一种由蜂窝板构件组成的混凝土幕墙板及制作方法与流程

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种由蜂窝板构件组成的混凝土幕墙板及制作方法。

背景技术：

建筑业是国民经济发展的主要产业之一，“产业化节能建筑”是推动建筑业向前发展、节约能源资源、生态环保可持续发展的一项重要举措。目前的建筑物墙体，基本上都是在建筑物的建造现场，用沙砖、红砖进行砌建而成，或者用水泥钢筋浇筑而成，或者用石膏板加金属架方式构建而成。当建筑物主体结构建造好后，还要对墙体的墙面进行批沙浆、批腻子，刷墙漆、贴瓷砖等装潢工作。这种传统墙体构建方式存在着许多不科学、不环保、不安全地方，体现如下：

第一，在墙体建造和装潢过程中，会产生大量建筑垃圾，而且这些废弃的建筑垃圾，还无法回收再利用，对自然生态环境造成极大损害，非常不环保。

第二，在墙体建造和装潢过程中，施工工人的劳动强度十分大，而且现场的噪音、建材污染气味和扬尘十分大，施工环境十分恶劣，施工工人的身心得不到保护；同时，这些噪音、污染气味、扬尘对周边生活环境还造成极大干扰和环境污染。

伴随这结构体系的革新，建筑功能和装饰要求不断提高，近十多年来建筑幕墙技术的应用十分广泛，全国各地的中高层建筑中大量使用玻璃幕墙、金属幕墙、石材幕墙的等各种轻型幕墙做外墙装饰，各方面研究和应用技术不断发展完善，编制了相应的技术规程，保证今后幕墙设计施工质量的提高；同时作为重型幕墙——预制混凝土幕墙技术也从国外引入我国，通过在实际工程中的应用，取得了很好的效果，从初期完全依赖国外技术支持发展到国内可以独立完成预制混凝土幕墙的设计施工，但幕墙由于种种原因预制混凝土幕墙技术还没有引起足够的重视，远没有轻型幕墙应用广泛。但轻型幕墙在力学性能低且隔音、隔热效果和耐久性差，传统上的混凝土重型幕墙在国内则因为技术能力、工程经验不足及预制构件质量标准底下造成难以普及。

技术实现要素：

针对以上技术问题，本发明提供一种由蜂窝板构件组成的混凝土幕墙板及制作方法，是一种结合轻型幕墙和重型幕墙的中重型幕墙，通过蜂窝板构件增强幕墙力学性能的同时减轻了幕墙的重量。

本发明的技术方案为：

一种由蜂窝板构件组成的混凝土幕墙板，主要包括蜂窝板构件、横向连接构件、纵向钢筋、外围固定框架、混凝土层、保温材料层、隔热材料层和界面装饰层，蜂窝板构件的内部设有蜂窝空心板，蜂窝空心板的四周设有正六边形侧板，正六边形侧板与蜂窝空心板为一体结构，正六边形侧板的一面上设有公扣构件，与公扣构件平行的正六边形侧板面上设有母扣构件，正六边形侧板的侧楞上固定连接有两个肋板，两个肋板的夹角为180度，肋板与公扣构件或母扣构件的夹角为90度，上下相邻的两个蜂窝板构件通过公扣构件或母扣构件扣连接，左右相邻的两个蜂窝板构件通过肋板连接件连接，肋板连接件与两个相邻肋板之间通过卡扣连接，蜂窝空心板的上下顶面分别胶接有上盖板和下盖板，上盖板和下盖板的中心位置分别设有上圆孔和下圆孔，上圆孔和下圆孔相互贯通，前后相邻的两个蜂窝板构件通过横向连接构件分别穿过上圆孔和下圆孔固定连接，蜂窝板构件通过横向连接构件相互连接后组成双层蜂窝板构件网架，外围固定框架与双层蜂窝板构件网架通过钢丝铰接固定连接，纵向钢筋贯穿上下相邻的两个肋板连接件并与外围固定框架焊接连接，混凝土层位于双层蜂窝板构件网架及外围固定框架所形成空隙中，保温材料层位于双层蜂窝板构件网架的内侧，隔热材料层位于双层蜂窝板构件网架的外侧，界面装饰层为与隔热材料层的外侧。

进一步的，肋板的前端设有连接卡头，连接卡头的长度与肋板的长边相等，且与肋板的长边连为一体结构，连接卡头的横截面积为圆形、t型、三角形或菱形，连接卡头便于左右两个蜂窝板构件连接更牢固。

进一步的，肋板连接件与肋板等长，肋板连接件的左右长边上设有横向开口的卡槽，卡槽大小相等，开口方向相反，卡槽的形状与连接卡头的横截面积相对应，肋板连接件的中心位置设有贯穿孔，贯穿孔与卡槽相互垂直，贯穿孔内穿有纵向钢筋，卡槽与连接卡头进行扣合起到连接左右相邻两个蜂窝构件的作用，贯穿孔便于穿入纵向钢筋，加固组装而成的蜂窝板构件，提高力学性能。

进一步的，上圆孔和下圆孔的面积小于蜂窝空心板的组成单元的横截面积，便于在利用横向连接构件连接前后两个蜂窝板构件时固定。

进一步的，横向连接构件包括横向连接柱横向连接柱和六角螺母，横向连接柱的材质为轻质钢管，横向连接柱的前后端头分别固定连接有连接柱头，连接柱头为实心螺纹杆，连接柱头与横向连接柱的直径比为1:1.5-2，连接柱头与上圆孔和下圆孔的直径相等，连接柱头分别穿过前后相邻的蜂窝板构件的上圆孔和下圆孔，六角螺母分别对应连接在连接柱头的两端，六角螺母的下表面分别与前后相邻的两个蜂窝板构件的上盖板或下盖板紧密贴合，既可以固定前后相连的两个蜂窝板构件，又可以横向加强整个混凝土幕墙板的承重力及稳定性。

进一步的，蜂窝板构件的材质优选的采用纤维增强复合材料，纤维增强复合材料具有比强度高、比模量大、材料性能具有可设计性、抗腐蚀性和耐久性能好且热膨胀系数与混凝土的相近等优点。

进一步的，蜂窝空心板内间隔填充有相变保温材料，相变保温材料按重量百分比计包括：弹性丙烯酸乳液3-5％、多孔细骨料10-12％、轻质耐火陶瓷纤维4.5-7.3％、二氧化硅凝胶2-4％、二氧化钒0.05-0.18％、硬质酸钠1.2-1.9％、分散剂0.3-0.45％、塑化剂0.25-0.36％，余量为液体石蜡，在蜂窝空心板内间隔填充有相变保温材料可进一步提高幕墙板的隔热保温的功效。

更进一步的，相变保温材料的制备方法为：

(1)按上述比例将多孔细骨料、轻质耐火陶瓷纤维、二氧化硅凝胶和液体石蜡放入搅拌机中，以90-110r/min搅拌5-10min，得到初步混合物；

(2)在搅拌状态下向步骤的初步混合物中继续加弹性丙烯酸乳液、二氧化钒、硬质酸钠、分散剂和塑化剂，以200-400r/min搅拌20-35min，得到半固态混合物；

(3)将步骤的半固态混合物放入到蜂窝空心板的间隔内固定成型2-3h。

一种由蜂窝板构件组成的混凝土幕墙板的制作方法，包括以下步骤：

(1)利用模型制作出蜂窝板构件、上盖板和下盖板，将下盖板胶接在蜂窝板构件的下方，然后将相变保温材料间隔灌注入蜂窝空心板内，待固化后再利用上盖板胶接封盖，得到蜂窝构件单元板；

(2)将蜂窝构件单元板通过公扣构件和母扣构件上下拼装为若干组纵向蜂窝构件板，将纵向蜂窝构件板中的蜂窝构件一一左右相对，并通过肋板连接件连接为两组蜂窝构件网片，将两组蜂窝构件网片中的蜂窝构件一一前后对应，将横向连接柱分别贯穿前后两个蜂窝构件的上圆孔和下圆孔，并分别通过六角螺母固定，得到双层蜂窝构件网架；

(3)将纵向钢筋分别穿过贯穿孔，纵向钢筋的上下端头分别焊接在外围固定框架的横梁上，双层蜂窝构件网架的左右两边分别通过钢丝铰接在外围固定框架的侧柱上，得到墙板骨架，采用底模和侧模将墙板骨架进行固定，然后从顶部灌注混凝土后加盖顶模；

(4)待凝固成型后拆除底模、侧模和顶模，得到混凝土粗墙板，在混凝土粗墙板的内侧铺设一层保温材料层，在混凝土粗墙板的外侧依次铺设隔热材料层和界面装饰层，即得到混凝土幕墙板。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的由蜂窝板构件组成的混凝土幕墙板是一种结合轻型幕墙和重型幕墙的中重型幕墙，通过蜂窝板构件增强幕墙力学性能的同时减轻了幕墙的重量，便于运输吊装，同时可承担累积的自重。其中，正六边形的蜂窝板构件通过自带的公扣构件和母扣构件紧密组装成若干组纵向蜂窝构件板，然后在通过肋板连接件将纵向蜂窝构件板连接成为蜂窝构件网片，最后通过横向连接构件将两个蜂窝构件网片链接为连接为双层蜂窝构件网架，由于蜂窝板构件的内部还设有蜂窝空心板，形成大蜂窝套小蜂窝的模式，力学性能更加稳定，并且，双层蜂窝构件网架的外部还设有外围固定框架，并通过穿套在上下平行的肋板连接件中心的纵向钢筋与之上下固定连接，既便于定型又可以分散作用应力。此外，本发明采用单个构件拼装模式，可根据实际情况调整整体尺寸，避免多余的裁剪浪费，并且可流水线生产加工，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明的双层蜂窝板构件网架的结构示意图及与外围固定框架和纵向钢筋的连接关系示意图；

图2是本发明的局部侧剖结构示意图；

图3是本发明的蜂窝板构件的分解示意图；

图4是本发明的蜂窝板构件的左右连接关系示意图；

图5是本发明的肋板连接件的立体示意图；

图6是本发明的肋板连接件的横向剖面图；

图7是本发明的蜂窝板构件与肋板连接件的连接剖视图；

图8是本发明的蜂窝板构件的上下连接关系示意图；

图9是本发明的蜂窝板构件的前后连接关系示意图；

图10是本发明的横向连接构件的立体示意图；

图11是本发明的纵向钢筋与肋板连接件的连接关系示意图。

其中，1-蜂窝板构件、11-蜂窝空心板、111-相变保温材料、12-正六边形侧板、13-公扣构件、14-母扣构件、15-肋板、151-连接卡头、16-肋板连接件、161-卡槽、162-贯穿孔、17-上盖板、18-下盖板、171-上圆孔、181-下圆孔、1a-双层蜂窝板构件网架、2-横向连接构件、21-横向连接柱、22-六角螺母、23-连接柱头、3-纵向钢筋、4-外围固定框架、5-混凝土层、6-保温材料层、7-隔热材料层、8-界面装饰层。

具体实施方式

为便于对本发明实施例的理解，下面结合图1-11做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。

如图2所示，一种由蜂窝板构件组成的混凝土幕墙板，主要包括蜂窝板构件、横向连接构件2、纵向钢筋3、外围固定框架4、混凝土层5、保温材料层6、隔热材料层7和界面装饰层8，其中，所述蜂窝板构件1的材质优选的采用纤维增强复合材料，纤维增强复合材料具有比强度高、比模量大、材料性能具有可设计性、抗腐蚀性和耐久性能好且热膨胀系数与混凝土的相近等优点。

如图3所示，所述蜂窝板构件1的内部设有蜂窝空心板11，其中，所述蜂窝空心板11内间隔填充有相变保温材料111，所述相变保温材料111按重量百分比计包括：弹性丙烯酸乳液4％、多孔细骨料11％、轻质耐火陶瓷纤维5.3％、二氧化硅凝胶3.4％、二氧化钒0.09％、硬质酸钠1.5％、分散剂0.4％、塑化剂0.3％，余量为液体石蜡，在蜂窝空心板11内间隔填充有相变保温材料111可进一步提高幕墙板的隔热保温的功效。所述相变保温材料的制备方法为：1)按上述比例将多孔细骨料、轻质耐火陶瓷纤维、二氧化硅凝胶和液体石蜡放入搅拌机中，以100r/min搅拌8min，得到初步混合物；2)在搅拌状态下向所述步骤1)的初步混合物中继续加弹性丙烯酸乳液、二氧化钒、硬质酸钠、分散剂和塑化剂，以300r/min搅拌30min，得到半固态混合物；3)将步骤2)的所述半固态混合物放入到所述蜂窝空心板的间隔内固定成型2.5h。所述蜂窝空心板11的四周设有正六边形侧板12，所述正六边形侧板12与蜂窝空心板11为一体结构，正六边形侧板1的一面上设有公扣构件13，与所述公扣构件13平行的正六边形侧板面上设有母扣构件14，正六边形侧板12的侧楞上固定连接有两个肋板15，两个所述肋板15的夹角为180度，肋板15与公扣构件13或母扣构件14的夹角为90度。

如图8所示，上下相邻的两个蜂窝板构件1通过公扣构件13或母扣构件14扣连接；左右相邻的两个蜂窝板构件1通过肋板连接件16连接，如图5、6、11所示，所述肋板连接件16与所述肋板15等长，肋板连接件16的左右长边上设有横向开口的卡槽161，所述卡槽161大小相等，开口方向相反，卡槽161的形状与所述连接卡头151的横截面积相对应，肋板连接件16的中心位置设有贯穿孔162，所述贯穿孔162与卡槽161相互垂直，贯穿孔162内穿有所述纵向钢筋3，卡槽161与连接卡头151进行扣合起到连接左右相邻两个蜂窝构件1的作用，贯穿孔162便于穿入纵向钢筋3，加固组装而成的蜂窝板构件，提高力学性能。所述肋板连接件16与两个相邻肋板15之间通过卡扣连接，如图4、7所示，所述肋板15的前端设有连接卡头151，所述连接卡头151的长度与肋板15的长边相等，且与肋板15的长边连为一体结构，连接卡头151的横截面积为圆形，连接卡头151便于左右两个蜂窝板构件1连接更牢固；

如图3、9所示，蜂窝空心板11的上下顶面分别胶接有上盖板17和下盖板18，所述上盖板17和下盖板18的中心位置分别设有上圆孔171和下圆孔181，所述上圆孔171和下圆孔181相互贯通，前后相邻的两个蜂窝板构件1通过横向连接构件2分别穿过上圆孔171和下圆孔181固定连接，其中，所述上圆孔171和下圆孔181的面积小于所述蜂窝空心板11的组成单元的横截面积，便于在利用横向连接构件2连接前后两个蜂窝板构件时固定。

如图1、2所示，蜂窝板构件1通过横向连接构件2相互连接后组成双层蜂窝板构件网架1a，所述外围固定框架4与所述双层蜂窝板构件网架1a通过钢丝铰接固定连接，所述纵向钢筋3贯穿上下相邻的两个肋板连接件16并与外围固定框架4焊接连接，所述混凝土层5位于双层蜂窝板构件网架1a及外围固定框架4所形成空隙中，所述保温材料层6位于双层蜂窝板构件网架1a的内侧，所述隔热材料层7位于双层蜂窝板构件网架1a的外侧，所述界面装饰层8为与隔热材料层7的外侧。

如图9、10所示，所述横向连接构件2包括横向连接柱横向连接柱21和六角螺母22，所述横向连接柱21的材质为轻质钢管，所述横向连接柱21的前后端头分别固定连接有连接柱头23，所述连接柱头23为实心螺纹杆，连接柱头23与横向连接柱21的直径比为1:1.8，连接柱头23与所述上圆孔171和下圆孔181的直径相等，连接柱头23分别穿过前后相邻的蜂窝板构件1的上圆孔171和下圆孔181，所述六角螺母22分别对应连接在连接柱头23的两端，六角螺母22的下表面分别与前后相邻的两个蜂窝板构件1的上盖板17或下盖板18紧密贴合，既可以固定前后相连的两个蜂窝板构件，又可以横向加强整个混凝土幕墙板的承重力及稳定性。

一种由蜂窝板构件组成的混凝土幕墙板的制作方法，包括以下步骤：

(1)利用模型制作出所述蜂窝板构件1、上盖板17和下盖板18，将所述下盖板18胶接在蜂窝板构件1的下方，然后将所述相变保温材料111间隔灌注入所述蜂窝空心板11内，待固化后再利用所述上盖板17胶接封盖，得到蜂窝构件单元板；

(2)将所述蜂窝构件单元板通过所述公扣构件13和母扣构件14上下拼装为四组纵向蜂窝构件板，将所述纵向蜂窝构件板中的蜂窝构件1一一左右相对，并通过所述肋板连接件16连接为两组蜂窝构件网片，将所述两组蜂窝构件网片中的蜂窝构件1一一前后对应，将所述横向连接柱2分别贯穿前后两个蜂窝构件1的所述上圆孔171和下圆孔181，并分别通过所述六角螺母22固定，得到双层蜂窝构件网架1a；

(3)将所述纵向钢筋分别穿过所述贯穿孔，纵向钢筋的上下端头分别焊接在所述外围固定框架4的横梁上，所述双层蜂窝构件网架1a的左右两边分别通过钢丝铰接在外围固定框架4的侧柱上，得到墙板骨架，采用底模和侧模将所述墙板骨架进行固定，然后从顶部灌注混凝土后加盖顶模；

(4)待凝固成型后拆除底模、侧模和顶模，得到混凝土粗墙板，在所述混凝土粗墙板的内侧铺设一层保温材料层6，在混凝土粗墙板的外侧依次铺设隔热材料层7和界面装饰层8，即得到混凝土幕墙板。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。