CN105350703A - 轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板及其制作和安装方法 - Google Patents

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Abstract

一种轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板及其制作和安装方法，墙板内设加强筋，墙板是轻骨料微孔混凝土墙板或由轻骨料微孔混凝土层和混凝土构造层组成混合墙板，采用了轻骨料微孔混凝土层作为保温、结构和装饰一体化的解决方式，自重轻，集结构、保温、装饰于一体，适合单片面积很大的整间墙板的构造工艺，适用于多高层钢结构、多高层预制装配式混凝土框架结构、预制装配式混凝土剪力墙结构、预制装配式混凝土框架剪力墙结构及其他建筑结构的外挂墙板和低多层板式结构的承重墙板。作为外挂板时，可以直接挂于主体结构上，不需要附加龙骨；作为承重墙板时可以整块安装，无需分块砌筑，可在普通预制混凝土构件厂中根据工程需要定制生产。

Description

轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板及其制作和安装方法
技术领域
本发明属于钢筋混凝土结构工程技术领域，特别涉及一种轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板及其制作和安装方法。
背景技术
目前，带保温层的预制墙板主要为以有机材料如EPS、XPS或苯板等作为保温层夹心层的预制墙板和以无机材料作为保温层的墙板如蒸压加气混凝土墙板和泡沫混凝土墙板等。
其中，以有机材料作为保温层的复合外墙板存在的问题：有机材料强度低，耐久性差，需要较厚的混凝土基板和面板来承受荷载和保护有机保温材料，导致其单位面积重量大；由于有机材料和无机材料的膨胀系数不同，长时间使用容易产生板材变形或裂缝，外部介质从裂缝进入有机层，导致其耐久性降低；有机材料的耐火性低于无机材料。以蒸压加气混凝土和泡沫混凝土等无机材料作为保温层的复合外墙板虽然具有耐久性好，抗火能力强的优点，但是具有如下缺点：无机材料保温性能差，为达到同样的保温效果，需要板做得较厚；泡沫混凝土强度低，需要内置结构钢框作为承载骨架；蒸压加气混凝土虽然有一定的强度但生产过程需要特定的蒸压设备，只能做成小尺寸定型墙板，需要多块墙板现场拼接，通过轻钢龙骨附着在结构本体上。
轻骨料微孔混凝土是以快硬水泥为胶凝材料，以短纤维为增强材料，采用各种粗细轻质骨料，并在制备中引入微小泡沫而制成的一种轻质混凝土，其与普通轻集料混凝土的主要区别在于其水泥石基体也是微孔结构，同时具有轻集料混凝土和泡沫混凝土的特点，使其成为密度小、强度高、抗裂性好、热工性和耐久性卓越的新型混凝土材料，但目前尚未在大型预制外挂墙板中进行使用。
发明内容
本发明目的在于提供一种轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板及其制作和安装方法，解决目前预制墙板中同时存在有机或无机材料、由于膨胀系数不同、长时间使用容易产生板材变形或裂缝、使外部介质从裂缝进入有机层、导致其耐久性降低或无机墙板的问题；还解决现有预制无机墙板保温性能差、强度低、生产工艺复杂、通过砌筑或拼接外挂或利用附加龙骨连接成整体、外墙拼缝耐久性差等技术难题。
为了实现上述任务，本发明采用如下技术解决方案：
一种轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板，包括墙板，墙板内设有加强筋，其特征在于：所述墙板是截面含轻骨料微孔混凝土层的构造板，所述轻骨料微孔混凝土层用轻骨料微孔混凝土浇筑而成，所述轻骨料微孔混凝土的立方体抗压强度为2.5MPa～10MPa，导热系数为0.05～0.02W/(m·k)。
其中，所述墙板可以为单层构造板A，所述单层构造板A为一层轻骨料微孔混凝土层，所述加强筋设置在所述轻骨料微孔混凝土层内。
所述墙板也可为双层构造板B，由轻骨料微孔混凝土层和位于轻骨料微孔混凝土层一侧的混凝土构造层，所述混凝土构造层由混凝土浇筑而成，所述混凝土是强度为C20～C80的普通混凝土或纤维增强水泥基材料，混凝土构造层厚度为20～100毫米；所述轻骨料微孔混凝土层和混凝土构造层内分别设置加强筋。
所述墙板还可以为三层构造板C，由中间的轻骨料微孔混凝土层，和分别位于轻骨料微孔混凝土层两侧的混凝土构造层组成，所述混凝土构造层由混凝土浇筑而成，所述混凝土是强度为C20～C80的普通混凝土或纤维增强水泥基材料，混凝土构造层厚度为20～100毫米；所述混凝土构造层内设加强筋。
优选的，轻骨料微孔混凝土层所用轻骨料可以是页岩陶粒、黏土陶粒、膨胀珍珠岩、粉煤灰陶粒、浮石或火山渣。
其中，所述墙板的高度是单层或两层楼层高，宽度是一个房间的宽度或多个房间的总宽度，可按建筑开间生产大型墙板，施工现场拼缝少，且拼缝背后有梁柱等结构单元，拼缝处理容易，施工效率高，耐久性好。
为便于安装，所述墙板上靠近底边设有用于与混凝土梁嵌合安装时支撑墙板并约束墙板平面外位移的支撑拉接预埋件，靠近顶部在底部预埋件对应的位置设有约束墙板平面外位移的拉接预埋件以及提供墙板与混凝土梁连接时钢牛腿安装空间的凹槽，所述凹槽的尺寸与钢牛腿的尺寸相适应。
此外，所述墙板的上下端设有用于嵌合连接的企口；所述墙板上开有窗洞口和/或门洞口；所述加强筋可以是绑扎钢筋、桁架钢筋、钢筋网片、纤维增强筋或纤维增强网片，在墙板中为单排或双排布置。
本发明介绍上述的轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板的制备方法，其采用轻骨料微孔混凝土为主要材料，结构简单，不需要特殊蒸压工艺，可利用普通大型预制墙板生产线进行生产，制作方便，成本低，具体包括如下步骤：
步骤一、支模：按照设计尺寸在预制墙板生产线模台上支设边模；
步骤二、加强筋及预埋件的设置：在相应位置放置加强筋，并固定预埋件；
步骤三、混凝土分层浇筑：依据墙体板层样式，依次浇筑普通混凝土或轻骨料微孔混凝土，并振捣密实，分别形成混凝土构造层或轻骨料微孔混凝土层；
步骤四、表面压实抹平，并进行养护；
步骤五、脱模、吊装。
上述的轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板的安装方法，其作为外挂板可以直接挂于主体结构上，不需要附加龙骨，具体包括如下步骤：
步骤一、在墙板四周的端面上粘贴橡胶气密条；
步骤二、安装钢牛腿，将钢牛腿与混凝土梁端部的梁内预埋件一焊接；
步骤三、在预制外挂墙板和主体结构的混凝土梁上对应弹好控制线；
步骤四、吊装预制外挂墙板到指定位置，加设临时支撑；
步骤五、通过调整临时支撑和支撑拉接预埋件的螺母来调节墙板的高度、轴线位置和垂直度，对齐上下两面墙板；
步骤六、利用连接角钢将混凝土梁上下侧的两个梁内预埋件二分别与下部墙板内的拉接预埋件和上部墙板的支撑拉接预埋件焊接连接；
步骤七、在预制外挂墙板和混凝土梁之间的缝隙以及凹槽内做防火封堵；
步骤八、对相邻预制外挂墙板之间的缝隙封堵，预制外挂墙板之间的室内接缝用耐火接缝材料封堵，室外部分使用发泡聚乙烯棒和建筑密封胶进行封堵，至此，轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板的安装施工完成。
本发明采用具有一定强度且保温性能较好的轻骨料微孔混凝土作为大型预制外挂墙板的结构层和保温层；轻骨料微孔混凝土能够和其中的钢筋和混凝土构造层共同承载，与现有技术相比，本发明的技术优势具体有以下几个方面：
1）墙体由无机复合材料组成，耐久性好，防火性能强；
2）生产工艺简单，可以采用预制墙板生产线完成整个生产过程，无需特殊蒸养，省去了特殊高压蒸养设备，降低了成本，适合工业化生产和施工；
3）本发明墙板的尺寸根据楼层层高、轴线间距、运输条件和施工条件等因素确定，高度可以是单层层高或两层层高，宽度可以是一个房间的宽度也可以是多个房间的宽度，可按建筑开间生产大型墙板，施工现场拼缝少，且拼缝背后有梁柱等结构单元，拼缝处理容易，施工效率高，耐久性好。
本发明轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板，采用了轻骨料微孔混凝土作为保温、结构合装饰一体化的解决方式，具有自重轻，结构、保温、装饰一体化的优点，适合单片面积很大的整间墙板的构造工艺，适用于多高层钢结构、多高层预制装配式混凝土框架结构、预制装配式混凝土剪力墙结构、预制装配式混凝土框架剪力墙结构及其他建筑结构的外挂墙板和低多层板式结构的承重墙板。作为外挂板时，可以直接挂于主体结构上，不需要附加龙骨；作为承重墙板时可以整块安装，无需分块砌筑；且可以在通常的预制混凝土构件厂中根据工程需要定制生产。
附图说明
图1.1是本发明涉及实施例1墙板无窗洞口和门洞口时的截面构造示意图；
图1.2是图1.1中A1-A1的剖面结构示意图；
图1.3是图1.1中B1-B1的剖面结构示意图；
图2.1是本发明涉及实施例2的墙板上开有窗洞口4.1时的构造示意图；
图2.2是图2.1中A2-A2的剖面结构示意图；
图2.3是图2.1中B2-B2的剖面结构示意图；
图3.1是本发明涉及实施例3的墙板上开有门洞口4.2时的构造示意图；
图3.2是图3.1中A3-A3的剖面结构示意图；
图3.3是图3.1中B3-B3的剖面结构示意图；
图4是本发明涉及实施例4的墙板是单层构造板A时的截面构造示意图；
图5是本发明涉及实施例5的墙板是双层构造板B时的截面构造示意图；
图6是本发明涉及实施例6的墙板是三层构造板C时的截面构造示意图；
图7.1是本发明涉及墙板的拉接预埋件5、支撑拉接预埋件6和凹槽7的布置示意图；
图7.2是图7.1中凹槽7与拉接预埋件5的C1-C1剖面结构示意图；
图7.3是图7.1中支撑拉接预埋件6的C2-C2剖面结构示意图；
图7.4是图7.1中支撑拉接预埋件6的C3-C3剖面结构示意图；
图8.1是本发明涉及的上下两个墙板的拼装示意图；
图8.2是图8.1中D1-D1节点剖面的结构示意图；
图8.3是图8.1中D2-D2节点剖面的结构示意图；
图8.4是图8.1中D3-D3节点剖面的结构示意图。
附图标记：A-单层构造板、B-双层构造板、C-三层构造板、1-墙板、1.1-轻骨料微孔混凝土层、1.2-混凝土构造层、2-企口、3-加强筋、4.1-窗洞口、4.2-门洞口、5-拉接预埋件、6-支撑拉接预埋件、7-凹槽、8-混凝土梁、8.1-梁内预埋件一、8.2-梁内预埋件二、9-钢牛腿、10-连接角钢、11-防火封堵、12-发泡聚乙烯棒、13-建筑密封胶、14-耐火接缝材料、15-橡胶气密条。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明涉及一种轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板，包括墙板1，墙板1内设有加强筋3，其截面构造含轻骨料微孔混凝土层1.1，可以是单层构造、双层构造或三层构造。如图4，墙板1为单层构造板A时，由轻骨料微孔混凝土层1.1和设置在所述轻骨料微孔混凝土层1.2内的加强筋3组成；如图5，墙板1为双层构造板B时，由轻骨料微孔混凝土层1.1和位于轻骨料微孔混凝土层1.1一侧的混凝土构造层1.2，所述轻骨料微孔混凝土层1.1和混凝土构造层1.2内分别设置加强筋3；如图6，所述墙板1还可以为三层构造板C，由中间的轻骨料微孔混凝土层1.1，和分别位于轻骨料微孔混凝土层1.1两侧的混凝土构造层1.2组成，所述混凝土构造层1.2内设加强筋3。其采用具有一定强度且保温性能较好的轻骨料微孔混凝土作为大型预制外挂墙板的结构层和保温层；轻骨料微孔混凝土层1.1和混凝土构造层1.2能够和其中的加强筋3共同承载负荷；所述墙板1的尺寸根据楼层层高、轴线间距、运输条件和施工条件等因素确定，高度可以是单层层高或两层层高，宽度可以是一个房间的宽度也可以是多个房间的宽度。
所述混凝土构造层1.2由混凝土浇筑而成，所述混凝土是强度为C20～C80的普通混凝土或纤维增强水泥基材料，混凝土构造层1.2厚度为20～100毫米。所采用的轻骨料微孔混凝土层1.1用放入轻骨料混凝土具有一定强度(立方体抗压强度2.5MPa-10MPa)且保温性能较好(导热系数为0.05-0.02W/(m.k))，其作为所述大型预制外挂墙板的结构层和保温层。轻骨料微孔混凝土层的轻骨料可以是页岩陶粒、黏土陶粒、膨胀珍珠岩、粉煤灰陶粒、浮石、火山渣等之中的一种。加强筋3可以采用绑扎钢筋、桁架钢筋、钢筋网片、纤维增强筋或纤维增强网片，在墙板1中可以为单排或双排布置。
如图7.1至7.4，所述墙板1上设置拉接预埋5、支撑拉接预埋件6和凹槽7。拉接预埋件5约束所述墙板1的平面外位移，支撑拉接预埋件6包括一个与墙面垂直设置的拉结预埋件和与墙面轴向平行设置的一个带螺母的支撑螺栓件，支撑螺栓件设在凹陷在墙体内的槽内，其底端伸长用于与钢牛腿9拉结固定，其支承所述墙板1的重力荷载并约束墙板1的平面外位移，凹槽7提供墙板1和混凝土梁8连接时的钢牛腿9的安装空间，其尺寸由钢牛腿9的大小确定。所述墙板1的上下端设有用于嵌合连接的企口2。所述墙板1上可以设置窗洞口4.1和门洞口4.2，或多个窗洞口4.1和门洞口4.2的组合形式，图1.1至1.3是本发明涉及实施例1墙板无窗洞口和门洞口时的截面构造示意图，图2.1至2.3是本发明涉及实施例1墙板上开有窗洞口4.1时的构造示意图，图3.1至3.3是本发明涉及实施例1墙板上开有门洞口4.2时的构造示意图。
在设计本发明轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板时，首先根据预制装配式混凝土建筑的平面布置、外立面效果和尺寸、运输条件和施工吊装条件进行墙板的拆分设计，确定需要制备的墙板的各构件的尺寸；其次，根据墙板的自重，需要考虑窗重、风荷载、地震作用及温度应力等荷载作用的组合-确定加强筋的种类和数量；然后，进行墙板构件细节尺寸的设计及节点布置；最后，进行墙板整体保温性能的计算与复核。上述轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板的制备方法包括如下步骤：
步骤一、支模：按照设计尺寸在预制墙板生产线模台上支设边模；
步骤二、加强筋3及预埋件的设置：在相应位置铺设加强筋3，并固定预埋件；
步骤三、混凝土分层浇筑：依据墙体板层样式，依次浇筑普通混凝土或轻骨料微孔混凝土，并振捣密实，分别形成混凝土构造层1.2或轻骨料微孔混凝土层1.1；
步骤四、表面压实抹平，并进行养护；
步骤五、脱模、吊装。
本发明墙板可以作为承重墙板使用，可整块安装，无需分块砌筑，在普通预制混凝土构件厂中根据工程需要定制生产，还可以用作为外挂板使用，可直接挂于主体结构上，不需要附加龙骨，轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板的安装如图8.1至8.4，包括如下步骤：
步骤一、在墙板1四周的墙板端面上粘贴橡胶气密条15；
步骤二、安装钢牛腿9，将钢牛腿9焊接在混凝土梁8上，与埋在梁体端部的梁内预埋件一8.1焊接；
步骤三、在墙板1和主体结构的混凝土梁8上对应弹好控制线；
步骤四、吊装墙板到指定安装位置，加设临时支撑；
步骤五、通过调整临时支撑和墙板底部的支撑拉接预埋件6的螺母位置来调节墙板1的高度、轴线位置和垂直度，确保底部墙板顶部的安装用拉接预埋件5和凹槽7与上部墙板的支撑拉接预埋件6位置相对应；
步骤六、利用一个连接角钢10将埋在混凝土梁8上侧的一个梁内预埋件二8.2与顶部墙板的支撑拉接预埋件6连接，利用另一个连接角钢10将埋在混凝土梁8下侧的一个梁内预埋件二8.2与底部墙板的拉接预埋件5焊接连接；
步骤七、在墙板1和混凝土梁8之间的缝隙以及凹槽7内做防火封堵11；
步骤八、对上下两个墙板之间的缝隙进行封堵，墙板之间的室内接缝用耐火接缝材料14封堵，室外部分使用发泡聚乙烯棒12和建筑密封胶13进行封堵。至此，轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板的安装施工完成。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板，包括墙板（1），所述墙板（1）内设有加强筋（3），其特征在于：所述墙板（1）是截面含轻骨料微孔混凝土层（1.1）的构造板，所述轻骨料微孔混凝土层（1.1）由轻骨料微孔混凝土浇筑而成，所述轻骨料微孔混凝土的立方体抗压强度为2.5MPa～10MPa，导热系数为0.05～0.02W/(m·k)。
2.根据权利要求1所述的一种轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板，其特征在于：所述墙板（1）为单层构造板（A），所述单层构造板（A）为一层轻骨料微孔混凝土层（1.1），所述加强筋（3）铺设在所述轻骨料微孔混凝土层（1.1）内。
3.根据权利要求1所述的一种轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板，其特征在于：所述墙板（1）为双层构造板（B），由轻骨料微孔混凝土层（1.1）和位于轻骨料微孔混凝土层（1.1）一侧的混凝土构造层（1.1），所述混凝土构造层（1.2）由混凝土浇筑而成，所述混凝土是强度为C20～C80的普通混凝土或纤维增强水泥基材料，混凝土构造层（1.2）厚度为20～100毫米；所述轻骨料微孔混凝土层（1.1）和混凝土构造层（1.2）内分别铺设加强筋（3）。
4.根据权利要求1所述的一种轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板，其特征在于：所述墙板（1）为三层构造板（C），由中间的轻骨料微孔混凝土层（1.1），和分别位于轻骨料微孔混凝土层（1.1）两侧的混凝土构造层（1.2）组成，所述混凝土构造层（1.2）由混凝土浇筑而成，所述混凝土是强度为C20～C80的普通混凝土或纤维增强水泥基材料，混凝土构造层（1.2）厚度为20～100毫米；所述混凝土构造层（1.2）内铺设加强筋（3）。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板，其特征在于：所述轻骨料微孔混凝土层（1.1）所用轻骨料是页岩陶粒、黏土陶粒、膨胀珍珠岩、粉煤灰陶粒、浮石或火山渣。
6.根据权利要求5所述的一种轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板，其特征在于：所述墙板（1）的高度是单层或两层楼层高，宽度是一个房间或多个房间的总宽度。
7.根据权利要求5所述的一种轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板，其特征在于：所述墙板（1）上靠近底边设有用于与混凝土梁（8）嵌合安装时支撑墙板并约束墙板平面外位移的支撑拉接预埋件（6），靠近顶部在底部预埋件对应的位置设有约束墙板平面外位移的拉接预埋件（5）以及提供墙板（1）与混凝土梁（8）连接时钢牛腿（9）安装空间的凹槽（7），所述凹槽（7）的尺寸与钢牛腿（9）的尺寸相适应。
8.根据权利要求5任意一项所述的轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板，其特征在于：所述墙板（1）的上下端设有用于嵌合连接的企口（2）；所述墙板（1）上开有窗洞口（4.1）和/或门洞口（4.2）；所述加强筋（3）是绑扎钢筋、桁架钢筋、钢筋网片、纤维增强筋或纤维增强网片，其在墙板（1）中为单排或双排布置。
9.一种权利要求6～8任意一项所述的轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、支模：按照设计尺寸在预制墙板生产线模台上支设边模；
步骤二、加强筋（3）及预埋件的设置：在相应位置铺设加强筋（3），并固定预埋件；
步骤三、混凝土分层浇筑：依据墙体板层样式，依次浇筑普通混凝土或轻骨料微孔混凝土，并振捣密实，分别形成混凝土构造层（1.2）或轻骨料微孔混凝土层（1.1）；
步骤四、表面压实抹平，并进行养护；
步骤五、脱模、吊装。
10.一种权利要求9所述的轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在墙板（1）四周的端面上粘贴橡胶气密条(15)；
步骤二、安装钢牛腿（9），将钢牛腿（9）与混凝土梁（8）端部的梁内预埋件一（8.1）焊接连接；
步骤三、在墙板（1）和主体结构的混凝土梁（8）上对应弹好控制线；
步骤四、吊装墙板（1）到指定位置，并加设临时支撑；
步骤五、通过调整临时支撑和支撑拉接预埋件（6）的螺母来调节墙板（1）的高度、轴线位置和垂直度，对齐上下两面墙板；
步骤六、利用连接角钢（10）将混凝土梁（8）上下侧的两个梁内预埋件二（8.2）分别与下部墙板（1）内的拉接预埋件（5）和上部墙板的支撑拉接预埋件（6）焊接连接；
步骤七、在预制外挂墙板和混凝土梁（8.0）之间的缝隙以及凹槽（7）内做防火封堵（11）；
步骤八、对相邻墙板（1）之间的缝隙封堵，预制外挂墙板之间的室内接缝用耐火接缝材料（14）封堵，室外部分使用发泡聚乙烯棒（12）和建筑密封胶（13）进行封堵，至此，轻骨料微孔混凝土大型预制外挂墙板的安装施工完成。
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