一种UHPC外墙装饰板的制作工艺的制作方法

一种uhpc外墙装饰板的制作工艺
技术领域
1.本发明涉及建筑技术领域，特别是涉及一种uhpc外墙装饰板的制作工艺。


背景技术：

2.超高性能混凝土，简称uhpc(ultra
‑
high performance concrete)，是过去三十年中最具创新性的水泥基工程材料，uhpc的耐久性好，具有优良的耐磨、抗暴性能，因此，uhpc适合应用于建筑装饰领域。
3.现有技术中，对uhpc外墙板的研究包括夹心保温uhpc外墙板、uhpc外墙板连接节点、双面叠合uhpc墙板、彩色uhpc外挂墙板，但暂无带背附钢架的uhpc外墙装饰板及其生产工艺。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种uhpc外墙装饰板的制作工艺，本发明可通过模具实现不同定制造型图案和肌理的uhpc外墙装饰板，墙板通过背附钢架与建筑主体连接，可以减少墙板厚度，制作轻质高强外挂装饰墙板，并且通过优化制作工艺，可实现墙板与背附钢架连接节点的高效精确定位。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种uhpc外墙装饰板的制作工艺，包括以下步骤：
6.步骤一、制作石膏母模，在石膏母模的表面凿出表面肌理；
7.步骤二、通过石膏母模翻制出硅胶模具；
8.步骤三、制作玻璃钢底模与硅胶模具组合形成的浇筑模具；
9.步骤四、搅拌混凝土浇筑材料；
10.步骤五、浇筑uhpc混凝土浇筑材料形成uhpc板；
11.步骤六、背附钢架及预埋件放置定位；
12.步骤七、静置养护；
13.步骤八、起吊脱模；
14.所述步骤六具体如下：在背附钢架上安装角码，角码的一端与背附钢架通过螺栓螺母预连接，在角码的另一端预安装预埋螺栓，预埋螺栓的螺帽端固定安装预埋套筒，通过固定螺母将预埋螺栓固定在角码上，在混凝土初凝前，将背附钢架吊装至浇筑完成的uhpc板上，将预埋螺栓设置有预埋套筒的部分放入uhpc板内，使预埋套筒的上表面与uhpc板的上表面齐平，然后松动与uhpc板连接的预埋螺栓与角码，使预埋螺栓在角码的预留孔范围内随混凝土的硬化过程在平面内自由移动。
15.作为优选的技术方案，所述步骤六中，角码上开设有用于安装预埋螺栓的小圆孔、大圆孔、竖向长条孔、横向长条孔，所述小圆孔的直径略大于预埋螺栓的直径，所述大圆孔的直径大于小圆孔的直径，所述竖向长条孔的宽度略大于预埋螺栓的直径，所述横向长条孔的宽度略大于预埋螺栓的直径。
16.作为优选的技术方案，所述小圆孔的直径等于d＝a b e＝8 2 2＝12mm，a为安装预埋螺栓的直径，为8mm；b为定位偏差，取2mm；e为精度偏差，取2mm；大圆孔的直径等于d＝a 2b 2c＝8 2
×
2 2
×
5＝22mm，c为温度荷载下平面内最大膨胀值，取5mm；所述竖向长条孔的长度值为22mm，宽度为12mm；所述横向长条孔的直径为22mm，宽度为12mm。
17.作为优选的技术方案，所述步骤一具体如下：
18.s1.1、把pvc板放在平整的台面上，用丁字尺、三角尺、刻刀等工具在pvc板上按uhpc板的剖面图绘出刮板图；
19.s1.2、用曲线锯沿绘图线切除刮板形体；
20.s1.3、将锯切下来的刮板放在锉台上垂直夹紧，用刚锉、砂皮打磨刮板工作面至表面平滑；
21.s1.4、根据刮板的尺寸制好木架，把刮板钉在木架上；
22.s1.5、以平整、清洁的大理石为台面，以直铝合金为拉石膏的基准线，固定住一面并在台面和铝合金上打蜡；
23.s1.6、在容器内放定量的水，均匀洒入石膏粉，让石膏自然浸泡5～10分钟；
24.s1.7、将浸泡透的石膏搅拌均匀后浇在台面上；
25.s1.8、将装钉好的刮板一侧紧靠铝合金，以铝合金为基准线分多次推出石膏形体，刮制时刮板平面垂直台面，每推一次，再在模型上加浇石膏浆，直至石膏母模表面光滑、平整、达到要求；
26.s1.9、根据uhpc板表面肌理的要求，用斧头在刮制成型后的石膏表面人工敲出凹凸肌理。
27.作为优选的技术方案，所述步骤二具体如下：
28.s2.1、用铝合金或其他材料挡好交口，使其与石膏母模完全吻合或进行修补达到吻合；
29.s2.2、在交口及石膏母模上用毛刷打蜡作为隔离层；
30.s2.3、进行硅胶搅拌；
31.s2.4、将搅拌均匀的硅胶浇筑在石膏母模上，至硅胶完全覆盖住石膏母模成型后静置养护成型。
32.作为优选的技术方案，所述步骤三具体如下：
33.s3.1、将硅胶模具放置于玻璃钢底模的底部，根据硅胶模具尺寸和玻璃钢底模厚度及层次要求剪好细网布、粗网布和绑带；
34.s3.2、配制面层树脂，搅拌均匀后用毛刷均匀途刷于硅胶模具表面；
35.s3.3、面层树脂凝固后，配制细网布树脂，搅拌均匀后用毛刷均匀途刷于硅胶模具表面；
36.s3.4、把细网布均匀地铺在模型上，一边用刷子细网布树脂均匀涂在细网布上，以细网布树脂把细网布完全浸透为准，用批刀和毛刷把细网布赶压平整、排除气泡；
37.s3.5、树脂基本固化后上粗网布，刷一层粗网布树脂，上一层粗网布，再刷一层粗网布树脂，每次刷透；
38.s3.6、模具静止养护；
39.s3.7、用钢丝球打磨清除模具内的附着物，检查，如有孔漏、麻面，树脂修补后用砂
皮打磨；然后再用水砂皮带水打磨，至模具表面平滑光洁、线条流畅；最后将模具冲洗干净，用切割机把模具交口处的毛边切齐。
40.作为优选的技术方案，所述步骤四中，uhpc混凝土浇筑材料按照重量份计，包括以下各组分：uhpc预拌粉料100份、合成纤维1.82份、减水剂1.19份、水7.5份；其制备方法为：称量好的预拌粉加入到搅拌桶中，开机搅拌1min，通入计量泵加入减水剂和水，继续搅拌均匀，6分钟后人工投入纤维，搅拌3
‑
5分钟后停机。
41.作为优选的技术方案，所述步骤五具体如下：uhpc混凝土浇筑材料从浇筑模具的一侧向另一侧浇筑，一次性浇筑完成，成型过程中使用洁净的刮刀、铲刀进行初步抹平。
42.作为优选的技术方案，所述步骤七具体如下：构件成型后，应立即在模具表面覆盖塑料薄膜，避免水分散失；自然养护时的环境平均气温宜高于10℃，当环境平均气温低于10℃或最低气温低于5℃时，应按冬期施工处理，采取保温措施。
43.作为优选的技术方案，所述步骤八具体如下：在uhpc外墙板制作时应用相同原材料按同一配比、相同工艺制作脱模试件，当测得脱模试件抗压强度达到uhpc设计强度的40％以上方可脱模，脱模后需对uhpc外墙板表面进行处理，先用磨光机将高出模具部分打磨平整，脱模前应将背覆钢架与预埋螺栓拧紧，使uhpc外墙板与背附钢架可靠连接，保证吊装运输的安全性。
44.如上所述，本发明的完整的发明名称，具有以下有益效果：
45.(1)本发明采用石膏作为母模，在石膏母模上人工凿出凹凸肌理，然后在石膏母模上浇筑硅胶材料制成硅胶模具，然后在硅胶模具底面复合制作玻璃钢底模，从而形成可塑性强、坚固耐久、可重复利用的造型混凝土墙板模具，为建筑设计个性化需求提供了模具实现方法。
46.(2)本发明uhpc外墙板采用具有良好的工作性能的超高性能混凝土(uhpc)材料浇注，浇筑后可实现自流平，减少了振捣设备的使用，节约工期和生产造价。
47.(3)本发明uhpc外墙板采用超高性能混凝土(uhpc)材料浇注，具有良好的力学性能和耐久性能，在满足安全性的前提下可减少墙板厚度，另外通过背附钢架与主体结构连接，通过背附钢架把荷载传递给建筑主体结构，uhpc外墙板受力小，可制作轻质高强、造型美观的外墙挂板，解决了外墙板厚重带来的造价高、吊装施工及与主体结构连接困难等问题。
48.(4)本发明通过在混凝土浇筑后整体吊装定位背附钢架，将预埋螺栓放入初凝前的uhpc墙板内，实现了多点位预埋连接件的高效精准定位，避免了后连接法中由于预埋定位误差造成的uhpc板内预埋套筒与钢架上螺栓连接困难的问题。
49.(5)本发明考虑了螺栓定位偏差和开孔精度以及混凝土在制作中的硬化收缩变形和使用过程中由于温度变化导致的碰撞收缩变形，通过在角码上设置条形孔和大圆孔，实现了约束释放，避免了uhpc板由于预埋螺栓的过度约束产生的内部应力集中而开裂的问题。
50.(6)本发明在预埋螺栓放入浇筑完成的uhpc板内后，通过松动与uhpc板连接的预埋螺栓与角码，使预埋螺栓在角码预留孔范围内随混凝土硬化过程在平面内自由移动，避免由于混凝土硬化收缩对预埋螺栓产生应力对其造成损伤。
附图说明
51.图1显示为本发明uhpc外墙装饰板的结构示意图之一。
52.图2显示为本发明uhpc外墙装饰板的结构示意图之二。
53.图3显示为本发明背附钢架的结构示意图。
54.图4显示为本发明预埋螺栓的安装结构示意图。
55.图5显示为本发明角码开孔的结构示意图。
56.其中，附图标记具体说明如下：uhpc板1、背附钢架2、角码3、预埋螺栓4、预埋套筒5、固定螺母6、小圆孔7、大圆孔8、横向长条孔9、竖向长条孔10。
具体实施方式
57.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
58.请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
59.本发明提供一种uhpc外墙装饰板的制作工艺，包括uhpc板1与背附钢架2，通过背附钢架2与建筑主体连接。uhpc板1为条纹造型毛面肌理板，凹凸的毛面效果表现出人工剔凿的肌理，长度为5870mm，宽度为1405mm,底板厚度为25mm，表面条纹造型凸出高度为25mm。背附钢架2采用120x60x4热浸镀锌矩形钢管，板内内置m8
×
25螺栓，螺栓与钢架采用l50
×
5角码3连接。uhpc外墙装饰板的制作包括以下步骤：
60.步骤一、制作石膏母模，人工在石膏母模的表面凿出表面肌理。具体包括以下步骤：
61.s1.1、把pvc板放在平整的台面上，用丁字尺、三角尺、刻刀等工具在pvc板上按uhpc板1的剖面图绘出刮板图；
62.s1.2、用曲线锯沿绘图线切除刮板形体；
63.s1.3、将锯切下来的刮板放在锉台上垂直夹紧，用刚锉、砂皮打磨刮板工作面至表面平滑；
64.s1.4、根据刮板的尺寸制好木架，把刮板钉在木架上；
65.s1.5、以平整、清洁的大理石为台面，以直铝合金为拉石膏的基准线，固定住一面并在台面和铝合金上打蜡；
66.s1.6、在容器内放定量的水，均匀洒入石膏粉，让石膏自然浸泡5～10分钟；
67.s1.7、将浸泡透的石膏搅拌均匀后浇在台面上；
68.s1.8、将装钉好的刮板一侧紧靠铝合金，以铝合金为基准线分多次推出石膏形体，刮制时刮板平面垂直台面，每推一次，再在模型上加浇石膏浆，直至石膏母模表面光滑、平整、达到要求；
69.s1.9、根据uhpc板1表面肌理的要求，用斧头在刮制成型后的石膏表面人工敲出凹凸肌理。
70.步骤二、通过石膏母模翻制出硅胶模具。具体包括以下步骤：
71.s2.1、用铝合金或其他材料挡好交口，使其与石膏母模完全吻合或进行修补达到吻合；
72.s2.2、在交口及石膏母模上用毛刷打蜡作为隔离层；
73.s2.3、进行硅胶搅拌；
74.s2.4、将搅拌均匀的硅胶浇筑在石膏母模上，至硅胶完全覆盖住石膏母模成型后静置养护成型。
75.步骤三、制作玻璃钢底模与硅胶模具组合形成的浇筑模具。具体包括以下步骤：
76.s3.1、将硅胶模具放置于玻璃钢底模的底部，根据硅胶模具尺寸和玻璃钢底模厚度及层次要求剪好细网布、粗网布和绑带；
77.s3.2、配制面层树脂(树脂配比见表1)，搅拌均匀后用毛刷均匀途刷于硅胶模具表面；
78.s3.3、面层树脂凝固后，配制细网布树脂，搅拌均匀后用毛刷均匀途刷于硅胶模具表面；
79.s3.4、把细网布均匀地铺在模型上，一边用刷子细网布树脂均匀涂在细网布上，以细网布树脂把细网布完全浸透为准，用批刀和毛刷把细网布赶压平整、排除气泡；
80.s3.5、树脂基本固化后上粗网布，刷一层粗网布树脂，上一层粗网布，再刷一层粗网布树脂，每次刷透，根据模具及生产要求可连续上完4～5层网布；
81.s3.6、模具静止养护，一般不小于24小时；
82.s3.7、用钢丝球打磨清除模具内的附着物，检查，如有孔漏、麻面，树脂修补后用砂皮打磨；然后再用水砂皮带水打磨，至模具表面平滑光洁、线条流畅；最后将模具冲洗干净，用切割机把模具交口处的毛边切齐。
83.表1常规树脂配比
[0084][0085]
步骤四、搅拌uhpc混凝土浇筑材料。uhpc混凝土浇筑材料选用拉法基豪瑞投资有限公司生产的ductal naw3 uhpc预拌粉料、kuraray rf350*12合成纤维和f4减水剂，配合比按照naw3：rf350：f4：水＝100：1.82：1.19：7.5的比例拌和。其制备方法为：称量好的预拌粉加入到搅拌桶中，开机搅拌1min，通入计量泵加入减水剂和水，继续搅拌均匀，6分钟后人
工投入纤维，搅拌3
‑
5分钟后停机，检查超高性能混凝土(uhpc)是否搅拌均匀。搅拌好的浆料应在40分钟内浇筑完成，严禁二次加水。
[0086]
步骤五、浇筑uhpc混凝土浇筑材料形成uhpc板1。拌和均匀的浆料从模具的一侧开始向另一侧浇筑，一次性浇筑完成；成型过程中工人使用洁净的刮刀、铲刀进行初步抹平，并注意保持洁净，严禁污染；浇筑成型宜选用自流平或自密实浆料或采取内外辅助振动工艺进行密实，严禁插捣；uhpc外墙板成型后，应立即覆盖塑料薄膜，避免外墙板表面出现失水龟裂。同批次原材料、同一配比、相同工艺生产的混凝土，每班应留置抗压强度试件，包括一组脱模强度，一组28d标准养护试件。
[0087]
步骤六、背附钢架2放置定位。在背附钢架2上安装角码3，角码3上开设有用于安装预埋螺栓4的小圆孔7、大圆孔8、竖向长条孔10、横向长条孔9，所述小圆孔7的直径略大于预埋螺栓4的直径，所述大圆孔8的直径大于小圆孔7的直径，所述竖向长条孔10的宽度略大于预埋螺栓4的直径，所述横向长条孔9的宽度略大于预埋螺栓4的直径。其中整个板以中间小圆孔7为中心(小圆孔7固定，不允许收缩)，横向长条孔9因为与小圆孔7并排，不允许竖向收缩(碰撞)，只考虑水平方向收缩(碰撞)值，竖向长条孔10同理，不允许横向收缩(膨胀)，只考虑竖向收缩(膨胀)值，大圆孔8要同时考虑水平向收缩(膨胀)和竖向收缩(膨胀)，不同形状开孔尺寸计算方式如下：
[0088]
①
小圆孔7的直径主要考虑m8螺栓的定位偏差
±
2mm和开孔精度
±
2mm，暂定φ12：
[0089]
②
大圆孔8的直径理论预估：
[0090]
d＝a 2b 2c＝8 2
×
2 2
×
5＝22mm
[0091]
其中，a
‑‑‑‑
m8螺栓直径为8mm；
[0092]
b
‑‑‑‑
m8螺栓的定位偏差，按
±
2mm考虑；
[0093]
c
‑‑‑‑
温度荷载下平面内最大膨胀(收缩)值，最高气温按60℃考虑，最低气温按
‑
17℃考虑，1.05
×
10
×
(60℃
‑
(
‑
17℃))
×
6000＝4.9mm≈5mm。
[0094]
③
竖向长条孔10长度方向理论同上，为22mm；宽度方向主要考虑m8螺栓的定位偏差和开孔精度，暂定12mm；
[0095]
④
横向长条孔9长度方向，理论上可按板宽1.4m根据上述第2)条计算膨胀(收缩)值，再加定位偏差，约15mm，考虑角钢加工的统一性，仍为22mm；宽度方向主要考虑m8螺栓的定位偏差和开孔精度，暂定12mm。
[0096]
角码3的一端与背附钢架2通过螺栓螺母预连接，在角码3的另一端预安装预埋螺栓4，预埋螺栓4的螺帽端固定安装预埋套筒5，通过固定螺母6将预埋螺栓4固定在角码3上，预埋螺栓4位于长条孔或大圆孔8的中心，在混凝土初凝前，将背附钢架2吊装至uhpc板1上，将预埋螺栓4设置有预埋套筒5的部分放入浇筑好的uhpc板1内，混凝土浇筑完成后，松动预埋螺栓4与角码3，使预埋螺栓4于角码3之间处于完全松动的状态，使预埋螺栓4与混凝土协同形变。
[0097]
步骤七、静止养护；构件成型后，应立即在模具表面覆盖塑料薄膜，避免水分散失；自然养护时的环境平均气温宜高于10℃，当环境平均气温低于10℃或最低气温低于5℃时，应按冬期施工处理，采取保温措施。uhpc外墙板宜采用自然养护，以减少表面色差。
[0098]
步骤八、起吊脱模。在uhpc外墙板制作时应做脱模试件，当测得脱模试件抗压强度达到uhpc设计强度的40％以上方可脱模。脱模后需对uhpc外墙板表面进行处理，先用磨光
机将高出模具部分打磨平整，脱模前应将背覆钢架与预埋螺栓4拧紧，使uhpc外墙板与背附钢架2可靠连接，保证吊装运输的安全性。
[0099]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。