CN112144750A - 一种自携式装配生态复合墙体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自携式装配生态复合墙体，主要包括楔形肋柱、直形肋梁和填充秸秆板，其中，沿楔形肋柱高度方向平行间隔的设置两块填充秸秆板，沿直形肋梁长度方向平行间隔的设置有三块填充秸秆板，所述楔形肋柱和直形肋梁均采用秸秆纤维混凝土浇筑而成，所述填充秸秆板由未加胶体的整根稻草或麦秸秆机械压缩成型后切割而成。本发明采用自保温形式，通过添加秸秆，大幅度提高了墙体的热工性能；通过简化墙体构造，降低了造价成本，施工更加便利；通过设计梯形凹槽和圆形凹槽，全面提高了墙体的整体性和抗震性能；其具有高强、轻质、保温、隔音、环保等综合优势，实现了整合资源，集约化生产，具有良好的社会经济效益和技术前景。

Description

一种自携式装配生态复合墙体
技术领域
本发明涉及村镇建筑低层住宅建筑技术领域，具体为一种自携式装配生态复合墙体。
背景技术
传统的密肋墙板及村镇住宅的墙体普遍存在如下的缺点：
一.从传统密肋复合墙抗震性能来看，通常使用加气混凝土、EPS、XPS、发泡混凝土等多种轻质块体作为内嵌入材料，最常见的做法是在一个框格内部设置若干个填充砌块，而这些块体几乎为脆性材料，实践证明，传统密肋复合墙体整体性较差，其耗能能力有限，导致整片密肋复合墙结构的抗震性能较弱。而且当一个框格内部设置的填充砌块数量越多，墙体自重越大，墙体运输也就越麻烦，施工越不方便。
二.从传统密肋复合墙体保温性能来看，保温形式多为外保温或内保温，建筑形式基本为内嵌轻质混凝土砌块，普通混凝土作肋格，内外侧再铺设保温层，但这使得传统密肋墙体整体性和使用寿命较差。
三.从传统密肋复合墙体结构形式来看，其结构形式几乎全为九宫格井字型，肋梁与肋柱的配筋和截面基本相同，结构的理想受力状态是强柱弱梁，从地震模拟试验结果来看，肋柱端部塑性铰要早于肋梁端部。
四.从传统密肋复合墙体的连接方式来看，相邻墙体的连接形式，多以在现场设置暗柱连接两侧相依的预制墙体为主，但对于村镇住宅低层建筑而言，设置过多数量的暗柱一定程度上费时费力、施工不便；另一方面，传统密肋墙体中，填充块体与肋格之间、墙体与墙体之间多以直线型方式接触，在竖向荷载作用下，这些部位的接缝处存在着相对滑动，无法起到摩擦耗能效果，由此造成了密肋墙体的承载力和刚度的降低，影响了墙板的整体性，存在受力的薄弱环节。
五.从当前村镇住宅墙体的设计和实施来看，仍以小型砖或砌块堆砌而成，墙体的受力性能、整体性能、抗震性能和保温性能都较差。为了解决上述存在的问题，本发明设计了一种自携式装配生态复合墙体。
发明内容
本发明从密肋复合墙体材料优选和构造优化入手，解决传统的密肋墙板及村镇住宅的墙体存在的普遍问题，而提出一种自携式装配生态复合墙体。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：采用自保温形式，主要包括楔形肋柱、直形肋梁和填充秸秆板，其中，沿楔形肋柱高度方向平行间隔的设置两块填充秸秆板，沿直形肋梁长度方向平行间隔的设置有三块填充秸秆板，所述楔形肋柱和直形肋梁均采用秸秆纤维混凝土浇筑而成，所述填充秸秆板由未加胶体的整根稻草或麦秸秆机械压缩成型后切割而成。
优选的，所述楔形肋柱垂直设置有四根，直形肋梁水平设置有三根，填充秸秆板共设置有六块。在保证整片墙体结构稳定的前提下，减少了肋柱及肋梁的数量，也减少了秸秆板的数量，相对于传统九宫格井字型密肋复合墙而言，简化了墙体构造，较少数量的填充砌块提高了整片墙体的工作性能和平面外稳定性能，也有利于降低造价，更易于施工。
优选的，所述楔形肋柱中位于最外侧的两根楔形肋柱的外侧面设置有多处圆形凹槽，其中一侧圆形凹槽内设有锚固钢筋，其中另一侧圆形凹槽内设有预埋孔洞，圆形凹槽由圆边模具制作而成，圆形凹槽的厚度与楔形肋柱的厚度相同。将圆形凹槽设置成圆形槽形式，能够保证每一点受力相同，优于矩形槽在顶点部位存在应力集中，以免在受力破坏时会首先破裂。相邻墙体拼装，可通过一侧锚固钢筋植入另一侧预留孔泂，再对两侧圆形凹槽浇筑混凝土致密实，以便于墙体间的连接和拼装。
优选的，所述楔形肋柱与填充秸秆板的侧面均开设有多处梯形凹槽，梯形凹槽之间相互平行，梯形凹槽由填充秸秆板内嵌作侧边的模具制作而成，梯形凹槽的厚度与填充秸秆板厚度相同。通过梯形凹槽增大了楔形肋柱与填充秸秆的接触面积，增大了二者间水平连接的摩擦咬合力，无需再配置剪力连接件，确保了结构建成后的整体性和较好的抵御抗震能力，也解决了连接件形成的热桥问题，使整个墙构造简单，承载力增大，施工制作方便，热工性能提高。
优选的，所述楔形肋柱和直形肋梁中秸秆纤维的制备方法如下：
步骤一，先将农作物秸秆剪断至长度约5～15mm，筛选备用；
步骤二，将秸秆小段粉磨至秸秆纤维，长度约2～10mm，干燥封袋备用；
步骤三，将上述纤维纤维置4％NaOH溶液中浸泡24h左右，过滤后冲洗掉NaOH残液，经烘干制成秸秆改性纤维。
优选的，所述楔形肋柱和直形肋梁中秸秆纤维混凝土组成成分如下：
水泥18％、水8％、砂20％、石52％、秸秆纤维2％(质量比)。
优选的，所述楔形肋柱和直形肋梁中秸秆纤维混凝土的制备方法如下：
步骤一，将秸秆混凝土的所需材料分别称重好，然后按顺序加入搅拌机；
步骤二，将水泥与砂、石搅拌1min，再将秸秆纤维加入，拌合1min，使秸秆纤维均匀分散在水泥、砂、石中，不致团结；
步骤三，加入水继续搅拌1min，即得秸秆纤维混凝土。
优选的，所述填充秸秆板的制备方法如下：
由整根稻草或麦秸秆烘干至含水率低于10％，再通过机械压缩加工成整块板，该制作工艺无需添加胶粘剂，秸秆间的粘接靠机械高压下秸杆自身渗出的胶体，其中，秸秆板的密度约为440kg/m3，抗压强度大于等于3Mpa,导热系数为0.1W/m·K。具有自重轻、保温隔热、造价低、无污染等优点，符合国家绿色建材的发展方向，经济效益和社会效益明显。
本发明的基本构思在于对传统密肋墙体结构所用材料的改进和构造形式的优化，实现墙体承重兼保温的最优效果。与传统密肋复合墙相比，本发明具有以下优点：
(1)在保持整片墙体基本结构的前提下，减少肋梁数量，也减少了填充秸秆板的数量，相对于传统九宫格井字型密肋复合墙而言，简化了墙体构造，较少数量的填充砌块提高了整片墙体的工作性能和平面外稳定性能，也有利于降低造价，更易于施工。
(2)本发明所提供的自携式生态复合墙为自保温体系，无需在外墙上安装保温材料，内嵌秸秆板材，拓展了填充料体的材料选择范围，肋格部位采用秸秆混凝土浇筑，大幅度降低了墙体的传热系数。
(3)由于楔形肋柱与填充秸秆板在二者的梯形接触面齿合，在外力作用下二者可产生水平相对滑动，则地震下通过楔形肋柱和填充秸秆板的滑动摩擦、填充秸秆板塑性变形等种不同方式同时耗能，增强了密肋复合墙的耗能效果，相比之下，现有普通密肋复合墙只有填充砌块的塑性变形一种耗能方式。
(4)楔形肋柱与填充秸秆板的梯形凹凸齿口可增大了接触面积，增强了墙体的连接强度，无需再配置连接件，避免了连接件部位的热桥，使整体生态复合墙板构造简单，保温性能增强。
(5)简化传统密肋墙体现浇的连接形式，取消了暗柱，相邻墙体拼装，可通过一侧锚固钢筋植入另一侧预留孔泂，再加浇筑密实，减少施工内容，节材省力，降低成本，缩短工期；同时，墙板侧面的节点设计为圆形凹槽的连接方式，可确保凹槽每一点受力均匀，优于矩形槽在顶点部位存在应力集中，避免在受力破坏时凹槽部位成为薄弱面而首先破裂。
(6)由于采用独特的施工方法，墙体的尺寸可随实际住宅尺寸，对楔形肋柱、肋梁以及填充秸秆板的尺寸按一定比例灵活调整，墙体稳定性好，可满足村镇住宅低层建筑墙体的要求。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图。
图2为图1中A处的局部放大图。
图3为图1中B处的局部放大图。
图4为本发明的俯视结构示意图。
图5为本发明的左视结构示意图。
图6为图5中C处的局部放大图。
图7为本发明的右视结构示意图。
图8为图7中D处的局部放大图。
图中：1-楔形肋柱，2-直形肋梁，3-填充秸秆板，4-圆形凹槽，5-梯形凹槽，6-锚固钢筋，7-预埋孔洞。
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。
请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：主要包括楔形肋柱1、直形肋梁2和填充秸秆板3，其中，沿楔形肋柱1高度方向平行间隔的设置两块填充秸秆板3，沿直形肋梁2长度方向平行间隔的设置有三块填充秸秆板3，所述楔形肋柱1和直形肋梁2均采用秸秆纤维混凝土浇筑而成，所述填充秸秆板3由未加胶体的整根稻草或麦秸秆机械压缩成型后切割而成。
楔形肋柱1垂直设置有四根，直形肋梁2水平设置有三根，填充秸秆板3共设置有六块。在保证整片墙体结构稳定的前提下，减少了肋柱及肋梁的数量，也减少了秸秆板的数量，相对于传统九宫格井字型密肋复合墙而言，简化了墙体构造，较少数量的填充砌块提高了整片墙体的工作性能和平面外稳定性能，也有利于降低造价，更易于施工。
楔形肋柱1中位于最外侧的两根楔形肋柱1的外侧面设置有多处圆形凹槽4，其中一侧圆形凹槽4内设有锚固钢筋6，其中另一侧圆形凹槽4内设有预埋孔洞7，圆形凹槽4由圆边模具制作而成，圆形凹槽4的厚度与楔形肋柱1的厚度相同。将圆形凹槽4设置成圆形槽形式，能够保证每一点受力相同，优于矩形槽在顶点部位存在应力集中，以免在受力破坏时会首先破裂。相邻墙体拼装，可通过一侧锚固钢筋6植入另一侧预留孔泂7，再对两侧圆形凹槽4浇筑混凝土致密实，以便于墙体间的连接和拼装。
楔形肋柱1与填充秸秆板3的侧面均开设有多处梯形凹槽5，梯形凹槽5之间相互平行，梯形凹槽5由填充秸秆板3内嵌作侧边的模具制作而成，梯形凹槽5的厚度与填充秸秆板3厚度相同。通过梯形凹槽5增大了楔形肋柱1与填充秸秆板3的接触面积，增大了二者间水平连接的摩擦咬合力，无需再配置剪力连接件，确保了结构建成后的整体性和较好的抵御抗震能力，也解决了连接件形成的热桥问题，使整个墙构造简单，承载力增大，施工制作方便，热工性能提高。
楔形肋柱1和直形肋梁2中秸秆纤维的制备方法如下：
步骤一，先将农作物秸秆剪断至长度约5～15mm，筛选备用；
步骤二，将秸秆小段粉磨至秸秆纤维，长度约2～10mm，干燥封袋备用；
步骤三，将上述纤维纤维置4％NaOH溶液中浸泡24h左右，过滤后冲洗掉NaOH残液，经烘干制成秸秆改性纤维。
楔形肋柱1和直形肋梁2中秸秆纤维混凝土组成成分如下：
水泥18％、水8％、砂20％、石52％、秸秆纤维2％(质量比)。
楔形肋柱1和直形肋梁2中秸秆纤维混凝土的制备方法如下：
步骤一，将秸秆混凝土的所需材料分别称重好，然后按顺序加入搅拌机；
步骤二，将水泥与砂、石搅拌1min，再将秸秆纤维加入，拌合1min，使秸秆纤维均匀分散在水泥、砂、石中，不致团结；
步骤三，加入水继续搅拌1min，即得秸秆纤维混凝土。
填充秸秆板3的制备方法如下：
由整根稻草或麦秸秆烘干至含水率低于10％，再通过机械压缩加工成整块板，该制作工艺无需添加胶粘剂，秸秆间的粘接靠机械高压下秸杆自身渗出的胶体，其中，秸秆板的密度约为440kg/m3，抗压强度大于等于3Mpa,导热系数为0.1W/m·K。具有自重轻、保温隔热、造价低、无污染等优点，符合国家绿色建材的发展方向，经济效益和社会效益明显。
本发明的施工方法，包括以下步骤：
步骤一，组装包含梯形凹槽和圆形凹槽的专用钢模板，所有模板涂刷隔离剂；
步骤二，绑扎楔形肋柱1和直形肋梁2形成肋格钢筋笼；
步骤三，在墙体模板内定位，将肋格钢筋笼放置到模板内，将按尺寸要求切割成型的填充秸秆板3放置到墙体模板内，并作为内模，放置混凝土保护层垫块；
步骤四，向肋格钢筋笼浇筑秸秆纤维混凝土，标准养护14天后拆模，得到预制装配式复合墙体；
步骤五，吊装之前，在地面上弹出墙板两侧边线，校核标高；保持预制墙板竖直状态起吊，当预制装配式复合墙体吊至比标高平面稍高时暂停，使预制墙板先对准待安装位置边线，然后轻轻放稳，吊装完成；
步骤六，墙体圆形凹槽4内的锚固钢筋6的长度要预留足够，将吊装好墙体的圆形凹槽4内的锚固钢筋6与相邻墙体另一侧预留孔泂7对准、并无间隙植入，最后对所有部位的圆形凹槽4进行统一灌浆处理以确保连接牢固。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种自携式装配生态复合墙体，其特征在于：主要包括楔形肋柱(1)、直形肋梁(2)和填充秸秆板(3)，其中，沿楔形肋柱(1)高度方向平行间隔的设置两块填充秸秆板(3)，沿直形肋梁(2)长度方向平行间隔的设置有三块填充秸秆板(3)，所述楔形肋柱(1)和直形肋梁(2)均采用秸秆纤维混凝土浇筑而成，所述填充秸秆板(3)由未加胶体的整根稻草或麦秸秆机械压缩成型后切割而成。
2.根据权利要求1所述的一种自携式装配生态复合墙体，其特征在于：所述楔形肋柱(1)垂直设置有四根，直形肋梁(2)水平设置有三根，填充秸秆板(3)共设置有六块。
3.根据权利要求1所述的一种自携式装配生态复合墙体，其特征在于：所述楔形肋柱(1)中位于最外侧的两根楔形肋柱(1)的外侧面设置有多处圆形凹槽(4)，其中一侧圆形凹槽(4)内设有锚固钢筋(6)，其中另一侧圆形凹槽(4)内设有预埋孔洞(7)，圆形凹槽(4)由圆边模具制作而成，圆形凹槽(4)的厚度与楔形肋柱(1)的厚度相同。
4.根据权利要求3所述的一种自携式装配生态复合墙体，其特征在于：相邻墙体拼装是通过一侧锚固钢筋(6)植入另一侧预留孔泂(7)，再对两侧圆形凹槽(4)浇筑混凝土致密实，以实现相邻墙体的连接。
5.根据权利要求1所述的一种自携式装配生态复合墙体，其特征在于：所述楔形肋柱(1)与填充秸秆板(3)的侧面均开设有多处梯形凹槽(5)，梯形凹槽(5)之间相互平行，梯形凹槽(5)由填充秸秆板(3)内嵌作侧边的模具制作而成，梯形凹槽(5)的厚度与填充秸秆板(3)厚度相同。
6.根据权利要求1所述的一种自携式装配生态复合墙体，其特征在于：所述楔形肋柱(1)和直形肋梁(2)中秸秆纤维的制备方法如下：
步骤一，先将农作物秸秆剪断至长度约5～15mm，筛选备用；
步骤二，将秸秆小段粉磨至秸秆纤维，长度约2～10mm，干燥封袋备用；
步骤三，将上述纤维纤维置4％NaOH溶液中浸泡24h左右，过滤后冲洗掉NaOH残液，经烘干制成秸秆改性纤维。
7.根据权利要求1所述的一种自携式装配生态复合墙体，其特征在于：所述楔形肋柱(1)和直形肋梁(2)中秸秆纤维混凝土组成成分如下：
水泥18％、水8％、砂20％、石52％、秸秆纤维2％(质量比)。
8.根据权利要求1所述的一种自携式装配生态复合墙体，其特征在于：所述楔形肋柱(1)和直形肋梁(2)中秸秆纤维混凝土的制备方法如下：
步骤一，将秸秆混凝土的所需材料分别称重好，然后按顺序加入搅拌机；
步骤二，将水泥与砂、石搅拌1min，再将秸秆纤维加入，再拌合1min，使秸秆纤维均匀分散在水泥、砂、石中，不致团结；
步骤三，加入水继续搅拌1min，即得秸秆纤维混凝土。
9.根据权利要求1所述的一种自携式装配生态复合墙体，其特征在于：所述填充秸秆板(3)的制备方法如下：
由整根稻草或麦秸秆烘干至含水率低于10％，再通过机械压缩加工成整块板，该制作工艺无需添加胶粘剂，秸秆间的粘接靠机械高压下秸杆自身渗出的胶体，其中，秸秆板的密度约为440kg/m3，抗压强度大于等于3Mpa,导热系数为0.1W/m·K。
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