基于粘弹性分形榫卯结构的加气混凝土块及其结构健康检测方法

技术领域

本发明涉及一种加气混凝土块,尤其提供了一种基于粘弹性分形榫卯结构的加气混凝土块及其结构健康检测方法,属于建材结构健康领域。

背景技术

加气混凝土块，即蒸压轻质加气混凝土模块（ALC）是一种轻质具有多孔结构的混凝土块，由于其轻质、保温、防火隔音性能，在提倡绿色建筑、以及拼接方式完成的新建筑搭建形式下，成为新的明星建材构件。总体上看，现有技术ALC的装配是通过多块条板拼接，并配合多个固定构件二重力学稳固方案形成稳定的墙体。其中连接的方法一般通过榫、或榫卯结构形成。

CN110939214A通过连接的两个砌块中部形成穿孔，使用螺杆螺母进行连接，并在两个砌块连接处形成凹槽使用榫件连接，盖房发破坏了混凝土块的中部结构，并且榫非倒梯形如CN104532985A，从而容易受到剪切力而脱榫。由于特定的榫结构而可能导致潜在的、朝脱榫方向轻易移动的现有技术包括CN212453206U、CN102359226A、CN112177233A。其中CN212453206U采用多块定尺板材以及多个具有具体多个结构的固定件以及连接件，从而首先装配复杂，其次当固定件以及连接件在不同关键连接部位存在力学损伤、化学腐蚀等导致的损耗，就会在多处关键部位产生松动，第三多个部件的要求使得成本也高。CN102359226A虽然在连接的墙板间采用中间层，在一定程度上可能会产生防止脱榫的剪切阻力，但该文献在中间层设置上是隔音目的。而且其中作为榫卯结构凹槽和土块之间由于间隙配合，容易在横向振动时产生脱榫以及土块和凹槽的撞击，产生榫卯结构的损伤，对于墙体的结构健康不利。

CN106836568A使用了箭头的榫插接拼接卡件，以及边框钢板带、单向跨板连接件、可伸缩贴板斜撑多个福阿紫部件的配合来稳固模板体系，虽然脱榫风险降低，但该风险仍然存在，尤其是遇到强的横向震动下，虽然配合了多种连接件，仍然装配复杂以及连接件的伤损问题不能避免。CN111705966A榫卯钢管的技术方案也不能解决稳固插接和连接件的伤损问题。

发明内容

为了解决现有技术榫卯结构不能真正意义上牢固连接、碰撞或挤压损伤，以及由于多连接件的配制使得连接件损耗的松动风险，以及装配复杂问题。本发明提供一种基于粘弹性分形榫卯结构的加气混凝土块。一种基于粘弹性分形榫卯结构的加气混凝土块（ALC），包括ALC条板以及设置在条板两侧边供条板之间连接的的榫卯结构，其特征在于，所述榫卯结构是分形榫头和与分形榫头分形几何匹配的分形榫眼构成的分形榫卯结构，所述分形榫头形成在ALC条板供连接的一个侧边的至少一部分上，所述分形榫眼形成在ALC条板供连接的所述一个侧边相对的另一个侧边的至少一部分上，所述分形榫头和分形榫眼至少一者的表面设有第一粘弹性材料。

优选地，所述分形榫头和分形榫眼都由一个至少等级为二级的分形结构组成，或者所述至少等级为二级的分形结构为相互间分立的多个，优选地，所述一个至少等级为二级的分形结构是覆盖整个侧边的。所述分形榫头和分形榫眼在垂直于所述侧边方向上的最大尺寸为3-15cm。最大尺寸是指,当平行于侧边的平面平行移动靠近分形榫头或分形榫眼,当接触到分形榫头或分形榫眼时,接触点与侧边所在平面之间的距离。等级数和最大尺寸都能根据板条的重量以及建筑力学需求而选择。在一些较大的板条和/或受力较大的场合下，应选择分形等级高，最大尺寸大的分形榫卯结构，以及分形结构是覆盖整个侧边的。

在一个实施例中，所述第一粘弹性材料包括粘性材料、弹性材料、或者粘弹性材料中至少一种。其中粘性材料是指粘性系数大于弹性系数的材料，弹性材料是指弹性系数大于粘性系数的材料，粘弹性材料是指粘性系数等于弹性系数的材料。

优选地，所述第一粘弹性材料表面的至少一部分涂覆有便于插接装配的润滑材料，所述润滑材料包括润滑油、石墨粉体、二硫化钼粉体中的至少一种。

在一个优选的实施例中，所述ALC条板还包括设置在其中一个供连接的侧边的两组固定件（板面前后两组），用于在完成分形榫卯插接后进一步加固连接处。每组固定件包括在一个板面上设置的不超过三个的连接件构成，每个连接件包括设置在ALC侧边的至少一部分的连接片以及至少两个第一螺杆和至少两个与所述至少两个第一螺杆相螺纹配合的第一螺母，并且ALC条板靠近侧边贯穿有供所述至少两个第一螺杆穿过的第一孔，且第一孔不经过所述分形榫卯结构，连接片上具有与所述第一孔相对应的供所述至少两个第一螺杆穿过的第二孔。

优选地，所述第一螺杆具有贯穿杆身的腰型孔，所述第一螺杆的杆身设置有螺纹，以及与杆身相螺纹配合的第二粘弹性材料制成的螺纹套；所述第一螺母具有一个相对对穿的弧形对孔。

优选地，所述第二粘弹性材料的粘弹系数与第一粘弹性材料的粘弹系数相匹配。

当螺纹套与杆身螺纹配合完毕时，贯穿杆身的腰型孔与螺纹套上设置的腰型孔相贯通，且螺纹套外表面设置有与第一螺母螺纹相配合的外螺纹；

在一个实施例中，当螺纹套与杆身螺纹配合完毕时，螺纹套外表面设置或者不设置与第一螺母螺纹相配合的外螺纹，所述杆身都有露出供第一螺母进行螺纹配合的螺纹。

连接时，所述螺纹套螺纹配合在第一螺杆的杆身上，并经由第二孔插入所述第一孔中，第一螺母通过所述外螺纹，或者通过所述杆身露出有供第一螺母进行螺纹配合的螺纹进行拧紧，将连接件和ALC条板进一步固定之后，所述弧形对孔和贯穿杆身的腰型孔以及螺纹套上设置的腰型孔相互通透，或者所述弧形对孔和贯穿杆身的腰型孔相互通透，此时，还通过一个第二螺杆和第二螺母通过所述弧形对孔和贯穿杆身的腰型孔而更进一步将所述第一螺杆和第一螺母固接。

优选地，当螺纹套外表面设置外螺纹时，所述第一孔具有与所述外螺纹配合的内螺纹，所述螺纹套螺纹配合在第一螺杆的杆身上，并经由第二孔利用所述内螺纹配合安装入所述第一孔中。

本发明还提供了一种基于粘弹性分形榫卯结构的加气混凝土块的结构健康检测方法,其特征在于包括如下步骤，S1在分形榫卯结构和粘弹性材料之间预埋力学传感器，通过引线引出ALC块连接处之外，S2将一块ALC固定搭建在需要构建的建筑基础上，将其右上角和另一块ACL的左下角分形榫卯结构匹配，然后朝平行侧边方向移动，将分形榫头和分形榫眼配合插接完毕，通过固定件固定连接处；S3将引线通过与无线信号发射模块连接，用于将实时监测的力学信号传给实验室的分析模块中，实时分析ALC块的力学检测。

本发明的有益效果，分形榫卯结构能够在多维度上具有抗松脱功能，并且通过表面的粘弹性材料设置不单保护了分形结构音外力碰撞和挤压带来的损伤，也能够在一定程度上吸收外力能量，达到抗震功能。粘弹性材料表面的润滑使得ALC块之间插接变得顺利。使用少量固定件能够进一步抵抗分形榫卯连接处的平行于条板表面力，使得固定更加牢固，装配简化。通过第一螺杆的腰型孔和第一螺母弧形对孔设置使得两者能够通过其他螺杆螺母进一步固定，整体上达到牢固完整的ALC块。

附图说明

图1为本发明一个实施例中基于粘弹性分形榫卯结构的加气混凝土块示意图，

图2为图1中加气混凝土块的一个侧边上设置的二级分形榫结构示意图，

图3为图1中加气混凝土块的另一个侧边上设置的与二级分形榫分形几何匹配的二级分形卯结构示意图，

图4为图1中加气混凝土块的一个侧边上设置的固定件结构示意图，

图5为第一螺杆结构示意图，

图6为第一螺母结构示意图，

图7为本发明一个实施例的ALC块厚度方向连接时侧视示意图，其中第一螺杆和第一螺母利用螺纹套将ACL块定通过固定件相连接，并且通过第二螺杆和第二螺母（图未示出）固定连接第一螺母和第一螺杆，

图8为本发明装配分形榫卯结构的示意图,

图9为第一螺杆与一个具有腰型孔的螺纹套螺纹配合时的实施例。

其中附图标记，1基于粘弹性分形榫卯结构的加气混凝土块，1’ALC条板，1-1供连接的一个侧边，1-2供连接的另一个侧边，2分形榫头，2-1一级分形榫头，2-2二级分形榫头，3分形榫眼，3-1一级分形榫眼，3-2二级分形榫眼，4第一孔，4’第二孔，5连接片，6第一螺杆，7第一螺母，6’第二螺杆，8第一螺杆杆身上的腰型孔，8’螺纹套上的腰型孔，9弧形对孔，A装配移动方向，b杆身，c螺纹套，L力学传感器引线，S力学传感器，t螺纹套外螺纹（仅部分示出）。所有图中虚线是该部分因被其他部件的部分遮挡而使用的表示方式。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的基于粘弹性分形榫卯结构的加气混凝土块及其结构健康检测方法的具体实施方式进行说明。

实施例1

图1基于粘弹性分形榫卯结构的加气混凝土块1示意图，包括ALC条板1’以及设置在条板两侧边供条板之间连接的的榫卯结构，其特征在于，所述榫卯结构包括一个覆盖侧边1-1整个长度方向的分形榫头2和与一个覆盖侧边1-2整个长度方向的与分形榫头2分形几何匹配的分形榫眼3，分形榫头2包括一级分形榫头2-1和二级分形榫头2-2（图2），所述分形榫眼3形成在ALC条板1’供连接的所述一个侧边相对的另一个侧边1-2上，分形榫眼3包括一级分形榫眼3-1和二级分形榫眼3-2（图3）。所述分形榫头2和分形榫眼3的表面都设有粘性系数和弹性系数相等的第一粘弹性材料（图未示出）。所述分形榫头2和分形榫眼3在垂直于各自侧边方向上的最大尺寸为5cm。ALC条板1’靠近侧边贯穿有供所述至少两个第一螺杆穿过的第一孔4（在图1中只示出1-2侧边一边，实际上在侧边1-1上也存在），且第一孔4不经过所述分形榫卯结构。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上在所述ALC条板1’还包括设置在其中一个供连接的侧边1-2前后两个板面的两组固定件（参见图4）。每组固定件包括在一个板面上一个的连接件构成。每个连接件包括设置在ALC条板1’上几乎覆盖ALC侧边1-2整个长度方向上的连接片5，以及六个第一螺杆6和与六个第一螺杆相螺纹配合的六个第一螺母7（参见图5和图6）。

第一螺杆6具有贯穿杆身b的腰型孔8，所述第一螺杆6的杆身b设置有螺纹，以及与杆身b相螺纹配合的第二粘弹性材料（与第一粘弹性材料的粘弹系数相匹配）制成的具有外螺纹t的螺纹套c。

参见图7，当螺纹套c与杆身b螺纹配合完毕时，所述杆身b露出有供第一螺母7进行螺纹配合的螺纹。所述第一螺母7具有一个相对对穿的弧形对孔9。连接时，所述螺纹套c随第一螺杆6经由连接片5上的第二孔4'，利用外螺纹与第一孔4中的内螺纹配合。第一螺母7通过露出有供第一螺母7进行螺纹配合将连接片5和ALC条板1’进一步固定之后，所述弧形对孔9和所述腰型孔8相互通透，此时，还通过一个第二螺杆6’和第二螺母（图未示出）通过腰型孔8和所述弧形对孔9而更进一步将所述第一螺杆6和第一螺母7固接，从而更能保证连接件在ALC条板上1’的稳固连接。

实施例3

本实施例是在实施例2的基础上的变形，如图9所示，第二粘弹性材料制成的螺纹套c上设置有腰型孔8’，当第一螺母7和第一螺杆6螺纹配合拧紧完毕之后，腰型孔8’与杆身b上的腰型孔8相贯通，且螺纹套c外表面设置有与第一螺母6螺纹相配合的外螺纹t（仅部分示出）。

实施例4

本实施例提供实施例1-3中任一种实施例中基于粘弹性分形榫卯结构的加气混凝土块的结构健康检测方法,如图8，包括如下步骤，S1在一块分形榫眼2和粘弹性材料（图未示）之间预埋两个力学传感器S，通过引线L引出ALC块连接处之外，S2将未预埋传感器S的一块ALC固定搭建在需要构建的建筑基础（图未示）上，将其右上角榫眼和另一块预埋传感器S的ACL的左下角分形榫头匹配，然后朝平行侧边方向的装配移动方向A移动，将分形榫头和分形榫眼配合插接完毕，通过固定件固定连接处；S3将引线L通过与无线信号发射模块(图未示)连接，用于将实时监测的力学信号传给实验室的分析模块（图未示）中，实时分析ALC块的力学检测。

本发明的基于粘弹性分形榫卯结构的加气混凝土块实现了分形榫卯结构的连接，并在分形榫卯机构上设置粘弹性材料，防止了榫头结构的松动、损伤，并能抵消外界能量，使得加气混凝土构建的建筑体稳定抗震，并且通过玉满传感器，能够实现建筑体的结构健康的实时监测。