钢结构住宅用装配式轻质混凝土复合外墙板的研制

发布时间：2020-07-08 03:25

【摘要】：钢结构装配式住宅建筑采取的是模块化的生产方式,通过系统设计以及工厂制造实现了现场化安装,有利于保证施工质量,并且大大缩短工期。本课题研制一种应用于钢结构住宅的预制轻质混凝土外墙板,可实现建筑节能和围护结构一体化,减轻结构自重,提高钢结构住宅建筑围护外墙耐久性。在外墙板的设计阶段,通过热工计算和内力计算分析确定了轻质混凝土外墙板的构造。选取内力最大的一块墙板,采取防火层、保温层、结构层相结合的思路对轻质混凝土外墙板进行了设计研究,设计外墙板的构造为140mm厚混凝土板镶嵌90mm厚挤塑聚苯板+80mm厚挤塑聚苯板+12mm厚石膏板,混凝土材料为强度LC30的轻骨料混凝土,容重在1700~1950kg/m~3。结果表明该配筋方案、混凝土配置方案可以满足各项基本要求,达到外墙板设计要求。在结构层混凝土材料研制阶段,对轻骨料混凝土进行了材性研究,确定了最终配比。通过降低胶凝材料、细骨料、粗骨料密度,综合材料的密度、价格、环保等因素,研究了浮石造壳技术以及造壳浮石的轻骨料混凝土。通过造壳浮石和普通浮石的宏观强度、耐久性,微观形貌以及显微硬度进行对比,造壳浮石的表观密度由1489 kg/m~3提高到了1526 kg/m~3,但饱和吸水率10.8%降低到了2.2%,筒压强度从2.1MPa提高到了3.4Mpa,造壳浮石混凝土初始坍落度和1min后坍落度分别提高了30mm、60mm,具有更好的和易性,7天的抗压强度值达到了38.4MPa,28天的抗压强度值达到了46.3MPa,100次冻融循环之后,质量损失为1.1%,强度损失为4.9%,说明造壳浮石混凝土的强度、耐久能等相关性能均优于无壳浮石混凝土。在外墙板的制作和性能研究阶段,对轻质混凝土外墙板的制作工艺和性能进行了研究。同时对预制轻质混凝土复合外墙板的制作工艺流程以及控制要点进行了研究,对复合轻质混凝土外墙板保温功能进行检测分析。结果表明,和一般的预制墙板的制作工艺相比,轻质混凝土外墙板需要采取二次浇注施工工艺。并且在研究中发现采用平振器加压振动可以减少结构层混凝土浮石上浮泌水问题的出现,采用蒸压养护可以有效提高轻质混凝土的早期强度,缩短模板周转周期。采用防火层、保温层和结构层三层构造设计,外墙板主断面传热系数达到了0.28W/(m~2K),保温性能要好于一般的外挂板。
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528.7
【图文】：

示意图,轻骨料混凝土,抗压破坏,轻骨料

第 3 章轻质混凝土外墙板原材料及试验方法当混凝土的强度超过某一极限值时，轻骨料混凝土的破坏情况发生改变。普通混土的强度值仍为水泥石的强度极限值。轻骨料混凝土的破坏首先体现在轻骨料本身。于轻骨料自身强度较低，当受到由水泥石传递的强度大于其筒压强度，自身破坏，结失稳，混凝土被破坏。因此轻骨料为结构薄弱区，水泥石在混凝土中起到支架作用，受主要荷载。

浮石,表观形貌

（b）图 3.1 轻骨料混凝土抗压破坏示意图atic diagram of compressive failure of lightweight ag页岩陶粒混凝土试块压碎后的断面图，图，可以看出轻骨料混凝土中骨料已被破碎，中的界面过渡区，骨料基本不会被压碎。因的决定因素不再是胶凝材料的强度而是轻骨强度影响很大。所以在不提升混凝土容重的有效的方法。，采用给浮石造壳的方案来优化浮石的各项

造壳,浮石

矿粉浮石骨料混合料水泥搅拌机干拌浸水1min养护造壳浮石搅拌2min图 3.3.浮石造壳方案Figure 3.3.Pumice shell scheme图 3.3 为浮石造壳方案。浮石造壳的主要步骤包括：将水泥和矿粉按照质量比比例称量后放入搅拌机内混合搅拌 1min 至均匀，同时将浮石放入水中浸泡，1min出沥干，然后放入已经拌匀粉料的搅拌机中搅拌两分钟，出料后将浮石骨料分散平置 24h，然后移至混凝土标准养护室内养护至 7d 备用。（2）浮石造壳试验结果经过养护后的造壳浮石如图 3.4 所示，图 3.5 是在造壳浮石混凝土拌合物中取出浮石，用水缓慢冲洗过后的状态，可见经过养护的造壳浮石在混凝土拌制过程中外水泥硬壳不会被破坏，开口孔基本可以保持被封住状态。

【参考文献】