CN1837530A - 耐冲击轻质隔声保温复合墙体及其施工工艺 - Google Patents

耐冲击轻质隔声保温复合墙体及其施工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于建筑领域，涉及一种建筑用墙体材料，具体是涉及一种复合墙体及其施工工艺。本发明所述的一种耐冲击轻质隔声保温复合墙体，由外至内包括五层结构：外表层与内表层均为复合隔声材料；外表层与内表层以内的一层为高强度层，由钢丝网、细石水泥砂浆及冷拔钢筋组成；两层高强度层之间填充高容重多孔纤维吸声材料，作为高保温吸声层；所述的复合隔声材料与高强度层粘贴并用金属钉密合。该墙体同时具有强度高、耐冲击能力高、轻质、隔声量大、隔热保温性能好、施工安装便捷的特性，可用于替代现有大部分普通墙体以及复合墙体。

Description

耐冲击轻质隔声保温复合墙体及其施工工艺
技术领域
本发明属于建筑领域，涉及一种建筑用墙体结构，具体是涉及一种复合墙体及其施工工艺。
背景技术
随着经济的发展、地价的上升和高层建筑的大量涌现，为了适应现代建筑业的高速发展，多功能墙体的需要量在不断增长。首先，为了减轻建筑物的自重，以及增加建筑物有效使用面积，人们需要轻质墙体结构，并使墙体变窄。其次，为了有效保护个人隐私或秘密，以及减少周围环境噪声的干扰，人们对居住场所的隔声有了更高的要求。对于办公场所，为了有效保护商业秘密和减少周围环境噪声的干扰，也需要隔声效果好的墙体。对于音乐厅、演播室、录音室等专业的声学建筑物，它们的隔声要求则更高。再次，为了节省能源，全世界都提出节能要求，墙体保温是有效节能的一个非常好的途径，中国北方地区冬天非常寒冷，要达到室内节能，首先要提高建筑物墙体的保温效果。再次，在经历了美国“9·11”事件后，建筑物外墙的耐冲击能力越来越受到重视。最后，由于目前大多数建筑物的墙体与梁柱框架结构是松散型连接的，遇到地震发生时，墙体先倒塌，然后把框架压垮，往往造成楼宇整体倒塌，目前仍无好的解决方案。
尽管国内外已开发出各种各样的复合墙体，但是这些复合墙体的隔声量小、保温性能差、强度低、功能少、制作施工难度大，不能满足办公场所、住宅、专业声学厅堂等日新月异的要求，影响人们的正常工作和生活。这些复合墙体只适合做一般的分室墙，由于强度不够、隔声量小，不能用作分户墙，更不能用做建筑外墙。因此，开发新型复合墙体日益成为现代建筑业发展的迫切需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐冲击轻质隔声保温复合墙体，该墙体同时具有强度高、耐冲击能力高、轻质、隔声量大、隔热保温性能好、施工安装便捷的特性，可用于替代现有大部分普通墙体以及复合墙体。
本发明所述的一种耐冲击轻质隔声保温复合墙体，由外至内包括五层结构：外表层与内表层均为复合隔声材料；外表层与内表层以内的一层为高强度层，由钢丝网、细石水泥砂浆及冷拔钢筋组成；两层高强度层之间填充高容重多孔纤维吸声材料，作为高保温吸声层；所述的复合隔声材料与高强度层粘贴并用金属钉密合。
优选地，所述的高容重多孔纤维吸声材料为高容重的离心玻璃棉板或者岩棉板。
在工程中常使用降噪系数NRC粗略地评价在语言频率范围内的吸声性能，这一数值是材料在250、500、1K、2K四个频率的吸声系数的算术平均值，四舍五入取整到0.05。一般认为NRC小于0.2的材料是反射材料，NRC大于等0.2的材料才被认为是吸声材料。当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时，常常需要使用高吸声系数的材料，如离心玻璃棉、岩棉等属于高NRC吸声材料。岩棉是玄武岩熔化后甩拉而成，纤维直径一般在10μm左右，离心玻璃棉是玻璃熔化后甩拉形成，纤维直径更细，一般在6μm以下，因此岩棉容重往往比离心玻璃棉大。本发明所称的高容重的离心玻璃棉板在业内是指容重为80-120kg/m3的离心玻璃棉板，厚度为5cm。本发明所称的高容重的岩棉板在业内是指容重超过120kg/m3的岩棉板，厚度为5cm。
优选地，所述的高强度层由钢丝网、细石水泥砂浆、冷拔钢筋组合而成，冷拔钢筋按一定间距焊接于建筑物的上、下结构层之间，钢丝网固定在冷拔钢筋上，细石水泥砂浆喷制在钢丝网上，压平、抹光。
本发明所采用的细石水泥砂浆是建筑行业通用的材料，是由水泥、细石、砂、水按照一定的配合比拌合而成，是建筑工程中常用的建筑材料之一。
所述的冷拔钢筋与建筑物上、下结构层之间的连接至少有以下几种方式：
(1)所述的冷拔钢筋按一定间距与安装于建筑物内的“工”字钢梁框架焊接；
(2)所述的冷拔钢筋与已预埋于建筑物上、下结构层的钢筋头焊接；
(3)所述的冷拔钢筋与现场安装于建筑物上、下结构层的膨胀螺丝焊接。
所述的冷拔钢筋以及钢丝网都可采用目前土木工程常用的建筑材料。
优选地，所述的冷拔钢筋的间距为100-200mm；所述钢丝网的网孔边长为5-20mm。
优选地，所述的复合隔声材料是由具有一定厚度的防火板材和隔声毡制成的多层复合结构材料；其底层和表层为防火板材，在两层防火板材之间夹设一层隔声毡，通过外力将各层压紧，或者通过粘胶将各层粘紧。
所述的防火板材选自增强纤维硅酸钙板、纸面石膏板、水泥压力板的一种或一种以上的组合。
所述的隔声毡选自高分子阻尼材料隔声毡、油毛毡、吸声棉、聚苯乙烯泡沫板、橡胶发泡材料、聚乙烯发泡材料的一种或一种以上的组合。
本发明的另一个目的在于提供一种耐冲击轻质隔声保温复合墙体的施工工艺。
本发明所述的耐冲击轻质隔声保温复合墙体的施工工艺，包括以下步骤：
A)在建筑物的上、下结构层之间焊接两排冷拔钢筋；
B)在两排冷拔钢筋之间填充高容重多孔纤维吸声材料，作为高保温吸声层；
C)将钢丝网固定在冷拔钢筋上，再喷制细石水泥砂浆，压平，抹光，制成高强度层；
D)将复合隔声材料与高强度层粘贴，用金属钉密合。
所述A步骤中，在建筑物的上、下结构层之间焊接冷拔钢筋的方式至少有以下几种：
(1)在建筑物的上、下结构层中现场安装“工”字钢梁框架，所述冷拔钢筋是与上、下钢梁焊接的；
(2)在建筑物的上、下结构层中预埋钢筋头，所述冷拔钢筋是与预埋钢筋头焊接的；
(3)在建筑物的上、下结构层中现场安装膨胀螺丝，所述冷拔钢筋是与膨胀螺丝焊接的。
本发明所述的耐冲击轻质隔声保温复合墙体，具有以下特点与优点：
(1)自重轻，≤40kg/m2，可降低建筑物自重，尤其是减轻了通常砖墙的重量，因此可减轻大量的结构荷载，大量节约钢筋和水泥，改善建筑功能，节约工程总造价；
(2)方便建筑安装施工，能缩短工时、提高工效两倍以上；
(3)在墙体可打钉、可粘贴，便于深度加工；
(4)可做成外墙、分户墙或者分室墙；
(5)作为分户墙时，隔声量可达到48dB或以上；
(6)标准砖墙的厚度规格为120mm、180mm、240mm等，而本发明所述墙体的厚度规格为65mm、120mm，因此占地面积减少，可以增加10％以上的建筑物有效使用面积，从而降低了造价；
(7)对于厚度为240mm、容重为1400kg/m3的砖墙(空心)，其导热系数约为0.58；而对于本发明所述的墙体，其内含有的厚度为50mm、容重为32kg/m3的玻璃棉，其导热系数约为0.034，因此，本发明所述墙体的保温性能非常好，特别适合在寒冷地区使用；
(8)提高建筑物的保温效果，为国家节约大量的能源；
(9)耐酸碱，不容易老化，不龟裂，韧性好，无毒，无味，无污染，无有害辐射；
(10)由于本墙体具有刚性面层材料，又内含柔性材料(如冷拔钢筋、钢丝网等)，当有强大外力冲击破坏外层时，则内层的柔性连接来抵抗外力，因此具有很强的耐冲击力；
(11)由于房屋的构筑物(如梁、柱、楼板等)与本发明所述墙体连成一个整体，因此增加了建筑物的整体强度，提高了抗震等级，可达到抗六级地震以上。安装本发明所述墙体的建筑物，遇到地震时，墙面不易垮，也使连为一体的梁、柱不易垮，从而解决了现有建筑中遇地震墙先垮再把梁、柱压垮的问题。
附图说明
图1为本发明所述的耐冲击轻质隔声保温复合墙体的总体结构示意图。
图2为本发明所述的“工”字钢梁的安装示意图。
图3为本发明所述的冷拨钢筋与图2中“工”字钢梁的焊接示意图。
图4为本发明所述的钢丝网与冷拨钢筋的安装示意图。
图5为图3中填充高保温吸声层并扎上钢丝网后的结构示意图。
图6为图5中喷制细石水泥砂浆并压平和抹光后的结构示意图。
图7为本发明所述的复合隔声材料的结构示意图。
图8为本发明所述的复合墙体用作建筑外墙的示意图，图8(a)为外立面图，显示已装好的墙体；图8(b)为剖面图，显示冷拔钢筋与上、下结构体中预埋钢筋头焊接。
图9为本发明所述的复合墙体用作分户墙的剖面图，图9(a)显示冷拔钢筋与上下结构体中预埋钢筋头焊接；图9(b)显示冷拔钢筋与上下结构体中安装的膨胀螺丝焊接；图9(c)显示冷拔钢筋与上下结构体中安装的“工”字钢梁框架焊接。
图10为本发明所述的复合墙体的建筑框架结构示意图，图10(a)显示现有普通墙体，图10(b)显示将普通墙体替换为本发明所述的复合墙体，图10(c)显示多层建筑物都采用本发明所述的复合墙体，当如箭头所示的强大外力冲击墙体时，冲击力的变化见10(d)。
具体实施方式
本发明所述的一种耐冲击轻质隔声保温复合墙体，如图1所示，所述墙体由外至内包括五层结构：外表层1与内表层1’均为复合隔声材料；外表层1与内表层1’以内的一层为高强度层2和2’；两层高强度层2和2’之间填充高容重多孔纤维吸声材料，作为高保温吸声层3；所述的复合隔声材料与高强度层粘贴并用金属钉密合。
根据工程需要和不同的用途要求，本发明所述的复合墙体可定做成各种规格的墙体。以下通过具体实施例进一步说明。
实施例一：以“工”字钢梁框架安装本发明所述耐冲击轻质隔声保温复合墙体
“工”字钢梁4的安装如图2所示，钢梁4之间的连接处要加垫薄的方形钢板，并将方形钢板与两边的钢梁焊接起来。
本发明所述的耐冲击轻质隔声保温复合墙体的施工工艺，包括以下步骤：
首先，如图3所示，在“工”字钢梁4之间焊接两排冷拔钢筋5；所述的“工”字钢梁4现场安装于建筑物的上、下结构层之间，图中未示出；
然后，在两排冷拔钢筋4之间填充高容重多孔纤维吸声材料，作为高保温吸声层7；将钢丝网6固定于冷拔钢筋4上(如图4所示)，图5显示填充了高保温吸声层7并固定钢丝网6后的结构；
接着，在钢丝网6上喷制细石水泥砂浆8，压平，抹光，制成高强度层；
最后，将复合隔声材料与高强度层粘贴，用金属钉密合。
本实施例中，所采用的复合隔声材料是由具有一定厚度的防火板材11和隔声毡12制成的多层复合结构材料；如图7所示，其底层和表层为防火板材11，在两层防火板材11之间夹设一层隔声毡12，通过外力将各层压紧，或者通过粘胶将各层粘紧。
所述的防火板材选自增强纤维硅酸钙板、纸面石膏板、水泥压力板的一种或一种以上的组合。
所述的隔声毡选自高分子阻尼材料隔声毡、油毛毡、吸声棉、聚苯乙烯泡沫板、橡胶发泡材料、聚乙烯发泡材料的一种或一种以上的组合。
实施例二：本发明所述的耐冲击轻质隔声保温复合墙体用作建筑外墙
如图8所示，在建筑物的上、下结构层之间施工安装本发明所述的耐冲击轻质隔声保温复合墙体，作为建筑外墙。如图8(b)所示，在建筑物的上、下结构层之间预埋了钢筋头9，所述冷拔钢筋5是与预埋钢筋头9焊接的。
实施例三：本发明所述的耐冲击轻质隔声保温复合墙体用作分户墙
如图9所示，在建筑物的上、下结构层之间施工安装本发明所述的耐冲击轻质隔声保温复合墙体，作为分户墙。如图9(a)所示，在建筑物的上、下结构层之间预埋了钢筋头9，所述冷拔钢筋5是与预埋钢筋头9焊接的。如图9(b)所示，在建筑物的上、下结构层中现场安装膨胀螺丝10，所述冷拔钢筋5是与膨胀螺丝10焊接的；如图9(c)所示，在建筑物的上、下结构层中现场安装“工”字钢梁4框架，所述冷拔钢筋5是与上、下钢梁4焊接的。
实施例四：本发明所述的耐冲击轻质隔声保温复合墙体用作多层建筑物的外墙当将本发明所述的耐冲击轻质隔声保温复合墙体用作多层建筑物的外墙时，其耐冲击能力得到显著的体现。通过图10(a)与图10(b)的对比，将现有普通墙体替换为本发明所述的复合墙体，不但可安装于一层楼房，还可安装在两层或者更多的楼层，如图10(c)所示。当如箭头所示的强大外力冲击本发明所述的复合墙体时，冲击力的变化如10(d)所示，当外界破坏力冲击A层墙面的复合墙体时，该层墙体要承受强大的冲击力；当上下三层即A、B1、B2层都安装了本发明所述的复合墙体时，该三层的钢筋结构连成一个整体，同一冲击力被B1与B2层分摊，正面受力的A墙面受破坏的程度减弱；当上下五层即A、B1、B2、C1、C2层都安装了本发明所述的复合墙体时，该五层的钢筋结构连成一个整体，同一冲击力被这些墙体进一步分摊，正面受力的A墙面受破坏的程度进一步减弱。同理，当整栋建筑物都安装了本发明所述的复合墙体越多时，外界极其强大和迅猛的冲击力能被显著地减弱，因而提高了建筑物的整体耐冲击能力。
实施例五：本发明所述的耐冲击轻质隔声保温复合墙体的检测
本发明所述的耐冲击轻质隔声保温复合墙体的主要检测指标见表一。
表一：本发明的主要检测指标与国家标准的对比
  检测项目   国家标准   检验结果
  耐火极限   60min   200min
  环境放射   ≤147.8nGY/H   ≤110.0nGY/H
  隔声   36dB   48dB
  重量   ≤60Kg/m2   ≤40Kg/m2
  干燥收缩值   ≤0.8mm/m   ≤0.7mm/m
  急冷急热   不起层、不裂纹   不起层、不裂纹
  抗弯破坏荷载   0.75倍板重   5.0倍板重
  抗冲击强度(30Kg袋)   冲击三次无贯通裂纹   冲击七次无贯通裂纹
  单点吊挂力(800N吊挂)   24h无贯通裂纹   48h无贯通裂纹
  软化系数   0.8   0.9
检验依据：
GB9978-88《建筑构件耐火试验方法》(中国)
GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》(中国)
GBJ75-84《建筑隔声测量规范》(中国)
GBJ121-88《建筑隔声评价标准》(中国)
JG/T3029-1995、GB6566-2000《建筑材料放射卫生防护标准》(中国)。

Claims (10)

1、一种耐冲击轻质隔声保温复合墙体，其特征在于，所述墙体由外至内包括五层结构：外表层与内表层均为复合隔声材料；外表层与内表层以内的一层为高强度层，由钢丝网、细石水泥砂浆及冷拔钢筋组成；两层高强度层之间填充高容重多孔纤维吸声材料，作为高保温吸声层；所述的复合隔声材料与高强度层粘贴并用金属钉密合。
2、根据权利要求1所述的复合墙体，其特征在于：所述的高容重多孔纤维吸声材料为高容重的离心玻璃棉板或者岩棉板。
3、根据权利要求1所述的复合墙体，其特征在于：所述的高强度层由钢丝网、细石水泥砂浆、冷拔钢筋组合而成，冷拔钢筋按一定间距焊接于建筑物的上、下结构层之间，钢丝网固定在冷拔钢筋上，细石水泥砂浆喷制在钢丝网上，压平、抹光。
4、根据权利要求3所述的复合墙体，其特征在于：所述的冷拔钢筋按一定间距与建筑物内安装的“工”字钢梁框架焊接，或者所述的冷拔钢筋与已预埋于建筑物上、下结构层的钢筋头焊接，或者所述的冷拔钢筋与现场安装于建筑物上、下结构层的膨胀螺丝焊接。
5、根据权利要求3或4所述的复合墙体，其特征在于：所述的冷拔钢筋的间距为100-200mm；所述钢丝网的网孔边长为5-20mm。
6、根据权利要求1所述的复合墙体，其特征在于：所述的复合隔声材料是由具有一定厚度的防火板材和隔声毡制成的多层复合结构材料；其底层和表层为防火板材，在两层防火板材之间夹设一层隔声毡，通过外力将各层压紧，或者通过粘胶将各层粘紧。
7、根据权利要求6所述的复合隔声材料，其特征在于：所述的防火板材选自增强纤维硅酸钙板、纸面石膏板、水泥压力板的一种或一种以上的组合。
8、根据权利要求6所述的复合隔声材料，其特征在于：所述的隔声毡选自高分子阻尼材料隔声毡、油毛毡、吸声棉、聚苯乙烯泡沫板、橡胶发泡材料、聚乙烯发泡材料的一种或一种以上的组合。
9、如权利要求1所述的耐冲击轻质隔声保温复合墙体的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A)在建筑物的上、下结构层之间焊接两排冷拔钢筋；
B)在两排冷拔钢筋之间填充高容重多孔纤维吸声材料，作为高保温吸声层；
C)将钢丝网固定在冷拔钢筋上，再喷制细石水泥砂浆，压平和抹光，制成高强度层；
D)将复合隔声材料与高强度层粘贴，再用金属钉密合。
10、根据权利要求9所述的施工工艺，其特征在于：所述A步骤中，在建筑物的上、下结构层中现场安装“工”字钢梁框架，所述冷拔钢筋是与上、下钢梁焊接的；或者在建筑物的上、下结构层中预埋钢筋头，所述冷拔钢筋是与预埋钢筋头焊接的；或者在建筑物的上、下结构层中现场安装膨胀螺丝，所述冷拔钢筋是与膨胀螺丝焊接的。
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