一种半预制免支模保温混凝土墙体结构及施工工艺

技术领域

本发明属于装配式建筑工程外保温技术领域，特别涉及一种半预制免支模混凝土保温墙体结构及施工工艺。

背景技术

外墙保温问题一直是困扰建筑业发展的大问题，传统的外墙保温是后锚固粘贴法，即先做好外墙结构，然后用铆钉固定保温层，再在保温层外进行抹灰覆盖，俗称薄抹灰粘贴法。此法不但保温节能效果欠佳，而且质量难以控制，极易引起脱落等工程事故。

目前，现有的保温墙中三明治外墙开始大量应用，其效果比传统方式大为改善，但也渐渐发现诸多问题：三明治外墙的结构形式：全预制墙体，现场免支模。墙体由内而外分别为：内叶墙，为受力混凝土墙体，即剪力墙，一般配置双层受力钢筋网，墙体厚度不小于200mm；保温层，一般为柔性保温材料，材质及厚度由热工计算确定；外叶墙，为薄型混凝土板，配置单层钢筋网，一般厚度为50mm左右，不参与建筑的结构受力，只起到保护“保温层作用”。内叶墙与外叶墙以专用“保温连接件”夹紧保温层。该连接件要求极高，既要保证外叶墙不脱落，又不得采用容易引起“冷、热桥”现象的钢筋等金属连接件。

三明治外墙的缺点是：结构复杂，内叶墙是结构受力的，外叶墙不得参与结构受力，即：内、外叶墙不得形成“组合结构”，不得用钢筋等强力构件相连接。外叶墙主要功能是保护保温层，同时，必须独立变形(主要是风力及温度变化影响)，不能与内页墙联动。由于两叶墙板间又夹紧保温层，连接松散会形成缝隙，影响保温效果，同时，外叶墙板也不稳定；联系过紧，又会形成“组合结构”，外墙表面将会开裂。另外，内页墙为受力构件，是工厂预制的实心墙体，施工安装时上、下墙体连接时只能采用“套筒灌浆连接”工艺(因为墙体内钢筋是断开的，否则就不能采用预制工艺)。而后灌浆工艺存在严重的不确定性，极易造成质量事故。其次，保温板为柔性材料，工艺决定，制作过程难免踩踏、挤压，极易变形；同时墙体养护过程也会造成分层、翘曲现象。再其次，实心墙体过重，需要大吨位机械设备完成。同时，上下对位很困难(必须是下面的墙体顶部伸出的钢筋头，对准上部墙体底部的预留套筒)，施工效率低，质量难保证。

另一种是免拆模保温外墙：其结构形式是全现浇混凝土墙体，外模免支，模板由保温一体板代替。墙体由内而外分别为：剪力墙，配筋受力结构体，传统现浇工艺；保温层，按规范要求设置；保温板面层，遮盖保温层并起增加强度作用。保温层与面层在工厂制作时合为一体，即形成“保温一体板”，同时兼做外墙免拆模板使用；外罩面：一般为抹灰及喷涂。

免拆模保温外墙的缺点是：内模还是采用传统的木模板、钢模板或铝合金模板。墙体钢筋均在现场绑扎，未能达到装配式建筑的基本要求。对位操作困难：内模的对拉螺栓孔位很多，与外保温板对位困难。保温层易损坏，且不易发现：保温层直接开孔，无保护装置，对位时，螺杆乱捅，极易伤害柔软的保温板。由于是“盲对孔”，破损也不易发现。存在墙体精度控制问题，保温层是柔软体，无限位装置，在螺栓对拉时，易压缩变形。尤其是外观，凹凸不平。另外还有冷桥问题，主要是混凝土浇筑时，保温层的内层开孔无任何保护措施，尤其振捣时会倒灌水泥浆，形成冷桥，严重影响保温效果，而外表很难发现。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种半预制免支模混凝土保温墙体结构及施工工艺，以克服了现有保温墙结构形式及生产工艺的不足。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种半预制免支模保温混凝土墙体结构，包括半预制叠合墙体、保温一体板及对拉组件，其中半预制叠合墙体和保温一体板平行设置，并且通过多组对拉组件连接为一体，所述半预制叠合墙体和所述保温一体板之间形成现浇空腔；所述半预制叠合墙体内嵌设有多个钢筋支架，所述保温一体板上布设有多个保温钉，所述钢筋支架和保温钉均外露于所述现浇空腔内。

所述对拉组件包括内背楞、墙厚限位套管、对拉螺杆、对拉螺母及外背楞，其中内背楞和外背楞分别设置于所述半预制叠合墙体和所述保温一体板的外侧，所述墙厚限位套管设置于所述半预制叠合墙体和所述保温一体板之间，所述对拉螺杆将所述内背楞、半预制叠合墙体、墙厚限位套管、保温一体板及外背楞串联为一体，并且端部通过对拉螺母锁紧。

所述对拉组件还包括预制墙板限位管和保温层限位环，所述预制墙板限位管嵌设于所述半预制叠合墙体内，所述保温层限位环嵌设于所述保温一体板内，所述墙厚限位套管的两端分别与预制墙板限位管和保温层限位环抵接，所述对拉螺杆穿过所述预制墙板限位管和保温层限位环。

所述保温层限位环包括环体和设置于环体端部的翼盘，其中环体嵌设于所述保温一体板内，所述翼盘贴合于所述保温一体板的内侧壁上，并且与所述墙厚限位套管的一端抵接；所述环体上分布有多个修补孔。

所述内背楞和所述外背楞结构相同，均包括背楞本体，所述背楞本体为具有凹槽的长条形结构，所述背楞本体的背部设有多个背楞连接孔，所述背楞连接孔用于与所述对拉螺杆连接。

所述内背楞和所述外背楞的安装方向相同；

所述内背楞的背部与所述半预制叠合墙体的外表面贴合，所述对拉螺杆的头部容置于所述内背楞的凹槽内；

所述外背楞的槽口面与所述保温一体板的外表面贴合，所述对拉螺母在所述外背楞的背部外侧固定所述外背楞。

所述对拉组件还包括外背楞垫块，所述外背楞垫块容置于所述外背楞的凹槽内，并且与所述对拉螺杆连接。

所述钢筋支架为Z型结构，包括固定端、支撑限位杆及绑扎端，其中固定端预埋于所述半预制叠合墙体内，所述绑扎端位于所述现浇空腔内且通过支撑限位杆与固定端连接。

一种如上所述的半预制免支模保温混凝土墙体结构的施工工艺，该施工工艺包括以下步骤：

1)制作预制叠合墙板；

在模台上支侧模；

预埋预制墙板限位管、铺设受力钢筋网及帮扎绑扎钢筋支架；

混凝土浇筑；

养护；

2)制作保温一体板；

裁板；

成孔：保证制作保温一体板上的预成孔与制作预制叠合墙板上的预埋预制墙板限位管一一对应；

预成孔内插设保温层限位环；

在保温一体板上布置保温钉，保温钉贯穿保温一体板并露于保温一体板的外侧；

3)现场安装；

制作预制叠合墙板吊装就位；

在钢筋支架的绑扎端铺设空腔钢筋网及埋设对接钢筋；

通过对拉组件连接制作预制叠合墙板和保温一体板；

在现浇空腔内混凝土浇筑；

养护成型；

拆除对拉组件；

混凝土墙体堵孔及保温层堵孔。

在步骤3)中的现场安装过程中，可在保温一体板的外侧安装二层背楞，二层背楞与外背楞以背靠背的形式连接，在二层背楞与保温一体板之间固定防涨垫块。

本发明的优点及有益效果是：

本发明的半预制叠合墙体解决了钢筋上下贯通连接问题，使建筑更安全可靠；内外双向免支模板，大大降低工程造价，同时实现简便、快捷施工。

本发明设备投资少，见效快；保温板现场安装全程无死角，保温效果得到充分保证；

本发明工艺简单，工效大幅度提升；同时解决了墙体整体精度问题，使建筑物整体更能满足美观要求；

本发明解决了墙体浇筑易开裂、涨模等问题；做到保温与结构一体化，节能环保，不脱落，且整体工程造价大幅度降低。

附图说明

图1为本发明半预制免支模混凝土保温墙体结构的示意图；

图2为本发明中半预制叠合墙体的结构示意图；

图3为本发明中钢筋支架的结构示意图；

图4为本发明中保温一体板的结构示意图；

图5为本发明中保温层限位环的结构示意图；

图6为本发明中背楞的结构示意图；

图7为图6的右视图；

图8为本发明的现场安装示意图。

图中：1为内背楞，101为背楞本体，102为背楞连接孔，2为墙厚限位套管，3为保温层限位环，301环体，302为中孔，303为翼盘，304为修补孔，4为外背楞垫块，5为对拉螺杆，6为对拉螺母，7为半预制叠合墙体，8为保温一体板，801为保温层，802为保温层外衬板，803为保温层内衬板，804为预成孔，9为钢筋支架，901为固定端，902为支撑限位杆，903为绑扎端，10为保温钉，11为外背楞，12为预制墙板限位管，13为现浇空腔,14为二层背楞。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1所示，本发明提供的一种半预制免支模保温混凝土墙体结构，包括半预制叠合墙体7、保温一体板8及对拉组件，其中半预制叠合墙体7和保温一体板8平行设置，并且通过多组对拉组件连接为一体，半预制叠合墙体7和保温一体板8之间形成现浇空腔13；半预制叠合墙体7内嵌设有多个钢筋支架9，保温一体板8上布设有多个保温钉10，钢筋支架9和保温钉10均外露于现浇空腔13内。

如图1所示，本发明的实施例中，对拉组件包括内背楞1、墙厚限位套管2、对拉螺杆5、对拉螺母6及外背楞11，其中内背楞1和外背楞11分别设置于半预制叠合墙体7和保温一体板8的外侧，墙厚限位套管2设置于半预制叠合墙体7和保温一体板8之间，对拉螺杆5依次将内背楞1、半预制叠合墙体7、墙厚限位套管2、保温一体板8及外背楞11串联为一体，并且端部通过对拉螺母6锁紧。

如图1-2所示，在上述实施例的基础上，对拉组件还包括预制墙板限位管12和保温层限位环3，预制墙板限位管12嵌设于半预制叠合墙体7内，保温层限位环3嵌设于保温一体板8内，墙厚限位套管2的两端分别与预制墙板限位管12和保温层限位环3抵接，对拉螺杆5依次穿过预制墙板限位管12、墙厚限位套管2和保温层限位环3。

如图3所示，本发明的实施例中，钢筋支架9为Z型结构，包括固定端901、支撑限位杆902及绑扎端903，其中固定端901预埋于半预制叠合墙体7内，绑扎端903位于现浇空腔13内且通过支撑限位杆902与固定端901连接。具体地，钢筋支架9为一体式结构，且固定端901与绑扎端903平行。

钢筋支架9的规格、布置间隔按设计要求执行，其主要作用是形成混凝土墙体另一片钢筋网(现浇空腔钢筋网)的固定平台。具体地，固定端901绑扎或焊接固定于半预制叠合墙体7内的钢筋网片上；支撑限位杆902根据墙体厚度、受力钢筋规格，计算长度。混凝土墙体的另一片受力钢筋网绑扎在绑扎端903上

半预制叠合墙体7是整体受力构件。半预制叠合墙体7的里面已经按设计要求配置了受力钢筋，以满足现场叠合后的整体力学性能。半预制叠合墙体7即作为受力墙体的一部分，同时兼做模板，即现浇混凝土时，无需再支模板。半预制叠合墙体7的内表面为粗糙面，以便更好地与现浇混凝土结合，一般规定粗糙面不低于整体面积的80％，及粗糙凹凸度不低于4.0mm。

如图4所示，本发明的实施例中，保温一体板8包括保温层801及位于保温层801两侧的保温层外衬板802和保温层内衬板803，其中保温层801的材质、规格、厚度按设计要求由工厂制作。保温层外衬板802平直粘贴于保温层801的外侧，具有一定强度和刚度。保温层内衬板803粘贴于保温层801的内侧，有些保温材料无需内衬板。在保温一体板8上设置预成孔804，预成孔804的空位与半预制叠合墙体7内的预制墙板限位管12一一相对应，在预成孔804内插设保温层限位环3。

如图5所示，本发明的实施例中，保温层限位环3包括环体301和设置于环体301端部的翼盘303，其中环体301嵌设于保温一体板8的预成孔804内，翼盘303贴合于保温一体板8的内侧壁上，并且与墙厚限位套管2的一端抵接；环体301上分布有多个修补孔304。

因保温一体板8的保温层801为柔软材料，挤压易变形，即影响保温效果，又破坏外观形象。所以保温层限位环3采用耐压材料制作，如PVC等。即要保证不易变形，又要与保温层801的导热系数相近，以免产生冷桥现象。保温层限位环3永久浇筑于墙体中。具体地，环体301采用抗压强度高的材料制作，保证抵抗压力不变形。环体301内的中孔302为对拉螺栓进出通道，翼盘303与墙厚限位套管2顶紧，保护保温层洞口，同时保证混凝土浇筑时不倒灌浆体。修补孔304的作用是：保温层对拉孔成孔时，可能会伤及孔洞周边，不填充修补，会使墙体的保温效果打折扣。封堵保温层孔洞时，一般采用现场发泡材料，通过修补孔304可充分保证管体外侧的空隙填满。

保温钉10是保温系统的标准件，是锚固保温层的受力构件。保温钉10的钉头不但要穿透保温层，还要锚固于混凝土墙板中。其锚固深度按设计要求执行。保温钉的材质需严格按相应规范要求选取，不得产生冷桥现象。

具体地，墙厚限位套管2采用高强材料制作，如钢铁、塑料、混凝土等。对拉螺栓锁紧时，起到支撑作用，限制现浇空腔的精度，这样就保证了整个墙体的总厚度，完全按照设计的要求进行施工成型。墙厚限位套管2借助对拉螺栓5的拉力，形成精确的撑管结构，管体永久浇筑于混凝土墙体中。

如图6-7所示，本发明的实施例中，内背楞1和外背楞11结构相同，均包括背楞本体101，背楞本体101为具有凹槽的长条形结构，背楞本体101的背部设有多个背楞连接孔102，背楞连接孔102用于与对拉螺杆5连接。

具体地，背楞本体101采用高强材料制作，如钢铁、铝合金、高强塑料等。背楞连接孔102为条形孔，沿背楞本体101的长度方向设置，便于任意位置对位及相互间锁紧。

如图1所示，在本实施例中，内背楞1和外背楞11的安装方向相同；内背楞1的背部与半预制叠合墙体7的外表面贴合，对拉螺杆5的头部容置于内背楞1的凹槽内；外背楞11的槽口面与保温一体板8的外表面贴合，以便避开孔洞垫块，尤其是方便二层背楞14的连接，如图8所示。对拉螺母6在外背楞11的背部外侧固定外背楞11。

如图1所示，在上述实施例的基础上，对拉组件还包括外背楞垫块4，外背楞垫块4容置于外背楞11的凹槽内，并且与对拉螺杆5连接。

具体地，外背楞垫块4是具有中孔的抗压块体。外背楞垫块4的一端顶紧保温层限位环3，另一端顶紧外背楞11的内侧，以保证对拉螺栓拧紧时墙体各层精准、稳定。

一种如上任意之一实施例中的半预制免支模保温混凝土墙体结构的施工工艺，该施工工艺包括以下步骤：

1)制作预制叠合墙板7；

在模台上支侧模；

预埋预制墙板限位管12、铺设受力钢筋网及帮扎绑扎钢筋支架9；

混凝土浇筑；

养护；

2)制作保温一体板8；

裁板；

成孔：保证制作保温一体板8上的预成孔804与制作预制叠合墙板7上的预埋预制墙板限位管12一一对应；

预成孔804内插设保温层限位环3；

在保温一体板8上布置保温钉10，保温钉10贯穿保温一体板8并露于保温一体板8的外侧；

3)现场安装；

制作预制叠合墙板7吊装就位，安装临时固定支撑杆，调整墙体垂直度；

在钢筋支架9的绑扎端903铺设空腔钢筋网及埋设对接钢筋；具体地，按设计图纸要求进行，剪力墙均为两片钢筋网，其中一片已经预埋在预制叠合墙板7内，另一片绑扎在绑扎端903上，这样，空腔现浇混凝土后与预制叠合墙板7相叠合，就形成完整的剪力墙；现浇空腔13内穿预埋线管，一端与预制叠合墙板7内预埋线盒相连，另一端按设计要求处理；空腔上、下端均会按设计要求埋设对接钢筋，对接钢筋可以方便地在空腔内布置，更能保证墙体上下连接的质量；

通过对拉组件连接制作预制叠合墙板7和保温一体板8；

在现浇空腔13内混凝土浇筑；

养护成型；

拆除对拉组件；

混凝土墙体堵孔及保温层堵孔，采用发泡胶方式，以便透过保温层限位环3上修补孔304，将保温层限位环3外侧的可能出现的保温层空隙一并填满。

如图8所示，在步骤3)中的现场安装过程中，可在保温一体板8的外侧安装二层背楞14，二层背楞14与外背楞11以背靠背的形式连接，在二层背楞14与保温一体板8之间增设防涨垫块15。

具体地，二层背楞14的设置是在首层背楞的间距强度不足以抵抗混凝土浇筑涨模压力时，才需要设置。二层背楞14使用时一般垂直于首层背楞，并与首层背楞锁紧。具体地，以T型螺栓锁紧，同时压紧防涨垫块15。

本发明的半预制叠合墙体解决了钢筋上下贯通连接问题，使建筑更安全可靠；内外双向免支模板，大大降低工程造价，同时实现简便、快捷施工。

本发明解决了墙体浇筑易开裂、涨模等问题；做到保温与结构一体化，节能环保，不脱落，且整体工程造价大幅度降低。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。