一种集承重和散热双重功能的轻骨料砼叠合板的制作方法

本发明属于土木建筑工程技术领域，具体是一种集承重和散热双重功能的轻骨料砼叠合板。

背景技术：

我国北方地区秸秆资源丰富，秸秆资源的有效利用越来越成为节能环保及新农村建设的课题。随着我国东北寒冷地区新农村住宅建设及新型城镇化建设的开展，降低住宅建设成本及对住宅舒适节能的要求逐渐提高。现行住宅板一般采用现浇混凝土实心板或者装配式钢筋混凝土空心板。住宅供暖大多采用燃煤锅炉房提供热源，室内采用散热器或者地热管低温辐射供暖。上述屋面板及供热系统各自独立，分别安装，造价相对较高，建造方式复杂，使用受到当地经济条件制约。与此同时，一些农村住宅供暖设施相对简单，采用火墙或者火炕供暖，达不到节能舒适的要求。

技术实现要素：

本发明针对东北寒冷地区农村居住建筑板单一承重、节能效果较差，供暖系统需另行安装，造价高的缺点，结合工程实践，充分利用当地秸秆资源丰富的现状，设计一种节能环保、造价低廉、方便实用的轻骨料砼叠合板。该板适合新农村住宅建设，集承重和供暖双重功能。本发明利用当地丰富的玉米、稻草等秸秆资源，采用秸秆颗粒作为混凝土粗骨料，利用水泥作为胶凝材料，掺加其他材料配制成为秸秆轻骨料混凝土。秸秆轻骨料混凝土作为该板的上层混凝土，下层混凝土采用普通陶粒轻骨料混凝土。陶粒轻骨料混凝土与蛇形排列高性能地热盘管或镀锌钢管网片进行整体浇筑成型后，再与上层的秸秆轻骨料混凝土叠合，共同制成集承重和供暖双重功能的秸秆轻骨料砼叠合板。

将高性能地热盘管或者镀锌钢管铺设在普通陶粒轻骨料混凝土板内，一方面与钢丝网中的受力钢丝共同替代受力钢筋，作为板的受拉筋承受结构荷载，另一方面，通过房屋供热系统管路提供的热水，作为提供室内供暖的散热器。采用天棚采暖系统，以顶部低温辐射的形式进行采暖，比普通方式更健康、舒适、有效。通过在齐齐哈尔地区新型城镇化建设过程中的应用实例表明，价格低廉，承载能力适中，容易推广。

一种集承重和散热双重功能的轻骨料砼叠合板主要材料包括：

秸秆颗粒：选用当年新鲜干燥玉米或稻草秸秆，使用防霉防虫剂喷洒等进行前期预处理，采用苯丙乳液界面剂喷洒进行处理，以改善秸秆颗粒与水泥的粘结性能，提高秸秆颗粒轻骨料混凝土的强度和耐久性。

陶粒：采用碎石型页岩陶粒，粒径5mm～10mm，孔隙率为37%。

水泥采用北疆P·O 42.5普通硅酸盐水泥，细集料采用嫩江河床天然中砂，细度模数为2.3～2.6，含泥量小于1%，拌合用水为自来水。

镀锌钢丝绑线：表面平滑光洁，性能柔软均匀，线径1.5mm。

冷拔低碳钢丝网：直径3mm，钢丝采用点焊方式制作而成，网格尺寸为60mm×60mm，其强度为850N/mm²。

管材：镀锌钢管选用DN20型镀锌钢管，其外径为26.9mm，壁厚2.8mm，单位质量为1.76kg/m；地热盘管选用聚丁烯管（PB），线膨胀系数为0.13mm/m•k，拉伸屈服强度17Mpa，拉伸断裂强度23Mpa。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案，包括板的设计、材料加工及板浇筑成型三个阶段。具体分为以下步骤进行：

A.根据房屋进深及开间尺寸，确定板的长度和宽度；

B.根据板的计算荷载及承重要求，确定板的厚度、轻骨料混凝土的配制强度；

C.根据板的计算荷载及承重要求，计算管材的管线间距、管径及管壁厚度等指标；

D.墙体管材连接处设置连结检查口，墙体施工完成后支设板模板；

E.按照板混凝土设计强度，确定秸秆轻骨料混凝土及陶粒轻骨料混凝土施工配合比；

F.在模板上首先绑扎下层钢丝网片，在下层钢丝网片上绑扎地热盘管或镀锌钢管网片，绑扎竖向钢丝及上层钢丝网片，按设计要求预留管材保护层；

G.拌制并浇筑底层陶粒轻骨料混凝土，厚度为50mm；

H.拌制并浇筑上层秸秆轻骨料混凝土，厚度为70mm；

J.在连结检查口处预留150mm散热管进水接头及散热管出水接头；

K.板安装后，不同板的散热管可根据不同循环路径要求通过预留接头在连结检查口处相互连结。

步骤C包括根据采暖系统的供水温度及单位时间流量，调整管材的管径；

步骤K包括在连结检查口处设置阀门。

本发明有益的效果是，板内的散热管网片具有承受荷载及散热两种功能。散热管网片既作为板的受力钢筋，与钢丝网中的钢丝共同承受板的荷载，又作为板散热器的散热管，二者合二为一。叠合板混凝土分二层浇筑，底层为陶粒轻骨料混凝土，上层为秸秆轻骨料混凝土。陶粒轻骨料混凝土强度较高，导热性较好，其与散热管具有良好的粘结效果及向室内散热效果；上层秸秆轻骨料混凝土保温性能较好，充分利用板受弯时承受压力及较好的保温作用，防止热量散失。散热管选用聚丁烯管（PB），其线膨胀系数为0.13mm/m•k，与混凝土膨胀系数相近，其与混凝土可以共同受力。其制作简单、安装方便、节约造价同时具有很高的舒适性和节能效果。采用低温辐射供暖，保证了镀锌钢管或高性能散热管管线加热后与混凝土同步伸缩。供暖季空调系统材料散热管的寿命与建筑寿命相同，减少了维修的费用；通过循环系统以水作为媒质进行冷热交换，绿色环保；系统自身能自动调节室内温度，辐射采暖和制冷效率高，同时散热管材作为板的受拉钢筋承受屋面荷载，提高了屋面板的承重性能，其材料价格低廉、施工工艺简单。

一种集承重和散热双重功能的轻骨料砼叠合板，具有良好的保温隔热性能、适中的承重效果，以及耐久性能及防火性能，其材料价格低廉、施工工艺简单。该轻骨料砼板适用于低层生态结构房屋，适用于严寒地区农村节能住宅，尤其适合北方寒冷地区新农村住宅建设中板上设计荷载较低的单层或三层以下住宅使用。

附图说明

图1为一种集承重和散热双重功能的轻骨料砼叠合板平面示意图；图2为一种集承重和散热双重功能的轻骨料砼叠合板横断面示意图。

1.散热管进水接头，2.陶粒轻骨料混凝土，3. 散热管出水接头，4.上层钢丝网，5.散热管，6.竖向钢丝，7.下层钢丝网，8.秸秆轻骨料混凝土。

具体实施方式

实施例1：以房间尺寸为4800mm×3000mm的板为例，散热管5采用镀锌钢管。镀锌钢管在工厂采用机械加工蛇形镀锌管网片，每一房间板的散热管5对应四组镀锌钢管网片，在现场进行组装。蛇形镀锌钢管网片散热管5的尺寸为3000mm×1200mm，即钢管长度方向为3000mm。板陶粒轻骨料混凝土2及秸秆轻骨料混凝土8的总厚度根据保温性能及承载能力要求，取120mm。在砌筑完成的墙体房间圈梁位置留设连结检查口，支设模板。在模板上铺设下层钢丝网7，下层钢丝网7的钢丝直径为3mm、网格尺寸为60mm×60mm。同时采用长度100mm、直径3mm的竖向钢丝6焊接固定，竖向钢丝6间距为120mm。竖向钢丝6焊接固定完成后，在下层钢丝网7上铺设蛇形板镀锌钢管网片散热管2，镀锌钢管排列方向沿板短向布置并绑扎，管端部深入墙体120mm。镀锌钢管直径为20mm，管间距为100mm，两端预留板散热管进水接头1和板散热管出水接头3，预留长度为150mm，不同钢管网片之间在连结检查口位置连接并设置阀门。然后铺设上层钢丝网4。现场采用秸秆颗粒及陶粒分别作为粗骨料，按照设计配合比，分别搅拌陶粒轻骨料混凝土2及秸秆轻骨料混凝土8。首先浇筑叠合板底层陶粒轻骨料混凝土2，混凝土厚度为50mm，其中保护层厚度为15mm，管径厚度25mm，管上部为10mm。待底层陶粒轻骨料混凝土2浇筑完成初凝前，浇筑秸秆轻骨料混凝土8厚度为70mm，秸秆轻骨料混凝土8层抹平，板总厚度为120mm。采用塑料薄膜覆盖养生，强度达到设计要求后拆模。施工期间要注意防止产生冲击荷载及加载过大，混凝土浇筑后应严格控制施工荷载，不允许过载堆放建筑材料及工器具，严格计算承载能力范围。拆模要保证强度达到设计要求，严格混凝土的养护。建造的过程中秸秆颗粒要保持干燥，建设过程中要注意防水、防雨，施工场地注意防火。

实施例2：以房间尺寸为4800mm×3000mm的板为例，散热管5采用聚丁烯管（PB）。每一房间板的散热管5对应一组聚丁烯管（PB）网片，在现场进行蛇形布置绑扎。整个房间散热管5不设接头，与其他房间散热管5在留设的连结检查口处设置阀门进行连结，其余部分与实施例1相同。

实施例3：以单层房屋为例。所有房间的轻骨料混凝土板达到设计强度后，第一个房间的板内散热管进水接头1采用热熔方式，按照设计图纸与系统供热管线的相应接头进行连结；第一个房间板内散热管出水接头3与第二房间板散热管进水接头1采用热熔方式接头相连结。依此方法，根据设计要求第二房间板散热管出水接头3与第三房间板散热管进水接头1采用热熔方式接头相连结，直到一个循环路径连结完成。这样，第一房间板散热管进水接头1与本循环路径供水管相连，最后房间的板散热管出水接头3与本循环路径回水管相连，形成一个完整的循环路径。

实施例:4：以北方农村地区新建单层住宅冬季供暖为例。供暖系统的热源为小型水源热泵系统，供水温度为设定为42℃。采用该板采暖，室内温度保持在18℃以上。测定室内温度离屋顶0.5m，1.0m，1.5m的高度，温差在0.2-0.3℃，温差较小，所以采用该板实现采暖的方式非常舒适。该屋面板从上至下的辐射散发的温度调节方式，无风感、无气流感，温度均匀。采暖系统设置在顶棚，不占用室内空间，不占用室内有效使用面积，效果极佳。