一种装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件及其制备方法与流程

1.本发明属于建筑保温材料技术领域，尤其涉及一种装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件及其制备方法。


背景技术：

2.装配式建筑结构-保温一体化产品是国家大力推广的建筑节能新型产品。目前建筑结构-保温一体化外最为广泛的制作方法是通过钢筋网架将有机类保温板（如eps板，xps板等）或岩棉板固定在钢筋混凝土构件上，在外层再用钢筋混凝土保护，形成夹芯钢筋混凝土构件，目的是解决保温板的防火问题和脱落问题。该体系存在的主要问题：（1）钢筋混凝土与外保护层混凝土分二次施工，施工困难，成本高；（2）增加钢筋混凝土构件的结构安全性问题；（3）由于保温层与钢筋混凝土构件及外保护层不是同一类材料，热膨胀系数不一致，复合构件使用几年后，界面会脱落，在保温层与混凝土之间有空气循环使保温效果大幅度降低，或水蒸汽进入保温层使保温层含水率大幅度增加降低保温效果。
3.随着保温节能要求越来越高（如超低能耗和近零能耗建筑），保温层越来越厚（如超过200mm厚），传统装配式建筑结构-保温夹心构件存在较大的结构安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件及其制备方法。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件，包括钢筋混凝土层，位于钢筋混凝土层外的保温板，以及位于保温板外的外保护层，所述外保护层为高性能水泥基自流平砂浆层，外保护层内布置有钢筋网片，钢筋网片与钢筋混凝土层的钢筋骨架通过构造钢丝绑接或焊接连接。
6.进一步的，所述高性能水泥基自流平砂浆由以下原料组成：普通水泥200~300份、硫铝酸盐水泥15~25份、粉煤灰粉75~250份、硅灰50~150份、纳米材料1~5份、减水剂1~2份、消泡剂0.005~0.01份、砂400~600份、水胶比为0.30~0.35，所述水胶比是水与胶凝材料的质量比，高性能水泥基自流平砂浆养护后的抗压强度≥30mpa，抗折强度≥10mpa，与保温板的粘结强度≥0.12mpa，冻融循环次数≥200次。
7.进一步的，所述粉煤灰为二级粉煤灰或一级粉煤灰中的一种；所述硅灰中二氧化硅含量不低于85%；所述砂是干净河砂或由石灰石破碎的机制砂中的一种；所述纳米材料是纳米土、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙粉中的一种；所述减水剂为高性能聚羧酸减水剂，减水率不低于35%。
8.进一步的，所述保温板为无机塑化微孔保温板，由普通水泥、粉煤灰、通过湿磨制浆，物理发泡并加入乳胶粉和化学添加剂及轻骨料，混合搅拌，浇注成型，养护，切割而成，
保温层的性能指标为：燃烧等级a（a2），干密度≤150kg/m3，抗压强度≥0.3mpa，垂直板面的拉伸强度≥0.1mpa，体积吸水率≤6%，导热系数≤0.048w/(m
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k)；保温层的厚度为60~300mm。
9.进一步的，所述钢丝网片为镀锌钢丝网和不锈钢钢丝网中的一种、钢丝直径3mm、网孔尺寸30mm
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30mm~70mm
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70mm。
10.进一步的，所述构造钢丝为镀锌钢丝和不锈钢钢丝中的一种，钢丝直径3mm。
11.一种装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件的制备方法，包括以下步骤：s1清理：将平模钢模内清理干净并涂上脱膜剂；s2浇注自流平砂浆：按自流平砂浆配比配制自流平砂浆并搅拌均匀，在钢模内浇注自流平砂浆，砂浆厚度在10~15mm；s3放置钢筋网：在砂浆流平后并初凝前，将钢丝网片放入砂浆中并按压使钢丝网片位于砂浆中部，在钢丝网片的4个角和中心处焊接垂直于钢丝网片的钢丝；s4放置保温板：放置钢丝网片后在砂浆初凝前，将无机塑化微孔保温板铺在自流平砂浆上；s5固定钢筋骨架并浇注混凝土：在保温板放置好后，固定钢筋骨架并将预留钢丝绑接或焊接在钢筋骨架上，在自流平砂浆终凝后，浇注水泥混凝土；s6养护：水泥混凝土终凝并达到强度要求后、脱膜、自然养护28天，即为成品。
12.本发明具有的优点是：1.本发明的一种装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件制作方法中的结构构件-保温层-外保护层均为水泥基材料，形成无界面或弱界面的梯度材料，并且外保护层与钢筋混凝土结构层通过构造钢丝连接一体，保证了保温层在建筑物使用过程的整体安全性；2.本发明的装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件中外保护层、保护层、钢筋混凝土层为连续的一次形成过程，制作方法简单，在整个施工过程，外保护层砂浆为自流平砂浆，施工效率高，并且保证了外保护层的平整度，为后期装饰层的施工提供了条件；3.本发明的装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件的外保护层是高性能水泥基材料，由于掺入纳米材料，冻融循环次数达到200次以上；另外，外保护砂浆层的钢丝网片与结构层的钢筋骨架连在一起，从而保证了保温层的耐久性，所以，本发明的装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件具有很好的耐候性，将与建筑物同寿命；4.本发明的装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件可适应我国不同气候条件和不同保温节能要求，即保温板厚度可在60~300mm。
具体实施方式
13.实施例1一种装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件，包括钢筋混凝土层，位于钢筋混凝土层外的保温板，以及位于保温板外的外保护层，所述外保护层为高性能水泥基自流平砂浆层，外保护层内布置有钢筋网片，钢筋网片与钢筋混凝土层的钢筋骨架通过构
造钢丝绑接或焊接连接；保温层为无机塑化微孔保温板，其主要技术性能指标：燃烧等级a（a2），干密度150kg/m3，抗压强度0.70mpa，垂直板面的拉伸强度0.15mpa，体积吸水率3%，导热系数0.048w/(m
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k)；所述保温层的厚度为300mm；一种高性能水泥基自流平砂浆，所述高性能水泥基自流平砂浆主要由普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）、硫铝酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、纳米材料、减水剂、消泡剂、砂和水组成；所述粉煤灰为二级粉煤灰和一级粉煤灰中的一种；所述硅灰中二氧化硅含量≥85%；所述砂是干净河砂和由石灰石破碎的机制砂中的一种；高性能水泥基自流平砂浆的具体组成为：普通水泥250份、硫铝酸盐水泥20份、粉煤灰250份、硅灰100份、纳米材料3份、减水剂1.5份、消泡剂0.008份、砂600份、水胶比为0.33。所述钢筋网片为镀锌钢丝网、钢丝直径3mm、网口的尺寸50mm
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50mm。
14.该装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件的制作方法包括以下步骤：步骤s01清理：将平模钢模内清理干净并涂上脱膜剂；步骤s02浇注自流平砂浆：按自流平砂浆配比配制自流平砂浆并搅拌均匀；在钢模内浇注自流平砂浆，砂浆厚度控制在10~15mm左右；步骤s03放置钢筋网：在砂浆流平后并初凝前，将不锈钢钢筋网片放入砂浆中并控制在砂浆中部，在一片钢筋网的4个角和中心处焊接垂直与钢筋网片的不锈钢钢丝（直径3mm,长度达到混凝土构件的钢筋骨架）；步骤s04放置保温板：在放置钢筋网片后并在砂浆初凝前，将无机塑化微孔保温板放在自流平砂浆上；步骤s05固定钢筋骨架并浇注混凝土：在保温板放置好后，固定钢筋骨架并将预留构造钢丝绑接或焊接在钢筋骨架上；在自流平砂浆终凝后，浇注水泥混凝土；步骤s06养护：水泥混凝土终凝并达到强度要求后、脱膜、自然养护28天，即为成品。
15.实施例2一种装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件，保温板为无机塑化微孔保温板，其主要技术性能指标：燃烧等级a（a2），干密度138kg/m3，抗压强度0.60mpa，垂直板面的拉伸强度0.13mpa，体积吸水率4%，导热系数0.047w/(m
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k)；所述无机塑化微孔保温板的厚度为240mm；所述高性能水泥基自流平砂浆主要由普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）、硫铝酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、纳米材料、减水剂、消泡剂、砂和水组成；所述粉煤灰为二级粉煤灰和一级粉煤灰中的一种；所述硅灰中二氧化硅含量≥85%；所述砂是干净河砂和由石灰石破碎的机制砂中的一种；所述高性能水泥基自流平砂浆的质量份组成为：普通水泥300份、硫铝酸盐水泥25、粉煤灰75份、硅灰50份、纳米材料5份、减水剂1份、消泡剂0.01份、砂543份、水胶比为0.35。所述钢筋网片为不锈钢钢丝网、钢丝直径3mm、网口的尺寸30mm
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30mm;所述构造钢丝为不锈钢钢丝，钢丝直径3mm。
16.该装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件的制作方法包括以下步骤：该复合构件的制作方法与实施例1相同。实施例3一种装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件，保温层为无机塑化微孔保温板，其主要技术性能指标：燃烧等级a（a2），干密度135kg/m3，抗压强度0.50mpa，垂直板面的拉伸强度0.11mpa，体积吸水率4.2%，导热系数0.046w/(m
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k)；所述无机塑化微孔保温板
的厚度为200mm；所述高性能水泥基自流平砂浆主要由普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）、硫铝酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、纳米材料、减水剂、消泡剂、砂和水组成；所述粉煤灰为二级粉煤灰和一级粉煤灰中的一种；所述硅灰中二氧化硅含量≥85%；所述砂是干净河砂和由石灰石破碎的机制砂中的一种；所述高性能水泥基自流平砂浆的质量份组成为：普通水泥200份、硫铝酸盐水泥25、粉煤灰150份、硅灰150份、纳米材料1份、减水剂2份、消泡剂0.005份、砂472份、水胶比为0.35；所述钢筋网片为不锈钢钢丝网、钢丝直径3mm、网口的尺寸50mm
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50mm; 所述构造钢丝为不锈钢钢丝，钢丝直径3mm。
17.该装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件的制作方法包括以下步骤：该复合构件的制作方法与实施例1相同。
18.实施例4一种装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件，保温层为无机塑化微孔保温板，其主要技术性能指标：燃烧等级a（a2），干密度133kg/m3，抗压强度0.48mpa，垂直板面的拉伸强度0.11mpa，体积吸水率4.5%，导热系数0.045w/(m
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k)；所述无机塑化微孔保温板的厚度为180mm；所述高性能水泥基自流平砂浆主要由普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）、硫铝酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、纳米材料、减水剂、消泡剂、砂和水组成；所述粉煤灰为二级粉煤灰和一级粉煤灰中的一种；所述硅灰中二氧化硅含量≥85%；所述砂是干净河砂和由石灰石破碎的机制砂中的一种；具体的，高性能水泥基自流平砂浆的质量份组成为：普通水泥220份、硫铝酸盐水泥20、粉煤灰106份、硅灰50份、纳米材料2.5份、减水剂1.5份、消泡剂0.006份、砂600份、水胶比为0.30。所述钢丝网片为镀锌钢丝网、钢丝直径3mm、网口的尺寸60mm
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60mm; 所述构造钢丝为镀锌钢丝，钢丝直径3mm。
19.该装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件的制作方法包括以下步骤：该复合构件的制作方法与实施例1相同。
20.实施例5一种装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件，保温层为无机塑化微孔保温板，其主要技术性能指标：燃烧等级a（a2），干密度130kg/m3，抗压强度0.45mpa，垂直板面的拉伸强度0.10mpa，体积吸水率4.5%，导热系数0.044w/(m
·
k)；所述无机塑化微孔保温板的厚度为160mm；所述高性能水泥基自流平砂浆主要由普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）、硫铝酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、纳米材料、减水剂、消泡剂、砂和水组成；所述粉煤灰为二级粉煤灰和一级粉煤灰中的一种；所述硅灰中二氧化硅含量≥85%；所述砂是干净河砂和由石灰石破碎的机制砂中的一种；高性能水泥基自流平砂浆的质量份组成为：普通水泥250份、硫铝酸盐水泥15、粉煤灰250份、硅灰80份、纳米材料3份、减水剂2份、消泡剂0.008份、砂400份、水胶比为0.32；所述钢筋网片为不锈钢钢丝网片，钢丝直径3mm，网口的尺寸50mm
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50mm; 所述构造钢丝为不锈钢钢丝，钢丝直径3mm。
21.该装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件的制作方法包括以下步骤：该复合构件的制作方法与实施例1相同。
22.实施例6一种装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件，保温层为无机塑化微孔保温板，其主要技术性能指标：燃烧等级a（a2），干密度125kg/m3，抗压强度0.40mpa，垂直板面的拉伸强度0.10mpa，体积吸水率5%，导热系数0.043w/(m
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k)；所述无机塑化微孔保温板的
厚度为100mm；所述高性能水泥基自流平砂浆主要由普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）、硫铝酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、纳米材料、减水剂、消泡剂、砂和水组成；所述粉煤灰为二级粉煤灰和一级粉煤灰中的一种；所述硅灰中二氧化硅含量≥85%；所述砂是干净河砂和由石灰石破碎的机制砂中的一种；高性能水泥基自流平砂浆的质量份组成为：：普通水泥280份、硫铝酸盐水泥15、粉煤灰100份、硅灰100份、纳米材料3份、减水剂2份、消泡剂0.01份、砂500份、水胶比为0.32。钢筋网片为镀锌钢丝网、钢丝直径3mm、网口的尺寸40mm
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40mm；所述构造钢丝为镀锌钢丝，钢丝直径3mm。
23.该装配式建筑结构-保温-外保护层一体化复合构件的制作方法包括以下步骤：该复合构件的制作方法与实施例1相同。
24.根据gb/t 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准中的快冻法进行冻融试验，本发明的成品试块（试块周围和底部用石蜡密封）经过200次冻融循环质量损失率为1.2%，而对比样品（外保护层为弹性水泥砂浆加耐碱玻璃纤维网格布）经过75次冻融循环质量损失率达到5.0%。