CN111075107A - 一种装配式组合混凝土外挂墙板及其制备与安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种装配式组合混凝土外挂墙板及其制备与安装方法，外挂墙板包括依次设置的结构层、钢筋骨架、保温层、纤维网格、防水层，以及配合使用的凹槽与凸榫、预埋螺栓固定件与连接件；制备方法包括绑扎钢筋骨架，准备台模，安装板体模具、钢筋骨架及预埋螺栓固定件；连续浇筑形成结构层、保温层及防水层；脱模养护后，得到外挂墙板；安装方法包括将连接件预埋入主体结构内，通过预埋螺栓固定件与连接件、凹槽与凸榫连接外挂墙板与主体结构，完成安装。与现有技术相比，本发明中的外挂墙板为兼具保温防火功能的一体板，制备方法简单，易于安装，可有效避免冷热桥问题、界面冷凝水现象以及湿法连接导致的环境污染问题，具有广阔的应用前景。

Description

一种装配式组合混凝土外挂墙板及其制备与安装方法
技术领域
本发明属于房屋建筑施工技术领域，涉及一种装配式结构外挂墙板施工技术，具体涉及一种装配式组合混凝土外挂墙板及其制备与安装方法。
背景技术
装配式外挂墙板是建筑工业化的一个重要组成部分，随着建筑工业化的发展，装配式外挂墙板逐渐发展出了以下两种模式：
(1)三明治夹心保温预制墙板，包括内外混凝土层以及内部保温材料层；其生产工艺主要为预埋钢筋网片和预埋件，浇筑混凝土，放置保温层，然后将连接件穿过保温层和下层混凝土后，再浇筑混凝土，养护脱模制备成外挂墙板；这类外挂墙板内部通常采用金属连接件或者纤维材料连接件，连接件会对保温层进行一定的破坏，使得保温层不可避免的存在一定的冷热桥；尤其在使用金属连接件时，金属连接件会加剧冷热桥现象；与此同时该类预制墙板的厚度较大，不能满足建筑物各个外墙的要求，如凸窗或者阳台等；因为混凝土层与保温层为两种截然不同的材料，因此其界面处在室内外温差较大时，极易出现冷凝水现象，会降低保温层寿命以及保温效果；
(2)预制钢筋混凝土墙板，然后在混凝土墙板外层黏贴保温板；其生产工艺主要为铺设钢筋骨架以及预埋件，浇筑混凝土，振捣抹实，养护脱模，然后再其表面黏贴保温板，制备成为外挂墙板；这类外挂墙板施工工艺较为简便，但是保温板与混凝土墙板之间为粘结界面，在使用一定时间后需要更换保温材料，不能做到与建筑同寿命，且外部风荷载较大时，易发生脱落造成危害；且现有保温板大多为有机保温材料，如聚苯板、聚氨酯等材料，有机保温板防火等级较低，相对无机保温材料易发生火灾事故，有较大的安全隐患。
同时现有装配式外挂墙板与主体结构连接方法主要为湿法连接，墙板外伸钢筋与梁内钢筋连接，然后浇筑混凝土。湿法连接步骤相对繁琐，需对预制构件进行拉毛处理，构件外伸钢筋连接耗时耗力，在施工现场还需要浇筑混凝土，相对于干法连接操作复杂。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种装配式组合混凝土外挂墙板及其制备与安装方法，具体为提供一种装配式组合混凝土外挂墙板、生产方法以及该类装配式组合混凝土板外挂墙板与主体结构的连接方法，用于同时解决现有装配式外挂墙板模式中的因连接件贯穿保温层造成的冷热桥问题、因外挂墙板与保温层的材料差异导致界面处产生的冷凝水现象、外层粘贴保温板的防火隐患，以及装配式外挂墙板与主体结构连接中湿法连接步骤繁琐的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种装配式组合混凝土外挂墙板，包括依次堆叠设置的结构层、保温层及防水层；
所述的结构层与保温层之间设有钢筋骨架，并通过钢筋骨架相连接；
所述的保温层与防水层之间设有玻璃纤维编制的纤维网格；
所述纤维网格可以有效的增强防水层的物理性能，保证防水层不出现裂缝等现象。
所述的结构层、保温层及防水层均由相应的水泥基材料制成，从而避免因外挂墙板与保温层的材料差异导致界面处产生的冷凝水现象，进而提高保温层寿命以及保温效果；
所述的外挂墙板两侧分别设有用于多个外挂墙板之间横向连接及定位的凹槽及凸榫；所述的凹槽和凸榫均在浇筑墙板时与墙板一起预制而成，其中，凹槽的深度为30-40mm，凹槽的宽度为外挂墙板厚度的1/5-1/3，所述的凸榫的高度为30-40mm并与凹槽的深度相适配，凸榫的宽度为外挂墙板厚度的1/5-1/3并与凹槽的宽度相适配。
所述的结构层上设有用于多个外挂墙板之间纵向连接的预埋螺栓固定件；
所述的相邻外挂墙板的预埋螺栓固定件之间设有连接件，并通过连接件纵向连接。
所述的钢筋骨架包括焊接连接的钢筋网及架立筋，所述的钢筋网为双向布筋，钢筋网中钢筋之间的间隔为150-200mm，所述的架立筋以900-1100mm的间隔布设于钢筋网上。
所述的玻璃纤维采用耐碱玻璃纤维，所述的纤维网格中的网格尺寸为20-40mm。
进一步地，所述的结构层的混凝土强度为C20-C40，导热系数为0.25-0.40W/(m·K)；
所述的结构层由保温混凝土制成；
所述的保温混凝土包括以下组成及重量份含量：粗骨料900-1100份，水泥300-500份，砂400-600份，玻化微珠120-160份，硅灰5-10份，粉煤灰30-50份，聚羧酸减水剂3-7份，水150-250份。
其中，所述的保温混凝土中的水泥为强度不低于42.5的普通硅酸盐水泥，所述的粗骨料为5-20mm连续级配的天然粗骨料或再生粗骨料。
进一步地，所述的保温层由水泥珍珠岩复合材料制成；
所述的水泥珍珠岩复合材料包括以下组分及重量份含量：水泥450-500份，玻化微珠300-350份，硅灰30-50份，胶粉15-25份，纤维素醚4-6份，粉煤灰50-60份，聚羧酸减水剂4-6份，水300-400份。
其中，所述的玻化微珠的粒径为0.1-2mm，导热系数为0.03-0.05W/(m·K)，吸水率<40％，熔融温度1100-1300℃；所述的水泥珍珠岩复合材料中的水泥为强度不低于42.5的普通硅酸盐水泥。
进一步地，所述的防水层由防水抗裂砂浆制成；
所述的防水抗裂砂浆包括以下组分及重量份含量：水泥50-70份，细砂30-50份，硬脂酸镁1-2份，聚羧酸减水剂1-3份，纤维素醚0.1-0.5份，水20-40份。
其中，所述防水抗裂砂浆中的水泥为强度不低于42.5的普通硅酸盐水泥。
进一步地，所述的外挂墙板的厚度为140-250mm，宽厚比为(12-20):1，长宽比为(1-1.2):1。
作为优选的技术方案，所述的外挂墙板的宽厚比为(15-20):1。
进一步地，所述的结构层、保温层及防水层的厚度比为(4-6):(8-14):(2-5)。所述的结构层、保温层及防水层的厚度比例应根据使用地点的相关节能规范进行节能验算确定。
作为优选的技术方案，所述的结构层的厚度为40-60mm，所述的保温层的厚度为80-140mm，所述的防水层的厚度为20-50mm。
作为优选的技术方案，所述的结构层、保温层及防水层采用连续浇筑的方式制备。
进一步地，所述的预埋螺栓固定件包括嵌设于结构层内的连接板以及开设于连接板上的螺栓孔。
作为优选的技术方案，所述的预埋螺栓固定件由4-6mm厚钢板制成的连接板，以及设于连接板上的4个螺栓孔组成。
进一步地，所述的连接件包括分别与相邻外挂墙板上的预埋螺栓固定件相连接的一对角钢、设于一对角钢之间的对拉螺栓，以及用于连接角钢与预埋螺栓固定件的连接螺栓。
所述的角钢的2个侧板上均开设有角钢螺栓孔，并通过连接螺栓、对拉螺栓以及相应的角钢螺栓孔分别实现角钢与预埋螺栓固定件之间，以及相应的角钢之间的固定连接。
作为优选的技术方案，所述的角钢上还设有耳板，该耳板的厚度为10-20mm，角钢与耳板之间通过焊接连接。
所述的对拉螺栓穿过主体结构，并将分别固定于相邻外挂墙板上的两个角钢相连接，从而实现外挂墙板之间的纵向连接以及外挂墙板与主体结构之间的固定连接。
作为优选的技术方案，所述的预埋螺栓固定件设于外挂墙板的四个角部。
作为优选的技术方案，所述的预埋螺栓固定件与外挂墙板边缘的间距为150-250mm。
通过连接件及预埋螺栓固定件的配合使用，实现安装过程中外挂墙板的干法连接，避免湿法连接中的步骤繁琐以及环境污染等问题。
一种上述装配式组合混凝土外挂墙板的制备方法，包括以下步骤：
1)预制钢筋骨架：绑扎钢筋骨架，该钢筋骨架的绑扎高度为80-100mm；
2)准备台模，并将板体模具、钢筋骨架及预埋螺栓固定件安装于台模内，并且钢筋骨架中的架立筋位于钢筋网上；
3)制作结构层：拌制保温混凝土，混合材料后，用混凝土搅拌机搅拌3-5min，之后再浇筑入板体模具内，振平、抹实，形成厚度为40-60mm并且包覆预埋螺栓固定件的结构层，并使钢筋骨架的顶部露出于结构层外；
4)制作保温层：拌制水泥珍珠岩复合材料，混合材料后，再搅拌3-5min，之后浇筑于结构层上，振平、抹实，形成厚度为80-140mm的保温层，其中，钢筋骨架的顶部固定于保温层内；
5)编织玻璃纤维网格并置于保温层上；
6)制作防水层：拌制防水抗裂砂浆，即按照重量份取水泥、细砂、硬脂酸镁、外加剂、纤维素醚并混合，采用搅拌机搅拌均匀后，加入水，再搅拌3-5min，得到防水抗裂砂浆，之后将防水抗裂砂浆浇筑玻璃纤维网格上，振平、抹实，形成厚度为20-50mm的防水层；
7)经脱模养护后，即得到外挂墙板。
作为优选的技术方案，对于制备含有窗洞口等预制件或预埋件的预制组合混凝土外挂墙板，在将板体模具安装于台模时，将相应的窗宽模具、预制件或预埋件安装于板体模具中的相应位置处，再进行后续安装。
作为优选的技术方案，步骤3)中的结构层厚度、步骤4)中的保温层厚度以及步骤6)中的防水层厚度误差均控制在±2mm。
作为优选的技术方案，步骤4)中，架立筋顶部30-50mm部分均固定嵌入保温层内。
一种上述装配式组合混凝土外挂墙板的安装方法，包括：在预制主体结构时，预留连接件，通过连接件纵向连接外挂墙板，并将外挂墙板与主体结构相连接，通过凹槽及凸榫横向连接外挂墙板，从而完成外挂墙板之间的安装以及外挂墙板与主体结构之间的安装。
上述安装方法具体为：在预制主体结构梁时，在主体结构梁内预留对拉螺栓并使对路螺栓的两端伸出于主体结构梁外，通过连接螺栓将一对角钢分别与相邻外挂墙板的预埋螺栓固定件固定连接，再通过对拉螺栓将所述的一对角钢与主体结构梁固定连接，从而实现相邻外挂墙板之间的纵向连接以及外挂墙板与主体结构之间的固定连接；通过相邻外挂墙板的凹槽与凸榫之间的凹凸配合结构，实现相邻外挂墙板之间的横向连接，最终实现外挂墙板之间的纵向及横向安装连接，以及外挂墙板与主体结构之间的安装连接。
作为优选的技术方案，所述的主体结构梁内的对拉螺栓位置与外挂墙板上预埋螺栓固定件的位置相对应。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)本发明提供的一种装配式组合混凝土外挂墙板，其保温层和结构层均为水泥基材料，界面间性能良好；保温层和结构层之间的接合面黏结力主要来源包括范德华力、骨料之间的咬合力、化学作用力和表面张力，保温层中有黏性的水泥浆渗透到结构层混凝土的表面空隙中，硬化后的结合面相互交错，包括Ca(OH)2、Aft、C-S-H在内的水化产物在结构层混凝土表面的孔隙中生长，从而形成较好的界面性能；
2)本发明的装配式组合混凝土外挂墙板为一体板，板材本身具有保温效果，可以有效的避免冷凝水对板材整体保温效果的影响；同时板体内部不需要其它连接件连接，墙板内部无冷热桥，保温效果良好；
3)本发明提供的一种装配式组合混凝土外挂墙板，其保温层为连续浇筑的水泥珍珠岩复合材料，为一种无机保温材料，兼具保温、防火等特点；其结构层采用保温混凝土，在保证结构安全的同时，兼具保温隔热效果；
4)本发明提供的一种装配式组合混凝土外挂墙板，其厚度为140mm-250mm，可以满足生产带有窗洞口和凸窗的预制外挂墙板，生产工艺方便快捷，可以有效的减少生产周期，其连接方式为干法连接，可以有效减少施工现场的湿作业，避免环境污染。
附图说明
图1为本发明中一种装配式组合混凝土外挂墙板的爆炸图；
图2为预埋螺栓固定件的结构示意图；
图3为连接件的结构示意图；
图4为外挂墙板与主体结构之间的连接节点的剖面图；
图5为外挂墙板与主体结构的装配示意图；
图6为外挂墙板与主体结构装配连接形成的外墙体系的结构示意图；
图中标记说明：
1-外挂墙板、11-结构层、12-钢筋骨架、13-保温层、14-纤维网格、15-防水层、16-预埋螺栓固定件、161-连接板、162-螺栓孔、2-连接件、21-角钢、22-连接螺栓、23-耳板、24-对拉螺栓、3-预制窗洞口、4-主体结构梁。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，一种装配式组合混凝土外挂墙板包括结构层11、钢筋骨架12、保温层13、纤维网格14、防水层15以及预埋螺栓固定件16。
如图2所示的预埋螺栓固定件16包括连接板161及设于连接板161上的4个螺栓孔162。
如图3所示的连接件包括角钢21、耳板23及对拉螺栓24。角钢21和耳板23通过焊接连接，使用连接螺栓22将角钢21与外挂墙板1的结构层11上的预埋螺栓固定件16相连接。对拉螺栓24穿过主体结构，将上下两个角钢21连接。
如图4所示，上述组合混凝土外挂墙板在装配过程中，由外挂墙板依次通过凹槽及凸榫拼接对齐后，再通过如图3所示的连接件2将外挂墙板1与主体结构相连接，从而完成装配并形成如图5所示的外挂墙板与主体结构的装配结构。将各个装配式组合混凝土外挂墙板与主体结构相连接，然后依次拼接，最终形成如图6所示的外墙体系。
实施例1
一种装配式组合混凝土外挂墙板包括结构层11、保温层13及防水层15。结构层混凝土设计强度为C30，导热系数为0.35W/(m·K)，厚度为50mm；保温层材料设计强度为4MPa，导热系数为0.11W/(m·K)，厚度为120mm；防水层厚度为30mm。
结构层11由保温混凝土制成，该保温混凝土包括以下组分及重量份含量：粗骨料1000份、水泥400份、砂500份、玻化微珠140份、硅灰5份、粉煤灰40份、外加剂5份、水200份。
其中，水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，粗骨料为5-20mm连续级配的天然粗骨料，外加剂为高效聚羧酸减水剂。
保温层13由水泥珍珠岩复合材料制成，该水泥珍珠岩复合材料包括以下组分及重量份含量：水泥500份、玻化微珠300份、硅灰40份、胶粉20份、纤维素醚5份、粉煤灰50份、外加剂5份、水350份。
其中，玻化微珠的粒径为0.1-2mm，导热系数为0.04W/(m·K)，吸水率<30％，熔融温度1200℃，水泥为强度等级42.5的普通硅酸盐水泥，外加剂为高效聚羧酸减水剂。
防水层15由防水抗裂砂浆制成，该防水抗裂砂浆包括以下组分及重量份含量：水泥60份、细砂40份、硬脂酸镁1份、外加剂2份、纤维素醚0.3份、水30份。
其中，水泥为强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥，外加剂为高效聚羧酸减水剂。
所得的外挂墙板1的板体厚度为200mm，长度为3200mm、宽度为3000mm。
其中，结构层11、保温层13、防水层15的厚度比为5:12:3，具体厚度分别为：结构层11厚度为50mm，保温层13厚度为120mm，防水层15厚度为30mm。
本实施例中装配式组合混凝土外挂墙板的制备方法包括以下步骤：
1)预制钢筋骨架12：利用直径5mm的钢筋绑扎高度为80mm的钢筋骨架12；
2)准备台模，安放板体模具、钢筋骨架12和预埋螺栓固定件16；
3)制作结构层11：拌制保温混凝土，混合材料后，用混凝土搅拌机搅拌4min，将制备好的保温混凝土浇筑入板体模具内，振平、抹实，形成包覆预埋螺栓固定件16的结构层11；
4)制作保温层13：拌制水泥珍珠岩复合材料，混合材料后，搅拌4min，将制备好的水泥珍珠岩复合材料继续浇筑入模具中，振平、抹实，形成保温层13；
5)编制玻璃纤维组成纤维网格14，放置在保温层13表面；
6)制作防水层15：拌制防水抗裂砂浆，按照重量份取水泥、细砂、硬脂酸镁、外加剂、纤维素醚混合到一起，采用搅拌机搅拌均匀后，加入水，搅拌3min；将制备好的防水抗裂砂浆，浇入模具中，振平、抹实形成防水层15；
7)经脱模养护，即得到外挂墙板。
其中，步骤3)、步骤4)、步骤6)中的误差控制在±2mm。
本实施例中装配式组合混凝土外挂墙板的安装方法包括以下步骤：
S1：通过连接螺栓22将连接件2中的角钢21固定在外挂墙板1上；
S2：通过对拉螺栓24与角钢21连接，将上下两块外挂墙板1与主体结构梁4连接。
其中，所用的连接螺栓22及对拉螺栓24均为高强螺栓；
角钢21上还焊接有耳板23，角钢21与结构层11上的预埋螺栓固定件16通过连接螺栓22固定连接；
对拉螺栓24穿过主体结构梁4，将上下两个角钢21连接。
通过上述步骤建造得到成品：外墙体系样品#1。
实施例2
一种带窗洞口的装配式组合混凝土外挂墙板包括结构层11、保温层13、防水层15。结构层混凝土设计强度为35MPa，导热系数0.4W/(m·K)，厚度40mm；保温层材料设计强度3.5MPa，导热系数0.10W/(m·K)，厚度130mm；防水层厚度30mm。
其中，结构层11由保温混凝土制成，该保温混凝土包括以下组分及重量份含量：粗骨料1050份、水泥450份、砂550份、玻化微珠135份、硅灰5份、粉煤灰40份、外加剂5份、水230份。
其中，保温混凝土中的水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，粗骨料为5-20mm连续级配的天然粗骨料，外加剂为高效聚羧酸减水剂。
保温层13由水泥珍珠岩复合材料制成，该水泥珍珠岩复合材料包括以下组分及重量份含量：水泥450份、玻化微珠330份、硅灰40份、胶粉20份、纤维素醚5份、粉煤灰50份、外加剂5份、水370份。
其中，玻化微珠粒径为0.1-2mm，导热系数为0.04W/(m·K)，吸水率<30％，熔融温度1200℃，水泥为强度等级42.5的普通硅酸盐水泥，外加剂为高效聚羧酸减水剂。
防水层15由防水抗裂砂浆制成，该防水抗裂砂浆包括以下组分及重量份含量：水泥60份、细砂40份、硬脂酸镁1份、外加剂2份、纤维素醚0.3份、水30份。
其中，水泥为强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥，外加剂为高效聚羧酸减水剂。
所得的外挂墙板1的板体厚度为200mm，长度3200mm，宽度3000mm，其中，结构层11、保温层13、防水层15的厚度比为4:13:3，具体厚度为：结构层11的厚度为40mm，保温层13的厚度为130mm，防水层15的厚度为30mm。
本实施例中装配式组合混凝土外挂墙板的制备方法包括以下步骤：
1)预制钢筋骨架12：利用直径5mm的钢筋绑扎高度为90mm的钢筋骨架；
2)准备台模，安放板体模具、安装预制窗宽模具、钢筋骨架12和预埋螺栓固定件16，其中，预制窗洞口3的尺寸为1500mm×1800mm；
3)制作结构层11：拌制保温混凝土，混合材料后，用混凝土搅拌机搅拌4min，将制备好的保温混凝土浇筑入板体模具内，振平、抹实，形成包覆预埋螺栓固定件16的结构层11；
4)制作保温层13：拌制水泥珍珠岩复合材料，混合材料后，搅拌3.5min，将制备好的水泥珍珠岩复合材料继续浇筑入板体模具中，振平、抹实，形成保温层13；
5)编制玻璃纤维形成纤维网格14，并放置在保温层13表面；
6)制作防水层15：拌制防水抗裂砂浆，按照重量份取水泥、细砂、硬脂酸镁、外加剂、纤维素醚混合到一起，采用搅拌机搅拌均匀后，加入水，搅拌3.5min；将制备好的防水抗裂砂浆，浇入板体模具中，振平、抹实，形成防水层15；
7)经脱模养护后，即得到外挂墙板。
其中，步骤3)、步骤4)、步骤6)中的误差控制在±2mm。
本实施例中装配式组合混凝土外挂墙板的安装方法包括以下步骤：
S1：通过连接螺栓22将连接件2中的角钢21固定在外挂墙板1上；
S2：通过对拉螺栓24与角钢21连接，将上下两块外挂墙板1与主体结构梁4连接。
其中，所用的连接螺栓22及对拉螺栓24均为高强螺栓；
角钢21上还焊接有耳板23，角钢21与结构层11上的预埋螺栓固定件16通过连接螺栓22固定连接；
对拉螺栓24穿过主体结构梁4，将上下两个角钢21连接。
通过上述步骤建造得到如图5所示的成品：外挂墙板样品#2。
实施例3
一种装配式组合混凝土外挂墙板包括结构层11、保温层13、防水层15。结构层混凝土设计强度为25MPa，导热系数为0.32W/(m·K)，厚度为50mm；保温层材料设计强度为3.5MPa，导热系数为0.10W/(m·K)，厚度为140mm；防水层厚度为30mm。
其中，结构层11由保温混凝土制成，该保温混凝土包括以下组分及重量份含量：粗骨料1040份、水泥400份、砂500份、玻化微珠135份、硅灰5份、粉煤灰40份、外加剂5份、水220份。
其中，水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，粗骨料为5-20mm连续级配的天然粗骨料，外加剂为高效聚羧酸减水剂。
保温层13由水泥珍珠岩复合材料制成，水泥珍珠岩复合材料包括以下组分及重量份含量：水泥480份、玻化微珠320份、硅灰37份、胶粉20份、纤维素醚5份、粉煤灰50份、外加剂5份、水340份。
其中，玻化微珠粒径为0.1-2mm，导热系数为0.04W/(m·K)，吸水率<30％，熔融温度1200℃，水泥为强度等级42.5的普通硅酸盐水泥，外加剂为高效聚羧酸减水剂。
防水层15由防水抗裂砂浆制成，该防水抗裂砂浆包括以下组分及重量份含量：水泥60份、细砂40份、硬脂酸镁1份、外加剂2份、纤维素醚0.3份、水30份。
其中，水泥为强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥，外加剂为高效聚羧酸减水剂。
所得的外挂墙板地板体厚度为220mm，预制板的长度3200m、宽3000m，其中，结构层11、保温层13、防水层15的厚度比为5:14:3，具体厚度分别为：结构层11的厚度为50mm，保温层13的厚度为140mm，防水层15的厚度为30mm。
本实施例中装配式组合混凝土外挂墙板的制备方法包括以下步骤：
1)预制钢筋骨架12：利用直径5mm的钢筋绑扎高度为80mm的钢筋骨架12；
2)准备台模，安放板体模具、钢筋骨架12和预埋螺栓固定件16；
3)制作结构层11：拌制保温混凝土，混合材料后，用混凝土搅拌机搅拌4min，将制备好的保温混凝土浇筑入板体模具内，振平、抹实，形成包覆预埋螺栓固定件16的结构层11；
4)制作保温层13：拌制水泥珍珠岩复合材料，混合材料后，搅拌4min，将制备好的水泥珍珠岩复合材料继续浇筑入板体模具中，振平、抹实，形成保温层13；
5)编制玻璃纤维形成纤维网格14，并放置在保温层13表面；
6)制作防水层15：拌制防水抗裂砂浆，按照重量份取水泥、细砂、硬脂酸镁、外加剂、纤维素醚混合到一起，采用搅拌机搅拌均匀后，加入水，搅拌3min；将制备好的防水抗裂砂浆，浇入板体模具中，振平、抹实，形成防水层15；
7)经脱模养护后，得到外挂墙板。
其中，步骤3)、步骤4)、步骤6)中的误差控制在±2mm。
本实施例中装配式组合混凝土外挂墙板的制备方法包括以下步骤：
S1：通过连接螺栓22将连接件2中的角钢21固定在外挂墙板1上；
S2：通过对拉螺栓24与角钢21连接，将上下两块外挂墙板1与主体结构梁4连接。
其中，所用的连接螺栓22及对拉螺栓24均为高强螺栓；
角钢21上还焊接有耳板23，角钢21与结构层11上的预埋螺栓固定件16通过连接螺栓22固定连接；
对拉螺栓24穿过主体结构梁4，将上下两个角钢21连接。
通过上述步骤建造得到成品：外挂墙板样品#3。
实施例4：
分别对实施例1、实施例2、实施例3中的外挂墙板样品#1、外挂墙板样品#2和外挂墙板样品#3的结构层11、保温层13和防水层15进行了导热系数测定，并根据下述公式1-1计算了墙体热阻
Figure BDA0002351285280000121
Figure BDA0002351285280000122
Figure BDA0002351285280000123
其中Ri为材料热阻，δ为材料厚度，λ为材料导热系数，Rin和Re为材料内外表面交换热阻，R为墙体热阻，K为墙体导热系数。
计算结果如表1所示：
表1墙体导热系数测定
Figure BDA0002351285280000124
最终得出外挂墙板样品#1的传热系数为0.704W/m2·K，满足夏热冬冷地区65％节能标准的要求。外挂墙板样品#2的传热系数为0.632W/m2·K，满足寒冷地区65％节能标准的要求。外挂墙板样品#1的传热系数为0.578W/m2·K，满足严寒地区65％节能标准的要求。如果该类外挂墙板使用于节能要求更高的地区，可以依据当地节能标准的要求，适当的增加保温层的厚度，以满足各个地区的节能要求。
综上，本发明提供的一种装配式组合混凝土外挂墙板兼具承重、保温、防水以及防火等特点，还具有耐层间开裂、长寿命等优点。采用本发明的制备方法制备的装配式组合混凝土外挂墙板，可构造集承重、保温、防水、防火及高耐久性等多种功能于一体的新型装配式外挂墙板体系。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
实施例5：
一种装配式组合混凝土外挂墙板，采用如下方法制备得到：
1)预制钢筋骨架：绑扎高度为80mm的钢筋骨架12；
2)准备台模，并将板体模具、钢筋骨架12、预制件及预埋螺栓固定件16安装于台模内，并且钢筋骨架12中的架立筋位于钢筋网上；
3)制作结构层11：拌制保温混凝土，混合材料后，用混凝土搅拌机搅拌3min，之后再浇筑入板体模具内，振平、抹实，形成厚度为40mm并且包覆预埋螺栓固定件16的结构层11，并使钢筋骨架12的顶部露出于结构层11外；
4)制作保温层13：拌制水泥珍珠岩复合材料，混合材料后，再搅拌3-5min，之后浇筑于结构层11上，振平、抹实，形成厚度为140mm的保温层13，其中，钢筋骨架12的顶部即架立筋的顶部固定于保温层13内；
5)编织耐碱玻璃纤维形成网格尺寸为20mm的纤维网格14并置于保温层13上；
6)制作防水层15：拌制防水抗裂砂浆，即按照重量份取水泥、细砂、硬脂酸镁、外加剂、纤维素醚并混合，采用搅拌机搅拌均匀后，加入水，再搅拌3min，得到防水抗裂砂浆，之后将防水抗裂砂浆浇筑于纤维网格14上，振平、抹实，形成厚度为20mm的防水层15；
7)经脱模养护后，即得到包括依次堆叠设置的结构层11、保温层13及防水层15的外挂墙板1。
其中，步骤1)中，钢筋骨架12包括焊接连接的钢筋网及架立筋，钢筋网为双向布筋，钢筋网中钢筋之间的间隔为150mm，架立筋以1100mm的间隔布设于钢筋网上。
步骤3)中，保温混凝土包括以下组成及重量份含量：粗骨料900份，水泥300份，砂600份，玻化微珠120份，硅灰5份，粉煤灰30份，聚羧酸减水剂3份，水150份；
其中，保温混凝土中的水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，粗骨料为5-20mm连续级配的天然粗骨料或再生粗骨料。
步骤4)中，水泥珍珠岩复合材料包括以下组分及重量份含量：水泥450份，玻化微珠350份，硅灰30份，胶粉15份，纤维素醚4份，粉煤灰50份，聚羧酸减水剂4份，水300份；
其中，玻化微珠的粒径为0.1-2mm，导热系数为0.03-0.05W/(m·K)，吸水率<40％，熔融温度1200℃；水泥珍珠岩复合材料中的水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。
步骤6)中，防水抗裂砂浆包括以下组分及重量份含量：水泥50份，细砂50份，硬脂酸镁1份，聚羧酸减水剂1份，纤维素醚0.1份，水20份；其中，防水抗裂砂浆中的水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。
步骤3)中的结构层11厚度、步骤4)中的保温层13厚度以及步骤6)中的防水层15厚度误差均控制在±2mm。
所得的外挂墙板1两侧分别设有用于多个外挂墙板1之间横向连接及定位的凹槽及凸榫；其中，凹槽的深度为30mm，凹槽的宽度为28mm，凸榫的高度及宽度分别与凹槽的深度及宽度相适配。
所得的外挂墙板1的厚度为140mm，宽厚比为12:1，长宽比为1:1。
外挂墙板1之间、外挂墙板1与主体结构梁4之间，通过配合使用的连接件2及预埋螺栓固定件16，固定连接。
其中，预埋螺栓固定件16包括嵌设于结构层11内的连接板161以及开设于连接板161上的4个螺栓孔162。其中，连接板161由4mm厚钢板制成。
连接件2包括分别与相邻外挂墙板上的预埋螺栓固定件16相连接的一对角钢21、设于一对角钢21之间的对拉螺栓24，以及用于连接角钢21与预埋螺栓固定件16的连接螺栓22。
角钢21的2个侧板上均开设有角钢螺栓孔，并通过连接螺栓22、对拉螺栓24以及相应的角钢螺栓孔分别实现角钢21与预埋螺栓固定件16之间，以及相应的角钢21之间的固定连接。角钢21上还设有耳板23，该耳板23的厚度为10mm，角钢21与耳板23之间通过焊接连接。
预埋螺栓固定件16设于外挂墙板的四个角部，并且预埋螺栓固定件16与外挂墙板边缘的间距为150mm。
一种上述装配式组合混凝土外挂墙板的安装方法，包括：在预制主体结构梁4时，在主体结构梁4内预留对拉螺栓24并使对路螺栓3的两端伸出于主体结构梁4外，通过连接螺栓22将一对角钢21分别与相邻外挂墙板的预埋螺栓固定件16固定连接，再通过对拉螺栓24将一对角钢21与主体结构梁4固定连接，从而实现相邻外挂墙板之间的纵向连接以及外挂墙板与主体结构之间的固定连接；通过相邻外挂墙板的凹槽与凸榫之间的凹凸配合结构，实现相邻外挂墙板之间的横向连接，最终实现外挂墙板之间的纵向及横向安装连接，以及外挂墙板与主体结构之间的安装连接。
实施例6：
一种装配式组合混凝土外挂墙板，采用如下方法制备得到：
1)预制钢筋骨架：绑扎高度为100mm的钢筋骨架12；
2)准备台模，并将板体模具、钢筋骨架12、预制件及预埋螺栓固定件16安装于台模内，并且钢筋骨架12中的架立筋位于钢筋网上；
3)制作结构层11：拌制保温混凝土，混合材料后，用混凝土搅拌机搅拌5min，之后再浇筑入板体模具内，振平、抹实，形成厚度为50mm并且包覆预埋螺栓固定件16的结构层11，并使钢筋骨架12的顶部露出于结构层11外；
4)制作保温层13：拌制水泥珍珠岩复合材料，混合材料后，再搅拌3-5min，之后浇筑于结构层11上，振平、抹实，形成厚度为80mm的保温层13，其中，钢筋骨架12的顶部即架立筋的顶部固定于保温层13内；
5)编织耐碱玻璃纤维形成网格尺寸为40mm的纤维网格14并置于保温层13上；
6)制作防水层15：拌制防水抗裂砂浆，即按照重量份取水泥、细砂、硬脂酸镁、外加剂、纤维素醚并混合，采用搅拌机搅拌均匀后，加入水，再搅拌5min，得到防水抗裂砂浆，之后将防水抗裂砂浆浇筑于纤维网格14上，振平、抹实，形成厚度为50mm的防水层15；
7)经脱模养护后，即得到包括依次堆叠设置的结构层11、保温层13及防水层15的外挂墙板1。
其中，步骤1)中，钢筋骨架12包括焊接连接的钢筋网及架立筋，钢筋网为双向布筋，钢筋网中钢筋之间的间隔为200mm，架立筋以900mm的间隔布设于钢筋网上。
步骤3)中，保温混凝土包括以下组成及重量份含量：粗骨料1100份，水泥500份，砂400份，玻化微珠160份，硅灰10份，粉煤灰50份，聚羧酸减水剂7份，水250份；
其中，保温混凝土中的水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，粗骨料为5-20mm连续级配的天然粗骨料或再生粗骨料。
步骤4)中，水泥珍珠岩复合材料包括以下组分及重量份含量：水泥500份，玻化微珠300份，硅灰50份，胶粉25份，纤维素醚6份，粉煤灰60份，聚羧酸减水剂6份，水400份；
其中，玻化微珠的粒径为0.1-2mm，导热系数为0.03-0.05W/(m·K)，吸水率<40％，熔融温度1200℃；水泥珍珠岩复合材料中的水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。
步骤6)中，防水抗裂砂浆包括以下组分及重量份含量：水泥70份，细砂30份，硬脂酸镁2份，聚羧酸减水剂3份，纤维素醚0.5份，水40份；其中，防水抗裂砂浆中的水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。
步骤3)中的结构层11厚度、步骤4)中的保温层13厚度以及步骤6)中的防水层15厚度误差均控制在±2mm。
所得的外挂墙板1两侧分别设有用于多个外挂墙板1之间横向连接及定位的凹槽及凸榫；其中，凹槽的深度为40mm，凹槽的宽度为外挂墙板厚度的62.5mm，凸榫的高度及分别与凹槽的高度及宽度相适配。
所得的外挂墙板1的厚度为250mm，宽厚比为20:1，长宽比为1.2:1。
外挂墙板1之间、外挂墙板1与主体结构梁4之间，通过配合使用的连接件2及预埋螺栓固定件16，固定连接。
其中，预埋螺栓固定件16包括嵌设于结构层11内的连接板161以及开设于连接板161上的4个螺栓孔162。其中，连接板161由6mm厚钢板制成。
连接件2包括分别与相邻外挂墙板上的预埋螺栓固定件16相连接的一对角钢21、设于一对角钢21之间的对拉螺栓24，以及用于连接角钢21与预埋螺栓固定件16的连接螺栓22。
角钢21的2个侧板上均开设有角钢螺栓孔，并通过连接螺栓22、对拉螺栓24以及相应的角钢螺栓孔分别实现角钢21与预埋螺栓固定件16之间，以及相应的角钢21之间的固定连接。角钢21上还设有耳板23，该耳板23的厚度为20mm，角钢21与耳板23之间通过焊接连接。
预埋螺栓固定件16设于外挂墙板的四个角部，并且预埋螺栓固定件16与外挂墙板边缘的间距为250mm。
一种上述装配式组合混凝土外挂墙板的安装方法，包括：在预制主体结构梁4时，在主体结构梁4内预留对拉螺栓24并使对路螺栓3的两端伸出于主体结构梁4外，通过连接螺栓22将一对角钢21分别与相邻外挂墙板的预埋螺栓固定件16固定连接，再通过对拉螺栓24将一对角钢21与主体结构梁4固定连接，从而实现相邻外挂墙板之间的纵向连接以及外挂墙板与主体结构之间的固定连接；通过相邻外挂墙板的凹槽与凸榫之间的凹凸配合结构，实现相邻外挂墙板之间的横向连接，最终实现外挂墙板之间的纵向及横向安装连接，以及外挂墙板与主体结构之间的安装连接。
实施例7：
一种装配式组合混凝土外挂墙板，采用如下方法制备得到：
1)预制钢筋骨架：绑扎高度为90mm的钢筋骨架12；
2)准备台模，并将板体模具、钢筋骨架12、预制件及预埋螺栓固定件16安装于台模内，并且钢筋骨架12中的架立筋位于钢筋网上；
3)制作结构层11：拌制保温混凝土，混合材料后，用混凝土搅拌机搅拌4min，之后再浇筑入板体模具内，振平、抹实，形成厚度为60mm并且包覆预埋螺栓固定件16的结构层11，并使钢筋骨架12的顶部露出于结构层11外；
4)制作保温层13：拌制水泥珍珠岩复合材料，混合材料后，再搅拌3-5min，之后浇筑于结构层11上，振平、抹实，形成厚度为100mm的保温层13，其中，钢筋骨架12的顶部即架立筋的顶部固定于保温层13内；
5)编织耐碱玻璃纤维形成网格尺寸为30mm的纤维网格14并置于保温层13上；
6)制作防水层15：拌制防水抗裂砂浆，即按照重量份取水泥、细砂、硬脂酸镁、外加剂、纤维素醚并混合，采用搅拌机搅拌均匀后，加入水，再搅拌4min，得到防水抗裂砂浆，之后将防水抗裂砂浆浇筑于纤维网格14上，振平、抹实，形成厚度为40mm的防水层15；
7)经脱模养护后，即得到包括依次堆叠设置的结构层11、保温层13及防水层15的外挂墙板1。
其中，步骤1)中，钢筋骨架12包括焊接连接的钢筋网及架立筋，钢筋网为双向布筋，钢筋网中钢筋之间的间隔为180mm，架立筋以1000mm的间隔布设于钢筋网上。
步骤3)中，保温混凝土包括以下组成及重量份含量：粗骨料1000份，水泥400份，砂500份，玻化微珠150份，硅灰8份，粉煤灰40份，聚羧酸减水剂5份，水200份；
其中，保温混凝土中的水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，粗骨料为5-20mm连续级配的天然粗骨料或再生粗骨料。
步骤4)中，水泥珍珠岩复合材料包括以下组分及重量份含量：水泥480份，玻化微珠320份，硅灰40份，胶粉20份，纤维素醚5份，粉煤灰55份，聚羧酸减水剂5份，水350份；
其中，玻化微珠的粒径为0.1-2mm，导热系数为0.03-0.05W/(m·K)，吸水率<40％，熔融温度1100-1300℃；水泥珍珠岩复合材料中的水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。
步骤6)中，防水抗裂砂浆包括以下组分及重量份含量：水泥60份，细砂40份，硬脂酸镁1.5份，聚羧酸减水剂2份，纤维素醚0.4份，水30份；其中，防水抗裂砂浆中的水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。
步骤3)中的结构层11厚度、步骤4)中的保温层13厚度以及步骤6)中的防水层15厚度误差均控制在±2mm。
所得的外挂墙板1两侧分别设有用于多个外挂墙板1之间横向连接及定位的凹槽及凸榫；其中，凹槽的深度为35mm，凹槽的宽度为外挂墙板厚度的80mm，凸榫的高度及分别与凹槽的高度及宽度相适配。
所得的外挂墙板1的厚度为240mm，宽厚比为15:1，长宽比为1:1.1。
外挂墙板1之间、外挂墙板1与主体结构梁4之间，通过配合使用的连接件2及预埋螺栓固定件16，固定连接。
其中，预埋螺栓固定件16包括嵌设于结构层11内的连接板161以及开设于连接板161上的4个螺栓孔162。其中，连接板161由5mm厚钢板制成。
连接件2包括分别与相邻外挂墙板上的预埋螺栓固定件16相连接的一对角钢21、设于一对角钢21之间的对拉螺栓24，以及用于连接角钢21与预埋螺栓固定件16的连接螺栓22。
角钢21的2个侧板上均开设有角钢螺栓孔，并通过连接螺栓22、对拉螺栓24以及相应的角钢螺栓孔分别实现角钢21与预埋螺栓固定件16之间，以及相应的角钢21之间的固定连接。角钢21上还设有耳板23，该耳板23的厚度为15mm，角钢21与耳板23之间通过焊接连接。
预埋螺栓固定件16设于外挂墙板的四个角部，并且预埋螺栓固定件16与外挂墙板边缘的间距为200mm。
一种上述装配式组合混凝土外挂墙板的安装方法，包括：在预制主体结构梁4时，在主体结构梁4内预留对拉螺栓24并使对路螺栓3的两端伸出于主体结构梁4外，通过连接螺栓22将一对角钢21分别与相邻外挂墙板的预埋螺栓固定件16固定连接，再通过对拉螺栓24将一对角钢21与主体结构梁4固定连接，从而实现相邻外挂墙板之间的纵向连接以及外挂墙板与主体结构之间的固定连接；通过相邻外挂墙板的凹槽与凸榫之间的凹凸配合结构，实现相邻外挂墙板之间的横向连接，最终实现外挂墙板之间的纵向及横向安装连接，以及外挂墙板与主体结构之间的安装连接。
实施例8：
本实施例中，所得的外挂墙板1的厚度为220mm，宽厚比为18:1，长宽比为1:1.1，其余同实施例7。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式组合混凝土外挂墙板，其特征在于，该外挂墙板(1)包括依次堆叠设置的结构层(11)、保温层(13)及防水层(15)；
所述的结构层(11)与保温层(13)之间设有钢筋骨架(12)，并通过钢筋骨架(12)相连接；
所述的保温层(13)与防水层(15)之间设有玻璃纤维编制的纤维网格(14)；
所述的结构层(11)、保温层(13)及防水层(15)均由相应的水泥基材料制成；
所述的外挂墙板(1)两侧分别设有用于多个外挂墙板(1)之间横向连接的凹槽及凸榫；
所述的结构层(11)上设有用于多个外挂墙板(1)纵向连接的预埋螺栓固定件(16)；
所述的相邻外挂墙板(1)的预埋螺栓固定件(16)之间设有连接件(2)，并通过连接件(2)纵向连接。
2.根据权利要求1所述的一种装配式组合混凝土外挂墙板，其特征在于，所述的结构层(11)的混凝土强度为C20-C40，导热系数为0.25-0.40W/(m·K)；
所述的结构层(11)由保温混凝土制成；
所述的保温混凝土包括以下组成及重量份含量：粗骨料900-1100份，水泥300-500份，砂400-600份，玻化微珠120-160份，硅灰5-10份，粉煤灰30-50份，聚羧酸减水剂3-7份，水150-250份。
3.根据权利要求1所述的一种装配式组合混凝土外挂墙板，其特征在于，所述的保温层(13)由水泥珍珠岩复合材料制成；
所述的水泥珍珠岩复合材料包括以下组分及重量份含量：水泥450-500份，玻化微珠300-350份，硅灰30-50份，胶粉15-25份，纤维素醚4-6份，粉煤灰50-60份，聚羧酸减水剂4-6份，水300-400份。
4.根据权利要求1所述的一种装配式组合混凝土外挂墙板，其特征在于，所述的防水层(15)由防水抗裂砂浆制成；
所述的防水抗裂砂浆包括以下组分及重量份含量：水泥50-70份，细砂30-50份，硬脂酸镁1-2份，聚羧酸减水剂1-3份，纤维素醚0.1-0.5份，水20-40份。
5.根据权利要求1所述的一种装配式组合混凝土外挂墙板，其特征在于，所述的外挂墙板(1)的厚度为140-250mm。
6.根据权利要求1所述的一种装配式组合混凝土外挂墙板，其特征在于，所述的结构层(11)、保温层(13)及防水层(15)的厚度比为(4-6):(8-14):(2-5)。
7.根据权利要求1所述的一种装配式组合混凝土外挂墙板，其特征在于，所述的预埋螺栓固定件(16)包括嵌设于结构层(11)内的连接板(161)以及开设于连接板(161)上的螺栓孔(162)。
8.根据权利要求1所述的一种装配式组合混凝土外挂墙板，其特征在于，所述的连接件(2)包括分别与相邻外挂墙板(1)上的预埋螺栓固定件(16)相连接的一对角钢(21)、设于一对角钢(21)之间的对拉螺栓(24)，以及用于连接角钢(21)与预埋螺栓固定件(16)的连接螺栓(22)。
9.一种如权利要求1至8任一项所述的装配式组合混凝土外挂墙板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)绑扎钢筋骨架(12)；
2)准备台模，并将板体模具、钢筋骨架(12)及预埋螺栓固定件(16)安装于台模内；
3)拌制结构层水泥基材料并浇筑入板体模具内，形成包覆预埋螺栓固定件(16)的结构层(11)，并使钢筋骨架(12)的顶部露出于结构层(11)外；
4)拌制保温层水泥基材料并浇筑于结构层(11)上，形成保温层(13)，并使钢筋骨架(12)的顶部固定于保温层(13)内；
5)编织纤维网格(14)并置于保温层(13)上；
6)拌制防水层水泥基材料并浇筑于纤维网格(14)上，形成防水层(15)；
7)经脱模养护后，即得到外挂墙板(1)。
10.一种如权利要求1至8任一项所述的装配式组合混凝土外挂墙板的安装方法，其特征在于，该方法包括：在预制主体结构时，预留连接件(2)，通过连接件(2)纵向连接外挂墙板(1)，并将外挂墙板(1)与主体结构相连接，通过凹槽及凸榫横向连接外挂墙板(1)，从而完成外挂墙板(1)之间的安装以及外挂墙板(1)与主体结构之间的安装。
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