CN113152738A - 一种防水的轻质泄压墙 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及墙体结构，针对轻质泄压墙会导致漏水的问题，提供一种防水的轻质泄压墙，泄压墙通过竖直的结构柱和水平的结构梁固定，泄压墙内设有泄压板，泄压板为平行的两块，根据所处位置分为内侧泄压板和外侧泄压板，内侧泄压板和外侧泄压板之间设有填充岩棉，填充岩棉由岩棉丝和包覆在岩棉丝外侧的防水涂层组成。对岩棉丝进行防水层涂覆，相比于对填充岩棉进行防水涂覆，防水效果更好。

Description

一种防水的轻质泄压墙
技术领域
本发明涉及墙体结构，尤其是涉及一种防水的轻质泄压墙。
背景技术
石油化工企业生产过程中易燃易爆物质较多，且生产过程经常在高压、高温等条件下进行，装置设备发生爆炸的概率也相应增加，爆炸发生后，重要设施一旦被破坏将会使整个厂区陷于瘫痪，装置的不可控又可能会产生次生灾害，造成严重的财产损失，甚至威胁人员的生命安全。因此石油化工企业的关键部分必须采用合理的抗爆泄压设计，一方面确保内部工作人员的生命安全并控制装置设备的正常运行操作，另一方面能够在爆炸发生时，采取合理控制措施，尽可能将爆炸危害控制在最小程度。对局部部位发生爆炸时采取泄压措施，如采用轻质屋盖、轻质外墙、泄压门窗等来实现。
例如，专利CN212427647U提供一种装配式变电站防爆泄压墙，包括墙件板及位于墙件两侧的钢柱，所述墙件包括连续反向弯折呈蹄型凹腔的蹄形铝合金压型板，铝合金压型板两端与钢柱贴合，位于蹄形铝合金压型板中部贯穿有穿墙钢筋，所述穿墙钢筋的两端分别固定于钢柱内，所述蹄形铝合金压型板的蹄型凹腔内由底部向外侧填充有缓冲材料层和纤维轻质混凝土层。防爆泄压墙采用蹄形铝合金压型板、缓冲材料层、纤维轻质混凝土层做成的复合墙体，外涂聚脲涂层与防火涂层，两端通过弹簧器件与工字形钢柱相连接。墙体可以在工厂进行预制，现场安装。采用该墙体轻薄，造价经济，具有很高的变形能力和缓冲性能，灾后可实现快速更换。
但是随着泄压墙越来越普及，使用越来越多，也产生较多的问题，如泄压外墙漏水、开裂等等情况，尤其在沿海地区，雨水较多，台风经常光顾，对防水防渗防漏的问题更加突出。据此需要一种理想的解决方案。
发明内容
本发明为了克服轻质泄压墙会导致漏水的问题，提供一种防水的轻质泄压墙，在泄压板之间的填充岩棉由岩棉丝和包覆在岩棉丝外侧的防水涂层组成，防水效果好。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种防水的轻质泄压墙，泄压墙通过竖直的结构柱和水平的结构梁固定，泄压墙内设有泄压板，泄压板为平行的两块，根据所处位置分为内侧泄压板和外侧泄压板，内侧泄压板和外侧泄压板之间设有填充岩棉，填充岩棉由岩棉丝和包覆在岩棉丝外侧的防水涂层组成。
作为优选，所述岩棉丝的组成包括33-35份玄武岩和8-12份坡缕石，所述玄武岩的制备方法为：将粗玄武岩经过700-800℃煅烧后，加入丙三醇球磨0.5-2h。玄武岩结晶程度高、研磨性差，丙三醇具有多个羟基，容易吸附在玄武岩表面，从而降低玄武岩颗粒的表面能，同时屏蔽价键和分子间作用力，有利于玄武岩颗粒的研磨。更重要的是，多个羟基的丙三醇可以让玄武岩表面带上羟基，为后期防水涂层的连接提供可反应基团。
作为优选，填充岩棉的制备方法包括以下步骤，
(1)制备防水岩棉丝：将玄武岩和坡缕石装入加热炉熔化成岩浆，旋转、吹制成岩棉丝，吹制过程中将防水涂层的分散液和引发剂均匀喷洒在岩棉丝上得到防水岩棉丝；
(2)制备岩棉束：防水岩棉丝进入集棉室，负压风将防水岩棉丝吸附到捕集带进行集棉，捕集带收集防水岩棉丝形成岩棉束；
(3)制备填充岩棉：岩棉束传送至摆锤机，依次经过集棉带、打褶机、加压机、固化炉和切割锯平台制得填充岩棉，固化炉的固化温度为220-250℃，固化时间为10-30min。
本发明的填充岩棉制备方法与常规方法的区别主要在于吹制过程，其他步骤的仪器、参数均采用常规方法。吹制过程中，将防水涂层的分散液和引发剂均匀喷洒在岩棉丝上即可得到防水岩棉丝，制备步骤紧凑、操作简单。对岩棉丝进行防水层涂覆，相比于对填充岩棉进行防水涂覆，防水效果更好。
作为优选，步骤(1)所述防水涂层的分散液的成分包括：按质量份数计，30-50份α-甲基丙烯酸、0-2份消泡剂、0-2份防沉剂、0-50份填料和70-100份水；所述引发剂为0.1-4份70％wt的双氧水；防水涂层的分散液和引发剂的总使用量为岩棉丝质量的5％-10％；防水涂层的分散液和引发剂在喷洒时才进行混合。具体来说，单体α-甲基丙烯酸和引发剂双氧水喷涂到岩棉丝上，利用熔化温度的余热，单体聚合生成聚甲基丙烯酸包覆在岩棉丝表面。经过丙三醇助磨的玄武岩表面有羟基，可以和甲基丙烯酸表面的羧基反应，保证聚甲基丙烯酸包覆在岩棉丝表面。在步骤(3)的固化处理中，未反应的基团会进一步反应，不同岩棉丝表面的基团相互反应、产生联结，加强岩棉束中岩棉丝紧密性，提高力学性能的同时对防水性能也有提升。
作为优选，防水岩棉丝进入集棉室前经过保温处理，防水岩棉丝在85-90℃环境中保温3-4h，冷却后再进入集棉室。为了使聚合更充分，岩棉丝在喷涂后保温一段时间，冷却后反水层固化，再进入集棉室进行下一步处理。
作为优选，结构柱和/或结构梁内侧设有钢筋混凝土凸起，泄压板延伸至钢筋混凝土凸起处且两者固定连接。钢筋混凝土具有良好的防水性能，钢筋混凝土凸起与泄压板固定连接后可以提高泄压墙的防渗漏性能。
作为优选，内侧泄压板和外侧泄压板之间设有若干起支撑固定作用的龙骨，龙骨的两侧分别与内侧泄压板和外侧泄压板固定连接。作为进一步优选，龙骨为U形龙骨，钢筋混凝土凸起伸进位于泄压板端部的U形龙骨凹陷部，钢筋混凝土凸起与龙骨通过镀锌膨胀螺栓固定连接。钢筋混凝土凸起伸进龙骨凹陷部，两者的接触更可靠，增强防水效果。膨胀螺丝是利用挈形斜度来促使膨胀产生摩擦握裹力，达到固定效果，但是载荷有较大震动时，可能发生松脱，所以适合用在泄压墙结构中。
作为优选，外侧泄压板为双层错缝排列的泄压板。双层错缝排列布置可以有效防止拼缝处水渗漏。作为进一步优选，内侧泄压板和外侧泄压板之间设有填充岩棉。
作为优选，内侧泄压板和外侧泄压板之间还设有若干起支撑固定作用的方管，方管的两个侧面分别与内侧泄压板和外侧泄压板贴合且固定连接。方管与龙骨间隔分布，支撑、连接内侧泄压板和外侧泄压板。
作为优选，结构柱和结构梁外侧包裹有外墙体，外墙体超出外侧泄压板，外墙体的最外侧设置外扩坡面延伸至外侧泄压板，包裹住外侧泄压板的端部。外扩坡面延伸至外侧泄压板，包裹住外侧泄压板的端部，以免外部的水从收头部分渗入，而外扩坡面的设置同时有利于快速排水，可以防止积水。作为进一步优选，外墙体上设有鹰嘴。鹰嘴可以防止雨水顺墙面向下流时进入阳台内或流到玻璃上。
因此，本发明具有如下有益效果：(1)在原有结构基层上增加钢筋混凝土凸起，充分利用钢筋混凝土良好的防水性能达到防渗漏效果；(2)钢筋混凝土凸起伸进龙骨凹陷部，两者的接触更可靠，增强防水效果；(3)外侧泄压板为双层错缝排列的泄压板，可以有效防止拼缝处水渗漏；(4)外墙体设有外扩坡面延伸至外侧泄压板，包裹住外侧泄压板的端部，以免外部的水从收头部分渗入，而外扩坡面的设置同时有利于快速排水，可以防止积水；(5)吹制过程中，将防水涂层的分散液和引发剂均匀喷洒在岩棉丝上即可得到防水岩棉丝，制备步骤紧凑、操作简单；(6)利用丙三醇对玄武岩进行助磨，降低玄武岩颗粒的表面能，同时屏蔽价键和分子间作用力，有利于玄武岩颗粒的研磨，而且多个羟基的丙三醇可以让玄武岩表面带上羟基，为后期防水涂层的连接提供可反应基团。
附图说明
图1是本发明轻质泄压墙的示意图；
图2是图1的1-1剖面图；
图3是图1的2-2剖面图。
图中：1、窗户，2、泄压墙，3、结构柱，4、结构梁，5、内侧泄压板，6、填充岩棉，7、外侧泄压板，8、龙骨，9、钢筋混凝土凸起，10、外墙体，11、外扩坡面，12、鹰嘴，13、方管，14、自攻螺丝，15、镀锌膨胀螺栓。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。实施例中所用消泡剂、防沉剂和填料分别为F-111消泡剂、水性膨润土805和滑石粉。
实施例1
一种防水的轻质泄压墙，其结构如图1所示，窗户1四周设有泄压墙2，左右两根竖直的结构柱3和上下两根水平的结构梁4围成方形，用于固定泄压墙2。如图2所示，泄压墙2内设有泄压板，泄压板根据所处位置分为内侧泄压板5和外侧泄压板7，内侧泄压板5靠近室内侧，外侧泄压板7靠近室外侧，外侧泄压板7为双层错缝排列的泄压板，有效防止拼缝处水渗漏。内侧泄压板5和外侧泄压板7之间填充有填充岩棉6。两块泄压板之间通过若干竖向龙骨8和竖向方管13连接固定。方管13的两个侧面分别与内侧泄压板5和外侧泄压板7贴合且固定连接。竖向龙骨8为U形龙骨，泄压板通过自攻螺丝14与竖向龙骨8固定连接。两根结构柱3在相对的内侧面设有钢筋混凝土凸起9，钢筋混凝土凸起9的厚度与竖向龙骨8厚度相同，钢筋混凝土凸起9伸进位于泄压板端部的U形龙骨8凹陷部，两端的竖向龙骨8通过镀锌膨胀螺栓15分别固定在两个钢筋混凝土凸起9上。内侧泄压板5和外侧泄压板7延伸至钢筋混凝土凸起9处且两者固定连接。结构柱3外侧包裹有外墙体10，外墙体10超出外侧泄压板7，外墙体10的最外侧设置外扩坡面11延伸至外侧泄压板7，包裹住外侧泄压板7的端部，以免外部的水从收头部分渗入，而外扩坡面11的设置同时有利于快速排水，可以防止积水。
如图3所示，竖直方向的结构与图2中水平方向的结构类似，区别在于：内侧泄压板5和外侧泄压板7之间设有若干起支撑固定作用的横向龙骨8和横向方管13，泄压板通过自攻螺丝14固定在横向龙骨8上；两根结构梁4在相对的内侧面设有钢筋混凝土凸起9；结构梁4外侧包裹有外墙体10，外墙体10的最外侧设置鹰嘴12延伸至外侧泄压板7，防止雨水顺墙面向下流时进入阳台内或流到窗户1的玻璃上。
所述填充岩棉6由岩棉丝和防水涂层组成，具体制备方法为，
(1)原料准备：将粗玄武岩经过750℃煅烧后，加入丙三醇球磨1h得到玄武石颗粒；按质量份数计，将40份α-甲基丙烯酸、1份消泡剂、1份防沉剂、1份填料和80份水混合均匀得到防水涂层的分散液；取2份70％wt的双氧水作为引发剂；防水涂层的分散液和引发剂的总使用量为岩棉丝质量的7％；
(2)制备防水岩棉丝：将34份玄武岩颗粒和10份坡缕石混合均匀，装入加热炉熔化成岩浆，旋转、吹制成岩棉丝，吹制过程中将防水涂层的分散液和引发剂混合后均匀喷洒在岩棉丝上得到防水岩棉丝，防水岩棉丝在88℃环境中保温3.5h，冷却固化；
(3)制备岩棉束：冷却固化后的防水岩棉丝进入集棉室，负压风将防水岩棉丝吸附到捕集带进行集棉，捕集带收集防水岩棉丝形成岩棉束；
(4)制备填充岩棉：岩棉束传送至摆锤机，依次经过集棉带、打褶机、加压机、固化炉和切割锯平台制得填充岩棉，固化炉的固化温度为230℃，固化时间为20min。
实施例2
与实施例1的区别在于填充岩棉6的制备方法的参数，具体步骤如下，
(1)原料准备：将粗玄武岩经过700℃煅烧后，加入丙三醇球磨0.5h得到玄武石颗粒；按质量份数计，将30份α-甲基丙烯酸、70份水混合均匀得到防水涂层的分散液；取0.1份70％wt的双氧水作为引发剂；防水涂层的分散液和引发剂的总使用量为岩棉丝质量的5％；
(2)制备防水岩棉丝：将33份玄武岩颗粒和8份坡缕石混合均匀，装入加热炉熔化成岩浆，旋转、吹制成岩棉丝，吹制过程中将防水涂层的分散液和引发剂混合后均匀喷洒在岩棉丝上得到防水岩棉丝，防水岩棉丝在85℃环境中保温3h，冷却固化；
(3)制备岩棉束：冷却固化后的防水岩棉丝进入集棉室，负压风将防水岩棉丝吸附到捕集带进行集棉，捕集带收集防水岩棉丝形成岩棉束；
(4)制备填充岩棉：岩棉束传送至摆锤机，依次经过集棉带、打褶机、加压机、固化炉和切割锯平台制得填充岩棉，固化炉的固化温度为220℃，固化时间为10min。
实施例3
与实施例1的区别在于填充岩棉6的制备方法的参数，具体步骤如下，
(1)原料准备：将粗玄武岩经过800℃煅烧后，加入丙三醇球磨2h得到玄武石颗粒；按质量份数计，将50份α-甲基丙烯酸、2份消泡剂、2份防沉剂、50份填料和100份水混合均匀得到防水涂层的分散液；取4份70％wt的双氧水作为引发剂；防水涂层的分散液和引发剂的总使用量为岩棉丝质量的10％；
(2)制备防水岩棉丝：将35份玄武岩颗粒和12份坡缕石混合均匀，装入加热炉熔化成岩浆，旋转、吹制成岩棉丝，吹制过程中将防水涂层的分散液和引发剂混合后均匀喷洒在岩棉丝上得到防水岩棉丝，防水岩棉丝在90℃环境中保温4h，冷却固化；
(3)制备岩棉束：冷却固化后的防水岩棉丝进入集棉室，负压风将防水岩棉丝吸附到捕集带进行集棉，捕集带收集防水岩棉丝形成岩棉束；
(4)制备填充岩棉：岩棉束传送至摆锤机，依次经过集棉带、打褶机、加压机、固化炉和切割锯平台制得填充岩棉，固化炉的固化温度为250℃，固化时间为30min。
实施例4
与实施例1的区别在于填充岩棉6的制备方法中未使用丙三醇助磨玄武石，具体步骤如下，
(1)原料准备：将粗玄武岩经过750℃煅烧后，球磨1h得到玄武石颗粒；按质量份数计，将40份α-甲基丙烯酸、1份消泡剂、1份防沉剂、1份填料和80份水混合均匀得到防水涂层的分散液；取2份70％wt的双氧水作为引发剂；防水涂层的分散液和引发剂的总使用量为岩棉丝质量的7％；
(2)制备防水岩棉丝：将34份玄武岩颗粒和10份坡缕石混合均匀，装入加热炉熔化成岩浆，旋转、吹制成岩棉丝，吹制过程中将防水涂层的分散液和引发剂混合后均匀喷洒在岩棉丝上得到防水岩棉丝，防水岩棉丝在88℃环境中保温3.5h，冷却固化；
(3)制备岩棉束：冷却固化后的防水岩棉丝进入集棉室，负压风将防水岩棉丝吸附到捕集带进行集棉，捕集带收集防水岩棉丝形成岩棉束；
(4)制备填充岩棉：岩棉束传送至摆锤机，依次经过集棉带、打褶机、加压机、固化炉和切割锯平台制得填充岩棉，固化炉的固化温度为230℃，固化时间为20min。
实施例5
与实施例1的区别在于填充岩棉6的制备方法中岩棉丝喷涂后未进行保温处理，具体步骤如下，
(1)原料准备：将粗玄武岩经过750℃煅烧后，加入丙三醇球磨1h得到玄武石颗粒；按质量份数计，将40份α-甲基丙烯酸、1份消泡剂、1份防沉剂、1份填料和80份水混合均匀得到防水涂层的分散液；取2份70％wt的双氧水作为引发剂；防水涂层的分散液和引发剂的总使用量为岩棉丝质量的7％；
(2)制备防水岩棉丝：将34份玄武岩颗粒和10份坡缕石混合均匀，装入加热炉熔化成岩浆，旋转、吹制成岩棉丝，吹制过程中将防水涂层的分散液和引发剂混合后均匀喷洒在岩棉丝上得到防水岩棉丝，冷却固化；
(3)制备岩棉束：冷却固化后的防水岩棉丝进入集棉室，负压风将防水岩棉丝吸附到捕集带进行集棉，捕集带收集防水岩棉丝形成岩棉束；
(4)制备填充岩棉：岩棉束传送至摆锤机，依次经过集棉带、打褶机、加压机、固化炉和切割锯平台制得填充岩棉，固化炉的固化温度为230℃，固化时间为20min。
对比例1
与实施例1的区别在于填充岩棉未经过防水涂层处理。
性能测试
根据国家标准GB 23440-2009进行检测，本发明制备的填充岩棉的防渗性能如下表所示，实施例的各项性能指标优于国家标准。
实施例 抗渗压力 吸水率
1 0.41MPa，1030h无水渗出 48h，吸水率小于2％
2 0.38MPa，1030h无水渗出 48h，吸水率小于2％
3 0.4MPa，1030h无水渗出 48h，吸水率小于2％
4 0.32MPa，1030h无水渗出 48h，吸水率小于3％
5 0.33MPa，1030h无水渗出 48h，吸水率小于3％
对比例1 0.25MPa，1030h无水渗出 48h，吸水率小于4％
本发明除了结构改进外还对填充岩棉进行了防水涂层处理，从上表可以看出，实施例1-3的防渗性能相对于对比例1有了很大提高。实施例4相对于实施例1在研磨玄武石时未添加丙三醇助磨剂，表面没有羟基，对岩棉丝喷涂防水涂层分散液的时候吸附性不够好，岩棉丝表面没有被完全覆盖，导致抗渗压力下降。实施例5相对于实施例1在岩棉丝喷涂后未进行保温处理，α-甲基丙烯酸的聚合不够充分，可能对岩棉丝包覆不够完全，抗渗性能也有所下降。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种防水的轻质泄压墙，泄压墙通过竖直的结构柱和水平的结构梁固定，其特征在于，泄压墙内设有泄压板，泄压板为平行的两块，根据所处位置分为内侧泄压板和外侧泄压板，内侧泄压板和外侧泄压板之间设有填充岩棉，填充岩棉由岩棉丝和防水涂层组成。
2.根据权利要求1所述的一种防水的轻质泄压墙，其特征在于，所述岩棉丝的组成包括33-35份玄武岩和8-12份坡缕石，所述玄武岩的制备方法为：将粗玄武岩经过700-800℃煅烧后，加入丙三醇球磨0.5-2h。
3.根据权利要求1或2所述的一种防水的轻质泄压墙，其特征在于，填充岩棉的制备方法包括以下步骤，
(1)制备防水岩棉丝：将玄武岩和坡缕石装入加热炉熔化成岩浆，旋转、吹制成岩棉丝，吹制过程中将防水涂层的分散液和引发剂均匀喷洒在岩棉丝上得到防水岩棉丝；
(2)制备岩棉束：防水岩棉丝进入集棉室，负压风将防水岩棉丝吸附到捕集带进行集棉，捕集带收集防水岩棉丝形成岩棉束；
(3)制备填充岩棉：岩棉束传送至摆锤机，依次经过集棉带、打褶机、加压机、固化炉和切割锯平台制得填充岩棉，固化炉的固化温度为220-250℃，固化时间为10-30min。
4.根据权利要求3所述的一种防水的轻质泄压墙，其特征在于，步骤(1)所述防水涂层的分散液的成分包括：按质量份数计，30-50份α-甲基丙烯酸、0-2份消泡剂、0-2份防沉剂、0-50份填料和70-100份水；所述引发剂为0.1-4份70％wt的双氧水；防水涂层的分散液和引发剂的总使用量为岩棉丝质量的5％-10％；防水涂层的分散液和引发剂在喷洒时才进行混合。
5.根据权利要求4所述的一种防水的轻质泄压墙，其特征在于，防水岩棉丝进入集棉室前经过保温处理：防水岩棉丝在85-90℃环境中保温3-4h，冷却后再进入集棉室。
6.根据权利要求1所述的一种防水的轻质泄压墙，其特征在于，结构柱和/或结构梁内侧设有钢筋混凝土凸起，泄压板延伸至钢筋混凝土凸起处且两者固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种防水的轻质泄压墙，其特征在于，内侧泄压板和外侧泄压板之间设有若干起支撑固定作用的U形龙骨，钢筋混凝土凸起伸进位于泄压板端部的U形龙骨凹陷部。
8.根据权利要求1所述的一种防水的轻质泄压墙，其特征在于，外侧泄压板为双层错缝排列的泄压板。
9.根据权利要求1所述的一种防水的轻质泄压墙，其特征在于，结构柱和结构梁外侧包裹有外墙体，外墙体超出外侧泄压板，外墙体的最外侧设置外扩坡面延伸至外侧泄压板，包裹住外侧泄压板的端部。
10.根据权利要求9所述的一种防水的轻质泄压墙，其特征在于，外墙体上设有鹰嘴。
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