專利名稱：無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑板。更具體地，本發(fā)明描述的技術(shù)涉及無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板及 用于制造其的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由磷酸鎂形成的水泥用于許多應(yīng)用。例如，磷酸鎂水泥已用作道路的修補(bǔ) 材料。此外，磷酸鎂水泥還用于牙齒的應(yīng)用，例如牙冠。然而，目前所用的磷 酸鎂水泥在強(qiáng)放熱的化學(xué)反應(yīng)中生產(chǎn)。該反應(yīng)以非常高的反應(yīng)速率進(jìn)行。因此， 目前難以生產(chǎn)大批量的磷酸鎂水泥。
因?yàn)殡y以生產(chǎn)大量的這些水泥，同樣難以將這些水泥用于需要大量這些水 泥的應(yīng)用中。例如，在建筑工業(yè)中，目前難以(并不是不可能)用現(xiàn)有的系統(tǒng) 和方法生產(chǎn)由磷酸鎂水泥制成的建筑板(例如用于建筑外墻的板、地板板和屋 頂板)。
此外，現(xiàn)有的磷s吏鎂水泥表現(xiàn)出大的抗壓強(qiáng)度，但通常低的抗拉強(qiáng)度。因 此，這種水泥不能用于經(jīng)受大拉力的材料的應(yīng)用。例如，諸如地板板和屋頂板 的建筑板，在頂部或承受負(fù)荷側(cè)經(jīng)受大的壓負(fù)荷，而在板的相對(duì)側(cè)經(jīng)受大的拉 力。因此，因?yàn)槟壳澳軌虻玫降牧姿徭V水泥無(wú)法承受通常在地板板和屋頂板中 經(jīng)受的拉力，所以難以采用這些水泥制造地板板和/或屋頂板。盡管現(xiàn)有的水 泥能夠用于生產(chǎn)屋頂板和地板板，但為了提供足夠的抗拉強(qiáng)度，必須使用大量 的水泥。然而，隨著這些板中所用的水泥的量增加，增加了板的重量和制備板 的成本。
用于制備磷酸鎂水泥的現(xiàn)有系統(tǒng)和方法，將碎纖維合并到水泥中以提供提 高的強(qiáng)度。然而，這些纖維傾向于起到抑制裂紋的作用，為水泥提供很小的附 加的抗拉強(qiáng)度。
此外，用于該水泥的現(xiàn)有的纖維未與水泥化學(xué)結(jié)合，并且在碎纖維和周圍 的水泥之間留下空隙。這些空隙能夠降低水泥的實(shí)際強(qiáng)度，低于其可能的強(qiáng)度。
換言之，纖維的加入能夠提高水泥的強(qiáng)度，如果在纖維和水泥之間存在化學(xué)結(jié) 合，那么該提高的強(qiáng)度能夠進(jìn)一步提高。
因此，需要無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板。更具體地，需要重量輕且表現(xiàn)出提高的抗壓 及抗拉強(qiáng)度的低成本無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板。此外，需要制造無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板的系統(tǒng) 和方法。 發(fā)明概述
現(xiàn)在描述的技術(shù)提供了整體無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板。該建筑板包括第一外部構(gòu) 件、第二外部構(gòu)件和許多內(nèi)部支撐構(gòu)件。該第一和第二外部構(gòu)件與內(nèi)部支撐構(gòu) 件相連接。
現(xiàn)在描述的技術(shù)還提供了用于制造無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板的方法。該方法包括提 供許多內(nèi)部支撐構(gòu)件，并將許多內(nèi)部支撐構(gòu)件與第一和第二外部構(gòu)件相連接。
現(xiàn)在描述的技術(shù)還提供了用于制造無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第 一漿料涂布器，用于向許多纖維涂布水泥以制備第一外部構(gòu)件、第二外部構(gòu)件
和許多內(nèi)部支撐構(gòu)件；以及裝配單元，用于將許多內(nèi)部支撐構(gòu)件與所述第一和 第二外部構(gòu)件相結(jié)合。
附圖簡(jiǎn)述


圖1示出根據(jù)現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案的化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合 的無(wú)機(jī)復(fù)合物的橫斷面視圖。
圖2示出根據(jù)現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案的用于制造化學(xué)和/或 機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合物的方法的流程圖。
、圖3示出根據(jù)現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案的用于制造化學(xué)和/或 機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合物的系統(tǒng)。
圖4示出根據(jù)現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案的化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合 的無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板的橫斷面視圖。
圖5示出根據(jù)現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案的用于制造化學(xué)和/或 機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板的方法的流程圖。
圖6示出根據(jù)現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案的用于制造化學(xué)和/或 機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板的系統(tǒng)。
圖7示出根據(jù)現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案的化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合
的無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板的等軸測(cè)視圖。
圖8示出根據(jù)現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案的化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合 的無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板的俯視圖。
圖9示出根據(jù)現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案的內(nèi)部支撐構(gòu)件的等 軸測(cè):枧圖。 優(yōu)選實(shí)施方案詳述
圖1示出根據(jù)現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案的化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合
的無(wú)機(jī)復(fù)合物100的橫斷面視圖。復(fù)合物100包括水泥110和許多纖維120。
水泥110可以封裝纖維120。此外，水泥110可以與纖維120相連接。更 具體地，水泥110可以與纖維110化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合?；蛘?，水泥110可以 僅封裝部分纖維120。如下所述，未封裝的纖維120可以與其它無(wú)機(jī)復(fù)合物100 連接或者化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合。
水泥110可以包括磷酸鹽、水、金屬氧化物和填料。磷酸鹽可以包括例如 磷酸鉀(KH2P04)和/或磷酸銨。金屬氧化物可以包括一種或多種，例如氧化 鎂(MgO )、氧化鋁(A1203 )、氧化鈦(Ti02 )、氧化鐵(Fe203 )、氧化鈣(CaO) 和/或氧化銅(CuO或Cu20)。填料可以包括例如C飛灰、碳化硼、砂、硅酸 4丐或硅灰石(CaSi03)。
纖維120可以包括玄武巖、玻璃、陶瓷、金屬、碳和/或芳族聚酰胺纖維。 纖維120可以是連續(xù)的或者比由復(fù)合物100形成的物體或結(jié)構(gòu)的尺寸長(zhǎng)。此夕卜， 連續(xù)的纖維可以被制成各種形狀，例如席子。或者該纖維120可以是不連續(xù)的 或者比由復(fù)合物100形成的物體或結(jié)構(gòu)的尺寸短。不連續(xù)纖維可以包括例如碎 纖維。
圖2示出根據(jù)現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案，用于制造化學(xué)和/或 機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合物(例如圖1的化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合物100)的 方法200的流程圖。該方法200包括將磷酸鹽與水混合形成溶液210，將金 屬氧化物和填料與該溶液混合形成漿料220,向漿料230中添加纖維，然后將 漿料和纖維的結(jié)合體固化，形成復(fù)合體240。
在步驟210,可以將磷酸鹽例如磷酸鉀(KH2P04)和/或磷酸銨與水(H20 ) 混合形成溶液。更具體地，例如可以在高剪切混合器中將KH2P04與H20混合
約5到20分鐘。
在步驟220,可以將金屬氧化物如氧化鎂(MgO)、氧化鋁(A1203 )、氧 化鉤(CaO)、氧化鈦(Ti02)、氧化鐵(Fe203)和/或氧化銅(CuO或Cu20 ) 以及填料如C飛灰、碳化硼、砂、硅酸釣或硅灰石(CaSi03)與該溶液混合 形成水泥漿料。更具體地，例如可以在高剪切混合器中將MgO及C飛灰與 KH2P04溶液混合約8分鐘或者直至形成可流動(dòng)的漿料。
在步驟230,可以向漿料中添加纖維，例如玄武巖、玻璃、陶瓷、金屬、 碳和/或芳族聚酰胺纖維。更具體地，可以在間歇工藝中向漿料中添加纖維。 例如，可以將玄武巖纖維置于模具中。接著可以將漿料注入模具并覆蓋玄武巖 纖維?；蛘?，可以在連續(xù)工藝中向漿料中添加纖維。例如，可以用傳送帶輸送 玄武巖纖維。然后，漿料可以注到玄武巖纖維席上。接著，通過(guò)施加壓力使?jié){ 料浸漬纖維席。例如，如下所述，可以使?jié){料和纖維席從多個(gè)向該漿料和席子 施加壓力的輥?zhàn)又g通過(guò)。
在現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案中，如下所述，在引入漿料之前， 可以將潤(rùn)濕劑涂布于纖維，以減少纖維的表面張力。
在步驟240,可以將漿料和纖維的結(jié)合體凝固或固化以形成化學(xué)和/或機(jī)械 結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合物，例如圖1的化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合物100。例如， 可以在空氣中固化或凝固漿料。或者，例如可以在水中固化或凝固漿料。此外， 例如可以在室溫下固化或凝固漿料?；蛘?，例如，可以在升高的溫度下固化或 凝固漿料。升高的溫度可以包括高于室溫的溫度。例如，升高的溫度可以包括 約86華氏度到約110華氏度。
在現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案中，在固化之前和/或固化期間可 以向陶瓷復(fù)合物中添加一種或多種固化劑。例如，可以采用磷酸、磷酸鹽(例 如磷酸一鉀)和水溶性金屬氧化物(例如氫氧化鎂)中的一種或多種。
在現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案中，如下所述，可以在真空中執(zhí)行 一個(gè)或多個(gè)步驟210~240。
如同本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到的那樣，可以按照除以上列舉的之外的方式 執(zhí)行某些步驟，并且可以按照除以上列舉的之外的順序執(zhí)行這些步驟。
圖3示出用于制造化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合物(例如圖1的化學(xué)和/
或機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合物100)的系統(tǒng)。系統(tǒng)300包括潤(rùn)濕劑涂布器310、第 一漿料涂布器320、第二漿料涂布器330、多個(gè)輥?zhàn)?40以及傳送單元350。
在操作中，如方向箭頭360所示，纖維席在傳送單元350 (例如傳送帶) 上經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)300。該席子從潤(rùn)濕劑涂布器310的下面通過(guò)。潤(rùn)濕劑涂布器310 向席子連續(xù)地涂布潤(rùn)濕劑，例如鹽水、氫氧化鎂(Mg(0H)2)、磷酸鉀(K2HP04) 和/或其它表面活性劑。潤(rùn)濕劑涂布器310可以通過(guò)在席子上噴涂、輥涂或刷 涂潤(rùn)濕劑而將潤(rùn)濕劑涂布到席子上。通過(guò)調(diào)節(jié)席子從潤(rùn)濕劑涂布器310下面通 過(guò)的速度(即傳送單元350的速度)，和/或通過(guò)調(diào)節(jié)從潤(rùn)濕劑涂布器310中 排出潤(rùn)濕劑的速度，來(lái)改變涂布到席子上的潤(rùn)濕劑量。
接著，該席子從第一漿料涂布器320下經(jīng)過(guò)。該第一漿料涂布器320連續(xù) 地向該席子涂布陶瓷混凝土或水泥漿料，例如在圖2的第220步中所述的漿料。 該第一漿料涂布器320可以通過(guò)在席子上傾注、輥涂或刷涂漿料而將漿料涂布 到席子上。通過(guò)調(diào)節(jié)席子從第一漿料涂布器320下面通過(guò)的速度(即傳送單 元350的速度)，和/或通過(guò)調(diào)節(jié)從第一漿料涂布器320中排出漿料的速度，來(lái) 改變涂布到席子上的漿料的量。
接著，席子從多個(gè)輥?zhàn)?40之間通過(guò)。該輥?zhàn)?40包括能夠?qū)ο雍陀傻?一漿料涂布器320涂布的漿料施加壓力的圓形表面。例如，輥?zhàn)?40可以包括 成型為圓柱形的不反應(yīng)的材料。在這樣的例子中，可以按照類似于面團(tuán)碾的方 式使用輥?zhàn)?40。例如，分別以相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的一對(duì)輥?zhàn)?40能夠擠壓漿料 和席子。通過(guò)施加壓力能夠用漿料浸漬席子中的纖維。
在現(xiàn)在描述的技術(shù)的實(shí)施方案中，當(dāng)席子從第一漿料涂布器320下面及輥 子340中通過(guò)時(shí)，可以將一個(gè)或多個(gè)第一漿料涂布器320和/或輥?zhàn)?40密封 在真空中。例如，可以在真空(包括空氣壓力低于環(huán)境壓力的氣氛)中密封第 一漿料涂布器320和/或輥?zhàn)?40。在這樣的實(shí)施方案中，第一漿料涂布器320 和/或輥?zhàn)?40周圍的真空可以是局部或全部真空。當(dāng)席子的纖維用漿料浸漬 時(shí)，這樣的真空能夠輔助除去氣泡或空隙。
接著，用漿料浸漬的席子從第二漿料涂布器330下通過(guò)。第二漿料涂布器 330向席子連續(xù)涂布另外的陶瓷混凝土或水泥漿料，例如圖2的步驟220中所 述的漿料。類似于第一漿料涂布器320，第二漿料涂布器330可以通過(guò)向席子
上傾注、輥涂或刷涂漿料，而將漿料涂布到席子上。通過(guò)調(diào)節(jié)席子從第二漿料
涂布器330下面通過(guò)的速度(即傳送單元350的速度)，和/或通過(guò)調(diào)節(jié)從第 二漿料涂布器330中排出漿料的速度，可以改變涂布到席子上的漿料量。
通過(guò)第二漿料涂布器330能夠提供另外的漿料，為席子和漿料提供均勻的 厚度。在通過(guò)輥?zhàn)?40之后，席子和漿料可能具有不均勻的厚度和/或不均勻 的表面(即粗糙的表面)。通過(guò)涂布另外的漿料，最終的復(fù)合材料能夠具有 更均勻的厚度和/或表面。
接著，可以將席子和漿料結(jié)合體置于靜止的位置。換言之，席子和漿料停 止移動(dòng)(即傳送單元350停止移動(dòng))。 一旦席子和漿料結(jié)合體停止移動(dòng)，陶 乾混凝土或水泥漿料會(huì)凝固或固化。
在現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案中，在靜止以固化或凝固之前，整 個(gè)席子通過(guò)系統(tǒng)300。 一旦已經(jīng)將席子和漿料凝固或固化，就形成了化學(xué)和/ 或機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合物，例如圖1的化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合物100。 然后可以將該復(fù)合物切割成希望的長(zhǎng)度或形狀。
在現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案中，席子和漿料連續(xù)通過(guò)系統(tǒng) 300。當(dāng)席子和漿料的結(jié)合體從第二漿料涂布器330下通過(guò)時(shí)，可以將其切割 成希望的長(zhǎng)度或形狀。換言之， 一旦希望量的席子和漿料已經(jīng)通過(guò)第二漿料涂 布器330，就可以切割該席子。如上所述，可以將席子和漿料的切割部分置于 靜止的位置以固化或凝固。
在現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案中，在將席子置于靜止位置之前， 陶資混凝土或水泥漿料就可以開始固化或凝固。例如，當(dāng)陶瓷混凝土或水泥漿 料從第一和第二漿料涂布器320,330排出時(shí)，就可以開始固化或凝固?；蛘撸?例如在混合時(shí)，陶資混凝土或水泥漿料就可以開始固化或凝固。
圖4示出根據(jù)現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案，化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合 的無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板400的橫斷面視圖。板400包括第一外部構(gòu)件410、第二外 部構(gòu)件420、許多內(nèi)部支撐構(gòu)件430和隔離體440。
可以將第一外部構(gòu)件410、第二外部構(gòu)件420和內(nèi)部支撐構(gòu)件430稱作構(gòu) 件、元件、組件或構(gòu)架?？梢詫?00稱作板或片。此外，根據(jù)現(xiàn)在描述的技 術(shù)的具體實(shí)施方案的定位和功能，術(shù)語(yǔ)內(nèi)部、外部、頂部、底部、前部和后部
可以相互交換。
可以將第一外部構(gòu)件410定位為基本上平行于第二外部構(gòu)件420?？梢詫?內(nèi)部支撐構(gòu)件430設(shè)置在外部構(gòu)件410,420之間。例如，可以將支撐物430定 位為基本上垂直于建筑板400的外部構(gòu)件410,420?；蛘?，例如可以按相對(duì)于 外部構(gòu)件410,420的各種角度定位支撐物430。此外，內(nèi)部支撐構(gòu)件430可以 與第一和第二外部構(gòu)件410,420相連接。例如，支撐物430可以與建筑板400 的外部構(gòu)件410,420化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合。
外部構(gòu)件410,420和支撐物430可以包括化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合 物，例如圖1的化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合物100。然而，外部構(gòu)件410,420 和支撐物430可以包括不同的化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合物。
外部構(gòu)件410,420和支撐物430中的任意一個(gè)或多個(gè)可以包括不同厚度的 水泥和/或不同體積的纖維。例如，第一外部構(gòu)件或頂部410的標(biāo)準(zhǔn)厚度可以 是約0.25英寸(0.64厘米)。例如，第二外部構(gòu)件或底部420以及內(nèi)部支撐構(gòu) 件或構(gòu)架430的標(biāo)準(zhǔn)厚度可以是約0.25英寸(0.64厘米)或約0.5英寸(1.27 厘米)。雖然較薄的復(fù)合物可能成本更低(即用較少的材料、較快固化)，但 較厚的復(fù)合物能夠提供增加的抗壓強(qiáng)度。此外，例如，外部構(gòu)件410,420和支 撐物430中的一個(gè)或多個(gè)可以包括從約10%到約40%的纖維體積。然而，纖 維體積也可以更大或更小。雖然較大的纖維體積能夠提高復(fù)合物的抗拉強(qiáng)度， 從而提高建筑板的組件或構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度，但它也可能導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度降低。
此外，可以以不同方式形成外部構(gòu)件410,420和支撐物430中的一個(gè)或多 個(gè)(即通過(guò)不同的工藝并且在不同的條件下形成)。如上所述，通過(guò)鑄造(即 在模具中纖維上注入水泥)或者浸漬(即用輥?zhàn)訉⒗w維席浸漬水泥漿料)來(lái) 形成化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合物，例如圖1的化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī) 復(fù)合物IOO。建筑板的一個(gè)或多個(gè)元件或組件，具體地講，第一和第二外部構(gòu) 件410,420和內(nèi)部支撐構(gòu)件430可以包括通過(guò)鑄造或浸漬形成的復(fù)合物。因?yàn)?孔隙率降低(即水泥和纖維結(jié)合較好)，通過(guò)浸漬形成的復(fù)合物可能比通過(guò) 鑄造形成的復(fù)合物強(qiáng)度更大。
此外，如上所述，可以在大氣中或者在真空中形成復(fù)合物。因此，建筑板 的一個(gè)或多個(gè)元件或組件，例如外部構(gòu)件410,420和支撐物430可以包括在大
氣中或者在真空中形成的復(fù)合物。如上所述，因?yàn)榭紫堵式档?，在真空中形?的復(fù)合物可能比在大氣中形成的復(fù)合物強(qiáng)度更大。
在支撐物430之間的隔離體440可以包括例如空氣、泡沫、玻璃纖維或紙板。
化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板400可用于許多不同類型的結(jié)構(gòu)， 如居住的、商用的及工業(yè)建筑物。更具體地，該建筑板400可以包括例如居住 的、商用的及工業(yè)建筑中的墻板、屋頂板和/或地板板。此外，建筑板400可 以比常規(guī)建筑板強(qiáng)度更大(在抗拉和/或抗壓方面)，且重量輕及阻燃和/或耐火 性更好。
例如，建筑中采用的混凝土屋頂板及地板板中，板的頂部通常經(jīng)受壓負(fù)荷， 同時(shí)板的底部通常經(jīng)受拉負(fù)荷。通過(guò)將本文所述的復(fù)合物結(jié)合到地板板及屋頂 板中，由該復(fù)合物獲得了提高的抗拉強(qiáng)度，允許采用較少的總材料以獲得相當(dāng) 的抗壓及抗拉強(qiáng)度。換言之，因?yàn)楸疚乃龅膹?fù)合物在抗拉伸方面明顯強(qiáng)于現(xiàn) 有的混凝土 ，可以采用較少量的該復(fù)合物以獲得所需的類似的抗壓及抗拉強(qiáng) 度。
此外，復(fù)合水泥提高了抗拉強(qiáng)度，可以提供較輕且較便宜的建筑板。例如， 因?yàn)閺?fù)合水泥比建筑板中所用的常規(guī)水泥強(qiáng)度更大，可以用較少的該復(fù)合水泥 替換常規(guī)的水泥，而仍然提供相同或更大的抗拉和/或抗壓強(qiáng)度。因此，通過(guò) 采用較少的材料獲得相同或更大的強(qiáng)度，用復(fù)合水泥制成的建筑板的總重明顯 較輕。類似地，通過(guò)釆用較少的材料獲得相同的功能，使制備建筑板的總成本 降低。
圖7示出根據(jù)現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案，化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合 的無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板的等軸測(cè)圖。圖8示出根據(jù)現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施 方案，化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板的俯視圖。
此外，例如，可以將該復(fù)合材料用作建筑板中的垂直支撐構(gòu)件或者構(gòu)架。 圖9示出根據(jù)現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案的內(nèi)部支撐構(gòu)件的等軸測(cè) 視圖。陶瓷復(fù)合物可以用于替換鋼制垂直支撐構(gòu)件或構(gòu)架，由于該復(fù)合材料不 腐蝕(而鋼會(huì)腐蝕)并且具有提高的耐火性(高于鋼)。圖5示出根據(jù)現(xiàn)在描 述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案，用于制造圖4的化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)
合建筑結(jié)構(gòu)400的方法500的流程圖。方法500包括提供許多內(nèi)部支撐構(gòu)件 510,將內(nèi)部支撐構(gòu)件與第一外部構(gòu)件520相連接，在內(nèi)部支撐構(gòu)件530之間 設(shè)置隔離體，以及將內(nèi)部支撐構(gòu)件與第二外部構(gòu)件540相連接。
在步驟510,提供內(nèi)部支撐構(gòu)件，例如圖4的內(nèi)部支撐構(gòu)件430。例如， 支撐物可以預(yù)制?；蛘?，例如，支撐物可以與建筑板的其它組件如圖4的建筑 板400的外部構(gòu)件410,420同時(shí)制造。如上所述，支撐物可以包括化學(xué)和/或機(jī) 械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合物，例如圖1的化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合物100?？梢?采用圖2的方法200和/或圖3的系統(tǒng)300制造圖1的化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合的無(wú) 機(jī)復(fù)合物100。
在步驟520,可以將支撐物與第一外部構(gòu)件(如圖4的第一外部構(gòu)件410) 連接。更具體地，支撐物可以與第一外部構(gòu)件化學(xué)結(jié)合。例如，在制造第一外 部構(gòu)件時(shí)，可以將支撐物置于第一外部構(gòu)件的不完全固化的水泥中。更具體地， 支撐物中的一些纖維與第一外部構(gòu)件中一些不完全固化的水泥相化學(xué)結(jié)合。此 外，支撐物中 一些固化的水泥與第一外部構(gòu)件中 一些不完全固化的水泥相化學(xué) 結(jié)合。
在步驟530,可以在支撐物之間增加隔離體，例如圖4的隔離體440。例 如，隔離體可以包括空氣、泡沫、玻璃纖維或紙板。更具體地，隔離體可以包 括無(wú)支撐作用的隔離體，例如空氣或其它隔離氣體?；蛘?，隔離體可以包括有 支撐作用的隔離體，例如泡沫、玻璃纖維或紙板。如下所述，在制備及裝配期 間，有支撐作用的隔離體可以為建筑板的其它組件提供支撐作用。
在步驟540,可以將支撐物與第二外部構(gòu)件(如圖4的第二外部構(gòu)件420 ) 連接。更具體地，支撐物可以與第二外部構(gòu)件化學(xué)結(jié)合。例如，在制造第二外 部構(gòu)件時(shí)，可以將已經(jīng)與第一外部構(gòu)件相連接且其間包括隔離體的支撐物置于 第二外部構(gòu)件的不完全固化的水泥中。更具體地，支撐物中的一些纖維與第二
外部構(gòu)件中一些不完全固化的水泥化學(xué)結(jié)合。此外，支撐物中一些固化的水泥 可以與第二外部構(gòu)件中一些不完全固化的水泥化學(xué)結(jié)合。
或者，例如，可以將第二外部構(gòu)件置于已經(jīng)與底部相連接且其間包括隔離 體的支撐物之上。更具體地，支撐物中一些纖維和固化的水泥可以與第二外部 構(gòu)件中一些不完全固化的水泥化學(xué)結(jié)合。如上所述，第二外部構(gòu)件可以包括不
完全固化的水泥。
在現(xiàn)在描述的技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施方案中，板中的一個(gè)或多個(gè)組件可以作
為芯材來(lái)預(yù)制。例如，芯材可以包括支撐物(如圖4的支撐物430)以及隔離 體(如圖4的隔離體440)。預(yù)制芯材不僅可以簡(jiǎn)化制造工藝，而且還能夠減 少建筑板(如圖4的建筑板400)的制造時(shí)間和成本。
如同本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到的那樣，可以按照除以上列舉的之外的方式 執(zhí)行某些步驟，并且可以按照除以上列舉的之外的順序執(zhí)行這些步驟。
圖6示出用于制造化學(xué)和/或機(jī)械結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板如圖4的建筑板 400的系統(tǒng)600。系統(tǒng)600類似于圖3的系統(tǒng)，并且包括圖5的系統(tǒng)500的所 有元件。此外，系統(tǒng)600包括裝配單元670。即，系統(tǒng)600包括潤(rùn)濕劑涂布 器610、第一漿料涂布器620、第二漿料涂布器630、許多輥?zhàn)?40、傳送單元 650、方向箭頭660和裝配單元670。潤(rùn)濕劑涂布器610、第一和第二漿料涂布 器620,630、輥?zhàn)?40、傳送單元650以及方向箭頭660類似于圖3中它們的 對(duì)應(yīng)元件，并且描述如上。
如上所述，纖維席和水泥或混凝土漿料通過(guò)第二漿料涂布器630后(如方 向箭頭660所示)，用漿料浸漬的席子靜止以便漿料能夠凝固或固化。在漿料 不完全凝固或固化時(shí)，裝配單元670引入建筑板的其它組件。例如，當(dāng)?shù)谝煌?部構(gòu)件(例如圖4的第一外部構(gòu)件410)固化或凝固時(shí)，設(shè)置在傳送單元650 (例如傳送帶)上方的裝配單元670能夠?qū)⒁粋€(gè)或多個(gè)內(nèi)部支撐構(gòu)件(例如圖 4的支撐物430)置于第一外部構(gòu)件的不完全固化的水泥漿料中。如上所述， 使支撐物與第一外部構(gòu)件連接或化學(xué)結(jié)合。
此外，例如，當(dāng)?shù)诙獠繕?gòu)件(例如圖4的第二外部構(gòu)件420)固化或凝 固時(shí)，設(shè)置在傳送帶650上方的裝配單元670能夠把連接有第一外部構(gòu)件并且 包括其間的隔離體(例如圖4的隔離體440)的支撐物置于第二外部構(gòu)件的不 完全固化的水泥或混凝土漿料中。如上所述，使支撐物與第二外部構(gòu)件連接或 化學(xué)結(jié)合。
或者，例如，當(dāng)?shù)诙獠繕?gòu)件固化或凝固時(shí)，如上所述，設(shè)置在傳送帶同 一水平或者稍低的裝配單元670能夠保持第一外部構(gòu)件、支撐物和隔離體，同 時(shí)傳送帶650將第二外部構(gòu)件載送到建筑板的其它組件上。
如上所述，沿傳送單元650移動(dòng)時(shí)，纖維席和水泥漿料不停止為靜止，而 能夠固化或凝固。當(dāng)席子和漿料處于運(yùn)動(dòng)中時(shí)，裝配單元670能夠引入建筑板 的其它元件，例如支撐物。
裝配單元670可以是固定的或者處于運(yùn)動(dòng)中。此外，裝配單元670可以包 括用于選取、移動(dòng)和設(shè)置建筑板的各種元件的機(jī)械手或其它裝置。
在現(xiàn)在描述的技術(shù)的實(shí)施方案中，傳送單元的功能可以由裝配單元執(zhí)行。 或者，裝配單元的功能可以由傳送單元執(zhí)行。換言之，如上所述傳送和裝配的 功能可以由稱為傳送單元或裝配單元的一個(gè)單元執(zhí)行。
盡管已經(jīng)顯示和描述了本發(fā)明的具體要素、實(shí)施方案和應(yīng)用，但應(yīng)了解本 發(fā)明不受限于此，因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員具體地按照上述教導(dǎo)能夠作出改進(jìn)而不 脫離本公開的范圍。
權(quán)利要求
1.整體無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板，包括(a)第一外部構(gòu)件；(b)第二外部構(gòu)件；以及(c)許多內(nèi)部支撐構(gòu)件；其中所述第一和第二外部構(gòu)件與所述許多內(nèi)部支撐構(gòu)件整體連接。
2. 權(quán)利要求1的建筑板，其中所述無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板通過(guò)化學(xué)結(jié)合成為整
3. 權(quán)利要求l的建筑板，其中所述無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板通過(guò)機(jī)械結(jié)合成為整其中所述第一和第二外部構(gòu)件與所述許多內(nèi)部
4. 權(quán)利要求1的建筑板, 支撐構(gòu)件結(jié)合。
5. 權(quán)利要求4的建筑板, 支撐構(gòu)件化學(xué)結(jié)合。
6. 權(quán)利要求4的建筑板, 支撐構(gòu)件機(jī)械結(jié)合。
7. 權(quán)利要求1的建筑板, 合材料。
8. 權(quán)利要求7的建筑板,
9. 權(quán)利要求7的建筑板,其中所述第一和第二外部構(gòu)件與所述許多內(nèi)部其中所述第一和第二外部構(gòu)件與所述許多內(nèi)部其中所述許多內(nèi)部支撐構(gòu)件包括結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)其中所述無(wú)機(jī)復(fù)合材料被化學(xué)結(jié)合。 其中所述無(wú)機(jī)復(fù)合材料被機(jī)械結(jié)合。纖維(
10. 權(quán)利要求7的建筑板，其中所述結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合材料包括水泥和許多
11. 權(quán)利要求10的建筑板，其中所述水泥包括金屬氧化物和磷酸鹽。
12. 權(quán)利要求11的建筑板，其中所述金屬氧化物包括氧化鎂。
13. 權(quán)利要求11的建筑板，其中所述磷酸鹽包括磷酸鉀。
14. 權(quán)利要求10的建筑板，其中所述許多纖維包括纖維席。
15. 權(quán)利要求14的建筑板，其中所述纖維席包括玄武巖纖維。
16. 權(quán)利要求l的建筑板，其中所述第一外部構(gòu)件包括結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合材 料。
17. 權(quán)利要求16的建筑板，其中所述無(wú)機(jī)復(fù)合材料被化學(xué)結(jié)合。
18. 權(quán)利要求16的建筑板，其中所述無(wú)機(jī)復(fù)合材料被機(jī)械結(jié)合。
19. 權(quán)利要求16的建筑板，其中所述第二外部構(gòu)件包括結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合 材料。
20. 權(quán)利要求19的建筑板，其中所述無(wú)機(jī)復(fù)合材料被化學(xué)結(jié)合。
21. 權(quán)利要求20的建筑板，其中所述無(wú)機(jī)復(fù)合材料被機(jī)械結(jié)合。
22. 權(quán)利要求1的建筑板，進(jìn)一步包括分布在所述許多內(nèi)部支撐構(gòu)件之間 的隔離材料。
23. 權(quán)利要求22的建筑板，其中所述隔離材料包括隔離氣體。
24. 權(quán)利要求23的建筑板，其中所述隔離氣體包括空氣。
25. 權(quán)利要求22的建筑板，其中所述隔離材料是有支撐作用的。
26. 權(quán)利要求25的建筑板，其中所述有支撐作用的隔離材料包括泡沫。
27. 權(quán)利要求25的建筑板，其中所述有支撐作用的隔離材料包括紙板。
28. 用于制造整體結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板的方法，包括將許多內(nèi)部支撐構(gòu) 件與第 一外部構(gòu)件和第二外部構(gòu)件連接。
29. 權(quán)利要求28的方法，其中所述許多內(nèi)部支撐構(gòu)件與所述第一和第二 外部構(gòu)件結(jié)合。
30. 權(quán)利要求28的方法，其中所述許多內(nèi)部支撐構(gòu)件與所述第一和第二 外部構(gòu)件化學(xué)結(jié)合。
31. 權(quán)利要求28的方法，其中所述許多內(nèi)部支撐構(gòu)件與所述第一和第二 外部構(gòu)件機(jī)械結(jié)合。
32. 權(quán)利要求28的方法，其中所述許多內(nèi)部支撐構(gòu)件包括結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù) 合材料。
33. 權(quán)利要求32的方法，其中所述無(wú)機(jī)復(fù)合材料被化學(xué)結(jié)合。
34. 權(quán)利要求32的方法，其中所述無(wú)機(jī)復(fù)合材料被機(jī)械結(jié)合。
35. 權(quán)利要求28的方法，其中所述第一外部構(gòu)件包括結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合材料。
36. 權(quán)利要求35的方法，其中所述無(wú)機(jī)復(fù)合材料被化學(xué)結(jié)合。
37. 權(quán)利要求35的方法，其中所述無(wú)機(jī)復(fù)合材料被機(jī)械結(jié)合。
38. 權(quán)利要求35的方法，其中所述第二外部構(gòu)件包括結(jié)合的無(wú)^L復(fù)合材料。
39. 權(quán)利要求38的方法，其中所述無(wú)機(jī)復(fù)合材料被化學(xué)結(jié)合。
40. 權(quán)利要求38的方法，其中所述無(wú)機(jī)復(fù)合材料被機(jī)械結(jié)合。
41. 權(quán)利要求28的方法，進(jìn)一步包括分布在所述許多內(nèi)部支撐構(gòu)件之間 的隔離材料。
42. 用于制造整體結(jié)合的無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括(a) 第一漿料涂布器，用于向纖維材料涂布水泥以生產(chǎn)第一外部構(gòu)件、第 二外部構(gòu)件和許多支撐構(gòu)件的；以及(b) 裝配單元，用于使許多內(nèi)部支撐構(gòu)件與所述第一和第二外部構(gòu)件化學(xué) 結(jié)合。
43. 權(quán)利要求42的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多個(gè)輥?zhàn)樱糜谟盟嘟n所述纖 維材料以制備所述第一和第二外部構(gòu)件。
44. 權(quán)利要求42的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第二漿料涂布器，用于向所述第一 外部構(gòu)件的第一表面以及所述第二外部構(gòu)件的第二表面涂布水泥。
45. 權(quán)利要求42的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括傳送帶，用于輸送所述建筑板。
全文摘要
整體無(wú)機(jī)復(fù)合建筑板包括第一外部構(gòu)件、第二外部構(gòu)件和許多內(nèi)部支撐構(gòu)件。第一外部構(gòu)件和第二外部構(gòu)件與內(nèi)部支撐構(gòu)件整體連接。
文檔編號(hào)E04C2/288GK101351603SQ200680047284
公開日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者杰克·里格斯拜, 理查德·韋爾利 申請(qǐng)人:21世紀(jì)結(jié)構(gòu)有限責(zé)任公司