一种折面型UHPC外墙挂板及其制作工艺的制作方法

一种折面型uhpc外墙挂板及其制作工艺
技术领域
1.本技术涉及装配式建筑技术领域，具体涉及一种折面型uhpc外墙挂板及其制作工艺。


背景技术：

2.随着建筑工业技术的快速发展，装配式建筑因其灵活性和多样性的优点引起了人们的广泛关注。装配式建筑是指将建筑物的构建、配件等单独地在工厂中进行大批量成套制造，然后运输至施工现场，并通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。与相关建筑制造技术相比，装配式建筑省略了现场浇筑作业的复杂、缓慢工序，因此具有建造速度快、生产成本低、样式丰富等优点。
3.外墙挂板是装配式建筑的主要构件之一，其主要作用是隔热保温、抗渗、抗冻融、防碳化和满足建筑艺术装饰的要求。目前外墙挂板的制作主要分为两种：一种是采用单一材料制作，另一种是采用复合材料制作；采用单一材料制作的外墙挂板性能比较单一，难以同时满足多项建筑需求，限制了其使用范围；而采用多层复合材料制成的外墙挂板存在物理性能不佳、保温性能差、自重较重等缺点，大大影响了装配式建筑的建筑质量与施工效率。
4.因此，目前急需提供一种性能优异的外墙挂板来满足装配式建筑要求。


技术实现要素：

5.为了改善外墙挂板的使用性能，尤其是提高外墙挂板的物理性能，满足装配式建筑要求，本技术提供一种折面型uhpc外墙挂板及其制作工艺。
6.第一方面，本技术提供一种折面型uhpc外墙挂板，采用如下的技术方案：一种折面型uhpc外墙挂板，所述折面型uhpc外墙挂板包括uhpc混凝土和保温板；所述保温板包括异形保温板。
7.本技术提供了一种大尺寸折面型、具有自保温效果的折面型uhpc外墙挂板，该折面型uhpc外墙挂板与相关技术中的外墙挂板相比，具有具有折面尺寸精度高、质地轻、物理性能好、保温性能优异等特点。
8.进一步地，所述保温板铺设在所述uhpc混凝土的内部；所述保温板为硅质保温板。
9.本技术中，保温板铺设在折面型uhpc外墙挂板的内部，既能够保证混凝土外墙的装饰效果，又能够提高墙板本体的防水保温性能，同时也会减轻折面型uhpc外墙挂板的整体重量，便于后续安装的高效进行；采用硅质保温板作为折面型uhpc外墙挂板的保温材料，具有阻燃性好、耐高温、无形变、稳定可靠等优点。
10.第二方面，本技术提供一种折面型uhpc外墙挂板的制作工艺，采用如下的技术方案：一种折面型uhpc外墙挂板的制作工艺，包括以下步骤：模具的清理与安装、制备uhpc混凝土、一次布料浇筑、铺设保温板、发泡胶密封、二次布料浇筑、养护；所述模具包括
折面型底模。
11.本技术提供的折面型uhpc外墙挂板的制作工艺中采用了折面型底模与异形保温板，因此其制作方法简单、制作成本低，获得的折面型uhpc外墙挂板的折面尺寸精度高、质地轻、物理性能好、保温性能优异，故能够用于建造特定结构的建筑物。
12.优选地，所述制备uhpc混凝土的具体步骤为：将凝胶材料与石英砂加入搅拌机中，在2-5r/min下搅拌0.5-2min；然后加入减水剂、缓凝剂和总水量70-80％水，并在5-10r/min下搅拌1-2min；最后再向其中加入纤维和总水量20-30％的水，在1-2r/min下搅拌2-3min，即可获得uhpc混凝土；其中，纤维选自钢纤维、细短耐碱玻璃纤维、聚甲醛纤维和聚丙烯纤维。
13.本技术中，通过将uhpc混凝土中各物料的搅拌速度与搅拌时间控制在上述范围内，能够使uhpc混凝中的水泥完全水化，并与减水剂、缓凝剂、纤维等充分混合，从而获得了一种流动性好、分散均匀的uhpc混凝土，该uhpc混凝土可以完全满足后续布料浇筑的施工要求。
14.本技术中，uhpc混凝土在制备完成后需要静置1-2min。
15.由于uhpc混凝土在制备的过程中会产生大量气泡，气泡会影响折面型uhpc外墙挂板的饰面平整度及折面型uhpc外墙挂板的抗压强度与抗冲击性能。因此，在uhpc混凝土在制备完成后需要将其静置，若静置时间过短，uhpc混凝土中的气泡不能完全排除，若静置时间过长，uhpc混凝土的流动性变差，影响后续布料浇筑。因此本技术将uhpc混凝土的静置时间控制在1-2min之间，既能够使uhpc混凝土中的气泡充分排出，又能使其顺利浇筑至模具中，从而显著提高折面型uhpc外墙挂板的饰面平整度与物理性能。
16.优选地，所述一次布料浇筑前还需进行模具的清理与安装；所述一次布料浇筑的具体步骤为：将uhpc混凝土从模具的中心开始均匀、连续地布料，布料时间≤20min。
17.本技术中，一次布料浇筑需要从模具的纵向中心线开始均匀、连续地布料，有效防止uhpc混凝土集中堆料，避免uhpc混凝土发生离析现象；故本技术将布料时间控制在上述范围内，能够防止物料在料仓内较长时间存放时出现凝结和离析，同时保证下层混凝土在未初凝之前及时进行上层混凝土的布料。
18.优选地，所述铺设保温板的具体步骤为：利用预制的定位块在模具中定位肋宽，然后铺设保温板；再向所述保温板上放置钢板，并利用定位工装将所述钢板压实固定；所述异形保温板铺设于所述底模的折面部位。
19.本技术提供的折面型uhpc外墙挂板的制作工艺中包含铺设保温板，通过利用钢板将保温板压实，然后用定位工装定位固定，能够避免保温板在后续布料浇筑过程中发生位移或上浮，进而使保温板能够完全、准确地固定在折面型uhpc外墙挂板中的特定位置。本技术中，将需要提前将保温板按照模具的尺寸要求裁剪成所需形状与大小，获得异形保温板，该异形保温板的形状、尺寸正好能够直接铺设于模具中的折面部位，因此所得折面型uhpc外墙挂板的具有较高的折面尺寸精度。
20.优选地，所述发泡胶密封的具体步骤为：将模具中所有拼接缝的位置用发泡胶密封。
21.本技术利用发泡胶对折面型uhpc外墙挂板所有拼接缝的位置进行密封，能够有效防止uhpc混凝土的泄露，避免制得的折面型uhpc外墙挂板上形成蜂窝麻面，改善了折面型
uhpc外墙挂板的饰面平整度、提高了折面型uhpc外墙挂板与抗压强度。
22.优选地，所述二次布料浇筑的具体步骤为：首先将uhpc混凝土浇筑在底模的折面部分；然后依次向上浇筑，直至钢筋与预埋件被全部浇筑，从而获得折面型uhpc外墙挂板预制体。
23.本技术的制得的uhpc外墙挂板为折面型，因此在制作过程中首先要浇筑底模的折面部分，避免uhpc混凝土破坏模具中的定位工装，造成肋板不垂直，进而影响折面型uhpc外墙挂板的结构性能。
24.优选地，所述养护包括自然养护与高温养护；所述自然养护的具体步骤为：将折面型uhpc外墙挂板预制体用苫布遮盖，然后在温度为5-40℃、湿度≤60％的条件下养护22-48h，拆除模具即可获得折面型uhpc外墙挂板成型体。
25.本技术中，将浇筑完成后获得的折面型uhpc外墙挂板预制体在自然条件下养护，可以促使uhpc混凝土中的水泥充分水化，并加快折面型uhpc外墙挂板预制体的硬化，进而获得物理强度优异的折面型uhpc外墙挂板。
26.优选的，所述高温蒸养的具体步骤为：将所述折面型uhpc外墙挂板成型体吊装，然后在80-100℃下蒸养24-50h，即可获得所述折面型uhpc外墙挂板。
27.本技术中，将折面型uhpc外墙挂板成型体在80-100℃下蒸养24-50h，可以有效防止折面型uhpc外墙挂板在后期使用过程中出现收缩、开裂等不良现象，改善了折面型uhpc外墙挂板的使用性能，提高了折面型uhpc外墙挂板的物理强度。
28.优选的，所述模具的清理与安装步骤和一次布料浇筑步骤中间还需要进行刷脱模剂步骤，即在模具表面刷脱模剂；所述脱模剂为水性脱模剂。
29.本技术中，在模具表面刷脱模剂有利于后续uhpc外墙挂板的脱模，且进一步选用无毒、无味、成膜效果好的水性脱模剂，能够保证获得的uhpc外墙挂板的表面清洁、平整光滑、无污染。
附图说明
30.图1是本技术提供的折面型uhpc外墙挂板的制作工艺流程图。
具体实施方式
31.本技术提供一种折面型uhpc外墙挂板，所述折面型uhpc外墙挂板包括uhpc混凝土和保温板；所述uhpc混凝土包括以下组分：凝胶材料、石英砂、减水剂、缓凝剂、刚纤维和水。
32.上述折面型uhpc外墙挂板的制作工艺，具体包括以下步骤：(1)制备uhpc混凝土：将凝胶材料与石英砂加入搅拌机中，在2-5r/min下搅拌0.5-2min；然后加入减水剂、缓凝剂和总水量70-80％水，并在5-10r/min下搅拌1-2min；最后再向其中加入刚纤维和总水量20-30％的水，在1-2r/min下搅拌2-3min，然后静置1-2min，即可获得uhpc混凝土。
33.(2)模具清理与安装：清理底模、侧模和/或框模等；然后安装底模使其支托稳固，并用水平仪抄平；再将侧模用紧固螺栓安装于底模上；另外，当该折面型uhpc外墙挂板有窗口开设时，还应该安装与窗口尺寸相配合的框模，底模、侧模与框模形成的区域即为折面型uhpc外墙挂板的成型区；其中，所述模具包括折面型底模。
34.(3)刷脱模剂：在模具表面涂刷水性脱模剂。
35.(4)钢筋下料：将钢筋按照尺寸要求进行裁剪，尺寸偏差≤5mm，并摆放至折面型uhpc外墙挂板的成型区。
36.(5)一次布料浇筑：利用布料机将uhpc混凝土从模具的纵向中心线开始均匀、连续地布料，布料时间≤20min，布料过程中及时用刮板进行辅助整平，边角不平时及时下料补平。
37.(6)铺设保温板：将保温材料裁切为所需形状和大小；然后利用事先预制好的一字型、l型、t型三种定位块在模具中按照预设位置定位肋宽；待所有的定位完成后，铺设保温板，保温板拼缝处要严密；再向所述保温板上放置钢板，并利用定位工装将所述钢板压实固定；所述异形保温板铺设于所述底模的折面部位。
38.(7)安装预埋件：按照设定位置放置预埋件，并采用专用固定装置固定安装。
39.(8)发泡胶密封：待所有安装固定完成后，将模具中所有拼接缝的位置用发泡胶密封。
40.(9)二次布料浇筑：首先将uhpc混凝土浇筑在底模的折面部分；然后依次向上浇筑，直至钢筋与预埋件被全部浇筑，从而获得折面型uhpc外墙挂板预制体。
41.(10)自然养护：二次布料浇筑完成后，将折面型uhpc外墙挂板预制体用苫布遮盖，然后在温度为5-40℃、湿度≤60％的条件下养护22-48h，拆除模具即可获得折面型uhpc外墙挂板成型体。
42.(11)高温蒸养：将所述折面型uhpc外墙挂板成型体吊装，然后在80-100℃下蒸养24-50h，即可获得所述折面型uhpc外墙挂板。
43.本技术具体的实施例中，凝胶材料购自大连格润特建材有限公司；石英砂购自灵寿县川清矿产品有限公司；减水剂、缓凝剂购自江苏苏博特新材料股份有限公司；钢纤维购自云南云天化股份有限公司；水性脱模剂购自湖南金华达建材有限公司；其余原料、试剂、溶剂等均可通过商购获得。
44.以下结合制备例、实施例、附图说明和性能检测试验对本技术作进一步详细说明。
45.制备例制备例提供了一种uhpc混凝土。该uhpc混凝土中各组分的用量为：凝胶材料1100kg、石英砂1100kg、减水剂12kg、缓凝剂0.8kg、钢纤维180kg和100kg水。
46.上述uhpc混凝土的制备方法如下：将凝胶材料和石英砂加入搅拌机中，在3r/min下搅拌1min；然后加入减水剂、缓凝剂和总水量70％水，并在8r/min下搅拌2min；最后再向其中加入刚纤维和总水量30％的水，在1r/min下搅拌2min，然后静置2min，即可获得uhpc混凝土。实施例
47.实施例1实施例1提供一种折面型uhpc外墙挂板的制作工艺。
48.上述折面型uhpc外墙挂板的制作工艺，具体包括以下步骤：(1)制备uhpc混凝土：按照制备例的方法制备uhpc混凝土。
49.(2)模具清理与安装：清理底模、侧模和框模等；安装底模使其支托稳固，并用水平仪抄平；然后将侧模用紧固螺栓安装于底模上，底模、侧模与框模形成的区域即为折面型
uhpc外墙挂板的成型区；其中，所述模具包括折面型底模。
50.(3)刷脱模剂：在模具表面涂刷水性脱模剂。
51.(4)钢筋下料：将钢筋按照尺寸要求进行裁剪，尺寸偏差≤5mm，并摆放至折面型uhpc外墙挂板的成型区。
52.(5)一次布料浇筑：利用布料机将制备例1提供的uhpc混凝土从模具的纵向中心线开始均匀、连续地布料，布料时间为15min，布料过程中及时用刮板进行辅助整平，边角不平时及时下料补平。
53.(6)铺设保温板：将保温材料裁切为所需形状和大小；然后利用事先预制好的一字型、l型、t型三种定位块在模具中按照预设位置定位肋宽；待所有的定位完成后，铺设保温板，保温板拼缝处要严密；再向所述保温板上放置钢板，并利用定位工装将所述钢板压实固定；所述异形保温板铺设于所述底模的折面部位。
54.(7)安装预埋件：按照设定位置放置预埋件，并采用专用固定装置固定安装。
55.(8)发泡胶密封：待所有安装固定完成后，将模具中所有拼接缝的位置用发泡胶密封。
56.(9)二次布料浇筑：首先将uhpc混凝土浇筑在底模的折面部分；然后依次向上浇筑，直至钢筋与预埋件被全部浇筑，从而获得折面型uhpc外墙挂板预制体。
57.(10)自然养护：二次布料浇筑完成后，将折面型uhpc外墙挂板预制体用苫布遮盖，然后在温度为20℃、湿度为50％的条件下养护35h，拆除模具即可获得折面型uhpc外墙挂板成型体。
58.(11)高温蒸养：将所述折面型uhpc外墙挂板成型体吊装，然后在95℃下蒸养40h，即可获得3m
×
3m
×
0.4m的折面型uhpc外墙挂板。
59.实施例2实施例2提供一种折面型uhpc外墙挂板的制作工艺。
60.上述实施例与实施例1的不同之处在于：一次布料浇筑步骤。
61.实施例2提供的折面型uhpc外墙挂板的制作工艺中，一次布料浇筑的布料时间为20min。
62.实施例3实施例3提供一种折面型uhpc外墙挂板的制作工艺。
63.上述实施例与实施例1的不同之处在于：自然养护步骤。
64.实施例3提供的折面型uhpc外墙挂板的自然养护具体步骤为：二次布料浇筑完成后，将折面型uhpc外墙挂板预制体用苫布遮盖，然后在温度为40℃、湿度为50％的条件下养护22h，拆除模具即可获得折面型uhpc外墙挂板成型体。
65.实施例4实施例4提供一种折面型uhpc外墙挂板的制作工艺。
66.上述实施例与实施例1的不同之处在于：自然养护步骤。
67.实施例4提供的折面型uhpc外墙挂板的自然养护具体步骤为：二次布料浇筑完成后，将折面型uhpc外墙挂板预制体用苫布遮盖，然后在温度为20℃、湿度为60％的条件下养护50h，拆除模具即可获得折面型uhpc外墙挂板成型体。
68.实施例5
实施例5提供一种折面型uhpc外墙挂板的制作工艺。
69.上述实施例与实施例1的不同之处在于：自然养护步骤。
70.实施例5提供的折面型uhpc外墙挂板的自然养护具体步骤为：二次布料浇筑完成后，将折面型uhpc外墙挂板预制体用苫布遮盖，然后在温度为0℃、湿度为50％的条件下养护55h，拆除模具即可获得折面型uhpc外墙挂板成型体。
71.实施例6实施例6提供一种折面型uhpc外墙挂板的制作工艺。
72.上述实施例与实施例1的不同之处在于：高温养护步骤。
73.实施例6提供的折面型uhpc外墙挂板的高温蒸养具体步骤为：将折面型uhpc外墙挂板成型体吊装，然后在80℃下蒸养50h，即可获得所述折面型uhpc外墙挂板。
74.实施例7实施例7提供一种折面型uhpc外墙挂板的制作工艺。
75.上述实施例与实施例1的不同之处在于：高温养护步骤。
76.实施例7提供的折面型uhpc外墙挂板的高温蒸养具体步骤为：将折面型uhpc外墙挂板成型体吊装，然后在100℃下蒸养24h，即可获得所述折面型uhpc外墙挂板。
77.实施例8实施例8提供一种折面型uhpc外墙挂板的制作工艺。
78.上述实施例与实施例1的不同之处在于：实施例刷脱模剂步骤。
79.实施例8提供的折面型uhpc外墙挂板的刷脱模剂步骤具体步骤为：在模具表面涂刷油性脱模剂；油性脱模剂的型号为mk-cr-2，购自东莞市美雅化工有限公司。
80.对比例对比例1对比例1提供一种折面型uhpc外墙挂板。
81.上述对比例与实施例1的不同之处在于：对比例1提供的折面型uhpc外墙挂板的制作工艺中，一次布料浇筑的布料时间为30min。
82.对比例2对比例2提供一种折面型uhpc外墙挂板。
83.上述对比例与实施例1的不同之处在于：铺设保温板步骤。
84.对比例2提供的折面型uhpc外墙挂板的铺设保温板具体步骤为：将保温材料裁切为所需形状和大小；然后利用事先预制好的一字型、l型、t型三种定位块在模具中按照预设位置定位肋宽；待所有的定位完成后，铺设保温板，保温板拼缝处要严密；所述异形保温板铺设于所述底模的折面部位。
85.对比例3对比例3提供一种uhpc外墙挂板。
86.(1)准备模具：对模具进行表面清洁，所述模具包括底模和边模，并将底模安装在对应的转运组件上；(2)清洁底模：利用清扫机和喷涂机对底模的承载上表面进行清扫和喷涂操作；(3)划线机划线：利用划线机对步骤s2的承载上表面进行划线操作，从而形成用于安装边模的划线区；
(4)安装边模：将边模安装划线区进行安装定位，并于承载上表面配合形成成型区；(5)安装钢筋网片：将钢筋网片沿平行于承载上表面放置于成型区内；(6)一次布料浇注：利用布料机将制备例1提供的uhpc混凝土倾倒浇注在成型区内，然后振动台振动，形成第一浇注体；(7)安装保温板：于第一浇注体的上方进行保温板的铺设；(8)安装钢筋笼：进行钢筋笼的安装，且钢筋笼的端部可延伸出边模的孔位作为后续的连接端；然后进行连接件的安装；(9)二次布料浇注：利用布料机将uhpc混凝土倾倒浇注在第一浇注体的上方由边模包围成型的浇注体内，完成第二次浇注；然后进行振动台振动，使其第二次浇注的混凝土布局平整并排空气泡形成第二浇注体，钢筋笼以及连接件埋设在第二浇注体内，进而形成uhpc外墙板预制体；(10)人工抹面：将uhpc外墙挂板预制体的上表面进行磨平、抹平；(11)预养操作；将uhpc外墙挂板预制体放置进入预养窖；(12)机器抹面；利用抹面机对uhpc外墙板预制体的上表面进行抹平操作；(13)养护操作：将外墙板预制体放置进入养护窖进行8h的养护，获得uhpc外墙挂板成型体；(14)模具拆卸：首先进行边模拆除操作，然后进行底面拆除操作，所述底面拆除操作过程中首先利用翻扳机将底模翻转倾斜一定的角度，进而利用运输设备将uhpcb外墙挂板与承载上表面分离移出，即可获得uhpc外墙挂板。
87.性能检测试验对本技术实施例1-8、对比例1-3获得的uhpc外墙挂板的抗压强度、耐冲击性能、收缩率、保温性能及外表面进行检测。
88.(1)保温性能检测方法参考gb/t 13475-2008，经检测本技术实施例1-8获得的折面型uhpc外墙挂板的保温性能均符合gbt50176-2016民用建筑热工设计规范。
89.(2)抗压强度检测方法参考t/cbmf37-2018；耐冲击性能检测方法参考gb/t30100-2013；收缩率检测方法参考gbj82；表面缺陷的测试是查看uhpc外墙挂板的外表面是否存在表面蜂窝麻面、气泡、裂纹、凹凸不平等不良现象，检测结果如表1所示。
90.表1实施例1-8、对比例1-3获得的折面型uhpc外墙挂板的性能检测结果
根据表1的检测结果可知，本技术实施例1-8获得的折面型uhpc外墙挂板的抗压强度均≥120mpa，耐冲击性能均≥5次，收缩率≤0.06％；对比例2获得的折面型uhpc外墙挂板的抗压强度为111mpa，耐冲击性能为4次，收缩率为0.07％；对比例3获得的uhpc外墙挂板的抗压强度为108mpa，耐冲击性能为4次(第5次冲击后，出现少量裂纹)，并且该uhpc外墙挂板的外表面存在气泡、还有少量蜂窝麻面。因此，说明本技术提供的折面型uhpc外墙挂板的制作工艺既能够获得一种折面型的uhpc外墙挂板，又能使获得的折面型uhpc外墙挂板的抗压强度优异、抗冲击性能好、收缩率低、表面基本无缺陷。
91.根据实施例1-2、对比例1的检测结果可知，实施例1-2获得的折面型uhpc外墙挂板的抗压强度为135mpa、125mpa，耐冲击性能均≥5次，收缩率为0.03％、0.04％；而对比例1获得的折面型uhpc外墙挂板的抗压强度为108mpa，耐冲击性能为4次，收缩率为0.04％。因此，说明本技术将折面型uhpc外墙挂板的制作工艺中一次布料浇筑时间控制在≤20min，能够获得高抗压强度的折面型uhpc外墙挂板。
92.根据实施例1、实施例3-5的检测结果可知，实施例1、实施例3-4将自然养护步骤中的温度控制在5-40℃、湿度控制在≤60％、养护时间控制在22-48h之间，获得的折面型uhpc外墙挂板的抗压强度＞125mpa，收缩率≤0.05％，且表面平整，无不良现象；而实施例5将自然养护步骤中的温度控制在0℃、湿度控制在在50％、养护时间控制在55h，获得的折面型
uhpc外墙挂板的抗压强度为120mpa，收缩率为0.06％，且表面有少量细纹。
93.根据实施例1、实施例6-7的检测结果可知，实施例1、实施例6-7将高温蒸养步骤中的温度控制在80-100℃，时间控制在24-50h之间，获得的折面型uhpc外墙挂板的抗压强度均＞130mpa，耐冲击性能均≥5次，收缩率≤0.05％，且表面平整、无不良现象。
94.根据实施例1、实施例8的检测结果可知，实施例8采用水性脱模剂获得的折面型uhpc外墙挂板的表面含有少量气泡，而实施例1采用水性脱模剂获得的折面型uhpc外墙挂板的表面平整、无不良现象。因此本技术提供的折面型uhpc外墙挂板的制作工艺中采用水性脱模剂能够进一步改善折面型uhpc外墙挂板的表面平整度，提高折面型uhpc外墙挂板的质量。
95.综上所述，本技术提供了一种折面型uhpc外墙挂板的制作工艺，该制作工艺具有操作简单、生产效率高、成本低等优点，且利用上述制作工艺获得的折面型uhpc外墙挂板具有质地轻、物理性能好、折面尺寸精度高、保温性能优异等优点。
96.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。