CN107975186B - 一种多孔复合板材及组装装配式墙体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多孔复合板材及组装装配式墙体的方法，多孔复合板材由上平面板、下平面板、中间多孔层和凹、凸槽形侧面板整体一次成型构成，两块以上的板体可横向或纵向嵌套拼接；上平面板、下平面板和凹、凸槽形侧面板包覆在中间多孔层的外部，中间多孔层靠近上平面板、下平面板部分的孔洞率小于其中央部分的孔洞率，构成孔洞率不同的多层结构，本板材兼顾边界高强度和节省材料用量及隔热隔音性能，适用于制造装配式建筑的墙体。本发明还公开了多孔复合板材组装成单层装配式墙体结构，或组装成双层或多层装配式墙体结构的方法，适合企业标准化制作、远距离运输和现场吊装施工，具有很强的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种多孔复合板材及构成装配式墙体的组装方法，涉及建筑和建材领域。
背景技术
板材是建筑的主要材料之一，目前常用的原木板、胶合板、发泡复合板材、秸秆胶粘挤压板等，主要用于家具板、墙内外装饰板、地板等使用。随着板材应用领域的扩大，板材的各种复合制造技术得到较快发展，授权专利CN103192441一种植物纤维复合防火板，就提出了一种几种组分压实成型的具有上加强板、芯层和下加强版结构的复合防火板，通过改变芯层材料组分，制成不同组分材料。授权专利CN102896822一种高性能轻质复合板材及其生产方法和用途，也公开了一种由上外层、内层和下外层叠加的多层复合板材。地板类的大量专利，大多数根据材料组分上的不同或者制造方法不同申请专利保护，部分也公开了一些板材间的搭接结构等。
现有技术中，板材通常作为墙体装饰板使用，直接用于墙体制作的情况并不多见。其中的原因一方面是现有技术板材的导热系数和隔热隔音性能难以满足使用者对墙体材料的需求，另一方面，不能紧密配合的板间组装结构和组装方法，也难以满足装配式建筑对墙体在车间组装和现场吊装的需要。常见的木板房虽然采用木质板材墙体，但因为木质板材固有的材料缺陷（伸缩率大、承载力低、易变形、使用寿命短等）以及木材资源的稀缺性，不适宜作为建筑墙体材料推广使用。
目前常见的装配式墙体，仍是以水泥砂浆或轻质煤粉灰材料砌筑后整体吊装的方法，与现在采用的墙体现场砌筑相比，唯一的不同点就是不在现场砌筑，这种简单的装配模式，不仅没有简化房屋建设的工序，反而增加了建造工艺流程和难度，延长了房屋建造时间和增加了建造成本，也违背了国家推出装配式建筑车间制作现场组装、提高建筑质量和建造效率、降低建造成本的初衷。专利公告号CN106368352公开了一种装配式建筑外墙用轻质保温墙体，由墙体层、保温层、保护层和将三者连接的固定连接件构成；是将现有常规混凝土墙体外部，复合一层轻质保温层，再在保温层外部批上抗裂砂浆或浇筑钢筋混凝土即形成保护层。
这种在常规混凝土墙体上增设保温层及保护层的结构，最大优点就是容易符合原有砖混结构或钢筋混凝土结构墙体的建设标准，但笨重建筑结构件，一方面并不适合现场吊装施工，另一方面也不适合企业标准化制作和远距离运输。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于制造装配式墙体的板材，具有重量轻、承载能力强、隔热隔音的优点；同时，本发明还提供了将上述板材制造装配式墙体的组装方法，利用本发明板材拼装成的装配式墙体，适合企业标准化制作和远距离运输，并且利于现场吊装施工，实现节能环保的作业方式。
实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种多孔复合板材，为一种由挤出机或者模压机利用模具成型的长条状方形板，板体由整体一次成型的上平面板、下平面板、中间多孔层和凹、凸槽形侧面板组成，板体的两个长度侧面和/或宽度侧面为对应的凹、凸槽形侧面，两块以上的板体可横向或纵向嵌套拼接；上平面板、下平面板和凹、凸槽形侧面板包覆在中间多孔层的外部；中间多孔层上有多个发泡气孔或模具挤压成型沿板体长度方向规则排列的长孔，中间多孔层靠近上平面板、下平面板部分的孔洞率小于其中央部分的孔洞率，构成孔洞率不同的多层结构。
进一步，多孔复合板材的上平面板和下平面板表面上覆盖添加防晒和抗老化粉体的塑料PVC或者塑料ASA（Acrylonitrile Styrene acrylate copolymer）的防护层，提高板材的耐候性。
作为优选，上述多孔复合板材的中间多孔层内部中空，中空部分优选由模具挤压成一个矩形长孔，在保证板体周边强度的基础上减轻了板体的重量，节省了制作材料。
更进一步，中间多孔层内部中空处填充保温隔热隔音材料，进一步提高了板体的保温隔音性能。
作为优选，本发明多孔复合板材由高分子材料、菱镁无机粉、发泡剂、润滑剂和辅料一次挤压复合成型。
上述的高分子材料为PVC，菱镁无机粉为含有氧化镁、氧化钙、氧化铝和氧化硅的混合粉料，或者为含有碳酸镁、碳酸钙的混合粉料。
本发明多孔复合板材组装装配式墙体的方法，步骤如下：
步骤1、拼装，按照建筑设计的墙体平面尺寸，裁切多孔复合板材，两块以上的板体利用其凹、凸槽形侧面板横向或纵向拼接，拼装成达到规定尺寸的单层墙体，墙体表面平整，对接无缝隙；
步骤2、加固，将板材按设计尺寸组装成的单层墙体，采用墙体边框加固、或者墙体中间开孔串装加固、或者墙体侧向加固，实现单层墙体组装强度目标。
更进一步，利用步骤1、2制得的单层装配墙体，可以拼装成双层或多层装配式墙体结构：两个或两个以上平行相对的单层装配墙体，相邻两者之间通过双层墙体定位固定杆连接，用保温隔音材料填充墙体之间的空间，形成双层或多层装配式墙体结构。
上述步骤2中，墙体边框加固，是在装配式墙体的周边增设与墙体结构配套的槽型结构边框，对墙体周边进行定位限制，并实现与建筑的固定安装。
上述步骤2中，墙体中间开孔串装加固，操作如下：
（1）、开组装孔，在装配式墙体上开至少一串组装孔，组装孔穿多孔复合板材的中间多孔层并垂直贯通板体侧面； （2）、串装，选用具有一定强度和长度的拉杆，穿过装配式墙体上的组装孔，将构成墙体的多孔复合板材串接，利用与拉杆端部螺纹匹配的锁紧螺母，使多孔复合板材之间的紧密连接，提高装配式墙体的结构强度和稳定性。
优选地，本加固定方法中的拉杆为空心管结构，为整体制作按墙体高度任意裁切。
上述步骤2中，墙体侧向加固，操作如下：（1）、开组装孔，在装配式墙体的一侧的上平面板或者下平面板加工与板体垂直的组装孔，组装孔数量根据装配式墙体强度和装配时吊装要求确定，组装孔位置按多孔复合板材拼装设计要求实施；（2）、侧向串装加固，选用一定强度和长度的拉杆用止回螺钉安装在装配式墙体开组装孔的一侧，构成墙体的多孔复合板材拉紧固定。
优选地，本加固定方法中的拉杆为分段螺纹连接结构。
优选地，上述拉杆或墙体边框上设有吊装结构，可实现对装配式墙体的吊装与墙体支撑结构的固定安装。
本发明的有益效果是：采用这种一次成型的多孔复合板材，板材的加工尺寸一致性和材料的物理机械性能一致性较好，材料导热系数低，材料的隔热隔音性能更好，材料的质量更轻；利用这种材料组装的装配式墙体，吊装轻便，形状规整，适合车间制造和组装。
附图说明
图1为本发明多孔复合板材几种不同孔型结构示意图（a）中空多孔型（b）发泡填充保温隔热隔音材料型（c）多孔组合型；
图2为本发明多孔复合板材立体外形示意图；
图3为本发明装配式墙体边框加固组装示意图；
图4为本发明装配式墙体中间开孔串装的组装示意图；
图5为本发明装配式墙体中间开孔串装加固的截面图；
图6为本发明多孔复合板材开安装孔结构示意图；
图7为本发明侧向加固装配式墙体组装示意图；
图8为止回螺钉的结构示意图，（a）为止回端未张开，（b）为止回端张开；
图9为本发明双层装配式墙体结构示意图；
附图标记说明：1、多孔复合板材；11、上平面板；12、下平面板；
13、中间多孔层；14、凹槽形侧面；15、凸槽形侧面；16、填充材料;
2、装配式墙体；3、拉杆；4、锁紧螺母；5、组装孔；6、止回螺钉；
61、止回弹片；62、锁紧端；7、墙体边框；8、双层墙体定位固定杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
实施例1
本发明提供的一种多孔复合板材1，如图1、图2所示，为一种由挤出机或者模压机利用模具成型的长条状方形板，板体由整体一次成型的上平面板11、下平面板12、中间多孔层13和凹槽形侧面板14、凸槽形侧面板15构成，板体的两个长度侧面和/或宽度侧面设置为对应的凹、凸槽形侧面，两块以上的板体利用凹、凸槽形侧面可横向或纵向嵌套拼接。凹槽形侧面板14为“U”形或者“V”形嵌套插接结构，凸槽形侧面板15为“山”形嵌套插接结构，两板拼接时，这种嵌套插接结构之间能无缝插接配装形成面积更大的拼装板。上平面板11、下平面板12和凹、凸槽形侧面板14、15包覆在中间多孔层13的外部；中间多孔层13上有多个发泡气孔或模具挤压成型沿板体长度方向规则排列的长孔，中间多孔层13靠近上平面板、下平面板部分的孔洞率小于其中央部分的孔洞率，构成孔洞率不同的多层结构。
多孔复合板材1为模具整体一次成型结构，确保板型结构牢固。多孔复合板材1挤出成型过程中，达到规定的长度后，由切割机裁切，获得设计长度的多孔复合板材1。作为优选，多孔复合板材1的中间多孔层13内部中空，中空部分优选由模具挤压成一个矩形长孔，形成如图1（a）为中空多孔型结构，兼顾边界高强度和大孔节省材料用量双重优越性；图1（b）为板材发泡并在中空部分填充保温隔音材料，材料更轻便，并通过调整填充材料16，减少板内气体流动和改良隔热隔音性能；图1（c）是一种大小孔的多孔组合结构类型。多孔复合板材1中间多孔层13的结构类型有很多种，不作详尽列举。
进一步，多孔复合板材1的上平面板11和下平面板12表面上覆盖添加防晒和抗老化粉体的塑料PVC或者塑料ASA（Acrylonitrile Styrene acrylate copolymer）的防护层，提高板材的耐候性。
作为优选，本发明多孔复合板材1由高分子材料、菱镁无机粉、发泡剂、润滑剂、辅料一次挤压复合成型。上述的高分子材料为PVC，菱镁无机粉为含有氧化镁、氧化钙、氧化铝和氧化硅的混合粉料，或者含有碳酸镁、碳酸钙的混合粉体。
实施例2
多孔复合板材1由PVC粉100份、菱镁无机粉80份（组分及含量：含有氧化镁35%、氧化钙25%、氧化硅25%、三氧化二铁15%）、木粉15份、偶联剂、发泡剂和润滑剂合计1份，利用双螺杆挤出机加热加压挤压成型，制得厚60mm，宽300mm的多孔复合板材1，多孔复合板材的长度，根据建筑BIM设计的尺寸要求，自动裁切规定长度的多孔复合板材1，经过检测，材料吸水率为1.2%，的导热系数为0.08W/(m·K)，具备较好的防水隔热性能。
实施例3
如图3至图7，为本发明多孔复合板材构成装配式墙体的方法的参考图。
本发明多孔复合板材构成装配式墙体的方法，步骤如下：
步骤1、拼装，按照建筑设计的墙体平面尺寸，裁切多孔复合板材，将两块以上的板体利用具有凹、凸槽形的侧面对应拼接，拼装成达到规定尺寸的单层墙体2。多孔复合板材1按纵向或者横向有序排列，上一块多孔复合板材1的凹槽侧面板14和下一块多孔复合板材1的凸槽侧面板15镶嵌配合安装，确保装配式墙体2的表面平整和无缝切合，形成一个完整的整体结构。
步骤2、加固，将板材按设计尺寸组装成的单层墙体2，采用墙体边框加固、或者墙体中间开孔串装加固、或者墙体侧向加固，实现单层墙体组装强度目标。
图3为本发明装配式墙体边框加固组装示意图；墙体边框加固，是在装配式墙体2的周边增设与墙体结构配套的槽型结构边框7，对墙体周边进行定位限制，可以提高墙体整体结构强度和稳定性。
图4至图6是说明本发明装配式墙体中间开孔串装加固，加固方法操作如下：（1）、开组装孔，在装配式墙体2上开至少一串组装孔5；组装孔5穿多孔复合板材1的中间多孔层13并垂直贯通板体侧面。组装孔5数量根据板体装配后强度和装配时吊装要求确定，组装孔位置按多孔复合板材拼装表面平齐和侧面平齐要求实施；（2）、串装，选用一定强度和长度的拉杆3，穿过装配式墙体2上的组装孔5，将构成墙体的多孔复合板材1串接，利用与拉杆3端部螺纹匹配的锁紧螺母4，进一步强化多孔复合板材1之间的紧密连接，提高装配式墙体2的结构强度和稳定性。拉杆采3用铝型材或其他金属或非金属材料制成；拉杆3优选采用空心管结构，为整体制作按墙体高度任意裁切。
图7是本发明侧向加固装配式墙体组装示意图；墙体侧向加固，操作如下：（1）、开组装孔，在装配式墙体2的一侧的上平面板11或者下平面板12上加工与板体垂直的组装孔5，组装孔数量根据装配式墙体强度和装配时吊装要求确定，组装孔位置按多孔复合板材拼装设计要求实施；（2）、侧向串装加固，选用一定强度和长度的拉杆3用止回螺钉6安装在装配式墙体开组装孔的一侧。图8为止回螺钉结构示意图，止回螺钉6的止回弹片61，为弹簧丝撑开的倒刺弹片结构，插入组装孔后止回弹片弹开，阻止止回螺钉拉紧受力时拔出组装孔。将止回螺钉6的止回弹片61穿进组装孔内，止回螺钉的锁紧端62穿过拉杆3螺钉孔，用锁紧螺母或者销钉将构成墙体的多孔复合板材用拉杆拉紧并锁定。上述拉杆3优选采用分段螺纹连接结构。
优选地，上述拉杆3或墙体边框7上设有吊装结构，可实现对装配式墙体的吊装与墙体支撑结构的固定安装。
实施例4
利用本发明实施例3组装好的装配式墙体2，可以制成双层或多层墙体组装结构。图9为本发明双层装配式墙体组装结构，利用双层墙体定位固定杆8固定两个平行相对的单层墙体2的墙间距，并将双层装配式墙体2连接在一起，双层装配式墙体间隔内，填充具有保温隔热隔音的填充材料16，增加建筑墙体厚度，提高建筑节能效果。
Claims (3)
1.一种多孔复合板材，为一种由挤出机或者模压机利用模具成型的长条状方形板，板体由整体一次成型的上平面板、下平面板、中间多孔层和凹、凸槽形侧面板组成，板体的两个长度侧面和/或宽度侧面为对应的凹、凸槽形侧面，两块以上的板体可横向或纵向嵌套拼接；上平面板、下平面板和凹、凸槽形侧面板包覆在中间多孔层的外部；中间多孔层上有多个发泡气孔或模具挤压成型沿板体长度方向规则排列的长孔，其特征是：中间多孔层靠近上平面板、下平面板部分的孔洞率小于其中央部分的孔洞率，构成孔洞率不同的多层结构；
所述多孔复合板材由PVC粉100份、菱镁无机粉80份、木粉15份、偶联剂、发泡剂和润滑剂合计1份，利用双螺杆挤出机加热加压挤压成型，所述菱镁无机粉的组分及含量：氧化镁35％、氧化钙25％、氧化硅25％、三氧化二铁15％，所述多孔复合板材的材料吸水率为1.2％，导热系数为0.08W/(m·K)。
2.根据权利要求1所述的一种多孔复合板材，其特征是：所述多孔复合板材的中间多孔层内部中空。
3.根据权利要求1所述的一种多孔复合板材，其特征是：所述中间多孔层内部中空处填充保温隔热隔音材料，进一步提高了板体的保温隔音性能。
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