CN111395589B - 3d打印保温混凝土墙体的方法及混凝土墙体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种3D打印保温混凝土墙体的方法及混凝土墙体，涉及建筑技术领域，用于解决贴挂保温板的施工工艺繁琐以及质量不高的技术问题。本发明的3D打印保温混凝土墙体的方法，通过3D打印设备来直接形成将保温体包裹在内的混凝土墙体，因此能够减少了贴挂保温板等多道工序；并且由于保温体是被包裹在混凝土墙体的内部，因此还能提高墙体保温的施工的质量。
Description
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，特别地涉及一种3D打印保温混凝土墙体的方法及混凝土墙体。
背景技术
随着科技的不断创新和发展，人们对生活的品质不断提高。在建筑行业，国家对节能环保要求的不断提升，为了满足国家对建筑节能环保规范的硬性指标的要求，就需要加强建筑墙体保温质量。由其是在寒冷和极寒冷地区对建筑房屋墙体保温要求极为重要。
建筑结构墙虽然对墙体强度有保障，但在保温质量的要求方面就需要增加保温材料以解决建筑的保暖问题。目前建筑房屋基本是先构建建筑结构的主体，然后再进行内墙或者外墙保温板贴挂以达到保温的效果。这样的施工工艺不仅比较繁琐，还经常出现保温材料贴挂不牢固而掉落的现象。这种施工方法对工期和人工都会产生浪费而且难以达到高质量的要求。
发明内容
本发明提供一种3D打印保温混凝土墙体的方法，用于解决贴挂保温板的施工工艺繁琐以及质量不高的技术问题。
根据本发明的第一个方面，本发明提供一种3D打印保温混凝土墙体的方法，包括以下步骤：
S10：构建保温体；
S20：采用3D打印设备在所述保温体的两侧进行逐层垒设叠加混凝土，以形成将所述保温体包裹在内的混凝土墙体。
在一个实施方式中，步骤S10包括以下子步骤：
S11：使多条钢筋横筋和多条钢筋立筋横纵相交设置，以形成钢筋网；
S12：将所述钢筋网分别设置在保温板的两侧；
S13：在所述保温板中设置连接钢筋，使所述连接钢筋在所述保温板的厚度方向上贯穿所述保温板后分别与所述保温板两侧的所述钢筋网相连，以形成所述保温体。
在一个实施方式中，所述钢筋网与所述保温板的侧面之间的距离大于预设的安全距离。
在一个实施方式中，所述保温板中设置有贯穿其厚度方向的连接孔，所述连接钢筋设置在所述连接孔中，且所述连接孔的直径与所述连接钢筋的直径之差大于预设的安全距离。
在一个实施方式中，所述混凝土墙体中所述保温体的数量至少为两个，所述保温体之间设置有一定的间距。
在一个实施方式中，所述保温体在所述混凝土墙体的横向方向上的间距不大于4m，且在纵向方向上的间距不大于1.5m。
在一个实施方式中，步骤S20包括以下子步骤：
S21：将3D打印设备的出料口分别设置在所述钢筋网的上方；
S22：使所述出料口按照预设的轨迹行走并卸料，以形成周向封闭的混凝土层；
S23：使所述出料口向所述保温体之间的间距中卸料以填充所述间距；
S24：改变所述出料口的高度，并重复步骤S22和步骤S23以形成将保温体包裹在内的混凝土墙体。
在一个实施方式中，步骤S22中形成的周向封闭的混凝土层的拐角为弧形角，所述弧形角中不设置保温体。
在一个实施方式中，步骤S10中，采用具有保温功能的原料通过3D打印设备构建保温体。
根据本发明的第二个方面，本发明提供一种采用上述的3D打印保温混凝土墙体的方法获得的混凝土墙体。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过3D打印设备来直接形成将保温体包裹在内的混凝土墙体，因此能够减少了贴挂保温板等多道工序；并且由于保温体是被包裹在混凝土墙体的内部，因此还能提高墙体保温的施工的质量。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。
图1是本发明的实施例中保温体的正视图；
图2是本发明的实施例中保温体的右视图；
图3是本发明的实施例中打印混凝土墙体时的正视图；
图4是本发明的实施例中打印混凝土墙体时的右视图；
图5是本发明的实施例中保温体的设置示意图；
图6是图5所示保温体的右视图；
图7是图5所示保温体的俯视图；
图8是本发明的实施例中混凝土墙体的俯视图。
附图标记：
1-保温体；11-钢筋横筋；12-钢筋立筋；13-钢筋网；14-保温板；15-连接钢筋；141-连接孔；
2-3D打印设备；21,22-出料口；
3-混凝土；4-混凝土墙体；
41-横向实心混凝土层；42-竖向实心混凝土层；43-拐角实心混凝土层。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1-8所示，根据本发明的第一个方面，本发明提供一种3D打印保温混凝土墙体的方法，其通过3D打印设备来形成将保温体包裹在内的混凝土墙体。
第一步：构建保温体1。
在一些实施例中，如图1和2所示，保温体1包括保温板14和钢筋，保温板14可以是具有保温功能的板材。具体来说，首先，根据墙体高度和宽度确定钢筋横筋11和钢筋立筋12的数量和尺寸。将多条钢筋横筋11和多条钢筋立筋12横纵相交地设置，并在相交处进行绑扎以形成钢筋网13，如图1所示。其次，将钢筋网13分别设置在保温板14的两侧。并且使钢筋网13和保温板14的侧面之间的距离大于预设的安全距离，如图2所示，由于3D打印设备需要在钢筋网13的上方进行卸料，因此将钢筋网13和保温板14之间设置有一定的间距能够为提高混凝土对钢筋横筋11和钢筋立筋12的握裹预留足够的空间。
需要说明的是，保温板14两侧的钢筋网13之间的距离需要符合墙体宽度的要求，并且形成钢筋网13的钢筋横筋11和钢筋立筋12之间需要符合垂直度的要求，以便于3D打印设备沿钢筋两侧按轨迹行走通畅。
最后，在保温板14中设置连接钢筋15，如图2所示，使连接钢筋15在保温板14的厚度方向上贯穿保温板14后分别与保温板14两侧的钢筋网13相连，以形成保温体1。
保温板中14设置有贯穿其厚度方向的连接孔141，连接钢筋15设置在连接孔141中，且连接孔141的直径与连接钢筋14的直径之差大于预设的安全距离。如图2所示，连接孔141的直径远大于连接钢筋14的直径，以保证混凝土对连接钢筋15具有足够的握裹空间。
在另一些实施例中，保温体1是采用具有保温功能的原料通过3D打印设备来构建获得的。其中，具有保温功能的原料可以是混合有保温颗粒的混凝土。换言之，本实施例中的保温体1也是通过3D打印而获得的，由此可进一步提高施工的便利性。
第二步，采用3D打印设备2在保温体1的两侧进行逐层垒设叠加混凝土3，以形成将保温体1包裹在内的混凝土墙体4。
其中，在第一步中形成的保温体1的尺寸小于所要求的混凝土墙体的尺寸，因此在混凝土的墙体中至少设置两个保温体1；且保温体1之间设置有一定的间距，如图5所示。例如，保温体1在混凝土墙体的横向方向(即图5中的X轴方向)上的间距不大于4m，且在纵向方向(即图5中的Z轴方向)上的间距不大于1.5m。如图5所示，在其中一面混凝土墙体中设置有4个保温体，4个保温体1在X轴方向和Z轴方向上相互隔开一定距离，保温体1之间的间距是为了预留填充混凝土的空间，在下文中将详细进行说明。
具体来说，首先，如图3和4所示，将3D打印设备2的出料口21,22分别设置在钢筋网13的上方。由于钢筋网13分别设置在保温板14的两侧，因此将3D打印设备的两个出料口21,22分别设置在相应的钢筋网13的上方。
其次，使出料口21,22按照预设的轨迹行走并卸料，以形成周向封闭的混凝土层。需要说明的是，该周向封闭的混凝土层的拐角为弧形角，且弧形角中不设置保温体1。
再次，使出料口21,22向保温体1之间的间距中卸料以填充间距。通过混凝土将间距d进行填充，能够形成了一段实心混凝土层。换言之，在混凝土墙体的纵向方向上，每间隔不大于1.5米距离就打印一层一定厚度的横向实心混凝土层41；而在混凝土墙体的横向方向上，每间隔不大于4米就在中心位置打印成一道一定宽度的竖向实心混凝土层42，如图6和7所示。此外，由于弧形角中不设置保温体1，因此在弧形角处会形成拐角实心混凝土层43，在横向、竖向和拐角部位打印成的实心混凝土层能够起到建筑的立柱及墙体的圈梁作用。
最后，改变出料口21,22的高度，并重复步骤上述两步以形成将保温体1包裹在内的混凝土墙体4。由于改变出料口21,22的在Z轴方向上的高度不断升高，因此混凝土能够在Z轴方向上逐层垒设叠加从而形成将保温体1包裹在内的混凝土墙体4(如图8所示)。
可以理解地，上述的横向实心混凝土层41、竖向实心混凝土层42和拐角实心混凝土层43也在Z轴方向上逐层垒设叠加并分别形成了实心墙体，其能够确保建筑的整体强度，加强了包覆有保温体1的混凝土墙体4的牢固性。
据本发明的第二个方面，本发明提供一种混凝土墙体，其采用上述的3D打印保温混凝土墙体的方法获得，其包括带有将保温体1包裹在内的混凝土墙体4以及实心墙体，其中，混凝土墙体4与实心墙体为一体形成。
需要说明的是，本发明中采用的3D打印设备可使用现有技术中的打印设备，例如中国专利CN105715052B中所公开的施工现场打印混凝土的3D房屋打印机，在此不再赘述。
本发明的通过3D打印设能够获得带有保温层的建筑墙体，较之传统的工艺，本发明的方法能减少施工工序。并高墙体保温层的施工的质量,实现了中间带保温、两侧带钢筋的混凝土墙体一次性打印的目的，从而节约了时间，提高了质量。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (9)
1.一种3D打印保温混凝土墙体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10：构建保温体；
S20：采用3D打印设备在所述保温体的两侧进行逐层垒设叠加混凝土，以形成将所述保温体包裹在内的混凝土墙体；
所述混凝土墙体中所述保温体的数量至少为两个，所述保温体之间设置有一定的间距。
2.根据权利要求1所述的3D打印保温混凝土墙体的方法，其特征在于，步骤S10包括以下子步骤：
S11：使多条钢筋横筋和多条钢筋立筋横纵相交设置，以形成钢筋网；
S12：将所述钢筋网分别设置在保温板的两侧；
S13：在所述保温板中设置连接钢筋，使所述连接钢筋在所述保温板的厚度方向上贯穿所述保温板后分别与所述保温板两侧的所述钢筋网相连，以形成所述保温体。
3.根据权利要求2所述的3D打印保温混凝土墙体的方法，其特征在于，所述钢筋网与所述保温板的侧面之间的距离大于预设的安全距离。
4.根据权利要求2所述的3D打印保温混凝土墙体的方法，其特征在于，所述保温板中设置有贯穿其厚度方向的连接孔，所述连接钢筋设置在所述连接孔中，且所述连接孔的直径与所述连接钢筋的直径之差大于预设的安全距离。
5.根据权利要求3所述的3D打印保温混凝土墙体的方法，其特征在于，所述保温体在所述混凝土墙体的横向方向上的间距不大于4m，且在纵向方向上的间距不大于1.5m。
6.根据权利要求1所述的3D打印保温混凝土墙体的方法，其特征在于，步骤S20包括以下子步骤：
S21：将3D打印设备的出料口分别设置在钢筋网的上方；
S22：使所述出料口按照预设的轨迹行走并卸料，以形成周向封闭的混凝土层；
S23：使所述出料口向所述保温体之间的间距中卸料以填充所述间距；
S24：改变所述出料口的高度，并重复步骤S22和步骤S23以形成将保温体包裹在内的混凝土墙体。
7.根据权利要求6所述的3D打印保温混凝土墙体的方法，其特征在于，步骤S22中形成的周向封闭的混凝土层的拐角为弧形角，所述弧形角中不设置保温体。
8.根据权利要求1所 述的3D打印保温混凝土墙体的方法，其特征在于，步骤S10中，采用具有保温功能的原料通过3D打印设备构建保温体。
9.一种混凝土墙体，其特征在于，采用权利要求1-8中任一项所述的3D打印保温混凝土墙体的方法获得。
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