CN115198912A - 采用Spinodal构型的UHPC-PUC组合装配式墙体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用Spinodal构型的UHPC‑PUC组合装配式墙体,本发明的装配式墙体包括Spinodal构型的UHPC骨架、PUC材料填充体、外侧UHPC表面板和精轧螺纹连接件四部分共同组成。本发明利用现有的材料与工程技术,将超高性能混凝土UHPC制作成Spinodal构型骨架,配合新型聚氨酯弹性混凝土PUC,利用工业化的预制与装配技术,实现在复杂、不利的环境下快速搭建便捷可靠的墙体。本发明的所有构件均采用在工厂标准化预制生产,在施工现场进行定位与拼装连接,实现在工程现场的快速拼装施工,最大程度降低对施工环境的影响。
Description
技术领域
本发明属于土木工程技术领域,具体涉及一种采用Spinodal构型的UHPC-PUC组合装配式墙体。
背景技术
在土木工程领域经常需要在现场快速搭建墙体,并且需要墙体在复杂的环境中进行施工与服役。尤其是高腐蚀、高承载、高冲击、隔音吸热要求高等复杂、严苛的服役环境,会给墙体的施工与服役造成许多挑战。现阶段的砌体墙体或复合材料拼装墙体在复杂服役环境中具有巨大的潜在成本与施工难度,且可能在服役寿命内出现复杂的病害问题,这就给其在真实工程环境中的推广应用带来不便与挑战。基于上述实际工程需求,如何利用现有的土木工程相关技术实现在复杂、严苛的服役环境中快速搭建起高强、耐久、隔热的墙体,并且加快施工速度,减少施工操作,降低施工过程对环境的影响,是工程界关心也急需解决的技术问题。
发明内容
为解决上述问题,本发明公开了一种采用Spinodal构型的UHPC-PUC组合装配式墙体,利用利用现在新型的工程材料技术与工厂标准化生产水平,以小尺寸的标准化组件作为最小拼装施工单位,便于预制构件的生产、运输与安装。本发明利用现有的材料与工程技术,将新型的超高性能混凝土UHPC预制成精细优化的Spinodal结构构型骨架,可以大幅提升组合装配式墙体的力学性能。在骨架中填充新型聚氨酯弹性混凝土PUC,在骨架提供足够力学强度的同时使得组合装配式墙体拥有良好得到隔音、吸热与变形能力。最后再利用预制UHPC表面板提升组合装配式墙体的耐久与抗冲击能力,使得本发明能够适应复杂的服役环境。充分利用小型节段化生产与施工技术,实现工厂化生产与装配化施工,降低现场操作难度,快速完成施工工作,便于在实际工程中的推广运用。
为达到上述目的,本发明的技术方案如下:
采用Spinodal构型的UHPC-PUC组合装配式墙体,包括Spinodal构型的UHPC骨架、PUC材料填充体、预制UHPC表面板和精轧螺纹连接件四部分组成;所述Spinodal构型的UHPC骨架设置在前后两块预制UHPC表面板之间,PUC材料填充体填充在Spinodal构型的UHPC骨架中,前后两块预制UHPC表面板通过精轧螺纹连接件连接。
Spinodal构型的UHPC骨架、预制UHPC表面板和精轧螺纹连接件均采用工厂预制生产,在现场拼装、固定而成,具体的形状尺寸可以根据际情况与项目需求修改。所有工厂标准化预制的组成部分运输到工程现场后进行迅速定位与拼装连接。
本发明利用现有的材料与工程技术,将超高性能混凝土UHPC作为骨架和表面板材料,充分利用其高强、高耐久、抗冲击的特点,使得本发明能够在复杂、不利的服役环境中提供便捷可靠的装配式墙体。同时,利用新型聚氨酯弹性混凝土PUC作为骨架的填充料,使得组合装配式墙体拥有隔热、吸音等优异的服役性能。
值得特别说明的是,UHPC骨架采用Spinodal构型结构。Spinodal方程算法作为最新的科技发展成果,可以优化骨架结构,能够以最小的材料用量获得最优的力学性能结构行为表现。理想的Spinodal结构为完美交替排列结构,具有类似超晶格性质,其特征表现为长程有序,类周期性以及自组装性。采用该结构形式的主骨架能够以最小的材料用量得到最好的承载能力行为表现。
标准化的预制部件在运输到施工现场后,利用高强螺栓和精轧螺纹钢筋穿过预留孔洞实现各部件的快速连接。标准化部件拼装件的尺寸较小,拼装件自重也较小,在现场拼装施工过程中不需要配置重型吊装器械,大幅降低了现场施工难度。
本发明所述的一种采用Spinodal构型的UHPC-PUC组合装配式墙体,包括如下制备步骤:
1)根据实际工程需求设计确定各部件的尺寸参数与数目;
2)在工厂预制Spinodal构型的UHPC骨架、预制UHPC表面板和精轧螺纹连接件;
3)在现场安装固定预制好的Spinodal构型的UHPC骨架;
4)利用精轧螺纹连接件将预制UHPC表面板包夹在Spinodal构型的UHPC骨架的两侧;
5)在现场浇筑填充PUC材料填充体;
6)在现场进行养护后即可投入服役。
本发明的有益效果是:
1、本发明采用小尺寸的标准化拼装件,充分利用构件的工厂化预制技术,精细化制作拼装件,以较小几何尺寸的拼装件实现组合拼装,并实现现场施工无需大型的起重装备。
2、本发明充分利用超高性能混凝土UHPC优异的材料性质,能够在较小的几何尺寸与自重作用条件下,形成有效的高强、耐腐、轻质的Spinodal构型的UHPC骨架;本发明不需要复杂、大量的施工操作就能实现组合装配式墙体承载能力的大幅提升。
3、本发明充分利用新型聚氨酯弹性混凝土PUC作为骨架的填充料,使得组合装配式墙体拥有隔热、吸音等优异的服役性能。
4、UHPC骨架采用Spinodal构型结构。Spinodal方程算法作为最新的科技发展成果,可以优化骨架结构,能够以最小的材料用量获得最优的力学性能结构行为表现。
附图说明
图1是一种采用Spinodal构型的UHPC-PUC组合装配式墙体的示意图。
附图标识列表:Spinodal构型的UHPC骨架1、PUC材料填充体2、预制UHPC表面板3和精轧螺纹连接件4。
图2是Spinodal构型的UHPC骨架1的三维示意图。
图3是预制UHPC表面板3的三维示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式,进一步阐明本发明,应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图所示,本发明公开了一种采用Spinodal构型的UHPC-PUC组合装配式墙体,包括Spinodal构型的UHPC骨架1、PUC材料填充体2、预制UHPC表面板3和精轧螺纹连接件4四部分组成;所述Spinodal构型的UHPC骨架1设置在前后两块预制UHPC表面板3之间,PUC材料填充体2填充在Spinodal构型的UHPC骨架1中,前后两块预制UHPC表面板3通过精轧螺纹连接件4连接。
本发明所述的Spinodal构型的UHPC骨架1、预制UHPC表面板3和精轧螺纹连接件4均采用工厂预制生产,在现场拼装、固定而成,具体的形状尺寸可以根据际情况与项目需求修改。所有工厂标准化预制的组成部分运输到工程现场后进行迅速定位与拼装连接。本发明利用现有的材料与工程技术,将超高性能混凝土UHPC作为骨架和表面板材料,充分利用其高强、高耐久、抗冲击的特点,使得本发明能够在复杂、不利的服役环境中提供便捷可靠的装配式墙体。同时,利用新型聚氨酯弹性混凝土PUC作为骨架的填充料,使得组合装配式墙体拥有隔热、吸音等优异的服役性能。值得特别说明的是,UHPC骨架采用Spinodal构型结构。Spinodal方程算法作为最新的科技发展成果,可以优化骨架结构,能够以最小的材料用量获得最优的力学性能结构行为表现。
标准化的预制部件在运输到施工现场后,利用高强螺栓和预应力筋穿过预留孔洞实现各部件的快速连接。标准化部件拼装件的尺寸较小,拼装件自重也较小,在现场拼装施工过程中不需要配置重型吊装器械,大幅降低了现场施工难度。
本发明所述的一种采用Spinodal构型的UHPC-PUC组合装配式墙体,包括如下制备步骤:
1)根据实际工程需求设计确定各部件的尺寸参数与数目;
2)在工厂预制Spinodal构型的UHPC骨架1、预制UHPC表面板3和精轧螺纹连接件4;
3)在现场安装固定预制好的Spinodal构型的UHPC骨架;
4)利用精轧螺纹连接件将预制UHPC表面板包夹在Spinodal构型的UHPC骨架的两侧;
5)在现场浇筑填充PUC材料填充体2;
6)在现场进行养护后即可投入服役。
需要说明的是,以上内容仅仅说明了本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (9)
1.采用Spinodal构型的UHPC-PUC组合装配式墙体,其特征在于:包括Spinodal构型的UHPC骨架(1)、PUC材料填充体(2)、预制UHPC表面板(3)和精轧螺纹连接件(4)四部分;所述Spinodal构型的UHPC骨架(1)设置在前后两块预制UHPC表面板(3)之间,PUC材料填充体(2)填充在Spinodal构型的UHPC骨架(1)中,前后两块预制UHPC表面板(3)通过精轧螺纹连接件(4)连接。
2.根据权利要求1所述的采用Spinodal构型的UHPC-PUC组合装配式墙体,其特征在于:Spinodal构型的UHPC骨架(1)采用超高性能混凝土UHPC进行浇筑生产。
3.根据权利要求1所述的采用Spinodal构型的UHPC-PUC组合装配式墙体,其特征在于:Spinodal构型的UHPC骨架(1)采用Spinodal构型结构; Spinodal结构为完美交替排列结构,具有类似超晶格性质,具有长程有序、类周期性以及自组装性的特征。
4.根据权利要求1所述的采用Spinodal构型的UHPC-PUC组合装配式墙体,其特征在于:采用新型聚氨酯弹性混凝土PUC材料作为UHPC骨架(1)的填充体(2),使得组合装配式墙体能够拥有良好的隔热、吸音、耗能作用。
5.根据权利要求1所述的采用Spinodal构型的UHPC-PUC组合装配式墙体,其特征在于:在Spinodal构型的UHPC骨架(1)和PUC材料填充体(2)的两侧包夹预制UHPC表面板(3)。
6.根据权利要求1所述的采用Spinodal构型的UHPC-PUC组合装配式墙体,其特征在于:在Spinodal构型的UHPC骨架(1)、PUC材料填充体(2)和预制UHPC表面板(3)都预留有安装孔洞,在现场定位后使用精轧螺纹连接件(4)进行固定。
7.根据权利要求1所述的采用Spinodal构型的UHPC-PUC组合装配式墙体,其特征在于:Spinodal构型的UHPC骨架(1)、预制UHPC表面板(3)和精轧螺纹连接件(4)均采用工厂预制生产,在现场拼装、固定而成。
8.根据权利要求1所述的采用Spinodal构型的UHPC-PUC组合装配式墙体,其特征在于:精轧螺纹连接件(4)利用高强螺栓和黏着剂进行现场安装与固定。
9.根据权利要求1所述的采用Spinodal构型的UHPC-PUC组合装配式墙体,其特征在于,该制备方法按以下步骤进行:
1)根据实际工程需求设计确定各部件的尺寸参数与数目;
2)在工厂预制Spinodal构型的UHPC骨架(1)、预制UHPC表面板(3)和精轧螺纹连接件(4);
3)在现场安装固定预制好的Spinodal构型的UHPC骨架(1);
4)利用精轧螺纹连接件(4)将预制UHPC表面板(3)包夹在Spinodal构型的UHPC骨架(1)的两侧;
5)在现场浇筑填充PUC材料填充体(2);
6)在现场进行养护后即可投入服役。
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