一种封闭管芯式复合板及建筑用承重材料的制作方法

本发明涉及建筑材料领域，特别是一种封闭管芯式复合板及建筑用承重材料。

背景技术：

在建筑行业，建筑材料特别重要，建筑材料通过组合，制成建筑物中的梁、板或立柱。

随着工业化和现代化的推进，因水泥板具有更好的支撑强度，现代社会大多使用水泥板作为梁、立柱等基材，从而使房子更加牢固。然而，采用水泥板作为建筑基材，会存在如自重大、施工周期长、施工期间易受扰动和不环保等缺点。为了解决这些问题，建筑行业开始采用金属材料作为建筑基材。

现有技术中，通常采用实心钢板作为建筑基材，利用钢的高强度性能，对房屋进行构架建设。然而这种方式通常用料较多，在用于高层建筑时虽然可以保证建筑的强度，但是会带来自重大、材料浪费多等问题；在进行建筑板材的安装和起吊过程中，由于体积大，重量重，会大大增加建筑人员的劳动强度，且存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种用料省、自重轻、结构强度高，防腐性能好，保温效果好的封闭管芯式复合板及建筑用承重材料。

本发明的技术方案是：

本发明之一种封闭管芯式复合板，括上面板、下面板和设于它们之间的管芯层，所述管芯层由若干个管体排列后与上面板、下面板连接形成一整体；所述管体为内部中空的封闭式结构。

本发明将管芯层与上面板和下面板连接成一体，一方面在节省材料的同时，还能保证上面板和下面板受到应力后能够通过管芯层疏散到各个管体上，从而减少复合板的整体应力，进而增大结构的整体强度；另一方面，大大实现了轻量化，且由于重量轻，便于安装和起吊，大大降低了操作人员的劳动强度，提高安全性。总之，本发明的复合板与现有的各种板材相比存在以下优点：（1）在同等强度下，用料最少；（2）在同等重量下，强度最大。

另外，通过将管体设计成内部中空的封闭式结构，使得上下面板便于与管体的上下两端焊接，降低与焊料连接的难度，使焊接可一次性完成，且大大降低废品率；另一方面，能够提高管体与焊料之间的连接界面强度，进而提高整个焊接面的抗拉强度和冲击热应力。

进一步，所述管芯层与上面板和下面板之间设有连接层，所述连接层由钎焊、电阻焊、激光焊或胶接方式形成。将管芯层与上面板和下面板焊接或胶接形成一体，当上面板和下面板受到应力时，能够通过管芯层疏散到各个管体上，横向和竖向受力小，不易变形，从而减少复合板的整体应力，进而增大结构的整体强度和稳定性。当管芯层与上面板和下面板采用焊接方式时，对环境变化的敏感度非常低，持久性长。本发明优选采用钎焊方式，能够使整个结构的受力更加均匀。

进一步，所述连接层的厚度为0.5~2mm。该厚度范围能够确保将管芯层与上面板、下面板之间紧固成型，即使受到较大应力，也不会产生松动。若小于0.5mm，则牢固性差；若大于2mm，尤其是在焊接过程中，既浪费焊料，又使得焊接时间长，且容易损伤管体。

进一步，所述管体为槽型管、工字型管、角型管、t型管、弧形管或一字型管。这些管体与上下面板的连接面均封闭，大大提高焊接质量，降低废品率。其中，若上述管体均间隔分布在上面板和下面板之间时，槽型管的连接强度最大，一字型管的连接强度最小。因此在间隔排布时，一字型管的排布间隔要小于其他管体，以增大整体的结构应力。另外，弧形管弧形结构可以是半圆形，也可以是大于半圆形。

进一步，所述管体的材质为不锈钢管。不锈钢材质具有遇水不生锈的特性，由于房屋需要经受雨水的洗刷，在经受长期的雨水洗刷后，房屋的钢架结构容易受到雨水的侵蚀，采用不锈钢，则可以防止钢架受潮生锈，从而延长整个房屋的使用寿命，理论上可以保证整个房屋永久不坏。

进一步，所述上面板和/或下面板为金属板或碳板。碳板具有耐高温、散热快、线膨胀系数低、强度高、耐腐蚀和质量轻等优点，且碳板容易成型，易于加工，成本低。而金属板具有强度大，耐腐蚀的优点。

进一步，所述上面板和/或下面板的材质为不锈钢、玻璃钢、碳钢、钛钢或铝合金中的一种。

进一步，所述管体的管壁厚度为0.1~3mm。将管壁厚度设置于该区间范围内，既实现了轻量化，又降低了导热系数，若低于0.1mm，则会降低整体结构的强度，且管体容易弯折，若高于3mm，则会增大导热系数，且增加材料成本。

进一步，所述管体之间间隔排列，或者相邻所述管体的侧面相互挤紧压缩，压缩量为2%~5%。

通过间隔排列，可以减少管体的数量和整体的重量，降低成本。此外，管体的排列可以是顺序排列，也可以是对称排列，还可以是背对式排列，又或者是这几种排列结构之间的交互式排列等。

通过相互挤紧压缩，防止相邻管体的侧面之间留有缝隙，当上面板和下面板受到应力后，若相邻管体的侧面之间留有缝隙，容易使管体产生弯折、移位或松动，大大降低使用寿命。通过将压缩量设置在2%~5%的范围内，是因为该范围能够使得管体受到应力后不弯折，管体之间所受到的作用力相互抵消，从而提高整体的结构强度。

进一步，所述管体之间的间隔为10~50mm，这样，能够提高整体强度。若管体间隔太大，会降低整体的结构应力，若管体间隔太小，则整体重量及成本降低不显著。

进一步，所述上面板和/或下面板的厚度δ为：0.5≤δ≤6mm。将复合板用在不同的场合下，其面板的厚度是不同的，总体而言，设置在上述范围内最佳，若小于0.5mm，则会降低整体结构的强度，且不易加工，若高于6mm，则会增加重量，不易安装和起吊，且增加材料成本。

例如，当将复合板用于制作建筑材料能承重用的柱和梁时，其承受的作用力较大，因此选择相对较厚的面板，上面板和下面板的厚度可以相同，也可以不同。上面板和下面板的厚度根据楼层层数而定：当楼层较高时，受压力较小，则应选择较薄的面板，且δ值随着楼层高度的增加而减小；当楼层较低时，受压力较大，则应选择较厚的面板，且δ值随着楼层高度的减小而增加。

当将复合板用于制作楼板时，相对于立柱和大梁而言承受的作用力较小，因此整体的厚度相对较小，在保证整体强度的基础上，还减少了自重。

进一步，所述上面板和下面板做成四周翻边的形状，包住管芯层；或者焊接所用焊料的边缘翻边，包住管芯层。这样，一是能够防止管芯层受到磨损，二是能够防止最边上的管体产生松动，通过四周翻边，能够与最边上的管体之间产生相互的作用力，不会使管体单独受力而产生松动等现象。

本发明之一种建筑用承重材料，采用前述的封闭管芯式复合板制成。

建筑用承重材料包括梁、柱或板。其中板可以是楼板、内墙板、外墙板、屋顶板等。封闭管芯式复合板能够在节省材料的同时，保证整个梁、柱或板自重轻，而重量轻时，对地震的反应能力就小，间接地提高了整个楼层的结构强度，抗震能力强。且由于重量轻，便于安装和起吊，大大降低了建筑工人的劳动强度，提高安全性。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是图1所示实施例1的a部结构放大示意图；

图3是图1所示实施例1槽型管的排列结构示意图；

图4是本发明实施例2槽型管的排列结构示意图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

如图1~图3所示：一种封闭管芯式复合板，包括上面板1、下面板2和设于它们之间的管芯层3，管芯层3由若干个槽型管31相互排列挤紧后与上面板1、下面板2通过钎焊形式连接形成一整体。槽型管31的上下两端封闭，内部为一空腔。

其中，上面板1和下面板2均为不锈钢板，槽型管31为不锈钢管。槽型管31的管壁厚度为3mm，上面板1和下面板2的厚度δ为1mm。

相邻槽型管31的侧面相互挤紧压缩，压缩量为2%，防止产生缝隙，通过压板将挤紧后的若干个槽型管31压住，防止在复合板成型过程中产生缝隙。

上面板1和下面板2夹设管芯层3后，通过钎焊进行加热，使钎焊料加热熔化，熔化后的钎焊料使得槽型管31的顶部渗入上面板1、下面板2的机体孔隙中，待冷却后形成复合板结构。其中钎焊料采用铜基。钎焊后所形成的钎焊层4的厚度为0.5mm。

该封闭管芯式复合板适用于制成建筑材料能承重用的楼板、内墙板、外墙板、屋顶板。

实施例2

如图4所示：与实施例1的区别在于，相邻槽型管31的侧面相互挤紧压缩，但排列结构为对称式排列。

其它同实施例1。

实施例3

与实施例1的区别在于，槽型管31的排列结构为间隔式排列，间隔距离为40cm。

其它同实施例1。

实施例4

与实施例1的区别在于，钎焊料冲孔翻边，使得槽型管31套在钎焊层4的翻边上定位，即钎焊料渗入槽型管31的凹形孔中，将槽型管31套住，从而实现槽型管31的稳固连接。

其它同实施例1。

实施例5

与实施例1的区别在于，一种封闭管芯式复合板，包括上面板、下面板和设于它们之间的管芯层，管芯层由若干个槽型管相互排列挤紧后与上面板、下面板通过钎焊形式连接形成一整体。

其中，上面板和下面板均为碳板，槽型管为不锈钢管。槽型管的管壁厚度为1mm，上面板厚度δ1为3mm，下面板厚度δ2为1mm。

相邻槽型管的侧面相互挤紧压缩，压缩量为4%，防止产生缝隙。

上面板和下面板与管芯层之间通过胶接方式成型，如采用环氧胶、聚氨酯胶等。胶接后所形成的胶接层厚度为1mm。

该封闭管芯式复合板适用于制成建筑材料能承重用的柱或梁，且更适用于低楼层。

实施例6

与实施例1的区别在于，槽型管的管壁厚度为1.5mm，上面板厚度δ1为5mm，下面板厚度δ2为2mm。

其它同实施例1。

该封闭管芯式复合板适用于制成建筑材料能承重用的柱或梁，且更适用于高楼层。

实施例7

与实施例1的区别在于，槽型管的管壁厚度为2.5mm，上面板和下面板的厚度δ均为4mm。

其它同实施例1。

该封闭管芯式复合板适用于制成建筑材料能承重用的柱或梁或楼板。

实施例8

与实施例1的区别在于，槽型管由弧形管代替，弧形管为半圆形管。管壁厚度为0.5mm，弧形管的排列结构为间隔式排列，间隔距离为20cm。

其它同实施例1。

实施例9

与实施例1的区别在于，槽型管由一字型管代替，管壁厚度为2mm，弧形管的排列结构为间隔式排列，间隔距离为10cm。

其它同实施例1。

实施例10

与实施例1的区别在于，槽型管由工字型管代替，管壁厚度为0.1mm，工字型管的侧面相互挤紧压缩，压缩量为3%。

其它同实施例1。

实施例11

与实施例1的区别在于，上面板和下面板的材质为碳钢。

其它同实施例1。

实施例12

与实施例1的区别在于，上面板和下面板做成四周翻边的形状，包住管芯层，且翻边与最边上的槽型管相接触。

其它同实施例1。

实施例13

与实施例1的区别在于，铜钎焊料的边缘翻边，包住管芯层。

其它同实施例1。

综上所述，本发明具有以下优点：

（1）将管芯层与上面板和下面板连接成一体，使得在同等强度下，用料最少；在同等重量下，强度最大；

（2）将管体设计成内部中空的封闭式结构，使得上下面板便于与管体的上下两端焊接，降低与焊料连接的难度，使焊接可一次性完成，且大大降低废品率；另一方面，能够提高管体与焊料之间的连接界面强度，进而提高整个焊接面的抗拉强度和冲击热应力；

（3）管体的材质为不锈钢管，不易生锈，使用寿命长；

（4）管体壁薄，既实现轻量化，又进一步降低导热系数；

（5）相邻管体的侧面相互挤紧，能够大大提高整体的结构强度，不易产生松动；

（6）封闭管芯式复合板用于制成建筑材料能承重用的梁、柱或板，在节省材料的同时，保证整个梁、柱或板自重轻，而重量轻时，对地震的反应能力就小，间接地提高了整个楼层的结构强度，抗震能力强。且由于重量轻，便于安装和起吊，大大降低了建筑工人的劳动强度，提高安全性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。