CN106320574A - 一种轻钢龙骨复合混凝土墙板 - Google Patents

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    • E04B1/76Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
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    • E04B1/80Heat insulating elements slab-shaped

Abstract

本发明公开了一种轻钢龙骨复合混凝土墙板,包括轻钢龙骨框架、混凝土板和龙骨混凝土板连接件;所述轻钢龙骨框架由天地龙骨和竖向龙骨构成,天地龙骨采用U型龙骨,竖向龙骨采用C型龙骨,龙骨通过高强自攻钉进行连接和拼装;所述轻钢龙骨框架内部填充保温材料,轻钢龙骨框架上安装水泥纤维板或石膏板等板材,作为墙体内面。本发明与现有技术相比的优点是:实现建筑产业的预制化和装配化,促进国家住宅产业化的发展;降低施工现场建筑垃圾和污染的产生;大大提高建筑施工速度,建筑工期可缩短30%至50%;厚度薄,用材少,制作工艺简单,总体成本较传统外墙低10%至30%,可降低建筑成本。

Description

一种轻钢龙骨复合混凝土墙板
技术领域
本发明涉及建筑材料,尤其涉及一种轻钢龙骨复合混凝土墙板。
背景技术
现有的预制混凝土夹心保温墙(以下称为三明治墙板),三明治墙板由内叶墙(7-10公分厚混凝土板)、中间保温层(3-10公分厚保温层)和外叶墙(5-9公分厚混凝土板)构成,内叶墙和外叶墙同过连接件(FRP连接件或不锈钢连接件)连接。内叶墙起结构承重作用,外叶墙起保温层、保护层作用和外立面装饰作用。三明治墙板兼具结构承重作用,厚度大,自重大,制造工艺复杂,安装现场需灌浆填缝,在实现外墙装饰一体化上有技术难度,总体成本较传统外墙施工方式高。
发明内容
本发明是为了解决上述不足,提供了一种轻钢龙骨复合混凝土墙板。它是集建筑外围护、保温、装饰、防水等多种功能于一体的预制化外墙产品,适用于多层到高层的混凝土框架结构、钢结构框架结构和框剪结构建筑的外围护墙体;也可作为外墙挂板,应用于墙体二次改造工程;还可以作为隔墙,应用于装修墙体、隔墙、围墙和隔音墙等。
本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现:一种轻钢龙骨复合混凝土墙板,包括轻钢龙骨框架、混凝土板和龙骨混凝土板连接件;所述轻钢龙骨框架由天地龙骨和竖向龙骨构成,天地龙骨采用U型龙骨,竖向龙骨采用C型龙骨,龙骨通过高强自攻钉进行连接和拼装;所述轻钢龙骨框架内部填充保温材料,轻钢龙骨框架上安装水泥纤维板或石膏板等板材,作为墙体内面。
所述天地龙骨和竖向龙骨的厚度可选用1.2mm至1.8mm。
所述天地龙骨和竖向龙骨的高度可选用64mm,70mm,90mm,120mm,140mm,150mm或160mm。
所述竖向龙骨间距一般采用400mm至600mm。
所述天地龙骨和竖向龙骨由冷弯薄壁型镀锌钢材制成。
所述混凝土板由C25-C50抗压强度等级混凝土或轻质混凝土制成。
所述轻质混凝土为泡沫混凝土、陶粒混凝土、玻璃微珠混凝土。
所述混凝土板中也可掺入玻璃纤维或碳纤维进行加强。
所述混凝土板可通过预埋钢丝网或碳纤维网进行加强;所述混凝土板的厚度为50mm,当采用碳纤维网进行加强时,混凝土板厚度为30-50mm。
所述钢丝网规格选用直径3mm至6mm,网孔大小150mm×150mm至400mm×400mm。
所述保温材料由聚乙烯发泡材料、聚乙烯板、聚苯板、岩棉或玻璃棉制成。
所述混凝土板和轻钢龙骨框架之间利用连接件形成10mm至20mm的空气层,加强墙体保温隔热效果。
所述轻钢龙骨框架与混凝土板采用剪力钉、冲孔钩件、Y型连接件或龙骨带孔卷边的方式进行连接。
所述轻钢龙骨复合混凝土墙板为窗间横条板、带窗多间横条板、带窗多间竖条板或竖条板。
所述轻钢龙骨复合混凝土墙板宽度至多为4米,长度至多为16米。
所述轻钢龙骨复合混凝土墙板的板与板之间设有15mm-30mm的伸缩缝,伸缩缝中设有内外两道防水层和中间滞水层。
所述内侧防水层包括最里背衬材料和密封胶;所述外侧防水层由背密封胶构成;所述中间滞水层为网状泡沫或海绵。
所述中间滞水层安装有排水管,排水管一侧用密封胶堵塞形成密封胶坝。
该墙体系统的构造原理:通过焊接在轻钢龙骨框架一侧的剪力钉(或本说明书介绍的其他连接方式),将混凝土板和冷弯薄壁型龙骨框架进行可靠连接。轻钢龙骨框架作为墙体的“骨架”用来承受墙体的水平荷载,钢丝网加强的5公分厚混凝土板作为墙体“表皮”即可满足外墙面耐久性要求,又可与龙骨一起作用,产生蒙皮效应,极大提高墙体整体强度。龙骨内部可以填充保温材料,内侧可安装水泥纤维板或石膏板等板材,作为墙体内面。
本发明与现有技术相比的优点是:
1、本发明的轻钢龙骨复合混凝土墙板是一种预制化建筑构件,可实现建筑产业的预制化和装配化,促进国家住宅产业化的发展。
2、本发明的轻钢龙骨复合混凝土墙板工厂流水线生产,生产效率高,将建筑外墙工程量转移到现代化工厂,节约能源和材料,极大降低施工现场建筑垃圾和污染的产生。轻钢龙骨复合混凝土墙板的制造和施工过程是一种绿色建筑过程。
3、本发明的轻钢龙骨复合混凝土墙板可实现主结构施工和墙体制作的平行施工,墙体安装快捷,可大大提高建筑施工速度,建筑工期可缩短30%至50%。
4、本发明的轻钢龙骨复合混凝土墙板保温性能好,可提高建筑使用过程中的保温隔热性能,降价建筑使用中采暖和制冷的能源消耗,是一种绿色建筑产品。
5、本发明的轻钢龙骨复合混凝土墙板厚度薄,用材少,制作工艺简单,总体成本较传统外墙低10%至30%,可降低建筑成本。
附图说明
图1是本发明轻钢龙骨复合混凝土墙板典型剖面图。
图2是本发明轻钢龙骨复合混凝土墙板轻钢龙骨框架图。
图3是本发明中的剪力钉连接轻钢龙骨框架的结构示意图。
图4是本发明中剪力钉连接墙体的立体结构示意图。
图5是本发明中剪力钉连接墙体的剖面结构示意图一。
图6是本发明中剪力钉连接墙体的剖面结构示意图二。
图7是本发明中轻钢龙骨框架上的冲孔钩件的结构示意图。
图8是本发明中冲孔构件连接墙体的立体结构示意图。
图9是本发明中冲孔构件连接墙体的剖面结构示意图一。
图10是本发明中冲孔构件连接墙体的剖面结构示意图二。
图11是本发明中轻钢龙骨框架上设有Y型连接件的结构示意图一。
图12是本发明中轻钢龙骨框架上设有Y型连接件的结构示意图二。
图13是本发明Y型连接件连接墙体的立体结构示意图。
图14是本发明Y型连接件连接墙体的剖面结构示意图一。
图15是本发明Y型连接件连接墙体的剖面结构示意图二。
图16是本发明中龙骨带孔卷边的结构示意图。
图17是本发明中龙骨带孔卷边连接墙体的立体结构示意图。
图18是本发明中龙骨带孔卷边连接墙体的剖面结构示意图一。
图19是本发明中龙骨带孔卷边连接墙体的剖面结构示意图二。
图20是本发明中窗间横条板和竖条板的结构示意图。
图21是本发明中带窗多间横条板的结构示意图。
图22是本发明中带窗多间竖条板的结构示意图。
图23是本发明中防水系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详述。
如图1所示,一种轻钢龙骨复合混凝土墙板,由轻钢龙骨框架23、混凝土板21和龙骨混凝土板连接件22三者构成,轻钢龙骨框架23起加强混凝土板抗弯和抗剪强度的作用,混凝土板21起蒙皮效应作用,二者通过连接件22有机结合,形成一种具有极佳抗弯能力的复合墙体。轻钢龙骨框架23内部可以填充保温材料25,内侧可安装水泥纤维板或石膏板等板材,作为墙体内面24。
如图1、图2所示,轻钢龙骨框架23由天地龙骨232和竖向龙骨231构成,天地龙骨232采用U型龙骨,竖向龙骨231采用C型龙骨,龙骨通过高强自攻钉233进行连接和拼装。根据不同的墙体尺寸和风荷载要求,天地龙骨和竖向龙骨的厚度可选用1.2mm至1.8mm,天地龙骨和竖向龙骨的高度可选用64mm,70mm,90mm,120mm,140mm,150mm或160mm,竖向龙骨231间距一般采用400mm至600mm。天地龙骨和竖向龙骨由冷弯薄壁型镀锌钢材制成,镀锌层厚度可根据不同的防腐要求和使用寿命进行调整。
混凝土板21可选用C25-C50抗压强度等级混凝土,混凝土板21可通过预埋钢丝网212a或碳纤维网212b进行加强。钢丝网规格可选用直径3mm至6mm,网孔大小150mm×150mm至400mm×400mm。混凝土板中也可掺入玻璃纤维或碳纤维进行加强。混凝土板21也可采用泡沫混凝土、陶粒混凝土、玻璃微珠混凝土等轻质混凝土材料。混凝土板21的厚度一般为50mm,当采用碳纤维网212b进行加强时,混凝土板厚度可为30-50mm。
保温材料25可选用聚乙烯发泡材料、聚乙烯板、聚苯板、岩棉、玻璃棉等保温材料。保温材料厚度根据不同的建筑保温要求进行调整。
混凝土板21和轻钢龙骨框架23之间可利用连接件22,形成10mm至20mm的空气层26,加强墙体保温隔热效果。该空气层也可以不设置。
本发明轻钢龙骨框架和混凝土板的连接形式:
本发明设计了四种轻钢龙骨框架23与混凝土板21的连接形式,即龙骨混凝土板连接件22具有四种实施例。
第一种:剪力钉。
如图3至图6所示,通过螺柱焊接技术,在轻钢龙骨框架23外侧面焊接剪力钉22a。剪力钉22a一端与轻钢龙骨23焊接在一起,另外一端(带法兰盘)在混凝土板21浇筑时埋入混凝土板21,待混凝土板21养护完成后,剪力钉22a和混凝土层结合,具有粘合强度。以此,剪力钉22a将二者可靠连接。
剪力钉22a可采用不锈钢和碳钢,直径为6mm至10mm,埋入混凝土层长度应大于混凝土层厚度的1/2,端部距离混凝土外侧面的距离应大于20mm。
焊接剪力钉22a的使用数量根据不同的墙体性能要求可以不同,剪力钉间距一般采用200mm至300mm。
剪力钉22a可以在焊接后、浇筑前,喷涂一层环氧树脂油漆(或其他类似防腐和绝热材料),用以降低墙体整体的导热性能。
第二种:冲孔钩件。
如图7至图10所示,采用冲压工艺,在C型龙骨和U型龙骨侧板,冲压出钩件22b。钩件端部和龙骨是整体,直角钩在混凝土板211浇筑时埋入混凝土板21,待混凝土板21养护完成后,钩件和混凝土层结合,具有粘合强度。以此,钩件22b将二者可靠连接。
冲孔钩件22b宽度为8mm至15mm,钩件长度为混凝土层厚度的1/2,钩件翻边长度8mm至15mm。钩件数量根据不同的墙体性能要求,间距为200mm至300mm。
第三种:Y型连接件。
如图11至图15所示,轻钢龙骨框架23和混凝土板21可采用Y型连接件22c进行连接。Y型连接件22c采用冲压和折弯工艺进行制作。Y型连接件22c根部通个自攻钉与轻钢龙骨23连接,头部埋入混凝土层,连接混凝土板21。
Y型连接件22c厚度为1.5mm至2.5mm,长度可以沿龙骨方向通长,也可以间断。
第四种:龙骨带孔卷边。
如图16至19所示,通过折弯和冲压工艺,制作一种特殊的带有带孔卷边的异型C型龙骨231a。该C型龙骨一侧侧板折弯成卷边22d,同时卷边腹板开孔,卷边埋入混凝土板,形成连接。
轻钢龙骨复合混凝土墙板板型划分:
轻钢龙骨复合混凝土墙板可实现不同的外立面装饰效果,包括传统的外墙涂料饰面、清水混凝土效果、反打一次成型贴砖或石材效果、造型混凝土效果等。
如图20、图21及图22所示,根据不同的建筑立面设计,轻钢龙骨复合混凝土墙板在板型划分是可分为窗间横条板2a、带窗多间横条板2b、带窗多间竖条板2c和竖条板(包柱板)2d。
轻钢龙骨复合混凝土墙板最大宽度为4米,最大长度为16米。墙体加工制作中可预留窗洞和门洞,最大洞口尺寸为3米。在墙体制作完成后,可安装门窗,也可以等到墙体安装到建筑主结构后,再安装门窗。
轻钢龙骨复合混凝土墙板接缝防水设计:
轻钢龙骨复合混凝土墙板板之间,一般设计有15mm-30mm的伸缩缝,墙体接缝的密封防水,可采用发明人开发的防水密封系统4。该防水系统具有渗水排出和监测的功能。
如图23所示,防水系统4由内外两道防水层(41、43)和中间滞水层42构成。
内侧防水层41包括最里背衬材料411(如聚乙烯泡沫棒)和密封胶412(包括硅酮系列、改性硅酮系列和聚氨酯系列密封胶);外侧防水层43由背密封胶431构成。
在内外侧防水层(41、43)之间,是中间滞水层42。该层内填充网状泡沫或海绵等对水具有临时吸附功能的材料,同时可以作为外侧防水密封胶431的背衬材料。
在建筑物每2-3层之间,可在中间滞水层安装设计排水管44。排水管44一侧用密封胶堵塞形成密封胶坝45。
滞水层工作机制和作用:
1、循环空气。由于滞水层42材料是泡沫材料,空气可通过排水管44与外界循环流通,保证了渗水后的快速干燥,起到防潮防霉的作用,同时也可减低渗水风压。
2、渗水检测。一旦外墙系统某处最外侧防水层失效,雨水渗入滞水层42。滞水层42网状泡沫可短缓存吸收水分,同时也是水分排出的通道。天气停止下雨后,滞水层中保留的水分会通过排水管44逐渐排出,在排水管口441处外墙会形成水滴或水渍442。据此可判断该排水管口441上部区域的最外侧防水层43失效,可及时进行维护修理(如替换密封胶)。这样就可以形成一种实时监测和维护机制,防止雨水进一步渗漏,破坏墙体结构和室内装修,延迟墙体的使用寿命。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种轻钢龙骨复合混凝土墙板,其特征在于:包括轻钢龙骨框架、混凝土板和龙骨混凝土板连接件;所述轻钢龙骨框架由天地龙骨和竖向龙骨构成,天地龙骨采用U型龙骨,竖向龙骨采用C型龙骨,龙骨通过高强自攻钉进行连接和拼装;所述轻钢龙骨框架内部填充保温材料,轻钢龙骨框架上安装水泥纤维板或石膏板等板材,作为墙体内面。
2.根据权利要求1所述的一种轻钢龙骨复合混凝土墙板,其特征在于:所述天地龙骨和竖向龙骨的厚度可选用1.2mm至1.8mm;所述天地龙骨和竖向龙骨的高度可选用64mm,70mm,90mm,120mm,140mm,150mm或160mm;所述竖向龙骨间距一般采用400mm至600mm;所述天地龙骨和竖向龙骨由冷弯薄壁型镀锌钢材制成。
3.根据权利要求1所述的一种轻钢龙骨复合混凝土墙板,其特征在于:所述混凝土板由C25-C50抗压强度等级混凝土或轻质混凝土制成;所述轻质混凝土为泡沫混凝土、陶粒混凝土、玻璃微珠混凝土;所述混凝土板中也可掺入玻璃纤维或碳纤维进行加强;所述混凝土板可通过预埋钢丝网或碳纤维网进行加强;所述混凝土板的厚度为50mm,当采用碳纤维网进行加强时,混凝土板厚度为30-50mm;所述钢丝网规格选用直径3mm至6mm,网孔大小150mm×150mm至400mm×400mm。
4.根据权利要求1所述的一种轻钢龙骨复合混凝土墙板,其特征在于:所述混凝土板和轻钢龙骨框架之间利用连接件形成10mm至20mm的空气层,加强墙体保温隔热效果。
5.根据权利要求1所述的一种轻钢龙骨复合混凝土墙板,其特征在于:所述轻钢龙骨框架与混凝土板采用剪力钉、冲孔钩件、Y型连接件或龙骨带孔卷边的方式进行连接。
6.根据权利要求1所述的一种轻钢龙骨复合混凝土墙板,其特征在于:所述轻钢龙骨复合混凝土墙板为窗间横条板、带窗多间横条板、带窗多间竖条板或竖条板。
7.根据权利要求1所述的一种轻钢龙骨复合混凝土墙板,其特征在于:所述轻钢龙骨复合混凝土墙板宽度至多为4米,长度至多为16米。
8.根据权利要求1所述的一种轻钢龙骨复合混凝土墙板,其特征在于:所述轻钢龙骨复合混凝土墙板的板与板之间设有15mm-30mm的伸缩缝,伸缩缝中设有内外两道防水层和中间滞水层。
9.根据权利要求1所述的一种轻钢龙骨复合混凝土墙板,其特征在于:所述内侧防水层包括最里背衬材料和密封胶;所述外侧防水层由背密封胶构成;所述中间滞水层为网状泡沫或海绵。
10.根据权利要求1所述的一种轻钢龙骨复合混凝土墙板,其特征在于:所述中间滞水层安装有排水管,排水管一侧用密封胶堵塞形成密封胶坝。
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