專利名稱：一種基于超高韌性水泥基復(fù)合材料的夾芯保溫墻體及墻板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于新型墻體材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于超高韌性水泥基復(fù)合材料的夾芯保溫墻體及墻板。
背景技術(shù)：
地震、臺風(fēng)、洪水等自然災(zāi)害的發(fā)生往往會對建筑結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞，特別對于建筑外墻板，由于其直接承受地震作用、水平風(fēng)荷載作用以及洪水沖擊而損傷嚴(yán)重，外墻材料的災(zāi)后維護(hù)費用十分高昂。為實現(xiàn)實用效益一體化，在注重結(jié)構(gòu)設(shè)計原則的基礎(chǔ)上發(fā)揮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力、穩(wěn)定性和延性，就必須重視建筑材料的選擇。墻體材料作為建材中的主體部分，其各方面性質(zhì)的優(yōu)劣直接影響建筑的整體性能。目前，大部分墻體材料的選擇都是從節(jié)能低碳的角度出發(fā)，如泡沫混凝土、膨脹珍珠巖、陶粒砌塊等，此類材料雖具有保溫隔聲等優(yōu)點，但厚度大、強度低、易開裂，耐久性差。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種集多種功能于一體的基于超高韌性水泥基復(fù)合材料的夾芯保溫墻體。為此，本實用新型采用以下技術(shù)方案所述墻體由墻板拼接形成；所述墻板為三明治結(jié)構(gòu)，采用由水泥基材料構(gòu)成的板材作為兩側(cè)面板，所述水泥基材料為超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC，兩側(cè)面板之間填充保
溫隔熱隔聲夾芯層。在采用上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可采用以下進(jìn)一步的技術(shù)方案所述保溫隔熱隔聲夾芯層可采用泡沫混凝土保溫板或者泡沫石棉或者納米氣凝膠保溫氈。在超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC中還摻加短切纖維，所述短切纖維為聚乙烯纖維(PE)、聚乙烯醇纖維(PVA)、碳纖維、鋼纖維、混雜纖維中的一種或任意種的任意組合，短切纖維的長度一般在5-15mm,短切纖維相對于墻板的體積摻量為1% 3%。由超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC構(gòu)成的板材的齡期為56d時的抗壓強度為42 57MPa、極限拉應(yīng)變?yōu)?. 8% 7. 5%、抗拉強度為4 10 MPa、抗彎強度為10 20 MPa、導(dǎo)熱系數(shù)為O. 529w/m. k ;添加短切纖維的砂漿基體的坍落度筒擴(kuò)展直徑范圍為60mnT75mm之間。超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC的砂漿基體各組成質(zhì)量之比為水泥水精細(xì)骨料粉煤灰硅灰?；郀t礦渣偏高嶺土 =1 (O. 27 2. 2) (0 3) (0 6· 9) (0 0· 3)((Γ0. 55) ((Γ0. 4)，其中精細(xì)骨料的最大粒徑不大于O. 55mm，粉煤灰、硅灰、?；郀t礦渣、偏高嶺土的重量不同時為零，此外，在砂漿基體中還添加短切纖維，短切纖維相對于墻板的體積摻量為1% 3% ；所述墻體作為非承重墻時，由超高韌性水泥基復(fù)合材料構(gòu)成的面板的厚度為5 10mm，其面密度約為l(T20kg/ Hl2，夾芯層厚度為5 10mm，墻體總厚度約為15 30mm。所述墻板設(shè)有預(yù)埋連接件，所述墻板間連接采用焊接或螺栓拼接；或者/和，所述墻板間采用斜向鐵銷連接。所述墻板的底部和上端與建筑物間采用槽形龍骨連接，所述墻體的外側(cè)墻板的側(cè)面和建筑物間采用槽形龍骨連接；所述墻板嵌入所述槽形龍骨的槽中，所述槽形龍骨和建筑物連接，所述墻板和槽形龍骨連接。所述墻板的上端與建筑物間采用砂漿粘結(jié)，并在砂漿外側(cè)噴涂所述超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC ;所述墻體的外側(cè)墻板的側(cè)面和建筑物間采用砂漿粘結(jié)，并在所述砂漿外側(cè)噴涂所述超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC ;所述墻板的下端與建筑物間用所述超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC連接，并在墻板的下端外鋪設(shè)地板，使地板和所述墻體剛性連接。所述夾芯層表面涂有粘結(jié)劑，使得所述面板與所述夾芯層緊密黏合。本實用新型的另一個目的在于提供一種集多種功能于一體的基于超高韌性水泥基復(fù)合材料的夾芯保溫墻板。為此，本實用新型采用以下技術(shù)方案所述墻板為三明治結(jié)構(gòu)，采用由水泥基材料構(gòu)成的板材作為兩側(cè)面板，所述水泥基材料為超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC，兩側(cè)面板之間填充保溫隔熱隔聲夾芯層。由于采用本實用新型的技術(shù)方案，本實用新型的效果和益處是結(jié)合了超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC和保溫隔熱隔聲夾芯層的不同優(yōu)點，使得本實用新型墻板集多種功能于一身，具備薄壁、抗裂、抗?jié)B、抗沖擊，保溫隔聲、抗震消能等功能；預(yù)制成的墻板既可以用于結(jié)構(gòu)體系的外墻，也可作為內(nèi)部隔墻。本實用新型的超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC本身具有非常強的地震能量吸收能力、抗疲勞特性、控裂抗?jié)B、防火性能等特點，作為墻體板材，可有效減少墻體后期維護(hù)費用，如果位于地震高發(fā)區(qū)的建筑，在滿足建筑節(jié)能的要求下，能有效控制甚至防止墻體在地震作用下的破壞，且具有較好的經(jīng)濟(jì)性，對于處在特殊環(huán)境(濱海地區(qū))或者地震高發(fā)地帶的建筑，由于墻板本身控裂抗?jié)B、防火以及抗震消能等多種特征，采用該種復(fù)合墻板均能很好地滿足設(shè)計要求。本實用新型墻板預(yù)制方便、運輸輕松、安裝簡潔；超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC具有較高的損傷容限，因此，既可預(yù)留孔洞，亦可在安裝時鉆孔而不碎裂，既可完全采取組裝形式的干作業(yè)，也可現(xiàn)場噴射超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC進(jìn)行預(yù)制板拼接，使得本實用新型的墻體能廣泛應(yīng)用在處于各種復(fù)雜地形、特殊環(huán)境中的建筑結(jié)構(gòu)中，具有廣闊的應(yīng)用前景。本實用新型在安裝完成后，墻板外表層可不涂防水層，直接進(jìn)行外表面裝飾。墻板厚度約為15 30mm，墻板雙面各抹上20mm的水泥砂漿后，厚度僅為55 70mm，與24磚墻比較可增加有效使用面積75%，直接提高綜合效益。

圖1為本實用新型墻體結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2為本實用新型墻體作為內(nèi)部隔墻時，其安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型用于外墻時，其安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明直接噴射超高韌性水泥基復(fù)合材料及與地面連接的構(gòu)造示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖進(jìn)一步詳細(xì)敘述本實用新型。所述墻體由墻板拼接形成；參照圖1，所述墻板為三明治結(jié)構(gòu)，采用由水泥基材料構(gòu)成的板材作為兩側(cè)面板1，所述水泥基材料為超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC，兩側(cè)面板之間填充保溫隔熱隔聲夾芯層2。所述保溫隔熱隔聲夾芯層為泡沫混凝土保溫板或者泡沫石棉或者納米氣凝膠保溫租。在超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC中還摻加短切纖維，所述短切纖維為聚乙烯纖維(PE)、聚乙烯醇纖維(PVA)、碳纖維、鋼纖維、混雜纖維中的一種或任意種的任意組合，短切纖維相對于墻板的體積摻量為19Γ3%。超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC的砂漿基體各組成質(zhì)量之比為水泥水精細(xì)骨料粉煤灰硅灰?；郀t礦渣偏高嶺土 =1 (O. 27 2. 2) (0 3) (0 6· 9) (0 0· 3)((Γ0. 55) ((Γ0. 4)，其中精細(xì)骨料的最大粒徑不大于O. 55mm，粉煤灰、硅灰、?；郀t礦渣、偏高嶺土的重量不同時為零，此外，在砂漿基體中還添加短切纖維，短切纖維相對于墻板的體積摻量為1°/Γ3% ;由超高韌性水泥基復(fù)合材料構(gòu)成的板材的齡期為56d時的抗壓強度為42 57MPa、極限拉應(yīng)變?yōu)?. 8% 7. 5%、抗拉強度為4 10 MPa、抗彎強度為10 20 MPa、導(dǎo)熱系數(shù)為O. 529w/m. k ;添加短切纖維的砂漿基體的坍落度筒擴(kuò)展直徑范圍為60mnT75mm之間。所述墻體作為非承重墻時，由超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC構(gòu)成的面板I的厚度為5 10mm，其面密度約為l(T20kg/ m2，夾芯層厚度為5 10mm，墻體總厚度約為15 30mm。所述夾芯層2表面涂有粘結(jié)劑，使得面板I與所述夾芯層2緊密黏合。由超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC構(gòu)成的面板的預(yù)制過程簡潔靈活。首先制作滿足分層澆筑的預(yù)制模具，模具厚度約為15mnT30mm。將超高韌性水泥基復(fù)合材料砂漿基體與纖維混合后澆筑入模具，然后放置并且固定表面經(jīng)過粘結(jié)劑處理過的夾芯層2，即保溫絕熱隔聲板，最后再澆筑另一側(cè)的超高韌性水泥基復(fù)合材料構(gòu)成的面板。夾芯層位于墻板中央，厚度約為兩側(cè)超高韌性水泥基復(fù)合材料構(gòu)成的面板厚度各為5"l0mm。預(yù)制面板經(jīng)過養(yǎng)護(hù)一拆模一養(yǎng)護(hù)過程直至達(dá)到所需強度，最后用運輸車運往成品堆場。 墻板安裝方法如下所述由于超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC構(gòu)成的面板的高損傷容限，本實用新型的墻板之間可以采用螺栓拼接。如果墻板用作內(nèi)部隔墻，如圖2所示，具體安裝步驟如下(1)根據(jù)圖紙隔墻位置制線；(2)將第一塊墻板4嵌入槽形沿頂龍骨2、槽形沿地龍骨3的槽中，向墻壁方向推動，至墻板一端與槽形沿墻龍骨I的槽貼緊為止，并用射釘或鋼釘與龍骨固定；(3)將下一塊墻板嵌入沿頂、沿地槽形龍骨的槽中，向上一塊安裝板方向推動，墻板和墻板之間可以采用螺栓等緊固件預(yù)埋或者斜向打入的鐵銷固定拼裝；依次安裝，直至最后一塊墻板；(4)最后一塊墻板的安裝，首先用射釘或者鋼釘將最后一塊墻板與沿地、沿頂、沿墻龍骨固定，然后再與最后第二塊板進(jìn)行固定拼裝，可以采用螺栓等緊固件或鐵銷固定；(5)采用防水密封膏密封墻面和墻板之間的縫隙以及墻體四周的縫隙。以上所述的結(jié)合方式為可滑動的結(jié)合方式，不僅有利于結(jié)構(gòu)在地震和水平風(fēng)等作用下產(chǎn)生微小位移，具有優(yōu)良的抗震性能，而且相比較傳統(tǒng)的隔墻板安裝方法，該種方法充分利用了本實用新型墻板質(zhì)輕、容許直接進(jìn)行射釘或螺栓緊固拼裝的特點，操作簡單快速。如果本實用新型墻板用作 外掛墻板，構(gòu)成建筑物外墻時，則如圖3所示。本實用新型墻板可以采用連接板3、彎板5、螺栓4與外墻結(jié)構(gòu)體系6進(jìn)行連接，外掛墻板與連接板3之間采用粘結(jié)，并在墻板與墻板的間隙中涂抹外墻專用耐候膠。相比較傳統(tǒng)的外掛式墻板(需要在結(jié)構(gòu)體系外側(cè)，外墻板內(nèi)側(cè)填充隔熱材料)，該種墻板有效地實現(xiàn)了美觀與節(jié)能的一體化，安裝過程快速簡單，能有效縮短施工工期。附圖標(biāo)號I為超高韌性水泥基復(fù)合材料構(gòu)成的面材，附圖標(biāo)號2為保溫隔熱隔聲夾芯層。 由于超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC構(gòu)成的面板采用噴射和澆筑形成，差別很小，因此為了便于施工，也可采用直接噴射超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC的方法來拼接墻板。噴射超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC，需要在纖維分布均勻分散的條件下，調(diào)節(jié)超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC的砂漿基體新鮮拌合物的流變性能達(dá)到噴射要求后進(jìn)行。如圖4所示，具體步驟如下(I)根據(jù)圖紙上隔墻位置制線；(2)架立靠放隔墻板的臨時定位方木，中間用支柱支撐；(3)安裝墻板3，在墻板3的上端及側(cè)面的粘結(jié)表面鋪抹粘結(jié)砂漿2，將第一塊墻板3靠緊上、下定位方木，使其與柱(或者墻)相互粘結(jié)，然后撬起墻板3的下端，打入木楔4 ; (4)在墻板3與梁、地面、相鄰墻板之間的縫隙中噴射超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC，鞏固相互之間的連接，等噴射上去的UHTCC形成一定強度后，撬出木楔，再噴射超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC，填充木楔被撬出后所留的空位，連接墻板下端和地；
(5)最后再鋪設(shè)地板，使墻板與地板之間形成剛性連接。墻板的安裝以及驗收應(yīng)滿足《GB50574-2010墻體材料應(yīng)用統(tǒng)一技術(shù)》中的要求。
權(quán)利要求1.一種基于超高韌性水泥基復(fù)合材料的夾芯保溫墻體，其特征在于所述墻體由墻板拼接形成；所述墻板為三明治結(jié)構(gòu)，采用由水泥基材料構(gòu)成的板材作為兩側(cè)面板，所述水泥基材料為超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC，兩側(cè)面板之間填充保溫隔熱隔聲夾芯層。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于超高韌性水泥基復(fù)合材料的夾芯保溫墻體，其特征在于所述保溫隔熱隔聲夾芯層采用泡沫混凝土保溫板或者泡沫石棉或者納米氣凝膠保溫氈。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于超高韌性水泥基復(fù)合材料的夾芯保溫墻體，其特征在于由超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC構(gòu)成的板材的齡期為56d時的抗壓強度為42 57MPa、極限拉應(yīng)變?yōu)?.89Γ7. 5%、抗拉強度為4 10 MPa、抗彎強度為10 20 MPa、導(dǎo)熱系數(shù)為O. 529w/m. k ;添加短切纖維的砂漿基體的坍落度筒擴(kuò)展直徑范圍為60mnT75mm之間。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于超高韌性水泥基復(fù)合材料的夾芯保溫墻體，其特征在于它作為非承重墻時，由超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC構(gòu)成的面板的厚度為5 10mm，其面密度約為l(T20kg/m2，夾芯層厚度為5 10mm，墻體總厚度約為15 30mm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于超高韌性水泥基復(fù)合材料的夾芯保溫墻體，其特征在于，所述墻板設(shè)有預(yù)埋連接件，所述墻板間連接采用焊接或螺栓拼接；或者/和，所述墻板間采用斜向鐵銷連接。
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于超高韌性水泥基復(fù)合材料的夾芯保溫墻體，其特征在于，所述墻板的底部和上端與建筑物間采用槽形龍骨連接，所述墻體的外側(cè)墻板的側(cè)面和建筑物間采用槽形龍骨連接；所述墻板嵌入所述槽形龍骨的槽中，所述槽形龍骨和建筑物連接，所述墻板和槽形龍骨連接。
7.如權(quán)利要求1所述的一種基于超高韌性水泥基復(fù)合材料的夾芯保溫墻體，其特征在于，所述墻板的上端與建筑物間采用砂漿粘結(jié)，并在砂漿外側(cè)噴涂所述超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC ;所述墻體的外側(cè)墻板的側(cè)面和建筑物間采用砂漿粘結(jié)，并在所述砂漿外側(cè)噴涂所述超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC ;所述墻板的下端與建筑物間用所述超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC連接，并在墻板的下端外鋪設(shè)地板，使地板和所述墻體剛性連接。
8.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于超高韌性水泥基復(fù)合材料的夾芯保溫墻體，其特征在于，所述夾芯層表面涂有粘結(jié)劑，使得所述面板與所述夾芯層緊密黏合。
9.一種基于超高韌性水泥基復(fù)合材料的夾芯保溫墻板，其特征在于所述墻板為三明治結(jié)構(gòu)，采用由水泥基材料構(gòu)成的板材作為兩側(cè)面板，所述水泥基材料為超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC，兩側(cè)面板之間填充保溫隔熱隔聲夾芯層。
專利摘要本實用新型提供了一種基于超高韌性水泥基復(fù)合材料的夾芯保溫墻體及墻板。所述墻體由墻板拼接形成；所述墻板為三明治結(jié)構(gòu)，采用由水泥基材料構(gòu)成的板材作為兩側(cè)面板，所述水泥基材料為超高韌性水泥基復(fù)合材料UHTCC，兩側(cè)面板之間填充保溫隔熱隔聲夾芯層。本實用新型墻板集多種功能于一身，具備薄壁、抗裂、抗?jié)B、抗沖擊，保溫隔聲、抗震消能等功能；預(yù)制成的墻板既可以用于結(jié)構(gòu)體系的外墻，也可作為內(nèi)部隔墻。本實用新型墻體能廣泛應(yīng)用在處于各種復(fù)雜地形、特殊環(huán)境中的建筑結(jié)構(gòu)中，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號E04B2/74GK202899427SQ20122032715
公開日2013年4月24日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者徐世烺, 李慶華, 沈玲華, 王激揚 申請人:杭州固華復(fù)合材料科技有限公司