本發(fā)明涉及一種預(yù)制建筑節(jié)能墻體，屬于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種預(yù)制三明治式夾芯保溫墻板。

背景技術(shù)：

隨著全面建設(shè)小康社會的逐步推進(jìn)，房屋建筑面積逐年增加，建筑能耗占全國能耗總量的33％以上，國家和地方的“十二五”建設(shè)規(guī)劃中將建筑節(jié)能作為主要節(jié)能建設(shè)目標(biāo)之一。預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)作為一種符合工業(yè)化生產(chǎn)方式的結(jié)構(gòu)形式，具有施工速度快、勞動強(qiáng)度低、噪音污染與濕作業(yè)少和產(chǎn)品質(zhì)量易控制等優(yōu)勢，在發(fā)達(dá)國家得到了廣泛應(yīng)用。采用預(yù)制裝配的建筑施工方法可以有效節(jié)約資源和能源，提高材料在實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能和結(jié)構(gòu)性能方面的利用率，克服施工場地和環(huán)境條件對現(xiàn)場施工的限制，減少現(xiàn)場施工勞動力數(shù)量，減少建筑垃圾和施工對環(huán)境的不良影響，提高建筑功能和結(jié)構(gòu)性能。預(yù)制裝配式住宅的推廣將較大程度的降低建筑過程產(chǎn)生的能耗，而圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱處理對建筑運(yùn)行能耗降低有著重大的意義。

裝配式建筑的圍護(hù)體系一般采用外掛式體系，預(yù)制外掛墻板與框架結(jié)構(gòu)相結(jié)合，便形成了預(yù)制外掛墻板框架結(jié)構(gòu)。目前的預(yù)制外掛墻板多采用三明治式保溫系統(tǒng)，外掛墻板從外到內(nèi)依次為裝飾保護(hù)層、保溫層、結(jié)構(gòu)層，并通過剪力鍵將三層連接成一個整體。因為混凝土具有熱惰性，內(nèi)層混凝土成為一個恒溫的蓄熱體，中間的保溫板成為一個熱的絕緣層，從而可以延緩熱量傳過建筑墻板在內(nèi)外層之間的傳遞。剪力鍵在預(yù)制外掛墻板中的布置，結(jié)構(gòu)層作為墻板的主要受力構(gòu)件，可將墻板承擔(dān)的荷載傳遞到主體結(jié)構(gòu)上，而裝飾保護(hù)層作為墻板的外立面，可將自重及風(fēng)荷載通過剪力鍵傳遞到結(jié)構(gòu)層中。外掛墻板承擔(dān)的豎向荷載主要是外掛墻板的自重，本發(fā)明致力于三明治式外掛墻板的設(shè)計，解決外掛墻板自重大、熱工性能差的弊端。

綜上，研究一種自重小、熱工性能優(yōu)越的預(yù)制三明治式夾芯保溫墻板是本領(lǐng)域技術(shù)人員研究的內(nèi)容。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種自重小、熱工性能好的預(yù)制三明治式夾芯保溫墻板和其制作方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種預(yù)制三明治式夾芯保溫墻板，其特征在于該墻板包括裝飾保護(hù)層、保溫層、結(jié)構(gòu)層和剪力鍵；所述預(yù)制三明治式夾芯保溫墻板的裝飾保護(hù)層、保溫層、結(jié)構(gòu)層由剪力鍵使之連接牢固。

本發(fā)明的裝飾保護(hù)層采用CL25強(qiáng)度等級的陶粒混凝土，能夠降低墻板的自重，同時提高墻板的熱工性能。

本發(fā)明的保溫層采用EPS泡沫板，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.042W/(m·K)，只有混凝土的1/41.4，大大的提高了墻板的熱工性能。

本發(fā)明的結(jié)構(gòu)層采用C30普通混凝土，能夠?qū)⑼鈷靿Π宓暮奢d傳遞到主體結(jié)構(gòu)上。

一種預(yù)制三明治式夾芯保溫墻板的制作方法，包含下列步驟：

a、搭建模板，清潔表面，涂抹脫模劑并放置好裝飾保護(hù)層鋼筋網(wǎng)后，澆筑陶粒混凝土；

b、將裝飾保護(hù)層陶?；炷琳饎拥骄鶆蚝穸群螅瑧?yīng)立即放置預(yù)先鉆好孔的EPS板，平鋪在陶?；炷辽?。這一動作應(yīng)該在陶?；炷练胖煤?5到20分鐘內(nèi)完成，保證陶?；炷廖催_(dá)到初凝狀態(tài)。

c、放置完EPS板應(yīng)立即將剪力鍵插入預(yù)先鉆好的孔，不要預(yù)設(shè)剪力鍵的方向，隨機(jī)地插入并旋轉(zhuǎn)90度。

d、擠密插入剪力鍵周圍面積的陶粒混凝土，在工廠生產(chǎn)過程中，使用鑄造平臺震動或者模板震動，保證仍未初凝的陶?；炷琉そY(jié)在剪力鍵端口的周圍。

e、放置結(jié)構(gòu)層混凝土的鋼筋網(wǎng)、預(yù)埋件和吊鉤。預(yù)埋件的位置需精確定位。

f、澆筑結(jié)構(gòu)層混凝土，振搗，此時需再次檢查預(yù)埋件的位置，若在振搗的過程中預(yù)埋件的位置發(fā)生偏移需及時調(diào)整，最后抹平混凝土。

g、待試件養(yǎng)護(hù)28天后脫模。

剪力鍵將穿透保溫層，兩端分別埋入裝飾保護(hù)層和結(jié)構(gòu)層，預(yù)埋深度≥30mm。

保溫層采用長方體形EPS板拼成，EPS板內(nèi)預(yù)設(shè)間距一般為300mm～600m的孔槽，供剪力鍵插入固定用。保溫層EPS板孔槽的尺寸同剪力鍵的尺寸匹配。

本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果：

本發(fā)明的預(yù)制三明治式夾芯保溫墻板，利用陶?；炷痢⑵胀ɑ炷烈约癊PS泡沫板作為墻板的材料。一方面材料來源廣泛，另一方面普通混凝土以及陶?；炷恋臐仓に嚤容^簡單。

采用陶?；炷翝仓鈷靿Π宓难b飾保護(hù)層，降低了墻板的自重，同時提高了墻板的熱工性能。

采用EPS板作為外掛墻板的保溫層，大大的提高了墻板的保溫性能。

采用C30混凝土澆筑外掛墻板的結(jié)構(gòu)層，保證了墻板承擔(dān)荷載的能力。

通過試驗得，CL25陶?；炷恋母杀碛^密度為1773kg/m³，C25普通混凝土的干表觀密度為2375kg/m³，因此用陶?；炷翝仓鈷靿Π宓难b飾保護(hù)層，可以減輕25％裝飾保護(hù)層自重。

外掛墻板的熱工性能通過傳熱系數(shù)K和熱惰性指標(biāo)D來表征。傳熱系數(shù)K是指在穩(wěn)態(tài)條件下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫差為1℃，1h內(nèi)通過1m2面積傳遞的熱量，K值越小，圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱性能越差，保溫性能越好。熱惰性指標(biāo)D是對溫度波衰減快慢程度的無量綱指標(biāo)，D值越大，溫度波在其中衰減越快，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定越好。根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》(GB50176-93)計算外掛墻板的傳熱系數(shù)K和熱惰性指標(biāo)D，計算過程如式(1-1)～(1-6)所示。外掛墻板裝飾保護(hù)層和保溫層的厚度均為50mm，結(jié)構(gòu)層的厚度為80mm；普通外掛墻板結(jié)構(gòu)層和裝飾保護(hù)層均采用普通混凝土，優(yōu)化設(shè)計后的外掛墻板裝飾保護(hù)層采用陶粒混凝土。普通混凝土、陶?；炷梁虴PS板的導(dǎo)熱系數(shù)與蓄熱系數(shù)的取值參照《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》(GB50176-93)。具體數(shù)值如表1所示。

表1材料熱工性能參數(shù)表

(1)單一材料層的熱阻應(yīng)按下式計算：

R＝δ/λ (1-1)

式中：R—材料層的熱阻(m²·K/W)；

δ—材料層的厚度(m)；

λ—材料的導(dǎo)熱系數(shù)(W/(m·K))。

(2)多層圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻應(yīng)按下式計算：

R＝R₁+R₂+……R_n (1-2)

式中：R₁+R₂+……R_n—各層材料的熱阻(m²·K/W)。

(3)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻應(yīng)按下式計算：

R₀＝R_i+R+R_e (1-3)

式中：R₀—圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻(m²·K/W)；

R_i—內(nèi)表面換熱阻(m²·K/W)，按照規(guī)范取0.11；

R_e—外表面換熱阻(m²·K/W)，按照規(guī)范取0.04；

R—圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻(m²·K/W)。

(4)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)應(yīng)按下式計算：

K＝1/R₀ (1-4)

式中：K—圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)(W/(m·K))。

(5)單一材料圍護(hù)結(jié)構(gòu)或單一材料層的D值應(yīng)按下式計算：

D＝RS (1-5)

式中R—材料層的熱阻(m²·K/W)；

S—材料的蓄熱系數(shù)(W/(m·K))。

(6)多層圍護(hù)結(jié)構(gòu)的D值應(yīng)按下式計算：

D＝D₁+D₂+……D_n＝R₁S₁+R₂S₂+……R_nS_n (1-6)

式中R₁、R₂……R_n—各層材料的熱阻(m²·K/W)；

S₁、S₂……S_n—各層材料的蓄熱系數(shù)(W/(m·K))，空氣間層的蓄熱系數(shù)取S＝0。

外掛墻板傳熱系數(shù)與熱惰性指標(biāo)計算結(jié)果如表2.2所示。

表2.2外掛墻板熱工性能計算

K≤1，D≤2.5是圍護(hù)結(jié)構(gòu)外墻的熱工性能要求，從表2中可以看出，普通外掛墻板和裝飾保護(hù)層采用陶粒混凝土的外掛墻板熱工性能均滿足要求，裝飾保護(hù)層采用陶粒混凝土的外掛墻板的傳熱系數(shù)降低了2.2％，熱惰性指標(biāo)提高7.1％，提高了建筑外墻的保溫性能。

故本發(fā)明的預(yù)制三明治式夾芯保溫墻板具有自重小、熱工性能好等優(yōu)點(diǎn)，適用于預(yù)制三明治式外掛墻板中，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：裝飾保護(hù)層1；保溫層2；結(jié)構(gòu)層3；剪力鍵4。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，所述的一種預(yù)制三明治式夾芯保溫墻板包括三層，分別為裝飾保護(hù)層1、保溫層2和結(jié)構(gòu)層3，并通過剪力鍵4將三層連接成一個整體。裝飾保護(hù)層1采用CL25陶?；炷?，厚度為50mm；保溫層2采用EPS板，厚度為50mm；結(jié)構(gòu)層3采用C30混凝土，厚度為80mm。剪力鍵4選用具有優(yōu)越的力學(xué)性能和熱工性能的剪力鍵，預(yù)埋在裝飾保護(hù)層1中的深度為35mm，預(yù)埋在結(jié)構(gòu)層3中的深度為65mm。

墻板制作時，先搭建模板，清潔表面，涂抹脫模劑并放置好裝飾保護(hù)層1鋼筋網(wǎng)后，澆筑陶粒混凝土；然后將裝飾保護(hù)層1陶?；炷琳饎拥骄鶆蚝穸群?，應(yīng)立即放置預(yù)先鉆好孔的EPS板，平鋪在陶?；炷辽?，這一動作應(yīng)該在陶?；炷练胖煤?5到20分鐘內(nèi)完成，保證陶?；炷廖催_(dá)到初凝狀態(tài)；隨之放置完EPS板應(yīng)立即將剪力鍵4插入預(yù)先鉆好的孔，不要預(yù)設(shè)剪力鍵4的方向，隨機(jī)地插入并旋轉(zhuǎn)90度；緊接著擠密插入剪力鍵4周圍面積的陶粒混凝土，在工廠生產(chǎn)過程中，使用鑄造平臺震動或者模板震動，保證仍未初凝的陶粒混凝土黏結(jié)在剪力鍵4端口的周圍；放置結(jié)構(gòu)層3混凝土的鋼筋網(wǎng)、預(yù)埋件和吊鉤。預(yù)埋件的位置需精確定位；澆筑結(jié)構(gòu)層3混凝土，振搗，此時需再次檢查預(yù)埋件的位置，若在振搗的過程中預(yù)埋件的位置發(fā)生偏移需及時調(diào)整，最后抹平混凝土；最后待試件養(yǎng)護(hù)28天后脫模。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。