CN112982812A - 钢结构混合装配式承重墙板及其制造方法 - Google Patents

钢结构混合装配式承重墙板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢结构混合装配式承重墙板及其制造方法，U型槽钢嵌装于发泡混凝土墙体的两侧，且两侧U型槽钢之间分布有C型轻钢骨架并通过连接筋连接，U型槽钢的槽体内设置有环形件；发泡混凝土墙体的下边设置有下连接梁，上边设置有上连接梁，上连接梁的上面固定安装有吊钉；发泡混凝土墙体的中间平行固定有窗框纵梁，窗框纵梁的下端连接有下窗框梁，上端连接有上窗框梁。制造步骤如下：制作骨架，配料搅拌，模箱浇筑，温控预养，脱模出板，验收入库。本发明解决了传统泡沫的不稳定性的问题，质量性能优良，相应的柱、梁、基础的用量减少，从而降低整体工程造价，且外墙不易脱落，该墙板质量轻，易于制造，节材节能，可大大降低工程成本。

Description

钢结构混合装配式承重墙板及其制造方法
技术领域
本发明涉及房屋建筑的纵墙承重构件，特别涉及一种钢结构混合装配式承重墙板及其制造方法。
背景技术
随着建筑行业的节能标准不断提高和能效提升，绿色建筑产业化的逐步实施，尤其是北方寒冷地区的建筑节能工作面临着越来越大的压力，使用外墙外保温技术的墙体保温层厚度大幅度增加，外墙外保温体系的安全性及耐久性成为了主要技术问题。另外，目前市场上大量自保温技术体系中 240mm~260mm 厚的蒸压加气混凝土砌块产品含水率过高、热阻值远低于预期，难以满足节能标准要求。
现有的自保温墙板类似于预制楼板，制造时，在模台上将一定数量的钢筋置于指定位置，然后浇筑混凝土，振捣密实后，常温放置使其硬化。在自保温技术体系中 240mm~260mm 厚的蒸压加气混凝土产品含水率过高、热阻值远低于预期，难以满足节能标准要求。此外，由于板内大多是放置钢筋来增加墙板的强度，因此墙体承重性能达不到预期效果，导致墙板整体性能不佳，造价过高等问题。
综上所述，现有技术存在以下缺点：
（1）在满足强度要求的同时自重较大，耗材较多，工程造价偏高；
（2）耐腐蚀性与防火性能较差，例如：用外墙外保温做法的装配式墙板的外墙时间久了易脱落，不美观，用内墙内保温做法的装配式墙板装修困难等；
（3）自保温体系中 240mm~260mm 厚的蒸压加气混凝土产品含水率过高、热阻值远低于预期，难以满足节能标准要求。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供一种钢结构混合装配式承重墙板及其制造方法，在保证结构强度的同时，减轻自重，相应的减少柱、梁、基础的用量，从而降低整体工程造价，提高防火性能与混凝土的优良防腐蚀性相辅相成，且外墙不易脱落，内墙亦可装修，效益最大化，墙板形成的结构空间自保温性能强。
本发明的目的是这样实现的。一种钢结构混合装配式承重墙板，包括U型槽钢和发泡混凝土墙体，所述U型槽钢嵌装于发泡混凝土墙体的两侧，且两侧U型槽钢之间平行设置有C型轻钢骨架并通过连接筋连接，U型槽钢的槽体内设置有环形件；发泡混凝土墙体的下边设置有下连接梁，上边设置有上连接梁，上连接梁的上面固定安装有吊钉；发泡混凝土墙体的中间平行固定有窗框纵梁，窗框纵梁的下端连接有下窗框梁，上端连接有上窗框梁。
进一步，所述发泡混凝土墙体由水泥、粉煤灰、外加剂、发泡剂、稳泡剂和纤维混合构成。
一种钢结构混合装配式承重墙板的制造方法，其步骤如下：
1）制作并布设骨架：根据结构工艺图在模台上拼装模具，首先在模具的内框固定C型轻钢骨架，两侧U型槽钢预先加工好与C型轻钢骨架连接的通孔，并通过连接筋将U型槽钢的内侧与C型轻钢骨架焊接固定，保证两侧的U型槽钢平行，在平行的U型槽钢下端固定焊接下连接梁，上端固定焊接有上连接梁，上连接梁的上面焊接有吊钉；U型槽钢的槽内焊接有环形件；U型槽钢与上连接梁和下连接梁形成框形，框形的中间位置固定有由窗框纵梁与下窗框梁和上窗框梁围成的窗框，下窗框梁和上窗框梁的两端均与平行的U型槽钢焊接连接；然后对模具内壁进行清理干净，并提前小时对干净的模具内壁喷涂脱模剂，喷涂时防止脱模剂粘涂在钢骨架上，待脱模剂干透方可进行浇筑；
2）配料搅拌：启动搅拌机，按重量份依次加入水13.5%、外加剂0.9%、稳泡剂2.7%、纤维1.3%、粉煤灰17%和水泥62%，使其充分搅拌均匀，然后加入发泡剂2.6%，在搅拌过程中，应注意观察浆料的稀稠度、流平性，至浆料色调一致，制成发泡混凝土；
3）构件浇筑：将步骤1）制作的骨架放入模具内，从模具内的一侧逐步向另一侧浇筑发泡混凝土，待整个模具浇筑完毕，将模台移到振动平台，启动平台振动器，振动时间控制3分钟之内；
4）上成型制作：将模台移至上成型设备，通过上成型设备将浇筑好的构件上表面抹平；
5）温控预养及养护：将浇筑好构件放置于预养窑中，温度控制在15—30℃，时间为2小时；然后将预养后的构件送入养护窑中，设定养护时间8小时，升温速度控制在每小时10℃，最高温度升至85℃，并设定每间隔半小时喷湿一次；
6）脱模出板：将养护完成的构件拆模，并起吊机的吊耳挂住吊钉5起吊脱模；
7）验收入库：产品通过质检员验收合格的加盖合格章后，方可入库码放，或直接运送至客户的施工现场进行安装使用。
进一步，所述水泥为425#硅酸盐水泥。
进一步，所述粉煤灰采用二级，固含量≤60％。
进一步，所述外加剂的PH值为7±1，减水率≥20％，含固量25％≤S<30％，泌水率≤50％。
进一步，所述发泡剂的发泡率≥97％，PH值为7。
进一步，所述稳泡剂的固含量粘度≥75％，游离甲醛≤1g/kg。
进一步，所述纤维的拉力≥48N/cm，低温柔性≤-20℃，热伸缩≤2mm。
本发明的优点是：
（1）混凝土采用新型物理发泡技术，解决了传统泡沫的不稳定性的问题，不但使墙板外观美观，而且质量性能优良。
（2）由轻钢结构骨架组成的钢-混组合结构，集保温与承重于一体。在保证结构强度的同时，自重较轻，混凝土和钢材用量明显减少，故相应的柱、梁、基础的用量减少，从而降低整体工程造价，具有明显的经济效益。
（3）由于使用钢材和发泡混凝土作为原料，使得钢材的优良防火性能与发泡混凝土的优良防腐蚀性相辅相成，且外墙不易脱落，内墙亦可装修，效益最大化。
（4）安装后形成的结构空间自保温性能强，质量轻，易于制造，节材节能，可大大降低工程成本。
附图说明
图1是本发明的平面结构图；
图2是图1中A-A向结构示意图；
图3是本发明墙板之间连接状态结构示意图；
图4是本发明组合安装状态示意图；
图5是本发明的工艺流程图；
图中：1.发泡混凝土墙体，2.U型槽钢，3.环形件，4.连接筋，5.吊钉，6.C型轻钢骨架,7.窗框纵梁，8.下连接梁，9.上连接梁，10.下窗框梁，11.上窗框梁。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作详细说明。参见图1至图5，一种钢结构混合装配式承重墙板，包括U型槽钢2和发泡混凝土墙体1，发泡混凝土墙体1由水泥、粉煤灰、外加剂、发泡剂、稳泡剂和纤维混合构成。所述U型槽钢2嵌装于发泡混凝土墙体1的两侧，且两侧U型槽钢2之间平行设置有C型轻钢骨架6并通过连接筋4连接，U型槽钢2的槽体内设置有环形件3，环形件3用于两块墙体的搭接焊接（如图3所示）。发泡混凝土墙体1的下边设置有下连接梁8，上边设置有上连接梁9，上连接梁9的上面固定安装有吊钉5，吊钉5用于起吊挂接。发泡混凝土墙体1的中间平行固定有窗框纵梁7，窗框纵梁7的下端连接有下窗框梁10，上端连接有上窗框梁11。（如图1图2所示）
一种钢结构混合装配式承重墙板的制造方法，其步骤如下（如图5所示）：
1）制作并布设骨架101：根据结构工艺图在模台上拼装模具，首先在模具的内框固定C型轻钢骨架6，两侧U型槽钢2预先加工好与C型轻钢骨架6连接的通孔，并通过连接筋4将U型槽钢2的内侧与C型轻钢骨架6焊接固定，保证两侧的U型槽钢2平行，在平行的U型槽钢2下端固定焊接下连接梁8，上端固定焊接有上连接梁9，上连接梁9的上面焊接有吊钉5；U型槽钢2的槽内焊接有环形件3；U型槽钢2与上连接梁9和下连接梁8形成框形，框形的中间位置固定有由窗框纵梁7与下窗框梁10和上窗框梁11围成的窗框，下窗框梁10和上窗框梁11的两端均与平行的U型槽钢2焊接连接；然后对模具内壁进行清理干净，并提前4小时对干净的模具内壁喷涂脱模剂，喷涂时防止脱模剂粘涂在钢骨架上，待脱模剂干透方可进行浇筑；（如图1所示）
2）配料搅拌102：启动搅拌机，按重量份依次加入水13.5%、外加剂0.9%、稳泡剂2.7%、纤维1.3%、粉煤灰17%和水泥62%，使其充分搅拌均匀，然后加入发泡剂2.6%，在搅拌过程中，应注意观察浆料的稀稠度、流平性，至浆料色调一致，制成发泡混凝土；所述水泥为425#硅酸盐水泥。所述粉煤灰采用二级，固含量≤60％。所述外加剂的PH值为7±1，减水率≥20％，含固量25％≤S<30％，泌水率≤50％。所述发泡剂的发泡率≥97％，PH值为7。所述稳泡剂的固含量粘度≥75％，游离甲醛≤1g/kg。所述纤维的拉力≥48N/cm，低温柔性≤-20℃，热伸缩≤2mm。
3）构件浇筑103：将步骤1）制作的骨架放入模具内，从模具内的一侧逐步向另一侧浇筑发泡混凝土，待整个模具浇筑完毕，将模台移到振动平台，启动平台振动器，振动时间控制3分钟之内；
4）上成型制作104：将模台移至上成型设备，通过上成型设备将浇筑好的构件上表面抹平；
5）温控预养及养护105：将浇筑好构件放置于预养窑中，温度控制在15—30℃，时间为2小时；然后将预养后的构件送入养护窑中，设定养护时间8小时，升温速度控制在每小时10℃，最高温度升至85℃，并设定每间隔半小时喷湿一次；
6）脱模出板106：将养护完成的构件拆模，并起吊机的吊耳挂住吊钉5起吊脱模；
7）验收入库107：产品通过质检员验收合格的加盖合格章后，方可入库码放，或直接运送至客户的施工现场进行安装使用。
本发明中U型槽钢2的规格为55×50×55×3mm，环形件3采用¢8螺纹钢，连接筋4上焊接有加强胡子筋。当两块墙体连接时，将两块墙体调整至同时一个水平面和垂直面，然后将墙体相对侧边的环形件3采用搭接焊牢即可（如图3所示）。
本发明在制作发泡混凝土墙体1的同时，将建筑墙体的保温性能考虑在内，一并制作，不用后续再花时间与精力去制作建筑墙体的保温，简化了施工的工序，减少了建筑材料的浪费，大大降低工程造价。且由于内、外墙表面都是混凝土材料，外墙表皮不会因为年久失修而脱落，历经风雨后依然美观大方；内墙也便于装修，优于传统预制墙体。同时，发泡混凝土墙体1内的U型槽钢2由于有混凝土的包裹，其防腐蚀性能得到了提高，而混凝土的防火性能也由于体内U型槽钢2的存在得到了增强。更重要的是该墙板运用了新型物理发泡技术，泡沫细腻、稳定、均匀，得到的混凝土抗压强度可通过泡的用量来进行调整，这一点是其它同类产品无与能比的。墙板在保证强度不变的情况下，自重轻，混凝土和钢材用量明显减少，故相应的柱、梁和基础的用量减少，从而降低整体工程造价，具有明显的经济效益，更适用于多层装配式房屋。
本发明的自保温承重墙板是工厂预制，现场装配，施工速度快，大大提高劳动效率。且安装后无须抹灰，避免了湿作业，整体效果好。此外，可保持工地现场文明整洁，清洁卫生，避免产生大量建筑垃圾。
本发明可根据设计要求，在C型轻钢骨架之间用钢筋连接形成轻钢-钢筋体系，使墙板的强度大大提高。但不必考虑金属的导热性能，因为钢外面有发泡水泥包裹，其自身就充分考虑冷热桥的问题，从而使得其保温性能更加理想。同时可以根据不同需要，将窗框结构改为门框结构（如图4所示）。
本发明以解决发泡混凝土密度、墙体热工性能和强度之间的矛盾为切入点，通过研究新型物理发泡技术和墙体中钢混构造参数、研发专用改性剂、优化生产工艺、研发配套材料及工程应用技术等来提高墙体自保温自承重性能，解决传统自保温墙体承重、热工性能差等问题，同时实现自保温承重墙体机械化生产的要求，并根据工程应用经验，编制相关标准、图集，最终形成自保温承重墙体技术体系，满足节能标准要求。

Claims (9)

1.一种钢结构混合装配式承重墙板，包括U型槽钢和发泡混凝土墙体，其特征在于，所述U型槽钢嵌装于发泡混凝土墙体的两侧，且两侧U型槽钢之间平行设置有C型轻钢骨架并通过连接筋连接，U型槽钢的槽体内设置有环形件；发泡混凝土墙体的下边设置有下连接梁，上边设置有上连接梁，上连接梁的上面固定安装有吊钉；发泡混凝土墙体的中间平行固定有窗框纵梁，窗框纵梁的下端连接有下窗框梁，上端连接有上窗框梁。
2.根据权利要求1所述的钢结构混合装配式承重墙板，其特征在于，所述发泡混凝土墙体由水泥、粉煤灰、外加剂、发泡剂、稳泡剂和纤维混合构成。
3.一种根据权利要求1或2所述的钢结构混合装配式承重墙板的制造方法，其特征在于，其步骤如下：
1）制作并布设骨架：根据结构工艺图在模台上拼装模具，首先在模具的内框固定C型轻钢骨架，两侧U型槽钢预先加工好与C型轻钢骨架连接的通孔，并通过连接筋将U型槽钢的内侧与C型轻钢骨架焊接固定，保证两侧的U型槽钢平行，在平行的U型槽钢下端固定焊接下连接梁，上端固定焊接有上连接梁，上连接梁的上面焊接有吊钉；U型槽钢的槽内焊接有环形件；U型槽钢与上连接梁和下连接梁形成框形，框形的中间位置固定有由窗框纵梁与下窗框梁和上窗框梁围成的窗框，下窗框梁和上窗框梁的两端均与平行的U型槽钢焊接连接；然后对模具内壁进行清理干净，并提前小时对干净的模具内壁喷涂脱模剂，喷涂时防止脱模剂粘涂在钢骨架上，待脱模剂干透方可进行浇筑；
2）配料搅拌：启动搅拌机，按重量份依次加入水13.5%、外加剂0.9%、稳泡剂2.7%、纤维1.3%、粉煤灰17%和水泥62%，使其充分搅拌均匀，然后加入发泡剂2.6%，在搅拌过程中，应注意观察浆料的稀稠度、流平性，至浆料色调一致，制成发泡混凝土；
3）构件浇筑：将步骤1）制作的骨架放入模具内，从模具内的一侧逐步向另一侧浇筑发泡混凝土，待整个模具浇筑完毕，将模台移到振动平台，启动平台振动器，振动时间控制3分钟之内；
4）上成型制作：将模台移至上成型设备，通过上成型设备将浇筑好的构件上表面抹平；
5）温控预养及养护：将浇筑好构件放置于预养窑中，温度控制在15—30℃，时间为2小时；然后将预养后的构件送入养护窑中，设定养护时间8小时，升温速度控制在每小时10℃，最高温度升至85℃，并设定每间隔半小时喷湿一次；
6）脱模出板：将养护完成的构件拆模，并起吊机的吊耳挂住吊钉5起吊脱模；
7）验收入库：产品通过质检员验收合格的加盖合格章后，方可入库码放，或直接运送至客户的施工现场进行安装使用。
4.根据权利要求3所述的钢结构混合装配式承重墙板的制造方法，其特征在于，所述水泥为425#硅酸盐水泥。
5.根据权利要求3所述的钢结构混合装配式承重墙板的制造方法，其特征在于，所述粉煤灰采用二级，固含量≤60％。
6.根据权利要求3所述的钢结构混合装配式承重墙板的制造方法，其特征在于，所述外加剂的PH值为7±1，减水率≥20％，含固量25％≤S<30％，泌水率≤50％。
7.根据权利要求3所述的钢结构混合装配式承重墙板的制造方法，其特征在于，所述发泡剂的发泡率≥97％，PH值为7。
8.根据权利要求3所述的钢结构混合装配式承重墙板的制造方法，其特征在于，所述稳泡剂的固含量粘度≥75％，游离甲醛≤1g/kg。
9.根据权利要求3所述的钢结构混合装配式承重墙板的制造方法，其特征在于，所述纤维的拉力≥48N/cm，低温柔性≤-20℃，热伸缩≤2mm。
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