一种新型轻薄外挂墙板的制造方法

技术领域

本发明属于建筑领域，尤其涉及一种新型轻薄外挂墙板的制造方法。

背景技术

近年来，随着装配式建筑的火热开展，PC外挂墙板的应用越来越广泛，其朴素的混凝土外皮深受建筑师的喜爱。然而，随着越来越多项目开始应用PC外墙，其缺点也越来越多的暴露出来：

1、PC外挂墙板由于需要预埋与主体结构连接的背栓，厚度一般不能小于300mm，因此，每平米的PC外墙重量在400kg以上，单个构件重量通常在5t以上，往往需要更大吨位的塔吊，从而大大增加了现场施工的成本；

2、PC外挂墙板过大的自重导致其与主体结构的连接方式比较复杂，且其连接节点无法三维调节，从而大大降低了外墙的安装效率；

3、PC外挂墙板中的钢筋无法随意弯曲，从而大大增加了PC外墙实现各种造型的难度，限制了建筑师的思维；

4、PC外挂墙板的生产采用浇筑-振捣工艺，该生产工艺对模板的作用力很大，对模板的刚度要求极高，从而大大增加了模板的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型轻薄外挂墙板的制造方法，旨在解决现有技术中采用浇筑-振捣工艺制造的PC外挂墙板自重大、安装效率低、对模板刚度要求高的问题。

本发明是这样实现的，一种新型轻薄外挂墙板的制造方法，其包括以下步骤：

S1、制作3D打印模具：根据目标外挂墙板的外形，制作3D打印模具，所述3D打印模具具有空腔，空腔的底部为外露面层，空腔的中部设有中部配筋加劲肋，中部配筋加劲肋的底面距离外露面层一段距离，空腔的四周设有加劲肋以及防水构造；

S2、钢筋网片定位：放置钢筋网片在3D打印模具空腔的四边和中部，于中部配筋加劲肋上配置单层钢筋网片，钢筋网片的前端通过锚固接头锚入外露面层中，于左右两侧加劲肋上分别配置双层钢筋网片，并设置防水构造，于上下两侧加劲肋上分别配置单层钢筋网片；

S3、预埋螺栓定位：放置预埋螺栓在空腔的左上方和右上方，预埋螺栓孔的长度为目标外挂墙板的厚度；

S4、喷射UHPC：1)先喷射空腔底部，形成外挂墙板的板体，2)然后，喷射四边的钢筋网片，形成外挂墙板的加劲肋，其中，喷射外挂墙板左右两侧的加劲肋时，预留预埋螺栓的安装洞口；3)最后，喷射中部的钢筋网片，形成外挂墙板的中部加劲肋；

S5、脱模、表面处理：待3D打印喷射的UHPC干燥且达到预计强度后，对外挂墙板进行脱模，并对其表面进行磨平处理。

进一步的，外挂墙板的板体、上下两侧加劲肋以及中部加劲肋的厚度均为30mm；左右两侧加劲肋作为结构构件，其厚度为50mm。

进一步的，所述3D打印模具制作包括以下步骤：

打印3D打印模具：

根据目标外挂墙板的三维信息，建立外挂墙板参数化信息模型：采用建筑三维设计软件(如rhino、revit等)建立外挂墙板参数化信息模型；

根据外挂墙板模型生成相应的3D打印模具的参数化信息模型：将建筑三维模型文件导入专用软件中，自动生成相应3D打印模具的三维模型以及打印路径；

在软件中将3D打印模具的模型拆分成若干块模具单元，每块模具单元的大小不超过500mmx500mm；

将拆分好的模具单元分别打印；

将打印好的各块模具单元磨平、抛光；

3D打印模具组装：

将各块模块单元在工厂进行组装，形成单元式模具。

进一步的，所述若干块模具单元包括位于四周的上、下、左、右四条加劲肋、位于中部的多条中部配筋加劲肋以及位于底部的外露面层。

进一步的，所述3D打印模具为塑料模具、钢模具或木模具。

进一步的，中部的钢筋网片纵向间隔摆放，间距为600-800mm。

进一步的，所述外挂墙板制作完成后，其背面的留空区域采用保温材料填充。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

1、本发明的PC外挂墙板制造方法，免去钢筋绑扎的步骤，简化了PC外挂墙板的生产流程，降低了PC外挂墙板的设计难度，提高了PC外挂墙板的生产效率；

2、喷射法生产的PC外挂墙板可以完全贴合模具，从而轻松实现任意形状轻薄曲面；

3、喷射法生产工艺对模具的刚度要求不高，对模具破坏很小，可以大大降低模具生产成本和损耗；

4、喷射法生产的PC外挂墙板重量约为80～100kg每平方米，是传统PC外挂墙板重量的1/5，运输、安装成本都大大低于传统PC墙板；

5、省去建筑工人吊装钢结构支撑步骤，直接吊装外挂墙板即可，喷射法生产的PC外挂墙板背后预埋螺栓，与主体结构简单挂接即可，可以大大降低墙板的安装难度；

6、根据初步测算，由于运输、安装以及模具方面的费用节省，喷射法生产的PC外挂墙板可比传统PC外挂墙板综合造价降低10％以上(造型越复杂的墙板造价降低越多)。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种新型轻薄外挂墙板的制造方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的用于制作新型轻薄外挂墙板的3D打印模具的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，示出了本发明实施例提供的一种新型轻薄外挂墙板的制造方法，包括以下步骤：

S1、根据目标外挂墙板的三维信息，建立外挂墙板参数化信息模型：采用建筑三维设计软件(如rhino、revit等)建立外挂墙板参数化信息模型；

S2、根据外挂墙板模型生成相应的3D打印模具的参数化信息模型：将建筑三维模型文件导入专用软件中，自动生成相应3D打印模具的三维模型以及打印路径；

S3、制作3D打印模具：

3D打印模具打印：

在软件中将3D打印模具的模型拆分成若干块模具单元，每块模具单元的大小不超过500mmx500mm；

将拆分好的模具单元分别打印；具体的，所述若干块模具单元包括位于四周的上、下、左、右四条加劲肋13、位于中部的多条中部配筋加劲肋12以及位于底部的外露面层11；

将打印好的各块模具单元磨平、抛光；

3D打印模具组装：

将各块模块单元在工厂进行组装，形成单元式模具。

请参阅图2，所述3D打印模具具有空腔1，空腔1的底部为外露面层11，空腔1的中部设有中部配筋加劲肋12，中部配筋加劲肋12的底面距离外露面层11层一段距离，空腔1的四周设有加劲肋13以及防水构造。

S4、钢筋网片定位：

放置钢筋网片在3D打印模具空腔1的四边和中部，于中部配筋加劲肋12上配置单层钢筋网片，钢筋网片纵向间隔摆放，间距为600-800mm；钢筋网片的前端通过锚固接头锚入外露面层11中，于左右两侧加劲肋13上分别配置双层钢筋网片，并设置防水构造，于上下两侧加劲肋13上分别配置单层钢筋网片。

S5、预埋螺栓定位：

放置预埋螺栓在空腔1的左上方和右上方，预埋螺栓孔的长度为目标外挂墙板的厚度。

S6、喷射UHPC：

1)先喷射空腔1底部，形成外挂墙板的板体；

2)然后，喷射四边的钢筋网片，形成外挂墙板的加劲肋，其中，喷射外挂墙板左右两侧的加劲肋时，预留预埋螺栓的安装洞口；

3)最后，喷射中部的钢筋网片，形成外挂墙板的中部加劲肋；

其中，外挂墙板的板体、上下两侧加劲肋以及中部加劲肋的厚度均为30mm；左右两侧加劲肋作为结构构件，其厚度为50mm。

S7、脱模、表面处理：

待3D打印喷射的UHPC干燥且达到预计强度后，对外挂墙板进行脱模，并对其表面进行磨平处理，外挂墙板背面的留空区域采用保温材料填充。

容易理解的是，本实施例的3D打印模具可以采用塑料模具、钢模具或木模具。

综上所述，采用本实施例的PC外挂墙板制造方法，工人施工操作步骤方便简单，省去建筑工人吊装钢结构支撑步骤，直接吊装外挂墙板即可。喷射法生产的墙板可以完全贴合模具，从而轻松实现任意轻薄曲面。材料轻质、形状可塑性强、尺寸灵活、耐久性好、缩短作业周期、易施工安装。模具采用参数化设计和3D自动化打印生产，令墙板样式设计无限制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。