CN114575500A - 一种基于trc永久性模板的夹芯保温墙体及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于TRC永久性模板的夹芯保温墙体及其制作方法，包括TRC永久性模板，ECC混凝土后浇层及中间保温层：所述TRC永久性模板由外侧板、内侧板和底板拼装而成，所述外侧板、内侧板和底板由纤维编织网和精细混凝土复合而成，并预埋BFRP连接件以实现TRC永久性模板、ECC混凝土后浇层、中间保温层之间的连接，所述中间保温层内外表面设置有梯形凹槽，以实现中间保温层与ECC混凝土后浇层的连接。本发明通过TRC永久性模板预埋连接件实现TRC永久性模板、ECC混凝土后浇层、中间保温层之间的连接，消除了贯通连接件带来的热桥效应，同时解决了传统保温墙体因裂缝太宽导致保温层被破坏以及墙体耐久性能差等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于TRC永久性模板的夹芯保温墙体及其制作方法，属于建筑施工技术领域。
背景技术
如今，建筑高能耗已成为我国面临的重大战略问题，据统计，我国建筑能耗约占总能耗的30％，其中因围护结构保温性能差造成的损耗最为显著。同时，由于墙体是建筑与外界环境交换热能的最大媒介，能量的损失大部分集中墙体部位。目前，建筑保温墙体的形式有外保温、内保温和夹芯保温三种。外保温常常会因外面层开裂或脱落导致保温材料的受到侵蚀，从而降低保温效果和耐久性能，同时还存在严重的防火问题。内保温位于墙体的内部，会占据不少房子的使用面积，同时还严重影响墙体内部的装修。而夹芯保温可以实现与围护结构同寿命的优势，具有保温、隔热、隔声、防水性和施工简便等优点。同时，夹芯保温墙体的内外层混凝土板能够保护保温材料，改善了保温材料的防火和耐久性能，避免了保温材料脱落伤人的安全隐患，实现了保温结构与建筑结构同寿命，降低了后期维护的花费以及围护的困难。
夹芯保温结构由内、外混凝土板、中间保温层和连接件组成，具有强度高、保温效果好、可实现与建筑结构同寿命等优势。但依旧存在一些缺陷，其中冷热桥现象严重是最显著问题之一。目前，常用的连接件主要有普通钢筋连接件、金属连接件以及FRP连接件三种，并且连接件往往会贯通保温材料来加强内、外混凝土板、中间保温层之间的连接。其中普通钢筋连接件因其造价低而最常被使用，然而普通钢筋不耐腐蚀且导热系数很高，所以当内、外混凝土板的厚度较低时，夹芯保温结构极易因钢筋的腐蚀造成结构力学性能和耐久性能的下降，而较大厚度的内、外混凝土板会增大结构的自重和裂缝的宽度，对整体结构非常不利。同时普通钢筋具有较高的导热系数会造成严重的冷热桥现象，从而降低了夹芯保温结构的保温隔热性能。因此，FRP连接件因其耐腐蚀性能好和导热系数较低而受到人们的关注和使用，FRP连接件的使用能够提高夹芯保温结构的耐久性能和减小结构的自重。然而，虽然FRP连接件具有较低的导热系数，但是通过贯通FRP连接件来加强内、外混凝土板、中间保温层之间的连接依旧会存在冷热桥现象。因此，想出一个无需贯通连接件便能有效连接内、外混凝土板和中间保温层的方法是解决这一问题的关键。
纤维编织网增强混凝土(TRC)由多轴纤维编织网和精细混凝土结合而成，具有良好的承载能力、控制裂缝能力以及耐腐蚀能力。因TRC具有如此优异的性能，采用TRC作为结构的永久性模板已被应用于梁、柱等受力构件中，以此来提高构件的抗渗性、耐腐蚀能力和改善裂缝分布以及裂缝宽度。工程水泥基复合材料(ECC)主要通过分布在水泥基体中的短切纤维来控制裂缝的分布和宽度，并且比精细混凝土具有更好的控制裂缝的能力。然而由于短切纤维在基体中呈乱向分布，承载方向不明确，导致其承载能力较精细混凝土低。
综上，采用贯通的连接件虽然能够满足夹芯保温墙体的承载能力和整体性能的要求，但是贯通的连接件不仅会破坏保温材料，还会带来冷热桥现象，严重影响了夹芯保温墙体的隔热性能。同时，采用普通混凝土作为夹芯保温材料的面层会因阳光的暴晒和雨水的侵蚀而开裂和脱落，从而内部保温材料发生破坏，严重影响了夹芯保温墙体的耐久性能。虽然TRC具有良好的承载能力和耐腐蚀能力，但相较于ECC，其控制裂缝的能力较差，而ECC的承载能力却不如TRC。此外，倘若夹芯保温墙体仅仅依靠基体的粘结作用，而未设置连接件来加强夹芯保温墙体的连接，那么夹芯保温墙体的界面粘结性能将会很差，甚至会存在安全隐患。因此，很有必要提出一种粘结性能良好又不会影响墙体隔热性能的新型夹芯保温墙体。
发明内容
技术问题：本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种基于TRC永久性模板的夹芯保温墙体及其制作方法，利用TRC永久性模板来预埋BFRP连接件来提高夹芯保温墙板的承载力，有效避免了贯通连接件带来的热桥效应问题，同时利用中间保温层的梯形凹槽来加强TRC永久性模板、ECC混凝土后浇层和中间保温层的连接，从而解决传统保温墙体耐久性能差、面粘结和锚固性能差等问题。
技术方案：为实现上述目的，本发明的基于TRC永久性模板的夹芯保温墙体，包括TRC永久性模板、ECC混凝土后浇层及中间保温层，所述的TRC永久性模板由外侧板、内侧板和底板拼装而成，所述外侧板、内侧板和底板均由纤维编织网和精细混凝土复合而成，外侧板和内侧板上间隔分层预埋有若干BFRP连接件，将TRC永久性模板、ECC混凝土后浇层和中间保温层紧密连接在一起；所述中间保温层内外表面设置有适配BFRP连接件的梯形凹槽，以实现中间保温层与ECC混凝土后浇层的连接。
所述的外侧板和内侧板与底板拼装的结合部分别设有等边角钢和固定等边角钢的螺栓。
所述的外侧板和内侧板上间隔分层预埋的若干BFRP连接件的层距为100mm，左右端距分别为100mm、180mm，中距为160mm，外侧板和内侧板的底部30mm处分别设一排螺栓孔，螺栓孔的左右端距分别为60mm，中距为80mm。
所述的底板两侧同时距两边30mm处分别设有一排螺栓孔，螺栓孔的左右端距分别为60mm，中距为80mm。
所述的纤维编织网采用碳纤维、芳纶纤维、耐碱玻璃纤维、玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维或聚乙烯纤维中的一种或两种按径向和纬向织成网。
所述的BFRP连接件的基体树脂为环氧树脂，BFRP连接件的长度选为55mm，直径选为8mm，螺纹深度为0.48mm，螺纹间距为8mm。
所述的精细混凝土后浇层的配比材料包括：42.5普通硅酸盐水泥475kg/m3、粉煤灰168kg/m3、硅灰35kg/m3、水262kg/m3、0-0.6mm石英砂460kg/m3、0.6-1.2mm石英砂920kg/m3、减水剂9.1kg/m3。
所述的ECC混凝土的配比材料包括：42.5普通硅酸盐水泥379kg/m3、粉煤灰885kg/m3、140-280目石英砂455kg/m3、水379kg/m3、减水剂17.4kg/m3和纤维体积掺量26kg/m3。
所述的中间保温层采用岩棉板或泡沫保温板制做而成。
上述基于TRC永久性模板的夹芯保温墙体的制作方法，包括以下步骤：
(1)按设计要求制作外侧板、内侧板和底板：
a.裁剪纤维编织网，之后对纤维编织网进行浸胶粘砂处理；
b.支模，按照设计好的尺寸对木模板进行切割作为底板，在预埋BFRP连接件处留置孔洞，并且将PVC管固定在木模上来预留螺栓孔；
c.将BFRP连接件插入留置孔洞中，并当BFRP连接件顶部距木模板顶面的距离为10mm时在木模板下部将其固定；
d.制备精细混凝土；
e.将5mm厚木条订于木模四周，浇筑精细混凝土并抹平，将纤维编织网铺设在精细混凝土上；
f.再次将5mm厚木条订在上次固定好的木条上，再浇筑一层精细混凝土并抹平，并铺设第二层纤维编织网；
g.最后将5mm厚木条订在上次固定好的木条上，浇筑最后一层精细混凝土；
h.24小时后拆模，养护至设计强度；
(2)采用角钢和螺栓将外侧板、内侧板和底板拼装成TRC永久性模板，拼装之前对外侧板、内侧板和底板的表面做粗糙处理；
(3)将拼装完成的TRC永久性模板作为底模，并在TRC永久性模板的两端固定木模板；
(4)制备ECC混凝土后浇层；
(5)在TRC永久性模板内放置中间保温板，并将中间保温板固定在指定位置，放置前对中间保温层的表面做粗糙处理，固定时利用界面粘结剂将其粘贴在TRC永久性模板的底板上；
(6)浇筑ECC混凝土后浇层；
(7)24小时后拆除两端木模板，养护至设计强度。
有益效果：本发明充分利用了TRC永久性模板来预埋连接件，解决了传统保温墙体中贯通连接件带来的热桥效应。TRC永久性模板同时还可作为墙体浇筑的模板，为墙体的施工带来了便利。并且中间保温层内外表面的梯形凹槽、深入到梯形凹槽中的BFRP连接件以及TRC永久性模板的螺栓连接能够保证TRC永久性模板、ECC混凝土后浇层、中间保温层之间的连接，提高夹芯保温墙体的界面粘结和锚固性能。与现有技术相比具有如下优点：
(1)采用的TRC永久性模板不仅可以充当夹芯保温墙体浇筑的模板，还可以将传统做法中贯通于中间保温层的连接件预埋在TRC永久性模板中来实现TRC永久性模板、ECC混凝土后浇层、中间保温层之间的连接，避免了贯通连接件带来的热桥效应，简化了夹芯保温墙体施工的复杂性。
(2)采用的中间保温层内外表面的梯形凹槽不仅可以增大与ECC混凝土后浇层的接触面积，还能通过深入到梯形凹槽中的BFRP连接件加强TRC永久性模板、ECC混凝土后浇层、中间保温层之间的连接，提高了界面粘结性能、锚固效果以及墙体的安全性。
(3)采用TRC作为永久性模板和ECC混凝土作为后浇层，使结构具有自重轻、韧性高、耐腐蚀、良好的承载性能、以及优异的多缝开裂和裂缝控制能力等优点，尤其是对纤维编织网进行浸胶黏砂处理和TRC永久性模板进行表面粗糙处理后，有效加强了纤维编织网与精细混凝土的连接，以及TRC永久性模板、ECC混凝土后浇层、中间保温层之间的连接。
(4)采用螺栓拼接TRC永久性模板，加强了TRC永久性模板的整体性能，对于提高了墙体整体的力学性能具有重大意义。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A局部结构放大示意图。
图3为本发明的TRC永久性模板拼装完成后的结构剖面图。
图4为本发明的侧板结构示意图。
图5为本发明的底板结构示意图。
图中：1-中间保温层，2-ECC混凝土后浇层，3-BFRP连接件，4-纤维编织网，5-精细混凝土，6-外侧板，7-内侧板，8-底板，9-角钢，10-螺栓，11-螺栓孔。
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的说明：
本发明的基于TRC永久性模板的夹芯保温墙体，包括TRC永久性模板、ECC混凝土后浇层2及中间保温层1，所述的TRC永久性模板由外侧板6、内侧板7和底板8拼装而成，所述的外侧板6和内侧板7与底板8拼装的结合部分别设有等边角钢9和固定等边角钢的螺栓10。所述的角钢9采用等边角钢50×4，螺栓10采用C级M10螺栓，螺栓孔11的直径为12mm。所述的外侧板6和内侧板7上间隔分层预埋的若干BFRP连接件3的层距为100mm，BFRP连接件3的左右端距分别为100mm、180mm，中距为160mm，外侧板6和内侧板7的底部30mm处分别设一排螺栓孔11，螺栓孔11的端距为60mm，中距为80mm。所述的底板8两侧同时距两边30mm处分别设有一排螺栓孔11，螺栓孔11的端距为60mm，中距为80mm。所述外侧板6、内侧板7和底板8均由纤维编织网4和精细混凝土5复合而成，所述的纤维编织网4采用碳纤维、芳纶纤维、耐碱玻璃纤维、玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维或聚乙烯纤维中的一种或两种按径向和纬向织成网。所述的精细混凝土5的配比材料包括：42.5普通硅酸盐水泥475kg/m3、粉煤灰168kg/m3、硅灰35kg/m3、水262kg/m3、0-0.6mm石英砂460kg/m3、0.6-1.2mm石英砂920kg/m3、减水剂9.1kg/m3。外侧板6和内侧板7上间隔分层预埋有若干BFRP连接件3，所述的BFRP连接件3的基体树脂为环氧树脂，BFRP连接件3的长度选为55mm，直径选为8mm，螺纹深度为0.48mm，螺纹间距为8mm。将TRC永久性模板、ECC混凝土后浇层2和中间保温层1紧密连接在一起；所述的中间保温层1采用岩棉板或泡沫保温板制做而成，中间保温层1内外表面的梯形凹槽的左右端距分别为100mm、180mm，中距为160mm，梯形凹槽的上底为30mm，下底为60mm，高为30mm。所述中间保温层1内外表面设置有适配BFRP连接件3的梯形凹槽，以实现中间保温层1与ECC混凝土后浇层2的连接。所述的ECC混凝土后浇层2的配比材料包括：42.5普通硅酸盐水泥379kg/m3、粉煤灰885kg/m3、140-280目石英砂455kg/m3、水379kg/m3、减水剂17.4kg/m3和纤维体积掺量26kg/m3。
本发明基于TRC永久性模板的夹芯保温墙体的制作方法，包括以下步骤：
(1)按设计要求制作外侧板6、内侧板7和底板8：
a.按照板材所需尺寸裁剪纤维编织网4，为解决纤维编制网4质地柔软，难以固定的问题，之后在纤维编织网4表面进行浸胶处理，并在浸渍液未固化之前进行黏砂处理；
b.支模，按照设计好的尺寸对木模板进行切割作为底板，在预埋BFRP连接件3处留置孔洞，并且将PVC管固定在木模上来预留螺栓孔11；
c.将BFRP连接件3插入留置孔洞中，并当BFRP连接件3顶部距木模板顶面的距离为10mm时在木模板下部将其固定；
d.制备精细混凝土5；
e.将5mm厚木条订于木模四周，浇筑精细混凝土5并抹平，将纤维编织网4铺设在精细混凝土5上；
f.再次将5mm厚木条订在上次固定好的木条上，再浇筑一层精细混凝土5并抹平，并铺设第二层纤维编织网4；
g.最后将5mm厚木条订在上次固定好的木条上，浇筑最后一层精细混凝土5；
h.24小时后拆模，养护至设计强度；
(2)采用角钢9和螺栓10将外侧板6、内侧板7和底板8拼装成TRC永久性模板，拼装之前对外侧板6、内侧板7和底板8的表面做粗糙处理；
(3)将拼装完成的TRC永久性模板作为底模，并在TRC永久性模板的两端固定木模板；
(4)制备ECC混凝土后浇层2；
(5)在TRC永久性模板内放置中间保温板1，并将中间保温板1固定在指定位置，放置前对中间保温层1的表面做粗糙处理，固定时利用界面粘结剂将其粘贴在TRC永久性模板的底板上；
(6)浇筑ECC混凝土后浇层2；
(7)24小时后拆除两端木模板，养护至设计强度。
浇筑TRC永久性模板时，为了方便脱模在木模表面涂抹润滑剂。同时在拆模时尽量不要碰到连接件，以防连接件错位。
Claims (10)
1.一种基于TRC永久性模板的夹芯保温墙体，包括TRC永久性模板、ECC混凝土后浇层(2)及中间保温层(1)，其特征在于：所述的TRC永久性模板由外侧板(6)、内侧板(7)和底板(8)拼装而成，所述外侧板(6)、内侧板(7)和底板(8)均由纤维编织网(4)和精细混凝土(5)复合而成，外侧板(6)和内侧板(7)上间隔分层预埋有若干BFRP连接件(3)，将TRC永久性模板、ECC混凝土后浇层(2)和中间保温层(1)紧密连接在一起；所述中间保温层(1)内外表面设置有适配BFRP连接件(3)的梯形凹槽，以实现中间保温层(1)与ECC混凝土后浇层(2)的连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于TRC永久性模板的夹芯保温墙体，其特征在于：所述的外侧板(6)和内侧板(7)与底板(8)拼装的结合部分别设有等边角钢(9)和固定等边角钢的螺栓(10)。
3.根据权利要求1所述的一种基于TRC永久性模板的夹芯保温墙体，其特征在于：所述的外侧板(6)和内侧板(7)上间隔分层预埋的若干BFRP连接件(3)的层距为100mm，左右端距分别为100mm、180mm，中距为160mm，外侧板(6)和内侧板(7)的底部30mm处分别设一排螺栓孔(11)，螺栓孔(11)的左右端距分别为60mm，中距为80mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于TRC永久性模板的夹芯保温墙体，其特征在于：所述的底板(8)两侧同时距两边30mm处分别设有一排螺栓孔(11)，螺栓孔(11)的左右端距分别为60mm，中距为80mm。
5.根据权利要求1所述的一种基于TRC永久性模板的夹芯保温墙体，其特征在于：所述的纤维编织网(4)采用碳纤维、芳纶纤维、耐碱玻璃纤维、玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维或聚乙烯纤维中的一种或两种按径向和纬向织成网。
6.根据权利要求1所述的一种基于TRC永久性模板的夹芯保温墙体，其特征在于：所述的BFRP连接件(3)的基体树脂为环氧树脂，BFRP连接件(3)的长度选为55mm，直径选为8mm，螺纹深度为0.48mm，螺纹间距为8mm。
7.根据权利要求1所述的一种基于TRC永久性模板的夹芯保温墙体，其特征在于：所述的精细混凝土(5)的配比材料包括：42.5普通硅酸盐水泥475kg/m3、粉煤灰168kg/m3、硅灰35kg/m3、水262kg/m3、0-0.6mm石英砂460kg/m3、0.6-1.2mm石英砂920kg/m3、减水剂9.1kg/m3。
8.根据权利要求1所述的一种基于TRC永久性模板的夹芯保温墙体，其特征在于：所述的ECC混凝土后浇层(2)的配比材料包括：42.5普通硅酸盐水泥379kg/m3、粉煤灰885kg/m3、140-280目石英砂455kg/m3、水379kg/m3、减水剂17.4kg/m3和纤维体积掺量26kg/m3。
9.根据权利要求1所述的一种基于TRC永久性模板的夹芯保温墙体，其特征在于：所述的中间保温层(1)采用岩棉板或泡沫保温板制做而成。
10.一种如权利要求1所述基于TRC永久性模板的夹芯保温墙体的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按设计要求制作外侧板(6)、内侧板(7)和底板(8)：
a.裁剪纤维编织网(4)，之后对纤维编织网(4)进行浸胶粘砂处理；
b.支模，按照设计好的尺寸对木模板进行切割作为底板，在预埋BFRP连接件(3)处留置孔洞，并且将PVC管固定在木模上来预留螺栓孔(11)；
c.将BFRP连接件(3)插入留置孔洞中，并当BFRP连接件(3)顶部距木模板顶面的距离为10mm时在木模板下部将其固定；
d.制备精细混凝土(5)；
e.将5mm厚木条订于木模四周，浇筑精细混凝土(5)并抹平，将纤维编织网(4)铺设在精细混凝土(5)上；
f.再次将5mm厚木条订在上次固定好的木条上，再浇筑一层精细混凝土(5)并抹平，并铺设第二层纤维编织网(4)；
g.最后将5mm厚木条订在上次固定好的木条上，浇筑最后一层精细混凝土(5)；
h.24小时后拆模，养护至设计强度；
(2)采用角钢(9)和螺栓(10)将外侧板(6)、内侧板(7)和底板(8)拼装成TRC永久性模板，拼装之前对外侧板(6)、内侧板(7)和底板(8)的表面做粗糙处理；
(3)将拼装完成的TRC永久性模板作为底模，并在TRC永久性模板的两端固定木模板；
(4)制备ECC混凝土后浇层(2)；
(5)在TRC永久性模板内放置中间保温板(1)，并将中间保温板(1)固定在指定位置，放置前对中间保温层(1)的表面做粗糙处理，固定时利用界面粘结剂将其粘贴在TRC永久性模板的底板上；
(6)浇筑ECC混凝土后浇层(2)；
(7)24小时后拆除两端木模板，养护至设计强度。
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