專(zhuān)利名稱(chēng)：改進(jìn)的建筑墻板和其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)如墻，梁，大梁等類(lèi)似結(jié)構(gòu)的制造。最現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是下列主要種類(lèi)之一1.在現(xiàn)場(chǎng)或預(yù)制的木制和/或金屬框架結(jié)構(gòu)。
2.在建筑工地連接或組裝的磚混結(jié)構(gòu)，由各種材料，包括石材，磚和預(yù)制混凝土磚砌體建筑單元所組成。
3.制造或預(yù)制的混凝土板。
4.在現(xiàn)場(chǎng)澆注的混凝土結(jié)構(gòu)墻板[包括組合混凝土和絕熱材料的“三明治”結(jié)構(gòu)和磨損形系統(tǒng)(lost-formSystem)]。
5.現(xiàn)場(chǎng)澆注的向上傾斜混凝土墻。
這些系統(tǒng)需要機(jī)械的或化學(xué)的(粘結(jié))防風(fēng)層和/或防潮層，防水層和各種保溫層和隔聲層的附件，或者，如果不是危險(xiǎn)的因素，至少是環(huán)境的不安全因素，該系統(tǒng)包括防風(fēng)層和/或防潮層，防水層和各種保溫層和隔聲層作為其組成部分。例如它們通常依靠預(yù)制的棉胎(batts)或板作為隔絕和防風(fēng)防氣候用。這種棉胎或板由下面某些或所有材料構(gòu)成塑料薄板，不透水紙，鋁箔，玻璃纖維，巖棉，石油瀝青，膨脹塑料等類(lèi)似材料。它們?cè)谑┕r(shí)，需要有技巧和有經(jīng)驗(yàn)的勞動(dòng)力，還需要特殊的工具。因此，完成這些系統(tǒng)成本高，且花時(shí)間。教建造這些系統(tǒng)所需要的技巧是一昂貴的過(guò)程，往往需要幾年的教育，正規(guī)訓(xùn)練及實(shí)習(xí)。
而且，這些系統(tǒng)的許多方面對(duì)環(huán)境不利;有些甚至是有毒性的?；旧弦阅静臑橹鞯南到y(tǒng)需要采伐大片森林，這對(duì)環(huán)境是有害的，而且木材常常要用有毒的化學(xué)物質(zhì)來(lái)處理，以阻燃，減少腐朽或保護(hù)以免受蟲(chóng)的侵?jǐn)_。以熱壓養(yǎng)護(hù)過(guò)的混凝土和金屬為主的系統(tǒng)需要大量熱能用于其制造和加工，最常使用的系統(tǒng)還需要至少對(duì)某些環(huán)境有害的，常常有毒的潮濕和水蒸汽的防護(hù)和隔絕。
這些系統(tǒng)的安全性和壽命也比理想的要差。木制系統(tǒng)受到蟲(chóng)，腐朽，火和象颶風(fēng)，龍卷風(fēng)和洪水這種災(zāi)難性事件的破壞和損壞。以金屬為主，混凝土和磚混系統(tǒng)在地震時(shí)或由于土體滑動(dòng)原因，其內(nèi)部構(gòu)件接點(diǎn)常常要受到破壞。復(fù)合系統(tǒng)，如框架系統(tǒng)和大多數(shù)組合混凝土三明治，在安裝質(zhì)量上變化相當(dāng)大，如果不小心或安裝不對(duì)，就可能導(dǎo)致災(zāi)難性失敗，而且它們需要相當(dāng)大的昂貴的修理和維護(hù)費(fèi)用。
另外，除了木結(jié)構(gòu)以外，其它所有系統(tǒng)在改造或在其上增加其它東西方面是最困難的，需要相當(dāng)大的技巧和特制的工具，使得這種改造和增加昂貴。
混凝土系統(tǒng)必須或者是永久地被包圍在空間和/或一個(gè)或多個(gè)隔絕層中，如剛性的膨脹泡沫塑料，被它們罩住，或者里面包括它們，以減少穿過(guò)它們的熱或溫度的傳遞。但是，空間和隔絕材料減小了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)整體性，因?yàn)樗鼈兏淖兞私?jīng)過(guò)所給截面的抗壓和抗剪強(qiáng)度。而且，塑料不透水，最后不會(huì)與所澆混凝土自然粘接或緊密結(jié)合。結(jié)果是，除了這種系統(tǒng)被采用機(jī)械固接件或粘接劑外，它們將會(huì)分層。
結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的一個(gè)重要特性是該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量的穩(wěn)定性和可予見(jiàn)性?？捎枰?jiàn)性是由經(jīng)過(guò)在任何場(chǎng)地和任何溫度或濕度的所述條件下而建造的任何結(jié)構(gòu)墻體的所給定的截面的均勻性而產(chǎn)生的。當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)的均質(zhì)性和均勻性被改善時(shí)，這種可予見(jiàn)性會(huì)增大。木制和鋼制框架系統(tǒng)，例如，就缺乏這種可予見(jiàn)性，因?yàn)樗鼈兊膹?fù)雜性會(huì)在材料，施工質(zhì)量和工藝上的不均勻度上造成一些機(jī)會(huì)?；炷料到y(tǒng)缺乏這種均勻性和可見(jiàn)性，因?yàn)樵谠撓到y(tǒng)的材料配制中所使用的天然骨料的強(qiáng)度，孔隙率(在其混合物中影響粘結(jié))和形狀及大小，從一個(gè)來(lái)源地到另一個(gè)來(lái)源地和從一個(gè)場(chǎng)所到另一個(gè)場(chǎng)所，其變化很大。不滿(mǎn)足所需強(qiáng)度的已完工的混凝土澆注體必須被打碎或鋸掉，并移走和替換，所有這些花費(fèi)時(shí)間并且花費(fèi)錢(qián)。
另外，通常使用的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)最后顯示出自我破壞效果，這是由該系統(tǒng)所使用的不同材料和構(gòu)件的熱和濕度膨脹的不同系數(shù)而引起的。理想地，整個(gè)建筑墻體系統(tǒng)應(yīng)該有均勻的膨脹系數(shù)，從而該整個(gè)系統(tǒng)膨脹和收縮相同。
類(lèi)似地，混凝土和混凝土/塑料三明治系統(tǒng)通常不能在大致低于水的結(jié)冰點(diǎn)的溫度下生產(chǎn)。非常低的濕度也對(duì)生產(chǎn)均質(zhì)，高質(zhì)量，澆注的混凝土，及用來(lái)粘結(jié)磚混系統(tǒng)的砂漿都不利?？墒?，理想的情況是，不管其現(xiàn)行的溫度或濕度，建筑墻板系統(tǒng)應(yīng)該可以生產(chǎn)。
最后一點(diǎn)是，建筑墻體系統(tǒng)的一個(gè)越來(lái)越重要的特性是其均勻地“貯存”熱能的能力。這通常被認(rèn)為墻的熱體(thevmalmass)。在剛性泡沫塑料層之間的三明治混凝土系統(tǒng)不能提供這種熱體，因?yàn)槿髦蔚膫?cè)面隔絕了混凝土芯體，因此阻止從該結(jié)構(gòu)內(nèi)獲取熱或冷。木框架結(jié)構(gòu)的熱貯存能力低，而且由于它們的復(fù)雜性，必須將它們密封和隔絕起來(lái)，以避免由于空氣的轉(zhuǎn)移而造成的熱的損失。金屬框架結(jié)構(gòu)在其里面被隔絕起來(lái)，因此有很小或沒(méi)有熱體。大多數(shù)混凝土和磚混結(jié)構(gòu)還在其內(nèi)表面被隔絕，再一次把墻體與從結(jié)構(gòu)內(nèi)來(lái)的熱輸入隔離開(kāi)。相對(duì)較好的熱體系統(tǒng)是澆注的混凝土和/或全灌漿的磚混墻體，這種墻體僅在其內(nèi)側(cè)被隔絕。理想地，一建筑墻體系統(tǒng)應(yīng)該在同時(shí)貯存該建筑物內(nèi)的熱或冷的時(shí)候，既提供低的熱傳遞率，(又提供低的聲音傳遞率)。最好是，這樣的系統(tǒng)不需要另外使用或包括絕緣材料。
現(xiàn)在的施工和建筑貿(mào)易習(xí)慣作法和資料，及從制造商和供應(yīng)商處獲得的現(xiàn)行信息和資料都推薦將玻璃纖維加強(qiáng)水混板僅僅用作為框架結(jié)構(gòu)的殼層或飾面覆蓋層。習(xí)慣作法和資料還特別指出，在這種殼層或飾面覆蓋層上，還必須做各種修整。在習(xí)慣作法和資料中，玻璃纖維加強(qiáng)水泥板用機(jī)械的辦法被固定到木制或金屬框架件上，或固定到要連接在其上的殼層，支撐板或底層地板上。在資料和習(xí)慣作法中都認(rèn)為，一旦這樣連接起來(lái)，玻璃纖維加強(qiáng)水泥板就作為最后修整，如飾面磚，彈性材料/泡沫系統(tǒng)和特殊的飾面塑料的襯底。由于玻璃纖維加強(qiáng)水泥板多孔，且允許水的容易滲入，因此它們通常不油漆。因?yàn)楫?dāng)玻璃纖維加強(qiáng)水泥板受到集中荷載時(shí)還相當(dāng)脆，并且會(huì)在沖擊點(diǎn)或螺釘形貫入處附近破裂，因此，習(xí)慣上不用木料或其它形式的板或條邊材料來(lái)作飾面，或進(jìn)一步包蓋。當(dāng)將其插入這樣的板內(nèi)而沒(méi)有其它背襯時(shí)，機(jī)械式的固定不會(huì)好。
為了克服這些問(wèn)題，并加強(qiáng)建筑墻體的整個(gè)質(zhì)量，本發(fā)明將兩塊玻璃纖維加強(qiáng)水泥板(以后常簡(jiǎn)單地用“水泥板”表示)粘接到一厚的，保溫的，泡沫纖維水泥材料的結(jié)構(gòu)芯體上，該材料將水泥板的孔填充了，因此粘結(jié)到該水泥板上，從而形成一均勻的建筑結(jié)構(gòu)。最后的結(jié)構(gòu)，如墻，有比玻璃纖維加強(qiáng)水泥板單獨(dú)或芯體單獨(dú)時(shí)較大的抗彎強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，并且脆性較小。在澆注完后，該芯體材料填充了有孔隙特性的玻璃纖維加強(qiáng)水泥板的孔隙，從而將表面的孔覆蓋住了，將該板的小的骨料“粘結(jié)”在一起，使得板在沖擊和螺釘形貫入處附件具有強(qiáng)的抵抗開(kāi)裂和破裂的能力。
這種墻板的隔熱性是很高的，以致不再需要另外的絕熱材料。該墻體的外表面容易接收涂料，并且對(duì)空氣和水的滲透具有強(qiáng)的抵抗性。結(jié)果是，這種板不需要用石膏板或其它材料來(lái)作面飾或覆蓋來(lái)允許竣工。與下面的泡沫纖維水泥芯體結(jié)合起來(lái)，該水泥板接收和固定釘子和螺栓要比沒(méi)有粘接的玻璃纖維加強(qiáng)水泥板好得多。由于均勻，是固體，且沒(méi)有隔熱的空隙或空間，按本發(fā)明而建造的墻體還提供了各個(gè)截面上均勻的，可予見(jiàn)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。由于水泥芯體不使用礫石或大的骨料，該芯體材料可以容易地使用簡(jiǎn)單的手工工具，如鋸，刀，槽刨和鑿來(lái)成型，重新整修和制造。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一完整的，簡(jiǎn)單的和堅(jiān)固的建筑結(jié)構(gòu)，它能使成本效率高，可在現(xiàn)場(chǎng)制造大多數(shù)類(lèi)型的建筑物及其結(jié)構(gòu)和建筑構(gòu)件。
在現(xiàn)場(chǎng)成形和澆注，本發(fā)明提供了一建筑結(jié)構(gòu)，它的墻體是均勻和整體式的，通常僅由二種幾乎具有相同物理特性和膨脹系數(shù)的基本構(gòu)件所組成。如果為后面施工或安裝而不在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，則本發(fā)明另外還提供了輕型，強(qiáng)度高的建筑構(gòu)件，可以將這些建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)和施工成實(shí)際上適合任何建筑或結(jié)構(gòu)需要。
為了提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，代替依賴(lài)機(jī)械或粘接劑連接加強(qiáng)或連接構(gòu)件，本發(fā)明產(chǎn)生了一種粘結(jié)，這種粘結(jié)是由芯體材料在其流動(dòng)狀態(tài)下，移入在所有常?？色@得的水泥板中所存在的開(kāi)口孔和孔隙而產(chǎn)生的。在水泥板中的孔被填充有粒子和懸浮在芯體材料中的穩(wěn)定的蛋白質(zhì)，這些使板的強(qiáng)度和剛度得到了加強(qiáng)，并且在它們和芯體之間產(chǎn)生了堅(jiān)固而均質(zhì)的粘結(jié)。結(jié)果是一結(jié)構(gòu)均勻的復(fù)合建筑墻體或其它結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的磨損型系統(tǒng)不會(huì)在模板材料和所澆注的芯體材料之間形成這樣一種均勻的粘結(jié)。因此，它們必須依賴(lài)機(jī)械接合件來(lái)將構(gòu)件固定在一起，即使在填充材料已經(jīng)達(dá)到了最大強(qiáng)度。
本發(fā)明的另一個(gè)特征是它可以使具有相當(dāng)少的建筑技巧的個(gè)人也能建造建筑墻體和結(jié)構(gòu)，而不需要特殊的工具。
本發(fā)明的另一個(gè)特征是其環(huán)境上的善舉。該芯體最好由一泡沫纖維制成，該泡沫纖維包括2.5但尼爾，0.83″-切斷(Cut)，DupontP732的尼龍纖維(尼龍聚酰胺纖維)，Nepoor處于的穩(wěn)定水解蛋白作為泡沫劑，水，和一種水泥和/或煙囪飄塵，粘土和/或細(xì)砂的合適混合物。該混合體的準(zhǔn)確配方取決于承受設(shè)計(jì)荷載所需要的強(qiáng)度。
按照本發(fā)明而制成的墻體和結(jié)構(gòu)是相當(dāng)堅(jiān)固和耐久的。它們?cè)谕ǔ５娜紵郎囟认虏粫?huì)燃燒。因?yàn)樗鼈兊目妆欢伦×?，不?huì)提供移入的通道，所以它們還具有很高的抗空氣和水的滲透性。在一般的，上等級(jí)的使用中，它們通常不需要防水。在現(xiàn)場(chǎng)澆注的使用中，按本發(fā)明建造的建筑物的所有墻體是均勻而無(wú)縫的。即使沒(méi)有被固定到地基基礎(chǔ)上，這樣的建筑墻體，實(shí)質(zhì)上為包裹著泡沫水泥芯體的單一，堅(jiān)固的固體塊水泥板，會(huì)提供足夠大的惰性，以阻止由地面移動(dòng)，大風(fēng)和中等地震事件而引起的運(yùn)動(dòng)。如果將其適當(dāng)?shù)毓潭ǖ胶线m的地基上，則即使在強(qiáng)烈地震下，它也能有效地固定。
按照本發(fā)明而建造的墻和結(jié)構(gòu)是耐久的，而且具有與現(xiàn)澆混凝土相等的壽命，但是受到的開(kāi)裂程度要比混凝土小。予見(jiàn)在正常使用情況下，按本發(fā)明而建造的墻和其它結(jié)構(gòu)將會(huì)有至少一百年的使用壽命。
因?yàn)樗鼈兛梢杂闷胀ú牧献髯詈笱b修，所以，按照本發(fā)明而建造的建筑物，在視覺(jué)或其它方面與使用常用結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，包括木框架而建造的建筑物沒(méi)有區(qū)別。當(dāng)受到?jīng)_擊時(shí)，該墻產(chǎn)生一個(gè)與木框架墻十分相似的聲音。低的熱傳遞率使得該墻冷天感覺(jué)暖和，在熱天感覺(jué)涼快，與十分隔熱的木框架墻十分相似。
當(dāng)被養(yǎng)護(hù)時(shí)，墻體，梁，大梁，板或其它結(jié)構(gòu)的芯體的泡沫纖維水泥材料，形成一剛性，輕質(zhì)，閉合氣囊的泡沫水泥組合體，該組合體由纖維和顆粒材料構(gòu)成，它們包裹但不滲透由泡沫芯體構(gòu)件所形成的填充有空氣的空隙。在芯體中的空隙阻止熱和聲能的傳遞。包圍這些空隙的纖維/顆粒格構(gòu)貯存熱能。該產(chǎn)物是一種具有相當(dāng)隔熱和熱體特性的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了一高度可予言性。其墻體是穩(wěn)定的，小顆粒尺寸的，以土為主的材料，以及水泥，粘土或飄塵和穩(wěn)定的，水解的，以蛋白質(zhì)為主的泡沫所構(gòu)成。整個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的熱膨脹系數(shù)的最后均勻性和穩(wěn)定性增加了長(zhǎng)期的耐久性。由于它們能均勻地膨脹和收縮，因此它們比使用具有不同熱膨脹和收縮率的材料和構(gòu)件的復(fù)雜系統(tǒng)更不會(huì)開(kāi)裂或分裂開(kāi)。


圖1為按照本發(fā)明建造的一建筑結(jié)構(gòu)的平面示意圖;
圖2表示在澆注泡沫纖維水泥芯之前和其中，為了調(diào)正和支承而可以暫時(shí)將玻璃纖維加強(qiáng)水泥板連接在一起，并將它們支撐起來(lái)的方法;
圖3為按照本發(fā)明而建造的已完工的第一層墻體的剖面圖，并且表示了一混凝土基礎(chǔ);
圖4為按照本發(fā)明而建造的第一層墻體在去掉模具連接和暫時(shí)支撐的可見(jiàn)部分之前的一剖面圖，在澆注芯體材料之前和期間，這些模具連接和暫時(shí)支撐可以穩(wěn)定該系統(tǒng);
圖5為一局部剖視圖，表示外側(cè)第一層和第二層墻體之間的連接，該圖還表示將一腳手板或邊梁連接到這樣一墻體的內(nèi)側(cè)面;
圖6類(lèi)似于圖5的一局部剖視圖，但表示內(nèi)側(cè)第一層和第二層墻體，以及安裝在墻體兩側(cè)上的腳手板或邊梁;
圖7為圖5中線(xiàn)“Ⅳ”所圈范圍的放大圖;
圖8為圖6中線(xiàn)“Ⅴ”)所圈范圍的放大圖;
圖9A-C為圖7和8中所示塑料座板的正視，側(cè)視和頂視圖;
圖10A-C類(lèi)似于圖9A-C，表示一木制座板;
圖11為圖4中線(xiàn)“Ⅱ”所圈范圍的放大圖;
圖12為圖11中線(xiàn)“Ⅵ”所圈范圍的放大圖;
圖13為安裝在圖11和12中所示墻板連接裝置的剖面放大圖;
圖14為圖13中所示的有槽溝的塑料間隔件的端視圖;
圖15A-C為圖13中所示的有槽溝的塑料連接板的正視、側(cè)視和平面圖;
圖16為類(lèi)似于圖13的一連接裝置的剖面圖，該連接裝置由連結(jié)的麻繩，有槽溝的竹材或堅(jiān)韌的蘆葦和木材制造;
圖17為圖16所示的有槽溝的，竹材或蘆葦間隔件的端視圖;
圖18A-C為圖16所示的有槽溝的，木制連接板正視，側(cè)視和平面圖;
圖19表示在二塊不同大小，邊對(duì)邊的玻璃纖維加強(qiáng)水泥板中的孔的型式，這些孔是用來(lái)在安裝這些板時(shí)穿過(guò)連接裝置用;
圖20表示準(zhǔn)備運(yùn)輸和貯存的一組十二塊水泥板;
圖21為橫截面視圖，表示將連接裝置穿過(guò)一對(duì)玻璃纖維加強(qiáng)水泥板中的孔這一過(guò)程中的第一步，所示的玻璃纖維加強(qiáng)水泥板是一對(duì)，并垂直立在地面上，它們的短邊豎向布置;
圖22為該墻體安裝過(guò)程中將墻板移到頂面的第二步的剖面視圖，下面是一個(gè)典型的連續(xù)式，帶有槽溝的地基基礎(chǔ)，所說(shuō)的墻板與圖21所示的玻璃纖維加強(qiáng)水泥板相同，現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)了90°，所以它們的長(zhǎng)邊豎向布置;
圖23為由玻璃纖維加強(qiáng)水泥板形成的墻體的剖視圖，該圖表示了就位后的所有連續(xù)裝置，任意第二層，連系梁和桁架連接金屬附件，但沒(méi)有邊或角支撐，該整個(gè)裝置被插入其地基基礎(chǔ)的連續(xù)槽溝中，并準(zhǔn)備澆注泡沫纖維水泥芯體材料;
圖24為安裝好的一套玻璃纖維加強(qiáng)水泥板的平面圖，這些板被連接在一起，被適當(dāng)?shù)刂沃?，?zhǔn)備澆注泡沫纖維水泥芯體材料;
圖25為圖24中線(xiàn)“Ⅶ”所圈范圍的放大平面圖;
圖26為圖25中線(xiàn)“Ⅷ”所圈范圍的放大平面圖;
圖27為按照本發(fā)明建造的上下墻體之間連接的放大局部剖視圖，表示用豎向鋼銷(xiāo)加固該連接的方法;
圖28為圖4中線(xiàn)“Ⅲ”圈定的連續(xù)式槽溝混凝土基礎(chǔ)的放大局部剖視圖，表示怎樣將整個(gè)墻體的底部固定進(jìn)槽溝內(nèi);
圖29類(lèi)似于圖28，表示可以將墻體固定并錨住在壓實(shí)土中所形成的壕溝內(nèi)的方法;
圖30為在澆注泡沫纖維水泥芯體材料之前，為門(mén)，窗和其它洞口形成墻體灌入的另一種方式的正視圖;
圖31為圖3中線(xiàn)“Ⅰ”圈定范圍的放大剖視圖;
圖32表示根據(jù)本發(fā)明所建造的一疊合梁或大梁的剖視圖;
圖33描繪了泡沫纖維水泥芯體的放大了的顯微鏡下的橫截面圖，表示這些材料之間是怎樣相互聯(lián)系，并形成一種將固體和泡沫的特性結(jié)合成一均勻，整體連接的固體結(jié)構(gòu)材料的混合物;
圖34系統(tǒng)地表示了引起泡沫纖維水泥芯體材料中的旦白質(zhì)液體和細(xì)小顆粒移入玻璃纖維加強(qiáng)水泥板的孔隙和間隙中，形成其抗剪強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度都比單一成分材料要高的這樣一種均質(zhì)連結(jié)的整體結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D1和圖2，一建筑結(jié)構(gòu)2有許多內(nèi)外墻體6，4，這些墻體可以由不要特殊工具和技能的一個(gè)或二個(gè)工人，通過(guò)將玻璃纖維加強(qiáng)水泥板8的護(hù)墻板安裝起來(lái)，變成一個(gè)永久模板，在其內(nèi)澆注泡沫纖維水泥，以形成一芯體10來(lái)建造。輕型水泥板不需要任何如吊車(chē)或起重機(jī)這樣一些起重設(shè)備來(lái)將它們安裝就位。水泥板8的下端位于一連續(xù)的槽溝或槽12內(nèi)，該槽溝或槽是澆注地基基礎(chǔ)，基礎(chǔ)板或壩墻內(nèi)的，或是在壓實(shí)土中挖掘或采用其它辦法形成的，圖1和2描述了一種典型斜撐14，該斜撐14用來(lái)支撐墻板，直到該芯體被澆注完并養(yǎng)護(hù)好為止。
圖1表示了幾種臨時(shí)支撐，支柱27和31根據(jù)該結(jié)構(gòu)的建筑學(xué)的需要而被分開(kāi)了。通常其中心到中心的間距不小于4英尺。另外，在所有板與板的連接點(diǎn)及所有內(nèi)側(cè)和外側(cè)角處都布置有一個(gè)支柱。這些支柱上按一定間隔都鉆有孔，以穿過(guò)連接裝置3，這在下面將要作更全面的討論。
由于將支柱靠在板的豎向連接處，因此，對(duì)于用來(lái)填縫，密封或閉封，使其形成相互接合的特殊抗?jié)B漏設(shè)備的需要就省去了。斜支撐14將支柱支撐和鎖住在其位置上，當(dāng)它們是由木料制成時(shí)，可以將它們釘在，用螺栓擰在或鉸接在支柱上。將斜撐的底端安裝在其位置上，并用任何方便的方式，如用混凝土釘29打入土內(nèi)而將其固定。另外，可以用市場(chǎng)上可買(mǎi)到的“拋擲器”(Kicker)或甚至用鉸鏈(圖上未表示)來(lái)將斜支撐釘?shù)?，螺栓擰到或用其它方式固定到木制或混凝土樓面上。一旦泡沫纖維水泥芯體材料凝固了，就將支撐去掉，該結(jié)構(gòu)墻體即將建成。
圖2表示已建成的，按照本發(fā)明而建造的單層墻體1的橫截面，該墻體1由永久連結(jié)到一芯體10上的二塊玻璃纖維加強(qiáng)水泥板8而建成的。這些板起初用墻體連接裝置3固定在一起，這些連接裝置一致起作用。并且對(duì)斜撐起補(bǔ)充作用。在芯體凝固后，將墻體表面以下的連接裝置剪去，在其上進(jìn)行粉飾，則該墻體已經(jīng)準(zhǔn)備好油漆或完成其它最后工作。墻體被永久地安裝在一基礎(chǔ)上的連續(xù)槽溝12內(nèi)，最好還用豎向加強(qiáng)桿16將其固定到基礎(chǔ)上(如圖3所示)，這些加強(qiáng)桿16通常間隔中心距離不超過(guò)16英寸。在澆注芯體過(guò)程中，未凝固的泡沫纖維水泥材料的流體靜壓力使水泥板對(duì)縫隙12的側(cè)邊有編向壓，因此避免了滲漏。并且將墻體的基礎(chǔ)牢固地固定在其位置上。以前通常需要的防滲漏密封帶或類(lèi)似物因此不需要了。
按照本發(fā)明而建成的墻體18如圖4所示，在該圖中表示了連接裝置3在其凸示端被剪掉之前的情況。
參照?qǐng)D5-10C，為了將樓板連接到墻體上，本發(fā)明將水平腳手板或邊梁20布置在內(nèi)承座墻的周邊處。對(duì)于第一層樓板，這種水平腳手板或邊梁20將通常布置在設(shè)計(jì)標(biāo)高以上的2英尺處，對(duì)于上面的樓層，腳手板在樓板與樓板交叉處被連接，一般在結(jié)構(gòu)墻體的最薄弱點(diǎn)。圖5表示在一外墻4上完成這一施工的方法，即在墻體澆注之前使用位于玻璃纖維加強(qiáng)水泥板之間的金屬埋件。
對(duì)于上面的樓層，除了最上面的一層外，要在其它各層的墻體頂面澆注一連續(xù)槽22，該槽22的作用類(lèi)似于第一層墻的基礎(chǔ)上的連續(xù)槽溝(圖5-10C中未表示)。為了對(duì)樓層與樓層墻連接提供附加的安全性，將8英尺長(zhǎng)的鋼加強(qiáng)桿24，在中心處一般得16英寸，中的4英尺長(zhǎng)，在下層墻體中的泡沫纖維水泥未凝固之前，插入該水泥塊中，以形成豎向銷(xiāo)來(lái)可靠的連接上下墻體。
圖6中所示的內(nèi)建筑墻體6之間的樓面需要水平腳手梁或邊梁20，這些腳手梁或邊梁20被布置在墻體的兩側(cè)上。
正如在圖7中可以最清楚地看到的一樣?？拷露?，連接裝置3被布置在緊靠上下墻體之間的連接或結(jié)合線(xiàn)23的上面和下面。豎銷(xiāo)24使這種連接堅(jiān)固了?？v向加強(qiáng)桿26，一根靠近下墻的頂面，剛好在連續(xù)槽22的下面，另一根靠近上墻的下端，剛好在該槽22的上面。加強(qiáng)和形成了一連續(xù)的結(jié)合梁或地震箍。桿26最好在上下墻體的相對(duì)端的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。并用鋼連接線(xiàn)將它們連接在一起，使其具有24英寸的最少塔接長(zhǎng)度和不小于12英寸的連接長(zhǎng)度。將塑料連接座板30固定到下墻的玻璃纖維加強(qiáng)水泥板斷面上，這種固定可以采用防銹的自攻螺釘(未表示)來(lái)完成。這種自攻螺釘具有平的喇叭型頭，直徑不小于3/8″，適合于在玻璃纖維加強(qiáng)水泥板上使用，以將這些板連接結(jié)到木制或金屬構(gòu)架上，這些座板包括有孔28，縱向桿26穿過(guò)這些孔。
在將所有座板30安裝好后，穿過(guò)水泥板的兩表面鉆一些孔，以讓螺栓32穿過(guò)去，這些螺栓32伸過(guò)這些孔，并且從座板相應(yīng)的橫孔34(圖9c所示)中凸伸出來(lái)，螺栓32從墻體向外伸出一段長(zhǎng)度，這段長(zhǎng)度等于六角螺母36，平墊片38，腳手梁或邊梁20以及可能要使用的任何銷(xiāo)緊墊片(未表示)的厚度之和。為了使穿過(guò)該系統(tǒng)的熱傳遞變的最小，螺栓32的內(nèi)端應(yīng)該盡可能與外墻皮相隔遠(yuǎn)一點(diǎn)，座板30包括二個(gè)長(zhǎng)方形孔40，在澆注完以后，這些孔完全填充有芯體材料。以提供該座板與墻體系統(tǒng)的好的粘結(jié)。
座板30可以由木料制造，如圖10所示，為了避免木料開(kāi)裂，并提供足夠的強(qiáng)度，可以用如圖10A-C所示的單個(gè)園形孔42來(lái)取代二個(gè)長(zhǎng)方形孔40(圖9A-C所示)。
圖8描述了一內(nèi)墻6的上下段44、46之間的連接，一腳手梁或邊梁20被布置在已經(jīng)完工的墻體的兩側(cè)。在這種情況下，鋼螺栓48完全伸過(guò)墻體，允許連接第二個(gè)六角螺母32，第二個(gè)平墊片38，和第二根腳手梁或邊梁20。連系梁加強(qiáng)桿26如圖7所示，在圖7上還表示了座板30和在澆注以后填有芯體混合材料開(kāi)口40。
將通過(guò)建筑物墻體的熱傳遞減少到最低點(diǎn)是本發(fā)明的一個(gè)重要特性。鑒于這一原因，因此墻體系統(tǒng)的連接裝置和就位的構(gòu)件都是由不容易貯存或傳遞熱能的材料制成。所以，圖9A-C所示的座板30由塑料制造。圖10所示的座板由木料制造。這兩種材料具有低的熱傳導(dǎo)率。
在可以澆注泡沫纖維水泥芯體材料前，必須將水泥板8安裝和在支撐在其合適的位置上。用于窗、門(mén)等類(lèi)似孔洞的墻體貫入可以在填充之前從板上切割出來(lái)，或者也可以在填充材料凝固后再切割。現(xiàn)在比較喜歡在芯體材料澆注并凝固后再?gòu)膲w中將它們切割出來(lái)。因?yàn)樵谛倔w凝固后，墻體容易接受釘子和螺釘型固定件，可以將門(mén)和窗框及套直接連接到這樣形成的未修整的孔洞內(nèi)。
也可以如圖30所示，在玻璃纖維加強(qiáng)水泥板8被安裝之后，在該板8上切割出粗糙的門(mén)和窗孔洞。這可以采用一劃痕刀來(lái)完成。然后這些孔洞用固體木料或金屬構(gòu)架材料54，沿著它們的內(nèi)邊“框架”起來(lái)。如圖30中虛線(xiàn)所示，將這些框架材料放好，以便它們完全處于水泥板8內(nèi)，它們的外邊與孔洞邊平齊。如果門(mén)窗需要橫梁(未分開(kāi)表示)，則在安裝框架之前應(yīng)將橫梁(header)安裝在孔洞上面的位置上。用適合于將水泥板連接到框上的螺釘(未表示)來(lái)將框架(和橫梁，如果使用的話(huà))固定到水泥板上。所使用的螺釘應(yīng)該特殊處理過(guò)，以防止生銹。并且有至少1-1/4″長(zhǎng)，有一個(gè)其直徑不小于3/8″的偏平的喇叭型頭。螺釘與螺釘?shù)闹行拈g距不應(yīng)小于16英寸，而且，螺釘頭應(yīng)該與板的表面平齊?；蛏晕歼M(jìn)去一點(diǎn)。通過(guò)用金屬或塑料清水墻角壓條來(lái)處理孔洞邊，可以提供附加的強(qiáng)度。在應(yīng)用臨時(shí)支撐之前，內(nèi)外角也最好裝有金屬或塑料清水墻角壓條。
暫時(shí)參見(jiàn)圖11，連接裝置3將水泥板8固定在一起，直到芯體10凝固并且已經(jīng)與板緊密地粘結(jié)在一起為止。
現(xiàn)在參照?qǐng)D12-18c，連接裝置3由一個(gè)塑料的“栓在繩上的珠”的拉桿56，一個(gè)放在水泥板8之間的有槽溝或長(zhǎng)槽型的間隔件58，以及緊靠墻板的外表面平放置的連接板60所組成。水泥板上鉆有合適的孔，以便拉桿56能穿過(guò)該板。在澆注完以些拉桿上。將板的外側(cè)上的帶有槽溝的連接板60朝拉桿上推，直到它們很緊了，并且使整個(gè)連接裝置移進(jìn)其最終位置，從而使板的豎向邊略微與相鄰的，以前安裝好的板或墻段的邊隔開(kāi)，在它們之間形成一間隙。
圖23表示完全裝配好的板8，準(zhǔn)備填充泡沫纖維水泥芯體材料。如果在第一層上還要設(shè)置另外一層或多層，則要將座板30用螺栓擰在該裝置的頂部的位置上。如果要澆注單層，仍然要將座板布置在圖示板的頂部。然后使露出的座板頂面來(lái)形成后加結(jié)構(gòu)屋頂系統(tǒng)構(gòu)件(未表示)的錨固件。當(dāng)使用座板時(shí)，這時(shí)可以放置一根或二根水平加強(qiáng)桿26(從圖7和8可最清楚的看出)。圖23的頂部的虛線(xiàn)表示該處可以后放置水泥板，以構(gòu)成上層的墻。
參照?qǐng)D24，然后在所有板對(duì)板的接點(diǎn)處，在所有角內(nèi)，在內(nèi)外側(cè)都設(shè)置臨時(shí)支撐。這包括豎向支撐74，斜撐76和適當(dāng)?shù)腻^固桿或模板釘78(如打入地面)。
參照?qǐng)D25和26，豎向支撐74包括由斜撐76支撐的板條，這些板條還被鉆有孔，以穿過(guò)連接裝置3。穿過(guò)豎向板條的連接裝置孔最好在(豎向上)以與穿過(guò)玻璃纖維加強(qiáng)水泥板8上的拉桿孔70相同的間距而間隔。圖26描繪了豎向板條貼近并封閉板與板之間的接縫，以避免未凝固的芯體填充材料的滲漏的方法，在澆注芯體填充材料時(shí)，在板之間的狹窄空間80將會(huì)被這種材料填實(shí)，該材料會(huì)將相鄰的水泥板邊粘結(jié)在一起。在拆掉拉桿和板條以后，會(huì)有一光滑的表面。從而減少了對(duì)節(jié)點(diǎn)處理、修補(bǔ)及填充的需要。
圖26描述了水泥板8在帶有槽溝的間隔件58和豎向板條74之間被“擠壓”的方法。塑料連接裝置3將該裝置固定在其后，該連接裝置3的拉桿56和間隔件60被埋在凝固的芯體材料內(nèi)。
所有連接裝置3的各部件，即拉桿56，間隔件58和連接板60，在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中都是由塑料制成的。塑料不相當(dāng)貴，在環(huán)境方面也是良好的，而且能容易形成所需要的形狀。因?yàn)槔瓧U56和間隔件58保留在完工的墻體內(nèi)。它們具有前面提到的所需要的低的熱傳遞特性。而且，如圖15A-C所清楚的表示的，連接板60包括一槽口61，它在槽口61的縱向方向上逐漸變細(xì)，以允許通過(guò)將該連接板沿著水泥板推進(jìn)去而拉緊拉桿56，直到拉桿56變的相當(dāng)緊了，從而將兩塊水泥板8緊緊地貼到間隔件58的兩端。
在遠(yuǎn)處，可能需要由不貴的、容易得到的自然材料。如木料、麻繩，竹材或一段堅(jiān)韌的蘆葦所形成的連接裝置3的各部件舉幾個(gè)例子。這樣一種系統(tǒng)如圖16所示，它很類(lèi)似于圖13在這一實(shí)施例中，拉桿62是由一段麻繩構(gòu)成的，小心地打結(jié)，從而使得二個(gè)結(jié)64之間的距離等于墻體的厚度加上楔塊形，且有槽口的木制連接板66的厚度。槽溝型間隔件68由一段竹材或蘆葦制成，其長(zhǎng)度等于所需要的墻體厚度。小于兩玻璃纖維加強(qiáng)水泥板的厚度之和。帶槽口的連接板66由木料制成。被做成一個(gè)楔形，并且包括一槽口61，類(lèi)似于圖15A-C所示的連接板60。
參照?qǐng)D19和20，根據(jù)本發(fā)明建造的外墻或內(nèi)墻4、6從定位和鉆孔70穿過(guò)水泥板8開(kāi)始。現(xiàn)在兩種常用尺寸(4×8和3×8英尺)的所設(shè)計(jì)的外墻玻璃纖維加強(qiáng)水泥板在市場(chǎng)上可以買(mǎi)到(圖19)這種板通常以堆，叫“組”運(yùn)輸，每一組為12或24塊板，平放在支座71上，圖20表示一組十二塊板，當(dāng)這樣堆放時(shí)，就可以將需要布置連接裝置的位置作上標(biāo)記，然后鉆孔70穿過(guò)整個(gè)該組。雖然孔的形成可以改變，但它們的中心距離通常間隔不小于12英寸，對(duì)于重復(fù)或大量情況，這些孔可以在帶有予先適當(dāng)調(diào)整的鉆頭的多頭鉆床下(未表示)一次鉆成。
一旦孔70被鉆好后，最好施加薄的以膠乳作為基層清水墻的保護(hù)層的單一的涂沫層，使板8密封，某些水泥板8的一面比另一面要光滑。在這種情況下，應(yīng)該將保護(hù)層放到較光滑的表面上。以這一方式保護(hù)板會(huì)將其孔基本上填充起來(lái)。以至可以達(dá)到最后將變成墻體的外表面。以后所澆注的泡沫纖維水泥芯體填料會(huì)滲透充填到板的內(nèi)表面(面向芯體10)。沒(méi)有凝固的(可流動(dòng)的)芯體填充材料中的顆粒和蛋白質(zhì)材料移入水泥板內(nèi)。我們已經(jīng)觀察到，當(dāng)板的外表面預(yù)先密封保護(hù)起來(lái)時(shí)，這種填充材料移入板內(nèi)會(huì)得到加強(qiáng)。同時(shí)，外層板表面的孔隙率的減少防止了這種填充材料的過(guò)快移入，如果過(guò)快移入這種情況發(fā)生，填充材料能引起澆注的，仍然沒(méi)有凝固的芯體填充材料中的泡沫孔隙結(jié)構(gòu)部分破壞。
參照?qǐng)D21-23，在密封保護(hù)層已經(jīng)干了以后，將水泥板8成對(duì)地，背靠背，使它們的被密封保護(hù)表面朝外地放置，并將連接裝置孔70對(duì)齊。將拉桿56(或62)插入板的僅上半部分，此刻，對(duì)齊的孔70內(nèi)。這一工序最好是在將水泥板的長(zhǎng)邊水平地放置在樓面72上，將它們的短邊豎向放置來(lái)完成。
下一步就是將水泥板8旋轉(zhuǎn)90°，從而它們的長(zhǎng)邊豎向放置，如圖22所見(jiàn)，將基礎(chǔ)的頂上的水泥板平行于澆注槽溝12。將該板稍微分開(kāi)一點(diǎn)，并且放入有向上凸出的加強(qiáng)桿16的槽溝內(nèi)，從而使得加強(qiáng)桿16位于板之間的空腔內(nèi)。然后將拉桿56穿過(guò)板下部的仍保留的孔70內(nèi)。將帶有槽溝的間隔件58放在這位置上。在板邊之間的小的間隙80在圖26中可容易看見(jiàn)，該間隙80填充有從泡沫纖維芯體來(lái)的材料，并且將這些板邊粘結(jié)在一起。
本發(fā)明的重要方面是所給定的墻和地面?；A(chǔ)或在其上下的墻體之間所形成的堅(jiān)固的抗震連接。這主要是通過(guò)將墻體鎖住進(jìn)連續(xù)槽溝或槽口而實(shí)現(xiàn)的。在圖27中，在下部墻體頂部上形成的連續(xù)槽溝22的邊接收從上層墻下來(lái)的相應(yīng)的凸部82，并且在凝固后將其相互粘結(jié)起來(lái)。豎向鋼桿24提供了附加的強(qiáng)度。
圖28所示在地基基礎(chǔ)，地基板或在地基壩墻中的連續(xù)槽溝12錨固墻體的方法。豎向桿24被彎折了90°，以將它們鎖住在基礎(chǔ)內(nèi)。對(duì)于壩墻(stem Walls)，其頂面形成有連續(xù)槽溝(未表示)，豎向桿保持是直的。
圖29表示可以在壕溝84上形成墻體的方法，在所形成的墻體中有一系列豎桿24被埋入壓實(shí)的土86中。這些豎桿可以被打入其位置，或者用水泥將它們灌注入已鉆的孔內(nèi)。
在這些實(shí)施例的每一個(gè)中，在澆注芯體填充材料之前或期中，壕溝84或連續(xù)槽溝12，22將豎向墻板8就位，消除了對(duì)特殊設(shè)施的需要。在澆注時(shí)，連續(xù)槽溝或壕溝還阻止了該填充材料的滲漏，這是因?yàn)橛砂逯g的材料所產(chǎn)生的壓力及其重量牢牢地將板壓靠在槽溝或壕溝的側(cè)邊上，從而阻止了滲漏。這消除了對(duì)密封墊和密封膠的要求。最后，在強(qiáng)烈地震發(fā)生過(guò)程中或在強(qiáng)風(fēng)中，壕溝或槽溝會(huì)使墻體保持不移動(dòng)。
在將泡沫纖維水泥芯體材料澆注完并有時(shí)間凝固后，則該墻體已準(zhǔn)備完成。第一步，去掉臨時(shí)支撐。第二步就是去掉連接板60(或66)，如圖31中所圖解的。現(xiàn)在，使用一個(gè)錘子從連接裝置3凸出處使水泥板8的表面起微凹。一錘擊可形成通常足夠的，小的凹陷88。使用剪刀，鑿子或一對(duì)端切割的器械，在該凹陷的最深部分將拉桿56(或62)切割或鉗斷掉。然后用與填充灰泥板清水墻體中的細(xì)螺栓或釘子頭和凹陷的相同方法，將這些凹陷填平至與墻體表面齊平。填料應(yīng)該是由水泥板制造者同意的用于那一目的一種材料。現(xiàn)在墻板可準(zhǔn)備油漆或其它修整。
盡管腳手梁或邊梁20已經(jīng)被充分地描述過(guò)是由木料制成的，但是，象這樣一些結(jié)構(gòu)構(gòu)件還可以用本發(fā)明的方法制成。圖32表示了一根用這種方法制成的梁90。通過(guò)用來(lái)填充墻體空腔的相同的泡沫纖維水泥芯體材料的填充物92，將3塊玻璃纖維加強(qiáng)水泥板8粘結(jié)在一起。這種梁和類(lèi)似結(jié)構(gòu)可以被做成所需要的許多層，以制成所需強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)梁，大梁和形狀。也可以在墻體空腔內(nèi)，在需要增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度(未表示)的區(qū)域上，插入玻璃纖維加強(qiáng)水泥板的附加層?？墒牵瑧?yīng)該注意保證在這些附加層之間它們本身之間，以及在它們和外墻板壁之間保持一恒定距離，以便為填充材料進(jìn)入和粘結(jié)到所有表面提供一足夠大的空間。
按照本發(fā)明而建造的墻體和結(jié)構(gòu)的優(yōu)良結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，產(chǎn)生于在設(shè)計(jì)的混合物中的尼龍纖維，蛋白質(zhì)和水泡沫，顆粒之間的緊密粘結(jié)，以及這些材料移入玻璃纖維加強(qiáng)水泥板中的骨料和玻璃纖維粗紗之間的空隙。圖33是一張小比例放大圖，它示意地描述了在水泥板表面這一情況發(fā)生的方式。氣囊94是小的空氣泡，其表面張力由以蛋白質(zhì)為主的Neopor牌泡沫劑維持。包圍氣囊94的是被包括在其混合物中的任何材料的顆粒。通常，這些顆粒是帶有或不帶有一定粘土和煙囪飄塵的Ⅱ型波特蘭水泥。也可以使用粘土/飄塵混合物和水泥/飄塵混合物。許多相當(dāng)短的纖維96纏繞和包住該氣囊，而不是刺穿該氣囊，因此，形成了一個(gè)網(wǎng)格狀的格構(gòu)，該格構(gòu)大大地增加了該芯體的強(qiáng)度。靜水壓力強(qiáng)迫這些材料壓向水泥板的多孔表面，并使它們移入該板內(nèi)。在芯體填充材料中的顆粒和蛋白質(zhì)材料包圍水泥板中的砂粒，膨脹頁(yè)巖和其它骨料98，并且逐漸將它們之間的開(kāi)口孔和通道填滿(mǎn)。
圖34更詳細(xì)地描述了這一過(guò)程。水泥板8形成區(qū)100和102，顯示大多數(shù)材料移入該板內(nèi)和最大密度的芯體填充材料。在區(qū)100中，芯體填充材料僅僅部分滲透進(jìn)了水泥板。在區(qū)102中，該填充材料的靜水壓力引起某些由泡沫所形成的氣囊破壞，釋放出它們的空氣，并允許所包圍的填充材料將其液體和顆粒材料流進(jìn)水泥板的孔隙和空隙中。當(dāng)這些孔隙和空隙開(kāi)始填充時(shí)，它們逐漸閉合，并且很少的顆粒和液體能夠移過(guò)它們。當(dāng)該混合物凝固和干燥時(shí)，這種流動(dòng)減小，且最后停止了。
在這些移入通道被封閉之前，某些細(xì)的，2.5登尼爾的纖維被迫部分地進(jìn)入該水泥板。由于沿水泥板表面的這種泡沫的破壞的結(jié)果，在102區(qū)域中的材料的密實(shí)度及粘結(jié)的強(qiáng)度都是最高的。區(qū)104是泡沫纖維水泥芯體10的主體。在這一芯體范圍內(nèi)，其密實(shí)度要比在板/芯體交界處稍微低一些，因此減小了該材料傳遞熱能和聲能的能力。箭頭106表示芯體材料流入水泥板8的方向。
應(yīng)該將泡沫纖維芯體填充材料適當(dāng)混合，以便它們具有類(lèi)似于扁平糊狀物一樣的稠度。它應(yīng)該具有很好的流動(dòng)性，以便容許它容易地進(jìn)入由隔開(kāi)的水泥板所形成的每一部分空腔;該材料應(yīng)該能夠在該空腔內(nèi)無(wú)阻礙地流動(dòng)，直到該填充材料已經(jīng)達(dá)到板的頂部。由于泡沫纖維具有這樣高的可流動(dòng)性，則在墻的頂部就不需要任何樣板括平。如果要在墻的頂部形成連續(xù)槽口，則應(yīng)該在澆注開(kāi)始前將它們阻止住?？梢杂靡粯?biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)的，圬工灌漿泵的辦法將該泡沫纖維用泵送入所形成的結(jié)構(gòu)中，并且可用該泵送設(shè)備的可能最高的工作速率來(lái)澆注該泡沫纖維。泵軟管的出口端應(yīng)該旋轉(zhuǎn)在模板的底部，并在澆注時(shí)隨著填充材料水平面的升高而逐漸向上升。該泡沫纖維水泥芯體填充材料可以在130°F以下和-25°F以上的任何溫度下澆灌。
泡沫纖維混合物的設(shè)計(jì)應(yīng)該采用實(shí)驗(yàn)室作試驗(yàn)的辦法，以提供在7天時(shí)其抗壓強(qiáng)度每平方英寸不小于35磅。下面的表1表示一典型的混合物的設(shè)計(jì)，它最好用于單層建筑，該設(shè)計(jì)生產(chǎn)出一種具有所需性能的墻體芯體填充材料。
表125PCF混合物-1立方碼材料 數(shù)量水泥(磅) 505.0水(加侖) 21.7泡沫(加侖) 161.0在泡沫中的水(加侖) 12.4在泡沫中的Neopor*(加侖) 0.3Dupont公司的P732,0.83"尼龍纖維(磅) 1.0＊Neopor是一種特別有用的泡沫劑的商標(biāo)，它可以從位于美國(guó)科羅拉多州的Vail地的Neopor公司買(mǎi)到。
混合物應(yīng)該按制造商的推薦進(jìn)行配制。一般情況下，飲用水對(duì)Neopor泡沫劑的體積比應(yīng)該在40∶1左右。所配好的泡沫對(duì)泡沫劑混合物的膨脹比應(yīng)該保持在13.3∶1和15.5∶1之間。Neopor泡沫必須質(zhì)量均勻，且必須是按照Neopor手冊(cè)和指南所推薦的方法制成的。Neopor與水混合，并在普通泡沫發(fā)生器內(nèi)發(fā)泡。然后將所得到的泡沫與水泥和尼龍纖維混合，以制備芯體混合物。水泥必須是均勻高質(zhì)量的Ⅱ型波特蘭水泥。如前面提到的，混合物的設(shè)計(jì)應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，以保證7天的抗壓強(qiáng)度達(dá)到每平方英寸不低于35磅。
盡管一般結(jié)構(gòu)混凝土墻體每立方英尺重近165磅，而用本發(fā)明方法建造的墻體，即包括具有上述芯體混合物的芯體和在該芯體兩側(cè)上的水泥板，每立方英尺重僅近39磅。該泡沫纖維水泥芯體材料不是一種結(jié)構(gòu)混凝土，但是是一種隔熱的結(jié)構(gòu)填充料，并且，按照類(lèi)似于上面所列的混合物設(shè)計(jì)的該材料，一般僅適合于在本發(fā)明中作墻體填充材料，不自己?jiǎn)为?dú)使用。
通過(guò)增大芯體填充材料的密實(shí)度，可以增加墻體的強(qiáng)度，如用于多層建筑時(shí)。下面的表2表示處于干燥，凝固狀態(tài)時(shí)的各種芯體密實(shí)度，以及要獲得這樣密實(shí)度所需要的混合材料的比例。
權(quán)利要求
1.一種建筑結(jié)構(gòu)，包括第一板和第二板以及一輕型芯體，第一板和第二板相互隔開(kāi)，在其間形成一內(nèi)空間，這二種板在朝內(nèi)空間的一側(cè)為多孔表面；輕型芯體由一混合物形成，該混合物至少包括凝固的水泥，分布于整個(gè)芯體中的許多閉合的孔隙，以及分布于整個(gè)芯體中的許多相當(dāng)短的塑料纖維，有些芯體凝固水泥和纖維伸過(guò)上述多孔表面而進(jìn)入板內(nèi)，在芯體和板之間形成一均勻的高強(qiáng)粘結(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述建筑結(jié)構(gòu)，其特征在于該纖維包括尼龍纖維。
3.如權(quán)利要求1所述建筑結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括在內(nèi)空間中的許多間隔件，間隔件的二端與多孔的板表面相接觸，還包括位于間隔件附近的連接裝置，這些連接裝置將板緊壓向間隔件;從而該間隔件和連接裝置將上述板相互之間固定在它們所需要的相對(duì)位置上，以形成所述的內(nèi)空間，可將未凝固的液狀芯體混合材料放入其內(nèi)，為隨后的凝固用，以形成芯體和將該芯體粘結(jié)到多孔的板表面。
4.如權(quán)利要求3所述的建筑結(jié)構(gòu)，其特征在于間隔件和連接裝置由塑料做成，以減小在板之間的熱傳遞。
5.如權(quán)利要求3所述的建筑結(jié)構(gòu)，其特征在于間隔件和連接裝置至少部分是由從下述一組材料中所選擇的材料所做成，該組材料包括木，竹，蘆葦和麻繩。
6.如權(quán)利要求3所述的建筑結(jié)構(gòu)，其特征在于上述板具有朝向離開(kāi)內(nèi)空間的外表面，連接裝置從該板的相應(yīng)外表面處被凹入該外表面內(nèi)，因此，該連接裝置沒(méi)有一部分突出該外表面。
7.如權(quán)利要求3所述建筑結(jié)構(gòu)，其特征在于上述板具有朝向離開(kāi)內(nèi)空間的外表面，在其中連接裝置包括一繩帶部分和由該繩帶部分所支承的至少二個(gè)繩結(jié)部分，繩結(jié)部分被隔開(kāi)一段距離，該距離不小于板的外表面之間的距離。
8.如權(quán)利要求3所述建筑結(jié)構(gòu)，其特征在于繩帶部分和繩結(jié)部分是由一單件均勻材料制成的。
9.如權(quán)利要求1所述建筑結(jié)構(gòu)，其特征在于所說(shuō)結(jié)構(gòu)是由一第一，下墻段，和位于該第一墻段之上的一第二，上墻段及另一輕型芯體和錨固裝置所限定的建筑墻體，上述第二段包括位于上述第一和第二板之上，并且其表面與上述二板表面對(duì)齊的第三和第四多孔板，在它們之間限定另一個(gè)內(nèi)空間，它與第一次提到的內(nèi)空間對(duì)齊，上述第三和第四板也有朝向上述另一內(nèi)空間的多孔表面，所說(shuō)的另一輕型芯體由一混合物形成，該混合物至少包括凝固的水泥，分布在該整個(gè)另一芯體中的許多閉合孔隙和許多相當(dāng)短的塑料纖維，某些另一芯體中的凝固水泥和纖維伸入第三和四板，穿過(guò)它們的多孔表面，在另一芯體和第三和第四板之間形成一均勻而高強(qiáng)的粘結(jié)，所說(shuō)錨固裝置位于第一和第二墻段之間，阻止在與板橫向的方向上在它們之間的相對(duì)橫向移動(dòng)。
10.如權(quán)利要求9所述的建筑結(jié)構(gòu)，其特征是上述橫向錨固裝置包括在第一次提到的芯體的向上表面上所形成的一槽溝和由另一芯體所形成的，安裝在所述槽溝內(nèi)的一凸部。
11.如權(quán)利要求9所述建筑結(jié)構(gòu)，其特征在于橫向錨固裝置包括許多相互隔開(kāi)的金屬桿，它們從第一次提到的芯體伸入另一芯體，這些金屬桿被埋在所述芯體內(nèi)。
12.如權(quán)利要求1所述建筑結(jié)構(gòu)，其特征在于該結(jié)構(gòu)是一建筑墻體，并且包括支承該墻體的支承表面，該支承表面限定一槽溝，該槽溝形成了一槽溝基底和垂直的槽溝側(cè)壁，朝向離開(kāi)內(nèi)空間的板的外表面緊靠在該槽溝的側(cè)壁上。
13.如權(quán)利要求1所述建筑結(jié)構(gòu)，其特征在于該結(jié)構(gòu)是一建筑墻體，包括許多套隔開(kāi)的第一和第二板，該許多板在水平方向上相互對(duì)齊并隔開(kāi)，從而在相鄰第一板和相鄰第二板之間板的邊限定一垂直的間隙，芯體混合物填充該間隔間隙，并與板邊形成粘結(jié)。
14.如權(quán)利要求1所述建筑結(jié)構(gòu)，其特征在于該結(jié)構(gòu)是一建筑墻體，該墻體限定一個(gè)第一，下墻段，還包括一個(gè)第二，上墻段，該第二墻段是用與第一墻段相同的方法建造、并且位于第一墻段的頂部，從而這些墻段形成一多層墻體，還包括水平定向的橫木板，它被安裝在第一和第二墻段交接處附近，還包括有將該橫木板固定到朝向離開(kāi)該內(nèi)空間的至少一塊板的外表面的裝置。
15.如權(quán)利要求14所述建筑結(jié)構(gòu)，其特征在于固定裝置包括許多螺栓，每個(gè)螺栓有一個(gè)從該板上突出的自由端，且還包括被埋入所說(shuō)芯體，因而被固定在該芯體內(nèi)的一部分，該自由端凸出并穿過(guò)橫木板，還有由螺栓支承的螺母裝置，該螺母裝置緊貼橫木板，從而將該橫木板固定到多層墻體上。
16.如權(quán)利要求15所述建筑結(jié)構(gòu)，其特征在于它包括埋在至少一墻段的芯體中的座板，該座板包括大致平行于多孔板，并填充有形成芯體的混合物的開(kāi)口，還有將該座板固定到至少一塊板的多孔表面上，直到在將形成芯體的混合物澆注完并凝固以后的裝置。
17.如權(quán)利要求16所述建筑結(jié)構(gòu)，其特征在于它包括用于每個(gè)螺栓的座板，該座板被埋在上下墻體段的芯體中，還包括連接螺栓的裝置，從而該座板支承螺栓，直到在該芯體已經(jīng)被澆注并凝固以后。
18.一建筑物，包括一大致水平的支承表面;在該支承表面上形成一個(gè)連續(xù)向上開(kāi)口槽溝，該槽溝由向上定向的槽溝邊定界，并被布置成為該槽溝與所需建筑墻體相配合;還有垂直的，相對(duì)的加強(qiáng)纖維多孔水泥板，該水泥板有安裝在所述槽溝內(nèi)，并與其側(cè)邊相接觸的下端部分，還有在相對(duì)板之間的間隔件，及在該間隔件近處的連接裝置，該連接裝置穿過(guò)水泥板中大致對(duì)齊的孔洞從一塊水泥板穿到另一塊水泥塊;還有位于相對(duì)水泥板之間的內(nèi)空間中的固體芯體，該芯體由澆注入該內(nèi)空間的一液態(tài)芯體混合而形成，該混合物包括水泥，泡沫和相當(dāng)短的尼龍纖維，水泥養(yǎng)護(hù)后，一部分芯體混合物，包括至少某些水泥和某些纖維，被分布在水泥板的孔隙內(nèi)，某些纖維從該孔隙突入所述固體芯體內(nèi)，從而在固體芯體和水泥板之間形成一均勻而緊密的粘結(jié)，因此，該板和芯體在槽溝的長(zhǎng)度上限定一均質(zhì)建筑墻體。
19.如權(quán)利要求18所述建筑物，其特征在于所述槽溝包括許多槽溝截面，其中至少一截面相對(duì)于另一槽溝截面成一角度傾斜，該均質(zhì)建筑墻體在該許多槽溝截面上延伸。
20.一建筑物，包括限定許多連續(xù)的，向上開(kāi)口的槽溝截面的支承表面，該槽溝截面由橫向的隔開(kāi)的，垂直的槽溝側(cè)壁所界定，至少一槽溝截面相對(duì)于另一槽溝截面成一角度傾斜，還包括從該槽溝截面向上延伸的均質(zhì)建筑墻體，該建筑墻體在受到溫度變化的影響時(shí)，顯示出大致均勻的熱膨脹和收縮率;該墻體包括隔開(kāi)的，位于外側(cè)的加強(qiáng)纖維多孔水泥板，該水泥板與該槽溝對(duì)齊，還包括有泡沫纖維水泥芯體，它填充在由隔開(kāi)的水泥板之間所形成的內(nèi)空間，并從槽溝截面的底部伸到該板板的頂部;在現(xiàn)場(chǎng)，在該內(nèi)空間內(nèi)形成水泥芯體，且該芯體包括凝固的水泥;泡沫形成許多分布在整個(gè)芯體中的空隙;還包括許多比較短的尼龍纖維，至少某些水泥和纖維位于水泥板的孔隙內(nèi)，至少某些纖維從水泥板部分地伸入芯體內(nèi)，從而該芯體材料和板僅僅在芯體和板之間形成一緊密而均勻的粘結(jié);因此，基本上阻止了在該墻體內(nèi)由溫度引起的應(yīng)力和開(kāi)裂的產(chǎn)生。
21.一種建造建筑墻體的方法，包括以下步驟(a)提供一套第一和第二板，每塊板至少有一多孔表面;(b)將上述板定位，使其多孔表面相互面對(duì);(c)將許多間隔件放置在相對(duì)的多孔表面之間;(d)將板加偏壓到間隔件上，使得這些板限定一個(gè)在它們之間有一個(gè)內(nèi)空間的澆注模;(e)將一液態(tài)混合物澆注到該內(nèi)空間內(nèi)，該液態(tài)混合物至少包括水泥，等量地分布在該混合物中的泡沫，從而，在澆注時(shí)，配置在該空間內(nèi)的混合物包括許多閉合的空隙，且在該整個(gè)混合物中還有比較短的塑料纖維。(f)用至少某些水泥和某些纖維貫入板中的孔隙，從而至少某些纖維的一部分從該孔隙伸入內(nèi)空間中的液態(tài)混合物中;和(g)養(yǎng)護(hù)該混合物，以形成一固態(tài)芯體，以及在該固態(tài)芯體和板之間形成一緊密而均勻的粘結(jié)，從而完成該墻體。
22.如權(quán)利要求21所述方法，其特征在于在上述加偏壓步驟之后和澆注步驟之前，還包括將板和間隔件作為一個(gè)單元移到墻體所需要的位置的步驟。
23.如權(quán)利要求22所述方法，包括在支承表面上為墻體形成槽溝的步驟，該槽溝的寬度大致等于朝向離開(kāi)該芯體的板的外表面之間的間距，其中移動(dòng)步驟包括將板的下端部分放入該槽溝內(nèi)的步驟。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征是形成該槽溝的步驟包括形成該槽溝的步驟，從而在移動(dòng)步驟中，該板可以在重力作用下落入該槽溝，且還包括通過(guò)將板的下端部偏壓向槽溝的垂直的側(cè)邊并與其緊密接觸，來(lái)從外面沿著該槽溝密封所述內(nèi)空間的步驟，以便在澆注和養(yǎng)護(hù)步驟期間防止液態(tài)混合物移出該槽溝。
25.如權(quán)利要求24所述方法，包括采用第二套相對(duì)板，重復(fù)步驟(a)-(d)的步驟;此后將該第二套板放在預(yù)先形成的墻體的頂部，且其后重復(fù)步驟(e)-(g)，從而該液態(tài)混合物被澆注入第二套板之間的內(nèi)空間內(nèi)，并與在第一次提到的那套板之間的固態(tài)芯體的上表面相接觸，且粘結(jié)在一起，從而完成多層墻體。
26.如權(quán)利要求21所述方法，其特征在于上述加偏壓步驟包括將一細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件穿過(guò)所述板和內(nèi)空間的延伸步驟，從而該細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的兩端都突出朝向離開(kāi)內(nèi)空間的板的外表面，對(duì)該細(xì)長(zhǎng)的構(gòu)件施加拉力，并將該構(gòu)件中的拉力轉(zhuǎn)移到板的外側(cè)面上，從而將板偏壓該間隔件，并且，在凝固后，在板的外表面的向內(nèi)點(diǎn)處切斷該細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的端頭。
27.如權(quán)利要求21所述的方法，包括在澆注步驟之前重復(fù)步驟(a)-(d)的步驟，以形成第二套內(nèi)連接板，其后將第一次提到的那套板移到靠近第二套板，從而相應(yīng)套板的板邊相互相對(duì)，并在它們之間形成一間隙，將大致與那二套板的外側(cè)邊對(duì)齊的間隙密封，所說(shuō)的外側(cè)邊朝向離開(kāi)那二套板之間的相應(yīng)內(nèi)空間，然后，根據(jù)由包括該間隙的那二套板限定的內(nèi)空間來(lái)完成步驟(e)-(g)，因此，在養(yǎng)護(hù)步驟以后，由該二套板和位于其中的固態(tài)芯體形成了一均質(zhì)的墻體，并且，由外板表面和在間隙中的凝固液態(tài)混合物所限定的該墻的外表面基本上是連續(xù)和光滑的。
28.建造具有垂直的墻體的建筑物的方法，包括下列步驟(a)為墻體建造一支承表面;(b)在要安裝墻體的支承表面上形成一細(xì)長(zhǎng)的槽溝，該槽溝具有垂直的，橫向間隔的側(cè)邊;(c)將許多套第一和第二，加強(qiáng)纖維多孔水泥板面對(duì)面地安裝起來(lái)，并將每套中的板平行地，隔開(kāi)地相互緊密安裝，從而多套板形成并可作為單元被移動(dòng)，在每個(gè)單元的板之間限定一空的內(nèi)空間，板被隔開(kāi)，因此，在朝向離開(kāi)該內(nèi)空間的它們的外表面之間的距離大致等于該槽溝側(cè)邊之間的間距，并允許這些單元靠重力落入該槽溝內(nèi);(d)將這些單元邊靠邊地定位在槽溝內(nèi)，因此，相鄰單元的板的相對(duì)邊由間隙分開(kāi)著;(e)將該間隙沿板的高度密封起來(lái)，使其與外板表面大致平齊;(f)將包括水泥，泡沫，和比較短的尼龍纖維的可流動(dòng)芯體填料混合起來(lái)，從而形成一大致均勻的混合物，該混合物中包括均勻分布的，閉合的空隙和尼龍纖維;(g)將該可流動(dòng)的芯體填料澆注入由槽溝中的單元所限定的內(nèi)空間和間隙內(nèi);(h)使包括至少水泥和尼龍纖維的可流動(dòng)芯體填料進(jìn)入朝向內(nèi)空間的板的孔隙內(nèi)，從而某些尼龍纖維被分布在板的里面和內(nèi)空間內(nèi);(i)其后養(yǎng)護(hù)該可流動(dòng)的芯體填料，以形成包括許多均勻分布的閉合空隙和尼龍纖維的輕質(zhì)固態(tài)芯體，并且，這些板和剛性芯體被緊密而均勻地相互粘結(jié)，在間隙內(nèi)的凝固芯體填料將相連接板的相對(duì)邊粘結(jié)在一起，從而形成內(nèi)部連接，在外板表面上，形成一大致連續(xù)而光滑的外墻表面;因此，在建筑墻體中的溫度變化在該墻體中引起大致均勻的熱膨脹和收縮，以阻止溫度的產(chǎn)生在該建筑墻體內(nèi)引起應(yīng)力和開(kāi)裂。
全文摘要
在現(xiàn)場(chǎng)安裝和建造的簡(jiǎn)單而于環(huán)境有利的建筑物，是由整塊的建筑結(jié)構(gòu)墻體，梁，大梁，托梁和板所形成，它顯示有巨大的耐久性，以及抵抗火，風(fēng)和地震損壞的能力，并具有所需要的很好的聲和熱傳遞特性。所說(shuō)墻體由澆筑在二個(gè)薄的，加強(qiáng)纖維水泥板之間的，可流動(dòng)的纖維，泡沫水泥混合物的芯體所建成，芯體混合物中的顆粒和蛋白質(zhì)滲透，移入并填充水泥板中的空隙，從而在該填充材料和板之間形成一高強(qiáng)度的，連續(xù)而均勻的粘結(jié)。
文檔編號(hào)E04B2/86GK1090362SQ9310823
公開(kāi)日1994年8月3日 申請(qǐng)日期1993年5月28日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月28日
發(fā)明者羅杰·H·瓊斯, 里克·D·利卡塔 申請(qǐng)人:四角集團(tuán)股份有限公司