一種由蜂窩板構件組成的混凝土幕墻板及制作方法與流程

本發明涉及土木工程技術領域，具體涉及一種由蜂窩板構件組成的混凝土幕墻板及制作方法。

背景技術：

建筑業是國民經濟發展的主要產業之一，“產業化節能建筑”是推動建筑業向前發展、節約能源資源、生態環保可持續發展的一項重要舉措。目前的建筑物墻體，基本上都是在建筑物的建造現場，用沙磚、紅磚進行砌建而成，或者用水泥鋼筋澆筑而成，或者用石膏板加金屬架方式構建而成。當建筑物主體結構建造好后，還要對墻體的墻面進行批沙漿、批膩子，刷墻漆、貼瓷磚等裝潢工作。這種傳統墻體構建方式存在著許多不科學、不環保、不安全地方，體現如下：

第一，在墻體建造和裝潢過程中，會產生大量建筑垃圾，而且這些廢棄的建筑垃圾，還無法回收再利用，對自然生態環境造成極大損害，非常不環保。

第二，在墻體建造和裝潢過程中，施工工人的勞動強度十分大，而且現場的噪音、建材污染氣味和揚塵十分大，施工環境十分惡劣，施工工人的身心得不到保護；同時，這些噪音、污染氣味、揚塵對周邊生活環境還造成極大干擾和環境污染。

伴隨這結構體系的革新，建筑功能和裝飾要求不斷提高，近十多年來建筑幕墻技術的應用十分廣泛，全國各地的中高層建筑中大量使用玻璃幕墻、金屬幕墻、石材幕墻的等各種輕型幕墻做外墻裝飾，各方面研究和應用技術不斷發展完善，編制了相應的技術規程，保證今后幕墻設計施工質量的提高；同時作為重型幕墻——預制混凝土幕墻技術也從國外引入我國，通過在實際工程中的應用，取得了很好的效果，從初期完全依賴國外技術支持發展到國內可以獨立完成預制混凝土幕墻的設計施工，但幕墻由于種種原因預制混凝土幕墻技術還沒有引起足夠的重視，遠沒有輕型幕墻應用廣泛。但輕型幕墻在力學性能低且隔音、隔熱效果和耐久性差，傳統上的混凝土重型幕墻在國內則因為技術能力、工程經驗不足及預制構件質量標準底下造成難以普及。

技術實現要素：

針對以上技術問題，本發明提供一種由蜂窩板構件組成的混凝土幕墻板及制作方法，是一種結合輕型幕墻和重型幕墻的中重型幕墻，通過蜂窩板構件增強幕墻力學性能的同時減輕了幕墻的重量。

本發明的技術方案為：

一種由蜂窩板構件組成的混凝土幕墻板，主要包括蜂窩板構件、橫向連接構件、縱向鋼筋、外圍固定框架、混凝土層、保溫材料層、隔熱材料層和界面裝飾層，蜂窩板構件的內部設有蜂窩空心板，蜂窩空心板的四周設有正六邊形側板，正六邊形側板與蜂窩空心板為一體結構，正六邊形側板的一面上設有公扣構件，與公扣構件平行的正六邊形側板面上設有母扣構件，正六邊形側板的側楞上固定連接有兩個肋板，兩個肋板的夾角為180度，肋板與公扣構件或母扣構件的夾角為90度，上下相鄰的兩個蜂窩板構件通過公扣構件或母扣構件扣連接，左右相鄰的兩個蜂窩板構件通過肋板連接件連接，肋板連接件與兩個相鄰肋板之間通過卡扣連接，蜂窩空心板的上下頂面分別膠接有上蓋板和下蓋板，上蓋板和下蓋板的中心位置分別設有上圓孔和下圓孔，上圓孔和下圓孔相互貫通，前后相鄰的兩個蜂窩板構件通過橫向連接構件分別穿過上圓孔和下圓孔固定連接，蜂窩板構件通過橫向連接構件相互連接后組成雙層蜂窩板構件網架，外圍固定框架與雙層蜂窩板構件網架通過鋼絲鉸接固定連接，縱向鋼筋貫穿上下相鄰的兩個肋板連接件并與外圍固定框架焊接連接，混凝土層位于雙層蜂窩板構件網架及外圍固定框架所形成空隙中，保溫材料層位于雙層蜂窩板構件網架的內側，隔熱材料層位于雙層蜂窩板構件網架的外側，界面裝飾層為與隔熱材料層的外側。

進一步的，肋板的前端設有連接卡頭，連接卡頭的長度與肋板的長邊相等，且與肋板的長邊連為一體結構，連接卡頭的橫截面積為圓形、t型、三角形或菱形，連接卡頭便于左右兩個蜂窩板構件連接更牢固。

進一步的，肋板連接件與肋板等長，肋板連接件的左右長邊上設有橫向開口的卡槽，卡槽大小相等，開口方向相反，卡槽的形狀與連接卡頭的橫截面積相對應，肋板連接件的中心位置設有貫穿孔，貫穿孔與卡槽相互垂直，貫穿孔內穿有縱向鋼筋，卡槽與連接卡頭進行扣合起到連接左右相鄰兩個蜂窩構件的作用，貫穿孔便于穿入縱向鋼筋，加固組裝而成的蜂窩板構件，提高力學性能。

進一步的，上圓孔和下圓孔的面積小于蜂窩空心板的組成單元的橫截面積，便于在利用橫向連接構件連接前后兩個蜂窩板構件時固定。

進一步的，橫向連接構件包括橫向連接柱橫向連接柱和六角螺母，橫向連接柱的材質為輕質鋼管，橫向連接柱的前后端頭分別固定連接有連接柱頭，連接柱頭為實心螺紋桿，連接柱頭與橫向連接柱的直徑比為1:1.5-2，連接柱頭與上圓孔和下圓孔的直徑相等，連接柱頭分別穿過前后相鄰的蜂窩板構件的上圓孔和下圓孔，六角螺母分別對應連接在連接柱頭的兩端，六角螺母的下表面分別與前后相鄰的兩個蜂窩板構件的上蓋板或下蓋板緊密貼合，既可以固定前后相連的兩個蜂窩板構件，又可以橫向加強整個混凝土幕墻板的承重力及穩定性。

進一步的，蜂窩板構件的材質優選的采用纖維增強復合材料，纖維增強復合材料具有比強度高、比模量大、材料性能具有可設計性、抗腐蝕性和耐久性能好且熱膨脹系數與混凝土的相近等優點。

進一步的，蜂窩空心板內間隔填充有相變保溫材料，相變保溫材料按重量百分比計包括：彈性丙烯酸乳液3-5％、多孔細骨料10-12％、輕質耐火陶瓷纖維4.5-7.3％、二氧化硅凝膠2-4％、二氧化釩0.05-0.18％、硬質酸鈉1.2-1.9％、分散劑0.3-0.45％、塑化劑0.25-0.36％，余量為液體石蠟，在蜂窩空心板內間隔填充有相變保溫材料可進一步提高幕墻板的隔熱保溫的功效。

更進一步的，相變保溫材料的制備方法為：

(1)按上述比例將多孔細骨料、輕質耐火陶瓷纖維、二氧化硅凝膠和液體石蠟放入攪拌機中，以90-110r/min攪拌5-10min，得到初步混合物；

(2)在攪拌狀態下向步驟的初步混合物中繼續加彈性丙烯酸乳液、二氧化釩、硬質酸鈉、分散劑和塑化劑，以200-400r/min攪拌20-35min，得到半固態混合物；

(3)將步驟的半固態混合物放入到蜂窩空心板的間隔內固定成型2-3h。

一種由蜂窩板構件組成的混凝土幕墻板的制作方法，包括以下步驟：

(1)利用模型制作出蜂窩板構件、上蓋板和下蓋板，將下蓋板膠接在蜂窩板構件的下方，然后將相變保溫材料間隔灌注入蜂窩空心板內，待固化后再利用上蓋板膠接封蓋，得到蜂窩構件單元板；

(2)將蜂窩構件單元板通過公扣構件和母扣構件上下拼裝為若干組縱向蜂窩構件板，將縱向蜂窩構件板中的蜂窩構件一一左右相對，并通過肋板連接件連接為兩組蜂窩構件網片，將兩組蜂窩構件網片中的蜂窩構件一一前后對應，將橫向連接柱分別貫穿前后兩個蜂窩構件的上圓孔和下圓孔，并分別通過六角螺母固定，得到雙層蜂窩構件網架；

(3)將縱向鋼筋分別穿過貫穿孔，縱向鋼筋的上下端頭分別焊接在外圍固定框架的橫梁上，雙層蜂窩構件網架的左右兩邊分別通過鋼絲鉸接在外圍固定框架的側柱上，得到墻板骨架，采用底模和側模將墻板骨架進行固定，然后從頂部灌注混凝土后加蓋頂模；

(4)待凝固成型后拆除底模、側模和頂模，得到混凝土粗墻板，在混凝土粗墻板的內側鋪設一層保溫材料層，在混凝土粗墻板的外側依次鋪設隔熱材料層和界面裝飾層，即得到混凝土幕墻板。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：本發明的由蜂窩板構件組成的混凝土幕墻板是一種結合輕型幕墻和重型幕墻的中重型幕墻，通過蜂窩板構件增強幕墻力學性能的同時減輕了幕墻的重量，便于運輸吊裝，同時可承擔累積的自重。其中，正六邊形的蜂窩板構件通過自帶的公扣構件和母扣構件緊密組裝成若干組縱向蜂窩構件板，然后在通過肋板連接件將縱向蜂窩構件板連接成為蜂窩構件網片，最后通過橫向連接構件將兩個蜂窩構件網片鏈接為連接為雙層蜂窩構件網架，由于蜂窩板構件的內部還設有蜂窩空心板，形成大蜂窩套小蜂窩的模式，力學性能更加穩定，并且，雙層蜂窩構件網架的外部還設有外圍固定框架，并通過穿套在上下平行的肋板連接件中心的縱向鋼筋與之上下固定連接，既便于定型又可以分散作用應力。此外，本發明采用單個構件拼裝模式，可根據實際情況調整整體尺寸，避免多余的裁剪浪費，并且可流水線生產加工，提高生產效率。

附圖說明

圖1是本發明的雙層蜂窩板構件網架的結構示意圖及與外圍固定框架和縱向鋼筋的連接關系示意圖；

圖2是本發明的局部側剖結構示意圖；

圖3是本發明的蜂窩板構件的分解示意圖；

圖4是本發明的蜂窩板構件的左右連接關系示意圖；

圖5是本發明的肋板連接件的立體示意圖；

圖6是本發明的肋板連接件的橫向剖面圖；

圖7是本發明的蜂窩板構件與肋板連接件的連接剖視圖；

圖8是本發明的蜂窩板構件的上下連接關系示意圖；

圖9是本發明的蜂窩板構件的前后連接關系示意圖；

圖10是本發明的橫向連接構件的立體示意圖；

圖11是本發明的縱向鋼筋與肋板連接件的連接關系示意圖。

其中，1-蜂窩板構件、11-蜂窩空心板、111-相變保溫材料、12-正六邊形側板、13-公扣構件、14-母扣構件、15-肋板、151-連接卡頭、16-肋板連接件、161-卡槽、162-貫穿孔、17-上蓋板、18-下蓋板、171-上圓孔、181-下圓孔、1a-雙層蜂窩板構件網架、2-橫向連接構件、21-橫向連接柱、22-六角螺母、23-連接柱頭、3-縱向鋼筋、4-外圍固定框架、5-混凝土層、6-保溫材料層、7-隔熱材料層、8-界面裝飾層。

具體實施方式

為便于對本發明實施例的理解，下面結合圖1-11做進一步的解釋說明，實施例并不構成對本發明實施例的限定。

如圖2所示，一種由蜂窩板構件組成的混凝土幕墻板，主要包括蜂窩板構件、橫向連接構件2、縱向鋼筋3、外圍固定框架4、混凝土層5、保溫材料層6、隔熱材料層7和界面裝飾層8，其中，所述蜂窩板構件1的材質優選的采用纖維增強復合材料，纖維增強復合材料具有比強度高、比模量大、材料性能具有可設計性、抗腐蝕性和耐久性能好且熱膨脹系數與混凝土的相近等優點。

如圖3所示，所述蜂窩板構件1的內部設有蜂窩空心板11，其中，所述蜂窩空心板11內間隔填充有相變保溫材料111，所述相變保溫材料111按重量百分比計包括：彈性丙烯酸乳液4％、多孔細骨料11％、輕質耐火陶瓷纖維5.3％、二氧化硅凝膠3.4％、二氧化釩0.09％、硬質酸鈉1.5％、分散劑0.4％、塑化劑0.3％，余量為液體石蠟，在蜂窩空心板11內間隔填充有相變保溫材料111可進一步提高幕墻板的隔熱保溫的功效。所述相變保溫材料的制備方法為：1)按上述比例將多孔細骨料、輕質耐火陶瓷纖維、二氧化硅凝膠和液體石蠟放入攪拌機中，以100r/min攪拌8min，得到初步混合物；2)在攪拌狀態下向所述步驟1)的初步混合物中繼續加彈性丙烯酸乳液、二氧化釩、硬質酸鈉、分散劑和塑化劑，以300r/min攪拌30min，得到半固態混合物；3)將步驟2)的所述半固態混合物放入到所述蜂窩空心板的間隔內固定成型2.5h。所述蜂窩空心板11的四周設有正六邊形側板12，所述正六邊形側板12與蜂窩空心板11為一體結構，正六邊形側板1的一面上設有公扣構件13，與所述公扣構件13平行的正六邊形側板面上設有母扣構件14，正六邊形側板12的側楞上固定連接有兩個肋板15，兩個所述肋板15的夾角為180度，肋板15與公扣構件13或母扣構件14的夾角為90度。

如圖8所示，上下相鄰的兩個蜂窩板構件1通過公扣構件13或母扣構件14扣連接；左右相鄰的兩個蜂窩板構件1通過肋板連接件16連接，如圖5、6、11所示，所述肋板連接件16與所述肋板15等長，肋板連接件16的左右長邊上設有橫向開口的卡槽161，所述卡槽161大小相等，開口方向相反，卡槽161的形狀與所述連接卡頭151的橫截面積相對應，肋板連接件16的中心位置設有貫穿孔162，所述貫穿孔162與卡槽161相互垂直，貫穿孔162內穿有所述縱向鋼筋3，卡槽161與連接卡頭151進行扣合起到連接左右相鄰兩個蜂窩構件1的作用，貫穿孔162便于穿入縱向鋼筋3，加固組裝而成的蜂窩板構件，提高力學性能。所述肋板連接件16與兩個相鄰肋板15之間通過卡扣連接，如圖4、7所示，所述肋板15的前端設有連接卡頭151，所述連接卡頭151的長度與肋板15的長邊相等，且與肋板15的長邊連為一體結構，連接卡頭151的橫截面積為圓形，連接卡頭151便于左右兩個蜂窩板構件1連接更牢固；

如圖3、9所示，蜂窩空心板11的上下頂面分別膠接有上蓋板17和下蓋板18，所述上蓋板17和下蓋板18的中心位置分別設有上圓孔171和下圓孔181，所述上圓孔171和下圓孔181相互貫通，前后相鄰的兩個蜂窩板構件1通過橫向連接構件2分別穿過上圓孔171和下圓孔181固定連接，其中，所述上圓孔171和下圓孔181的面積小于所述蜂窩空心板11的組成單元的橫截面積，便于在利用橫向連接構件2連接前后兩個蜂窩板構件時固定。

如圖1、2所示，蜂窩板構件1通過橫向連接構件2相互連接后組成雙層蜂窩板構件網架1a，所述外圍固定框架4與所述雙層蜂窩板構件網架1a通過鋼絲鉸接固定連接，所述縱向鋼筋3貫穿上下相鄰的兩個肋板連接件16并與外圍固定框架4焊接連接，所述混凝土層5位于雙層蜂窩板構件網架1a及外圍固定框架4所形成空隙中，所述保溫材料層6位于雙層蜂窩板構件網架1a的內側，所述隔熱材料層7位于雙層蜂窩板構件網架1a的外側，所述界面裝飾層8為與隔熱材料層7的外側。

如圖9、10所示，所述橫向連接構件2包括橫向連接柱橫向連接柱21和六角螺母22，所述橫向連接柱21的材質為輕質鋼管，所述橫向連接柱21的前后端頭分別固定連接有連接柱頭23，所述連接柱頭23為實心螺紋桿，連接柱頭23與橫向連接柱21的直徑比為1:1.8，連接柱頭23與所述上圓孔171和下圓孔181的直徑相等，連接柱頭23分別穿過前后相鄰的蜂窩板構件1的上圓孔171和下圓孔181，所述六角螺母22分別對應連接在連接柱頭23的兩端，六角螺母22的下表面分別與前后相鄰的兩個蜂窩板構件1的上蓋板17或下蓋板18緊密貼合，既可以固定前后相連的兩個蜂窩板構件，又可以橫向加強整個混凝土幕墻板的承重力及穩定性。

一種由蜂窩板構件組成的混凝土幕墻板的制作方法，包括以下步驟：

(1)利用模型制作出所述蜂窩板構件1、上蓋板17和下蓋板18，將所述下蓋板18膠接在蜂窩板構件1的下方，然后將所述相變保溫材料111間隔灌注入所述蜂窩空心板11內，待固化后再利用所述上蓋板17膠接封蓋，得到蜂窩構件單元板；

(2)將所述蜂窩構件單元板通過所述公扣構件13和母扣構件14上下拼裝為四組縱向蜂窩構件板，將所述縱向蜂窩構件板中的蜂窩構件1一一左右相對，并通過所述肋板連接件16連接為兩組蜂窩構件網片，將所述兩組蜂窩構件網片中的蜂窩構件1一一前后對應，將所述橫向連接柱2分別貫穿前后兩個蜂窩構件1的所述上圓孔171和下圓孔181，并分別通過所述六角螺母22固定，得到雙層蜂窩構件網架1a；

(3)將所述縱向鋼筋分別穿過所述貫穿孔，縱向鋼筋的上下端頭分別焊接在所述外圍固定框架4的橫梁上，所述雙層蜂窩構件網架1a的左右兩邊分別通過鋼絲鉸接在外圍固定框架4的側柱上，得到墻板骨架，采用底模和側模將所述墻板骨架進行固定，然后從頂部灌注混凝土后加蓋頂模；

(4)待凝固成型后拆除底模、側模和頂模，得到混凝土粗墻板，在所述混凝土粗墻板的內側鋪設一層保溫材料層6，在混凝土粗墻板的外側依次鋪設隔熱材料層7和界面裝飾層8，即得到混凝土幕墻板。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例技術方案的精神和范圍。