一种预制混凝土空心保温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技术领域，特别涉及一种预制混凝土空心保温墙体结构及施工工艺。

背景技术

预制空心外墙也叫装配整体式双面叠合剪力墙，由内外叶墙及空腔组成，在工厂预制成型，运抵施工现场空腔内配置连接钢筋并浇筑混凝土，使得墙体结构上下、左右充分连接，形成建筑的竖向受力体系。同实心剪力墙相比，空心墙具有制作方便、连接可靠、抗震性能优异、易于安装等优点。

保温外墙核心技术问题：一是不能产生“冷、热桥”现象，二是不能形成“组合结构”。简单说：钢筋穿过“保温层”，由于导热系数差距过大，就会产生“冷、热桥”，及室内会结露、滴水；钢筋紧密连接内、外叶墙板，就会形成“组合结构”，即外叶墙板参与房屋的整体结构受力，与内叶墙板变形同步，此时会导致外墙开裂。正确的方式是允许外叶墙板有较大的温度变形，而不能影响内叶墙板的结构受力。

现有的空心保温墙结构形式及生产工艺：

其中一种方式是利用桁架筋翻转插入式，其主要工艺流程如下：

制作单层钢筋网片；

钢筋网铺设于墙板模具内，再铺设桁架筋；

浇筑混凝土，养护成型后，形成带桁架筋的单片墙板；

将桁架筋墙板利用翻转设备进行翻转，使得桁架筋所在墙板面朝下，对准底层墙板。此时底层墙板刚刚浇筑完毕混凝土，在混凝土硬化前上层墙板的桁架筋插入底层墙板混凝土中。插入深度一般20mm左右，因为单片墙板的厚度一般只有50mm-60mm。两层墙板再一起养护成型，最终成为空心墙体。

利用桁架筋翻转插入式工艺的技术缺陷有：

设备复杂，投资巨大；程序复查，必须先后成型，生产效率低下；二次共同养护，浪费能耗；

翻转插入时，上层板极易凹陷，使得空心墙尺寸不准；插入时如遇石子，容易造成两墙板开裂；脱模、起吊困难；如设置起吊点，也只能是插入方式，制作难度大，受力不稳。由于两片墙体只靠保温连接件插入混凝土固定，锚固力很低，运输、吊装过程极易破坏，且无法修复；空腔浇筑混凝土时，极易涨模，两叶墙板的拉力是靠插入的深度决定的，有极大不确定性。内腔至少有一面是不能做粗糙面的，因为两片墙板合拢后混凝土还需要振捣密实，此时已经无法制作粗糙面，空腔后浇混凝土容易产生分层；增加桁架筋，成本严重提升。综上所述，两片页墙在浇筑前相互不稳定：尺寸不稳定、受力不稳定。

另一种是土法组对式，主要工艺流程如下：

分别制作内、外叶墙板；

利用“对拉螺栓组”将两片墙临时组对；

浇筑混凝土，养护成型后，拆除螺栓组。

土法组对式的技术缺陷有：

对位精度要求高，不易保证；制作工序复杂，不是一次成型，场地要求面积大，能耗高。外叶板表面会有许多孔洞需要封堵，工序复杂，且极易造成渗水隐患；外叶墙面操作需要额外搭设脚手架，工程造价增大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种预制混凝土空心保温墙体结构及施工工艺，以克服现有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：

一种预制混凝土空心保温墙体结构，包括内页墙板、空腔钢筋网片、保温板、外叶墙板及连接组件，其中内页墙板和外叶墙板平行设置，并且通过多个连接组件连接；所述保温板连接在所述外叶墙板的内侧面上；所述空腔钢筋网片设置于所述内页墙板和外叶墙板之间的墙体空腔内，并且通过连接组件支撑。

所述连接组件包括内叶墙板锚固环、支撑套管、外叶墙板锚固环及对拉螺杆，其中内叶墙板锚固环嵌设于所述内页墙板内；所述外叶墙板锚固环嵌设于所述外叶墙板内；所述支撑套管设置于所述内叶墙板锚固环和外叶墙板锚固环之间，所述对拉螺杆依次穿过内叶墙板锚固环和支撑套管后与外叶墙板锚固环连接。

所述内叶墙板锚固环为T型结构，其头部端面与所述内页墙板的外表面共面，尾部由所述内页墙板的内侧面伸出。

所述内叶墙板锚固环包括底座及与底座垂直连接的内叶墙板锚固环体，所述内叶墙板锚固环体上沿轴向设有内叶墙板锚固环内腔，所述内叶墙板锚固环内腔的外侧端为楔形口。

所述内页墙板内设有内页墙板钢筋网片，所述内页墙板钢筋网片铺设于所述底座的上方。

所述外叶墙板锚固环为T型结构，所述外叶墙板锚固环包括外叶墙板锚固环体及设置于所述叶墙板锚固环体一端的环翼，所述外叶墙板锚固环体的另一端沿轴向设有外叶墙板锚固环内腔，所述外叶墙板锚固环内腔为盲孔，并且内壁上设有内螺纹；

所述环翼和外叶墙板锚固环体位于所述外叶墙板内，所述外叶墙板锚固环体的另一端端面与所述外叶墙板的内侧面共面，或所述外叶墙板锚固环体的另一端由所述外叶墙板的内侧面伸出。

所述外叶墙板内埋设有外页墙板钢筋网片，所述外页墙板钢筋网片位于所述环翼的内侧。

所述支撑套管包括管体及设置于所述管体外表面上的托盘，所述管体上沿轴线设有套管内腔，所述托盘用于支撑所述空腔钢筋网片。

所述空腔钢筋网片与所述保温板之间设有多个垫块；所述保温板上贯穿有多个保温层拉结件。

一种如上所述的预制混凝土空心保温墙体结构的施工工艺，包括以下几个步骤：

1)制备内叶墙板：

在模台表面预设位置固定内叶墙板锚固环；

对拉螺杆穿过内叶墙板锚固环；

铺设内页墙板钢筋网片及预埋件；

混凝土浇筑；

拉毛形成粗糙面；

2)铺设空腔钢筋网片：

将支撑套管套在对拉螺杆上，并且与内叶墙板锚固环顶紧；

将空腔钢筋网片铺设在支撑套管的托盘上，并且与支撑套管扎牢；

在空腔钢筋网片的上方铺设垫块；

3)铺设保温板：将保温板铺设在垫块的上方；

4)制备外叶墙板：

支外叶墙板侧模；

铺设外页墙板钢筋网片和安放预埋件；

将外叶墙板锚固环与对拉螺杆螺纹连接；

混凝土浇筑，抹平；

5)养护；

6)吊装、存储、运输；

7)现场施工安装；

8)拆除对拉螺杆，封堵穿墙洞口。

本发明的优点及有益效果是：本发明提供了一种结构简单、方便灵活的预制混凝土空心保温墙体结构及施工工艺，设备投资少，见效快，可轻松利用现有设备进行改造；工艺简单，工效大幅度提升，解决了二次养护问题，降低了能耗；减少了不必要空腔内配筋，降低产品造价；解决了内腔粗糙面问题，与空腔现浇混凝土更好，消除了墙体受力安全隐患；提高了空心墙体整体精度，使建筑物整体更能满足美观要求；避免空心墙浇筑前易开裂、涨模等问题；吊装、转运方便。

附图说明

图1为本发明预制混凝土空心保温墙体结构的示意图；

图2为本发明中连接组件的结构示意图；

图3为本发明中内叶墙板锚固环的结构示意图；

图4为本发明中支撑套管的结构示意图；

图5为本发明中外叶墙板锚固环的结构示意图。

图中：1为对拉螺杆，2为内叶墙板锚固环，201为内叶墙板锚固环体，202为楔形口，203为内叶墙板锚固环内腔，204为底座，3为内页墙板，4为内页墙板钢筋网片，5为支撑套管，501为管体，502为套管内腔，503为托盘，6为墙体空腔，7为空腔钢筋网片，8为垫块，9为保温板，10为保温层拉结件，11为外页墙板钢筋网片，12为外叶墙板锚固环，121为外叶墙板锚固环体，122为外叶墙板锚固环内腔，123为紧固槽，124为环翼，3为外叶墙板。

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，本发明提供的一种预制混凝土空心保温墙体结构，包括内页墙板3、空腔钢筋网片7、保温板9、外叶墙板13及连接组件，其中内页墙板3和外叶墙板13平行设置，并且通过多个连接组件连接；保温板9连接在外叶墙板13的内侧面上；空腔钢筋网片7设置于内页墙板3和外叶墙板13之间的墙体空腔6内，并且通过连接组件支撑。

如图2所示，本发明的实施例中，连接组件包括内叶墙板锚固环2、支撑套管5、外叶墙板锚固环12及对拉螺杆1，其中内叶墙板锚固环2嵌设于内页墙板3内；外叶墙板锚固环12嵌设于外叶墙板13内；支撑套管5设置于内叶墙板锚固环2和外叶墙板锚固环12之间，对拉螺杆1依次穿过内叶墙板锚固环2和支撑套管5后与外叶墙板锚固环12连接。

如图3所示，本发明的实施例中，内叶墙板锚固环2为T型结构，其头部端面与内页墙板3的外表面共面，尾部由内页墙板3的内侧面伸出。

具体地，内叶墙板锚固环2包括底座204及与底座204垂直连接的内叶墙板锚固环体201，内叶墙板锚固环体201上沿轴向设有内叶墙板锚固环内腔203，内叶墙板锚固环内腔203用于对拉螺杆1插入，内叶墙板锚固环内腔203的外侧端为楔形口202，对拉螺杆1的头部容置于楔形口202内，可对对拉螺杆1进行轴向限位。优选地，底座204与内叶墙板锚固环体201为一体式结构，底座204为锥形结构。

本实施例中，内叶墙板锚固环2由塑料、陶瓷等硬质材料制成，与内页墙板3浇筑在一起，永久镶嵌于内页墙板3内，内叶墙板锚固环2起限位支撑作用及保护作用。

如图1所示，本发明的实施例中，内页墙板3内设有内页墙板钢筋网片4，内页墙板钢筋网片4铺设于内叶墙板锚固环2的头部上方，即铺设于底座204的上方。底座204的高度为内页墙板钢筋网片4的保护层厚度。内叶墙板锚固环2的作用是固定及保护对拉螺杆1，连接限位支撑套管5，同时兼做内页墙板钢筋网片4的保护层垫块，与对拉螺杆1协同工作，增大抗拉(锚固)力。

如图5所示，本发明的实施例中，外叶墙板锚固环12为T型结构，外叶墙板锚固环12包括外叶墙板锚固环体121及设置于外叶墙板锚固环体121一端的环翼124，外叶墙板锚固环体121的另一端沿轴向设有外叶墙板锚固环内腔122，外叶墙板锚固环内腔122为盲孔，并且内壁上设有内螺纹；对拉螺杆1与外叶墙板锚固环内腔122螺纹连接。

本实施例中，环翼124和外叶墙板锚固环体121嵌设于外叶墙板13内部，外叶墙板锚固环体121另一端端面与外叶墙板13的内侧面共面，或外叶墙板锚固环体121的另一端由外叶墙板13的内侧面伸出。

具体地，环翼124和外叶墙板锚固环体121为一体式结构。外叶墙板锚固环12由金属、陶瓷、塑料等高强度材质制作，为带翼的厚壁圆管，永久浇筑于外叶墙板13内。外叶墙板锚固环体121除支撑限位外，还起保护对拉螺杆1的作用，主要是防止对拉螺杆1与混凝土浇筑一起，难以拆卸；外叶墙板锚固环内腔122内套丝扣，保证与对拉螺杆1临时锁紧，并做到拆装方便；

如图1所示，本发明的实施例中，外叶墙板13内铺设有外页墙板钢筋网片11，外页墙板钢筋网片11位于外叶墙板锚固环12的环翼124内侧。环翼124置于外叶墙板钢筋网片11的外侧，且钩住外页墙板钢筋网片11，增大锚固力。外叶墙板锚固环12的主要功能是：临时固定及保护对拉螺杆1；与支撑套管5相接，保证墙体精度；环翼124增强锚固力；外叶墙板锚固环12与对拉螺杆1协同工作，增大抗拉(锚固)力。

如图4所示，本发明的实施例中，支撑套管5包括管体501及设置于管体501外表面上的托盘503，托盘503用于支撑空腔钢筋网片7。管体501上沿轴线设有套管内腔502，对拉螺杆1穿过套管内腔502。

支撑套管5由高强度材料，如金属、塑料等制成，具有相应的抗压及抗剪切强度。管体501为高强材料，其直径大小依力学计算确定，其长度根据保温墙体综合指标确定。套管内腔502是对拉螺杆1的穿过通道，同时保护对拉螺杆1不被现浇混凝土影响。托盘503拖住墙体空腔6内的空腔钢筋网片7，使得空腔钢筋网片7、保温板9和外叶墙板钢筋网片11形成一个整体稳定的托举平台，方便外叶墙板13的混凝土浇筑。

支撑套管5的主要功能是：工厂预制时，形成外叶墙板13预制的托举平台。控制墙体的空腔厚度；根据不同的设计要求，定制不同的支撑套管5的长度，以确保墙体空腔6的厚度的准确性。支撑套管5保护对拉螺杆1不受混凝土浇筑影响，同时兼做起吊点，与对拉螺杆1同时工作。支撑套管5以塑料等材质制作，在通过保温板9时，由于其导热系数与保温层材料相近，不会形成冷、热桥。

如图1所示，在上述实施例的基础上，空腔钢筋网片7与保温板9之间设有多个垫块8；保温板9上贯穿有多个保温层拉结件10。

对拉螺杆1包括螺杆，螺杆为高强材料，其直径大小依力学计算确定，其长度根据保温墙体综合指标确定。螺杆的头部设有楔形螺帽，工作时楔形螺帽镶嵌于内叶墙板锚固环内腔203的楔形口202内，受到拉力作用时，与嵌于内叶墙板3内的内叶墙板锚固环2协同工作。楔形螺帽的端面设有紧固槽，拆卸螺杆时用。螺杆的尾部设有套丝端头，用于与外叶墙板锚固环12连接、锁紧。

具体地，对拉螺杆1由高强度材料，如金属、塑料等制成，具有相应的抗拉、抗压及抗剪切强度。其作用是临时固定两片墙板，形成空心墙体，空心墙施工完毕(即空腔填满混凝土并达到设计强度要求)，限位螺杆拆除再重复利用。螺杆同时兼做空心墙体吊点。对拉螺杆1的主要功能：预制过程中保证内、外叶墙板的整体稳定：通过拉、压结构，使空心保温墙体形成稳定的整体。

一种预制混凝土空心保温墙体结构的施工工艺，包括以下几个步骤：

1)制备内叶墙板3：

在模台表面预设位置固定内叶墙板锚固环2；

具体为：根据设计图纸，在普通模台上支墙板侧模，圈定好墙板的外形尺寸，即：混凝土浇筑范围，侧模一般为钢模，以磁力固定在模台表面；

根据墙板大小，预先设计好内页墙板锚固环2的点位，点位一般要对称布置，方便起吊、安装；点位间距根据力学计算决定，主要考虑对拉螺杆1的剪切力即抗拉力，也可形成标准化布点，如纵横间距均为固定数值，方便标准化生产。

对拉螺杆1穿过内叶墙板锚固环2；具体为：对拉螺杆1穿入内页墙板锚固环2并固定于指定点位上，以磁力盒固定在模台表面，或以螺钉方式固定；由于底座204为水平倒喇叭口，方便固定及墙板脱模。

铺设内页墙板钢筋网片4及预埋件；具体为：根据设计图纸要求进行，如果设计墙板侧面出筋，即钢筋伸出侧模，则只需要侧模开孔即可；铺设预埋件：包括线盒、线管埋件，开洞等；预埋件一般绑扎在钢筋网片上或固定在模台表面，严防混凝土浇筑振捣时移位；

混凝土浇筑；浇筑时一般需要振捣，以保证混凝土密实，浇筑厚度按设计要求进行，操作的控制点为侧模及厚度控制环(底座204)，尤其在厚度控制环周边，要抹平刮净，保证精度。

拉毛形成粗糙面；混凝土凝固前进行拉毛，一般根据混凝土预先配比及经验进行。拉毛过早，混凝土会回复原状，起不到效果；拉毛过迟，混凝土已凝固，进行不了，拉毛深度及面积根据设计规定进行。

2)铺设空腔钢筋网片7：

将支撑套管5套在对拉螺杆1上，并且与内叶墙板锚固环2顶紧；

将空腔钢筋网片7铺设在支撑套管5的托盘503上，并且与支撑套管5扎牢；

在空腔钢筋网片7的上方铺设垫块8；

3)铺设保温板9：将保温板9铺设在垫块8的上方；

具体为：保温板9为柔软块状体，遇支撑套管5时需要在对应位置开洞。保温板9铺设前需要按设计要求插入保温板拉结件10：保温板拉结件10的规格、布置间距应严格按照计算要求设置。布置过大、过密容易造成约束过强而变成“组合结构”，外叶墙开裂；布置过小、过疏，则会造成外叶板变形、脱落。

保温板9的修整：主要是封堵缝隙，杜绝冷桥。保温板覆膜：以确保浇筑外叶墙板13的混凝土时不漏浆。

4)制备外叶墙板13：

根据设计图纸要求，支外叶墙板侧模；

铺设外页墙板钢筋网片11和垫块8，安放预埋件；

将外叶墙板锚固环12与对拉螺杆1螺纹连接；此时，对拉螺杆1已完全被保护起来，即混凝土浇筑不会影响它的自由移动。同时，外叶墙板混凝土固化即与外页墙板锚固环12形成整体，此时对拉螺杆1即发挥抗拉、限位等作用。

混凝土浇筑，抹平(或铺设墙体外罩面--瓷砖、面砖等)；

5)养护；再脱模：模台侧倾，以顶部对拉螺杆1为起吊点进行脱模，简单、安全；

6)吊装、存储、运输；空心墙成品一般需要竖起储存、运输，不但节省空间，而且倒运操作方便。吊装的吊点位是在支撑套管5处，但主要受力的是对拉螺杆1，其抗剪强度(即直径大小)是经过计算设计的。实际操作时，可以用吊钩直接吊，也可以用扁担形式深入空腔起吊。

7)现场施工安装；具体为：空心墙体就位，按设计要求绑钢筋，支现浇构件侧模，并做好与空心墙板的封堵，以防漏浆；其它现浇构件(柱或边缘墙体)与空心墙体的空腔一并浇筑混凝土，并振捣；养护成型后脱侧模，此时空心墙内现浇混凝土已于两层墙板融为一体，并与周边构件形成了建筑的竖向受力结构体系。

8)拆除对拉螺杆1，封堵穿墙洞口。对拉螺杆1拆除可重复利用。对拉螺杆1为强约束杆件，必须拆除，否则会使保温墙体形成“组合结构”，外叶墙板容易开裂。

穿墙洞口封堵：对拉螺杆1推出后，墙体内侧会有洞口，必须封堵，否则易造成墙体保温性能下降。保温层位置必须用保温层相近的材料封堵。(如裁下的保温条，或发泡聚氨酯等)，洞口内其他位置可以用砂浆等材料封堵。

防止现浇混凝土时涨模：预制好的空心保温墙体在现场浇筑时，很容易引起涨模，即：液态混凝土的压力过大，把内、外叶预制墙板涨开。通过严格计算，按一定间距布置连接组件后，可完全消除涨模隐患。工厂预制时对拉螺杆1是保温层及外叶墙板的支撑点：对拉螺杆1为高强度材料，经布点计算，完全保证上部施工荷载的承载力要求。对拉螺杆1兼做起吊点：墙体起吊(脱模、运输、安装)时，其抗剪能力经计算满足吊装力要求。对拉螺杆1为可多次重复利用的构件：空心保温墙体现浇完毕，形成整体强度后，对拉螺杆1即可拆除，再次利用。

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。