CN116927382A - 一种膜壳剪力墙结构及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种膜壳剪力墙结构,包括位于两侧的模壳以及用于将所述模壳连接在一起的对拉连接件,且所述对拉连接件的端部与所述模壳浇筑在一起,所述模壳的制作原料包括硅酸盐水泥、粉煤灰、碎石、天然砂、钼尾矿、水和减水剂。上述模壳剪力墙结构能够在更低的制作成本和运输成本的基础上,有效提高膜壳的延性、韧性和抗冲击性,且实现了废物利用,成本更低,且对环境更加友好。本申请还公开了一种模壳剪力墙结构的制备方法,具有同样的优点。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域,特别是涉及一种膜壳剪力墙结构及制备方法。
背景技术
混凝土作为建筑结构中的一种常见的工程材料,其抗拉强度较差、延性韧性不足、易受环境影响,而采用现有的普通混凝土制作膜壳时,为了防止在膜壳内浇筑混凝土的过程中因为混凝土的冲击力将膜壳与对拉连接件分离,就需要将膜壳制作的非常厚,这就导致膜壳的制作成本和运输成本都大大增加,且占用的建筑空间更大,另外,制作模壳采用的原料也不够环保。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种膜壳剪力墙结构及制备方法,能够在更低的制作成本和运输成本的基础上,有效提高膜壳的延性、韧性和抗冲击性,且实现了废物利用,成本更低,且对环境更加友好。
本发明提供的一种膜壳剪力墙结构包括位于两侧的模壳以及用于将所述模壳连接在一起的对拉连接件,且所述对拉连接件的端部与所述模壳浇筑在一起,所述模壳的制作原料包括硅酸盐水泥、粉煤灰、碎石、天然砂、钼尾矿、水和减水剂。
优选的,在上述膜壳剪力墙结构中,所述模壳的制作原料还包括钢纤维和PVA纤维。
优选的,在上述膜壳剪力墙结构中,所述模壳的制作原料还包括偏高岭土。
优选的,在上述膜壳剪力墙结构中,所述模壳的制作原料还包括硅灰。
优选的,在上述膜壳剪力墙结构中,所述模壳的制作原料包括400份至600份硅酸盐水泥、100份至150份粉煤灰、700份至800份碎石、400份至600份天然砂、100份至200份钼尾矿、250份至280份水和5份至10份减水剂。
优选的,在上述膜壳剪力墙结构中,所述模壳的制作原料还包括80份至125份钢纤维和5份至15份PVA纤维。
优选的,在上述膜壳剪力墙结构中,所述模壳的制作原料包括250份至350份硅酸盐水泥、100份至150份粉煤灰、150份至250份偏高岭土、400份至600份天然砂、100份至200份钼尾矿、80份至125份钢纤维、5份至15份PVA纤维、250份至280份水和5份至10份减水剂。
优选的,在上述膜壳剪力墙结构中,所述钢纤维长度为10mm至60mm,直径为0.2mm至0.6mm,所述PVA纤维的长度为4mm至12mm,直径为18um至22um。
优选的,在上述膜壳剪力墙结构中,所述模壳的厚度为15mm至30mm。
本发明提供的一种膜壳剪力墙结构的制备方法包括:
将具有模壳的制作原料的混凝土搅拌均匀,在模台上浇筑第一面膜壳,在浇筑的混凝土未凝固时,将对拉连接件的第一端插入混凝土内,当浇筑的混凝土完全凝固,所述对拉连接件的第一端与所述第一面韧性膜壳成为整体;
在凝固好的第一面膜壳上绑扎钢筋笼;
在模台上浇筑第二面膜壳,在浇筑的混凝土未凝固时,将所述第一面膜壳倒扣在混凝土内,当混凝土完全凝固时,所述对拉连接件将两面膜壳连接为一个整体;
当到达养护强度后,在两个所述膜壳的空腔内浇筑混凝土剪力墙。
通过上述描述可知,本发明提供的上述膜壳剪力墙结构,由于所述模壳的制作原料包括硅酸盐水泥、粉煤灰、碎石、天然砂、钼尾矿、水和减水剂,可见采用的是回收利用的钼尾矿,这种钼尾矿能填充混凝土的孔隙,优化孔隙结构,提高混凝土的密实度,钼尾矿材料表面粗糙和棱角分明的不规则形状能有效改善骨料界面之间的粘结,可以提高混凝土的强度,从而该模壳剪力墙结构能够在更低的制作成本和运输成本的基础上,有效提高膜壳的延性、韧性和抗冲击性,且实现了废物利用,成本更低,且对环境更加友好。本发明提供的上述模壳剪力墙结构的制备方法具有同样的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种膜壳剪力墙结构的实施例的示意图;
图2为本发明提供的一种膜壳剪力墙结构的制备方法的实施例的示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种膜壳剪力墙结构及制备方法,能够在更低的制作成本和运输成本的基础上,有效提高膜壳的延性、韧性和抗冲击性,且实现了废物利用,成本更低,且对环境更加友好。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种膜壳剪力墙结构的实施例如图1所示,图1为本发明提供的一种膜壳剪力墙结构的实施例的示意图,该模壳剪力墙结构包括位于两侧的模壳1以及用于将模壳1连接在一起的对拉连接件2,且对拉连接件2的端部与模壳1浇筑在一起,模壳1的制作原料包括硅酸盐水泥、粉煤灰、碎石、天然砂、钼尾矿、水和减水剂。
具体的,上述模壳1的制作原料可以包括400份至600份硅酸盐水泥、100份至150份粉煤灰、700份至800份碎石、400份至600份天然砂、100份至200份钼尾矿、250份至280份水和5份至10份减水剂,当然也可以根据实际需要对这些份数进行适应性调整,此处并不限制,这种钼尾矿是一种矿物废料,露天贮存是常用的处理方式,不仅对生态环境影响巨大,而且占用大量土地资源,因此,为了保护生态环境及废物利用,采用适量钼尾矿替代天然砂制备膜壳,有以下优势:钼尾矿的颗粒更细,适当比例的钼尾矿能填充混凝土的孔隙,优化孔隙的结构,提高混凝土的密实度,钼尾矿材料表面粗糙和棱角分明的不规则形状能有效改善骨料界面之间的粘结,从而提高混凝土的强度,通过检测可知,添加钼尾矿之后,相对于之前不添加钼尾矿的方案来说,立方体抗压强度从33.75MPa提高到了36.5MPa,劈裂抗拉强度从2.93MPa提高到了3.35MPa,轴心抗压强度从30.28MPa提高到了32.43MPa,孔隙率从1.8%下降到了1.62%,坍落度从123mm下降到了106mm。其中,普通硅酸盐水泥强度等级可以为PO42.5R,粉煤灰密度可以为2.11g/cm3,细度为12um,碎石粒径可以为5mm,表观密度为2835kg/m3,堆积密度为1720kg/m3,天然砂表观面积可以为2689kg/m3,吸水率可以为0.5%,钼尾矿表观面积为2550kg/m3,堆积密度1350-1450kg/m3,细度模数为1,钢纤维长度可以为10-60mm,直径为0.2-0.6mm,长径比为30-100,密度为7.8g/cm3,抗拉强度为2500MPa,弹性模量为210GPa,PVA纤维长度可以为4-12mm,直径为20±2um,长径比可以为200-600,密度可以为1.2g/cm3,抗拉强度可以为1600MPa,弹性模量可以为42.8GPa,减水剂可以为萘系高效减水剂或者聚羧酸高效减水剂等等。
通过上述描述可知,本发明提供的上述膜壳剪力墙结构的实施例中,由于模壳的制作原料包括硅酸盐水泥、粉煤灰、碎石、天然砂、钼尾矿、水和减水剂,可见采用的是回收利用的钼尾矿,这种钼尾矿能填充混凝土的孔隙,优化孔隙结构,提高混凝土的密实度,钼尾矿材料表面粗糙和棱角分明的不规则形状能有效改善骨料界面之间的粘结,可以提高混凝土的强度,从而该模壳剪力墙结构能够在更低的制作成本和运输成本的基础上,有效提高膜壳的延性、韧性和抗冲击性,且实现了废物利用,成本更低,且对环境更加友好。
在上述膜壳剪力墙结构的一个具体实施例中,模壳1的制作原料还可以包括钢纤维和PVA纤维。其中一个优选份数如下:模壳的制作原料可以包括80份至125份钢纤维和5份至15份PVA纤维。更具体的,模壳1的制作原料可以包括250份至350份硅酸盐水泥、100份至150份粉煤灰、150份至250份偏高岭土、400份至600份天然砂、100份至200份钼尾矿、80份至125份钢纤维、5份至15份PVA纤维、250份至280份水和5份至10份减水剂。而且,钢纤维长度可以优选为10mm至60mm,直径可以优选为0.2mm至0.6mm,PVA纤维的长度可以优选为4mm至12mm,直径可以优选为18um至22um。需要说明的是,纤维混凝土是指由水泥、骨料、水以及各种不同形状、长径比的不连续纤维等材料混合而成的混凝土,其中,纤维作为混凝土的性能增强材料,可以有效地提高混凝土的强度、韧性和耐久性。钢纤维混凝土是目前作为工程结构材料用途最广、用量较大的一种纤维混凝土,与普通的混凝土相比,具有优良的力学性能,同时,长期变形性能也较好。PVA纤维具有良好的强度和弹性模量,既能有效抑制混凝土的早期塑性裂缝,又能提高混凝土的韧性和抗冲击性能。但在混凝土中加入单一纤维材料只能发挥这种纤维的优点,而不是整体的优势,体现了单掺纤维的局限性。因此,采用钢-PVA混掺纤维,混掺纤维混凝土可以抑制不同结构层次裂缝的产生和扩展,发挥多向、多层次的效果,提高混凝土性能。
需要说明的是,对于含有纤维的混凝土,只有当纤维均匀分散在混凝土基体的内部时,才能充分发挥纤维的作用,所以应尽可能避免纤维出现打结、成团现象,因此,采用先干拌后湿拌的搅拌方式,具体的制备流程如下:首先将粗骨料、细骨料进行干搅,时间可以为2分钟,其次预先将纤维人工搓散后手工缓慢均匀撒入纤维,先撒入钢纤维搅拌3分钟,后撒入PVA或PE纤维搅拌2分钟,尽量使纤维均匀分布在混凝土中,最后加入掺有减水剂的水搅拌2分钟,这些种类的纤维的加入能大幅度增强混凝土的强度和韧性,且能提高混凝土膜壳与对拉连接件之间的拉锚力,通过检测可知,这种情况下的立方体抗压强度为42.68MPa,劈裂抗拉强度为4.24MPa,轴心抗压强度为38.92MPa,孔隙率为1.21%,坍落度为68mm。通过实际检测可知,纤维的加入对混凝土强度可以产生积极的影响,而纤维混凝土强度的提高主要是因为阻裂和增韧两个方面,当纤维均匀分布在混凝土内时,由于纤维与浆体之间具有较强的粘结力,当裂缝进一步扩大时,可及时被相邻钢纤维阻挡,防止裂缝的开展,从而提高混凝土的抗开裂能力,韧性的提高是由于纤维桥接-脱粘-滑动失效模式,将产生更多的耗散能量。
在上述膜壳剪力墙结构的另一个具体实施例中,模壳1的制作原料还可以包括偏高岭土,在这种情况下,份数可以如下所述:硅酸盐水泥250-350份、粉煤灰100-150份、偏高岭土150-250份、天然砂400-600份、钼尾矿100-200份、钢纤维80-125份、PVA纤维5-15份、水250份、减水剂5份。其中,普通硅酸盐水泥强度等级可以为PO42.5R,粉煤灰的密度可以为2.11g/cm3,细度可以为12um,天然砂的表观面积可以为2689kg/m3,吸水率可以为0.5%,钼尾矿表观面积可以为2550kg/m3,堆积密度可以为1350-1450kg/m3,细度模数为1,偏高岭土活性指数≥110%,粒径为1-10μm,相对小于水泥颗粒,呈白色粉末状,钢纤维长度为10-60mm,直径0.2-0.6mm,长径比为30-100,密度为7.8g/cm3,抗拉强度2500MPa,弹性模量210GPa,PVA纤维长度为4-12mm,直径20±2um,长径比为200-600,密度为1.2g/cm3,抗拉强度为1600MPa,弹性模量为42.8GPa,减水剂可以为聚羧酸减水剂、聚羧酸高效减水剂等,通过检测可知,这种情况下的立方体抗压强度为43.8MPa,劈裂抗拉强度为4.67MPa,轴心抗压强度为39.15MPa,孔隙率为1.14%,坍落度为73mm。
在上述膜壳剪力墙结构的又一个具体实施例中,模壳的制作原料还可以优选的包括硅灰。具体的,可以包括硅酸盐水泥400-600份,硅灰100-150份、天然砂400-600份、钼尾矿100-200份、钢纤维80-125份、PVA纤维5-15份、水250份、减水剂5份,其中,普通硅酸盐水泥强度等级为PO42.5R,硅灰密度为2.2g/cm3-2.5g/cm3,比表面积为15-20m2/g,松散堆积密度为200-300g/m3,粒径为0.1-1.0μm,天然砂的表观面积可以优选为2689kg/m3,吸水率为0.5%,钼尾矿表观面积可以为2550kg/m3,堆积密度为1350-1450kg/m3,细度模数为1,钢纤维长度可以为10-60mm,直径为0.2-0.6mm,长径比为30-100,密度为7.8g/cm3,抗拉强度2500MPa,弹性模量210GPa,PVA纤维长度可以为4-12mm,直径为20±2um,长径比为200-600,密度为1.2g/cm3,抗拉强度为1600MPa,弹性模量为42.8GPa,通过检测可知,这种情况下的立方体抗压强度为42.85MPa,劈裂抗拉强度为4.52MPa,轴心抗压强度为39.03MPa,孔隙率为1.16%,坍落度为70mm。
在上述膜壳剪力墙结构的一个优选实施例中,模壳的厚度可以为15mm至30mm,这样可以在保证强度的基础上,降低整体重量,从而可以降低运输成本,而且所需材料也更少,从而生产成本也可以降低。另外,上述对拉连接件2的两端可以优选为分别弯折90°,对拉连接件2可以优选为高强不锈钢且表面设置螺纹,增强与混凝土之间的锚固力,从而可以进一步提升整体的稳定性。
本发明提供的一种膜壳剪力墙结构的制备方法的实施例如图2所示,图2为本发明提供的一种膜壳剪力墙结构的制备方法的实施例的示意图,该方法可以包括如下步骤:
S1:将具有模壳的制作原料的混凝土搅拌均匀,在模台上浇筑第一面膜壳,在浇筑的混凝土未凝固时,将对拉连接件的第一端插入混凝土内,当浇筑的混凝土完全凝固,对拉连接件的第一端与第一面韧性膜壳成为整体;
S2:在凝固好的第一面膜壳上绑扎钢筋笼;
S3:在模台上浇筑第二面膜壳,在浇筑的混凝土未凝固时,将第一面膜壳倒扣在混凝土内,当混凝土完全凝固时,对拉连接件将两面膜壳连接为一个整体;
S4:当到达养护强度后,在两个膜壳的空腔内浇筑混凝土剪力墙。
需要说明的是,制作原料可以包括硅酸盐水泥、粉煤灰、碎石、天然砂、钼尾矿、水和减水剂,因此能够在更低的制作成本和运输成本的基础上,有效提高膜壳的延性、韧性和抗冲击性,且实现了废物利用,成本更低,且对环境更加友好。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种膜壳剪力墙结构,包括位于两侧的模壳以及用于将所述模壳连接在一起的对拉连接件,且所述对拉连接件的端部与所述模壳浇筑在一起,其特征在于,所述模壳的制作原料包括硅酸盐水泥、粉煤灰、碎石、天然砂、钼尾矿、水和减水剂。
2.根据权利要求1所述的膜壳剪力墙结构,其特征在于,所述模壳的制作原料还包括钢纤维和PVA纤维。
3.根据权利要求2所述的膜壳剪力墙结构,其特征在于,所述模壳的制作原料还包括偏高岭土。
4.根据权利要求1所述的膜壳剪力墙结构,其特征在于,所述模壳的制作原料还包括硅灰。
5.根据权利要求1所述的膜壳剪力墙结构,其特征在于,所述模壳的制作原料包括400份至600份硅酸盐水泥、100份至150份粉煤灰、700份至800份碎石、400份至600份天然砂、100份至200份钼尾矿、250份至280份水和5份至10份减水剂。
6.根据权利要求5所述的膜壳剪力墙结构,其特征在于,所述模壳的制作原料还包括80份至125份钢纤维和5份至15份PVA纤维。
7.根据权利要求3所述的膜壳剪力墙结构,其特征在于,所述模壳的制作原料包括250份至350份硅酸盐水泥、100份至150份粉煤灰、150份至250份偏高岭土、400份至600份天然砂、100份至200份钼尾矿、80份至125份钢纤维、5份至15份PVA纤维、250份至280份水和5份至10份减水剂。
8.根据权利要求2所述的膜壳剪力墙结构,其特征在于,所述钢纤维长度为10mm至60mm,直径为0.2mm至0.6mm,所述PVA纤维的长度为4mm至12mm,直径为18um至22um。
9.根据权利要求1-8任一项所述的膜壳剪力墙结构,其特征在于,所述模壳的厚度为15mm至30mm。
10.一种膜壳剪力墙结构的制备方法,其特征在于,包括:
将具有模壳的制作原料的混凝土搅拌均匀,在模台上浇筑第一面膜壳,在浇筑的混凝土未凝固时,将对拉连接件的第一端插入混凝土内,当浇筑的混凝土完全凝固,所述对拉连接件的第一端与所述第一面韧性膜壳成为整体;
在凝固好的第一面膜壳上绑扎钢筋笼;
在模台上浇筑第二面膜壳,在浇筑的混凝土未凝固时,将所述第一面膜壳倒扣在混凝土内,当混凝土完全凝固时,所述对拉连接件将两面膜壳连接为一个整体;
当到达养护强度后,在两个所述膜壳的空腔内浇筑混凝土剪力墙。
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