CN1184444A - 制造轻型、水泥质、三维构件的方法 - Google Patents
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Abstract
制造轻型、水泥质、三维构件如建筑镶板的方法,该法包括的步骤有:计量一定量的水、按体积计每约278升所述水计量约425公斤水泥和以40%溶液形式的约40—60克氧化铁;混合所述数量的水、所述水泥和所述氯化铁;每约278升所述水,计量约0.620—1.347公斤基本纯的粉末铝、约0.230—0.710公斤的六氟硅酸盐、约0.560—0.680公斤甲酸钙和约4—8公斤的纤维;使所述水泥、所述氯化铁和所述水的混合物,与所述粉末铝、所述六氟硅酸盐、所述甲酸钙和所述纤维合并;混合所述合并物;等待直到所述混合的合并物拱高;和制成轻型、水泥质、三维的构件。
Description
发明背景
本申请书是1993年3月25日提交的较早申请，申请号为08/036,700的部分继续申请，该申请已批准并于1995年3月14日作为U.S专利5,397,516予以公布。
发明领域
本发明涉及一种制造轻型、水泥质、三维构件，尤其是强度高、重量轻的水泥质建筑镶板的方法或工艺，本发明还涉及按本方法制造的构件或镶板。
发明概述
过去，对制作各种类型的构件，尤其是水泥质材料的镶板是已知的。这些镶板，包括建筑墙的部件和砌块，通常被用来装配形成整体结构的墙。某些由所述材料制成的镶板可由混合物制成，该混合物包括一些固体外加剂以及硅酸盐水泥和合成纤维。
本发明形式上是一种方法，发现该方法能产生重量轻而抗冲击性强的泡沫水泥。其结构是由分散在其混合物主体中的球形晶胞组成的。围绕着每一个晶胞，被加到混合物中的纤维，会导致镶板具有很强的抗弯强度特性。如下文描述的本发明方法的镶板另一重要特性在于它有很高的热阻，每英寸厚度的“R”值约3.5。另外它还有很高的隔音特性。它是极佳的挡火墙；并且它的重量轻，能制造出每立方英尺优选22-32磅的重量。此外，本发明的镶板对于基础来说是高度不渗透的。
附图的简要描述
为了更加充分地理解本发明的性质，应结合有关的附图参考下列详细的说明，附图中：
图1A是用于本发明最佳实施方案中的模型透视图；
图1B是用于本发明最佳实施方案开始装料时模型的透视图；
图1C是用于本发明最佳实施方案中混合物在模型中已拱高了的模型透视图；
图2A是采用本发明方法及混合物制成的镶板顶部边缘图；
图2B是采用本发明方法及混合物制成的镶板前视图；
图2C是采用本发明方法及混合物制成的镶板侧面边缘图；
图3是采用本发明方法及混合物制成的相邻镶板顶部边缘图，相邻镶板在构件中是用来制成墙体部件的；
图4是采用本发明方法及混合物制成的镶板构成的构件壁角部分透视图。
同样的参考数字在附图的各图中皆表示同样的部分。
最佳实施方案的详细描述
采用在下文描述的配方，当制成建筑镶板时，优选使用模型或模板12，见图1A，模型厚度约为4″-8″以便制造出的镶板宽约4英尺高约4-12英尺。在实施本方法时，在约4小时内把各成分倒入模型中，仅为模型深度一半左右的混合物14，见图1B，膨胀了原来注入体积的100％左右，见图1C，形成镶板16。模型或模板可用来制成本发明的墙镶板或建筑砌块。逐步地，进行混合物浇注的起始调整以便在浇注膨胀期完成时，建筑镶板是均匀的并且尺寸合适。
实现工艺质量的控制是相当容易的。当配方适当并且往模型加料到该模型深度基本上为一半时，见图1，这是最合适的加料。如果在完成时溢出或未充满模型，根据质量控制标准可非常容易地检测出有缺陷的镶板并将其报废。
作为进一步理解本方法的实施例，当产出一立方米的本发明水泥质混合物时，要计量一定量的水，且优选水量接近278升。另外，一旦计量出水后优选加热至25°-30℃。同样地，计量水泥约425公斤，优选1号硅酸盐水泥，尽管其它级别的硅酸盐水泥如硅酸盐2号和硅酸盐3号都能使用，另外计量按体积计为40％或按浓度计40％溶液的氯化铁约40-60克再与水混合。水、水泥和氯化铁的混合物优选在高速混合器内彼此混合约1分钟，由此形成适合的水、水泥和氯化铁的混合物。另外，在提供更轻量产品的另外实施方案中，在混合之前先往水、水泥、和氯化铁中加一些氢氧化钠。优选氢氧化钠按体积计以50％的溶液形式加入，但也可加固体、薄片状的。氢氧化钠的数量优选约5克。
其次，计量一定量的铝、硅酸盐衍生物，钙衍生物和纤维，并与预先已混合过的水泥、水和氯化铁混合。在优选实施方案中，把计量出的大约0.620公斤-1.347公斤基本上纯的，优选纯度98％的粉末铝，约0.230公斤-0.710公斤六氟硅酸盐，和约0.560-0.680公斤的甲酸钙混合。另外，还要计量出约4-8公斤的纤维并加以混合。这种优选为聚丙烯的纤维，可以是任何合成的，有机的或矿物纤维。在最佳实施方案中，所述进一步的混合将进行大约20秒。
一旦混合了完成的混合物，就可待该混合物拱高(torise)。在未拱高的混合物形成模制构件如建筑镶板时，它被浇注到模型中，优选注入模型容积的50％。一旦在模型中，通常要等待约60分钟后，混合物才能拱高，结果总体积增加100％并充满整个模型。换句话说，能注满的模型容量或多或少，所以在达到100％充满时等待的时间会相应地降低或升高。然后使已充满模型的混合物固化，优选用塑料盖住模型并通入蒸汽约2-4小时，在这之后从模型中取出已成型的镶板或使用或贮存到需要的时候。此外，模型需要的不仅是建筑镶板模型，而且还能是形成任何水泥质三维构件的任何构型的模型。
在另外一个实施方案中，先使完全的混合物拱高再将其注入挤压机中，按需要挤压机运转挤压出任何种类的三维构件。这些构件同样地能立即使用或为将来的使用贮存。
现参照图2A、2B和2C，这些图例示说明了以优选的构型或型式的镶板，可以看出镶板18和相应地在其中成形的模型是具有颇为特殊的构型。沿侧面20和22，限定了位于中心的纵向延长的U-型槽，见24和26；和沿着上表面28，限定了同样的槽30。组装时，如图3所看到的墙部件是由位置控制的两块镶板32和34组成，这两块拱高镶板彼此靠近并且钢条36放在它们的中央。然后按标有箭头的直线38和40的指示移动镶板紧靠在一起。其后，如按常规，相金属丝把铜条捆牢在中心位置时，把混凝土或其它合适的材料围绕加强条36的四周浇筑到管形空腔中。这种浇筑构成密封圈密封而钢条形成墙体的加强筋。
现参照图4，在本实例中，本发明的构件将参照构件的角壁区进行描述。在本发明的起始概述中，将会明了埋入混凝土中的构架框架，通常标为42，并由本发明的建筑镶板覆盖。
当进一步参考图4时，在混凝土板50上面，存在周边基础，未画出，优选存在周边低下的板部分，见52和54。这部分横跨约7-5/8″或约8″。在这部分下面，钢加强筋，如56与58以及60与62，被装进板的混凝土中。另外在彼此留有一定间隔向上延伸的地方，存在加强筋如64和66，组装时它们将是如上所述相邻镶板U-型槽中央的铜双头螺栓。
沿着镶板的上面边缘，排列着铜加强筋，如68和70和72与74。在壁角区，一般指定为76，如在76上所见铜筋的末端被弯曲靠近呈端接关系。优选方案是，钢筋焊接在一起，这有效地限定了埋入混凝土段中的铜加强筋的构架框架，混凝土段为水泥质镶板如图4中的78和80所复盖，优选按本发明方法制造。对于如此成形的构件内部和外部表面，可以装合适的面板如82和84，内表面是干墙而外表面是灰泥粉饰的。
代替附图所示的建筑镶板，是沿其边缘和最上面砌块的顶部具有U-型槽构型的砌块，可如上所述组装和使用。
如此，就制造三维构件，优选建筑镶板或砌块和具有埋入钢筋混凝土中钢的构架框架组装的优选配套构型镶板的方法进行了说明。发明这种类型的构件每英寸具有电阻系数R为4，响感的压力高达900磅/英寸2，抗张强度800磅/英寸2，声阻300Hz，和每立方英尺的重量低于约40磅。
尽管这些发明以实用和最佳实施方案的形式进行了描述，但可以认识到本发明的精神和范围内可以进行许多的修改，除在下列权利要求书和等效原则范围内规定的外不应加以限制。
Claims (22)
1.制造轻型、水泥质、三维构件的方法，该方法包括如下步骤：
(a)计量一定量的水；
(b)计量一定量的水泥和一定量的按体积计40％溶液形式的氯化铁；
(c)将所述一定量的水，所述水泥和所述氯化铁混合；
(d)计量一定量的铝，一定量的硅酸盐衍生物，一定量钙衍生物、和一定量的纤维；
(e)把所述水泥，所述氯化铁和所述水的混合物，与所述一定量的铝、所述一定量的硅酸盐衍生物、所述一定量的钙衍生物和所述纤维合并；
(f)使所述水泥、所述氯化铁和所述水的所述混合物与所述一定量的铝、所述一定量的硅酸盐衍生物，所述一定量的钙衍生物和所述纤维的所述混合物混合；
(g)等待至所述水泥、所述氯化铁和所述水的所述混合物与所述一定量的铝、所述一定量的硅酸盐衍生物、所述一定量的钙衍生物和所述纤维的所述混合过的混合物拱高；和
(h)由所述水泥、所述氯化铁和所述水的所述混合物与所述一定量的铝，所述一定量的硅酸盐衍生物、所述一定量的所述钙衍生物和所述纤维的所述拱高的，混合的混合物制成轻型、水泥质、三维构件。
2.权利要求1的制造轻型、水泥质、三维构件的方法，其中计量一定量铝的步骤包括计量一定量的基本上是纯的、粉末铝。
3.权利要求1的制造轻型，水泥质、三维结构件的方法，其中计量一定量的硅酸盐衍生物的步骤包括计量一定量的六氟硅酸盐。
4.权利要求1的制造轻型，水泥质，三维构件的方法，其中计量一定量的钙衍生物的步骤包括计量一定量的甲酸钙。
5.权利要求2的制造轻型，水泥质、三维构件的方法，其中计量一定量的基本上是纯的粉末、铝的步骤还包括每大约278升水计量大约0.620公斤-1.347公斤所述基本上纯的粉末铝。
6.权利要求3的制造轻型、水泥质、三维构件的方法，其中计量一定量的六氟硅酸盐的步骤还包括每大约278升的水计量0.230公斤-0.710公斤的六氟硅酸盐。
7.权利要求4的制造轻型、水泥质、三维构件的方法，其中计量一定量的所述甲酸钙的步骤还包括每大约278升水计量大约0.560-0.680公斤所述甲酸钙。
8.权利要求1的制造轻型、水泥质、三维构件的方法，其中混合所述一定量的水、所述水泥和所述氯化铁的步骤还包括计量一定量的氢氧化钠和使所述氢氧化钠与所述一定量的水、所述水泥和所述氯化铁混合的步骤。
9.制造轻型、水泥质、三维构件的方法，该方法包括如下步骤：
(a)计量一定量的水；
(b)每大约278升的所述水计量约425公斤的水泥，和大约40-60克按体积计40％溶液形式的氯化铁；
(c)混合所述一定量的水、所述水泥和所述氯化铁；
(d)每大约278升的所述水计量约0.620公斤-1.347公斤基本上纯的粉末铝，约0.230公斤-0.710公斤六氟硅酸盐，约0.560-0.680公斤甲酸钙，和约4-8公斤纤维；
(e)把所述水泥，所述氯化铁和所述水的所述混合物与所述粉末铝，所述六氟硅酸盐，所述甲酸钙和所述纤维合并；
(f)把所述水泥，所述氯化铁和所述水的所述混合物与所述粉末铝，所述六氟硅酸盐，所述甲酸钙和所述纤维的所述混合物混合；
(g)等待至所述水泥、所述氯化铁和所述水的所述混合物与所述粉末铝，所述六氟硅酸盐，所述甲酸钙和所述纤维的所述混合过的混合物拱高；和
(h)由所述水泥，所述氯化铁和所述水的所述混合物与所述粉末铝，所述六氟硅酸盐，所述甲酸钙和所述纤维的拱高过的，混合过的混合物制成轻型、水泥质、三维构件。
10.权利要求9的制造轻型、水泥质、三维构件的方法，其中由所述水泥、所述氯化铁和所述水的所述混合物与所述粉末铝，所述六氟硅酸盐，所述甲酸钙和所述纤维的所述拱高的，混合过的混合物制成轻型、水泥质、三维构件的步骤还包括把所述水泥，所述氯化铁和所述水的所述混合物与所述粉末铝，所述六氟硅酸盐，所述甲酸钙和所述纤维的所述拱高的，混合过的混合物注入挤压机中以便挤压成轻型、水泥质的三维构件。
11.权利要求9的制造轻型、水泥质、三维构件的方法，其中在等待所述水泥，所述氯化铁和所述水的所述混合物与所述粉末铝，所述六氟硅酸盐，所述甲酸钙和所述纤维的所述混合过的混合物拱高的步骤之前，是把所述水泥，所述氯化铁和所述水的所述混合物与所述粉末铝，所述六氟硅酸盐，所述甲酸钙和所述纤维的所述混合过的混合物注入模型到所述模型容量大约50％，以便在等待所述水泥，所述氯化铁和所述水的所述混合物与所述粉末铝，所述六氟硅酸盐，所述甲酸钙和所述纤维的所述混合过的混合物拱高的步骤中使所述水泥，所述氯化铁和所述水的所述混合物与所述粉末铝，所述六氟硅酸盐，所述甲酸钙和所述纤维的所述混合过的混合物拱高到原来体积约两倍，和
由所述水泥、所述氯化铁和所述水的所述混合物与所述粉末铝，所述六氟硅酸盐，所述甲酸钙和所述纤维的所述拱高的，混合过的混合物制成轻型、水泥质、三维构件的步骤还包括向在所述模型中的所述水泥，所述氯化铁和所述水的所述混合物与所述粉末铝，所述六氟硅酸盐，所述甲酸钙和所述纤维的所述拱高的，混合过的混合物通入蒸汽直到固化的步骤。
12.权利要求9的制造轻型、水泥质、三维构件的方法，其中混合所述水泥、所述氯化铁、和所述水的所述混合物与所述粉末铝、所述六氟硅酸盐、所述甲酸钙和所述纤维的所述混合物的步骤还包括混合时间为大约20秒钟。
13.权利要求12的制造轻型、水泥质、三维构件的方法，其中混合所述一定量的水、所述水泥和所述氯化铁的步骤还包括在高速下混合大约1分钟。
14.权利要求9的制造轻型、水泥质、三维构件的方法，其中计量大约4-8公斤纤维的步骤还包括计量大约4-8公斤的合成纤维。
15.权利要求14的制造轻型、水泥质、三维构件的方法，其中计量大约4-8公斤所述合成纤维的步骤包括计量大约4-8公斤的聚丙烯纤维。
16.权利要求9的制造轻型、水泥质、三维构件的方法，其中计量大约4-8公斤纤维的步骤，进一步包括计量大约4-8公斤有机纤维。
17.权利要求9的制造轻型、水泥质、三维构件的方法，其中计量大约4-8公斤纤维的步骤，进一步包括计量大约4-8公斤的矿物纤维。
18.权利要求9的制造轻型、水泥质、三维构件的方法，其中由所述水泥、所述氯化铁和所述水的所述混合物与所述粉末铝、所述六氟硅酸盐、所述甲酸钙和所述纤维的所述拱高的、混合过的混合物制成轻型、水泥质、三维构件的步骤进一步包括加入至少一种加强构件的步骤。
19.一种用于制成轻型、水泥质、三维构件的水泥质混合物，所述混合物包含：
一定量的水、一定量的水泥、一定量的氯化铁、一定量的粉末铝、一定量的六氟硅酸盐、一定量的甲酸钙和一定量的纤维。
20.权利要求19的水泥质混合物，其中所述一定量的水泥为每大约278升的水有大约425公斤水泥、和所述一定量的氯化铁为每大约278公斤的水有大约40-60克氯化铁。
21.按权利要求20的水泥质混合物，其中所述一定量的粉末铝为每大约278公斤的水有大约0.620公斤-1.347公斤粉末铝，所述一定量的六氟硅酸盐为每大约278公斤的水有大约0.230公斤-0.710公斤的六氟硅酸盐，和所述一定量的甲酸钙为每大约278公斤的水有大约0.560公斤-0.680公斤的甲酸钙。
22.权利要求19的水泥质混合物，还包含一些氢氧化钠。
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