CN113153073B - 蒸压加气混凝土防水窗台 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种蒸压加气混凝土防水窗台，包括：蒸压加气混凝土主体，所述蒸压加气混凝土主体设置有若干负泊松比结构区域，该区域内设置有负泊松比结构，所述负泊松比结构形成有应力梯度防水区。通过在窗台内设置负泊松比结构区域形成应力梯度区，在内部材料产生应力梯度，形成水进入窗台的路径和应力梯度屏障，从而达到窗台防水效果。

Description

蒸压加气混凝土防水窗台

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，具体涉及一种蒸压加气混凝土防水窗台。

背景技术

蒸压加气混凝土作为一种多孔的无机材料，其具备良好的多孔性、保温性能、耐火性、轻质、保温、隔声和可加工性等特点而广泛应用于建筑工程中。但是，我国蒸压加气混凝土窗台应用于装配式建筑窗台的工程较少，相关技术的研究和实验尚处于初期阶段，主要问题是在蒸压加气混凝土窗台在防水性能和耐候性能上的明显不足。蒸压加气混凝土具有较高的吸水率，通常其窗台制品都需要通过面层处理进行板块整体防水；另外，由蒸压加气混凝土制成装配式窗台，其由多个板连接而成，各板之间的连接处存有缝隙，需要装配表面之间的这些缝隙，通常是通过打防水胶进行防水处理，但由于防水胶开裂较严重，导致蒸压加气混凝土窗台板容易漏水。最后，由于装配式窗台板之间需要连接固定，长度方向上没有连接和固定，仅采用防水胶进行连接，多块板连接强度不够，连接处容易变形和错开。

针对以上技术问题，中国专利CN103290947B公开了一种蒸压加气混凝土整体窗台构件的墙体结构及其施工方法，具体提出了这种蒸压加气混凝土整体窗台构件的墙体结构，其中整体窗台构件为整体结构，整体窗台构件的墙体内侧设有拉结片筋，拉结片筋上端与整体窗台构件固定连接，拉结片筋下端与墙体砌块固定连接。该技术方案是通过拉结片筋将墙体砌块与整体窗台连接进行固定。中国专利CN206801334U公开了一种节能外窗安装结构，其具体公开了一种节能外窗安装结构，其通过设置防水隔汽膜，将防水隔汽膜连续设置于窗框的四周，以及将预压膨胀密封带封在缝隙，保证了窗台的防水性能。中国专利CN206376674U公开了一种加气混凝土条板的窗台防水构造，其具体公开了加气混凝土条板的窗台防水构造，其通过设置周向凸台形成防水屏障，增强了窗台的防水性能。然而，上述结构和方法对装配式的窗台的连接强度和防水性能缺少综合考虑，仍存在窗台连接强度高防水性能差，防水性能好而连接强度低等技术问题。

因此，迫切需要一种整体式的、防水性能好的蒸压加气混凝土窗台。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明内容提出了一种整体式的、防水性能好的蒸压加气混凝土防水窗台，包括蒸压加气混凝土主体，所述蒸压加气混凝土主体设置有若干负泊松比结构区域，该负泊松比结构区域内设置有负泊松比结构，所述负泊松比结构形成有应力梯度防水区。通过设置负泊松比结构，使得蒸压加气混凝土窗台内部形成应力梯度，在应力较高的区域形成应力紧密区，在应力较低的区域形成应力疏松区，这样应力由密到疏的内部结构，形成对水进入窗台的路径和应力梯度屏障，从而提高窗台的防水效果。

进一步的，所述负泊松比结构偏离的所述蒸压加气混凝土主体的宽度方向中心线位置设置，在所述蒸压加气混凝土主体的宽度方向形成所述应力梯度防水区。这样从宽度方向对窗台形成应力梯度屏障，从而提高窗台某个方向上的防水效果，这里在宽度方向形成了防水效果。

进一步的，所述负泊松比结构偏离的所述蒸压加气混凝土主体的高度方向中心线位置设置，在所述蒸压加气混凝土主体的高度方向形成所述应力梯度防水区，在窗台高度方向形成了防水效果。

进一步的，所述负泊松比结构在长度方向上由中心向两边延伸的尺寸逐渐减小，在所述长度方向的中间区域形成更大应力梯度区域，从而形成变化的所述应力梯度防水区。在窗台长度方向形成了防水效果。

进一步的，所负泊松比结构区域中的所述负泊松比结构呈由多到少排列，在所述蒸压加气混凝土主体内形成所述应力梯度防水区。

进一步的，该窗台还包括挡水板，所述负泊松比结构区域设置在靠近所述挡水板附近。

进一步的，所述蒸压加气混凝土主体一体形成窗台的窗框。

进一步的，所述挡水板为防水凸起结构，所述防水凸起结构的横截面为长方形、三角形或锯齿形。

进一步的，所述负泊松比结构在长度方向上尺寸的所述减少为线性减少。

进一步的，所述负泊松比结构在长度方向上沿着螺旋线延伸。通过螺旋线设置，使蒸压加气混凝土窗台内部形成的应力梯度更集聚，内部应力的梯度变化更剧烈，阻碍作用更强。

通过在上述蒸压加气混凝土主体内设置负泊松比结构，在窗台内部各个方向上形成应力梯度防水区，这样由密到疏的内部应力梯度布局，应力在窗台内部的梯度不是常值，不同区域梯度不同，形成水进入窗台内部路径和应力的屏障，从而提高窗台的防水效果，还保证了窗台整体结构性能。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明作示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1为本发明蒸压加气混凝土防水窗台主视示意图。

图2为本发明蒸压加气混凝土防水窗台俯视示意图。

图3为本发明蒸压加气混凝土防水窗台负泊松比结构第一示意图。

图4为本发明蒸压加气混凝土防水窗台负泊松比结构第二示意图。

图5为本发明蒸压加气混凝土防水窗台负泊松比结构第三示意图。

图6为本发明蒸压加气混凝土防水窗台负泊松比结构第四示意图。

图7为本发明蒸压加气混凝土防水窗台负泊松比结构第五示意图。

图8为本发明蒸压加气混凝土防水窗台中内凹六边形负泊松比结构示意图。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明保护的范围。

如图1-7所示，一种整体式的、防水性能好的蒸压加气混凝土防水窗台，包括蒸压加气混凝土主体1、挡水板2和负泊松比结构区域3，所述蒸压加气混凝土主体1设置有若干负泊松比结构区域3，该负泊松比结构区域3内设置有负泊松比结构4，所述负泊松比结构4形成有应力梯度防水区。所述蒸压加气混凝土主体1一体形成窗台的窗框。所述挡水板2为防水凸起结构，所述防水凸起结构的横截面为长方形、三角形或锯齿形。所述负泊松比结构区域3设置在靠近所述挡水板2附近。

负泊松比效应,是指受拉伸时,材料在弹性范围内横向发生膨胀；而受压缩时,材料的横向反而发生收缩，通常材料中并没有普遍观察到负泊松比效应的存在，但一些特殊结构的材料可实现这种效应。负泊松比结构材料受压时材料向内部聚集，瞬时密度增大，外部表现出较高的刚度，具有较强的支撑作用、较强抵抗压痕能力，有效吸收冲击。所述负泊松比结构4可为蜂窝负泊松比结构、内凹多边形结构、旋转刚体结构、手性结构、穿孔板结构等等。例如旋转刚体结构，旋转刚体结构最早用于解释晶体材料的负泊松比效应，无机晶体材料中方块状晶格通过彼此间的铰链而连接在一起，呈周期排列。当横向受压缩时，连接处的铰链旋转使内部空隙趋向闭合，从而实现纵向收缩。当矩形四条长边相连时，内部空隙为菱形，胞元表现出各向异性；而当矩形长短边相连时，内部空隙为平行四边形，胞元表现出各向同性。此外，改变结构中刚性正方形的尺寸大小或者将矩形与正方形混合搭配都可以得到不同的旋转刚体结构。

本方案将所述负泊松比结构应用于一种蒸压加气混凝土防水窗台，所述蒸压加气混凝土主体1设置有若干负泊松比结构区域3，该负泊松比结构区域3内设置有负泊松比结构4。通过过设置负泊松比结构，使得蒸压加气混凝土窗台在受压时，在负泊松比结构区域材料也承受载荷，该区域材料向冲击区域聚集变得更加致密，同时，内部形成应力梯度更高，在应力较高的区域形成应力紧密区，在应力较低的区域形成应力疏松区，这样应力由密到疏的内部应力和材料结构，形成对水进入窗台的路径和应力梯度屏障提高窗台的防水效果，即水会从应力紧密区域流往应力疏松区域。例如拧湿毛巾时对毛巾施力拧紧的部位应力较大，其余部位应力叫小，水能从施力拧紧的部位流向其余部位，即水从应力紧密区域流往应力疏松区域。

具体可通过预埋方式制备具有负泊松比结构区域的蒸压加气混凝土。制备加气混凝土以硅质材料(砂、粉煤灰及含硅尾矿等)和钙质材料(石灰、水泥)为主要原料，掺加发气剂(铝粉)。首先将贮存的原材料经计量配料后进入浇注搅拌机内，经搅拌均匀后浇注在模具内(板材配筋)，经过一定温度和时间的预养当坯体达到一定硬度后，由翻转吊具把模具和坯体吊至切割机上，翻转吊具完成下列功能：1、把模具在空中作90度翻转(5)(模具的一侧板成为支承坯体的底板直至蒸养出成品)，2、吊至小车或切割支承架上完全开模，3、脱下的模框和返回的蒸养侧板再重新组合成模具等待清理后喷油重新浇注。坯体在切割机上完成长度、高度和宽度方向的切割，切割好的坯体由半成品吊具连同底板吊至蒸养小车然后编组入蒸养釜进行高温蒸养，将蒸养好的坯体出釜，由成品吊吊具将成品堆垛或装车打包，同时蒸养侧板则返回。如上所述通过配料、搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程制成轻质多孔硅酸盐制品，因其经发气后含有大量均匀而细小的气孔，故名加气混凝土。可结合预埋技术将负泊松比结构应用于蒸压加气混凝土，在制备蒸压加气混凝土的过程中预埋具有负泊松比结构形状的钢筋等，使制备而成的蒸压加气混凝土内部带有负泊松比结构的区域。

如图3所示，所述负泊松比结构4偏离的所述蒸压加气混凝土主体1的宽度方向中心线位置设置，在所述蒸压加气混凝土主体1的宽度方向形成所述应力梯度防水区。这样从宽度方向对窗台形成应力梯度屏障，从而提高窗台某个方向上的防水效果，这里在宽度方向形成了防水效果。

如图4所示，所述负泊松比结构4偏离的所述蒸压加气混凝土主体1的高度方向中心线位置设置，在所述蒸压加气混凝土主体的高度方向形成所述应力梯度防水区，在窗台高度方向形成了防水效果。

如图6所示，所述负泊松比结构4在长度方向上由中心向两边延伸的尺寸逐渐减小，在所述长度方向的中间区域形成更大应力梯度区域，从而形成变化的所述应力梯度防水区。在窗台长度方向形成了防水效果。所述负泊松比结构4在长度方向上尺寸的所述减少为线性减少。另外，所述负泊松比结构4在长度方向上沿着螺旋线延伸。通过螺旋线设置，使蒸压加气混凝土窗台内部形成的应力梯度更集聚，内部应力的梯度变化更剧烈，阻碍作用更强。

如图3所示，所负泊松比结构区域3中的所述负泊松比结构4呈由多到少排列，在所述蒸压加气混凝土主体1内形成所述应力梯度防水区。

通过在蒸压加气混凝土防水窗台内部各个方向上设置负泊松比结构，使得蒸压加气混凝土窗台在安装后受到预压后，在负泊松比结构区域材料也承受载荷，该区域材料向压力冲击区域聚集变得更加致密，同时，内部形成应力梯度更高，在应力较高的区域形成应力紧密区，在应力较低的区域形成应力疏松区，这样应力由密到疏的内部应力和材料结构，形成对水进入窗台的路径和应力梯度屏障，从而提高窗台的防水效果；该窗台一体制成，提高了整体结构性能。

针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本发明进行解释，以便于能够更好地理解本发明，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。

Claims (6)

1.一种蒸压加气混凝土防水窗台，其特征在于：包括蒸压加气混凝土主体(1)，所述蒸压加气混凝土主体(1)一体形成窗台的窗框，所述蒸压加气混凝土主体(1)设置有若干负泊松比结构区域(3)，该区域(3)内设置有负泊松比结构，所述负泊松比结构形成有应力梯度防水区；

所述负泊松比结构在长度方向上由中心向两边延伸的尺寸逐渐减小，在所述长度方向的中间区域形成更大应力梯度区域，所述负泊松比结构区域(3)中的所述负泊松比结构呈由多到少排列，在所述蒸压加气混凝土主体(1)内形成所述应力梯度防水区；所述负泊松比结构在长度方向上尺寸的所述减少为线性减少。

2.根据权利要求1所述的窗台，其特征在于：所述负泊松比结构偏离的所述蒸压加气混凝土主体(1)的宽度方向中心线位置设置，在所述蒸压加气混凝土主体(1)的宽度方向形成所述应力梯度防水区。

3.根据权利要求1或2所述的窗台，其特征在于：所述负泊松比结构偏离的所述蒸压加气混凝土主体(1)的高度方向中心线位置设置，在所述蒸压加气混凝土主体(1)的高度方向形成所述应力梯度防水区。

4.根据权利要求1所述的窗台，其特征在于：还包括挡水板(2)，所述负泊松比结构区域(3)设置在靠近所述挡水板(2)附近。

5.根据权利要求1所述的窗台，其特征在于：所述挡水板(2)为防水凸起结构，所述防水凸起结构的横截面为长方形、三角形或锯齿形。

6.根据权利要求4所述的窗台，其特征在于：所述负泊松比结构在长度方向上沿着螺旋线延伸。

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