专利名称：多功能组合装配式板材的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑板材，特别是一种性能优良的多功能组合装配式板材。
背景技术：
按国家要求，新型墙体材料应向轻质量、高强度、多功能、复合化方向发展。以有利于改善建筑环境，减少湿作业，易于机械化施工。并能节土、节能、利废、保护环境，促进社会的可持续发展。
但多年来，墙体都采用单一材料砌筑，当满足强度要求后，又因导热系数太大，不能满足保温隔热的要求。也就是说，世界上没有一种单一的材料可以满足现代墙体的多项性能要求。
尤其是墙材应具有的各项性能之间，在选材和结构工艺等各方面都是相互矛盾的。如要求质量轻和强度高，就是一对矛盾体。多数轻质量的建材强度都低。高强度和保温隔热也是一对矛盾体。所有高强度的建材，其保温隔热性能，因其组织细密，热传导性能强，而保温隔热性能就极差。保温隔热也是一对矛盾体。保温和隔热是两个不同的概念，为室内保温采用多孔轻质绝热材料，传热阻大，保温性能好。但因其多孔质轻，易受太阳热辐射的影响，加上较大的热发射面积，导致室内表面温度容易上升，其隔热性能往往较差。
总之，满足现代墙材的各项性能，并有效解决性能要求和选材、工艺等一系列矛盾，是摆在我们面前的紧迫任务。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、轻质高强、其建筑节能和隔热保温等性能良好的多功能组合装配式板材。
为了实现本实用新型的目的，拟采取以下技术方案它是一种以绝热保温隔音芯层为基础，再与不同的建材组合装配成的各种墙材；其中的绝热保温隔音芯层是一种多层叠加的瓦楞板。
上述的多层叠加的瓦楞板，其瓦楞为卧放形式。
上述的芯层瓦楞板是采用农业剩余物秸杆制造的草浆纸或回收的废纸浆造纸来制作。
本实用新型的优点在于结构简单，容易生产，其各项性能均比较优良。其具体体现在以下方面1、利用农业剩余秸杆作建材原料，取之不尽，用之不竭。我国森林资源不是很丰富，但农业秸杆每年有5-6亿吨，再加上亚麻、大麻、野生的芦苇等，资源非常丰富。人们要吃饭，就必须种粮食，有了吃的也有了住的，这是最好的自然安排。
2、由草浆纸作成的绝热保温芯层，价格便宜。并且，绝热保温效果显著。如果屋面也用这种材料，整个建筑就像一个“保温瓶”，就可以实现“不采暖建筑”，大大节省房间温热控制的能耗，长久的经济效益十分显著。对环境的影响也大大降低。
3、这种装配组合墙材的方式，可以满足墙材的各种性能要求。有了绝热保温的芯层，可以在不同的场合，不同的建筑材料，装配组合成不同用途的墙体材料。为实现可持续发展战略打下坚实基础。
图1是纸质瓦楞板中有粘接带的渐开线型拱瓦示意图。
图2是纸质瓦楞板中圆弧形拱瓦示意图。
图3是墙体两侧为纸质瓦楞板而中间为钢筋混凝土的实施例结构示意图。
具体实施方式
以上附图所公开的瓦楞板结构和墙体板材结构是本实用新型的一种实施例。图3中，1为设在两侧的纸质瓦楞板；2为夹在瓦楞板之间的钢筋混凝土；3为高强工程塑料专用联接件。
本实用新型是由具有高效绝热保温材料制作的芯层和以建筑方不同功能要求，由不同的外墙板和内墙板装配组合而成。它可在工厂内进行工业化生产，包括门窗构件以及安装扣件等一体化制造，运到施工现场安装。也可作为钢筋混凝土建筑的外模板，永不拆卸，同钢筋混凝土一体化形成永久保温层和承压层，达到内外墙都具保温性能的墙体结构。
这是一种层状中空绝热板材，内外墙板按墙体功能，可作成承压墙、分户隔墙和内隔墙。它承担墙体的高强度功能，而芯层则承担保温隔热隔音功能。
热传导有三种形式导热、对流、热辐射，单就导热而言，静止空气的导热系数很低，λ＝0.02326w/(m.k)，而黄土的λ＝1.65w/(m.k)，是空气λ的71倍；混凝土的λ＝1.28w/(m.k)，是空气λ的55倍。可见用静止的干空气夹层绝热效果最佳。但应注意到，静止空气导热系数虽低，但它是流体。即使在多孔性的固体绝热材料中，孔隙内的空气也会发生对流传热。但这时的对流传热必须与固体壁面发生接触才能完成。这就是导热和对流同时存在的一种对流换热现象，这样一来，就必须综合考虑导热和对流。厚的干空气夹层热阻大，但对流换热会增大，反之为控制对流换热，而将空气夹层厚度变得很小，那么对同一空气夹层，其对流换热面积成倍增大，而对流换热量又同其面积成正比。因此干空气夹层的厚度要适当控制。同时应注意辐射传热的发生。热辐射是依靠物体表面对外发射电磁波而传递热量的现象，任何物体只要其自身温度大于绝对温度0°k，就会对外辐射能量，并且不需传递介质或直接接触。在一般气象条件下，辐射传热约占全部热损失的25％以上，在垂直的空气夹层中，辐射产生的热损失可达整个热损失的60％以上。根据斯蒂芬-玻尔茨曼定律，黑体的辐射换热量同发射面积和绝对温度的4次幂成正比。而绝大多数绝热材料可看作为灰体，计算换热量时要乘以其发射率ε(黑度)。如建筑用砖、玻璃、混凝土的黑度ε分别是0.93、0.937、0.94，发射率都较大，ε小的材料，如铝箔和不锈钢箔，ε仅.0.039-0.057，它将绝大多数辐射反射回热源，只有极少热量被通过和吸收。同时，由于铝箔的发射率极低，吸收的部分也很少再向外辐射。这就使保温隔热芯层的制作可根据建筑设计的功能要求决定铝箔的取舍。
因此，按墙材设计的绝热原理。在此选用钢渣、GRC板、粉煤灰等做内外墙板的基材。在芯层结构上采用干空气夹层的办法。为防止夹层中的空气对流和辐射传热，夹层的厚度又必须控制。在开发新型墙材时，其中空芯层选用了纸质瓦楞板多层叠加的这种形式，因为它具备连续大量生产的技术基础。为防止空气上下对流传热，可将瓦楞采用卧放形式，作为干空气夹层的瓦楞纸板，其瓦高以及叠加的层数，都可以按照建筑设计的功能要求制作。
当一种材料能阻抗热流传递时，它就同时具备了阻止声波传递的性能，而成为一种隔音的墙体材料。
纸质瓦楞板有两种常用的特殊瓦型1、有粘接带的渐开线型拱瓦(如图1)渐开线压力角a＝42°-45°。顾名思义，这是用一对渐开线齿辊辊压成形的拱瓦。为使一对齿轮辊辊瓦成型，必须在工艺上确保草浆纸板进料出瓦通顺。瓦辊没有根切现象。纸板又不能被扯断。所以这对齿辊的重叠系数只能在1以内。
这是传统U型瓦的变形。它垂直方向承压能力强。就是承受平面压力也较两直线构成的V形瓦强。因为其瓦型赛如拱桥、拱坝构形。
经反复计算，我们选齿辊几何参数为a＝43.5°，m＝6.7；则分度圆直径da＝mz＝308.2；基圆直径db＝da·cos＝223.56；重叠系数ε＝0.917许多年以来，社会上包装行业广泛使用的瓦楞纸板是传统标准的成型工艺。它有三种形式U型、V型和UV型，夹角一般为90°。瓦高从1.1mm-4.9mm，而我们这一成型工艺，就使单瓦楞成型高度，从社会上普遍采用的A型瓦高限于4.9mm以内，而扩展到10mm以上的较大空间，因此，这一工艺就将包装瓦楞纸板，扩展为建筑板材的开发，打开了技术难关，同时，也开阔了瓦楞成型领域和瓦楞板芯的市场空间。不失为瓦楞成型的重大工艺突破。
2、圆弧型拱瓦(如图2)草浆纸同钢板相比，它是不能拉延的，在试制渐开线拱瓦的过程中，经多次失败得知，一对齿辊要辊瓦成形，其重叠系数必须小于1，并且由于重叠系数小于1所获得的收益，要使一对齿辊在进料出瓦部位的齿侧间隙大于纸厚，用以保证草浆纸板进料出瓦通畅。在圆弧齿轮加工技术基础上，开发出该圆弧型拱瓦。
作为圆弧型拱瓦的直齿齿辊，两齿辊各有独立的驱动轴，各自独立运转(非动力运动)，组合辊压草浆纸板成圆弧型即节圆土的螺旋角β＝0。
其中凹齿辊和凸齿辊的半径差远大于纸厚，并且它是圆弧点啮合，端面重叠系数等于0，非常适用辊压瓦楞，又绝对没有辊齿的根切现象。即凹齿辊的齿廓半径lf，凸齿辊的齿廓半径la，其齿廓半径差Δl＝ΔlfΔla大于纸厚，辊压过程单侧瓦楞呈圆弧形，出瓦后，它会弹性恢复成介于圆弧和直线中间的一种曲线。
至于瓦楞纸同平板纸之间的粘接带，在辊压过程中是自然形成的，并且可以用调节瓦高的办法，调正粘接带的宽度，即本来工作齿高hω＝1.2mn，当hω大于1.2mn时，粘接带变窄，可窄到0。当hω小于1.2mn时，粘接带变宽，圆弧齿辊的全齿高h＝1.5mn，因辊压纸质瓦楞板不需作齿面疲劳点蚀和齿根弯曲强度计算，所以圆弧型拱瓦的瓦高可在10mm-20mm。
因此，从瓦型和成型工艺上看，这种圆弧型拱瓦是一种极具发展前途的瓦型，瓦楞纸板的用途也将扩展到更大的市场范围，如可替代包装箱内较厚的防震泡沫塑料板和经一定技术处理，可作产品托盘等等。
纸质瓦楞板芯的阻燃和防霉在技术处理上有多种方法用硼砂-硼酸混合溶液处理瓦楞板芯，可使其具有良好的阻燃性，并有防霉作用。
因为硼砂也称四硼酸纳(NaB4O7·10H2O)。这种白色结晶粉末不燃，60℃时可失去8个结晶水，320℃时失去全部结晶水。在失火受热时，结晶水的蒸发吸收热能，所以降低了纤维绝热层的温度，减缓了燃烧。同时，硼酸(H3BO3)这种白色带珍珠光泽的三斜晶体粉末，在空气中稳定。在加热过程中，逐渐脱水而成偏硼酸HBO2、焦硼酸H2B4O7和硼酐B2O3。其生成物置换了周围的氧气，这使草浆纸芯纤维不发生明火，而是缓慢地闷燃。这就使经硼砂和硼酸处理的草浆纸芯具有良好的阻燃性。再者，硼砂有防腐功能，而硼砂和硼酸都有防霉作用，将可有效地防止霉菌在纸纤维中生长。又可消毒，阻止细菌侵入。又由于硼砂在潮湿空气中有吸湿性，所以它与矿(岩)棉、玻璃不同，它有呼吸作用，可吸收和释放水分。
操作工艺在硼砂—硼酸混合溶液中，以重量计，硼砂占60％，硼酸占40％，其溶液浓度要保证板芯在溶液中浸渍，经低于50℃的热风冲击干燥后，其重量增加3-5％，这样处理的板芯可广泛用于农村住宅建筑上和城镇住宅的分户隔墙和内隔墙。
2、用环氧树脂浆液处理纸质板芯环氧树脂属有机物，导热系数小，耐水防腐，有良好的化学稳定性，但要加阻燃剂，使其有自熄性。
其浆液配方(以重量计)环氧树脂100，糠醛20-25，丙酮20-25，乙二胺15-20。
操作工艺将纸质板芯在浆液中浸渍，浆液浓度用丙酮调节，使板芯固化后，表面挂层厚度在0.15-0.2mm。阻燃剂的品种较多，其作用就是减少燃烧过程中产生的游离氢(·H)和氢氧基(·OH)，抑制燃烧的链式反应速度。如含10个结晶水的硼砂，受热脱水，可吸收142kj/mol的热量，抑制了温度的上升而达到阻燃的目的，所以硼砂也是一种阻燃剂。
尤其值得注意的是，经环氧树脂浆液浸渍后的纸质板芯，其表面层十分坚硬，经试验证明，环氧树脂浆液固化后，其抗压强度可达66MPa，抗拉强度可达29Mpa，各项物理力学性能均高于C30混凝土结构的强度指标。
这样处理后的板芯，适用于各种建筑结构。尤其是板芯先用硼砂-硼酸溶液处理，表面再浸渍或喷涂环氧树脂浆，其性能最佳。
纸质芯板的主要性能纸质芯板用草浆纸制作，其定量为250±53g/m2，按ISO标准，纸张和纸板的分界线是224g/m2，因此，它属于草浆纸板。
纸厚瓦纸和平板纸都用0.28-0.32mm芯板作成5瓦4平，其面密度为每平方米芯板重量是3.25kg/m2加5％的硼酸和硼砂芯板重量为3.4kg/m2导热系数λ小于0.1w/(m.k)导热系数λ小于0.14w/(m.k)，它就属于绝热保温材料，利用芯板优良的绝热保温性能，以及同内外墙板装配组合的合理结构形式，就能满足墙体的各种性能要求。
本实用新型建筑板材，根据建筑设计的功能要求进行装配，无非有三种形式1、芯材被其它建材包裹；2、芯材包裹其它建材；3、混合包裹。
1、腔体夹芯组合板材它是用不同的建筑材料，按其各自工艺作成腔体，然后将纸质板芯装入其中，板材的上下两端用水泥沙浆封抹平整，不得有渗漏现象。
腔体材料可以是双保险GRC、钢渣、粉煤灰以及彩钢板等等。
这种腔体夹芯组合板材，在生产前可制定型号尺寸标准如板厚90mm和120mm两种型号，高2500-3000mm，宽600mm，纸质板芯厚40、50、60mm都可以满足。
2、墙体两侧用纸质芯板中间夹钢筋混凝土建筑结构(如图3)墙体两侧用纸质芯板作建筑模板，并用专用联接件联接固定。为防止产生热桥，联接件用高强工程塑料制造，中间浇注钢混凝土，芯板模板永不拆卸，成永久保温层。纸质芯板外层再喷涂钢丝网砂浆或贴石膏板、磁砖等装饰材料的建筑结构形式，这种纸质芯板也可以按建筑设计的要求制订标准型号规格，并按标准规格尺寸制作。
3、纸质芯板同钢筋混凝土和其它建材混合包裹，由建筑设计确定其墙体构造。
权利要求1.一种多功能组合装配式板材，其特征在于它的芯层是一种多层叠加的瓦楞板，其与其它的建材装配连接在一起。
2.按权利要求1所述的多功能组合装配式板材，其特征在于上述的多层叠加的瓦楞板，其瓦楞为卧放形式。
专利摘要一种建筑上所用的多功能组合装配式板材，主要是克服目前的墙体材料所存在的建筑节能、保温隔热等方面的弊端。它是一种以绝热保温隔音芯层为基础，再与不同的建材组合装配成的各种墙材；其中的绝热保温隔音芯层是一种多层叠加的瓦楞板。本实用新型能满足现代墙材的轻质量、高强度、建筑节能以及保温隔热等多项性能要求。可广泛用于建筑中的承重墙、分户墙、内隔墙等处。
文档编号E04C2/32GK2644555SQ0325419
公开日2004年9月29日 申请日期2003年5月28日 优先权日2003年5月28日
发明者聂铁钢 申请人:武汉铭铠科技有限公司