CN107447916A - 一种装配式泡沫混凝土复合外墙板及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种装配式泡沫混凝土复合外墙板及其施工方法，其中复合外墙板包括有第一结构层和第二结构层；所述第一结构层为一块矩形板，由钢筋骨架和普通混凝土浇筑而成；在第一结构层前侧的板面上、沿横向平行间隔设有一组凹槽；其中，每一个凹槽均沿竖向通长设置；所述第二结构层为一块矩形板，由钢筋骨架和泡沫混凝土浇筑而成；在第二结构层后侧的板面上、沿横向平行间隔设有一组凸起；其中，每一个凸起均沿竖向通长设置；所述第二结构层上的凸起与第一结构层上的凹槽对应设置，且第二结构层上的凸起对应插接在第一结构层上的凹槽中，将第二结构层与第一结构层拼合成整体。本发明解决了要解决现有的复合外墙板难以达到结构保温一体化的技术问题。

Description

一种装配式泡沫混凝土复合外墙板及其施工方法
技术领域
本发明属于装配式建筑结构领域，特别涉及一种装配式泡沫混凝土复合外墙板及其施工方法。
背景技术
装配式建筑的迅速发展，以及建筑工程的工厂化制造、标准化的再次提出，对装配式建筑墙体的要求也越来越严格，其中包括外墙板的保温性、装饰性以及结构抗震性能的要求都有很大的提高。而真正能够做到结构保温一体化的预制墙板少之又少。如何研制一种在复合装配式建筑要求的基础上，达到结构保温一体化的新要求，成为现阶段装配式墙板构件研发任务中的一个重中之重。鉴于目前装配式结构保温一体化外墙板存在的系列问题，研发一种新的建筑材料与普通混凝土复合形成一种结构保温一体化预制墙板非常必要。
发明内容
本发明提出了一种装配式泡沫混凝土复合外墙板及其施工方法，要解决现有的复合外墙板难以达到结构保温一体化的技术问题。
本发明技术方案如下。
一种装配式泡沫混凝土复合外墙板，包括有第一结构层和第二结构层；所述第一结构层为一块矩形板，由钢筋骨架和普通混凝土浇筑而成；在第一结构层前侧的板面上、沿横向平行间隔设有一组凹槽；其中，每一个凹槽均沿竖向通长设置；所述第二结构层为一块矩形板，由钢筋骨架和泡沫混凝土浇筑而成；在第二结构层后侧的板面上、沿横向平行间隔设有一组凸起；其中，每一个凸起均沿竖向通长设置；所述第二结构层上的凸起与第一结构层上的凹槽对应设置，且第二结构层上的凸起对应插接在第一结构层上的凹槽中，将第二结构层与第一结构层拼合成整体。
优选的，所述第一结构层的厚度为140mm～200mm；所述第二结构层的厚度为140mm～170mm。
优选的，所述第一结构层中的钢筋骨架和第二结构层中的钢筋骨架均包括有水平钢筋、纵向钢筋和拉结筋；其中水平钢筋的直径为12mm～16mm，纵向钢筋的直径为12mm～16mm。
优选的，所述第一结构层和第二结构层之间设有一组间隔布置的斜向连接筋；所述斜向连接筋的一端锚固在第一结构层中，斜向连接筋的另一端锚固在第二结构层中。
优选的，所述第二结构层中的泡沫混凝土包括如下重量份的组分：水泥14.5～15.5份、尾矿砂3.9～4.1份、废弃黏土砖颗粒0.9～1.1份、水5.9～6.1份、发泡剂溶液1.985～2.015份、稳泡剂溶液2.004～2.107以及聚丙烯纤维0.015～0.025份；其中发泡剂溶液中的发泡剂0.035～0.045份，水1.95～1.97份；稳泡剂溶液中的稳泡剂0.005～0.007，水1.9～2.1份。
优选的，所述铁尾矿砂为矿场排放的废弃物经过过筛后制得，不再通过机器磨细，铁尾矿砂的细度模数为1.6～2.2；铁尾矿砂的成分及各成分的含量如下：
优选的，所述废弃黏土砖颗粒为废弃建筑黏土砖经破碎机破碎制得，废弃黏土砖颗粒的粒径为0.15mm～0.30mm；
优选的，所述发泡剂为十二烷基苯磺酸钠，稳泡剂为羟丙基甲基纤维素醚。
一种装配式泡沫混凝土复合外墙板，包括步骤如下。
步骤一、清理外墙板模具，并在模具的内侧涂刷脱模剂。
步骤二、在水平放置的模具中绑扎第一结构层的钢筋骨架；根据结构设计铺设第一结构层的水平钢筋和纵向钢筋，并用拉结筋将其固定。
步骤三、浇筑第一结构层的普通混凝土；将普通混凝土浇筑至模具中，并在普通混凝土的上表面用凹凸齿槽状钢板勾勒第一结构层上的凹槽，震动直至普通混凝土的密实度达到要求。
步骤四、根据墙板泡沫混凝土的设计量制备泡沫混凝土；泡沫混凝土的重量份组分为：水泥14.5～15.5份、尾矿砂3.9～4.1份、废弃黏土砖颗粒0.9～1.1份、水5.9～6.1份、发泡剂溶液1.985～2.015份、稳泡剂溶液2.004～2.107以及聚丙烯纤维0.015～0.025份；其中发泡剂溶液中的发泡剂0.035～0.045份，水1.95～1.97份；稳泡剂溶液中的稳泡剂0.005～0.007，水1.9～2.1份。
步骤五、在第一结构层的普通混凝土初凝前拆除凹凸齿槽状钢板，并在第一结构层的上方绑扎第二结构层的钢筋骨架，浇筑泡沫混凝土。
步骤六、将步骤五中浇筑完成的混凝土送入养护窑进行养护、脱模，随后自然养护，达到设计标准即可。
优选的，在步骤五中拆除凹凸齿槽状钢板之后、第二结构层施工之前，在第一结构层中、间隔布置有斜向连接筋；其中斜向连接筋的下端固定在第一结构层中，斜向连接筋的上端超出第一结构层的顶面、伸入待施工的第二结构层中。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。
1、本发明提供的装配式泡沫混凝土复合外墙板由第一结构层和第二结构层构成，其中第一结构层使用普通混凝土浇筑围成，第二结构层由泡沫混凝土浇筑而成，第二结构层作为保温层直接与第一结构层浇筑在一起，这种结构克服了传统预制墙板后续施工保温层的施工工序，达到了结构保温一体化的目标，减少了施工工序。
2、本发明提供的装配式泡沫混凝土复合外墙板采用两层复合的形式，双层均属于混凝土材料，并在两个结构层之间设置斜向连接筋，避免了现阶段预制三明治墙板的整体性差和抗剪性能差的弊端，能够很好的将保温层与结构层形成一个完整的整体，提高了受力性能。
3、本发明提供的装配式泡沫混凝土复合外墙板的保温层采用泡沫混凝土，其主要原料采用尾矿砂及废弃黏土砖颗粒，尾矿砂是我国大量存在的工业垃圾，废弃黏土砖是建筑垃圾，节约了资源的同时解决了工业垃圾和建筑垃圾再利用的问题，是一种节能环保的新型材料，同时废弃黏土砖和尾矿砂来源广泛，无成本，经济效益明显。
4、本发明中的装配式泡沫混凝土复合外墙板的保温层采用泡沫混凝土，其中泡沫混凝土中加入废砖颗粒后，废砖颗粒、尾矿砂与水泥形成更为有益的受力组合形式，在提高了泡沫混凝土的抗压强度的前提下，很大程度的降低了泡沫混凝土的导热系数；另外，泡沫混凝土中废砖颗粒组成份数为1份，尾矿砂组成为4份的时候，泡沫混凝土的抗压强度、导热系数及吸水率三者的均衡优越性较为突出，当继续增加或者减少废砖颗粒的加入量时，所制备的泡沫混凝土的综合性能明显下降，因此本发明中的泡沫混凝土的组分以及配合比均给混凝土的抗压强度、导热系数及吸水率三者性能的提高带来了意想不到的效果。
5、本发明提供的一种装配式泡沫混凝土复合外墙板采用工厂平模生产的方式，制作方便，工艺简单，具有很好的应用前景。
6、本发明中的装配式泡沫混凝土复合外墙板的第一结构层与第二结构层的界面成凹凸状3，提高了二者的界面抗劈裂强度；同时在第一结构层与第二结构层之间布置斜向连接筋，增强了第一结构层与第二结构层之间的连接强度和抗剪强度。
附图说明
图1为本发明中外墙板的立体结构示意图。
图2为本发明中外墙板的横截面结构示意图。
附图标记：1―第一结构层、1.1―2―第二结构层、3―凹槽、4―凸起。
具体实施方式
如图1和图2所示，这种装配式泡沫混凝土复合外墙板，包括有第一结构层1和第二结构层2；所述第一结构层1为一块矩形板，由钢筋骨架和普通混凝土浇筑而成；在第一结构层1前侧的板面上、沿横向平行间隔设有一组凹槽1.1；其中，每一个凹槽1.1均沿竖向通长设置；所述第二结构层2为一块矩形板，由钢筋骨架和泡沫混凝土浇筑而成；在第二结构层2后侧的板面上、沿横向平行间隔设有一组凸起2.1；其中，每一个凸起2.1均沿竖向通长设置；所述第二结构层2上的凸起2.1与第一结构层1上的凹槽1.1对应设置，且第二结构层2上的凸起2.1对应插接在第一结构层1上的凹槽1.1中，将第二结构层2与第一结构层1拼合成整体。
本实施例中，所述第一结构层1的厚度为140mm～200mm；所述第二结构层2的厚度为140mm～170mm。
本实施例中，所述第一结构层1中的钢筋骨架和第二结构层2中的钢筋骨架均包括有水平钢筋、纵向钢筋和拉结筋；其中水平钢筋的直径为12mm～16mm，纵向钢筋的直径为12mm～16mm。
本实施例中，所述第一结构层1和第二结构层2之间设有一组间隔布置的斜向连接筋；所述斜向连接筋的一端锚固在第一结构层1中，斜向连接筋的另一端锚固在第二结构层2中。
本实施例中，所述第二结构层2中的泡沫混凝土包括如下重量份的组分：水泥14.5～15.5份、尾矿砂3.9～4.1份、废弃黏土砖颗粒0.9～1.1份、水5.9～6.1份、发泡剂溶液1.985～2.015份、稳泡剂溶液2.004～2.107以及聚丙烯纤维0.015～0.025份；其中发泡剂溶液中的发泡剂0.035～0.045份，水1.95～1.97份；稳泡剂溶液中的稳泡剂0.005～0.007，水1.9～2.1份。
本实施例中，所述铁尾矿砂为矿场排放的废弃物经过过筛后制得，不再通过机器磨细，铁尾矿砂的细度模数为1.6～2.2；铁尾矿砂的成分及各成分的含量如下：
本实施例中，所述废弃黏土砖颗粒为废弃建筑黏土砖经破碎机破碎制得，废弃黏土砖颗粒的粒径为0.15mm～0.30mm；本实施例中，所述发泡剂为十二烷基苯磺酸钠，稳泡剂为羟丙基甲基纤维素醚。
这种装配式泡沫混凝土复合外墙板，包括步骤如下。
步骤一、清理外墙板模具，并在模具的内侧涂刷脱模剂。
步骤二、在水平放置的模具中绑扎第一结构层1的钢筋骨架；根据结构设计铺设第一结构层1的水平钢筋和纵向钢筋，并用拉结筋将其固定。
步骤三、浇筑第一结构层1的普通混凝土；将普通混凝土浇筑至模具中，并在普通混凝土的上表面用凹凸齿槽状钢板勾勒第一结构层1上的凹槽1.1，震动直至普通混凝土的密实度达到要求。
步骤四、根据墙板泡沫混凝土的设计量制备泡沫混凝土；泡沫混凝土的重量份组分为：水泥14.5～15.5份、尾矿砂3.9～4.1份、废弃黏土砖颗粒0.9～1.1份、水5.9～6.1份、发泡剂溶液1.985～2.015份、稳泡剂溶液2.004～2.107以及聚丙烯纤维0.015～0.025份；其中发泡剂溶液中的发泡剂0.035～0.045份，水1.95～1.97份；稳泡剂溶液中的稳泡剂0.005～0.007，水1.9～2.1份。
步骤五、在第一结构层1的普通混凝土初凝前拆除凹凸齿槽状钢板，在第一结构层1中、间隔布置有斜向连接筋；其中斜向连接筋的下端固定在第一结构层1中，斜向连接筋的上端超出第一结构层1的顶面、伸入待施工的第二结构层中，并在第一结构层1的上方绑扎第二结构层2的钢筋骨架，浇筑泡沫混凝土。
步骤六、将步骤五中浇筑完成的混凝土送入养护窑进行养护、脱模，随后自然养护，达到设计标准即可。
表1泡沫混凝土的制备实施例中原料组分及其用量
上述制备实施例要能涵盖所述数值范围，制备例3组是为了直接覆盖所列范围的端值；其中所用的废弃黏土砖颗粒为废弃建筑黏土砖经破碎机破碎制得，废弃黏土砖颗粒的粒径为0.15mm～0.30mm；利用将上述制备实施例制备得到100mm×100mm×100mm泡沫混凝土试块，养护24小时，再进行自然养护28天后，进行了混凝土的抗压性、导热性能以及吸水性试验，经过实验得到的数据如表2如下。
表2不同原料用量实验数据
所测的性能及数据 制备1 制备2 制备3
抗压强度(MPa) 6.7 5.5 4.9
导热系数(W/(m·K)) 0.143 0.21 0.25
吸水率(％) 1.6 2.1 3
本发明制备实施例制得的泡沫混凝土抗压强度不低于传统方法制作的不加废弃黏土砖颗粒混凝土的抗压强度，本发明的泡沫混凝土的吸水率较高，该泡沫混凝土中具有较大的孔隙率，质量较轻，同时制备实施例制得的泡沫混凝土具有较低的导热系数；而且三个实施例中证明在黏土砖颗粒组成份数为1份时得到的泡沫混凝土的个性性能指标最为理想。
对比实施例
分别设置对照组和2个试验组，对照组为按照制备实施例1所述的方法制备而成的泡沫混凝土，试验组1-1和试验组1-2采用现有的两种胶凝体系，具体的组分及用量如表5所示，其余组分及用量均与制备实施例1相同，并采用相同的制备方法进行制备。
表3试验组使用的胶凝体系的组分及用量
将上述各试验组制得的泡沫混凝土制作成100mm×100mm×100mm泡沫混凝土试块，养护24小时，再进行自然养护28天后；然后进行进行了混凝土的抗压性、导热性能以及吸水性试验，经过实验得到的数据如表4如下。
表4对比实施例1的各组产品的性能检测结果
(所测的性能及数据) 对照组 试验组1-1 试验组1-2
抗压强度(MPa) 6.7 4.6 5.6
导热系数(W/(m·K)) 0.143 0.189 0.162
吸水率(％) 1.6 1.5 3.6
通过实验结果分析，加入废砖颗粒后，废砖颗粒、尾矿砂与水泥形成更为有益的受力组合形式，在提高了泡沫混凝土的抗压强度的前提下，很大程度的降低了泡沫混凝土的导热系数；另外，在废砖颗粒加入量的对比试验结果证明，当废砖颗粒组成份数为1份，尾矿砂组成为4份的时候，泡沫混凝土的抗压强度、导热系数及吸水率三者的均衡优越性较为突出，当继续增加或者减少废砖颗粒的加入量时，所制备的泡沫混凝土的综合性能明显下降，因此本发明中的混凝土制备的装配式泡沫混凝土复合外墙板具有质量轻、强度高以及保温性能好的优点。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围涵盖本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (10)

1.一种装配式泡沫混凝土复合外墙板，其特征在于：包括有第一结构层(1)和第二结构层(2)；所述第一结构层(1)为一块矩形板，由钢筋骨架和普通混凝土浇筑而成；在第一结构层(1)前侧的板面上、沿横向平行间隔设有一组凹槽(1.1)；其中，每一个凹槽(1.1)均沿竖向通长设置；所述第二结构层(2)为一块矩形板，由钢筋骨架和泡沫混凝土浇筑而成；在第二结构层(2)后侧的板面上、沿横向平行间隔设有一组凸起(2.1)；其中，每一个凸起(2.1)均沿竖向通长设置；所述第二结构层(2)上的凸起(2.1)与第一结构层(1)上的凹槽(1.1)对应设置，且第二结构层(2)上的凸起(2.1)对应插接在第一结构层(1)上的凹槽(1.1)中，将第二结构层(2)与第一结构层(1)拼合成整体。
2.根据权利要求1所述的一种装配式泡沫混凝土复合外墙板，其特征在于：所述第一结构层(1)的厚度为140mm～200mm；所述第二结构层(2)的厚度为140mm～170mm。
3.根据权利要求2所述的一种装配式泡沫混凝土复合外墙板，其特征在于：所述第一结构层(1)中的钢筋骨架和第二结构层(2)中的钢筋骨架均包括有水平钢筋、纵向钢筋和拉结筋；其中水平钢筋的直径为12mm～16mm，纵向钢筋的直径为12mm～16mm。
4.根据权利要求3所述的一种装配式泡沫混凝土复合外墙板，其特征在于：所述第一结构层(1)和第二结构层(2)之间设有一组间隔布置的斜向连接筋；所述斜向连接筋的一端锚固在第一结构层(1)中，斜向连接筋的另一端锚固在第二结构层(2)中。
5.根据权利要求4所述的一种装配式泡沫混凝土复合外墙板，其特征在于：所述第二结构层(2)中的泡沫混凝土包括如下重量份的组分：水泥14.5～15.5份、尾矿砂3.9～4.1份、废弃黏土砖颗粒0.9～1.1份、水5.9～6.1份、发泡剂溶液1.985～2.015份、稳泡剂溶液2.004～2.107以及聚丙烯纤维0.015～0.025份；其中发泡剂溶液中的发泡剂0.035～0.045份，水1.95～1.97份；稳泡剂溶液中的稳泡剂0.005～0.007，水1.9～2.1份。
6.根据权利要求5所述的一种装配式泡沫混凝土复合外墙板，其特征在于：所述铁尾矿砂为矿场排放的废弃物经过过筛后制得，不再通过机器磨细，铁尾矿砂的细度模数为1.6～2.2；铁尾矿砂的成分及各成分的含量如下：
7.根据权利要求5所述的一种装配式泡沫混凝土复合外墙板，其特征在于：所述废弃黏土砖颗粒为废弃建筑黏土砖经破碎机破碎制得，废弃黏土砖颗粒的粒径为0.15mm～0.30mm。
8.根据权利要求5所述的一种装配式泡沫混凝土复合外墙板，其特征在于：所述发泡剂为十二烷基苯磺酸钠；稳泡剂为羟丙基甲基纤维素醚。
9.一种权利要求5-8中任意一项所述的装配式泡沫混凝土复合外墙板，其特征在于，包括步骤如下：
步骤一、清理外墙板模具，并在模具的内侧涂刷脱模剂；
步骤二、在水平放置的模具中绑扎第一结构层(1)的钢筋骨架；根据结构设计铺设第一结构层(1)的水平钢筋和纵向钢筋，并用拉结筋将其固定；
步骤三、浇筑第一结构层(1)的普通混凝土；将普通混凝土浇筑至模具中，并在普通混凝土的上表面用凹凸齿槽状钢板勾勒第一结构层(1)上的凹槽(1.1)，震动直至普通混凝土的密实度达到要求；
步骤四、根据墙板泡沫混凝土的设计量制备泡沫混凝土；泡沫混凝土的重量份组分为：水泥14.5～15.5份、尾矿砂3.9～4.1份、废弃黏土砖颗粒0.9～1.1份、水5.9～6.1份、发泡剂溶液1.985～2.015份、稳泡剂溶液2.004～2.107以及聚丙烯纤维0.015～0.025份；其中发泡剂溶液中的发泡剂0.035～0.045份，水1.95～1.97份；稳泡剂溶液中的稳泡剂0.005～0.007，水1.9～2.1份；
步骤五、在第一结构层(1)的普通混凝土初凝前拆除凹凸齿槽状钢板，并在第一结构层(1)的上方绑扎第二结构层(2)的钢筋骨架，浇筑泡沫混凝土；
步骤六、将步骤五中浇筑完成的混凝土送入养护窑进行养护、脱模，随后自然养护，达到设计标准即可。
10.根据权利要求9所述的装配式泡沫混凝土复合外墙板，其特征在于：在步骤五中拆除凹凸齿槽状钢板之后、第二结构层(2)施工之前，在第一结构层(1)中、间隔布置有斜向连接筋；其中斜向连接筋的下端固定在第一结构层(1)中，斜向连接筋的上端超出第一结构层(1)的顶面、伸入待施工的第二结构层中。
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