带有多边形防水岩棉条的墙板的结构示意图，图5是图1的A点放大图，图6是图1的B点放大图，图7是第一FRP连接件的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图7说明本实施方式，本实施方式的墙板包括外面层板1、内面层板2、保温芯层、多个第一FRP连接件4-1、多个第二FRP连接件4-2和多个填充层5，保温芯层包括岩棉层3-1和两块挤塑板或防水岩棉条3-2，岩棉层3-1和两块挤塑板或防水岩棉条3-2设在外面层板1和内面层板2之间，岩棉层3-1的两端各设一块挤塑板或防水岩棉条3-2，岩棉层3-1上均布设有多个预留孔6，与每个预留孔6对应位置外面层板1的内端面上设有一个第一凸台7，内面层板2的内端面上设有与第一凸台7相对应的第二凸台8，每个第一FRP连接件4的头部设在第一凸台7内，另一端穿过相对应的预留孔6及第二凸台8后设在内面层板2的外部，每个第二FRP连接件4-2的头部设在第一凸台7内，另一端穿过相对应的预留孔6设在第二凸台8内，预留孔6与第一FRP连接件4-1或第二FRP连接件4-2之间设有填充层5。
具体实施方式二：结合图2、图3和图4说明本实施方式，本实施方式的两块防水岩棉条中的一个为外凸状，剩余的一个为内凹状，每个岩棉条的形状为角形、圆弧形或多边形，防水岩棉条的性能指标为密度≥120kg/m3、抗压强度≥60Kpa、导热系数低于0.04W/(m·K)、吸水率＜2.0%。此结构的设计延长传热路径长度，避免形成冷桥。其它实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式的外面层板1的一端设置为上阶梯形，外面层板1的另一端设置为下阶梯形，挤塑板搭接在外面层板1和内面层板2上，挤塑板密度为32-36kg/m3、抗压强度≥250KPa、导热系数＜0.04W/m·K、吸水率＜1.0%。
此结构的设计延长传热路径长度，避免形成冷桥。将岩棉层3-1布置在外面层板1、内面层板2和挤塑板或者防水岩棉条3-2的中间，不会受潮保证了保温性能，挤塑板或防水岩棉条3-2都具有一定强度，避免了挤压变形问题，挤塑板或防水岩棉条3-2也都具有一定的防水能力，有效解决了外墙板一直存在的冷桥问题。其它实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图5、图6和图7说明本实施方式，本实施方式的第一FRP连接件4-1包括第一水平板4-1-1、第一竖直板4-1-2和第二竖直板4-1-3，第一水平板4-1-1的底端面与第一竖直板4-1-2的一端垂直设置且制成一体，第一竖直板4-1-2的另一端与第二竖直板4-1-3的一端均为燕尾形状且二者插接制成一体；第二FRP连接件4-2为工字形状。
FRP是一种纤维增强复合材料。首先FRP材料具有很高的比强度，比重一般在2.5-3.0，拉伸强度可达3.0-5.0GPa，比强度（拉伸强度/比重）可达1.2-2.0。而HRB400钢筋比重为7.8，拉伸强度只有0.42GPa，比强度为0.05；FRP材料具有良好耐腐蚀性和较低的传热系数。FRP连接件与聚丙烯纤维改性保温砂浆层共同充当外面层板1和内面层板2的连接装置，做到了无冷桥，轻质高强的要求。同时，部分FRP连接件的伸出端采用螺栓孔设计，与框架结构预埋件进行螺栓连接，联接件的数目根据结构设计计算确定。其它实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式的填充层5为聚丙烯纤维改性保温砂浆层，聚丙烯纤维改性保温砂浆层抗压强度7-13MPa，抗拉强度为0.7-1.3MPa，导热系数0.25W/(m·K)。其它实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式的方法包括以下步骤：步骤一、依次将425号硅酸盐水泥、粉煤灰、细沙、膨胀剂和消泡剂在搅拌机中均匀混合，其中425号硅酸盐水泥的质量份数为1份、粉煤灰的质量份数为0.15-0.25份、细沙的质量份数为1-1.2份、膨胀剂的质量份数为0.005份、消泡剂的质量份数为0.005份，搅拌时间为5-10分钟，搅拌速度为30-40转/分钟；
步骤二、继续加入聚羧酸高效减水剂和水，聚羧酸高效减水剂的质量份数为0.015份，水的质量份数为0.15-0.25份，其中聚羧酸高效减水剂的含固量为40%，此时搅拌机的搅拌时间为5-10分钟，搅拌速度为60-90转/分钟；
步骤三、继续加入钢纤维，同时搅拌机的转速为20转/分，直至钢纤维放完，搅拌机的搅拌速度调至20-30转/分钟，搅拌时间为5-10分钟，其中钢纤维与425号硅酸盐水泥的体积比为0.01-0.02，钢纤维直径为0.2-0.5mm、长度为13-15mm、弹性模量为800-1800MPa；
步骤四、从搅拌机出料后铸模；
步骤五、铸模后进行养护，自然养护时间24小时后，然后对其加温加湿养护48小时，温度为60-90℃，湿度为90-95%，自然降至常温后拆模，制成外面层板1或内面层板2。
上述方法制造的水泥基材料，抗压强度为60-80Mpa、抗拉强度为4-8Mpa、材料的初裂应变为0.0001-0.00014、极限拉应变为0.002-0.0035。材料同时具有较好的抗冲击性能，在1.5米高度的25公斤落锤自由落体冲击15-18次后，相应的抗冲击试件才允许出现肉眼可见的宏观裂纹。材料具有耐久性，具体为：6个月的碳化深度应近似为0mm，经冻融循环200次弹性模量损失不大于5%。
工作原理：
将预制的墙板运输到现场，在指定位置对建筑框架注射膨胀螺栓，然后将FRP连接件4与之对接固定，板与板的接缝处采用聚丙烯纤维棒与建筑密封胶嵌缝处理。
Claims (6)
1.一种组合式夹芯保温无筋外墙板，其特征在于所述墙板包括外面层板（1）、内面层板（2）、保温芯层、多个第一FRP连接件（4-1）、多个第二FRP连接件（4-2）和多个填充层（5），保温芯层包括岩棉层（3-1）和两块挤塑板或防水岩棉条（3-2），岩棉层（3-1）和两块挤塑板或防水岩棉条（3-2）设在外面层板（1）和内面层板（2）之间，岩棉层（3-1）的两端各设一块挤塑板或防水岩棉条（3-2），岩棉层（3-1）上均布设有多个预留孔（6），与每个预留孔（6）对应位置外面层板（1）的内端面上设有一个第一凸台（7），内面层板（2）的内端面上设有与第一凸台（7）相对应的第二凸台（8），每个第一FRP连接件4的头部设在第一凸台（7）内，另一端穿过相对应的预留孔（6）及第二凸台（8）后设在内面层板（2）的外部，每个第二FRP连接件（4-2）的头部设在第一凸台（7）内，另一端穿过相对应的预留孔（6）设在第二凸台（8）内，预留孔（6）与第一FRP连接件（4-1）或第二FRP连接件（4-2）之间设有填充层（5）；
第一FRP连接件（4-1）包括第一水平板（4-1-1）、第一竖直板（4-1-2）和第二竖直板（4-1-3），第一水平板（4-1-1）的底端面与第一竖直板（4-1-2）的一端垂直设置且制成一体，第一竖直板（4-1-2）的另一端与第二竖直板（4-1-3）的一端均为燕尾形状且二者插接制成一体。
2.根据权利要求1所述组合式夹芯保温无筋外墙板，其特征在于两块防水岩棉条中的一个为外凸状，剩余的一个为内凹状，每个岩棉条的形状为角形、圆弧形或多边形。
3.根据权利要求2所述组合式夹芯保温无筋外墙板，其特征在于外面层板（1）的一端设置为上阶梯形，外面层板（1）的另一端设置为下阶梯形，挤塑板搭接在外面层板（1）和内面层板（2）上，挤塑板密度为32-36kg/m3、抗压强度大于250KPa、导热系数＜0.04W/m·K、吸水率＜1.0%。
4.根据权利要求1所述组合式夹芯保温无筋外墙板，其特征在于第二FRP连接件（4-2）为工字形状。
5.根据权利要求1所述组合式夹芯保温无筋外墙板，其特征在于填充层（5）为聚丙烯纤维改性保温砂浆层。
6.一种制造权利要求1所述组合式夹芯保温无筋外墙板中的外面层板或内面层板的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：步骤一、依次将425号硅酸盐水泥、粉煤灰、细沙、膨胀剂和消泡剂在搅拌机中均匀混合，其中425号硅酸盐水泥的质量份数为1份、粉煤灰的质量份数为0.15-0.25份、细沙的质量份数为1-1.2份、膨胀剂的质量份数为0.005份、消泡剂的质量份数为0.005份，搅拌时间为5-10分钟，搅拌速度为30-40转/分钟；
步骤二、继续加入聚羧酸高效减水剂和水，聚羧酸高效减水剂的质量份数为0.015份，水的质量份数为0.15-0.25份，其中聚羧酸高效减水剂的含固量为40%，此时搅拌机的搅拌时间为5-10分钟，搅拌速度为60-90转/分钟；
步骤三、继续加入钢纤维，同时搅拌机的转速为20转/分，直至钢纤维放完，搅拌机的搅拌速度调至20-30转/分钟，搅拌时间为5-10分钟，其中钢纤维与425号硅酸盐水泥的体积比为0.01-0.02，钢纤维直径为0.2-0.5mm、长度为13-15mm、弹性模量为800-1800MPa；
步骤四、从搅拌机出料后铸模；
步骤五、铸模后进行养护，自然养护时间24小时后，然后对其加温加湿养护48小时，温度为60-90℃，湿度为90-95%，自然降至常温后拆模，制成外面层板（1）或内面层板（2）。
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