專利名稱：鋼板再生混合墻及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型墻體，特別是涉及鋼板再生混合墻及其施工方法，屬于結(jié)構(gòu)工程 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，我國舊有建筑拆除產(chǎn)生的混凝土固體廢棄物絕大部分都是直接運往郊外堆放， 而新建建筑需要的混凝土又完全采用新水泥、石子、河砂等材料配制而成。由此造成的危 害包括①廢棄物侵占土地，污染土壤和水體；②過度開山采石破壞地表植被和原有地貌， 造成水土流失和生態(tài)環(huán)境惡化；③大量淘挖河砂毀壞河床和堤壩，危及河流安全； 水泥 生產(chǎn)消耗大量能源并造成嚴重環(huán)境污染。為此，如何科學利用舊有建筑拆除產(chǎn)生的混凝土 固體廢棄物，以盡量減少新建建筑對新水泥、石子、河砂等材料的消耗，已成為整個建筑 行業(yè)踐行"環(huán)保、節(jié)能、減排"國家戰(zhàn)略所亟待解決的問題。
再生骨料混凝土作為混凝土廢棄物的一種再利用途徑在國內(nèi)外均已得到一定程度的 研究，所謂再生骨料混凝土，就是將舊有建筑拆除所得的混凝土廢棄物，經(jīng)過破碎、篩分、 凈化等過程，獲取大量骨料尺度的顆粒，然后利用其配制而得的新混凝土。但是上述處理 不僅過程繁瑣，而且消耗大量能源，加之在再生骨料混凝土的配制過程中仍然需要耗費大 量水、水泥、砂石和能源，因此有必要尋求一種更為合理的混凝土廢棄物回收利用策略。
建筑結(jié)構(gòu)中墻體作為主要部件，其性能對于建筑的安全有著至關(guān)重要的作用，因此研 制抗側(cè)剛度大、延性好、承載力高的墻體十分必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鋼板再生混合墻及其施工方法，具有廢棄混凝土再利用以 及減少模板和人工使用量等特點。
本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)-
一種鋼板再生混合墻前后兩片連接的鋼板之間填充混凝土形成鋼板再生混合墻；所 述混凝土由新混凝土和至少一塊廢棄混凝土塊組成，新混凝土填充在廢棄混凝土塊之間及 廢棄混凝土塊與鋼板之間廢棄混凝土塊與新混凝土的質(zhì)量比為1: 4 1: 1;廢棄混凝 土塊的塊徑在50mm以上；所述前后兩片鋼板的連接是在鋼板前后對應(yīng)位置預留孔洞，用
螺栓穿過將兩片鋼板連接。
為進一步實現(xiàn)本發(fā)明目的，所述鋼板為一般平面鋼板或者壓型鋼板。 所述螺栓為普通螺栓或者高強螺栓。
所述廢棄混凝土塊為舊有建筑物、構(gòu)筑物、道路、橋梁或堤壩拆除所得的去除全部或 部分鋼筋之后的廢棄混凝土塊體。
所述鋼板再生混合墻還包括邊緣構(gòu)件，所述邊緣構(gòu)件為鋼筋混凝土構(gòu)件、鋼構(gòu)件或者鋼-混凝土組合構(gòu)件，所述邊緣構(gòu)件設(shè)置在兩片鋼板的上下端與左右端。 所述邊緣構(gòu)件與兩片鋼板焊接、螺栓連接或者栓焊混合連接。 所述邊緣構(gòu)件與鋼板之間混凝土中配置的鋼筋連接。 鋼板再生混合墻的施工方法，包括以下步驟 第一步，施工前兩片鋼板在對應(yīng)位置處預留孔洞； 第二步，在前后兩片鋼板事先預留的孔洞位置處穿入螺栓并擰緊； 第三步，在兩片鋼板內(nèi)部澆注一層新混凝土；
第四步，將廢棄混凝土塊和新混凝土交替置入兩片鋼板內(nèi)部，充分振搗使廢棄混凝土 塊分布于新混凝土中，廢棄混凝土塊與新混凝土的質(zhì)量比為1: 4 1: 1;廢棄混凝土塊
的塊徑在50mm以上。
所述預留孔洞是在工廠預制或在施工現(xiàn)場現(xiàn)制。 所述擰緊為擰緊至整片鋼板沒有明顯凹曲。 施工時鋼板外側(cè)可設(shè)置臨時支撐。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和有益效果 (1)免除或簡化了混凝土廢棄物再利用中的破碎、篩分、凈化等處理過程，從而節(jié) 省了上述過程所消耗的大量能源，以及與廢棄混凝土塊體積相當?shù)脑偕橇匣炷僚渲扑?耗費的大量水、水泥、砂石和能源，最終以更少的能耗和資源消耗量對混凝土廢棄物進行
回收利用。(2)兩片鋼板在鋼板再生混合墻的施工制作過程中作為墻的模板，既節(jié)省了支 模工序和施工時間，又為廢棄混凝土塊的再生利用提供了便利的施工條件。G)兩片鋼板
以及連接兩片鋼板的螺栓對內(nèi)部填充的混凝土有約束作用，可以增加截面的剛度和延性， 而內(nèi)部填充的混凝土則可有效防止鋼板的局部屈曲。
僅僅從節(jié)能減排的角度分析，2008年全國舊有建筑物拆除產(chǎn)生的固體廢棄物至少達 15883.67萬噸。假設(shè)其中的1/10采用鋼板再生混合墻的方式予以回收利用，并統(tǒng)一取混 凝土容重為2280kg/m3，則每年可回收利用廢棄構(gòu)件約696.7萬立方米，從而節(jié)約大量資 源與能源，同時減少溫室氣體的排放。例如，每年節(jié)約標準煤約40.7萬噸，相當于一個 中型煤礦全年的產(chǎn)量。另一方面，按照目前每立方米新混凝土約300元的市場價估算，每 年696.7萬立方米廢棄構(gòu)件的回收利用，可為業(yè)主節(jié)省約20.9億元的直接投資，經(jīng)濟效益 巨大。


圖1為鋼構(gòu)件作為邊緣構(gòu)件時鋼板再生混合墻分解示意圖。 圖2為鋼構(gòu)件作為邊緣構(gòu)件時鋼板再生混合墻立面示意圖。
圖3為圖2所示A-A剖面通過連接螺栓處且墻體內(nèi)填充小體積廢棄混凝土塊示意圖。 圖4為圖2所示B-B剖面通過連接螺栓處且墻體內(nèi)填充小體積廢棄混凝土塊示意圖。 圖5為圖2所示A-A剖面通過連接螺栓處且墻體內(nèi)填充大體積廢棄混凝土塊示意圖。 圖6為圖2所示B-B剖面通過連接螺栓處且墻體內(nèi)填充大體積廢棄混凝土塊示意圖。 圖7為混凝土構(gòu)件作為邊緣構(gòu)件時鋼板再生混合墻立面示意圖。圖8為圖7所示A-A剖面通過連接螺栓處且墻體內(nèi)填充小體積廢棄混凝土塊示意圖。 圖9為圖7所示B-B剖面通過連接螺栓處且墻體內(nèi)填充小體積廢棄混凝土塊示意圖。 圖10為圖7所示A-A剖面通過連接螺栓處且墻體內(nèi)填充大體積廢棄混凝土塊示意圖。 圖11為圖7所示B-B剖面通過連接螺栓處且墻體內(nèi)填充大體積廢棄混凝土塊示意圖。 圖中示出1為左側(cè)邊緣構(gòu)件，2為上邊緣構(gòu)件，3為右側(cè)邊緣構(gòu)件，4為下邊緣構(gòu)件， 5為鋼板，6為廢棄混凝土塊，7為新混凝土， 8為螺栓，9為鋼筋。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的具體實施作進一步描述。 實施例h適用于墻體周圍邊緣構(gòu)件為鋼構(gòu)件的建筑
如圖l、 2、 3、 4所示，鋼板再生混合墻由前后兩片鋼板5和邊緣構(gòu)件相互連接組成 框型空心結(jié)構(gòu)，邊緣構(gòu)件由左側(cè)邊緣構(gòu)件1、上邊緣構(gòu)件2、右側(cè)邊緣構(gòu)件3、下邊緣構(gòu) 件4組成；前后兩片鋼板5通過多個螺栓8連接，墻體內(nèi)部填充廢棄混凝土塊6和新混凝 土7，新混凝土7填充在廢棄混凝土塊6之間及廢棄混凝土塊6與鋼板5之間；廢棄混凝 土塊6與新混凝土 7的質(zhì)量比為1: 2;廢棄混凝土塊6的塊徑在50mm以上。鋼板5優(yōu)選 平面鋼板。廢棄混凝土塊6為舊有建筑物、構(gòu)筑物、道路、橋梁或堤壩拆除所得的去除全 部或部分鋼筋之后的廢棄混凝土塊體。邊緣構(gòu)件為鋼構(gòu)件。墻體與邊緣構(gòu)件的連接采用前 后兩片鋼板與邊緣構(gòu)件焊接。
鋼板再生混合墻的施工方法，包括以下步驟
第一步，施工前兩片鋼板在對應(yīng)位置處預留孔洞，將兩片鋼板作為模板與邊緣構(gòu)件連 接在一起；
第二步，在前后兩片鋼板事先預留的孔洞位置處穿入螺栓并適當擰緊； 第三步，在兩片鋼板內(nèi)部澆注一層新混凝土；
第四步，將廢棄混凝土塊6和新混凝土 7交替置入兩片鋼板5內(nèi)部，充分振搗使廢棄 混凝土塊6分布于新混凝土7中，廢棄混凝土塊6與新混凝土7的質(zhì)量比為1: 2;廢棄 混凝土塊6的塊徑在50mm以上?；炷翝仓^程中注意振搗，使廢棄混凝土塊6在新混 凝土7中分布均勻并結(jié)合密實。
施工時在鋼板外側(cè)設(shè)置臨時支撐。
經(jīng)分析，鋼板再生混合墻中廢棄混凝土塊的取代率為33% (即廢棄混凝土塊質(zhì)量占 墻體混凝土總質(zhì)量的33%)時，在用鋼量和截面尺寸相同的條件下，其抗壓、抗剪、抗 彎承載力比鋼筋混凝土墻有不同程度的提高，墻體的變形和耗能能力有所改善。這種鋼板
再生混合墻可以充分發(fā)揮鋼和混凝土兩種材料的優(yōu)勢，改善傳統(tǒng)鋼筋混凝土墻延性和耗能 能力差的缺點。同時,鋼板再生混合墻的應(yīng)用也節(jié)約了墻體制作過程中消耗的模板和人工， 在截面尺寸和用鋼量相同的條件下，鋼板再生混合墻相比鋼筋混凝土墻可節(jié)省約70%的 模板和20%的人工。此外，由于大量采用廢棄混凝土塊，發(fā)揮了明顯的節(jié)能減排和節(jié)約 天然資源的作用。
實施例2:適用于墻體周圍邊緣構(gòu)件為鋼構(gòu)件的建筑如圖l、 2、 5、 6所示，鋼板再生混合墻由前后兩片鋼板5和邊緣構(gòu)件相互連接組成 框型空心結(jié)構(gòu)，邊緣構(gòu)件由左側(cè)邊緣構(gòu)件1、上邊緣構(gòu)件2、右側(cè)邊緣構(gòu)件3、下邊緣構(gòu) 件4組成；前后兩片鋼板5通過多個螺栓8連接，墻體內(nèi)部填充廢棄混凝土塊6和新混凝 土7，新混凝土7填充在廢棄混凝土塊6之間及廢棄混凝土塊6與鋼板5之間；廢棄混凝 土塊6與新混凝土7的質(zhì)量比為1: 3;廢棄混凝土塊6的塊徑在500ram以上。鋼板5為 平面鋼板。廢棄混凝土塊6為舊有建筑物、構(gòu)筑物、道路、橋梁或堤壩拆除所得的去除全 部或部分鋼筋之后的廢棄混凝土塊體。邊緣構(gòu)件為鋼構(gòu)件。墻體與邊緣構(gòu)件的連接采用前 后兩片鋼板5與邊緣構(gòu)件螺栓連接。
鋼板再生混合墻的施工方法，包括以下步驟
第一步，施工前兩片鋼板在對應(yīng)位置處預留孔洞，將兩片鋼板作為模板與邊緣構(gòu)件連 接在一起；
第二步，在前后兩片鋼板事先預留的孔洞位置處穿入螺栓并適當擰緊，擰緊至整片鋼 板沒有明顯凹曲；
第三步，在兩片鋼板內(nèi)部澆注一層新混凝土；
第四步，將廢棄混凝土塊6和新混凝土 7交替置入兩片鋼板5內(nèi)部，充分振搗使廢棄 混凝土塊6分布于新混凝土7中，廢棄混凝土塊6與新混凝土7的質(zhì)量比為1: 3;廢棄 混凝土塊6的塊徑在500mm以上。放體積較大的廢棄混凝土塊6時可使用起重機械吊裝放 入兩片鋼板5內(nèi)部，避免將連接螺栓8砸壞，混凝土澆筑過程中注意振搗，使廢棄混凝土 塊6在新混凝土 7中分布均勻并結(jié)合密實。
施工時在鋼板外側(cè)設(shè)置臨時支撐。
經(jīng)分析，鋼板再生混合墻中廢棄混凝土塊的取代率為25% (即廢棄混凝土塊質(zhì)量占 墻體混凝土總質(zhì)量的25%)時，在用鋼量和截面尺寸相同的條件下，其抗壓、抗剪、抗 彎承載力比鋼筋混凝土墻有不同程度的提高，墻體的變形和耗能能力有所改善。這種鋼板 再生混合墻可以充分發(fā)揮鋼和混凝土兩種材料的優(yōu)勢，改善傳統(tǒng)鋼筋混凝土墻延性和耗能 能力差的缺點。同時，鋼板再生混合墻的應(yīng)用也節(jié)約了墻體制作過程中消耗的模板和人工， 在截面尺寸和用鋼量相同的條件下，鋼板再生混合墻相比鋼筋混凝土墻可節(jié)省約70%的 模板和17%的人工。此外，由于大量采用廢棄混凝土塊，發(fā)揮了明顯的節(jié)能減排和節(jié)約 天然資源的作用。
實施例3:適用于墻體周圍邊緣構(gòu)件為混凝土構(gòu)件的建筑
如圖7、 8、 9所示，鋼板再生混合墻由兩片鋼板5和內(nèi)部填充的混凝土組成；前后兩 片鋼板5通過多個螺栓8連接，墻體內(nèi)部填充廢棄混凝土塊6和新混凝土7，新混凝土7 填充在廢棄混凝土塊6之間及廢棄混凝土塊6與鋼板5之間；廢棄混凝土塊6與新混凝土 7的質(zhì)量比為1: 4;廢棄混凝土塊6的塊徑在60mm以上，墻體與邊緣構(gòu)件連接處配置鋼 筋9。鋼板5優(yōu)選平面鋼板。廢棄混凝土塊6為舊有建筑物、構(gòu)筑物、道路、橋梁或堤壩 拆除所得的去除全部或部分鋼筋之后的廢棄混凝土塊體。
鋼板再生混合墻的施工方法，包括以下步驟第一步，施工前兩片鋼板在對應(yīng)位置處預留孔洞，將兩片鋼板作為模板固定，在墻體 與邊緣構(gòu)件連接處配置鋼筋；
第二步，在兩片鋼板事先預留的孔洞位置處穿入螺栓并適當擰緊； 第三步，在兩片鋼板內(nèi)部澆注一層新混凝土；
第四步，將廢棄混凝土塊6和新混凝土 7交替置入兩片鋼板5內(nèi)部，充分振搗使廢棄 混凝土塊6分布于新混凝土7中，廢棄混凝土塊6與新混凝土7的質(zhì)量比為1: 4;廢棄
混凝土塊6的塊徑在60mm以上?；炷翝仓^程中注意振搗，使廢棄混凝土塊6在新混 凝土7中分布均勻并結(jié)合密實，避免將連接螺栓8砸壞。
經(jīng)分析，鋼板再生混合墻中廢棄混凝土塊的取代率為20% (即廢棄混凝土塊質(zhì)量占 墻體混凝土總質(zhì)量的20%)時，在用鋼量和截面尺寸相同的條件下，其抗壓、抗剪、抗 彎承載力比鋼筋混凝土墻有不同程度的提高，墻體的變形和耗能能力有所改善。這種鋼板 再生混合墻可以充分發(fā)揮鋼和混凝土兩種材料的優(yōu)勢，改善傳統(tǒng)鋼筋混凝土墻延性和耗能 能力差的缺點。同時，鋼板再生混合墻的應(yīng)用也節(jié)約了墻體制作過程中消耗的模板和人工， 在截面尺寸和用鋼量相同的條件下，鋼板再生混合墻相比鋼筋混凝土墻可節(jié)省約76%的 模板和23%的人工。此外，由于采用廢棄混凝土塊，發(fā)揮了明顯的節(jié)能減排和節(jié)約天然 資源的作用。
實施例4:適用于墻體周圍邊緣構(gòu)件為混凝土構(gòu)件的建筑
如圖7、 10、 ll所示，鋼板再生混合墻由兩片鋼板5和內(nèi)部填充的混凝土組成；前后 兩片鋼板5通過多個螺栓8連接，墻體內(nèi)部填充廢棄混凝土塊6和新混凝土7，新混凝土 7填充在廢棄混凝土塊6之間及廢棄混凝土塊6與鋼板5之間；廢棄混凝土塊6與新混凝 土 7的質(zhì)量比為1: 2;廢棄混凝土塊6的塊徑在300mm以上。墻體與邊緣構(gòu)件連接處配 置鋼筋9。鋼板5為平面鋼板。廢棄混凝土塊6為舊有建筑物、構(gòu)筑物、道路、橋梁或堤 壩拆除所得的去除全部或部分鋼筋之后的廢棄混凝土塊體。
鋼板再生混合墻的施工方法，包括以下步驟
第一步，施工前兩片鋼板在對應(yīng)位置處預留孔洞，將兩片鋼板作為模板固定，在墻體 與邊緣構(gòu)件連接處配置鋼筋；
第二步，在兩片鋼板事先預留的孔洞位置處穿入螺栓并適當扦緊； 第三步，在兩片鋼板內(nèi)部澆注一層新混凝土；
第四步，將廢棄混凝土塊6和新混凝土 7交替置入兩片鋼板5內(nèi)部，充分振搗使廢棄 混凝土塊6分布于新混凝土 7中，廢棄混凝土塊6與新混凝土 7的質(zhì)量比為1: 2;廢棄 混凝土塊6的塊徑在300mm以上。新混凝土 7和廢棄混凝土塊6交替置入兩片鋼板5過程 中，避免將連接螺栓8砸壞，混凝土澆筑過程中注意振搗，使廢棄混凝土塊6在新混凝土 7中分布均勻并結(jié)合密實。
經(jīng)分析，鋼板再生混合墻中廢棄混凝土塊的取代率為33% (即廢棄混凝土塊質(zhì)量占 墻體混凝土總質(zhì)量的33%)時，在用鋼量和截面尺寸相同的條件下，其抗壓、抗剪、抗 彎承載力比鋼筋混凝土墻有不同程度的提高，墻體的變形和耗能能力有所改善。這種鋼板再生混合墻可以充分發(fā)揮鋼和混凝土兩種材料的優(yōu)勢，改善傳統(tǒng)鋼筋混凝土墻延性和耗能 能力差的缺點。同時，鋼板再生混合墻的應(yīng)用也節(jié)約了墻體制作過程中消耗的模板和人工， 在截面尺寸和用鋼量相同的條件下，鋼板再生混合墻相比鋼筋混凝土墻可節(jié)省約76%的 模板和25%的人工。此外，由于采用廢棄混凝土塊，發(fā)揮了明顯的節(jié)能減排和節(jié)約天然 資源的作用。只是在吊裝大體積廢舊混凝土塊時需要一定的起重機械。
權(quán)利要求
1、一種鋼板再生混合墻，其特征在于前后兩片連接的鋼板之間填充混凝土形成鋼板再生混合墻；所述混凝土由新混凝土和至少一塊廢棄混凝土塊組成，新混凝土填充在廢棄混凝土塊之間及廢棄混凝土塊與鋼板之間；廢棄混凝土塊與新混凝土的質(zhì)量比為1∶4～1∶1；廢棄混凝土塊的塊徑在50mm以上；所述前后兩片鋼板的連接是在鋼板前后對應(yīng)位置預留孔洞，用螺栓穿過將兩片鋼板連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板再生混合墻，其特征在于所述鋼板為一般平面鋼板或者壓型鋼板。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板再生混合墻，其特征在于所述螺栓為普通螺栓或者 高強螺栓。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板再生混合墻，其特征在于所述廢棄混凝土塊為舊有 建筑物、構(gòu)筑物、道路、橋梁或堤壩拆除所得的去除全部或部分鋼筋之后的廢棄混凝土塊 體。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼板再生混合墻，其特征在于所述鋼板再生混合墻還包 括邊緣構(gòu)件，所述邊緣構(gòu)件為鋼筋混凝土構(gòu)件、鋼構(gòu)件或者鋼-混凝土組合構(gòu)件，所述邊 緣構(gòu)件設(shè)置在兩片鋼板的上下端與左右端。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼板再生混合墻，其特征在于所述邊緣構(gòu)件與兩片鋼板 焊接、螺栓連接或者栓焊混合連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼板再生混合墻，其特征在于所述邊緣構(gòu)件與鋼板之間 混凝土中配置的鋼筋連接。
8、 權(quán)利要求1 7任一項所述的鋼板再生混合墻的施工方法，其特征在于包括以下步驟第一步，施工前兩片鋼板在對應(yīng)位置處預留孔洞；第二步，在前后兩片鋼板事先預留的孔洞位置處穿入螺栓并擰緊；第三步，在兩片鋼板內(nèi)部澆注一層新混凝土；第四步，將廢棄混凝土塊和新混凝土交替置入兩片鋼板內(nèi)部，充分振搗使廢棄混凝土 塊分布于新混凝土中，廢棄混凝土塊與新混凝土的質(zhì)量比為1: 4 1: 1;廢棄混凝土塊的塊徑在50mm以上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的施工方法，其特征在于所述預留孔洞是在工廠預制或在施工現(xiàn)場現(xiàn)制。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的施工方法，其特征在于所述擰緊為擰緊至整片鋼板沒有明顯凹曲。
全文摘要
本發(fā)明公開了鋼板再生混合墻及其施工方法。該鋼板再生混合墻的前后兩片鋼板在前后對應(yīng)位置預留孔洞，螺栓穿過預留孔洞連接兩片鋼板，在兩片鋼板之間填充混凝土，混凝土包括新混凝土和一個或者多個廢棄混凝土塊，新混凝土填充在廢棄混凝土塊之間及廢棄混凝土塊與鋼板之間；廢棄混凝土塊與新混凝土的質(zhì)量比為1∶4～1∶1；廢棄混凝土塊的塊徑在50mm以上。本發(fā)明提供的鋼板再生混合墻適用于建筑結(jié)構(gòu)，它具有抗側(cè)剛度大、延性好、承載力高等特點；具有穩(wěn)定的滯回性能，破壞過程中吸收能量大；此種鋼板再生混合墻可減少模板的使用量，并能利用廢棄混凝土達到“環(huán)保、節(jié)能、減排”的目的。
文檔編號E04B2/86GK101424106SQ200810219609
公開日2009年5月6日 申請日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者劉春暉, 劉瓊祥, 波 吳 申請人:華南理工大學