一种固废综合利用竹筋增强空心砖与钢构件组合的墙体结构

技术领域

本发明专利涉及一种固废综合利用竹筋增强空心砖及与钢构件组合的墙体结构，属于工业固废综合利用、保温与结构一体化、节能减碳环保和免烧空心砖领域，以及砌筑、钢结构装配式建筑技术领域。

背景技术

现有技术以烧结砖和免烧砖为主。烧结砖以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为原料经成型和高温焙烧而成。目前烧结砖行业面临巨大的挑战，存在粘土与页岩等矿产资源消耗高、能耗高、碳排放高、污染高的“四高”痛点和自重大、体积小、砌筑效率低、湿法施工等缺点。免烧砖采用合理的科学配方，按一定比例加入凝固剂及微量添加剂，高压成型。免烧砖实用性好，外观整齐。本发明专利在免烧空心砖优点的基础上，通过添加竹筋增强材料和无机胶凝剂，显著提高空心砖的抗拉强度、剪切力、弯曲强度和抗冲击等物理性能。通过精心设计的空心结构，消除热桥效应，增强保温隔热效果；水电管件与线缆等可贯穿空心中，干湿分离；在空心内安装钢构件后形成砖与钢构件组合墙体结构，实现保温与结构一体化。本发明专利实现矿山废料、建筑垃圾等工业固体废弃物的大规模资源化利用，且制备时不消耗天然矿产资源，减少占地，不造成环境污染。与钢构件组合成为墙体结构体系，具有强度高、成本低、节能减排、工艺简便等特点，可循环重复使用。既创新又不改变流行几千年的建筑习惯，价廉物美，易于推广。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种固废综合利用竹筋增强空心砖与钢构件组合的墙体结构。通过添加竹筋增强材料和无机固化剂，使墙砖的强度显著提高(达到40-80兆帕)，防水防腐性能好。高压成型使墙砖结构密实，表面质量好。精心设计的空心结构使墙砖保温隔热效果良好，并方便墙砖与钢构件组合成为墙体结构体系。本专利生产的空心砖结构简单，砌筑快速方便，免装修，可循环重复使用。特别适合农村自建房、民宿、民居、三产综合体、文旅、康养建筑等多低层建筑，现场组装，干法施工，固废利用，环境友好，节能减碳；建筑物冬暖夏凉，运营能耗低，施工周期短，性价比高，使用寿命达百年以上。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种固废综合利用竹筋增强空心砖，采用矿山尾料、石材加工废料和浆料、建筑垃圾及粉煤灰、炉渣等工业固废材料，分粗细两种，总占比约80％，其中粗骨料约占比45％，细骨料占比约35％，加入无机胶凝剂和竹筋增强材料充分搅拌，经高压成型、养护、干燥固化制造免烧空心墙砖。

上述一种固废综合利用竹筋增强空心砖，以竹筋代替钢筋作为增强材料，大幅提高空心墙砖的抗拉强度、剪切力、弯曲强度和抗冲击性，并使空心砖后期切割、开孔等操作方便。将原竹进行浸泡、碳化脱脂与塑化处理获得竹筋纤维、剪切至长度约30-40mm，将3％左右经处理后的竹筋加入。

优选的，通过碱激发化学反应产生新型高强、无毒、环保的无机胶凝效果，无需烧制、能耗低、固废利用，性能优于有机粘结剂，具有理化性能好、耐老化、成本低廉、防火等级高、防水性能好、利废等优点，高压成型后经过养护与充分干燥使空心墙砖达到理想的物理性能。

优选的，特别设计的空心结构可以消除热桥效应，填充保温隔热隔音泡沫材料后，实现良好的隔热保温隔音效果。

优选的，特别设计的空心结构中可以安装钢构件，形成空心砖与钢结构组合墙体，实现保温与结构一体化。

优选的，空心砖的宽度与墙体厚度保持一致，砌筑时上下砖缝错开，结构稳固，并形成工字形墙缝，美观大方，且其宽度设定为墙体(内墙和外墙)的厚度，实现一次砌筑即完成墙体制作，其内部空心相互错开，壁厚30-50mm，空心率平均35％左右。

优选的，其内部空心结构互相错开设置后，空腔距离最低为60mm(240墙砖)，可有效消除热桥效应，增强隔热保温隔音效果；填充保温材料(如泡沫水泥或岩棉)后，保温隔热效果更佳。

优选的，空心处可垂直安装钢管、工字钢等型钢，垂直型钢与天梁、地梁或抗剪槽结构、横向扁钢等形成钢结构骨架或框架。

优选的，所述墙砖空心中可预埋水管、电缆线管等，实现干湿分离。

优选的，根据抗震要求沿高度方向每间隔1000-1500mm横向布置扁钢。

优选的，缺口处如妨碍墙砖成型或影响墙砖质量，可先在摸具上加30-40mm壁厚再整体压制成型，如图2至图10中的黑影部分，成型固化后整体运输至施工现场，在施工安装时根据需要进行切除(有些切除后重新砌回；不用砌回的可做实心砖使用，不浪费)；其它缺口处可照此办理，成型固化后可在工厂或施工现场予以切除。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种固废综合利用竹筋增强空心砖与钢构件组合的墙体结构，具备以下有益效果：

1.该一种固废综合利用竹筋增强空心砖与钢构组合的墙体墙体，实现矿山废料、建筑垃圾等工业固体废弃物的大规模资源化利用，且制备时不消耗天然矿产资源，减少占地，不造成环境污染。

2.空心砖与钢结构组合墙体无热桥效应，结构稳固，实现保温与结构等多功能一体化。产品具有强度高、成本低、节能减排、工艺简便、装配式施工等优点，可循环重复使用。创新中不改变流行几千年的建筑习惯，价廉物美，易于推广。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的空心砖与钢构件组合墙体俯视图；

图2为本发明的外墙标准型空心砖俯视图；

图3为本发明的外墙角空心砖俯视图；

图4为本发明的外墙钢构I型空心砖俯视图；

图5为本发明的外墙钢构II型空心砖俯视图；

图6为本发明的内墙标准空心砖俯视图；

图7为本发明的内墙钢构I型空心砖俯视图；

图8为本发明的内墙钢构II型空心砖俯视图；

图9为本发明的外墙标准半砖俯视图；

图10为本发明的内墙标准半砖俯视图。

图1中：1、此墙体俯视图由外墙角空心砖、外墙标准型空心砖构成；2、四角的黑框为表示方钢管、工字钢、H型钢等型材钢构件立柱，由地梁、天梁等钢构件与之连接(焊接)；3、黑色方块表示为填补缺口用的实心砖，其使用不得减少空腔的尺寸，以保持隔热保温的效果；4、上下两层砌筑空心砖时，将墙角空心砖调转方向砌筑，立柱钢构件位置和尺寸保持不变，空心砖相互错开叠压增强稳固性，外墙表面呈工字形砖缝，免装修。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

如图1所示，本发明提供一种固废综合利用竹筋增强空心砖与钢构件组合的墙体结构，包括立柱钢结构、外墙角空心砖、外墙标准空心砖等。其它形式的空心砖(图2-10)根据需要使用在外墙和内墙之中。立柱之间以地梁钢结构和天梁钢结构相互连接，空心砖中穿插横向扁钢、垂直扁钢、过梁钢构件等，所有钢构件在空心砖内部相互焊接成为一个整体的钢骨架或框架，与空心砖共同组合成为结构稳固、保温隔热、防水防火等多功能一体化墙体。石材砖连接处的缺口部分(图中黑色阴影方块)用实心砖砌上，保持空心距离不变，空心相互错开后使整个墙体实现无热桥，保温效果好，建筑冬暖夏凉。外墙免装修，内墙抹灰后正常装修。

实施例二

如图2-10所示，本发明提供了一种固废综合利用竹筋增强空心砖，采用矿山尾料、石材加工废料和浆料、建筑垃圾及粉煤灰、炉渣等工业固废材料，分粗细两种，总占比约80％，其中粗骨料约占比45％，细骨料占比约35％，加入无机胶凝剂和竹筋增强材料充分搅拌，经高压成型、养护、干燥固化制造免烧空心墙砖。

一种固废综合利用竹筋增强空心砖与钢构件组合墙体，以竹筋代替钢筋作为增强材料，大幅提高空心墙砖的抗拉强度、剪切力、弯曲强度和抗冲击性，并使空心砖后期切割、开孔等操作方便。将原竹进行浸泡、碳化脱脂与塑化处理获得竹筋纤维、剪切至长度约30-40mm，将3％左右经处理后的竹筋加入，搅拌均匀。

通过碱激发化学反应产生新型高强、无毒、环保的无机胶凝效果，无需烧制、能耗低、固废利用，性能优于有机粘结剂，具有理化性能好、耐老化、成本低廉、防火等级高、防水性能好、利废等优点，高压成型后经过养护与充分干燥使空心墙砖达到理想的物理性能。

特别设计的空心结构可以消除热桥效应，填充保温隔热隔音泡沫材料后，实现良好的隔热保温隔音效果。

特别设计的空心结构中可以安装钢构件，形成空心砖与钢结构组合墙体，实现保温与结构一体化。

空心砖的宽度与墙体厚度保持一致，砌筑时上下砖缝错开，结构稳固，并形成工字形墙缝，美观大方，且其宽度设定为墙体(内墙和外墙)的厚度，实现一次砌筑即完成墙体制作，其内部空心相互错开，如图1至图10所示，壁厚30-50mm，空心率平均35％左右。

其内部空心结构互相错开设置后，空腔距离最低为60mm(240墙砖)，可有效消除热桥效应，增强隔热保温隔音效果；填充保温材料(如泡沫水泥或岩棉)后，保温隔热效果更佳。

空心处可垂直安装钢管、工字钢等型钢，垂直型钢与天梁、地梁或抗剪槽结构、横向扁钢等形成钢结构骨架或框架。

墙砖空心中可预埋水管、电缆线管等，实现干湿分离。

根据抗震要求沿高度方向每间隔1000-1500mm横向布置扁钢。

缺口处如妨碍墙砖成型或影响墙砖质量，可先在摸具上加30-40mm壁厚再整体压制成型，如图中的黑影部分，成型固化后整体运输至施工现场，在施工安装时根据需要进行切除(有些切除后重新砌回)；其它缺口处可照此办理，成型固化后可在工厂或施工现场予以切除。