本發(fā)明涉及人防工程，尤其涉及一種成層式高抗力人防門扇及其制造工藝。

背景技術(shù)：

1、目前市場上的人防門主要有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種普通鋼筋混凝土人防門，一種是鋼結(jié)構(gòu)人防門。

2、普通混凝土人防門由于材料強度較低，無法應(yīng)用于高抗力的人防工程中，高抗力的人防工程中質(zhì)量過大會造成啟閉困難，需要電動設(shè)備才能完成啟閉，一旦斷電，啟閉更為困難，具有加大安全隱患。即使低抗力普通混凝土人防門也由于其厚度過大、重量過重僅用于小規(guī)格人防設(shè)備。因此普通混凝土人防門主要用于小規(guī)格的核5和核6的人防地下室中。

3、鋼結(jié)構(gòu)人防門結(jié)構(gòu)輕薄，可應(yīng)用于更高抗力的人防工程和人防地下室中，但鋼結(jié)構(gòu)也存在比較明顯的缺點，價格昂貴，并且鋼結(jié)構(gòu)表面易生銹需要定期維護，綜合使用成本很高。

4、上述兩種傳統(tǒng)的人防門在設(shè)計上只能抵抗爆炸沖擊波，不能抵抗常規(guī)武器爆炸造成的破片侵徹打擊，而實際情況人防設(shè)備需要考慮航彈等堵口爆、小彈直接命中及抗核輻射等的防護標準，同時需聚焦輕量化、長時效、防銹蝕等目標，在該情形下需要人防設(shè)備具備抗破片侵徹、抗核輻射、輕量化、長時效、防銹蝕等能力，現(xiàn)有人防設(shè)備無法滿足。因此，尋求新材料在人防設(shè)備上的應(yīng)用，提高人防設(shè)備的抗力是大勢所趨。

5、現(xiàn)有公開號為cn115929178a的中國專利，提供了一種抗沖擊防中子輻射超高性能混凝土人防門，包括兩個超高性能混凝土門板，兩個超高性能混凝土門板之間設(shè)有填充層:填充層包括吸水樹脂，吸水樹脂內(nèi)設(shè)有硼酸溶液,兩個超高性能混凝土門板之間等間隔安裝有若干單向位移連接件，若干單向位移連接件位于填充層內(nèi),超高性能混凝土門板的外側(cè)安裝有通孔,通孔與超高性能混凝土門板內(nèi)連通。該技術(shù)是通過兩塊uhpc板預(yù)制，通過單向位移連接件(兩根帶彎鉤鋼筋)實現(xiàn)連接，在兩塊板中間填充含硼酸液體的吸水樹脂spa，為了防止spa流出，板縫周邊采用橡膠條封堵和鋼筋包邊，這個技術(shù)的缺陷在于以下3點：

6、1.由于吸水樹脂spa沒有強度，兩塊板僅靠單向位移連接件連接，在爆炸沖擊荷載作用下，迎爆面板(靠單向位移連接件支撐在背爆面板上)由于彎鉤鋼筋的單向位移連接件強度不夠形成不了足夠支撐，會向背爆面板(支撐在門框上)發(fā)生大位移，導致吸水樹脂spa完全擠出，失去爆炸后吸收中子的能力。

7、2.鑒于爆炸發(fā)射拉伸波作用下，由于單向位移連接件強度不夠會導致迎爆面板會彈回，僅背爆面板承受爆炸沖擊波。

8、3.按照國家人民防空辦公室2025年1月發(fā)布的《人民防空設(shè)備(防護門類)通用技術(shù)要求》國人防建(2024)3號文規(guī)范，最大重量不能超過350kg/㎡的規(guī)定，該門扇質(zhì)量超過了該標準規(guī)定。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服或緩解以上一個或多個技術(shù)問題，本發(fā)明目的是提供一種成層式高抗力人防門扇及其制造工藝，采用多孔輕質(zhì)材料分散布置不同，分散布置是基于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理，利用分散間的配筋uhpc作為抗剪，以及將填充層兩側(cè)的uhpc形成整體從而形成抗彎構(gòu)件，以成層式結(jié)構(gòu)作為抗爆結(jié)構(gòu)以削弱爆炸超壓值。

2、本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

3、一種成層式高抗力人防門扇，包括門板，所述門板的前后兩層均為填充混凝土澆筑制成，所述填充混凝土為耐輻射超高性能混凝土，所述填充混凝土內(nèi)部前后側(cè)對稱設(shè)有高強鋼筋網(wǎng)，兩側(cè)所述高強鋼筋網(wǎng)通過抗剪鋼筋進行連接，兩側(cè)所述高強鋼筋網(wǎng)之間對稱勻布多塊中間夾層，所述中間夾層用于抗爆耗能。

4、在上述實施方式中，所述門板為三層結(jié)構(gòu)組成的成層式耐輻射抗侵爆結(jié)構(gòu)。

5、根據(jù)一些實施方式，所述填充混凝土為在超高性能混凝土中摻入重晶石粉和硼粉，其中重晶石粉和硼粉總質(zhì)量摻量不超過超高性能混凝土用量的10％，其中重晶石粉和硼粉的重量比例為9：1。

6、根據(jù)一些實施方式，所述中間夾層的底部、頂部、左側(cè)或右側(cè)距離所述門板各向邊緣最小距離為h1,相鄰所述中間夾層橫向或豎向間隙距離為h2；所述中間夾層與所述門板左右側(cè)面的距離分別為b1和b3，中間夾層的厚度為b2；其中h1范圍為8～12cm；5級及以下抗力的b1+b3不超過7cm，且b2不超過10cm，且h2不超過4cm；4b級及以上抗力b1+b3范圍為8～15cm，且b2范圍為10-20cm，且h2不超過4cm；相鄰所述中間夾層的h2不小于所述抗剪鋼筋直徑的2倍。

7、根據(jù)一些實施方式，所述中間夾層密度不能超高過400kg/m3，抗壓強度為1～4mpa，其氣體體積含量不小于40％。

8、根據(jù)一些實施方式，制造所述中間夾層為輕質(zhì)多孔材料，選自泡沫混凝土、加氣混凝土、聚氨酯、蜂窩材料、多孔聚合物或多孔仿生材料中的任一項。

9、根據(jù)一些實施方式，所述門板中的填充混凝土的超高性能混凝土強度等級rpc100～rpc160，添加體積含量為0.5％～3％的微細纖維，且塌落擴展度不小于500mm。

10、根據(jù)一些實施方式，制造所述高強鋼筋網(wǎng)的材料是根據(jù)抗力等級選用屈服強度不小于900mpa的有熱處理工藝的鋼絲。

11、根據(jù)一些實施方式，所述抗剪鋼筋選用直徑為4～6mm的hrb?400或hrb?500鋼筋。

12、根據(jù)一些實施方式，通過設(shè)于所述門板一側(cè)的鉸鏈底座與門框活動相連；所述門板內(nèi)四周邊緣設(shè)有若干用于關(guān)鎖的閉鎖預(yù)埋件；環(huán)形的嵌壓條設(shè)于所述門板上，用于形成密閉；吊鉤設(shè)于所述門板頂部，用于吊裝。

13、另一方面，本發(fā)明還提供了一種上述成層式高抗力人防門扇的制造工藝，其依次包括以下步驟：

14、s1:安裝模具

15、安裝所述門板的鋼制底模和側(cè)模，并對模板安裝精度進行復(fù)合，保證尺寸誤差不大于±3mm，否則需重新安裝模板；

16、s2:綁扎下層鋼筋

17、將切割好的鋼筋按規(guī)定間距綁扎成型為高強鋼筋網(wǎng)2放置在底模上，并墊上與澆筑超高性能混凝土同材質(zhì)的保護層墊塊；

18、s3:安放輕質(zhì)多孔材料以制作中間夾層

19、按設(shè)計規(guī)格要求將輕質(zhì)多孔材料預(yù)制成塊體形狀，按設(shè)計間距放置塊狀輕質(zhì)多孔材料作為分散的中間夾層，并將分散的中間夾層與下層鋼筋采用扎絲固定穩(wěn)固，確保高強鋼筋網(wǎng)與填充材料間、塊與塊之間的間距滿足設(shè)計要求；

20、s4:綁扎上層鋼筋

21、將切割好的鋼筋按規(guī)定間距綁扎成型為高強鋼筋網(wǎng)放置在中間夾層上，并采用墊塊調(diào)整鋼筋高度；

22、s5:上、下層鋼筋連接

23、按設(shè)計要求將上、下層高強鋼筋網(wǎng)通過抗剪鋼筋連接，確保上下層高強鋼筋網(wǎng)形成整體；

24、s6:耐輻射超高性能混凝土的門板制作與澆筑

25、將超高性能混凝土攪拌好后，放入設(shè)計配比要求的重晶石粉和硼粉攪拌至少3分鐘，制成耐輻射超高性能混凝土，然后進行澆筑和靜停固化；

26、s7:蒸汽養(yǎng)護

27、升溫速度不應(yīng)大于12℃/h，升溫至70℃后，保持恒溫70℃±5℃72h或升溫至90℃后，保持恒溫90℃±5℃48h直至同條件養(yǎng)護試件的抗壓強度達到設(shè)計值；再以不超過15℃/h的降溫速度降至構(gòu)件表面溫度與環(huán)境溫度之差不大于20℃的溫度范圍內(nèi)，養(yǎng)護過程的環(huán)境相對濕度應(yīng)保持在95％以上；

28、s8:拆模，制成成層式高抗力人防門扇。

29、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具備以下有益效果：

30、本發(fā)明提供的成層式高抗力人防門扇，在人防設(shè)備中性軸位置添加輕質(zhì)多孔材料夾層，形成“超高性能混凝土層—輕質(zhì)多孔材料層—超高性能混凝土層”的成層式結(jié)構(gòu)體系，該結(jié)構(gòu)具有以下有益效果：

31、(1)本發(fā)明與實心uhpc人防門扇相比，由于中間夾層為輕質(zhì)多孔材料層，且是波阻抗非常小的材料，當爆炸沖擊波由迎爆面uhpc結(jié)構(gòu)層傳遞至輕質(zhì)多孔材料層界面，此處形成反射波反射至迎爆面uhpc結(jié)構(gòu)層，而繼續(xù)傳遞給波阻抗非常小的輕質(zhì)多孔材料的壓縮波，應(yīng)力會衰減很快(應(yīng)力值與波阻抗值成正比)，在傳播至背爆面結(jié)構(gòu)層界面時，會繼續(xù)反射，由于中間層的二次反射及輕質(zhì)多孔材料大幅衰減了應(yīng)力波超壓峰值，至背爆面uhpc板爆炸超壓峰值遠小于實心uhpc板(中間過程無反射、無超壓峰值衰減)，經(jīng)計算成層式uhpc人防門扇的超壓峰值比實心uhpc板的可降低25-50％，成層式uhpc人防門扇具有更高的抗力。(經(jīng)南京理工大學抗爆試驗驗證，按此設(shè)計尺寸的5級人防門背板僅3條0.06mm以下非貫穿性裂縫，經(jīng)評估該試驗門扇具有4b級抗力承載能力)

32、經(jīng)仿真計算，本發(fā)明提供的成層式高抗力人防門扇與相同厚度傳統(tǒng)普通鋼筋混凝土人防門扇相比，本發(fā)明提供的人防門扇防護等級提高不少于2級；

33、(2)相同抗力設(shè)計要求時，本發(fā)明提供的成層式高抗力人防門扇相比于傳統(tǒng)普通鋼筋混凝土人防門扇，成層式uhpc人防門扇的質(zhì)量可降低40％以上，與傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)人防門扇相比，本發(fā)明的質(zhì)量可降低5-10％；

34、(3)本發(fā)明提供的成層式高抗力人防門扇與傳統(tǒng)普通鋼筋混凝土人防門扇和鋼結(jié)構(gòu)人防門扇相比，配置高強鋼筋的成層式uhpc人防門扇的抗破片侵徹能力提升2-6倍，以0.5kg破片、著靶速度600m/s為例，侵徹不貫穿厚度分別為：uhpc為3.8cm、普通混凝土為24.3cm、q235鋼板為8.7cm。

35、(4)本發(fā)明提供的成層式高抗力人防門扇抗中子屏蔽率不小于99.5％，γ射線的防護比例不小于為66.7％，具有優(yōu)異的抗輻射性能。