CN111945927A - 一种抗爆抗冲击复合墙板的构建方法 - Google Patents

一种抗爆抗冲击复合墙板的构建方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种抗爆抗冲击复合墙板的构建方法，其包括以浇筑的方式形成聚丙烯纤维混凝土墙体、粘结层、纤维增强复合材料层、泡沫铝填充体、C型钢板、螺栓、泄压孔；本发明采用C型钢板将各组成部分固定形成同一整体，在抵抗爆炸冲击波的同时不易产生碎片，有效避免了由碎片产生的二次伤害，在钢板上设置泄压孔可有效降低墙板在爆炸冲击荷载下的损伤。本发明既可用于新建工程项目的墙板又适用于具有防爆要求的建筑。

Description

一种抗爆抗冲击复合墙板的构建方法
技术领域
本发明涉及工程结构防护领域，尤其涉及一种抗爆抗冲击复合墙板的构建方法。
背景技术
目前，大多数住宅、办公楼、厂房等建筑结构采用钢筋混凝土或者其他轻质材料作为填充墙。在各种偶然爆炸事件和恐怖爆炸事件发生时，其承受了爆炸冲击波产生的大部分载荷，对建筑结构抗爆起着至关重要的作用。现有混凝土墙板在爆炸荷载作用下会发生局部破坏甚至坍塌，而轻质材料在爆炸荷载作用下的破坏情况更为严重；普通混凝土结构一般通过增加结构的强度和刚度来抵御爆炸冲击荷载，这会导致墙体结构自重刚度大。另外，混凝土结构在爆炸冲击波作用下极易产生高速碎片，会对人员以及财物造成二次伤害。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种抗爆抗冲击复合墙板的构建方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
本发明提出一种抗爆抗冲击复合墙板，其包括以浇筑的方式形成聚丙烯纤维混凝土墙体、粘结层、纤维增强复合材料层、泡沫铝填充体、C型钢板、螺栓、泄压孔；所述粘结层铺设在所述聚丙烯纤维混凝土墙体的前后两侧，所述纤维增强复合材料层铺设在前后两侧的粘结层外表面上，所述C型钢板包裹在所述聚丙烯纤维混凝土墙体的外周围，所述聚丙烯纤维混凝土墙体左右两侧具有螺纹孔，在所述C型钢板上与所述螺纹孔相对应的位置处形成有通孔；所述构建方法的具体步骤包括：首先浇筑所述聚丙烯纤维混凝土墙体，然后在所述聚丙烯纤维混凝土墙体的前后表面上铺设所述粘结层，接着在所述粘结层的表面铺设所述纤维增强复合材料层，之后将所述C型钢板上的通孔与所述聚丙烯纤维混凝土墙体上的螺纹孔对准，在将所述螺栓插入到所述通孔之后旋入所述螺纹孔中，从而将所述C型钢板固定到所述聚丙烯纤维混凝土墙体上，此时，在所述C型钢板与所述纤维增强复合材料层之间形成有腔体，最后，将所述泡沫铝填充体填充在所述腔体中。
优选地，所述聚丙烯纤维混凝土墙体厚度为50mm-150mm。
优选地，所述粘结层的材料选择为水泥基复合材料，所述粘结层的厚度为5mm-20mm；
优选地，纤维增强复合材料层选择为纤维束编织成的双向网格，所述网格尺寸为50mm×50mm；
优选地，所述水泥基复合材料通过质量配合比为普通硅酸盐水泥：水：石英砂：粉煤灰：羟丙基甲基纤维素：聚羧酸高效减水剂：铝酸钙水泥＝0.92:0.42:0.85:0.40:0.001:0.008:0.08的比例配合出基体材料，并在单位体积基体材料中加入体积参数为1.8％的聚乙烯醇纤维，充分搅拌均匀后形成所述水泥基复合材料；
优选地，所述C型钢板表面形成有泄压孔；
优选地，将所述C型钢板外表面上釉；
优选地，所述C型钢板5的厚度为5mm-20mm，所述腔体的厚度为50mm-150mm。
所述一种抗爆抗冲击复合墙板的构建步骤为：首先浇筑聚丙烯纤维混凝土墙体，然后在聚丙烯纤维混凝土墙体前后表面上铺设粘结层，然后在粘结层的表面铺设纤维增强复合材料层，然后将C型钢板上的通孔与聚丙烯纤维混凝土墙体上的螺纹孔对准，并将螺栓插入到通孔之后旋入螺纹孔中，从而将C型钢板固定到聚丙烯纤维混凝土墙体上，在所述C型钢板5与所述纤维增强复合材料层3之间形成有腔体，所述泡沫铝填充体4填充在所述腔体中。
本发明提出的抗爆抗冲击复合墙板，其中的泡沫铝填充体具有吸能特性，由纤维束编织成的双向网格的抗拉强度高且质轻、耐腐蚀，可增强泡沫铝填充体的抗拉性能，水泥基复合材料具有力学性能优异、延性特征显著、微裂缝、自愈合及抗侵蚀等特点，同时由于钢材和混凝土的强度高、刚度大、承载能力强等优点，使该复合墙板既具有一定的承载能力又具有一定的抗爆抗冲击能力。本发明采用C型钢板将各组成部分固定形成同一整体，在抵抗爆炸冲击波的同时不易产生碎片，有效避免了由碎片产生的二次伤害，在钢板上设置泄压孔可有效降低墙板在爆炸冲击荷载下的损伤。本发明既可用于新建工程项目的墙板又适用于具有防爆要求的建筑。
附图说明
图1为一种抗爆抗冲击复合墙板结构示意图
图2为一种抗爆抗冲击复合墙板剖面示意图
其中，1为聚丙烯纤维混凝土墙体；2-粘结层；3-纤维增强复合材料层；4-泡沫铝填充体；5-C型钢板；6-螺栓；7-泄压孔。
具体实施方式
为了更好的解释本发明的技术方案，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。
请参阅图1至图2，本发明提出一种抗爆抗冲击复合墙板，其包括以浇筑的方式形成聚丙烯纤维混凝土墙体1、粘结层2、纤维增强复合材料层3、泡沫铝填充体4、C型钢板5、螺栓6、泄压孔7；其中，所述粘结层2铺设在所述聚丙烯纤维混凝土墙体1的前后两侧，所述纤维增强复合材料层3铺设在前后两侧的粘结层2外表面上，所述C型钢板5包裹在所述聚丙烯纤维混凝土墙体1的外周围，所述聚丙烯纤维混凝土墙体1左右两侧具有螺纹孔，在所述C型钢板5上与所述螺纹孔相对应的位置处形成有通孔；所述构建方法的具体步骤包括：首先浇筑所述聚丙烯纤维混凝土墙体，然后在所述聚丙烯纤维混凝土墙体的前后表面上铺设所述粘结层，接着在所述粘结层的表面铺设所述纤维增强复合材料层，之后将所述C型钢板上的通孔与所述聚丙烯纤维混凝土墙体上的螺纹孔对准，在将所述螺栓插入到所述通孔之后旋入所述螺纹孔中，从而将所述C型钢板固定到所述聚丙烯纤维混凝土墙体上，此时，在所述C型钢板与所述纤维增强复合材料层之间形成有腔体，最后，将所述泡沫铝填充体4填充在所述腔体中。
优选地，所述聚丙烯纤维混凝土墙体1厚度为50mm-150mm。
优选地，所述粘结层2的材料选择为水泥基复合材料，所述粘结层2的厚度为5mm-20mm；
优选地，所述纤维增强复合材料层3选择为纤维束编织成的双向网格，所述网格的尺寸为50mm×50mm；
优选地，所述水泥基复合材料通过质量配合比为普通硅酸盐水泥：水：石英砂：粉煤灰：羟丙基甲基纤维素：聚羧酸高效减水剂：铝酸钙水泥＝0.92:0.42:0.85:0.40:0.001:0.008:0.08的比例配合出基体材料，并在单位体积的所述基体材料中加入体积参数为1.8％的聚乙烯醇纤维，充分搅拌均匀后形成所述水泥基复合材料；
优选地，所述C型钢板5表面形成有泄压孔；
优选地，将所述C型钢板5外表面上釉,以改变外表图案，使该抗爆抗冲击复合墙板具有一定的装饰作用。
优选地，所述C型钢板5的厚度为5mm-20mm，所述腔体的厚度为50mm-150mm。
所述水泥基复合材料的制备方法为：通过质量配合比为普通硅酸盐水泥：水：石英砂：粉煤灰：羟丙基甲基纤维素：聚羧酸高效减水剂：铝酸钙水泥＝0.92:0.42:0.85:0.40:0.001:0.008:0.08的比例配合出基体材料，同时在单位体积的基体材料中加入体积参数为1.8％的聚乙烯醇纤维，充分搅拌均匀后形成水泥基复合材料，具体制备步骤如下：
1)将所述石英砂、粉煤灰、50％的普通硅酸盐水泥和50％的铝酸钙水泥干拌1.5min至干料充分混合，然后加入全部的水进行湿拌2min，配置成水泥混合砂浆；
2)将25％聚羧酸高效减水剂加入搅拌2min至拌合物呈流态，加入12.5％的普通硅酸盐水泥和12.5％的铝酸钙水泥搅拌1min至所有颗粒被充分湿润；
3)重复步骤2三次；
4)缓慢沿着搅拌方向加入羟丙基甲基纤维素和聚乙烯醇纤维全拌4min，使纤维分散均匀，最终得到混合砂浆。
在水泥基复合材料中掺入聚乙烯醇纤维可有效提高材料的抗压强度、抗折强度、抗冲击韧性等性能，提升自身的应变能力达到“裂而不开，坏而不爆”的特点；同时羟丙基甲基纤维和铝酸钙水泥的掺入可以提高水泥基复合材料的黏合性和抗高温性能。在水泥基复合材料和纤维增强复合材料的共同作用下有效防止泡沫铝材料在爆炸过程中被崩坏。水泥基复合材料具有力学性能优异、延性特征显著、微裂缝、自愈合及抗侵蚀等优点，可作为粘结材料用于水泥基复合材料与聚丙烯纤维混凝土以及泡沫铝的粘结。泡沫铝材料密度小、高吸收冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低，可作为吸能材料用于抗爆抗冲击墙板。聚丙烯纤维混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击强度及延伸率和韧性相较普通混凝土得以提高。本发明充分考虑各组成结构的受力性能既可满足墙板结构的承载力要求，同时有效的提高了墙板结构的抗爆抗冲击性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换及本发明的各个技术方案显而易见的改进，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抗爆抗冲击复合墙板的构建方法，所述抗爆抗冲击复合墙板包括以浇筑的方式形成聚丙烯纤维混凝土墙体(1)、粘结层(2)、纤维增强复合材料层(3)、泡沫铝填充体(4)、C型钢板(5)、螺栓(6)；其特征在于：所述粘结层(2)铺设在所述聚丙烯纤维混凝土墙体(1)的前后两侧，所述纤维增强复合材料层(3)铺设在前后两侧的粘结层(2)外表面上，所述C型钢板(5)包裹在所述聚丙烯纤维混凝土墙体(1)的外周围，所述聚丙烯纤维混凝土墙体(1)左右两侧具有螺纹孔，在所述C型钢板(5)上与所述螺纹孔相对应的位置处形成有通孔；所述构建方法的具体步骤包括：首先浇筑所述聚丙烯纤维混凝土墙体，然后在所述聚丙烯纤维混凝土墙体的前后表面上铺设所述粘结层，接着在所述粘结层的表面铺设所述纤维增强复合材料层，之后将所述C型钢板上的通孔与所述聚丙烯纤维混凝土墙体上的螺纹孔对准，在将所述螺栓插入到所述通孔之后旋入所述螺纹孔中，从而将所述C型钢板固定到所述聚丙烯纤维混凝土墙体上，此时，在所述C型钢板与所述纤维增强复合材料层之间形成有腔体，最后，将所述泡沫铝填充体(4)填充在所述腔体中。
2.根据权利要求2所述的构建方法，其特征在于：所述聚丙烯纤维混凝土墙体(1)厚度为50mm-150mm。
3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：所述粘结层(2)的材料选择为水泥基复合材料，所述粘结层(2)的厚度为5mm-20mm。
4.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：所述纤维增强复合材料层(3)选择为纤维束编织成的双向网格，所述网格的尺寸为50mm×50mm。
5.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：所述水泥基复合材料通过质量配合比为普通硅酸盐水泥：水：石英砂：粉煤灰：羟丙基甲基纤维素：聚羧酸高效减水剂：铝酸钙水泥＝0.92:0.42:0.85:0.40:0.001:0.008:0.08的比例配合出基体材料，并在单位体积的所述基体材料中加入体积参数为1.8％的聚乙烯醇纤维，充分搅拌均匀后形成所述水泥基复合材料。
6.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：所述C型钢板(5)表面形成有泄压孔(7) 。
7.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：将所述C型钢板(5)外表面上釉。
8.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：所述C型钢板(5)的厚度为5mm-20mm，所述腔体的厚度为50mm-150mm。
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