[发明专利]用于夹心保温墙体的不锈钢-纤维增强塑料复合连接件

说明书

本发明涉及一种用于夹心保温墙体的不锈钢‑纤维增强塑料复合连接件，用于连接内、外叶墙，形似射钉状，主要由不锈钢主体、塑料套和纤维增强塑料构成。连接件的端部有钉帽，以增加与内叶墙混凝土之间的抗拔力，此外连接件上部的不锈钢细螺纹表面缠绕纤维增强塑料（玻璃纤维、碳纤维），以减少不锈钢与混凝土之间的直接接触，从而降低热传导达到墙体保温效果。塑料套位于连接件的中部，且在上部与中部交界处有塑料定位环，可防止连接件与保温层之间的滑动。连接件下部的不锈钢粗螺纹可增加与外叶墙混凝土之间的黏结力。本发明的连接件具有强度高、导热系数低、耐久性（耐腐蚀性）好、抗火性能优、施工便捷、可标准化生产。

技术领域

本发明涉及一种用于预制混凝土夹心保温墙体的不锈钢-纤维增强塑料复合连接件，属于结构工程技术领域。

背景技术

已有研究表明，建筑外围护结构的传热耗热量占到建筑总能耗的80%以上。为降低建筑能耗，实现建筑节能目标，建筑外围护墙体主要采用外保温、内保温和夹心保温三种。其中内保温占用室内使用面积，在工程中应用较少，而外保温广泛应用于各类建筑，但近年来由于外墙外保温火灾事故频繁发生，导致大量的人员伤亡和经济损失，外保温逐渐被夹心保温所取代。随着国内建筑工业化的发展，夹心保温技术与预制墙体相结合形成预制夹心保温墙，该墙体已在住宅建筑和公共建筑中得到应用，预制夹心保温墙是在工厂内一次加工成型，在施工现场装配。与传统保温墙相比，预制混凝土无机保温夹心外墙体具有如下特点：①阻燃性能好。与外墙外保温相比，预制夹心保温墙的保温材料位于墙体内部，保温层与外界空气隔绝，在建筑发生火灾时可避免火焰对墙体保温层的直接作用，有效阻止火灾的蔓延。因此，夹心保温墙的耐火性能较好。②工业化生产、装配，现场湿作业少。③保温材料位于夹心墙内部，避免了冻融循环对保温材料的影响，可实现墙体保温与建筑结构同寿命，增加了保温材料使用年限。④连接件的导热系数低，可减小墙体“热桥”效应和传热系数。目前，该墙体已在上海等地的工业化住宅项目中应用，具有广阔的应用前景。

预制混凝土夹心保温墙是由内、外叶混凝土墙、夹心保温层（聚苯乙烯板(EPS)、挤塑聚苯板(XPS)等）以及连接件组成。内、外叶墙之间使用连接件连接为整体，连接件的一端（或连接件的下部）嵌固于外叶墙（下叶墙），连接件的中部穿过保温板，连接件的另一端（或连接件的上部）嵌固于内叶墙（上叶墙）。连接件是保证结构安全的重要构件，预制混凝土夹心保温墙体的内、外叶墙通过连接件连接，连接件使内、外叶墙协同受力，主要用来承受混凝土墙体与保温层之间的剪力和拔出力，是保证墙体整体性的关键因素。同时，为减小预制混凝土夹心保温墙的传热系数，降低热桥效应，还应具有较好的抗火性能、耐腐蚀性能和低传热性能。

目前国内外应用于预制混凝土夹心保温墙中的连接件主要有金属材料和纤维增强塑料(Fiber Reinforced Polymer/Plastic，简称FRP)，包括：钢筋连接件、不锈钢连接件和纤维增强塑料(FRP)连接件等，以上连接件均存在诸多问题：钢筋连接件虽具有高强度、低价格、易加工等优点，但材料导热系数大，存在“热桥”效应，降低墙体保温效果（降低墙体传热系数），并且钢筋的耐腐蚀性差，减少构件使用寿命。不锈钢连接件的强度高、耐腐蚀性好，材料导热系数低于普通钢筋，但其成本高。纤维增强塑料(FRP)连接件虽具有抗拉强度高、耐腐蚀性强、导热系数低（低于不锈钢等金属的导热系数）等优点，但其抗剪强度低，属于脆性材料。尤其需要关注的是，纤维增强塑料(FRP)连接件的抗火性能较差，纤维增强塑料(FRP)有碳纤维增强塑料(CFRP)、玻璃纤维增强塑料(GFRP)和芳纶纤维塑料(BFRP)等，以上纤维增强塑料均是由树脂和纤维构成，树脂在90～120℃时达到玻璃化温度，树脂发生软化，纤维增强塑料(FRP)连接件与混凝土之间的黏结力发生劣化，墙体抗火安全性受到影响，外叶墙与内叶墙不能协同受力，甚至外叶墙与连接件发生脱落，导致外叶墙坠落。近年来，国内也出现钢筋外部包裹纤维增强塑料的连接件，由于外叶墙较薄，在火灾作用下，外叶墙内温度较高，纤维增强塑料在外叶墙内的部分也存在上述风险。