CN212405562U - 一种结构增强和节能改造一体化砖砌体墙 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种结构增强和节能改造一体化砖砌体墙，其特征在于，该砌体墙由内到外依次为内侧装饰层、砂浆找平层、改性TRC增强层、界面剂层、基础砌体结构、界面剂层、改性TRC增强层、砂浆找平层、玻化微珠保温砂浆层、抗裂增强层和外侧饰面层；抗裂增强层内分布有锚固件，锚固件依次穿过抗裂增强层的耐碱网格布、玻化微珠保温砂浆层、砂浆找平层、改性TRC增强层和界面剂层后直至基础砌体结构内部。该砌体墙在改性TRC增强层与砖砌体墙之间增加了界面剂层，以提高砖砌体墙与改性TRC增强层之间的粘结性能，使三者形成一个整体。
Description
技术领域
本实用新型涉及砌体结构、建筑加固和节能改造技术领域，具体涉及一种结构增强和节能改造一体化砖砌体墙。
背景技术
我国存在大量砌体建筑，尤其是农村既有房屋大部分为砌体结构。砌体结构存在材料脆弱、延性差、易开裂、抗震性能差等缺点，并且部分房屋修建年代较早，大部分建筑不能满足我国现行抗震和节能规范的要求，既有砌体房屋同时面临结构增强和节能改造双重问题。但作为一种较好的承重结构，并考虑到我国部分地区的经济发展水平及人口环境等的现实情况，砌体结构房屋仍将是多数城镇民用建筑的主要结构形式之一，因此对于既有砌体房屋进行结构增强和节能改造是一项艰巨而有前景的工作。传统砖砌体墙改造将结构增强和节能改造分开来进行，施加时间较长；而且结构增强主要采用钢筋、钢板，保温材料普遍采用聚苯乙烯泡沫板和聚苯颗粒保温料浆等。聚苯乙烯泡沫板和聚苯颗粒属于有机材料，易燃、耐老化和耐候性低，施工中反弹性较大，且在高温下会产生有害气体。
TRC(纤维编织网增强混凝土)是以高性能水泥基材为基体，配设不同种类的纤维编织网所构成的一种薄型水泥基复合材料(厚度为10mm～15mm)，其具有轻质高强、抗裂性优越、造价低及良好的耐久和耐火性能。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种结构增强和节能改造一体化砖砌体墙。
本实用新型通过以下技术方案得以实现：
一种结构增强和节能改造一体化砖砌体墙，其特征在于，该砌体墙由内到外依次为内侧装饰层、砂浆找平层、改性TRC增强层、界面剂层、基础砌体结构、界面剂层、改性TRC增强层、砂浆找平层、玻化微珠保温砂浆层、抗裂增强层和外侧饰面层；抗裂增强层内分布有锚固件，锚固件依次穿过抗裂增强层的耐碱网格布、玻化微珠保温砂浆层、砂浆找平层、改性TRC增强层和界面剂层后直至基础砌体结构内部。
该基础砌体结构外侧的砂浆找平层与玻化微珠保温砂浆层之间设有界面剂层；锚固件依次穿过抗裂增强层的耐碱网格布、玻化微珠保温砂浆层、界面剂层、砂浆找平层、改性TRC增强层和界面剂层后直至基础砌体结构内部。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1.本实用新型在改性TRC增强层与砖砌体墙之间增加了界面剂层，以提高砖砌体墙与改性TRC增强层之间的粘结性能，使三者形成一个整体；采用的界面剂由水泥、水、丁苯乳液、消泡剂组成的聚合物，已有研究表明该界面剂可显著提高粘接层之间的粘结强度，可提高约1倍；该界面剂表现出很好的粘结效果，这与聚合物对水泥浆的改性机理有关，在聚合物乳液加入到水泥浆中时，无论水泥水化还是聚合物颗粒聚集形成聚合物相，两者都是形成一个完整的互相穿透的网状结构的复合体。首先，聚合物会渗透到砖砌体墙的孔隙中，在改性TRC增强层硬化及聚合物成膜后，形成了穿插于改性TRC增强层和砖砌体墙之间的联结桥，大大增强了两者之间的粘结强度；其次，聚合物本身具有很好的粘结能力，因而可使改性TRC增强层和砖砌体墙的粘结作用增强；聚合物乳液中大量的表面活性物质增强了改性TRC基体湿润砖砌体墙表面及浸入砖砌体墙孔隙中的能力，从而形成聚合物膜牢固地粘附在砖砌体墙表面，改善了砖砌体墙表面的粘结能力，有效防止微裂纹的起裂和扩展；最后，丁苯胶乳可以使水泥浆的硬化收缩变小、刚度变小、变形能力增大、柔韧性提高、抗拉强度增大，而且聚合物相以空间三维网状结构存在于砖砌体墙的水泥浆中，这种网状结构相当于“微纤维”，减少了水泥浆收缩引起的微裂缝；而且丁苯乳液具有很好的保水作用，使得水泥充分水化，生成更多的水化产物填充于砖砌体墙的孔隙当中，加强了改性TRC增强层与砖砌体墙之间的机械咬合作用和范德华力；而且丁苯乳液能减少泌水，进一步强化砖砌体墙的表面。
2.本实用新型采用纤维编织网和掺加短切纤维的高性能细骨料混凝土作为增强材料，提高了抗开裂能力和韧性；价格较钢筋、钢筋网等材料等具有很大的优势。纤维编织网和高性能细骨料混凝土均为无机材性材料，耐火、耐腐蚀性能优良，墙体无需设置额外的防火层和保护层，并且纤维编织网的生产方式环保，原材料来源广泛，能有效减少钢材的使用，节约大量的能源和资源，不对生态环境产生负担，符合国家推广节约资源、经济、高效的新型建筑材料的要求。已有研究表明采用高性能细骨料混凝土和纤维编织网增强砌体结构，能够明显提高砌体结构的承载能力；在TRC基体内掺入短切纤维有利于提升TRC基体的承载力，且受力时可以延缓基体开裂、减小基体裂缝的宽度，减小了纤维编织网与外界环境接触的概率，防止纤维编织网受腐蚀和物理损坏，进一步提高改性TRC增强层的耐久性和使用寿命。
3.本实用新型采用玻化微珠保温砂浆作为保温层，可以增强墙体的保温隔热性能，减少房屋使用时的能源消耗，实现节能改造。玻化微珠保温砂浆是将玻化微珠、粘结剂(水泥、石膏等)、添加剂等多种材料搅拌均匀混合而成的一种粉散料，是一种无机绝热保温材料，具有优异的保温隔热性能和防火耐老化性能，而且不空鼓开裂、强度高，现场加水搅拌即可使用，可直接施工于干状墙体上，施工性能好。可广泛应用于新、旧建筑的墙体保温，也可在建筑加固中用于墙体的损伤修复和补强。玻化微珠保温砂浆为无机材料，内部为空腔结构、表面封闭、容重轻、隔热性好，保温性能得到了大幅提高，大量试验表明玻化微珠保温砂浆的导热系数能够达到0.06W/(m·K)，并且通过与砂浆找平层的全面黏结，能够形成连贯的整体，增强了玻化微珠保温砂浆层的安全性。
4.本实用新型将砖砌体墙与各个层结合起来形成一体化砖砌体墙结构，与传统的砌体墙改造将结构增强和节能改造分开进行相比，一体化改造减少了人力、资源的投入，缩减了改造施工工序和时间跨度；在施工中可省去主体结构的抹灰砂浆，直接在基础砌体上增设改造层，节约了建筑成本，减少了施工工序；此外，在施工过程中，改性TRC基体与玻化微珠保温砂浆可以随意造型，适用于各种形状的砖砌体墙的改造提升，施工容易，且能够提高建筑的整体保温隔热性能和力学性能。
5.本实用新型既可针对新建的砖砌体墙结构进行砌体体外改造，亦可针对既有砖砌体墙结构，尤其是既有受损砖砌体墙结构进行体外改造。
附图说明
图1是本实用新型的一种实施例的横截面图；
图2是本实用新型的一种实施例的立体结构示意图
图3是本实用新型沿图2中A-A方向的纵向剖视图；
图4是本实用新型的另一种实施例的横截面图；
图5是本实用新型的另一种实施例的立体结构示意图；
图6是本实用新型沿图5中B-B方向的纵向剖视图；
图中：1-内侧装饰层；2-砂浆找平层；3-改性TRC增强层；4-界面剂层；5-基础砌体结构；6-玻化微珠保温砂浆层；7-锚固件；8-抗裂增强层；9-外侧饰面层。
具体实施方式
下面给出本实用新型的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本实用新型，不限制本申请权利要求的保护范围。
本实用新型提供了一种结构增强和节能改造一体化砖砌体墙(简称砌体墙，参见图1～3)，该砌体墙由内到外依次为内侧装饰层1、砂浆找平层2、改性TRC增强层3、界面剂层4、基础砌体结构5、界面剂层4、改性TRC增强层3、砂浆找平层2、玻化微珠保温砂浆层6、抗裂增强层8和外侧饰面层9；抗裂增强层8内分布有锚固件7，锚固件7依次穿过抗裂增强层8的耐碱网格布、玻化微珠保温砂浆层6、砂浆找平层2、改性TRC增强层3和界面剂层4后直至插入基础砌体结构5内部。
优选地，所述基础砌体结构5外侧的砂浆找平层2与玻化微珠保温砂浆层6之间设有界面剂层4；锚固件7依次穿过抗裂增强层8的耐碱网格布、玻化微珠保温砂浆层6、界面剂层4、砂浆找平层2、改性TRC增强层3和界面剂层4后直至插入基础砌体结构5内部。
所述界面剂层4的厚度为1～2mm，界面剂由水泥、水、丁苯乳液、消泡剂组成；质量配比为水泥：水：丁苯乳液：消泡剂＝100:27:12:0.12。
所述改性TRC增强层3是由改性TRC基体和纤维编织网(优选玄武岩纤维编织网)构成的一种水泥基复合材料增强层；改性TRC基体为掺加短切纤维的高性能细骨料混凝土，通过掺杂短切纤维来提高抗开裂能力和韧性；喷涂改性TRC基体的厚度为2-3mm；所述纤维编织网的网格尺寸为6～10mm，厚度1～2mm，根据纤维编织网的层数的选择，改性TRC增强层3的厚度为6～12mm。
所述基础砌体结构5为由砖块与砌筑砂浆砌筑而成的砖砌体结构；基础砌体结构5外侧的砂浆找平层2为厚度为3～5mm的砂浆，基础砌体结构5内侧的砂浆找平层2的厚度为2～3mm；砂浆的组分为水泥和砂子，或者水泥、粉煤灰和砂子；质量配比为水泥：砂子＝1：3或水泥：粉煤灰：砂＝2：1：3。
所述玻化微珠保温砂浆层6由玻化微珠保温砂浆制成，玻化微珠保温砂浆是将玻化微珠、粘结剂(水泥、石膏等)等多种材料与添加剂在工厂进行优化配比，搅拌均匀混合成粉散料，是一种无机绝热保温材料，玻化微珠保温砂浆层6的厚度为20～40mm。
所述锚固件7是用于固定抗裂增强层8中耐碱网格布和玻化微珠保温砂浆层6的螺栓或螺钉，锚固件数量应满足设计要求，呈矩阵形式分布在抗裂增强层8内，每平方米锚固件数量为4～5个；为保证锚固质量，锚固件7钉入基础砌体结构5的有效厚度为40～60mm。
所述抗裂增强层8用于提高保温材料的抗裂性能，由抗裂砂浆和夹杂在抗裂砂浆中耐碱网格布构成，厚度5～8mm。
所述外侧饰面层9可采用瓷砖或涂料等装饰材料，其厚度按照建筑物外观要求所采用的装饰材料确定。
实施例1
本实施例提供一种结构增强和节能改造一体化砖砌体墙(参见图4～6)，该砌体墙由内到外依次为内侧装饰层1、砂浆找平层2、改性TRC增强层3、界面剂层4、基础砌体结构5、界面剂层4、改性TRC增强层3、砂浆找平层2、界面剂层4、玻化微珠保温砂浆层6、抗裂增强层8和外侧饰面层9；抗裂增强层8内分布有锚固件7，锚固件7依次穿过抗裂增强层8的耐碱网格布、玻化微珠保温砂浆层6、界面剂层4、砂浆找平层2、改性TRC增强层3和界面剂层4后直至插入基础砌体结构5内部。
所述改性TRC增强层3具有两层玄武岩纤维编织网，改性TRC增强层3的厚度为12mm。
所述保温锚固件7保温固定螺栓，锚固件呈矩阵形式分布在抗裂增强层8内，每平方米数量为4个；锚固件钉入基础砌体结构5的有效厚度为40mm。
所述为一体化砖砌体墙外侧施工和连接方式，结构内侧按照上述配设方式制成具有2层玄武岩纤维编织网的改性TRC增强层3，然后用1：3水泥砂浆设置水泥砂浆找平层2，之后按照室内装修进行装饰即可。
本实施例的结构增强和节能改造一体化砖砌体墙的具体砌筑过程为：
基础砌体结构5为由砖块与砂浆砌筑而成的砖砌体墙结构；基础砌体结构5按照砌体结构的使用功能和使用要求，并遵循GB50003-2011《砌体结构设计规范》和JGJT98-2010《砌筑砂浆配合比设计规程》的要求进行设计，按照砌体结构施工工艺砌筑基础砌体；待基础砌体达到验收要求后，用钢刷对基础砌体结构5的内外侧表面分别进行毛面处理，然后对毛面处理后的基础砌体结构5表面进行润湿；置于空气中至饱和面干时，然后在基础砌体结构5的内外侧表面分别从下到上均匀的抹上1.5mm厚的界面剂，界面剂按照水泥：水：丁苯乳液：消泡剂＝100:27:12:0.12的比例配置而成，完成界面剂层4的制作；
待界面剂不流淌时，使用高压水泥砂浆喷涂机在两个界面剂层4的表面从下到上喷涂厚度为3mm的改性TRC基体；改性TRC基体为掺加短切纤维的高性能细骨料混凝土，其制备按照水泥：Ⅰ级粉煤灰：硅灰：水：细砂：粗砂：减水剂＝475：168：35：262：460：920：3.25的配合比来配制，其中水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥、粉煤灰等级为Ⅰ级，细砂指粒径为0.15～0.6mm硅砂、粗砂指粒径为0.6～1.2mm硅砂、减水剂为聚羧酸高效减水剂，按照投料顺序为硅砂、水泥、Ⅰ级粉煤灰和硅灰依次搅拌2～3分钟，搅拌均匀后加入水和减水剂，搅拌2～3分钟，减水剂掺量为水泥质量的0.5％～1.0％；最后加入短切纤维，搅拌3～5分钟即可，至此完成改性TRC基体的制备；准备纤维编织网，并按照基础砌体结构5结构的表面尺寸进行剪裁；在掺加短切纤维的高性能细骨料混凝土上铺贴第一层玄武岩纤维编织网，铺贴过程要避免网格发生褶皱、歪斜情况，铺贴完之后在第一层玄武岩纤维编织网上均匀喷涂一层2mm厚的掺加短切纤维的高性能细骨料混凝土，人工将混凝土表面抹平，然后铺贴第二层玄武岩纤维编织网，最后在第二层玄武岩纤维编织网表面喷涂上一层3mm厚的掺加短切纤维的高性能细骨料混凝土，用泥刀将掺加短切纤维的高性能细骨料混凝土表面抹平，至此完成基础砌体结构5外侧的改性TRC增强层3的砌筑；
待改性TRC增强层3养护28天之后，分别在每个改性TRC增强层3上制作砂浆找平层2；砂浆找平层2按照水泥：砂＝1：3的比例制成，厚度3mm；待砂浆找平层2硬化后，在基础砌体结构5外侧的砂浆找平层2上抹一层1.5mm厚的界面剂；然后在该界面剂层4上喷涂30mm厚的玻化微珠保温砂浆完成玻化微珠保温砂浆层6的制作，并通过锚固件7将玻化微珠保温砂浆层6、界面剂层4和改性TRC增强层3固定到基础砌体结构5上；待玻化微珠保温砂浆层6硬化后在其表面均匀涂刷3mm厚的抗裂砂浆，然后铺贴耐碱网格布，用锚固件7将耐碱网格布和玻化微珠保温砂浆层6进一步固定于基础砌体结构5上；最后采用抗裂砂浆进行第二次抹面，抗裂砂浆的厚度为3mm，完成抗裂增强层8的制作；最后在抗裂增强层8的表面设置外侧饰面层9，在基础砌体结构5内侧的砂浆找平层2上设置内侧饰面层1，至此完成结构增强和节能改造一体化砖砌体墙的砌筑。
制备改性TRC基体时的水泥也可以为新型的快凝快硬高贝利特铝硫酸盐水泥(简称HB-CSA)，该水泥具有快凝快硬、早强抗裂、微膨胀低干缩、低碱度以及抗硫酸盐和酸腐蚀等特性，使改性TRC增强层3具有更加优异的早期强度、抗裂性能、良好的抗冻和抗渗性能；可减小普通硅酸盐水泥对玄武岩纤维编织网的碱腐蚀作用，进而提高改性TRC增强层3的使用寿命；改性TRC基体的制备按照水泥：水：细砂：粗砂：减水剂＝675：270：460：920：4.59的配合比配制。
本实用新型未述及之处适用于现有技术。
Claims (9)
1.一种结构增强和节能改造一体化砖砌体墙，其特征在于，该砌体墙由内到外依次为内侧装饰层、砂浆找平层、改性TRC增强层、界面剂层、基础砌体结构、界面剂层、改性TRC增强层、砂浆找平层、玻化微珠保温砂浆层、抗裂增强层和外侧饰面层；抗裂增强层内分布有锚固件，锚固件依次穿过抗裂增强层的耐碱网格布、玻化微珠保温砂浆层、砂浆找平层、改性TRC增强层和界面剂层后直至基础砌体结构内部。
2.根据权利要求1所述的结构增强和节能改造一体化砖砌体墙，其特征在于，该基础砌体结构外侧的砂浆找平层与玻化微珠保温砂浆层之间设有界面剂层；锚固件依次穿过抗裂增强层的耐碱网格布、玻化微珠保温砂浆层、界面剂层、砂浆找平层、改性TRC增强层和界面剂层后直至基础砌体结构内部。
3.根据权利要求1或2所述的结构增强和节能改造一体化砖砌体墙，其特征在于，所述界面剂层的厚度为1～2mm。
4.根据权利要求1或2所述的结构增强和节能改造一体化砖砌体墙，其特征在于，所述改性TRC增强层的厚度为6～12mm。
5.根据权利要求1或2所述的结构增强和节能改造一体化砖砌体墙，其特征在于，所述基础砌体结构外侧的砂浆找平层的厚度为3～5mm，基础砌体结构内侧的砂浆找平层的厚度为2～3mm。
6.根据权利要求1或2所述的结构增强和节能改造一体化砖砌体墙，其特征在于，所述玻化微珠保温砂浆层的厚度为20～40mm。
7.根据权利要求1或2所述的结构增强和节能改造一体化砖砌体墙，其特征在于，所述锚固件是螺栓或螺钉。
8.根据权利要求1或2所述的结构增强和节能改造一体化砖砌体墙，其特征在于，所述锚固件插入基础砌体结构的有效厚度为40～60mm。
9.根据权利要求1或2所述的结构增强和节能改造一体化砖砌体墙，其特征在于，所述抗裂增强层的厚度5～8mm。
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