CN110374254A - 装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构及制作方法，本发明装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板适用于村镇低、多层建筑。保温模块表面有凹凸键，可以更好地粘结咬合保温层与外侧硬化层、内侧主体受力结构。保温层外侧硬化层改善了保温层材料遇明火易燃等缺点，同时也增加了装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构的耐腐蚀性。内侧主体受力结构的材料是玄武岩纤维再生混凝土，再生混凝土的制作充分利用了废弃的建筑垃圾，环保节能。墙体增设暗支撑结构与桁架结构，可大大提高建筑结构的承载力和稳定性。墙体总厚度为130mm左右，大大降低了墙体的自重，减少了惯性力作用，提高了抗震性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构及制作方法，属于保温节能工程技术领域。
背景技术
住宅产业化在我国不断发展，据不完全统计，我国每年建设住宅占地面积约为15亿立方米，而城镇住宅约占其1/3。因此住宅产业在我国经济组成中占据了重要的地位。但是由于施工时人员操作多，现场制作多，建筑材料浪费多等现象，我国住宅产业化发展仍存在着限制，而加快发展绿色环保、保温节能的新技术是今后住宅产业化发展的方向。
装配式预制构件混凝土结构符合国家大力发展装配式结构的政策要求。相对于现浇混凝土构件是由工人在工地现场捆绑钢筋并浇筑混凝土来说，预制构件都是在工厂预先生产，流水线施工，工人分工明确，技术熟练，从而减少了现场施工强度，大大缩短了工期。装配式建筑由于采用工厂化生产，使现场建筑垃圾大量减少，因而更加绿色环保，必然会成为未来发展的主流趋势。外挂板的保温性能较传统建筑外墙保温性能更好，同时也解决了传统建筑因为做了外保温墙而带来的外墙面装修脱落的现象。
再生混凝土是建筑材料的循环再利用，是与生态发展相协调的重要一部分，符合国家的可持续发展。带纤维的再生混凝土有效地改善了混凝土的脆性，克服了混凝土易开裂的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有构造简单、绿色节能、保温防火等优点的装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构及制作方法，以期有效解决传统混凝土墙板易开裂，抗震性能薄弱，整体性能差等问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板，该复合墙板包括边框围护钢板1、加强型单排配筋钢筋网格骨架2、钢丝网粘结网格3、暗支撑桁架结构构造4、预埋连接扣5、带防火硬化保温层6、玄武岩纤维再生混凝土7；边框围护钢板1作为最外侧钢骨架，与内部钢骨架(加强型单排配筋网格骨架2和钢丝网粘结网格3)及暗支撑桁架结构构造4形成整体钢骨架，与外侧防火硬化保温层6，玄武岩纤维再生混凝土7形成保温受力墙板，通过预埋连接扣5实现装配式外挂连接，形成装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构。
所述边框围护钢板设置在加强型单排配筋钢筋网格骨架四周，起固定和围护加强型单排配筋钢筋网格骨架的作用；所述加强型单排配筋钢筋网格骨架焊接固定在边框围护钢板上，加强型单排配筋钢筋网格骨架的各个分布钢筋直径为4～8mm，其中在加强型单排配筋钢筋网格骨架的侧部对应位置处焊接有预埋连接扣，预埋连接扣与对应分布钢筋焊接固定，也能够根据需要增设辅助联系钢筋，提高预埋连接扣与钢丝网之间的连接作用。与预埋连接扣连接的分布钢筋直径提高 1倍，即钢筋直径为8～16mm。
所述钢丝网粘结网格起到增强加强型单排配筋钢筋网格骨架与玄武岩纤维再生混凝土的粘结作用。
所述暗支撑桁架结构构造沿斜撑在与钢丝网格水平线成45°方向，包括暗支撑结构与桁架结构。暗支撑的形式有X形、人字形和八字形，暗支撑的形式是由其倾角决定的。所述暗支撑桁架结构的暗支撑倾角为45°，为X形支撑。暗支撑为钢筋暗支撑或钢板暗支撑，钢筋暗支撑的纵筋为10mm直径的HPB235级钢筋，钢板暗支撑采用3mm 厚的Q235钢板。加设暗支撑后可获得较高的承载力、良好的延性和耗能能力，显著提高墙板的抗剪性能和抗震能力。桁架的类型有W 形和X形等，由直径为4mm或10mm的薄钢管焊接而成。所述暗支撑桁架结构构造采用W形桁架支撑，焊接连接在边框围护钢板四角，充分利用了材料的强度。
所述预埋连接扣为Z形或Ω形连接构件，一端用于焊接固定其对应的分布钢筋，另一端与主体结构进行螺栓装配连接。预埋连接扣钢材厚5mm，布置间距为150mm或300mm。预留直径为12mm的螺栓孔，一般采用M10螺栓，与主体结构连接。预埋连接扣的材料是不锈钢材质的螺杆或强度等级为Q345B级的钢材，可抗强度冲击。
所述带防火硬化保温层由主体结构，保温层和硬化层构成。其中主体结构为玄武岩纤维再生混凝土浇筑在加强型单排配筋钢筋网格骨架上形成的受力墙板。受力墙板厚度为50mm,再生粗骨料粒径不大于受力墙板厚度的三分之一，即不大于16mm。保温层为外墙保温系统的主要材料，材质为胶粉EPS颗粒，保温层厚度为70mm。因EPS 泡沫材料遇明火易着火，需设置隔离防火的保护层。因此最外层设有由硅酸钙板、多种纤维加砂浆，C10混凝土加玻璃石布或网格布形成的10mm厚的硬化层。本专利中混凝土墙板厚度为受力墙板厚度、保温层厚度与硬化层厚度之和，即130mm，符合混凝土规范要求的混凝土墙板厚度小于130mm。
所述玄武岩纤维再生混凝土中的玄武岩纤维体积掺量为0.15％，掺入混凝土的玄武岩纤维长度为18mm，矿物掺合料复掺12％粉煤灰和12％磨细矿渣粉。素混凝土中掺入短玄武岩纤维后，改善了其脆性问题，加强了抗压、抗拉及抗折等力学性能。粉煤灰及磨细矿渣粉掺入既提高玄武岩纤维混凝土的承载能力，也增加了混凝土的延性。所述玄武岩纤维再生混凝土浇筑在加强型单排配筋钢筋网格骨架，由钢丝网粘结网格加强两者的粘结作用，形成主体结构即受力墙板。
所述边框围护钢板的尺寸按0.5m模数来确定，采用的钢板厚度为4～6mm，边框围护钢板可由单块钢板条焊接而成，也可工厂一次加工成型。
钢丝网粘结网格由直径为1#～2#的镀锌钢丝编制而成网格，网格尺寸为50×50mm,与钢筋骨架边缘尺寸相同。
上述装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构的作法，制作方法如下：
步骤一：确定工作台面，找平位置，保证台面整洁平整；
步骤二：找平弹出结构边缘轮廓线，然后标记弹出加强型单排配筋钢筋网格骨架边框线；
步骤三：单块钢板条焊接而成边框围护钢板，同时对墙体处边框围护钢板进行钻孔，在围护钢板上架设分布钢筋，其中最外侧分布钢筋加强处理，并与预埋连接扣焊接固定；
步骤四：与加强型单排配筋钢筋网格骨架水平线成45°方向焊接固定钢筋或钢板暗支撑结构，钢筋暗支撑与桁架结构通过焊接连接为整体，桁架结构焊接在钢板暗支撑上，形成类似“加劲肋”；
步骤五：最下侧布置硅酸钙板硬化层，并涂刷高强粘结剂，之后放置EPS保温层，用枕木标记保护层厚度；
步骤六：最后放置加强型单排配筋钢筋网格骨架，浇筑玄武岩纤维再生混凝土，形成装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板。
与现有技术相比较，本发明具有如下技术效果：
本发明装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板适用于村镇低、多层建筑。保温层为EPS模块材料，具有质量轻、保温隔热效果好等优点。保温模块表面有凹凸键，可以更好地粘结咬合保温层与外侧硬化层、内侧主体受力结构。保温层外侧硬化层改善了保温层材料遇明火易燃等缺点，同时也增加了装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构的耐腐蚀性。内侧主体受力结构的材料是玄武岩纤维再生混凝土，再生混凝土的制作充分利用了废弃的建筑垃圾，环保节能，掺入玄武岩纤维后可改善再生混凝土的脆性，其抗压强度、抗拉强度等力学性能和耐久性能也均高于普通混凝土。墙体增设暗支撑结构与桁架结构，可大大提高建筑结构的承载力和稳定性。墙体总厚度为130mm左右，大大降低了墙体的自重，减少了惯性力作用，提高了抗震性能。
附图说明
图1是装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板钢筋骨架；
图2是装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板带暗支撑桁架钢筋骨架；
图3是本发明的装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板；
图中：1-边框围护钢板、2-加强型单排配筋钢筋网格骨架、3-钢丝网粘结网格、4-暗支撑桁架结构构造、5-预埋连接扣、6-带防火硬化保温层、7-玄武岩纤维再生混凝土。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
一种装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板，所述墙板主要由边框围护钢板、加强型单排配筋钢筋网格骨架、钢丝网粘结网格、暗支撑桁架结构构造、预埋连接扣、带防火硬化保温层、玄武岩纤维再生混凝土组成；
所述边框围护钢板设置在加强型单排配筋钢筋网格骨架四周，起固定和围护加强型单排配筋钢筋网格骨架的作用，所述边框围护钢板的尺寸按0.5m模数来确定，采用的钢板厚度为4～6mm，边框围护钢板可由单块钢板条焊接而成，也可工厂一次加工成型。
所述加强型单排配筋钢筋网格骨架焊接固定在边框围护钢板上，分布钢筋直径为4～8mm，其中在对应位置处焊接预埋连接扣，预埋连接扣与对应分布钢筋焊接固定，也可根据需要增设辅助联系钢筋，提高连接扣与钢丝网之间的连接作用。与连接扣连接的分布钢筋直径应提高1倍，即钢筋直径为8～16mm。
所述钢丝网粘结网格起到增强加强型单排配筋钢筋网格骨架与玄武岩纤维再生混凝土的粘结作用，钢丝网粘结网格由直径为1#～ 2#的镀锌钢丝编制而成网格，网格尺寸为50×50mm,与钢筋骨架边缘尺寸相同。
所述暗支撑桁架结构构造斜撑在与钢丝网格水平线成45°方向，包括暗支撑结构与桁架结构。暗支撑的形式有X形、人字形和八字形，暗支撑的形式是由其倾角决定的。所述暗支撑桁架结构的暗支撑倾角为45°，为X形支撑。暗支撑为钢筋暗支撑或钢板暗支撑，钢筋暗支撑的纵筋为10mm直径的HPB235级钢筋，钢板暗支撑采用3mm 厚的Q235钢板。加设暗支撑后可获得较高的承载力、良好的延性和耗能能力，显著提高墙板的抗剪性能和抗震能力。桁架的类型有W 形和X形等，由直径为4mm或10mm的薄钢管焊接而成。所述暗支撑桁架结构构造采用W形桁架支撑，焊接连接在边框围护钢板四角，充分利用了材料的强度。
所述预埋连接扣为Z形或Ω形连接构件，一端用于焊接固定其对应的分布钢筋，另一端与主体结构进行螺栓装配连接。预埋连接扣钢材厚5mm，布置间距为150mm或300mm。预留直径为12mm的螺栓孔，一般采用M10螺栓，与主体结构连接。预埋连接扣的材料是不锈钢材质的螺杆或强度等级为Q345B级的钢材，可抗强度冲击。
所述带防火硬化保温层由主体结构，保温层和硬化层构成。其中主体结构为玄武岩纤维再生混凝土浇筑在加强型单排配筋钢筋网格骨架上形成的受力墙板。受力墙板厚度为50mm,再生粗骨料粒径不大于受力墙板厚度的三分之一，即不大于16mm。保温层为外墙保温系统的主要材料，材质为胶粉EPS颗粒，保温层厚度为70mm。因EPS 泡沫材料遇明火易着火，需设置隔离防火的保护层。因此最外层设有由硅酸钙板、多种纤维加砂浆，C10混凝土加玻璃石布或网格布形成的10mm厚的硬化层。本专利中混凝土墙板厚度为受力墙板厚度、保温层厚度与硬化层厚度之和，即130mm，符合混凝土规范要求的混凝土墙板厚度小于130mm。
所述玄武岩纤维再生混凝土中的玄武岩纤维体积掺量为0.15％，掺入混凝土的玄武岩纤维长度为18mm，矿物掺合料复掺12％粉煤灰和12％磨细矿渣粉。素混凝土中掺入短玄武岩纤维后，改善了其脆性问题，加强了抗压、抗拉及抗折等力学性能。粉煤灰及磨细矿渣粉掺入既提高玄武岩纤维混凝土的承载能力，也增加了混凝土的延性。所述玄武岩纤维再生混凝土浇筑在加强型单排配筋钢筋网格骨架，由钢丝网粘结网格加强两者的粘结作用，形成主体结构即受力墙板。
上述装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构的作法，制作方法如下：
步骤一：确定工作台面，找平位置，保证台面整洁平整；
步骤二：找平弹出结构边缘轮廓线，然后标记弹出加强型单排配筋钢筋网格骨架边框线；
步骤三：单块钢板条焊接而成边框围护钢板，同时对墙体处边框围护钢板进行钻孔，在围护钢板上架设分布钢筋，其中最外侧分布钢筋加强处理，并与预埋连接扣焊接固定；
步骤四：与加强型单排配筋钢筋网格骨架水平线成45°方向焊接固定钢筋或钢板暗支撑结构，钢筋暗支撑与桁架结构通过焊接连接为整体，桁架结构焊接在钢板暗支撑上，形成类似“加劲肋”；
步骤五：最下侧布置硅酸钙板硬化层，并涂刷高强粘结剂，之后放置EPS保温层，用枕木标记保护层厚度；
步骤六：最后放置加强型单排配筋钢筋网格骨架，浇筑玄武岩纤维再生混凝土，形成装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板。
与现有技术相比较，本发明具有如下技术效果：
本发明装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板适用于村镇低、多层建筑。保温层为EPS模块材料，具有质量轻、保温隔热效果好等优点。保温模块表面有凹凸键，可以更好地粘结咬合保温层与外侧硬化层、内侧主体受力结构。保温层外侧硬化层改善了保温层材料遇明火易燃等缺点，同时也增加了装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构的耐腐蚀性。内侧主体受力结构的材料是玄武岩纤维再生混凝土，再生混凝土的制作充分利用了废弃的建筑垃圾，环保节能，掺入玄武岩纤维后可改善再生混凝土的脆性，其抗压强度、抗拉强度等力学性能和耐久性能也均高于普通混凝土。墙体增设暗支撑结构与桁架结构，可大大提高建筑结构的承载力和稳定性。墙体总厚度为130mm左右，大大降低了墙体的自重，减少了惯性力作用，提高了抗震性能。
Claims (9)
1.一种装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构制作方法，其特征在于：该方法实施过程如下，
步骤一：工厂找到工作台面，找平位置，保证台面整洁平整；
步骤二：找平弹出结构边缘轮廓线，然后标记弹出加强型单排配筋钢筋网格骨架边框线；
步骤三：单块钢板条焊接而成边框围护钢板，同时对墙体处边框围护钢板进行钻孔，在围护钢板上架设分布钢筋，其中最外侧分布钢筋加强处理，并与预埋连接扣焊接固定；
步骤四：与加强型单排配筋钢筋网格骨架水平线成45°方向焊接固定钢筋或钢板暗支撑结构，钢筋暗支撑与桁架结构通过焊接连接为整体，桁架结构焊接在钢板暗支撑上，形成类似“加劲肋”；
步骤五：最下侧布置硅酸钙板硬化层，并涂刷高强粘结剂，之后放置EPS保温层，用枕木标记保护层厚度；
步骤六：最后放置加强型单排配筋钢筋网格骨架，浇筑玄武岩纤维再生混凝土，形成装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板。
2.根据权利要求1所述的一种装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构制作方法，其特征在于：所述边框围护钢板设置在加强型单排配筋钢筋网格骨架四周，起固定和围护加强型单排配筋钢筋网格骨架的作用；所述加强型单排配筋钢筋网格骨架焊接固定在边框围护钢板上，加强型单排配筋钢筋网格骨架的各个分布钢筋直径为4～8mm，其中在加强型单排配筋钢筋网格骨架的侧部对应位置处焊接有预埋连接扣，预埋连接扣与对应分布钢筋焊接固定，也能够根据需要增设辅助联系钢筋，提高预埋连接扣与钢丝网之间的连接作用；与预埋连接扣连接的分布钢筋直径提高1倍，即钢筋直径为8～16mm。
3.根据权利要求1所述的一种装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构制作方法，其特征在于：所述钢丝网粘结网格起到增强加强型单排配筋钢筋网格骨架与玄武岩纤维再生混凝土的粘结作用。
4.根据权利要求1所述的一种装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构制作方法，其特征在于：所述暗支撑桁架结构构造沿斜撑在与钢丝网格水平线成45°方向，包括暗支撑结构与桁架结构；暗支撑的形式有X形、人字形和八字形，暗支撑的形式是由其倾角决定的；所述暗支撑桁架结构的暗支撑倾角为45°，为X形支撑；暗支撑为钢筋暗支撑或钢板暗支撑，钢筋暗支撑的纵筋为10mm直径的HPB235级钢筋，钢板暗支撑采用3mm厚的Q235钢板；加设暗支撑后可获得较高的承载力、良好的延性和耗能能力，显著提高墙板的抗剪性能和抗震能力；桁架的类型有W形和X形等，由直径为4mm或10mm的薄钢管焊接而成；所述暗支撑桁架结构构造采用W形桁架支撑，焊接连接在边框围护钢板四角，充分利用了材料的强度。
5.根据权利要求1所述的一种装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构制作方法，其特征在于：所述预埋连接扣为Z形或Ω形连接构件，一端用于焊接固定其对应的分布钢筋，另一端与主体结构进行螺栓装配连接；预埋连接扣钢材厚5mm，布置间距为150mm或300mm；预留直径为12mm的螺栓孔，一般采用M10螺栓，与主体结构连接；预埋连接扣的材料是不锈钢材质的螺杆或强度等级为Q345B级的钢材，可抗强度冲击。
6.根据权利要求1所述的一种装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构制作方法，其特征在于：所述带防火硬化保温层由主体结构，保温层和硬化层构成；主体结构为玄武岩纤维再生混凝土浇筑在加强型单排配筋钢筋网格骨架上形成的受力墙板；受力墙板厚度为50mm,再生粗骨料粒径不大于受力墙板厚度的三分之一，即不大于16mm；保温层材质为胶粉EPS颗粒，保温层厚度为70mm。
7.根据权利要求1所述的一种装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构制作方法，其特征在于：所述玄武岩纤维再生混凝土中的玄武岩纤维体积掺量为0.15％，掺入混凝土的玄武岩纤维长度为18mm，矿物掺合料复掺12％粉煤灰和12％磨细矿渣粉；粉煤灰及磨细矿渣粉掺入既提高玄武岩纤维混凝土的承载能力，也增加了混凝土的延性；所述玄武岩纤维再生混凝土浇筑在加强型单排配筋钢筋网格骨架，由钢丝网粘结网格加强两者的粘结作用，形成主体结构即受力墙板。
8.根据权利要求1所述的一种装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构制作方法，其特征在于：所述边框围护钢板的尺寸按0.5m模数来确定，采用的钢板厚度为4～6mm，边框围护钢板可由单块钢板条焊接而成，也可工厂一次加工成型。
9.根据权利要求1所述的一种装配式玄武岩纤维再生混凝土外挂复合墙板结构制作方法，其特征在于：钢丝网粘结网格由直径为1#～2#的镀锌钢丝编制而成网格，网格尺寸为50×50mm，与钢筋骨架边缘尺寸相同。
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