三明治夹心保温剪力墙生产关键技术

一前言

装配式建筑是指用预制构件在工地装配而成的建筑。这种建筑的优点是建造速度快，受气候条件制约小，节约劳动力并可提高建筑质量。其采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理，并在设计、生产、施工、管理等环节形成完整的、有机的产业链，实现房屋建造全过程的工业化、集约化和社会化，从而提高建筑质量并实现节能减排。

有人称装配式建筑是“像搭积木一样的造房子”，特别是在我国北方地区，冬季寒冷、夏季炎热，为了更好地节能减排，改善制冷和取暖效果，带夹芯保温层的外墙剪力墙板（俗称“三明治”板，简称剪力墙板）在装配式建筑构件中显得尤为重要。其具有承重、隔热、隔声、装饰等功能。比起现浇混凝土结构的外墙保温系统，带夹芯保温层的剪力墙板的优点是耐久性好，防火性能好，生命周期等同于建筑结构本身，采用该剪力墙板可提高建筑性能和品质。从建筑全生命周期来看，可节省使用期间的维护费用，同时减少了门窗洞口渗漏风险，降低了外墙保温材料的火灾危险性，延长了保温层及装饰层寿命，可以减少外墙脚手架的使用，提高施工速度，有利于现场施工安全管理，具有良好的间接效益。

二带夹芯保温剪力墙板的原材料及配件

1、常用保温板的性能和应用：

挤塑聚苯保温板和聚氨酯保温板具有很低的热传导系数，并且价格低廉，是目前性价比最高、引用最普遍的外墙保温材料。但是，其可燃性及易老化的特性制约了我国外墙节能技术的发展，发达国家普遍采用把保温材料夹在混凝土中

间的做法，既保证了外墙的保温隔热性能，又解决了保温板的防火性能，同时达到了保温层与外墙同寿命的目的。

2、冷轧带肋钢筋的性能和应用：

冷轧带肋钢筋是用热轧盘条经多道冷轧减径，一道压肋并经消除内应力后形成的一种带有二面或三面月牙形的钢筋。冷轧带肋钢筋牌号由CRB（Cold-rolled Ribbed Bars）和钢筋的抗拉强度最小值构成。普通钢筋混凝土构件常用CRB550，力学性能如下：屈服强度500MPa，抗拉强度550MPa，伸长率（标距5倍直径）为12% 。

剪力墙板的面层混凝土面板内应配置构造钢筋面网，钢筋网可采用直径5-6mm的冷轧带肋钢筋焊接网，网孔尺寸宜为100-150mm。冷轧带肋钢筋网片加工可用电阻点焊成型。

3、保温连接件：

剪力墙板的面层、保温层和结构层之间的连接锚固常采用GFRP（Fiber Reinforced Plastics）连接件（见图1）或哈芬不锈钢连接件。GFRP保温连接件是由耐碱玻璃纤维与环氧树脂组成的复合新材料，既发挥了玻璃纤维高强度及弹性模量的特点（强度高达800MPa），同时保持了非金属材料导热系数较低的特点。

GFRP连接件既能承受拉应力，又可承受弯曲、压缩和剪切应力。该连接件材料绝热、绝缘、抗腐蚀、抗疲劳性能好，可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用。特别是其具有良好的绝热功能，彻底杜绝了冷热桥，可有效防止冷桥

作用。GFRP复合材料热膨胀系数与混凝土相近，这样当环境温度发生变化时，GFRP与混凝土协调工作，两者间不会产生大的温度应力。GFRP的抗拉强度均明显高于钢筋, 与高强钢丝抗拉强度差不多，一般是钢筋的2倍甚至达10倍。

图1 | 保温连接件GFRP

4、竖向钢筋连接用灌浆套筒：

装配式剪力墙板底部的纵向钢筋连接，宜根据连接计算结果、预制墙板设计要求、连接部位等，选择套筒灌浆连接、型钢连接、钢板抗剪连接等形式，也可使用约束浆锚搭接连接、焊接连接等形式。本次介绍常用的套筒灌浆连接形式、常用半灌浆和全灌浆套筒见图2、图3、图4。

钢筋连接用灌浆套筒是通过高强灌浆料的传力作用将钢筋对接连接。生产剪力墙板时，预埋在构件下口。其抗震性能可靠、施工简便，可以缩短工期，适用于大小不同直径钢筋的连接。钢筋与套筒间填充高强度微膨胀灌浆料，即完成钢筋续接动作。

连接的机理：主要借助砂浆受到套筒的围束作用，加上本身具有微膨胀特性，借此增强与钢筋、套筒内侧间的正向作用力，钢筋即借由该正向力与粗糙表面产生的摩擦力，来传递钢筋应力。套筒式钢筋连接件的性能检验，应符合《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107—2010第3.0.4条的I级接头性能等级要求。

图2 | 半灌浆套筒（一端套丝，一端插入钢筋）

图3 | 全灌浆套筒（两端插入钢筋）

图4 | 灌浆套筒I级接头

各类钢筋套筒的材料性能：

①屈服强度：≥355MPa

②抗拉强度：≥600MPa

③延伸率：≥16%

5、高强灌浆料性能：

①早强性：1天抗压强度可以达到35MPa以上，7天可以达到60MPa。

②高强性：28天抗压强度可达85MPa以上。

③流动性好：有较大的流动性，流动度在180-300mm之间，可在套筒内填充密实。

④无收缩性：灌浆料含膨胀剂，以抵消水泥硬化时的收缩。

三带夹芯保温剪力墙板设计要点

1、根据单板加工图预留门窗洞口，洞口预埋防腐木砖。窗框可预埋到构件中，解决现浇结构窗洞口漏水的问题。

2、带夹芯保温剪力墙板的热工设计要满足墙体保温隔热性能和防结露性能要求，应采用预制外墙板主断面的平均传热阻值或传热系数作为其热工设计值。保温层厚度可根据各地节能要求进行设计。

3、带夹芯保温剪力墙板的构造分为面层、保温层和结构层。面层和保温层在墙板进行结构计算时可忽略不计，宜按里层混凝土板进行承载力和变形计算。为防止漏水，墙板上、下口采用企口设计，侧面顺直。

4、带夹芯保温剪力墙板的面层、保温层和结构层由保温连接件起连接作用。保温连接件的布置、数量、规格型号需要经过力学计算，合理排布。否则易造成内外分层、面层脱落等事故，见图

5、图

6、图7。

四带夹芯保温剪力墙板的生产过程

带夹芯保温层剪力墙板的生产工艺较为复杂，技术和质量要求很高，生产工艺流程如下：

模具清理→模具组合→面层钢筋网片及门窗布置→浇注面层混凝土→安装保温板→安装保温连接件→安装结构层钢筋→安装钢筋连接套筒→安装埋件、起吊件→隐蔽工程检查→浇筑混凝土→机械振捣→板面抹光→蒸汽养护→拆模起吊→冲刷露骨料→缺陷修补→成品码放。