CN108049521B

CN108049521B - 一种装配式轻质生土与仿生土rpc材料的组合墙体结构

Info

Publication number: CN108049521B
Application number: CN201711385390.9A
Authority: CN
Inventors: 张鸣; 韩静涛; 杨鼎宜; 李炜; 郭燏烽; 杜保聪; 陈霓超
Original assignee: Yangzhou University
Current assignee: Yangzhou University
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2019-06-25
Anticipated expiration: 2037-12-20
Also published as: CN108049521A

Abstract

本发明涉及一种装配式轻质生土与仿生土RPC材料的组合墙体结构。设有轻质生土填料、仿生土RPC框架、输电线路、穿墙管道、墙体保护涂层。仿生土RPC框架端部为马牙槎形式，并预埋连接钢筋，仿生土RPC框架顶部预埋叠合钢筋，仿生土RPC框架上设置预留管线凹槽，预留管线凹槽上预埋输电线路，输电线路由PVC电线线槽、电线、插座组成，穿墙管道为端部喇叭口形状管道，由仿生土RPC预制而成，穿墙管道在施工时按工程要求安置在墙体内，墙体保护涂层为组合墙体成型后表面超缓凝、清水冲刷粗糙化、晾干后2～3遍涂刷得到。本发明继承了传统夯土墙粗糙、质朴特点，另有轻质、隔音、隔热、抗震、功能集成度高、自装饰、承载力高、防水抗渗、生产安装方便等特点。

Description

一种装配式轻质生土与仿生土RPC材料的组合墙体结构

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，具体涉及一种装配式轻质生土与仿生土RPC材料的组合墙体结构。

背景技术

随着社会的发展，人们对居住舒适度和建筑艺术效果的要求越来越高，除了对现代工程材料的不断发展应用外，建筑工程师们也同时致力于传统建筑材料的改性与应用，使现代建筑风格上传承传统建筑的朴实、粗犷。

传统的生土墙是通过层土反复夯实，工艺复杂，其耐水性，保温性差，抗震性能弱，所以对于建筑结构的高度有了很大的限制；而RPC混凝土虽然强度高，但是涉及到造价高这个问题，因此无法大量使用。近年来，寻找一种复合型绿色环保美观的装配式仿生土墙体结构，成为技术人员的研究方向。

例如，专利号为200810058826.8的发明专利公开了一种既有生土建筑土墙体钢丝网加固技术，是对生土建筑土墙体采用钢丝网加固技术，对墙体表面双侧进行钢丝网加固，属于土木工程的生土建筑加固技术领域。此专利在一定程度上解决了生土结构建筑抗剪能力较低，抗震性能差的问题，但砌筑制作过程较为复杂，不能从根本上解决快速制造砌筑的要求。此外墙体厚重，无法灵活的满足建筑在高度上的要求，且造价昂贵。专利号为201010544117.8的发明专利公开了一种保温抗裂生土砖制备方法，其特点在于，采用了煅烧脱硫石膏、脱硫灰、农作物秸秆粉、可再分散乳胶粉、表面活性剂、粘土、加上水固比为0.3~0.5的水，再采用混合、搅拌、成型养护等步骤制备。该专利在一定程度上解决了传统生土墙力学性能和耐久性差，但是此方法制作的生土砖，在砌筑建筑结构时，工艺过于繁琐，此外，生土砖的制作步骤耗时太长，在时间以及成本上，消耗太大，无法大规模的使用在较高的建筑结构上。专利号为201611262752.0的发明专利公开了一种生土墙加固装置，包括高延性混泥土组合砖柱，高延性混凝土面层，T形拉结钢筋，水平钢筋和高延性混凝土抗剪键。此专利采用增设砖柱，水平钢筋和涂抹高延性混凝土面层来加固生土墙，高延性混凝土面层与砖柱粘结良好，和砖柱共同承担竖向荷载，面层和砖柱对生土墙产生横向约束作用，防止其发生过大的变形，提高了墙体的承载力和抗震性能，但是砖砌体部分会使得整个结构显得过于厚重，结构的自振周期会变大，抗震性能略显不足。专利号为201410146836.2的发明专利公开了一种十字形截面内藏钢木网格的生土墙及制作方法，适用于低、多层建筑体系。该专利提供一种具有构造简单，造价低廉，施工方便，提高竹木利用率，提高生土材料抗弯、抗剪、抗折强度，耐久抗震一体化等优点的十字形截面内藏钢木网格的生土墙及制作方法，但是并不适用于高度较高的建筑群体，其抗震性能以及耐水性能并没有较大的提升。专利号为201410146993.3的发明专利涉及了一种Z形截面内藏钢木网格的生土墙及制作方法，适用于低、多层村镇房屋建筑体系。此专利墙体内藏钢丝—竹木网格，并与生土墙黏结在一起，形成三位一体的结构形式，相比单一材料而言，Z形截面内藏钢木网格的生土墙的整体性、承载能力和抗震性能均有很大提高，是一种生态环保、造价低廉、施工方便、抗震节能一体化的新型结构形式，但是其耐水性能并没有提高，且建筑高度受到了限制，结构较为厚重，并没有从根本上改变这一现状。专利号为201610474459.4的发明专利公开了一种既有生土墙体的防雨水侵蚀加固方法，首先在既有生土墙体上布设钢筋；然后清理既有生土墙体表面的浮土；再将钢丝网通过钢筋分别挂设在既有生土墙体的两侧，通过扎丝将钢丝网绑扎在钢筋上；再在所述既有生土墙体的两侧涂抹粘性纤维砂浆，形成粘性纤维砂浆面层，粘性纤维砂浆面层覆盖钢筋及钢丝网。该专利具有不增加既有生土墙体自重和不改变既有生土墙体尺寸等优点，造价低廉、施工工艺简单、施工便捷，但是整个建筑物的抗震性能并没有很大的提升，且建筑高度局限较大，无法满足中高层建筑的要求。专利号为201410146840.9的发明专利涉及一种一形截面内藏钢木网格的生土墙及制作方法，适用于低、多层村镇建筑结构体系；内部设有小径木材与铅丝组合的钢木网格，相比于传统的生土墙结构，整体性大大提高，抗震性能可提高20%，承载能力可提高25%。此专利充分开发和利用了小径木材，很好的解决了小径木材的浪费问题，真正做到了绿色环保低碳，但是耐水性以及结构物本身的自重问题并没有得到缓解，建筑高度提升空间很小。

但是，总体而言，上述方法仍然存在生土材料本身综合性能不高、生土构件抗震性不足、承载力未有明显提高等不足，有较大的改良空间。

发明内容

本发明的目的就是针对现在生土技术的缺点，研制一种装配式轻质生土与仿生土RPC材料的组合墙体结构。

本发明的目的是这样实现的，一种装配式轻质生土与仿生土RPC材料的组合墙体结构，其特征是：设有仿生土RPC框架、穿墙管道；

所述仿生土RPC框架的端部为马牙槎形式，并预埋连接钢筋，仿生土RPC框架的顶部预埋叠合钢筋，仿生土RPC框架上设置有预留管线凹槽；所述预留管线凹槽上预埋输电线路，输电线路由PVC电线线槽、电线、插座组成；

所述仿生土RPC框架内填充有轻质生土填料形成组合墙体；所述穿墙管道为端部喇叭口形状管道，由仿生土RPC材料预制而成，穿墙管道安置在组合墙体内，并贯穿组合墙体；组合墙体的外壁上涂刷有一层墙体保护涂层。

所述仿生土RPC框架由仿生土RPC材料制成，仿生土RPC材料由白水泥、无机颜料、高强纤维、硅灰、优质掺和料、细骨料、减水剂、缓凝剂、消泡剂组成，各组成按质量百分比计：白水泥30%～35%、无机颜料1%～2%、高强纤维4%～7%、硅灰5%～7%、优质掺和料2%～16%、细骨料40%～45%、减水剂1%～2%、缓凝剂0.01%～0.05%、消泡剂0.04%～0.06%；其中：白水泥为42.5级及以上强度等级，无机颜料为铅铬黄、铁黄、碳黑中的一种，高强纤维为镀铜钢丝纤维、波浪形高强钢纤维、端钩形高强纤维中的一种，硅灰中SiO2含量95%以上，优质掺和料为超细矿渣粉、磨细粉煤灰、微珠中的一种，细骨料为粒径小于2.5mm的水洗河砂、石英砂中的一种，减水剂为聚羧酸减水剂，饱和掺量时的减水率大于30%，缓凝剂为葡萄糖酸钠、糖蜜、三聚磷酸钠、柠檬酸钠中的一种，消泡剂为硅油、聚醚类、高级醇中的一种。

所述轻质生土填料由生土、固化增强组分、减水组分、促凝组分、保水组分、憎水组分、增韧组分、轻骨料组分组成，各组成按质量百分比计：生土50%～70%、固化增强组分20%～40%、减水组分1%～2%、促凝组分1%～2%、保水组分0.01%～0.02%、憎水组分1%～2%、增韧组分1%～2%、轻骨料组分1%～5%；其中，固化增强组分为硅酸盐水泥与硫酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、三乙醇胺、明矾石、生石灰、二水石膏中的一种或几种，减水组分为萘磺酸盐减水剂、氨基磺酸盐减水剂、脂肪族减水剂、蜜胺减水剂中的一种或两种，促凝组分为硅酸钠、氟硅酸镁、硅酸钾、硫酸铝中的一种，保水组分为MC、CMC、PAM、HPMC、可再分散乳胶粉中的一种，憎水组分为甲基硅醇钠、氟硅醇钠、乙基硅醇钠中的一种，增韧组分为PP纤维、PET纤维、PVA纤维、破碎农作物秸杆中的一种，轻骨料组分为陶粒、陶砂、聚苯颗粒、玻化微珠、膨胀珍珠岩中的一种或几种。

所述墙体保护涂层为氟碳漆、环氧树脂、不饱、树脂中的一种或两种。

本发明科学、先进、合理，同时使用方法简单，通过本发明，本发明的技术方案是：设有轻质生土填料、仿生土RPC框架、输电线路、穿墙管道、墙体保护涂层。仿生土RPC框架端部为马牙槎形式，并预埋连接钢筋，仿生土RPC框架顶部预埋叠合钢筋，仿生土RPC框架上设置预留管线凹槽，预留管线凹槽上预埋输电线路，输电线路由PVC电线线槽、电线、插座组成，穿墙管道为端部喇叭口形状管道，由仿生土RPC材料预制而成，穿墙管道在施工时按工程要求安置在墙体内，墙体保护涂层为组合墙体成型后表面超缓凝、清水冲刷粗糙化、晾干后2～3遍涂刷得到。所述轻质土由生土、固化增强组分、减水组分、促凝组分、保水组分、憎水组分、增韧组分、轻骨料组分组成，所述仿生土RPC材料由白水泥、无机颜料、高强纤维、硅灰、优质掺和料、细骨料、减水剂、缓凝剂、消泡剂组成，所述墙体保护涂层为氟碳漆、环氧树脂、不饱和树脂中的一种或两种。

本发明具有的有益效果：（1）通过在生土与轻质骨料与多种外加剂的复合改性，使生土在不改变外观朴实质感的同时，具备了轻质、隔音、隔热、防水抗渗的性能；（2）通过对RPC材料仿生土化设计，并用于制备组合墙体的框架，即不改变生土墙体的质感、颜色，又赋予生土墙的抗震性、高承载力、轻质、功能集成度高等特点；（3）通过墙体表面超缓凝、清水冲洗、保护剂涂层保护等处理，使墙体具备并长期保持传统夯土墙的粗糙质感和颜色。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的仿生土RPC框架结构示意图。

图3为本发明的图2中A-A剖面示意图。

图4为本发明的穿墙管道立体结构示意图。

图中：1仿生土RPC框架、2轻质生土填料、3穿墙管道、4连接钢筋、5马牙槎、6叠合钢筋、7插座、8预留管线凹槽、9电线、10PVC电线线槽。

具体实施方式

以下结合附图以及附图说明对本发明作进一步的说明。

一种装配式轻质生土与仿生土RPC材料的组合墙体结构，设置有仿生土RPC框架1、穿墙管道3；仿生土RPC框架1的端部为马牙槎形式，并预埋连接钢筋4，仿生土RPC框架1的顶部预埋叠合钢筋6，仿生土RPC框架,1上设置有预留管线凹槽8；所述预留管线凹槽8上预埋输电线路，输电线路由PVC电线线槽10、电线9、插座7组成；所述仿生土RPC框架1内填充有轻质生土填料2形成组合墙体；所述穿墙管道3为端部喇叭口形状管道，由仿生土RPC材料预制而成，穿墙管道3安置在组合墙体内，并穿过组合墙体两侧（贯穿组合墙体）；组合墙体的外壁上涂刷有一层墙体保护涂层。

所述仿生土RPC框架1由仿生土RPC材料制成，仿生土RPC材料由白水泥、无机颜料、高强纤维、硅灰、优质掺和料、细骨料、减水剂、缓凝剂、消泡剂组成，各组成按质量百分比计：白水泥30%～35%、无机颜料1%～2%、高强纤维4%～7%、硅灰5%～7%、优质掺和料2%～16%、细骨料40%～45%、减水剂1%～2%、缓凝剂0.01%～0.05%、消泡剂0.04%～0.06%；其中：白水泥为42.5级及以上强度等级，无机颜料为铅铬黄、铁黄、碳黑中的一种，高强纤维为镀铜钢丝纤维、波浪形高强钢纤维、端钩形高强纤维中的一种，硅灰中SiO2含量95%以上，优质掺和料为超细矿渣粉、磨细粉煤灰、微珠中的一种，细骨料为粒径小于2.5mm的水洗河砂、石英砂中的一种，减水剂为聚羧酸减水剂，饱和掺量时的减水率大于30%，缓凝剂为葡萄糖酸钠、糖蜜、三聚磷酸钠、柠檬酸钠中的一种，消泡剂为硅油、聚醚类、高级醇中的一种。

所述轻质生土填料2由生土、固化增强组分、减水组分、促凝组分、保水组分、憎水组分、增韧组分、轻骨料组分组成，各组成按质量百分比计：生土50%～70%、固化增强组分20%～40%、减水组分1%～2%、促凝组分1%～2%、保水组分0.01%～0.02%、憎水组分1%～2%、增韧组分1%～2%、轻骨料组分1%～5%；其中，固化增强组分为硅酸盐水泥与硫酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、三乙醇胺、明矾石、生石灰、二水石膏中的一种或几种，减水组分为萘磺酸盐减水剂、氨基磺酸盐减水剂、脂肪族减水剂、蜜胺减水剂中的一种或两种，促凝组分为硅酸钠、氟硅酸镁、硅酸钾、硫酸铝中的一种，保水组分为MC、CMC、PAM、HPMC、可再分散乳胶粉中的一种，憎水组分为甲基硅醇钠、氟硅醇钠、乙基硅醇钠中的一种，增韧组分为PP纤维、PET纤维、PVA纤维、破碎农作物秸杆中的一种，轻骨料组分为陶粒、陶砂、聚苯颗粒、玻化微珠、膨胀珍珠岩中的一种或几种。

制作时，一种装配式轻质生土与仿生土RPC材料的组合墙体结构，设有轻质生土填料2、仿生土RPC框架1、输电线路、穿墙管道3、墙体保护涂层。仿生土RPC框架1端部为马牙槎5形式，并预埋连接钢筋4，仿生土RPC框架1顶部预埋叠合钢筋6，仿生土RPC框架上设置预留管线凹槽8，预留管线凹槽上预埋输电线路，输电线路由PVC电线线槽10、电线9、插座7组成。制备方法包括如下步骤：分别安装好仿生土RPC框架1的模具和穿墙管道3模具，模具侧面刷好脱模剂，模具底模板刷好缓凝剂溶液，布置好连接钢筋4和叠后钢筋6；将称量好的白水泥、无机颜料、高强纤维、硅灰、优质掺和料、细骨料倒入强制式混凝土搅拌机搅拌2分钟，将称量好的减水剂、缓凝剂、消泡剂与拌和水混合成混合液，边搅拌边加入一半混合液，搅拌2分钟，将余下的混合液注入搅拌机，搅拌2分钟，将搅拌好的仿生土RPC材料浇注入模具中，静置养护1天，拆掉侧模板；设置好PVC电线线槽10、电线9、插座7；将称量好的生土、固化增强组分、促凝组分、保水组分、憎水组分、增韧组分、轻骨料组分放入强制式混凝土搅拌机搅拌1分钟，将称量好的拌和水和减水组分先后注入强制式混凝土搅拌机搅拌1分钟，将搅拌好的轻质生土填料2的浆料注入仿生土RPC框架1空腔内，静置养护3天；将墙体接触缓凝剂一面用清水冲掉未硬化浮浆，静置晾干；涂刷2～3遍墙体保护涂层材料。

Claims

1.一种装配式轻质生土与仿生土RPC材料的组合墙体结构，其特征是：设有仿生土RPC框架（1）、穿墙管道（3）；

所述仿生土RPC框架（1）的端部为马牙槎形式，并预埋连接钢筋（4），仿生土RPC框架（1）的顶部预埋叠合钢筋（6），仿生土RPC框架（1）上设置有预留管线凹槽（8）；所述预留管线凹槽（8）上预埋输电线路，输电线路由PVC电线线槽（10）、电线（9）、插座（7）组成；

所述仿生土RPC框架（1）内填充有轻质生土填料（2）形成组合墙体；所述穿墙管道（3）为端部喇叭口形状管道，由仿生土RPC材料预制而成，穿墙管道（3）安置在组合墙体内，并贯穿组合墙体；组合墙体的外壁上涂刷有一层墙体保护涂层；

所述仿生土RPC框架（1）由仿生土RPC材料制成，仿生土RPC材料由白水泥、无机颜料、高强纤维、硅灰、优质掺和料、细骨料、减水剂、缓凝剂、消泡剂组成，各组份按质量百分比计：白水泥30%～35%、无机颜料1%～2%、高强纤维4%～7%、硅灰5%～7%、优质掺和料2%～16%、细骨料40%～45%、减水剂1%～2%、缓凝剂0.01%～0.05%、消泡剂0.04%～0.06%；其中：白水泥为42.5级及以上强度等级，无机颜料为铅铬黄、铁黄、碳黑中的一种，高强纤维为镀铜钢丝纤维、波浪形高强钢纤维、端钩形高强纤维中的一种，硅灰中SiO2含量95%以上，优质掺和料为超细矿渣粉、磨细粉煤灰、微珠中的一种，细骨料为粒径小于2.5mm的水洗河砂、石英砂中的一种，减水剂为聚羧酸减水剂，饱和掺量时的减水率大于30%，缓凝剂为葡萄糖酸钠、糖蜜、三聚磷酸钠、柠檬酸钠中的一种，消泡剂为硅油、聚醚类、高级醇中的一种；

所述轻质生土填料（2）由生土、固化增强组分、减水组分、促凝组分、保水组分、憎水组分、增韧组分、轻骨料组分组成，各组份按质量百分比计：生土50%～70%、固化增强组分20%～40%、减水组分1%～2%、促凝组分1%～2%、保水组分0.01%～0.02%、憎水组分1%～2%、增韧组分1%～2%、轻骨料组分1%～5%；其中，固化增强组分为普通硅酸盐水泥与硫酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、三乙醇胺、明矾石、生石灰、二水石膏中的一种或几种，减水组分为萘磺酸盐减水剂、氨基磺酸盐减水剂、脂肪族减水剂、蜜胺减水剂中的一种或两种，促凝组分为硅酸钠、氟硅酸镁、硅酸钾、硫酸铝中的一种，保水组分为MC、CMC、PAM、HPMC、可再分散乳胶粉中的一种，憎水组分为甲基硅醇钠、氟硅醇钠、乙基硅醇钠中的一种，增韧组分为PP纤维、PET纤维、PVA纤维、破碎农作物秸杆中的一种，轻骨料组分为陶粒、陶砂、聚苯颗粒、玻化微珠、膨胀珍珠岩中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的一种装配式轻质生土与仿生土RPC材料的组合墙体结构，其特征是：所述墙体保护涂层为氟碳漆、环氧树脂、不饱和树脂中的一种或两种。