CN107268875A - 混凝土夹芯结构及其制备方法 - Google Patents

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路洪波
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吴昊宇
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Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种混凝土夹芯结构，其包括：上面板、下面板以及支撑在上面板和下面板之间的线性芯材，该线性芯材的两端分别与上面板和下面板固接。该夹芯结构具有比混凝土结构更高的抵抗剪切、抵抗平压的能力，使得整个混凝土夹芯结构具有更强的抗弯性能。此外，本发明还公开了一种上述混凝土夹芯结构的制备方法。

Description

混凝土夹芯结构及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种混凝土夹芯结构及其制备方法。
背景技术
混凝土板材作为建筑结构中常见的构件，被大量应用，混凝土本身重量偏大，导致其在施工过程中和使用过程中都有诸多不便，减轻其重量成为建筑行业乃至各行各业共同的发展目标。夹芯结构是结构材料减轻重量的最有效途径之一。目前的混凝土夹芯结构多为以混凝土为面板、泡沫板材为芯材组合而成。该夹芯结构多作为功能型构件使用，如节能保温材料，难以作为结构型材料使用，既该材料不能作为承重构件材料。此外，混凝土-泡沫夹芯结构在建筑上应用尚有诸多弊端，诸如泡沫芯材不耐高温，在高温条件下分解，释放出有害气体，其阻燃性也是其在建筑行业应用的极大阻碍因素。相对普通建筑材料而言，泡沫材料价格偏高，也会影响其在建筑行业的应用。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的一个目的是提供一种混凝土夹芯结构，使得其具有较高的抗剪切、抗平压等力学性能，能够作为承重构件材料，并且使结构重量大大减轻。
本发明的另一个目的是提供一种上述混凝土夹芯结构的制备方法。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种混凝土夹芯结构，其中，包括：上面板、下面板以及支撑在上面板和下面板之间的线性芯材，该线性芯材的两端分别与上面板和下面板固接。
其中，还包括用于将所述线性芯材的两端分别与所述上面板和所述下面板固定的锚固装置。
其中，所述线性芯材为钢筋或槽钢或工字钢或角钢。
其中，所述线性芯材包括钢筋、槽钢、工字钢、角钢中的两种或两种以上。
其中，所述线性芯材与所述上面板之间的夹角为α，其中45°<α<90°。
其中，所述线性芯材的数量为多个，这多个线性芯材均匀分布在所述上面板和所述下面板之间。
本发明还提供了一种混凝土夹芯结构的制备方法，其包括以下步骤：
(a)制备线性芯材；
(b)将线性芯材固定在用于浇筑上面板的模具中需植入线性芯材的位置处，浇筑混凝土上面板；
(c)待上面板凝固成固态；
(d)将已植入线性芯材的上面板翻转180度，并使得上面板上的线性芯材固定在用于浇筑下面板的模具中需植入线性芯材的位置处，然后浇筑混凝土下面板；
(d)待下面板凝固成固态。
本发明还提供了一种混凝土夹芯结构的制备方法，其包括以下步骤：
(a)制备线性芯材；
(b)浇筑混凝土上面板；
(c)在已浇筑的上面板还处于流态时，植入线性芯材；
(d)待上面板凝固成固态后，浇筑混凝土下面板；
(e)在已浇筑的下面板还处于流态时，将已经植入芯材的上面板扣向下面板；
(f)待下面板凝固成固态。
本发明还提供了一种混凝土夹芯结构的制备方法，其包括以下步骤：
(a)制备线性芯材；
(b)分别浇筑混凝土上面板和下面板，并在所浇筑的上面板和下面板上需植入线性芯材的位置预留出用于容纳线性芯材端部的凹部；
(c)待上面板凝固成固态后，对上面板上的凹部进行灌浆，并将线性芯材的端部植入该凹部处；
(d)待上面板凹部处的混凝土凝固成固态后，将下面板上的凹部进行灌浆，然后将已植入线性芯材的上面板扣向下面板，并使得线性芯材的端部与下面板的凹部对接；
(e)待下面板的凹部处的混凝土凝固。
(三)有益效果
本发明提供的混凝土夹芯结构通过在上面板和下面板之间设置线性芯材，使得混凝土夹芯结构具有足够的抗剪切、抗平压等力学性能，同时减轻了构件的重量。该夹芯结构与混凝土泡沫夹芯结构相比具有无法比拟的结构特性。与全混凝土板相比，在等厚度条件下，用钢纤维取代了1/3-1/2的混凝土，减少了相应的混凝土重量，取代的是随机分布的钢纤维，约占相应空间的1/50-1/20，大约重量为所替代的混凝土重量的1/10-1/4，减重25％-30％，而此时的芯材抗剪切能力为所代替混凝土的0.8-2倍，抗平压能力为所代替混凝土的1-2.5倍。本发明所提供的混凝土夹芯结构由于没有过渡层，使得线性芯材的分布可控性更强，线性芯材与面板的结合力更强，进一步提高了结构的抗弯性能。此外，该混凝土夹芯结构均采用混凝土行业中的常规材料，不增加材料成本。
附图说明
图1为根据本发明的一个优选实施例的混凝土夹芯结构的结构示意图；以及
图2为沿图1中的A-A线的剖面图。
图3示出了根据本发明的另一个优选实施例的混凝土夹芯结构的剖面图。
图中，1：上面板；2：下面板；3：线性芯材；4：锚固装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
图1和图2示出了根据本发明的混凝土夹芯结构的一个优选实施例。如图1所示，该实施例中的混凝土夹芯结构包括上面板1、下面板2以及支撑在上面板1和下面板2之间的线性芯材3，线性芯材3的两端分别与上面板1、下面板2固接。其中，线性芯材3主要承受剪切和平压力。上面板1和下面板2主要承受弯曲产生的拉压力，其采用混凝土结构，其可为平面，亦可为曲面。
本发明提供的混凝土夹芯结构通过在上面板和下面板之间设置线性芯材，使得混凝土夹芯结构具有足够的抗剪切、抗平压等力学性能，同时减轻了构件的重量。本发明所提供的混凝土夹芯结构由于没有过渡层，使得线性芯材的分布可控性更强，线性芯材与面板的结合力更强，进一步提高了结构的抗弯性能。此外，该混凝土夹芯结构均采用混凝土行业中的常规材料，不增加材料成本。
此外，为了确保线性芯材3的两端与上面板1、下面板2的连接牢固，该混凝土夹芯结构还包括用于将线性芯材3的两端分别与上面板1和下面板2固定的锚固装置4。
在该实施例中，线性芯材3采用钢筋。然而，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其它一些实施例中，线性芯材3也可以采用其它的型材，例如槽钢(如图3所示)、工字钢、角钢等。当然，线性芯材也可以同时采用钢筋、槽钢、工字钢、角钢等的两种或两种以上。
此外，虽然在该实施例中，线性芯材3垂直于上面板1，然而在本发明的其它实施例中，线性芯材3与上面板1之间的夹角为α，优选45°<α<90°，以使得线性芯材3在上面板1和下面板2之间斜向支撑，以进一步为夹芯结构提供足够的抗剪切、抗平压等力学性能。
优选地，多个线性芯材3均匀分布在上面板1和下面板2之间。
本发明还公开了一种混凝土夹芯结构的制备方法，其包括以下步骤：
(a)制备线性芯材3，将钢筋或槽钢等按要求，加工成特定长度、数量作为夹芯结构的线性芯材3；
(b)将线性芯材3固定在用于浇筑上面板1的模具中需植入线性芯材3的位置处，浇筑混凝土上面板1；
(c)待上面板1凝固成固态；
(d)将已植入线性芯材3的上面板1翻转180度，并使得上面板1上的线性芯材3固定在用于浇筑下面板2的模具中需植入线性芯材3的位置处，然后浇筑混凝土下面板3；
(e)待下面板凝固成固态。
本发明还公开了一种混凝土夹芯结构的制备方法，其包括以下步骤：
(a)制备线性芯材3，将钢筋或槽钢等按要求，加工成特定长度、数量作为夹芯结构的线性芯材3；
(b)浇筑混凝土上面板1；
(c)在已浇筑的上面板1还处于流态时，植入线性芯材3；
(d)待上面板1凝固成固态后，浇筑混凝土下面板2；
(e)在已浇筑的下面板2还处于流态时，将已经植入线性芯材3的上面板1扣向下面板2；
(f)待下面板2凝固成固态。
本发明还公开了一种混凝土夹芯结构的制备方法，其包括以下步骤：
(a)制备线性芯材3，将钢筋或槽钢等按要求，加工成特定长度、数量作为夹芯结构的线性芯材3；
(b)分别浇筑混凝土上面板1和下面板2，并在所浇筑的上面板1和下面板2上需植入线性芯材3的位置预留出用于容纳线性芯材3端部的凹部；
(c)待上面板1凝固成固态后，对上面板1上的凹部进行灌浆，并将线性芯材3的端部植入该凹部处；
(d)待上面板1凹部处的混凝土凝固成固态后，将下面板1上的凹部进行灌浆，然后将已植入线性芯材3的上面板1扣向下面板2，并使得线性芯材3的端部与下面板2的凹部对接；
(e)待下面板2的凹部处的混凝土凝固。
本发明所公开的混凝土夹芯结构的结构特点是：a.该混凝土夹芯结构受力特点为面板承受拉压力，芯材承受剪切力和平压力，符合结构型夹芯结构设计理念；b.线性芯材的性能可通过钢筋等型材的性能、尺寸以及数量、尺寸调节；c.本发明的夹芯结构较传统的混凝土板重量减轻20％以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (9)

1.一种混凝土夹芯结构，其特征在于，包括：上面板、下面板以及支撑在上面板和下面板之间的线性芯材，该线性芯材的两端分别与上面板和下面板固接。
2.根据权利要求1所述的混凝土夹芯结构，其特征在于，还包括用于将所述线性芯材的两端分别与所述上面板和所述下面板固定的锚固装置。
3.根据权利要求1所述的混凝土夹芯结构，其特征在于，所述线性芯材为钢筋或槽钢或工字钢或角钢。
4.根据权利要求1所述的混凝土夹芯结构，其特征在于，所述线性芯材包括钢筋、槽钢、工字钢、角钢中的两种或两种以上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的混凝土夹芯结构，其特征在于，所述线性芯材与所述上面板之间的夹角为α，其中45°<α<90°。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的混凝土夹芯结构，其特征在于，所述线性芯材的数量为多个，这多个线性芯材均匀分布在所述上面板和所述下面板之间。
7.一种混凝土夹芯结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)制备线性芯材；
(b)将线性芯材固定在用于浇筑上面板的模具中需植入线性芯材的位置处，浇筑混凝土上面板；
(c)待上面板凝固成固态；
(d)将已植入线性芯材的上面板翻转180度，并使得上面板上的线性芯材固定在用于浇筑下面板的模具中需植入线性芯材的位置处，然后浇筑混凝土下面板；
(e)待下面板凝固成固态。
8.一种混凝土夹芯结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)制备线性芯材；
(b)浇筑混凝土上面板；
(c)在已浇筑的上面板还处于流态时，植入线性芯材；
(d)待上面板凝固成固态后，浇筑混凝土下面板；
(e)在已浇筑的下面板还处于流态时，将已经植入线性芯材的上面板扣向下面板；
(f)待下面板凝固成固态。
9.一种混凝土夹芯结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)制备线性芯材；
(b)分别浇筑混凝土上面板和下面板，并在所浇筑的上面板和下面板上需植入线性芯材的位置预留出用于容纳线性芯材端部的凹部；
(c)待上面板凝固成固态后，对上面板上的凹部进行灌浆，并将线性芯材的端部植入该凹部处；
(d)待上面板凹部处的混凝土凝固成固态后，将下面板上的凹部进行灌浆，然后将已植入线性芯材的上面板扣向下面板，并使得线性芯材的端部与下面板的凹部对接；
(e)待下面板的凹部处的混凝土凝固。
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