CN105780948B - 一种用于预制夹心保温墙体的钩形钢筋芯连续纤维复合连接件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于预制夹心保温墙体的钩形钢筋芯连续纤维复合连接件，该连接件由钩形钢筋芯连续纤维复合筋和套管组成。其钩形钢筋芯连续纤维复合筋主体采用一体化拉挤成型工艺将纵向连续纤维包裹在钢筋表面而后将横向纤维缠绕在其外表面形成波形连续纤维外包层，待纤维冷却后将一端弯折为钩形并加热定型的工艺制成的一种以钢筋为延性内芯外包刚性连续纤维的新型复合材料；套管采用塑料注塑加工成型。本发明连接件结构简单、造价低廉、导热系数低、耐久性能好、安全储备高，适用于预制混凝土夹心保温墙体内、外叶混凝土板的连接。
Description
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及一种用于预制夹心保温墙体的钩形钢筋芯连续纤维复合连接件，用于预制夹心保温混凝土墙板的制作。
背景技术
在我国大力推行装配式建筑，推广绿色建筑和绿色施工的背景下，建筑产品要满足“四节一环保”的要求，节能墙体是实现建筑节能的主要手段，具有良好的发展前景。保温墙体作为节能墙体在建筑领域已经得到广泛的推广。目前，工程中常用的保温墙体包括内保温、外保温及夹心保温墙体三种。内保温墙体不利于室内装修、易损坏。外保温存在防火、耐久性及抵抗负风压等问题。夹心保温墙体是将保温材料置于内外混凝土墙板之间，通过连接件把内外墙板和保温材料连接为一体，可有效防止外部环境和内部装修的影响，可实现与结构同寿命，是今后建筑外墙节能保温构造的主要发展方向。
连接件是连接夹心保温墙体内外叶混凝土板和保温板的关键部件，同时是抵抗各层之间的剪力的关键部件。目前国内外应用于装配式预制混凝土夹心保温墙体中的连接件的材料主要有金属材料和纤维增强复合塑料(FRP)，且均存在诸多材料问题：钢筋等金属连接件虽具有强度高、价格低等优点，但材料导热系数大，存在“热桥”效应，影响墙体保温效果，并且钢筋耐腐蚀性差，影响构件寿命，若采用不锈钢连接件则成本大幅提高；纤维增强复合塑料(FRP)连接件虽具有抗拉强度高、耐腐蚀性强、导热系数小、价格低廉等优点，但其抗剪强度低，属于脆性材料，一旦破坏毫无征兆，无法预警，安全储备不高。并且，现有连接件的结构形式主要有棒状和格构式两种，总体而言均存在安装工艺复杂，工作性能差，材料用量大，价格高等缺点。这些问题的存在，严重阻碍了装配式预制混凝土夹心保温外墙体在市场中的规模化应用。
发明内容
本发明的目的是克服现有装配式预制混凝土夹心保温墙体规模化应用的瓶颈，提供一种用于预制夹心保温墙体的钩形钢筋芯连续纤维复合连接件，该连接件结构简单、造价低廉、施工方便、导热系数低、耐久性能好、工作性能好、安全储备高，适用于预制混凝土夹心保温墙体。
本发明采用的技术方案为：一种用于预制夹心保温墙体的钩形钢筋芯连续纤维复合连接件,该连接件设置在预制夹心保温墙体的墙体内叶混凝土板、保温层和墙体外叶混凝土板之中，所述连接件包括钩形钢筋芯连续纤维复合筋和塑料套管；
所述钩形钢筋芯连续纤维复合筋由带肋钢筋延性内芯和连续纤维刚性外包层组成，所述带肋钢筋延性内芯的一端弯折为钩形，带肋钢筋延性内芯的外表面由浸胶连续纤维纵向均匀包裹，横向用连续纤维螺旋状捆扎，形成凹凸波纹状连续纤维刚性外包层；
所述塑料套管套设在钩形钢筋芯连续纤维复合筋中部，并定位于保温层中，塑料套管横截面形状为圆形，厚度与保温层厚度相匹配；塑料套管包括套管帽和套管体，套管体顶部设有套管帽，套管帽与保温层外表面紧贴，套管体内外侧壁为相互错位的锯齿牙面；
所述塑料套管分为直套管和斜套管两种，所述直套管的套管体与套管帽垂直，斜套管的套管体与套管帽成45°夹角。
作为优选，所述连续纤维刚性外包层的连续纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维。
作为优选，所述带肋钢筋延性内芯的钩形角度为45°～90°。
作为优选，所述塑料套管外侧斜齿方向顺着插入保温板方向，内侧斜齿方向顺着钩形钢筋芯连续纤维复合筋插入塑料套管内的方向。
本发明中，连接件主体钩形钢筋芯连续纤维复合筋采用钢筋连续纤维复合材料，是将纵向浸胶的连续纤维(FRP，包括玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维)均匀包裹在钢筋表面，并横向缠绕连续纤维捆扎成凹凸波纹状的以钢筋为延性内芯外包刚性连续纤维的新型复合材料，该复合材料兼容了金属与塑料纤维的共同优点，摒弃了各自缺点，具有良好的耐久性能、隔热性能和很高的抗剪强度、抗拉强度和刚度，并可以有效防止脆性破坏提高安全储备，适用于高耐久性、高安全性和高节能要求的预制混凝土夹心保温墙体。
本发明中，连接件主体钩形钢筋芯连续纤维复合筋采用钩形结构形式，一端采用专用加工机械一次弯折成钩形，试验表明该结构形式显著提高了连接件在混凝土中的锚固性能，同时可大大减小外叶墙板的厚度，节省材料降低成本；另一端为直形，可快速穿透保温板插入混凝土，节省工时降低成本。采用直插和斜插组合的方式布置连接件，受力明确，可有效保证墙体的整体工作性能。
本发明中，连接件主体钩形钢筋芯连续纤维复合筋表面设计为凹凸波纹状，可有效提高连接件与混凝土之间的界面粘结力，并方便与套管安装牢固而不滑脱。
本发明中，套管采用塑料注塑加工成型。套管体内侧壁设计有与钩形钢筋芯连续纤维复合筋表面相匹配锯齿牙面，斜面顺向纤维复合筋插入方向，可实现快速装配，且安装牢固；套管体外侧壁设计有与内侧壁螺纹相对应的锯齿向螺牙面，斜面顺向插入保温板方向，可增强套管体与保温板之间的有效连接；套管体设计长度与保温板厚度相匹配，并将直套管和斜套管的套管帽与保温层外表面紧贴，可实现连接件的准确定位和组合，确保施工质量，并方便施工质检与验收。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明涉及的连接件具有结构简单、造价低廉、施工方便、导热系数低、耐久性能好、工作性能好、安全储备高的优点，解决了连接件材料的选用难题，解决了内外叶墙板可靠性连接的技术难题，实现了预制混凝土夹心保温墙体的高耐火等级、高耐久性、高安全性和高节能的目标。
(2)本发明突破了装配式预制混凝土夹心保温墙体在市场中的规模化应用的技术瓶颈，可进而推动建筑业产业革新与发展、加快装配式混凝土建筑推广应用的步伐、实现绿色建筑和绿色施工的目标，具有显著的社会效益、经济效益和生态效益。
附图说明
图1为本发明钩形钢筋芯连续纤维复合连接件(直插型)的结构示意图；
图2为本发明钩形钢筋芯连续纤维复合连接件(斜插型)的结构示意图；
图3为图1和2中A-A剖面图；
图4为本发明的塑料套管(直套管)结构示意图；
图5为本发明的塑料套管(斜套管)结构示意图；
图6为图4中B-B剖面图；
图7为图5中B-B剖面图；
图8为直插和斜插钩形钢筋芯连续纤维复合连接件在预制混凝土夹心保温墙体中的安装构造图。
图中标号：1为钩形钢筋芯连续纤维复合筋、2为塑料套管、3为连续纤维刚性外包层、4为带肋钢筋延性内芯、5为套管帽、6为套管体、7为保温层、8为墙体外叶混凝土板、9为墙体内叶混凝土板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1-4所示，一种用于预制夹心保温墙体的钩形钢筋芯连续纤维复合连接件,该连接件设置在预制夹心保温墙体的墙体内叶混凝土板9、保温层7和墙体外叶混凝土板8之中，所述连接件包括钩形钢筋芯连续纤维复合筋1和塑料套管2；
所述钩形钢筋芯连续纤维复合筋1由带肋钢筋延性内芯4和连续纤维刚性外包层3组成，所述带肋钢筋延性内芯4的一端弯折为钩形，带肋钢筋延性内芯4的外表面由浸胶连续纤维纵向均匀包裹，横向用连续纤维螺旋状捆扎，形成凹凸波纹状连续纤维刚性外包层3；
所述塑料套管2套设在钩形钢筋芯连续纤维复合筋1中部，并定位于保温层7中，塑料套管2横截面形状为圆形，厚度与保温层7厚度相匹配；塑料套管2包括套管帽5和套管体6，套管体6顶部设有套管帽5，套管帽5与保温层7外表面紧贴，套管体6内外侧壁为相互错位的锯齿牙面；
所述塑料套管2分为直套管和斜套管两种，所述直套管的套管体6与套管帽5垂直，斜套管的套管体6与套管帽5成45°夹角。
所述连续纤维刚性外包层3的连续纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维。所述带肋钢筋延性内芯4的钩形角度为45°～90°。所述塑料套管2外侧斜齿方向顺着插入保温板7方向，内侧斜齿方向顺着钩形钢筋芯连续纤维复合筋1插入塑料套管2内的方向。
本发明所述钩形钢筋芯连续纤维复合筋是由带肋钢筋作为内芯，外包浸胶的连续纤维(FRP，包括玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维)，将横向捆扎纤维缠绕在其外表面形成波形凹凸的连续纤维外包层，待纤维冷却后将一端弯折为钩形(角度为45°～90°)并加热定型；将塑料套管安装固定在钩形钢筋芯连续纤维复合筋中部设计位置处装配成钩形钢筋芯连续纤维复合连接件；浇筑墙体内叶混凝土板，并在混凝土初凝前快速安装保温层，并按照直插和斜插的组合方式分别将套有两种类型的塑料套管的钩形钢筋芯连续纤维复合连接件的直筋端穿过保温层插入墙体内叶混凝土板中，直至钩形钢筋芯连续纤维复合连接件的塑料套管部分位于保温层的设计位置处，并使套管帽与保温层外表面紧贴；将连接件钩形端头置于墙体外叶混凝土板内，提高连接件在混凝土中的锚固性能，连接件直筋端头在墙体内叶混凝土板内的长度满足锚固长度要求；最后，浇筑墙体外叶混凝土板，养护达到混凝土设计强度后即完成该种预制混凝土夹心保温墙体的制作。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (1)
1.一种用于预制夹心保温墙体的钩形钢筋芯连续纤维复合连接件,其特征在于：该连接件设置在预制夹心保温墙体的墙体内叶混凝土板、保温层和墙体外叶混凝土板之中，所述连接件包括钩形钢筋芯连续纤维复合筋和塑料套管；
所述钩形钢筋芯连续纤维复合筋由带肋钢筋延性内芯和连续纤维刚性外包层组成，所述带肋钢筋延性内芯的一端弯折为钩形，带肋钢筋延性内芯的外表面由浸胶连续纤维纵向均匀包裹，横向用连续纤维螺旋状捆扎，形成凹凸波纹状连续纤维刚性外包层；
所述塑料套管套设在钩形钢筋芯连续纤维复合筋中部，并定位于保温层中，塑料套管横截面形状为圆形，厚度与保温层厚度相匹配；塑料套管包括套管帽和套管体，套管体顶部设有套管帽，套管帽与保温层外表面紧贴，套管体内外侧壁为相互错位的锯齿牙面；
所述塑料套管分为直套管和斜套管两种，所述直套管的套管体与套管帽垂直，斜套管的套管体与套管帽成45°夹角；
所述连续纤维刚性外包层的连续纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维；
所述带肋钢筋延性内芯的钩形角度为45°～90°；
所述塑料套管外侧斜齿方向顺着插入保温板方向，内侧斜齿方向顺着钩形钢筋芯连续纤维复合筋插入塑料套管内的方向。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |