CN109667380A - 一种用于建筑填充墙的预制泡沫混凝土复合墙板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于建筑填充墙的预制泡沫混凝土复合墙板，以泡沫混凝土作为芯板，墙板表面复合混凝土面层，墙板内有暗梁，墙板拼接位置设有Ω形槽，墙板上设置吊环和支撑孔。本发明的预制墙板为大型预制墙板，适合机械化施工，建筑中的一片填充墙只需要一块预制墙板或少数几块预制墙板拼装，安装效率高于条板，可减少施工现场的人力资源需求，符合建筑工业化的要求。本发明的预制复合墙板成本和自重均小于预制混凝土夹心墙板，用于建筑填充墙时具有较好的技术和经济指标，可加快大型预制墙板的推广应用。

Description

一种用于建筑填充墙的预制泡沫混凝土复合墙板

技术领域

本发明涉及水利技术领域，具体为一种用于建筑填充墙的预制泡沫混凝土复合墙板。

背景技术

建筑填充墙的发展经历了三代墙材：第一代是以粘土砖为代表的砖填充墙；第二代是以加气混凝土砌块为代表的砌块类填充墙；第三代是以条板为代表的预制墙板类填充墙。

第一代和第二代填充墙在施工时需要耗费大量人力资源，砌筑效率低、质量难以保证，不符合建筑工业化的发展趋势，也难以满足绿色环保的要求，正逐渐被淘汰。

第三代预制墙板类填充墙具有安装方便快捷，绿色环保，符合建筑工业化要求等优点，是我国新型墙材的发展方向。

目前，第三代墙材的主要的产品类型是预制条板，预制条板一般采用轻质混凝土或ALC等材料制作，板宽一般为600mm，板长根据建筑层高确定。条板填充墙施工安装效率比砖和砌块类填充墙高，比较适合预制装配式建筑使用，但也存在一些缺点，主要如下：

1）预制条板的宽度较窄，一般只有600mm，一片填充墙就需要采用多块条板拼接，因此条板填充墙上存在较多的拼缝，而条板之间的拼缝容易开裂，影响建筑美观和使用。预制条板由于拼缝多，易开裂的缺陷，很少能用于对开裂要求严格的建筑外墙。

2）预制条板的安装目前仍然靠人工手工操作，安装效率较低，不适合预制装配式建筑所要求的机械化施工。

3）预制条板内一般不配钢筋，条板本身较脆，延性较差。发生地震时，条板易突然断裂、崩脱，造成人身伤害和财产损失。

4）预制条板一般在制作时无法事先预埋管线，需要在条板安装后再在墙板上开槽预埋管线，条板多为空心板，开槽将会破坏条板的结构安全，一般不允许开槽，所以采用条板做填充墙时会造成后期预埋管线开槽困难。

第三代墙材的另一类产品是预制混凝土夹芯墙板，预制混凝土夹芯墙板中间为EPS等保温材料层，墙板两侧为配筋的混凝土面层，两侧混凝土面层之间用高热阻的拉筋连接。预制混凝土夹芯墙板目前主要用于建筑外墙。预制混凝土夹芯墙板用于填充墙时的主要缺点如下：

1）预制混凝土夹芯墙板的制作需要大型设备，产品自重大、成本高，用做建筑填充墙时和预制条板相比没有技术和经济优势，所以目前一般只用于保温抗裂要求高的建筑外墙。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于建筑填充墙的预制泡沫混凝土复合墙板，解决预制装配式建筑的填充墙对机械化施工，低成本，高性能，防火等要求而提出的一种新型预制墙板。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于建筑填充墙的预制泡沫混凝土复合墙板，其特征为：以泡沫混凝土作为芯板，墙板表面复合混凝土面层，墙板内有暗梁，墙板拼接位置设有Ω形槽，墙板上设置吊环和支撑孔。

芯板泡沫混凝土为密度不大于250kg/m3的低密度泡沫混凝土。

采用细石混凝土；面层厚度为20mm-40mm；混凝土面层厚度中部位置设置单层双向钢丝网片。

墙板四周均布置暗梁；当墙板宽度较大时，在墙板内部设置一道或多道与墙板高度方向平行的暗梁；暗梁内设有沿暗梁方向的纵筋和与暗梁方向垂直的箍筋。

Ω形槽位于墙板的拼接位置；Ω形槽与墙板高度方向平行；一个拼接位置Ω形槽可以有一条或多条；Ω形槽的断面形状为开口宽度小于直径的大半个圆形。

每块墙板至少设有两个吊环，两个吊环位于墙板两侧暗梁的顶部；若墙板宽度较大，在中间暗梁的顶部可再设置吊环；吊环顶面与墙板顶面平齐，吊环周边有下凹的半圆形凹槽，使吊环露出墙板。

每块墙板至少有两个支撑孔，位于墙板左上角和右上角；若墙板宽度较大，则在墙板中部可再设置支撑孔；支撑孔为直径25mm的贯穿孔；支撑孔轴线与墙板表面垂直。

预制墙板之间的拼接是采用抗裂砂浆充填墙板之间的拼缝进行连接。

预制墙板与左右和上部现浇构件之间的连接采用以预制墙板作为后浇构件的部分模板，直接浇筑混凝土的方法连接。

预制墙板与下部构件和周边预制构件之间的连接采用抗裂砂浆充填墙板与周边构件之间的拼缝进行连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）本发明的预制墙板为大型预制墙板，适合机械化施工，建筑中的一片填充墙只需要一块预制墙板或少数几块预制墙板拼装，安装效率高于条板，可减少施工现场的人力资源需求，符合建筑工业化的要求。

2）本发明的预制复合墙板成本和自重均小于预制混凝土夹心墙板，用于建筑填充墙时具有较好的技术和经济指标，可加快大型预制墙板的推广应用。

3）本发明的预制墙板隔热效果好，使用场所不受限。

4）本发明的预制墙板抗开裂性好，即可以用于建筑内墙也可以用于建筑外墙。

5）本发明的预制墙板整体性和延性较好，地震时不易损坏，具有良好的抗震性能。

6）本发明的预制墙板可在墙板内进行管线预埋，墙板安装后不需要再开槽埋设管线。

附图说明

图1为预制复合墙板正立面图,

图2为预制复合墙板竖向剖面图,

图3为预制复合墙板竖向剖面配筋图,

图4为预制复合墙板水平剖面图,

图5为预制复合墙板水平剖面配筋图,

图6为预制复合墙板与预制复合墙板拼缝水平剖面图,

图7为预制复合墙板与现浇构件拼缝水平剖面图。

图中：1-芯板,2-混凝土面层,3-钢筋混凝土暗梁,4-Ω形槽,5-吊环,6-支撑孔,7-半圆凹槽,8-钢丝网片,9-暗梁纵筋,10-箍筋,11-抗裂砂浆,12-预制墙板,13-现浇混凝土构件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种用于建筑填充墙的预制泡沫混凝土复合墙板，以泡沫混凝土作为芯板1，墙板面为复合混凝土面层2，墙板内有暗梁3，墙板拼接位置设有Ω形槽4，墙板上设置吊环5和支撑孔6。

芯板泡沫混凝土为密度不大于250kg/m3的低密度泡沫混凝土。

采用细石混凝土；面层厚度为20mm-40mm；混凝土面层厚度中部位置设置单层双向钢丝网片8。

墙板四周均布置暗梁3；当墙板宽度较大时，在墙板内部设置一道或多道与墙板高度方向平行的暗梁；暗梁内设有沿暗梁方向的纵筋和与暗梁方向垂直的箍筋10。

Ω形槽位于墙板的拼接位置；Ω形槽与墙板高度方向平行；一个拼接位置Ω形槽可以有一条或多条；Ω形槽的断面形状为开口宽度小于直径的大半个圆形。

每块墙板至少设有两个吊环，两个吊环位于墙板两侧暗梁的顶部；若墙板宽度较大，在中间暗梁的顶部可再设置吊环；吊环顶面与墙板顶面平齐，吊环周边有下凹的半圆形凹槽7，使吊环露出墙板。

每块墙板至少有两个支撑孔，位于墙板左上角和右上角；若墙板宽度较大，则在墙板中部可再设置支撑孔；支撑孔为直径25mm的贯穿孔；支撑孔轴线与墙板表面垂直。

预制墙板之间的拼接是采用抗裂砂浆11充填墙板之间的拼缝进行连接。

预制墙板12与左右和上部现浇混凝土构件13之间的连接采用以预制墙板作为后浇构件的部分模板，直接浇筑混凝土的方法连接。

预制墙板与下部构件和周边预制构件之间的连接采用抗裂砂浆充填墙板与周边构件之间的拼缝进行连接。

芯板泡沫混凝土为密度不大于250kg/m3的低密度泡沫混凝土，主要以超细粒度的粉煤灰、钢渣粉和水泥为原料，在其纳米发泡剂作用下粉煤灰、钢渣粉和水泥间形成容重高、孔隙率低的发泡混凝土，同时形成了较多坚硬的水化产物，因而其抗压强度高，另外发泡混凝土中采用Ni@Fe-C复合纳米发泡液，将传统化学发泡剂与复合纳米固体材料复合形成纳米复合的新型微泡发泡液，能够产生孔径极小(可以达到45-60μm)，稳定性极佳的泡沫，以保证用其生产的泡沫混凝土具有分散均匀，存在较多微小的气孔，其孔径小于空气分子的自由程，可使空气处于静止状态，有效抑制热对流传热，空气的导热系数为0.01～0.04W/(m·K)，空气导热能力要比固体小很多，气孔的存在也大大降低了发泡混凝土的导热能力，提高发泡混凝土保温效果，并且Ni@Fe-C。 具体制备方案如下：

实施例1

称取150重量份水泥、70重量份粉煤灰、50钢渣粉加入砂浆锅中进行干拌 30min至其混合均匀，再称取175重量份50℃水加入混合好的干粉物料中，置于实验室分散机中搅拌制浆，搅拌速度为1200r/min，搅拌时间为3min；然后，向砂浆锅中迅速加入6.5重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液，再持续搅拌约30s，机械搅拌5min；然后在1.5MPa的空气压力下，将上述混合湿料浸润至150kg/m³的玄武岩纤维毡中，发泡，即得发泡混凝土。

所述Ni@Fe-C纳米复合发泡液的制备方法：

称取1重量份木质素溶解在57重量份N，N-二甲基甲酰胺溶液中，超声分散30min后加入3.6重量份碳酸钾、2重量份聚乙二醇，搅拌30min，缓慢滴加4重量份3-溴丙酸甲酯，常温下搅拌12h，再加入0.4重量份六水合硝酸镍、0.1重量份氯化铁、0.5重量份羧基化木质素、1重量份N,N'-二亚硝基五次甲基四胺、35重量份去离子水，搅拌30min后转移至水热反应釜中，然后将水热釜置于105℃烘箱中水热12h，离心、洗涤、干燥后得到镍/铁-木质素配合物，将得到的镍/铁-木质素配合物放入管式炉，在氩气气氛中从室温以2℃/min升温至800℃，焙烧2h，得到Ni@Fe-C复合纳米粉体，将得到的Ni@Fe-C复合纳米粉体与分数为10%的十二烷基苯磺酸钠溶液中按照质量1：10比例混合形成Ni@Fe-C复合微纳米发泡液。

实施例2

与实施例1完全相同，不同在于：加入100重量份水泥、70重量份粉煤灰、40钢渣粉、140重量份50℃水、5重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液。

实施例3

与实施例1完全相同，不同在于：加入100重量份水泥、80重量份粉煤灰、60钢渣粉、160重量份50℃水、6重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液。

实施例4

与实施例1完全相同，不同在于：加入100重量份水泥、75重量份粉煤灰、60钢渣粉、150重量份50℃水、6重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液。

实施例5

与实施例1完全相同，不同在于：加入150重量份水泥、75重量份粉煤灰、40钢渣粉、170重量份50℃水、6.5量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液。

实施例6

与实施例1完全相同，不同在于：加入150重量份水泥、80重量份粉煤灰、40钢渣粉、175重量份50℃水、6.5重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液。

实施例7

与实施例1完全相同，不同在于：加入200重量份水泥、70重量份粉煤灰、50钢渣粉、210重量份50℃水、8重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液。

实施例8

与实施例1完全相同，不同在于：加入200重量份水泥、75重量份粉煤灰、50钢渣粉、210重量份50℃水、8重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液。

实施例9

与实施例1完全相同，不同在于：加入200重量份水泥、80重量份粉煤灰、60钢渣粉、220重量份50℃水、8.5重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液。

实施例10与实施例1相同，不同在于，

所述Ni@Fe-C纳米复合发泡液的制备方法：

称取1重量份木质素溶解在57重量份N，N-二甲基甲酰胺溶液中，超声分散30min后加入3.6重量份碳酸钾、2重量份聚乙二醇，搅拌30min，缓慢滴加4重量份3-溴丙酸甲酯，常温下搅拌12h，再加入0.4重量份六水合硝酸镍、0.1重量份氯化铁、0.5重量份羧基化木质素、1重量份N,N'-二亚硝基五次甲基四胺、35重量份去离子水，搅拌30min后转移至水热反应釜中，然后将水热釜置于105℃烘箱中水热12h，离心、洗涤、干燥后得到镍/铁-木质素配合物，将得到的镍/铁-木质素配合物放入管式炉，在氩气气氛中从室温以2℃/min升温至800℃，焙烧2h，得到Ni@Fe-C复合纳米粉体，将得到的Ni@Fe-C复合纳米粉体与质量分数10%的十二烷基苯磺酸钠溶液中按照质量1：10比例混合，再加入5%的丁基卡必醇形成Ni@Fe-C复合微纳米发泡液。

对比例

与实施例1完全相同，不同在于：制备发泡混凝土过程中不加入Ni@Fe-C复合纳米粉体仅仅加入10%的十二烷基苯磺酸钠溶液。

按照下述方法对实施例1~10和对比例1~10进行性能测试。

隔热性能测试：采用HC-74-300热导率测试仪，按GB/T 10295-2008测量样品热导率。

抗拉伸性能测试：发泡材料样品按照GB/T 1040-2006在万能材料试验机上做力学性能测试，测试速度为10mm/min。

发泡混凝土性能测试

由实施例1~9可以发现，当在实施例1所处于配比环境中，制得的发泡混凝土性能测试的抗拉伸性能和隔热效果最好，说明实施例1原料配比和操作工艺可制备抗拉伸性能和隔热性能更高的发泡材料，可能的原因是在制备发泡混凝土过程中以超细粒度的粉煤灰、钢渣粉和水泥为原料，加入Ni@Fe-C纳米复合发泡液，在发泡剂作用下粉煤灰、钢渣粉和水泥间形成容重高、孔隙率低的发泡混凝土，同时形成了较多坚硬的水化产物，因而其抗压强度高，另外发泡混凝土中存在较多微小的气孔，其孔径小于空气分子的自由程，可使空气处于静止状态，有效抑制热对流传热，空气的导热系数为0.01～0.04W/(m·K)，空气导热能力要比固体小很多，气孔的存在也大大降低了发泡混凝土的导热能力，提高发泡混凝土保温效果。。申请人意外的发现，通过将制备Ni@Fe-C纳米复合发泡液过程中加入少量丁基卡必醇混合溶液处理后其隔热性能相比其他对比例却得到大幅度的提升。可见其对于提高气泡稳定性并延长气泡破灭周期，使得生成的泡沫混凝土内部孔隙更均匀，孔径更小，降低其干密度和导热系数。

在工厂生产预制墙板

1）在预制工厂采用平模生产预制墙板，根据预制墙板尺寸，支设预制墙板的模具。

2）墙板拼接处Ω形槽成型方法：在模具内Ω形槽位置设置活动可抽出的圆形钢棒，浇筑混凝土前放入圆形钢棒，混凝土凝固后抽出圆形钢棒，即可在墙板拼缝处形成Ω形槽。

3）吊环处半圆凹槽成型方法：在模具内吊环位置放置半圆形EPS填充块，待浇筑混凝土并凝固后去除EPS半圆块，即可在吊环位置形成半圆形凹槽。

4）布设预制墙板下面层的钢丝网片和暗梁的下层纵筋及箍筋，钢筋下设垫块，控制钢筋的混凝土保护层厚度.

5）浇筑预制墙板下面层混凝土，采用细石混凝土，控制混凝土最大骨料粒径不大于混凝土面层厚度的1/2。

6）在下面层混凝土初凝前摆放预制墙板的泡沫混凝土芯板，按所需尺寸将泡沫混凝土预先切割成芯板形状。

7）布设预制墙板上面层钢丝网片和暗梁的上层纵筋，并与暗梁箍筋绑扎好。

8）浇筑预制墙板暗梁的混凝土和上面层混凝土，采用细石混凝土，控制混凝土最大骨料粒径不大于混凝土面层厚度的1/2。

9）养护预制墙板混凝土至脱模强度。

10) 将预制墙板从模具中脱模。

11）预制墙板脱模后养护至设计强度。

12）检验预制墙板质量，检验不合格的产品需修补或报废，检验合格产品进入堆场存储。

2预制墙板的吊装和运输

1）预制墙板采用专用吊具起吊，专用吊具的吊钩固定在墙板吊环上。

2）预制墙板采用专用运输车运至施工现场。

3预制墙板的现场安装

1）将施工现场作业面清理干净。

2）大型预制填充墙板的安装与普通条板不同，大型预制墙板需要先于周边结构构件安装。在需要安装预制墙板的位置定位、放线。

3）采用起重机械和专用吊具将预制墙板吊装就位。

4）预制墙板之间的拼接采用抗裂砂浆填缝的方法拼接。在墙板的拼接面涂抹抗裂砂浆，砂浆要填满预制墙板拼接面的Ω形槽，将墙板向拼接面方向挤压，使砂浆均匀饱满的分布在拼接面的拼缝内，并溢出，用铲刀刮除多余的砂浆。

5）用对穿螺栓将临时支撑杆的上端固定在预制墙板的支撑孔上，临时支撑下端固定在楼面上，将预制墙板临时固定，保证施工期间预制墙板的稳定性。

6）若预制墙板周边有现浇构件，则支设预制墙板周边现浇构件的模板。

7）布设预制墙板周边现浇构件的钢筋。

8）浇筑预制墙板周边现浇构件的混凝土。

9）养护预制墙板周边现浇构件混凝土至设计强度。

10）拆除预制墙板周边现浇构件混凝土的模板。

11）拆除预制墙板的临时支撑。

12）对预制墙板和周边现浇构件面层进行粉刷。

Claims (7)

1.一种用于建筑填充墙的预制泡沫混凝土复合墙板，其特征为：以泡沫混凝土作为芯板，墙板表面复合混凝土面层，墙板内有暗梁，墙板拼接位置设有Ω形槽，墙板上设置吊环和支撑孔。

2.根据权利要求1所述的一种用于建筑填充墙的预制泡沫混凝土复合墙板, 其特征为：芯板泡沫混凝土为低密度泡沫混凝土。

3.根据权利要求1所述的一种用于建筑填充墙的预制泡沫混凝土复合墙板, 其特征为：采用细石混凝土；面层厚度为20mm-40mm；混凝土面层厚度中部位置设置单层双向钢丝网片。

4.根据权利要求1所述的一种用于建筑填充墙的预制泡沫混凝土复合墙板, 其特征为：墙板四周均布置暗梁；当墙板宽度较大时，在墙板内部设置一道或多道与墙板高度方向平行的暗梁；暗梁内设有沿暗梁方向的纵筋和与暗梁方向垂直的箍筋。

5.根据权利要求1所述的一种用于建筑填充墙的预制泡沫混凝土复合墙板, 其特征为：Ω形槽位于墙板的拼接位置；Ω形槽与墙板高度方向平行；一个拼接位置Ω形槽可以有一条或多条；Ω形槽的断面形状为开口宽度小于直径的大半个圆形。

6.根据权利要求1所述的一种用于建筑填充墙的预制泡沫混凝土复合墙板, 其特征为：每块墙板至少设有两个吊环，两个吊环位于墙板两侧暗梁的顶部；若墙板宽度较大，在中间暗梁的顶部可再设置吊环；吊环顶面与墙板顶面平齐，吊环周边有下凹的半圆形凹槽，使吊环露出墙板。

7.根据权利要求1所述的一种用于建筑填充墙的预制泡沫混凝土复合墙板, 其特征为：每块墙板至少有两个支撑孔，位于墙板左上角和右上角；若墙板宽度较大，则在墙板中部可再设置支撑孔；支撑孔为直径25mm的贯穿孔；支撑孔轴线与墙板表面垂直。