CN112523380A - 一种超高性能混凝土与泡沫混凝土组合拼装防火墙 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高性能混凝土与泡沫混凝土组合拼装防火墙及其施工方法，本发明所述的组合防火墙构件包括预制波浪形UHPC外壳、泡沫混凝土内芯、构件间的横向拼装连接构造以及预制的底部UHPC开槽基座四部分。本发明的防火墙构件在工厂预制带有横向连接构造措施的波浪形UHPC外壳后，在现场进行定位与拼装连接，最后浇筑泡沫混凝土内芯区域。本发明的组合防火墙构件，在充分发挥UHPC强度高、延性好、耐久性强等材料特性的同时，利用泡沫混凝土的轻质、隔热耐火、隔音等特点，各取所长，使得本发明的组合防火墙具有结构性能优异、自重荷载低、性价比高、便于实现工厂化生产与装配式施工等优点。
Description
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种超高性能混凝土与泡沫混凝土组合拼装防火墙。
背景技术
普通钢筋混凝土结构存在抗火性能差的特点，在火灾等极端灾害情况下，钢筋混凝土墙、柱、梁等构件容易发生坍塌、碎裂等问题，为了保证重要建筑结构，如变电站、发电厂、医院等，的墙体在火灾情况下依旧能保持安全与适用，通常防火墙体的厚度会较大，这就带来结构的自重过大等问题。超高性能混凝土（UHPC）是一种掺有钢纤维的新型水泥基复合材料，其强度高、延性好、耐久性强，可以在较小的尺寸下达到设计所需的承载能力，故将UHPC运用于墙体外表面具有其合理性。同时，泡沫混凝土是一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料，具有轻质、保温、隔热耐火、隔音和抗冻等材料特性，然而其较低的强度却不适用于承载构件。如何充分使用UHPC与泡沫混凝土各自的材料优势，是工程界关心也急需解决的技术问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种超高性能混凝土与泡沫混凝土组合拼装防火墙，利用UHPC强度高、延性好、耐久性强的材料特点，以波浪形UHPC预制外壳作为组合防火墙的表面与主要承载部分，以较小的尺寸满足构件的刚度与强度设计需求，现场组合浇筑泡沫混凝土内芯，实现构件的隔热耐火，又避免了泡沫混凝土强度较低的不足。
同时，整个防火墙结构面临着不便于运输与施工的问题，因此，本发明利用在UHPC外壳上设置钩型连接构造与预制UHPC开槽基座，实现防火墙结构的工厂化生产与装配化施工，降低现场操作难度，提高施工效率，便于在实际工程中的推广运用。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种超高性能混凝土与泡沫混凝土组合拼装防火墙，包括预制波浪形UHPC外壳、泡沫混凝土内芯、横向拼装连接构造以及预制的UHPC开槽基座，所述预制波浪形UHPC外壳内设有空格，所述泡沫混凝土内芯设置在空格内，预制波浪形UHPC外壳的两端为横向拼装连接构造，所述横向拼装连接构造为倒钩状结构，所述预制的UHPC开槽基座内设有与预制波浪形UHPC外壳形状相配套的凹槽，多个预制波浪形UHPC外壳通过横向拼装连接构造连接成一体插入凹槽内。
根据实际工程的具体情况确定预制波浪形UHPC外壳的具体几何尺寸与布置数目，利用UHPC材料进行工厂的预制浇筑，利用材料高强度的特点与波浪外形特征，在较小的尺寸条件下满足防火墙设计所需的承载力要求。
利用泡沫混凝土现场浇筑外壳的内芯部分，利用其轻质、保温、隔热耐火、隔音和抗冻的材料特点，实现防火墙抗火隔热的服役需求，并有效降低结构自重。
通过在UHPC波浪形外壳的两端设置钩状连接构造与预制的开槽基座，实现本发明提出的组合防火墙构件的现场快速拼装施工，加快施工速度，降低施工难度，便于本发明的推广应用。
本发明的一种超高性能混凝土与泡沫混凝土组合拼装防火墙的施工方法，包括如下步骤：
1）根据实际工程需求确定超高性能混凝土与泡沫混凝土组合构件的尺寸与数目；
2）工厂化预制UHPC外壳；
3）预制构件蒸汽养护；
4）将预制UHPC构件运输到现场，利用环氧树脂实现横向拼装连接；
5）将拼装好的UHPC外壳插入到预制的UHPC开槽基座中，并用高强砂浆填充两者间的空隙；
6）利用泡沫混凝土现场浇筑组合构件的内芯，形成超高性能混凝土与泡沫混凝土组合防火墙，保温保湿养护14-21天，即可投入使用。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用UHPC预制波浪形外壳，充分利用UHPC的强度高、延性好、耐久性强等材料特性，在较小的几何尺寸条件下实现刚度与承载力的设计需求，避免或减少混凝土在使用阶段的开裂问题，并实现了现场的无模板施工。
2、本发明采用泡沫混凝土现场浇筑组合构件的内芯，在利用泡沫混凝土轻质、保温、隔热耐火、隔音和抗冻等材料特性的同时，利用UHPC外壳的套箍作用弥补了泡沫混凝土强度较低的不足之处。
3、本发明在UHPC外壳两端设置了钩状横向连接构造与预制的UHPC开槽基座，使得本发明的组合防火墙构件可以在现场实现快速拼装施工，加快施工速度的同时降低施工难度。
附图说明
图1是一种超高性能混凝土与泡沫混凝土组合防火墙的三维示意图。
图2是一种超高性能混凝土与泡沫混凝土组合防火墙的单个组合板的截面示意图。
图3是一种超高性能混凝土与泡沫混凝土组合防火墙的单个组合板三维示意图。
图4是一种超高性能混凝土与泡沫混凝土组合防火墙的横向拼装后的组合板三维示意图。
图5是一种超高性能混凝土与泡沫混凝土组合防火墙的UHPC开槽基座三维示意图。
附图标记列表：
1、预制波浪形UHPC外壳，2、现浇泡沫混凝土内芯，3、横向拼装连接构造，4、预制的UHPC开槽基座。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图所示，本发明所述的一种超高性能混凝土与泡沫混凝土组合防火墙构造，本发明的组合防火墙构件包括预制波浪形UHPC外壳1、现浇泡沫混凝土内芯2、横向拼装连接构造3和预制的UHPC开槽基座4。
所述预制波浪形UHPC外壳1的具体几何尺寸与布置数目由实际工程情况具体确定，并在工厂进行预制与养护，保证构件质量的同时提升工程的工厂化水平。在施工现场，利用所述的钩状横向连接构造和预制的UHPC开槽基座实现快速拼装施工，加快施工速度的同时大幅降低施工难度。现场泡沫混凝土内芯的浇筑也以UHPC外壳作为模板，避免了施工过程中模板的制作与架设。
上述超高性能混凝土与泡沫混凝土组合防火墙构造的施工方法，包括如下步骤：
1）根据实际工程需求确定超高性能混凝土与泡沫混凝土组合构件的尺寸与数目；
2）工厂化预制UHPC外壳；
3）预制构件蒸汽养护；
4）将预制UHPC构件运输到现场，利用环氧树脂实现横向拼装连接；
5）将拼装好的UHPC外壳插入到预制的UHPC开槽基座中，并用高强砂浆填充两者间的空隙；
6）利用泡沫混凝土现场浇筑组合构件的内芯，形成超高性能混凝土与泡沫混凝土组合防火墙，保温保湿养护14~21天，即可投入使用。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
Claims (2)
1.一种超高性能混凝土与泡沫混凝土组合拼装防火墙，其特征在于：包括预制波浪形UHPC外壳、泡沫混凝土内芯、横向拼装连接构造以及预制的UHPC开槽基座，所述预制波浪形UHPC外壳内设有空格，所述泡沫混凝土内芯设置在空格内，预制波浪形UHPC外壳的两端为横向拼装连接构造，所述横向拼装连接构造为倒钩状结构，所述预制的UHPC开槽基座内设有与预制波浪形UHPC外壳形状相配套的凹槽，多个预制波浪形UHPC外壳通过横向拼装连接构造连接成一体插入凹槽内。
2.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土与泡沫混凝土组合拼装防火墙的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）根据实际工程需求确定超高性能混凝土与泡沫混凝土组合构件的尺寸与数目；
2）工厂化预制UHPC外壳；
3）预制构件蒸汽养护；
4）将预制UHPC构件运输到现场，利用环氧树脂实现横向拼装连接；
5）将拼装好的UHPC外壳插入到预制的UHPC开槽基座中，并用高强砂浆填充两者间的空隙；
6）利用泡沫混凝土现场浇筑组合构件的内芯，形成超高性能混凝土与泡沫混凝土组合防火墙，保温保湿养护14-21天，即可投入使用。
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