一种钩形钢芯复合连接件预制夹心保温墙板及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种钩形钢芯复合连接件预制夹心保温墙板及其制作方法，本发明内外叶板采用混凝土浇筑而成，中间夹心层为保温板，由钩形钢芯复合连接件将三层构造连接成整体；所述钩形钢芯复合连接件分两种：一种为带套管的钩形钢筋芯连续纤维复合连接件，另一种为高强钢丝芯模塑料压制成型钢芯复合连接件。每种钢芯复合连接件又分为直插型和斜插型。本发明直插型钩形钢芯复合连接件呈90°正交将内外叶混凝土板连接在一起，连接件的钩头可钩住外叶板内钢筋网；斜插型钢芯复合连接件呈45°斜交将内外叶墙板连接在一起。本发明预制混凝土夹心保温外墙具有抗剪及抗弯性能高、保温隔热效果好、施工效率高、造价低、使用安全可靠等优点。
【专利说明】
一种钩形钢芯复合连接件预制夹心保温墙板及其制作方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种钩形钢芯复合连接件的装配式预制混凝土夹心保温墙板及其制作方法，属于建筑工程装配式预制混凝土保温墙板应用技术领域。
【背景技术】
[0002]在国家大力推行“建筑工业化、住宅产业化”，推广绿色建筑和绿色施工的背景下，建筑产品要满足“四节一环保”的要求，节能墙体是实现建筑节能的主要手段，保温外墙作为节能墙体在建筑领域已经得到广泛的推广。目前，工程中常用的保温外墙包括内保温、夕卜保温及夹心保温三种:内保温外墙不利于室内装修、易损坏;外保温外墙存在防火、耐久性及抵抗负风压等问题;夹心保温外墙是将保温材料置于内外叶混凝土墙板之间，通过连接件把内外叶墙板和保温材料连接为一体，可有效防止外部环境和内部装修的影响，实现与结构同寿命，是今后建筑外墙节能保温构造的主要发展方向。装配式预制混凝土夹心保温外墙板是集承重、围护、保温、防水、防火等功能为一体的重要装配式预制构件。连接件是连接夹心保温墙体内外叶混凝土墙板和保温板的关键部件，同时也是抵抗各层之间的剪力的关键部件。目前国内外应用于装配式预制混凝土夹心保温外墙板中的连接件主要有金属材料和纤维增强复合塑料，且均存在诸多问题:钢筋等金属连接件虽具有强度高、价格低等优点，但材料导热系数大，存在“热桥”效应，影响墙体保温效果，并且钢筋耐腐蚀性差，影响构件寿命，若采用不锈钢连接件则成本大幅提高;纤维增强复合塑料(FRP)连接件虽具有抗拉强度高、耐腐蚀性强、导热系数小、价格低廉等优点，但其抗剪强度低，属于脆性材料。这些问题的存在，严重阻碍了装配式预制混凝土夹心保温外墙板在市场中的规模化应用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有装配式预制混凝土夹心保温外墙板规模化应用的技术瓶颈，提供一种钩形钢芯复合连接件预制夹心保温墙板及其制作方法，本发明专利选用新材料钢芯一纤维复合筋作为连接件，兼容了金属与塑料纤维的共同优点，具有抗剪强度高，导热系数低和耐久性能好的材料性能，并且价格较低，有效解决了上述材料选用的难题。将连接件一端设计为钩形，既可保证锚固效果又可大大减小外叶墙板的厚度，节省材料降低成本;连接件另一端设计为直形，可快速穿透保温板插入混凝土，节省工时降低成本;复合连接件采用直插和斜插组合的方式，受力明确，大幅增强墙体的整体工作性，解决了内外叶墙板连接可靠性的技术难题。
[0004]本发明采用的技术方案为:一种钩形钢芯复合连接件预制夹心保温墙板，具有三层构造，分别为内叶混凝土墙板、保温层、外叶混凝土墙板，通过钢芯复合连接件将三层构造连接成一整体；
[0005]所述内叶混凝土墙板和外叶混凝土墙板采用普通混凝土或轻混凝土浇筑而成，所述保温层为不然或难燃的保温板，根据内叶混凝土墙板和外叶混凝土墙板厚度的异同，分为中置和偏置两种类型；
[0006]所述钢芯复合连接件分为两种:一种为钢筋芯连续纤维复合连接件，另一种为钢芯模塑料复合连接件;所述钢芯复合连接件外表面呈规律状凹凸不平，一端弯折为钩形，一端为直形；
[0007]所述钢筋芯连续纤维复合连接件包括钩形钢筋芯连续纤维复合筋和塑料套管;所述钩形钢筋芯连续纤维复合筋由带肋钢筋延性内芯和连续纤维刚性外包层组成，所述带肋钢筋延性内芯的外表面由浸胶连续纤维纵向均匀包裹，横向用连续纤维螺旋状捆扎，形成凹凸波纹状连续纤维刚性外包层;所述塑料套管套设在钩形钢筋芯连续纤维复合筋中部，并定位于保温层中，塑料套管横截面形状为圆形，厚度与保温层厚度相匹配;塑料套管包括套管帽和套管体，套管体顶部设有套管帽，套管帽与保温层外表面紧贴，套管体内外侧壁为相互错位的锯齿牙面;所述塑料套管分为直套管和斜套管两种，所述直套管的套管体与套管帽垂直，斜套管的套管体与套管帽成45°夹角；
[0008]所述钢芯模塑料复合连接件包括钢芯和纤维树脂外包层;所述钢芯为高强刻痕钢丝或带肋钢筋，外表面呈规律状凹凸不平;所述纤维树脂外包层包括连接体和定位环;所述连接体分为三段，上段和下段分别位于外叶混凝土墙板和内叶混凝土墙板内，为多个圆锥台连接而成；中段为斜齿过渡段，位于保温层内；所述定位环设置于连接体的上段和中段之间;所述连接件分为直插型连接件和斜插型连接件，所述定位环面与连接体轴线呈垂直90°相交形成直插型连接件，定位环面与连接体轴线呈45°相交形成斜插型连接件。
[0009]作为优选，所述钢芯复合连接件钩形的弯钩角度α范围为45°?90°。
[0010]作为优选，所述连续纤维刚性外包层的连续纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维。
[0011 ] 作为优选，所述圆锥台的锥度为1:10?1: 6，所述定位环为厚度2?4mm和直径为20?40mm的圆环形薄板。
[0012]本发明连接件选用的材料是钢芯复合筋，是一种以高强刻痕钢丝或带肋钢筋为内芯，外包连续纤维或模塑料复合材料，表面具有弧形凹凸螺纹或斜齿粗糙面。钩形钢芯复合连接件的布置采用直插和斜插的组合布置方式，分为剪拉和剪压两种连接形式;直插连接件与内叶墙板成90°夹角，斜插连接件与内叶墙板成45°或135°夹角。
[0013]—种上述钩形钢芯复合连接件预制夹心保温墙板的制作方法，包括以下步骤:
[0014]步骤一:先浇筑内叶混凝土墙板；
[0015]步骤二:然后在混凝土初凝前快速安装保温层，将钢芯复合连接件的直形端按设计位置要求垂直或斜45°穿过保温层插入内叶混凝土墙板中，使钢芯复合连接件上的套管体或斜齿过渡段位于保温层内，使套管帽或定位环卡在保温板外表面并贴紧；
[0016]步骤三:最后，待内叶混凝土墙板达到设计强度后安装钢筋网和浇筑外叶混凝土墙板，并养护达到混凝土设计强度后即完成墙板的制作。
[0017]本发明的有益效果:
[0018](I)本发明采用了新材料钢芯复合筋作为装配式预制混凝土夹心保温外墙板的连接件，该种材料具有抗拉、抗压、抗剪强度高，外刚内柔延性好，安全储备高，导热系数小，耐腐蚀性强和耐久性能好，价格低廉的优点，解决了普适性材料选用的难题；(2)本发明的连接件一端设计为钩形，既可保证锚固效果又可有效减小外叶墙板的厚度，节省材料降低成本;连接件另一端设计为直形，可快速穿透保温板插入混凝土，节省工时降低成本；(3)本发明的连接件采用直插和斜插组合的方式，受力明确，可大幅增强墙体的整体工作性，解决了内外叶墙板连接可靠性的技术难题。(4)本发明的预制混凝土夹心保温外墙具有抗剪及抗弯性能高、保温隔热效果好、施工效率高、造价低、使用寿命长等优点。(5)本发明成果的产业化，将有力推动装配式预制混凝土夹心保温外墙板在市场中的规模化应用，推进“建筑工业化、住宅产业化”的发展，具有显著的社会效益、经济效益与环境效益。
【附图说明】
[0019]图1为本发明采用钢筋芯连续纤维复合连接件的结构示意图；
[0020]图2为本发明采用钢芯模塑料复合连接件的结构示意图；
[0021]图3为本发明钢筋芯连续纤维复合连接件(直插型)结构示意图；
[0022]图4为本发明钢筋芯连续纤维复合连接件(斜插型)结构示意图；
[0023]图5为本发明钢芯模塑料复合连接件(直插型)结构示意图；
[0024]图6为本发明钢芯模塑料复合连接件(斜插型)结构示意图；
[0025]图7为图3和4的A-A剖视图；
[0026]图8为图5和6的B-B剖视图。
[0027]图中标号:I为内叶混凝土板、2为保温层、3为外叶混凝土板、4为钢筋芯连续纤维复合连接件、5为钢芯模塑料复合连接件、6为钩形钢筋芯连续纤维复合筋、7为套管帽、8为套管体、9为连接体、10为定位环、11为斜齿过渡段、12为带肋钢筋延性内芯、13为钢芯、14连续纤维刚性外包层、15为纤维树脂外包层。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0029]如图1-8所示，一种钩形钢芯复合连接件预制夹心保温墙板，具有三层构造，分别为内叶混凝土墙板1、保温层2、外叶混凝土墙板3，通过钢芯复合连接件将三层构造连接成一整体；
[0030]所述内叶混凝土墙板I和外叶混凝土墙板3采用普通混凝土或轻混凝土浇筑而成，所述保温层2为不然或难燃的保温板，根据内外叶墙板厚度的异同，分为中置和偏置两种类型；
[0031 ]所述钢芯复合连接件分为两种:一种为钢筋芯连续纤维复合连接件4，另一种为钢芯模塑料复合连接件5;所述钢芯复合连接件外表面呈规律状凹凸不平，一端弯折为钩形，一端为直形；
[0032]所述钢筋芯连续纤维复合连接件4包括钩形钢筋芯连续纤维复合筋6和塑料套管；所述钩形钢筋芯连续纤维复合筋6由带肋钢筋延性内芯12和连续纤维刚性外包层14组成，所述带肋钢筋延性内芯12的外表面由浸胶连续纤维纵向均匀包裹，横向用连续纤维螺旋状捆扎，形成凹凸波纹状连续纤维刚性外包层14;所述塑料套管套设在钩形钢筋芯连续纤维复合筋6中部，并定位于保温层2中，塑料套管横截面形状为圆形，厚度与保温层2厚度相匹配;塑料套管包括套管帽7和套管体8，套管体8顶部设有套管帽7，套管帽7与保温层2外表面紧贴，套管体8内外侧壁为相互错位的锯齿牙面;所述塑料套管分为直套管和斜套管两种，所述直套管的套管体8与套管帽7垂直，斜套管的套管体8与套管帽7成45°夹角；
[0033]所述钢芯模塑料复合连接件5包括钢芯13和纤维树脂外包层15;所述钢芯13为高强刻痕钢丝或带肋钢筋，外表面呈规律状凹凸不平;所述纤维树脂外包层15包括连接体9和定位环10;所述连接体9分为三段，上段和下段分别位于外叶混凝土墙板3和内叶混凝土墙板I内，为多个圆锥台连接而成；中段为斜齿过渡段U，位于保温层2内；所述定位环10设置于连接体9的上段和中段之间;所述连接件分为直插型连接件和斜插型连接件，所述定位环10面与连接体9轴线呈垂直90°相交形成直插型连接件，定位环10面与连接体9轴线呈45°相交形成斜插型连接件。
[0034]所述钢芯复合连接件钩形的弯钩角度α范围为45°?90°。所述连续纤维刚性外包层14的连续纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维。所述圆锥台的锥度为1:10?1:6，所述定位环为厚度2?4mm和直径为20?40mm的圆环形薄板。
[0035]—种上述钩形钢芯复合连接件预制夹心保温墙板的制作方法，包括以下步骤:
[0036]步骤一:先浇筑内叶混凝土墙板；
[0037]步骤二:然后在混凝土初凝前快速安装保温层，将钢芯复合连接件的直形端按设计位置要求垂直或斜45°穿过保温层插入内叶混凝土墙板中，使钢芯复合连接件上的套管体或斜齿过渡段位于保温层内，使套管帽或定位环卡在保温板外表面并贴紧；
[0038]步骤三:最后，待内叶混凝土墙板达到设计强度后安装钢筋网和浇筑外叶混凝土墙板，并养护达到混凝土设计强度后即完成墙板的制作。
[0039]应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种钩形钢芯复合连接件预制夹心保温墙板，其特征在于:具有三层构造，分别为内叶混凝土墙板、保温层、外叶混凝土墙板，通过钢芯复合连接件将三层构造连接成一整体； 所述内叶混凝土墙板和外叶混凝土墙板采用普通混凝土或轻混凝土浇筑而成，所述保温层为不然或难燃的保温板，根据内叶混凝土墙板和外叶混凝土墙板厚度的异同，分为中置和偏置两种类型； 所述钢芯复合连接件分为两种:一种为钢筋芯连续纤维复合连接件，另一种为钢芯模塑料复合连接件;所述钢芯复合连接件外表面呈规律状凹凸不平，一端弯折为钩形，一端为直形； 所述钢筋芯连续纤维复合连接件包括钩形钢筋芯连续纤维复合筋和塑料套管;所述钩形钢筋芯连续纤维复合筋由带肋钢筋延性内芯和连续纤维刚性外包层组成，所述带肋钢筋延性内芯的外表面由浸胶连续纤维纵向均匀包裹，横向用连续纤维螺旋状捆扎，形成凹凸波纹状连续纤维刚性外包层;所述塑料套管套设在钩形钢筋芯连续纤维复合筋中部，并定位于保温层中，塑料套管横截面形状为圆形，厚度与保温层厚度相匹配;塑料套管包括套管帽和套管体，套管体顶部设有套管帽，套管帽与保温层外表面紧贴，套管体内外侧壁为相互错位的锯齿牙面;所述塑料套管分为直套管和斜套管两种，所述直套管的套管体与套管帽垂直，斜套管的套管体与套管帽成45°夹角； 所述钢芯模塑料复合连接件包括钢芯和纤维树脂外包层;所述钢芯为高强刻痕钢丝或带肋钢筋，外表面呈规律状凹凸不平;所述纤维树脂外包层包括连接体和定位环;所述连接体分为三段，上段和下段分别位于外叶混凝土墙板和内叶混凝土墙板内，为多个圆锥台连接而成；中段为斜齿过渡段，位于保温层内；所述定位环设置于连接体的上段和中段之间；所述连接件分为直插型连接件和斜插型连接件，所述定位环面与连接体轴线呈垂直90°相交形成直插型连接件，定位环面与连接体轴线呈45°相交形成斜插型连接件。2.根据权利要求1所述的一种钩形钢芯复合连接件预制夹心保温墙板，其特征在于:所述钢芯复合连接件钩形的弯钩角度α范围为45°?90°。3.根据权利要求1所述的一种钩形钢芯复合连接件预制夹心保温墙板，其特征在于:所述连续纤维刚性外包层的连续纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维。4.根据权利要求1所述的一种钩形钢芯复合连接件预制夹心保温墙板，其特征在于:所述圆锥台的锥度为I: 10?1: 6，所述定位环为厚度2?4mm和直径为20?40mm的圆环形薄板。5.根据权利要求1所述的一种钩形钢芯复合连接件预制夹心保温墙板的制作方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤一:先饶筑内叶混凝土墙板； 步骤二:然后在混凝土初凝前快速安装保温层，将钢芯复合连接件的直形端按设计位置要求垂直或斜45°穿过保温层插入内叶混凝土墙板中，使钢芯复合连接件上的套管体或斜齿过渡段位于保温层内，使套管帽或定位环卡在保温板外表面并贴紧； 步骤三:最后，待内叶混凝土墙板达到设计强度后安装钢筋网和浇筑外叶混凝土墙板，并养护达到混凝土设计强度后即完成墙板的制作。
【文档编号】E04C2/288GK105839839SQ201610294684
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】郭正兴, 江焕芝, 刘家彬
【申请人】东南大学