CN107386520A - 一种3d打印双层复合外墙板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印双层复合外墙板，包括复合外墙板核心层和外保护层装饰层，所述复合外墙板核心层包括泡沫混凝土保温防火隔音墙体层、钢丝网加固层、墙体预埋件和钢丝网外围加固钢筋，所述外保护层装饰层包括高密度纤维混凝土防水面层；所述复合外墙板核心层与外保护层装饰层通过纤维连接件连接，本发明成本低廉，功能效果好、可操作性强、安装速度快，且便于施工安装标准化、模块化、智能化。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体为一种3D打印双层复合外墙板。
背景技术
双层复合外墙板，主要针对钢结构建筑产业化部品生产研究，用于建筑物非承重外墙而设计。耐火极限不低于1小时的不燃性墙体。常规钢结构建筑外墙都是采用钢构龙骨+外挂墙板的形式做外墙维护结构，但是防火、防水、保温、隔音等效果差；或者是采用砌体材料做外墙维护结构，但是在施工工艺、施工速度等方面又没有充分发挥钢结构的优势。钢结构住宅符合绿色环保、节能减排和循环经济政策，其工业化、标准化的钢结构住宅产品具有广阔和无限的市场空间。但我国的钢结构产业在信息化、自动化、标准化、科研创新方面同发达国家相比还有不小的差距。城市建设发展需要创新升级转型，智慧城市、美丽乡村建设等新兴产业发展已成趋势。钢结构产业化住宅值得推广，其优越的社会效益、经济效益、环境效益，彰显其在城市建设进程中将会越来越有广阔的市场。本次优化设计发明一种3D打印双层复合外墙板，在保障结构安全可靠情况下，经济效益最佳，外观效果美观。对提高钢结构建筑工业化实力，发展钢结构建筑产业化意义重大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种3D打印双层复合外墙板，通过本双层复合墙板迅速提升钢结构建筑产业化建造技术的独特优势，实现钢结构建筑非承重外墙安全防火性能的同时，彻底改变传统外墙在防水、保温、隔音等方面的缺点，达到外墙维护结构在防火、防水、保温、隔音等方面性能的优化。实现钢结构外墙维护结构安全性、美观性相结合目的，有效解决钢结构外墙在数字智能化设计、工厂3D精确打印、现场施工安装速度提升；
有效提升钢结构建筑智能化设计、BIM数字化模拟、双层复合墙体新材料技术研究应用；通过钢结构建筑产业化方式生产，提高建设效率，降低成本。标准化设计、系列化开发、集约化生产、商品化供应、社会化服务。全面提高建筑质量，大幅度提高建设的劳动生产率，实现建设从粗放型向集约型转变。
本发明适合建筑产业智能化设计、BIM数字化模拟、规模化生产、标准化3D精确打印。结构安全性能稳定，改变传统钢结构外墙的设计方式，实现外墙防火、防水、保温、隔音、美观性能一体化；工厂3D打印与工地现场安装精确定位相结合，做到智能化数字模拟打印，单片墙体模块化现场螺栓铰接组装；外墙材料及图案一次订制成型，达到美观性、耐久性、防火性等完美结合。复合墙体结构简单，成本低廉，功能效果好、可操作性强、安装速度快，且便于施工安装标准化、模块化、智能化。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种3D打印双层复合外墙板，包括复合外墙板核心层和外保护层装饰层，其特征在于，所述复合外墙板核心层包括泡沫混凝土保温防火隔音墙体层、钢丝网加固层、墙体预埋件、预留连接螺栓孔和钢丝网外围加固钢筋，所述外保护层装饰层包括高密度纤维混凝土防水面层；所述复合外墙板核心层与外保护层装饰层通过双层保温墙体纤维连接件连接；
所述泡沫混凝土保温防火隔音墙体层采用尾矿等废料加入外加剂，经混合搅拌、3D打印浇筑成型；
所述钢丝网加固层和纤维连接件设置在所述泡沫混凝土保温防火隔音墙体层内部；
所述钢丝网加固层上连接有墙体预埋件和钢丝网外围加固钢筋，钢丝网外围加固钢筋对钢丝网边缘强度进行加固；
所述墙体预埋件与钢丝网加固层及钢丝网外围加固钢筋焊接成型，通过高强螺栓连接，从结构上形成一个安全的结构整体墙板。
作为本发明的一种优选技术方案，所述钢丝网加固层采用Φ6@200的钢丝网加固墙体。
作为本发明的一种优选技术方案，所述复合外墙板核心层厚160MM，外保护层装饰层厚40MM。
作为本发明的一种优选技术方案，所述3D打印双层复合外墙板使用时通过墙体预埋件与钢结构梁连接。
所述墙体预埋件上设有预留连接螺栓孔。
其中：所述泡沫混凝土保温防火隔音墙体层是这个系统中最重要的外墙非承重维护结构层：该层包含防火、保温、隔音功能于一体；本层构造采用尾矿等废料加入外加剂，经混合搅拌、3D打印浇筑成型；整体性好、质量轻，保温隔热性能、隔音性能好，底弹减震性、防水性能好，是一种环保、节能、价格低廉且具有不燃性的新型建筑材料。本层保温墙体厚度为160MM，墙体内部采用钢丝网加固层及纤维连接件提高墙体抗压强度、防止开裂，提升双层墙板整体性。
所述保温墙体钢丝网加固层，采用Φ6@200的钢丝网加固墙体，连接墙体预埋件与外围加固钢筋，从结构构造安全角度提升墙体坚固性。
所述的高密度纤维混凝土防水面层，其具备高性能标准的防水保温功能；是一种可以抵抗各种气候条件的轻型材料，具有高抗冲击和防湿功能且为不燃材料，耐高温、防水、抗真菌、抗腐蚀、抗冻、隔音等。单位体积重量轻且坚固，可以生产成大型外墙板；一次3D打印成型，用于墙体外立面纹理和色彩丰富。
所述的墙体预埋件为四个墙体立面与钢结构梁和柱子连接的预埋连接铁件，保障墙体上下左右与梁的可靠连接；同时，墙体预埋件本身与钢丝网加固层及钢丝网外围加固钢筋可靠焊接成型，通过高强螺栓连接，从结构上形成一个安全的结构整体墙板。
所述的钢丝网外围加固钢筋，增强钢丝网的整体性；对钢丝网边缘强度进行加固，满足墙板的整体刚度，使得墙体整体受力均匀，达到预埋螺栓与钢梁、钢柱的可靠传力效果，实现了钢结构建筑整体性。
所述的纤维连接件连接既避免形成材料建筑热桥，又充分保证了装饰外墙层与内部保温墙体的紧密结合，提升墙板整体性。
所述的一种3D打印双层复合外墙板，普遍用于一般钢结构建筑低层、多层、小高层建筑外墙(高层及超高层建筑需一步实验验证)。3D打印双层复合外墙板，设计结构简单，便于BIM数字化模拟设计；工厂规模化、标准化部品生产容易，3D打印打印操作可行；现场施工安装信息智能化控制，组装程序简单快捷；极大的提升了建筑产业化装配率，装配速度与钢结构主体同步，有效形成现场干作业操作，避免传统建筑的一切弊端。
复合外墙板核心层160MM厚，外保护层装饰层40MM厚，根据结构可靠性验算在墙体内部做钢丝网和钢筋加固，实现复合墙板200MM厚的整体结构安全性能，同时，各层新材料的运用，达到减轻墙体总重量比传统混凝土墙体减少70％左右，极大的降低了结构荷载，且节约建造成本。本复合墙体可以实现标准化、规模化、工厂化生产，采用技术先进工艺3D打印一次成型，墙板质量有保障。实现外墙防火、防水、保温、隔音、耐高温、抗冻、抗腐蚀、抗真菌等，集成外墙装饰美观性能一体化，标准化制作的目的。实现了非承重外墙维护结构各项功能与建筑美观的有机统一，并且在一定范围内实现性价比最高，整体节约了投资成本，发挥了巨大的社会效益、环境效益、经济效益。
附图说明
图1是本发明的一种3D打印双层复合外墙板主视结构示意图。
图2为本发明的一种3D打印双层复合外墙板右视剖面结构示意图；
图中：1、泡沫混凝土保温防火隔音墙体层，2、钢丝网加固层，3、高密度纤维混凝土防水面层，4、墙体预埋件，5、钢丝网外围加固钢筋，6、纤维连接件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种3D打印双层复合外墙板，包括复合外墙板核心层和外保护层装饰层，所述复合外墙板核心层包括泡沫混凝土保温防火隔音墙体层(1)、钢丝网加固层(2)、墙体预埋件(4)和钢丝网外围加固钢筋(5)，所述外保护层装饰层包括高密度纤维混凝土防水面层(3)；所述复合外墙板核心层与外保护层装饰层通过纤维连接件(6)连接；
所述泡沫混凝土保温防火隔音墙体层(1)采用尾矿等废料加入外加剂，经混合搅拌、3D打印浇筑成型；
所述钢丝网加固层(2)和纤维连接件(6)设置在所述泡沫混凝土保温防火隔音墙体层(1)内部；
所述钢丝网加固层(2)上连接有墙体预埋件(4)和钢丝网外围加固钢筋(5)，钢丝网外围加固钢筋(5)对钢丝网边缘强度进行加固；
所述墙体预埋件(4)上设有预留连接螺栓孔，所述墙体预埋件(4)与钢丝网加固层(2)及钢丝网外围加固钢筋(5)焊接成型，通过高强螺栓连接，从结构上形成一个安全的结构整体墙板。
所述钢丝网加固层(2)采用Φ6@200的钢丝网加固墙体。
所述复合外墙板核心层厚160MM，外保护层装饰层厚40MM。
所述3D打印双层复合外墙板使用时通过墙体预埋件(4)与钢结构梁连接。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种3D打印双层复合外墙板，包括复合外墙板核心层和外保护层装饰层，其特征在于，所述复合外墙板核心层包括泡沫混凝土保温防火隔音墙体层、钢丝网加固层、墙体预埋件和钢丝网外围加固钢筋，所述外保护层装饰层包括高密度纤维混凝土防水面层；所述复合外墙板核心层与外保护层装饰层通过纤维连接件连接；
所述泡沫混凝土保温防火隔音墙体层采用尾矿等废料加入外加剂，经混合搅拌、3D打印浇筑成型；
所述钢丝网加固层和纤维连接件设置在所述泡沫混凝土保温防火隔音墙体层内部；
所述钢丝网加固层上连接有墙体预埋件和钢丝网外围加固钢筋，钢丝网外围加固钢筋对钢丝网边缘强度进行加固；
所述墙体预埋件上设置有预留连接螺栓孔，所述墙体预埋件与钢丝网加固层及钢丝网外围加固钢筋焊接成型，通过高强螺栓连接，从结构上形成一个安全的结构整体墙板。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印双层复合外墙板，其特征在于：所述钢丝网加固层采用Φ6@200的钢丝网加固墙体。
3.根据权利要求2所述的一种3D打印双层复合外墙板，其特征在于：所述复合外墙板核心层厚160MM，外保护层装饰层厚40MM。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种3D打印双层复合外墙板，其特征在于：所述3D打印双层复合外墙板使用时通过墙体预埋件与钢结构梁连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20171124 |