一体化装配式真空绝热板及其制备方法和应用

文档序号:129828 发布日期:2021-10-22 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 一体化装配式真空绝热板及其制备方法和应用 (Integrated assembly type vacuum insulation panel and preparation method and application thereof ) 是由 吴乐于 满晓磊 姜寅 李顺忠 李建操 吴兴杰 王军 于 2021-07-16 设计创作,主要内容包括:本发明提出一种一体化装配式真空绝热板,包括真空绝热板、锚钉和粘结剂,多个所述锚钉通过所述粘结剂固定在所述真空绝热板上表面和下表面,且所述锚钉阵列排布。该一体化装配式真空绝热板结构简单、不易脱落,且不会对真空绝热板本身造成损伤。(The invention provides an integrated assembly type vacuum insulation panel which comprises a vacuum insulation panel, anchor bolts and an adhesive, wherein the anchor bolts are fixed on the upper surface and the lower surface of the vacuum insulation panel through the adhesive and are arranged in an array. The integrated assembly type vacuum heat insulation plate is simple in structure, not easy to fall off and free of damage to the vacuum heat insulation plate.)

一体化装配式真空绝热板及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于墙体保温结构技术领域,特别涉及一种一体化装配式真空绝热板及其制备方法和应用。

背景技术

随着全球对气候变化以及绿色发展关注度的持续升温,建筑节能和可持续发展正面临较大的发展压力。在亚洲,尤其是中国,作为全球增长最快的建筑市场,建筑节能也显得尤为重要,基于此,保温材料在建筑外墙中的应用得到全球建筑行业的充分重视。目前一体化墙体保温构件在装配式建筑中的使用量已经占据了一定的比重,而且主要的应用构件为建筑外墙板。

传统保温材料生产一体化墙体保温构件的主要流程为:首先利用锚钉按照一定间排距将保温材料穿透;然后在模具中浇注内层混凝土,在混凝土初凝前将保温材料及一侧锚钉压入混凝土结构层;在养护一定龄期后,在保温材料另一侧浇注外层混凝土,最终得到一体化墙体保温构件。传统的保温材料较厚,一定程度上势必会增加墙体的厚度,造成建筑使用面积减小;同时传统保温材料的保温性能低而成本偏高,不利于推行。

不同于传统保温材料,真空绝热板具有优异的保温性能,且相较于传统保温材料其厚度大大减小。若能利用真空绝热板取代传统保温材料来制备保温外墙用一体化装配构件,将能大幅度提升外墙的保温性能,同时也能减少保温层对建筑空间的占用。但是,由于其结构上的特性,真空绝热板在使用过程中不允许将其刺破,因此在真空绝热板同混凝土结构层相连接的问题上就无法采用现有的连接方法。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷,本发明提出一种一体化装配式真空绝热板,通过粘结剂将锚钉固定在真空绝热板的上下两面上,可以在不破坏真空绝热板的同时,制备一体化的真空绝热板,用于制作一体化墙体保温构件。

为实现上述目的及其他目的,本发明提出一种一体化装配式真空绝热板,包括:真空绝热板、锚钉和粘结剂,多个所述锚钉通过所述粘结剂固定在所述真空绝热板上表面和下表面,且所述锚钉阵列排布。

在一实施例中,所述锚钉的行距m与列距n满足如下关系:m×n≤F/[σ],其中F为锚钉的极限拉伸载荷,[σ]为真空绝热板在单位面积上能承受的极限拉伸强度。

在一实施例中,所述真空绝热板包括填充芯材和真空保护表层。

在一实施例中,所述锚钉呈哑铃状。

在一实施例中,所述粘结剂是单组分的室温固化粘结剂。

此外,本发明还提供一种一体化装配式真空绝热板的制备方法,包括如下步骤:

获取锚钉的极限拉伸载荷F和真空绝热板在单位面积上能承受的极限拉伸强度[σ];

通过F和[σ]计算锚钉在真空绝热板上的行距m和列距n;

通过粘结剂将锚钉按照行距m和列距n固定在真空绝热板上。

在一实施例中,所述锚钉行距m与锚钉列距n满足如下关系:m×n≤F/[σ]。

在一实施例中,所述锚钉固定于所述真空绝热板的过程包括:

涂布粘结剂;

将锚钉按照所述行距m和列距n排布在真空绝热板的上表面;

待上表面的粘结剂完全固化后,翻转真空绝热板,再次涂布粘结剂;

将锚钉按照所述行距m和列距n排布在真空绝热板的下表面并待粘结剂固化。

另外,本发明还提供上述一体化装配式真空绝热板的应用,其应用于一体化墙体保温构件。

在一实施例中,所述一体化装配式真空绝热板应用于一体化墙体保温构件的步骤包括:

在模具内浇注内层混凝土,在内层混凝土初凝前,将所述一体化装配式真空绝热板一侧的锚钉压入混凝土中;

在所述一体化装配式真空绝热板另一侧浇注外层混凝土。

本发明的有益效果在于:

在不破坏真空绝热板的情况下,利用粘结剂将锚钉固定在真空绝热板上,制备的一体化装配式真空绝热板,利用该一体化装配式真空绝热板制作的一体化墙体保温构件可替代传统墙体保温材料一体化构件,有效提高墙体的保温性能,同时,由于真空绝热板较传统保温材料薄,可以降低墙体保温层对空间的占用量。

锚钉在真空绝热板上阵列排布,并且使锚钉的行距m与列距n满足m×n≤F/[σ](其中F为锚钉的极限拉伸载荷,[σ]为真空绝热板在单位面积上能承受的极限拉伸强度),确保了一体化装配式真空绝热板的整体粘结强度高,不易脱落,极大的降低了施工后的由真空绝热板出现损伤造成的质量问题。

本发明的技术工艺简单、易于操作,成本较低,便于推广使用。

附图说明

图1:本发明一体化装配式真空绝热板实施例一的剖面图。

图2:图1中A部分的放大图。

图3:本发明一体化装配式真空绝热板实施例一的俯视图。

图4:本发明一体化装配式真空绝热板实施例一应用于一体化墙体保温构件的结构图。

图5:本发明一体化装配式真空绝热板另一实施例的剖面图。

图6:本发明一体化装配式真空绝热板另一实施例应用于一体化墙体保温构件的结构图。

其中,100-一体化装配式真空绝热板、101-真空绝热板、102-锚钉、103-粘结剂、200-内层混凝土、300-外层混凝土。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员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与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1-图6所示,本发明实施例一提出一体化装配式真空绝热板100,该一体化装配式真空绝热板100可包括真空绝热板101、锚钉102和粘结剂103,锚钉102通过粘结剂103被固定在真空绝热板101的上表面和下表面。并且,多个锚钉102在真空绝热板1的上表面和下表面上是呈阵列方式排布的,即多个锚钉之间具有相同的行距m和相同的列距n。

真空绝热板是由填充芯材与真空保护表层复合而成的,能有效地避免空气对流引起的热传递,因此导热系数值可大幅度降低,是目前已知材料中导热系数值最低的,具有环保和高效节能的特性,符合当今社会节能环保的宗旨。将真空绝热板制成一体化墙体保温构件应用于墙体保温,取代传统墙体保温材料构件,将可以大大提升墙体的保温性能。然而,由于真空绝热板结构上的特性,在使用过程中是不允许将其刺破的,否则将会对其结构造成破坏,大大减弱其保温性能和结构强度。

如图1-图2所示,本发明通过粘结剂103将锚钉102固定在真空绝热板101上,避免了在真空绝热板101上面穿孔,制备的一体化装配式真空绝热板100能够用于制备一体化墙体保温构件,而一体化墙体保温构件可以直接用于装配墙体结构,提升墙体保温性能的同时,减少保温材料层对空间的占用。

如图4所示,在本发明的实施例一中,当用一体化装配式真空绝热板100制作一体化墙体保温构件时,是先在模具内浇注内层混凝土200,在内层混凝土200初凝前,将一体化装配式真空绝热板100一侧的锚钉102压入混凝土中;然后在一体化装配式真空绝热板100的另一侧浇注外层混凝土300。通过将锚钉102埋设在内、外两层混凝土间实现一体化墙体保温构件的制作。而锚钉102在真空绝热板101上呈阵列方式排布,可以使真空绝热板101的各点及每根锚钉102上所承受的混凝土层的拉应力是均匀的,保证整体结构的稳定性。

如图1-图3所示,在本发明的实施例一中,阵列排布的锚钉102,其行距m与列距n满足如下关系:m×n≤F/[σ],其中F为锚钉的极限拉伸载荷,[σ]为真空绝热板在单位面积上能承受的极限拉伸强度。

如图2-图3所示,在这种结构中,一体化装配式真空绝热板100在单位面积上能够承受的拉应力大小由三部分决定,分别为:锚钉102自身的强度、粘结剂103的强度以及锚钉102的行距与列距。因此,需要考虑这三种因素对试验结果的共同作用。

如图2所示,在本发明的实施例一中,是利用锚钉102将真空绝热板101与混凝土结构层连接在一起的,因此一旦锚钉102被拉断,则作为保温层的真空绝热板101和混凝土结构层之间的连接就会失效。因此,锚钉102的破坏与否决定着保温层与结构层连接是否失效。

如图2所示,为了测算本发明实施例一的一体化装配式真空绝热板100所能够承受的极限拉应力,首先对其装配式结构中使用的锚钉102进行单轴拉伸试验,从而得到单根锚钉102的单轴抗拉强度,并记为σ0,则

σ0=F/A (1-1)

式中F为锚钉的极限拉伸荷载,A为单根锚钉横截面积。

再根据一体化装配式真空绝热板100上锚钉102的间距和排距,即可换算得到,一体化装配式真空绝热板100在单位面积上所能够承受的极限拉应力,记为[σ],则

[σ]=F/(l1×l2) (1-2)

式中l1为真空绝热板表面锚钉的行距,l2为真空绝热板表面锚钉的列距。

该极限值[σ]即为一体化装配式真空绝热板100在单位面积上必须达到的最小拉应力值。

在真空绝热板101表面粘贴锚钉102后,对锚钉102进行拉拔,真空绝热板101在单位面积上能够承受的极限抗拉强度为:

σ=F/(m×n) (1-3)

式中m为真空绝热板表面锚钉的行距,n为真空绝热板表面锚钉的列距。则σ≥[σ],即F/(m×n)≥F/(l1×l2),从而得出:

m×n≤F/[σ] (1-4)

式中F为锚钉的极限拉伸载荷,[σ]为真空绝热板在单位面积上能承受的极限拉伸强度。

如图1-图2所示,在本发明的一个实施例中,锚钉102例如可以是两端粗、中间细的哑铃状锚钉。一方面,锚钉102与真空绝热板101粘结端较粗,可以增加锚钉102与真空绝热板101的粘结面积,使粘结更加牢固。另一方面中间较细以及压入混凝土层的一端较粗,可以使锚钉102与混凝土层之间的结合更加牢固。当然,在其他实施例中,锚钉102还可以是其他结构形式的,例如可以是在其压入混凝土层的一端上带有倒钩的。

锚钉102的材质锚钉的材料可以是任意的,例如可以是金属类锚钉102,又如可以是塑料类锚钉102。

如图1-图2所示,在本发明的一个实施例中,粘结剂103例如可以是单组分的室温固化胶。该类型的粘结剂可以使锚钉的粘结工艺更为简单,便于操作。

如图1-图3所示,本发明实施例一还提出了一体化装配式真空绝热板100的制备方法,其可以包含如下两个步骤:(1)获取锚钉102在真空绝热板101的上表面和下表面阵列排布的行距m和列距n;(2)根据行距m和列距n用粘结剂103将锚钉102固定在真空绝热板101的上表面和下表面,待粘结剂完全固化即得到一体化装配式真空绝热板100。

具体地,步骤(1)中,获取锚钉102的行距m和列距n的过程例如可以是:首先选定锚钉102和粘结剂103的材料,然后根据锚钉的极限拉伸载荷F和真空绝热板在单位面积上能承受的极限拉伸强度[σ]得出m×n≤F/[σ],最后根据m×n的范围值选择合适的行距m和列距n。

在本发明的一个实施例中,步骤(2)之前,例如可以先根据步骤(1)确定的行距m和列距n在真空绝热板101的上表面和下表面上进行标记,标记出各锚钉102的安装点。

具体地,步骤(2)中,用粘结剂103将锚钉102固定在真空绝热板101上的过程例如可以是:(21)涂布粘结剂;(22)将锚钉按照所述行距m和列距n排布在真空绝热板的上表面;(23)待上表面的粘结剂完全固化后,翻转真空绝热板,再次涂布粘结剂;(24)将锚钉按照所述行距m和列距n排布在真空绝热板的下表面并待粘结剂固化。

如图1、图5所示,步骤(21)的涂布粘结剂例如可以是,在真空绝热板101的上表面上涂布粘结剂103,例如可以是以面涂的方式在真空绝热板101的整个上表面满涂粘结剂103,又例如可以是以点涂的方式在真空绝热板101的上表面需要粘贴锚钉102的位置点阵涂布粘结剂103。步骤(21)的涂布粘结剂例如还可以是,在锚钉102的粘结端面上涂布粘结剂103,例如可以是在一个锚钉102上涂布粘结剂103并将其粘贴在真空绝热板101,然后再在下一个锚钉102上涂布粘结剂103并将其粘贴在真空绝热板101,又例如可以是在所有锚钉102的粘结端面上均涂布粘结剂103后再将其粘贴在真空绝热板101。

如图1、图5所示,步骤(22)中,例如可以是先涂布完所有粘结剂103后再开始粘结锚钉102,也可以是一边涂布粘结剂103一边粘结锚钉102,例如按照涂布一个点阵上的结剂103然后粘结一个锚钉102的顺序粘贴,又如按照涂布一行或者一列点阵上的结剂103然后粘结一行或者一列锚钉102的顺序粘贴等等,并不限定。

如图1、图5所示,步骤(23)例如可以选择如上所述的步骤(21)的方式进行粘结剂103的涂布,步骤(24)例如可以选择如上所述的步骤(22)的方式进行锚钉102的粘贴,此处不再复述。

如图4、图6所示,在本发明的一个实施例中,一体化装配式真空绝热板100例如是应用于制备一体化墙体保温构件,其应用于一体化墙体保温构件的步骤例如包括:S1在模具内浇注内层混凝土200,在内层混凝土200初凝前,将所述一体化装配式真空绝热板100一侧的锚钉压入内层混凝土200中;S2在一体化装配式真空绝热板100的另一侧浇注外层混凝土300,待外层混凝土固化后即得到一体化墙体保温构件。得到的一体化墙体保温构件可以直接用于装配墙体结构,该墙体结构保温性能优良,且装配过程简单,易于操作。

综上所述,本发明的一体化装配式真空绝热板,将真空绝热板应用到墙体保温技术领域,由于真空绝热板相较于传统墙体保温材料具有更好的保温性能,因而可以大幅度提高墙体的保温性能,且由于真空绝热板相对更薄,可以减小保温层对空间的占用率。针对真空绝热板不能穿孔的特性,本发明通过在真空绝热板上、下表面粘贴锚钉的方式制备一体化构件,避免了在真空绝热板上穿孔而对其结构和强度造成损坏。本发明中,锚钉在真空绝热板表面阵列排布,且其排布的行距m和列距n满足m×n≤F/[σ]的关系式,保证了一体化构件本身的结构强度及一体化构件和内、外层混凝土层之间的结构强度。并且,本发明的技术工艺简单、易于操作,成本较低,便于推广使用。

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。

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