專利名稱：具有小孔徑的堅(jiān)固的高密度泡沫體玻璃瓷磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及在建筑結(jié)構(gòu)中使用的建筑材料。更特別地，本發(fā)明涉及具有小孔徑的高密度泡沫體玻璃瓷磚，其堅(jiān)固且在建筑物的內(nèi)外面上均可使用。甚至更特別地，本發(fā)明涉及在建筑物的內(nèi)外面均可使用的具有小孔徑的高密度泡沫體玻璃瓷磚，它能使建筑物具有較大的抗爆性。
背景技術(shù)：
在過去數(shù)十年來，存在很大數(shù)量的恐怖分子攻擊美國和在美國以外和美國以內(nèi)的其它地區(qū)所擁有的政府建筑物。例如，1993年，恐怖分子引爆了位于世貿(mào)中心車庫內(nèi)部的汽車炸彈，從而導(dǎo)致生命喪生和大量的財(cái)產(chǎn)損失。然后，自從1995年以來，其它極端分子引爆了在Oklahoma市，Oklahoma的聯(lián)邦政府大樓外部的卡車，從而也導(dǎo)致大量的生命喪生和財(cái)產(chǎn)損失。1998年，在Nairobi and Dar Es Salaam的美國大使館也遭受恐怖分子汽車炸彈的攻擊，每一次爆炸導(dǎo)致大量的生命喪生和財(cái)產(chǎn)損失。最近，在紐約市的世貿(mào)中心和在Virginia的五角大樓的悲慘事件進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了開發(fā)和制造建筑材料的長期感性認(rèn)識(shí)的需要，所述建筑材料能耐受汽車炸彈爆炸和其它類似恐怖分子進(jìn)攻的振動(dòng)波。
常規(guī)地，建筑物、工業(yè)和住宅區(qū)域、政府和私人部分等的內(nèi)部和外部貼磚常常由天然和人造結(jié)構(gòu)材料制造，大多數(shù)使用的材料是水泥、大理石和花崗巖，以及各種類型的陶瓷磚。所使用的結(jié)構(gòu)材料除了裝飾以外，還應(yīng)當(dāng)是功能性材料，從而顯示出下述特征長期耐用性、抗氣候影響；抗腐蝕；對(duì)化學(xué)品具有惰性行為；熱絕緣性能；耐磨性；且與此同時(shí)它還應(yīng)當(dāng)在生產(chǎn)和安裝成本這兩方面上經(jīng)濟(jì)。
盡管使用泡沫體玻璃作為結(jié)構(gòu)材料的概念是現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的，但通常這種泡沫體玻璃用作高溫絕緣體，因此尋求的是最小化其密度和重量且不適合于從來自意想不到的爆炸中吸收足夠的振動(dòng)能量或者抗地震和/或風(fēng)和熱的負(fù)載?，F(xiàn)相對(duì)于這一長期存在的問題，描述在這種常規(guī)的泡沫體玻璃中的缺點(diǎn)。
例如，Pittsburgh，Pennsylvania的Pittsburgh CorningCorporation(“PCC”)開發(fā)并銷售了一種被稱為Foam GlasInsulation System的產(chǎn)品，這種產(chǎn)品公開于美國專利Nos.3959541、4119422、4198224、4571321和4623585中。由于這些研究的焦點(diǎn)涉及制造泡沫體絕緣材料，因此，由PCC市售的Foam GlasInsulationSystem瓷磚相對(duì)質(zhì)輕，重量為9.5磅/立方英尺。此外，由于這一瓷磚的目的是用作熱絕緣，因此它缺少表面強(qiáng)度，和可非常容易地撞凹。由于Foam GlasInsulation System瓷磚密度相對(duì)低，例如9.5磅/立方英尺，因此當(dāng)施加典型地在建筑物或其它結(jié)構(gòu)體的外壁上承受的力時(shí)，這種瓷磚容易破碎。因此，這種瓷磚不適合于用作外壁瓷磚。類似地，這一泡沫體若爆炸的話，當(dāng)暴露于來自爆炸的振動(dòng)波時(shí)，將吸收非常少的振動(dòng)波能量。振動(dòng)波是與爆炸有關(guān)的作為來自于爆炸的波前壓力(pressure front)的量度，這容易被熟練本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解。
其它人也嘗試使用泡沫體玻璃瓷磚作為建筑物的外表面。例如，美國專利No.5069960公開了一種熱絕緣的泡沫體玻璃瓷磚，其外表面被涂布以制造硬質(zhì)表皮，保護(hù)建筑物的外側(cè)。以極小的尺寸，即18cm×18cm×6cm的形式制造所公開的瓷磚，和構(gòu)成材料本體的內(nèi)部泡沫體材料通常具有低密度。重要的是，沒有暗示所公開的材料的強(qiáng)度能吸收來自爆炸的充足能量，確實(shí)，所公開的瓷磚的尺寸并不理想地適合于吸收這種能量。此外，沒有暗示使用小的孔徑。
發(fā)明人和其它人以前的工作已開發(fā)了制造寬范圍的各種密度的泡沫體玻璃瓷磚的方法，正如在美國專利No.4430108中所述，所述泡沫體玻璃瓷磚可用于建筑物材料。盡管所公開的技術(shù)和方法可用于制造4.25英寸×4.25英寸×0.25英寸的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的瓷磚，但這一公開內(nèi)容沒有教導(dǎo)如何制造較大尺寸，例如2英尺×2英寸×3英寸的瓷磚。同樣，在這些方法中制造的瓷磚相對(duì)質(zhì)輕，例如小于10磅，和制造的目的不是耐受爆炸影響。相反，這些方法尋求優(yōu)化材料的熱絕緣性能，從而使得瓷磚更小、更輕和更脆。
盡管其它人的研究試圖制造一些大尺寸的多孔狀物體，但這些物體比本發(fā)明的關(guān)鍵尺寸小和密度比本發(fā)明小，且不適合于吸收大量的振動(dòng)波，所述振動(dòng)波將沖擊與爆炸或地震有關(guān)的物體。例如，美國專利No.5151228公開了通過溶脹制造低密度、大尺寸的多孔狀物體，以便制造大尺寸的泡孔陶瓷結(jié)構(gòu)元件，例如具有低重量的多層高壁元件。在實(shí)施例中，它公開了密度為26磅/立方英尺.和質(zhì)量為60磅的8.2英尺×1.64英尺×2英寸的瓷磚。它還教導(dǎo)了獲得低密度，以優(yōu)化熱絕緣。因此，這一泡沫體若爆炸的話，則當(dāng)暴露于來自爆炸或地震或熱或風(fēng)負(fù)載或任何種類應(yīng)力的振動(dòng)波下時(shí)，將吸收非常少的振動(dòng)波能量。
此外，其它人，例如日本的Central Glass Co.，Ltd.嘗試使用在0.3-0.6g/cu.cm(或者18.7-37.4磅/立方英尺)范圍內(nèi)的密度，制造泡沫體玻璃，正如美國專利No.4798758中所述?！?58專利解釋為了使泡沫體玻璃更堅(jiān)固，還添加密度范圍為0.8-1.7g/cu.cm和厚度為1.5-20mm的外層。在所示的實(shí)施例中，從可切割性和抗沖擊性角度考慮，發(fā)現(xiàn)所有樣品(其種類超過30磅)是不可接受的，原因尤其是表面具有相當(dāng)大的破損和有時(shí)龜裂，從而無法提供閉孔表面。此外，美國專利No.4833015(Central Glass Co.，Ltd.隨后的專利)解釋了在′758專利中所述的瓷磚表面垂直的拉伸強(qiáng)度非常差，低于150磅/平方英寸，從而使得它不適合于本發(fā)明的目的。甚至在如′015專利中所述放置第三層以改進(jìn)產(chǎn)品的強(qiáng)度之后，所實(shí)現(xiàn)的最好的拉伸強(qiáng)度低于200磅/平方英寸，和使得它不適合于本發(fā)明的目的。
Central Glass Co.，Ltd.的其它努力嘗試制造密度更高的玻璃瓷磚，例如美國專利No.4992321。這些瓷磚看起來不是閉孔瓷磚，且沒有對(duì)其強(qiáng)度的暗示。確實(shí)，嘗試使用填料以增加強(qiáng)度，但沒有報(bào)道的數(shù)據(jù)。此外，所公開的瓷磚還非常薄，33mm(或1.3英寸)。
其它人嘗試制造具有較小孔徑的泡沫體玻璃瓷磚。例如，在美國專利No.5516351中，示出了孔徑與耐熱性之間的關(guān)系，其中最好的孔徑總是大于1.0mm。類似地，密度總是小于12磅/立方英尺.。使用小孔徑和較大密度的其它努力，例如美國專利Nos.3951632和4758538未能實(shí)現(xiàn)相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度且沒有公開實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所公開的閉孔外層。
與以上所述的現(xiàn)有技術(shù)不同，設(shè)計(jì)本發(fā)明的瓷磚并由各種材料制造，以便這種瓷磚具有理想地耐受與大型爆炸有關(guān)的振動(dòng)波或者使建筑物或其它結(jié)構(gòu)體耐受地震的性能。
因此，盡管現(xiàn)有技術(shù)令人感興趣，但現(xiàn)有技術(shù)的已知方法和裝置存在本發(fā)明試圖克服的數(shù)種局限性。特別地，本發(fā)明的目的是提供一種具有小的平均孔徑的堅(jiān)固、高密度的玻璃瓷磚，所述玻璃瓷磚可用作建筑材料。
本發(fā)明另一目的是將9.5磅/立方英尺(lb/cu.ft.)的商業(yè)推薦密度提高到介于30-100磅/立方英尺，和更特別地超過40磅/立方英尺，和甚至更特別地超過60磅/立方英尺的高密度。
本發(fā)明另一目的是制造平均孔徑為1.0mm或更低，和更優(yōu)選0.6mm或更低，和甚至更優(yōu)選0.4mm或更低，和甚至更優(yōu)選0.3mm或更低的泡沫體玻璃瓷磚。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是將泡沫體玻璃瓷磚的重量提高到大于30磅，和更特別地超過65磅，和甚至更特別地超過100磅。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種堅(jiān)固、高密度的泡沫體玻璃瓷磚，它可在恐怖分子進(jìn)攻的高危建筑物的關(guān)鍵表面上結(jié)合水泥、鋼或其它建筑材料使用。
本發(fā)明的目的也還是提供一種玻璃泡沫體瓷磚，它可在典型建筑物表面上使用，且優(yōu)點(diǎn)是，具有剛性結(jié)構(gòu)，當(dāng)暴露于具有爆炸能量的振動(dòng)波下時(shí)，瓷磚可吸收大部分的爆炸能量。它的優(yōu)點(diǎn)還有更加抗地震和/或抗風(fēng)和抗熱負(fù)載。
根據(jù)前述說明，本發(fā)明的這些和其它目的將變得顯而易見。
發(fā)明概述 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，以具有小孔徑的堅(jiān)固、高密度泡沫體玻璃瓷磚形式獲得本發(fā)明的上述和相關(guān)目的，其中所述瓷磚可作為正面用在建筑物的內(nèi)壁和外壁上。本發(fā)明的泡沫體玻璃瓷磚足夠堅(jiān)固，以致于它還可用作建筑物的結(jié)構(gòu)元件。本發(fā)明的瓷磚也可具有閉孔結(jié)構(gòu)。該泡沫體玻璃瓷磚也可與其它材料一起使用，形成面板(panel)或復(fù)合材料。也可在恐怖分子進(jìn)攻的高危建筑物的關(guān)鍵表面上結(jié)合水泥、鋼或其它建筑材料使用本發(fā)明。也可或者單獨(dú)或者結(jié)合其它材料在典型建筑物表面上使用本發(fā)明。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是吸收大部分由爆炸引起的振動(dòng)波。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)還有更加抗地震和/或抗風(fēng)和抗熱負(fù)載。必須注意，術(shù)語玻璃泡沫體，泡沫體玻璃、陶瓷泡沫體和泡沫體陶瓷在本發(fā)明中可互換使用。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案是泡沫體玻璃瓷磚，其包括在至少一側(cè)上的閉孔外殼，具有小的平均孔徑，大的密度和高的抗壓強(qiáng)度。該泡沫體玻璃瓷磚非常堅(jiān)固，和抗壓強(qiáng)度為6000psi(磅/平方英寸)或更大，和更特別地為8000磅/平方英寸或更大，和甚至更特別地為10000磅/平方英寸或更大，和甚至更特別地為12000磅/平方英寸或更大，和甚至更特別地為14000磅/平方英寸或更大。這些泡沫體玻璃瓷磚將吸收來自爆炸的更多能量，耐受更高的熱和風(fēng)負(fù)載和其它機(jī)械力。閉孔外皮面可或者自然形成或者通過粘結(jié)一個(gè)或多個(gè)第二個(gè)玻璃表面而形成。閉孔外皮面可具有各種顏色和紋理變化，所述顏色和紋理變化使得該瓷磚適合于用作建筑物或其它結(jié)構(gòu)體的外或內(nèi)表面。本發(fā)明的瓷磚的平均孔徑為1.0mm或更低，和優(yōu)選0.7mm或更低，和更優(yōu)選0.6mm或更低，和甚至更優(yōu)選0.5mm或更低，和甚至更優(yōu)選0.4mm或更低，和甚至更優(yōu)選0.3mm或更低。本發(fā)明的泡沫體玻璃瓷磚的密度從商業(yè)推薦的密度9.5磅/立方英尺增加到介于30-100磅/立方英尺，和更特別地大于40磅/立方英尺，和甚至更特別地大于50磅/立方英尺，和甚至更特別地大于60磅/立方英尺的較高密度。本發(fā)明的泡沫體玻璃瓷磚的重量超過30磅，和更特別地35磅或更大，和甚至更特別地40磅或更大，和甚至更特別地50磅或更大，和甚至更特別地65磅或更大，和甚至更特別地100磅或更大。
本發(fā)明的堅(jiān)固、高密度的泡沫體玻璃能用作建筑物的內(nèi)和外表面的建筑材料且具有比較小的瓷磚少的接縫，且表面積為1英尺×1英尺或更大，和更特別地表面積為2英尺×2英尺或更大，和甚至更特別地表面積為4英尺×4英尺或更大。更特別地，這種瓷磚的厚度可以至少2英寸，和更特別地至少3英寸，和甚至更特別地至少4英寸。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案是下述泡沫體玻璃瓷磚，其包括在至少一側(cè)上的閉孔外皮面，具有1.0mm或更低的平均孔徑，10磅或更大的重量，和6000磅/平方英寸或更大的抗壓強(qiáng)度。該泡沫體玻璃瓷磚非常堅(jiān)固，和抗壓強(qiáng)度為6000psi(磅/平方英寸)或更大，和更特別地為8000磅/平方英寸或更大，和甚至更特別地為10000磅/平方英寸或更大，和甚至更特別地為12000磅/平方英寸或更大，和甚至更特別地為14000磅/平方英寸或更大。這些泡沫體玻璃瓷磚將吸收更多來自爆炸的能量，耐受更高的風(fēng)負(fù)載和其它機(jī)械力。閉孔外皮面可以自然形成或者通過粘結(jié)一個(gè)或多個(gè)第二個(gè)玻璃表面而形成。閉孔外皮面可具有各種顏色和紋理變化，所述顏色和紋理變化使得該瓷磚適合于用作建筑物或其它結(jié)構(gòu)體的外或內(nèi)表面。本發(fā)明的瓷磚的平均孔徑為1.0mm或更低，和優(yōu)選0.7mm或更低，和更優(yōu)選0.6mm或更低，和甚至更優(yōu)選0.5mm或更低，和甚至更優(yōu)選0.4mm或更低，和甚至更優(yōu)選0.3mm或更低。本發(fā)明的泡沫體玻璃瓷磚的密度從商業(yè)推薦的密度9.5磅/立方英尺增加到介于30-100磅/立方英尺，和更特別地大于40磅/立方英尺，和甚至更特別地大于50磅/立方英尺，和甚至更特別地大于60磅/立方英尺的較高密度。盡管本發(fā)明的泡沫體玻璃瓷磚的密度優(yōu)選小于100磅/立方英尺，但在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，泡沫體玻璃瓷磚的密度可超過100磅/立方英尺。本發(fā)明的泡沫體玻璃瓷磚的重量大于10磅，和更特別地大于30磅，和更特別地35磅或更大，和甚至更特別地40磅或更大，和甚至更特別地50磅或更大，和甚至更特別地65磅或更大，和甚至更特別地100磅或更大。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案是下述泡沫體玻璃瓷磚，其平均孔徑為0.5mm或更低，密度為30磅/立方英尺或更大和抗壓強(qiáng)度為12500磅/平方英寸或更大。該泡沫體玻璃瓷磚非常堅(jiān)固，和抗壓強(qiáng)度為12500磅/平方英寸或更大，和甚至更特別地為14000磅/平方英寸或更大。這些泡沫體玻璃瓷磚將吸收更多來自爆炸的能量，耐受更高的風(fēng)負(fù)載和其它機(jī)械力。盡管該泡沫體玻璃瓷磚優(yōu)選是閉孔結(jié)構(gòu)，但不一定需要。本發(fā)明的瓷磚的平均孔徑為0.5mm或更低，和甚至更優(yōu)選0.4mm或更低，和甚至更優(yōu)選0.3mm或更低。本發(fā)明的泡沫體玻璃瓷磚的密度從商業(yè)推薦的密度9.5磅/立方英尺增加到介于30-100磅/立方英尺，和更特別地大于40磅/立方英尺，和甚至更特別地大于50磅/立方英尺，和甚至更特別地大于60磅/立方英尺的較高密度。盡管本發(fā)明的泡沫體玻璃瓷磚的密度優(yōu)選小于100磅/立方英尺，但在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，泡沫體玻璃瓷磚的密度可超過100磅/立方英尺。本發(fā)明的泡沫體玻璃瓷磚的重量大于30磅，和更特別地35磅或更大，和甚至更特別地40磅或更大，和甚至更特別地50磅或更大，和甚至更特別地65磅或更大，和甚至更特別地100磅或更大。
本發(fā)明甚至進(jìn)一步的實(shí)施方案是由一種或多種堅(jiān)固、高密度的泡沫體玻璃瓷磚組成的泡沫體玻璃面板，所述泡沫體玻璃面板可組裝成質(zhì)輕的建筑物立面。特別地，閉孔結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成具有建筑吸引力，瓷磚具有里面部分，和瓷磚的外皮面包括使它的表面外觀具有不同于瓷磚里面部分顏色的添加劑。更特別地，這種面板可用于制造比常規(guī)的混凝土面板更加抗地震損壞、抗風(fēng)和熱負(fù)載和其它環(huán)境因素的建筑物。
發(fā)明詳述 本發(fā)明涉及具有小孔徑的堅(jiān)固、高密度的泡沫體玻璃瓷磚，其可用作建筑材料。本發(fā)明可在恐怖分子進(jìn)攻的高危建筑物的關(guān)鍵表面上結(jié)合水泥、鋼或其它建筑材料使用。也可在典型建筑物表面上使用本發(fā)明。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是更加抗地震和/或抗風(fēng)和熱負(fù)載。本發(fā)明也可用作建筑物的結(jié)構(gòu)支持元件。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，與同時(shí)代的水泥建筑材料相比，具有小孔徑的堅(jiān)固、高密度的泡沫體玻璃瓷磚能吸收更多來自爆炸的能量，以及耐受更高的風(fēng)和熱負(fù)載和其它機(jī)械的不合理使用?？芍圃旄鞣N形狀的這種堅(jiān)固、高密度的泡沫體玻璃瓷磚，其中包括但不限于扁平和/或曲線形狀。此外，本發(fā)明的堅(jiān)固、高密度的泡沫體玻璃瓷磚由含硅材料和形成氣體的發(fā)泡劑組成，所述形成氣體的發(fā)泡劑包括但不限于含碳有機(jī)物(例如糖和淀粉)、炭黑、碳化硅、碳酸鹽和硫酸鹽。具有許多可能的方法制造具有各種密度、尺寸和表面光潔度的陶瓷泡沫體面板。美國專利No.4430108公開了由粉煤灰和各種密度與表面光潔度的其它添加劑制造的各種泡沫體玻璃產(chǎn)品，其公開內(nèi)容在此通過參考引入。類似地，同一受讓人于2002年2月15日提交的懸而未決的申請(qǐng)序列號(hào)No.10/076971也公開了可用于制造本發(fā)明的額外的工藝，其公開內(nèi)容在此通過參考引入?？赏ㄟ^改變泡孔劑的組成和類型以及濃度，從而制造具有各種密度的泡沫體玻璃。玻璃的粘度是在發(fā)泡工藝過程中的主要參數(shù)。另外，泡孔結(jié)構(gòu)及其均勻度取決于泡孔劑的分布和粒度。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，與常規(guī)的泡沫體玻璃瓷磚相比，該泡沫體玻璃具有較高的密度和較小的孔徑。特別地，這一實(shí)施方案的泡沫體玻璃的密度從商業(yè)推薦的密度9.5磅/立方英尺增加到介于30-100磅/立方英尺，和更特別地大于40磅/立方英尺，和甚至更特別地大于50磅/立方英尺，和甚至更特別地大于60磅/立方英尺的較高密度。盡管這一實(shí)施方案的泡沫體玻璃瓷磚的密度優(yōu)選小于100磅/立方英尺，但在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，泡沫體玻璃瓷磚的密度可超過100磅/立方英尺。此外，如實(shí)施例3-9所示，優(yōu)選的泡沫體玻璃瓷磚的平均孔徑為1.0mm或更低，和優(yōu)選0.7mm或更低，和更優(yōu)選0.6mm或更低，和甚至更優(yōu)選0.5mm或更低，和甚至更優(yōu)選0.4mm或更低，和甚至更優(yōu)選0.3mm或更低。
這一高密度和小孔徑使得泡沫體玻璃瓷磚非常堅(jiān)固。該泡沫體玻璃瓷磚非常堅(jiān)固，且具有優(yōu)于典型水泥的抗壓強(qiáng)度，其抗壓強(qiáng)度為約4000磅/平方英寸。特別地，如實(shí)施例3-9所示，本發(fā)明的泡沫體玻璃瓷磚的抗壓強(qiáng)度為6000磅/平方英寸或更大，和更特別地為8000磅/平方英寸或更大，和甚至更特別地為10000磅/平方英寸或更大，和甚至更特別地為12000磅/平方英寸或更大，和甚至更特別地為14000磅/平方英寸或更大。這些泡沫體玻璃瓷磚將吸收更多來自爆炸的能量，耐受較高的風(fēng)和熱負(fù)載以及其它機(jī)械力。
這一高密度和小孔徑的泡沫體玻璃瓷磚還具有堅(jiān)固的拉伸強(qiáng)度。類似地，如實(shí)施例3-9所示，該泡沫體玻璃瓷磚的拉伸強(qiáng)度大于500磅/平方英寸，和更特別地大于900磅/平方英寸，和甚至更特別地超過1200磅/平方英寸，和甚至更特別地超過1400磅/平方英寸，和甚至更特別地超過2500磅/平方英寸。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，優(yōu)選的泡沫體玻璃瓷磚的表面積大小為至少1英尺×1英尺，和更特別地至少2英尺×2英尺，和甚至更特別地至少4英尺×4英尺，和厚度為至少2英寸，和更優(yōu)選至少3英寸，和甚至更優(yōu)選至少4英寸。與常規(guī)的較小瓷磚相比，這種大瓷磚是有利的，因?yàn)檩^大的尺寸使得瓷磚復(fù)合材料比常規(guī)地使用的較小瓷磚的復(fù)合材料具有較少的接縫。這種接縫可能有害于結(jié)構(gòu)完整性，因?yàn)闊崤蛎浐褪湛s導(dǎo)致的在瓷磚表面內(nèi)的接縫變?nèi)?，并因此傾向于龜裂。這些接縫也是水可藉助其滲透到瓷磚后面的方式，從而導(dǎo)致因各種過程，例如霉菌、昆蟲和冷凍-解凍循環(huán)導(dǎo)致的損壞。在冷凍-解凍循環(huán)中，當(dāng)水滲透到瓷磚內(nèi)，并冷凍時(shí)，它會(huì)膨脹。當(dāng)水解凍時(shí)，它收縮，從而引起材料龜裂。當(dāng)遭受因爆炸引起的振動(dòng)波時(shí)，不恰當(dāng)?shù)胤饨拥慕涌p將使得振動(dòng)波滲透到瓷磚后面，從而引起瓷磚向外爆炸，而不是吸收所需的能量。因此，通過減少接縫的數(shù)量，將降低具有不恰當(dāng)?shù)胤饨拥慕涌p的危險(xiǎn)。較大的瓷磚表面還具有的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是，通過要求較少組裝的片數(shù)，來降低在勞動(dòng)場所的勞動(dòng)力，這反過來降低勞動(dòng)力成本。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，泡沫體玻璃瓷磚優(yōu)選具有閉孔外皮面，所述閉孔外皮面因此提供具有增加強(qiáng)度的瓷磚并保護(hù)瓷磚以防水和冷凍、解凍循環(huán)。閉孔外皮面可或者如美國專利No.4430108中所教導(dǎo)的自然形成，或者如在美國專利No.5069960中所教導(dǎo)的通過粘結(jié)第二個(gè)玻璃表面機(jī)械地形成，其內(nèi)容在此通過參考引入。或者，可根據(jù)美國專利No.4833015的教導(dǎo)形成閉孔外皮面，其內(nèi)容在此通過參考引入。自然形成是有利的，因?yàn)樗灰箢~外的勞動(dòng)力和質(zhì)量控制，因此成本上更有效且不那么麻煩。使用第二玻璃表面也可能是有利的，因?yàn)檫@種技術(shù)使得閉孔外皮面具有各種顏色或者紋理變化，所述顏色或者紋理變化使得瓷磚在建筑上具有吸引力用作建筑物或其它結(jié)構(gòu)體的外或內(nèi)表面。制造不同顏色表面的一種方式是通過使用不同顏色的添加劑，這通常是熟練本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的。
本發(fā)明的高密度泡沫體玻璃瓷磚的另一優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)它暴露于爆炸振動(dòng)波下時(shí)，它能吸收大部分振動(dòng)波。因?yàn)檫@些瓷磚能吸收大部分爆炸的振動(dòng)波，因此，它們尤其有利地作為建筑結(jié)構(gòu)材料用于具有暴露于爆炸危險(xiǎn)下的建筑物，例如政府建筑物、大使館和高視野/著名建筑物的內(nèi)和外表面上。
本發(fā)明的泡沫體玻璃瓷磚還比常規(guī)的泡沫體玻璃瓷磚厚。特別地，本發(fā)明的泡沫體玻璃瓷磚的厚度為至少2英寸，和優(yōu)選厚度為至少3英寸，和甚至更優(yōu)選厚度為至少4英寸。瓷磚增加的厚度添加體積，因此增加瓷磚的重量。增加的厚度賦予瓷磚增加的剛度，而無論從制造、運(yùn)輸還是從建造的角度考慮，增加的剛度會(huì)降低在處理過程中因粗心導(dǎo)致的斷裂。增加的厚度還使得瓷磚吸收更多來自爆炸的能量，可暴露于地震、熱和風(fēng)負(fù)載和/或其它振動(dòng)波下。
特定尺寸、厚度和密度的選擇取決于所制造的瓷磚所打算的用途。例如，若瓷磚擬用于抗地震，則應(yīng)當(dāng)優(yōu)化瓷磚具有最低的重量，其中最低的重量可耐受風(fēng)壓。相反，若瓷磚擬保護(hù)建筑或結(jié)構(gòu)體避免與爆炸有關(guān)的振動(dòng)波，則應(yīng)當(dāng)優(yōu)化瓷磚以增加其密度并降低其孔徑，使之足夠堅(jiān)固，以便吸收這種振動(dòng)波。所需的厚度取決于暴露瓷磚接近潛在爆炸位置的程度。例如，在建筑物的外部，厚度必須考慮到其中具有爆炸物的機(jī)動(dòng)車或卡車可能停泊的最近位置與瓷磚的距離。另一方面，在建筑物內(nèi)部，如支持柱內(nèi)，預(yù)期的接近位置可能就是靠近這一柱子，但預(yù)期的爆炸物負(fù)載可能顯著較低。
為了抗與爆炸有關(guān)的振動(dòng)波，本發(fā)明的瓷磚可結(jié)合剛性襯里，形成復(fù)合面板。
在制造抗地震結(jié)構(gòu)所使用的瓷磚的情況下，可使用具有剛性結(jié)構(gòu)的略微較輕的瓷磚。需要由這些瓷磚抵抗的因風(fēng)壓引起的負(fù)載涉及在支持柱之間的面積。因此，支持柱之間的面積越大，則從具有剛性結(jié)構(gòu)的復(fù)合瓷磚的角度考慮，要求抗性更大和強(qiáng)度更大。待使用的瓷磚的厚度/密度因此通過這些參數(shù)來確定。因此，應(yīng)當(dāng)優(yōu)化這些性能的選擇，以提供具有合適安全系數(shù)的可耐受試圖抵抗最大預(yù)期風(fēng)壓的最輕體系，正如典型地在建筑工業(yè)中建造的一樣。瓷磚應(yīng)當(dāng)通過金屬框架來支持，而所述金屬框架反過來通過建筑物或其它結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)金屬支持件支持。
為了美學(xué)目的，具有精飾面層(finished layer)的瓷磚可處于公眾視野下的任何表面上使用。因此，若僅僅一個(gè)表面暴露于公眾視野下，則僅僅該表面需要具有帶面層的瓷磚。另一方面，若試圖通過本發(fā)明保護(hù)的墻壁的兩側(cè)均處于公眾視野下，則可在第二暴露面，例如建筑物的內(nèi)部上使用具有合適面層的第二瓷磚，或者，也可使用其它內(nèi)表面。
本發(fā)明瓷磚的另一優(yōu)點(diǎn)是，這種瓷磚還熱絕緣以及防火，因此，這些瓷磚具有的附加優(yōu)點(diǎn)是，能用于保護(hù)支持柱避免恐怖分子用火攻擊，如Moltov雞尾酒或其它火源。因此使用本發(fā)明的瓷磚可或者防止和/或延遲這種支持柱的破壞，從而增加被攻擊建筑物的占用者具有充足的時(shí)間撤離的可能性。
本發(fā)明瓷磚的另一實(shí)施方案可用于翻新已有建筑物或其它結(jié)構(gòu)體。特別地，瓷磚可安裝在潛在地暴露的墻壁上。若這種墻壁已經(jīng)足夠堅(jiān)硬，則瓷磚可直接安裝在其上。如果不是，則可在合適堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)體或者背面保護(hù)層上安裝瓷磚形成面板，所述面板然后可安裝在暴露的墻壁上。合適的背面保護(hù)層可以是纖維復(fù)合材料，其中這種纖維由高拉伸強(qiáng)度材料，如石墨、Kelvar和/或玻璃纖維或水泥材料(其可含有卜特蘭水泥、增強(qiáng)卜特蘭水泥)、石灰、含鋁水泥、塑料、聚合物材料、增強(qiáng)混凝土制造。這種襯里層可通過金屬、Kelvar或其它支持材料增強(qiáng)。粘結(jié)促進(jìn)劑或粘合劑，如Elmer′s預(yù)粘結(jié)混凝土凝結(jié)劑粘合劑-促進(jìn)劑可施加在至少一層泡沫體玻璃層和襯里層之間。該復(fù)合材料也可具有在其內(nèi)提供的懸掛硬件，和可安裝在帶負(fù)載的框架內(nèi)，因此能吸收顯著大量的振動(dòng)波和振動(dòng)能量。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，可使用原材料制造本發(fā)明的瓷磚，所述原材料包括(但不一定限于)氧化硅、粉煤灰、火山灰、硅藻土、含硅礦物、堿金屬碳酸鹽、鈣和鎂礦物，例如白云石和石膏，硅酸鈉、硼砂、玻璃粉(如碎玻璃)和發(fā)泡劑。發(fā)泡劑可選自含碳有機(jī)物，例如糖和淀粉、炭黑、碳化硅、碳酸鹽、硫酸鹽和其它類似材料。
在本發(fā)明的可供替代的實(shí)施方案中，可通過使用金屬網(wǎng)、金屬絲或備用的支持結(jié)構(gòu)體，來增強(qiáng)泡沫體玻璃瓷磚，正如在美國專利Nos.4798758、4833015、4987028和4992321中所述，其內(nèi)容在此通過參考引入。盡管一方面，這些額外的材料可輔助增強(qiáng)所得泡沫體玻璃瓷磚，但另一方面，它們也可使得它更難以切割。
為了制造本發(fā)明的瓷磚，可使用各種方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，將制造瓷磚用的起始原材料與水一起摻混，形成均勻的淤漿。必須注意，即使優(yōu)選的混合方法是濕法，但取決于在泡沫體玻璃配方中所使用的原材料的類型，也可選擇干混。例如，當(dāng)玻璃粉(鈉鈣玻璃的碎玻璃)用作主要的原材料時(shí)，可在常規(guī)的混合機(jī)，如球磨機(jī)內(nèi)干混氣化劑(gasifier)。當(dāng)使用濕法摻混時(shí)，淤漿中的固體含鋁優(yōu)選介于30-80wt％，和更優(yōu)選介于50-70wt％。
然后在常規(guī)的干燥器如噴霧干燥器內(nèi)干燥淤漿，產(chǎn)生干燥粉末。若使用靜態(tài)干燥器，則粉碎干燥的聚集體，形成干燥粉末。然后焙燒所得粉末狀產(chǎn)品到所得泡沫體玻璃的粘度優(yōu)選介于107-102泊，更優(yōu)選介于105-103泊的溫度?？稍谶€原環(huán)境內(nèi)進(jìn)行焙燒，以便有效地?zé)峤庥袡C(jī)氣化劑成細(xì)微的含碳化合物。在碳化硅作為發(fā)泡劑的情況下，可在中性的空氣氛圍中進(jìn)行焙燒。當(dāng)玻璃粉用作泡沫體玻璃配方內(nèi)的主要成分時(shí)，焙燒步驟與發(fā)泡步驟相同?？稍谛D(zhuǎn)干燥爐內(nèi)，在干燥爐內(nèi)的靜止模具內(nèi)，或者在主要通過熱氣體加熱的流化床反應(yīng)器中進(jìn)行焙燒。
若例如焙燒在靜止模具內(nèi)進(jìn)行的話，則焙燒的產(chǎn)品可要求粉碎。若顆粒沒有在流化床內(nèi)聚集的話，則通過流化進(jìn)行焙燒可不要求粉碎。焙燒的粉末優(yōu)選篩分通過100目的篩網(wǎng)，更優(yōu)選通過200目的篩網(wǎng)，以除去粗糙的顆粒。
然后，在金屬模具內(nèi)將粉末模塑成所需形狀。優(yōu)選的金屬是潷析罐和含鉻合金，例如InconelTMInco Alloys。優(yōu)選InconelTM類型合金，這是因?yàn)榕c潷析罐相比，它們可抵抗熱循環(huán)和氧化。優(yōu)選使用脫模劑使脫模工藝容易，且還最小化泡沫體玻璃對(duì)金屬的粘合，這種粘合可能引起在最終泡沫體玻璃產(chǎn)品內(nèi)不想要的龜裂。模具脫模劑應(yīng)當(dāng)耐受峰值烘烤溫度，結(jié)果可使用便宜的耐火氧化物，例如高氧化硅的礦物、高氧化鋁的礦物粉末如硅藻土、氧化硅和各種粘土。可在模塑的泡沫體玻璃粉末前體上施加次級(jí)氧化物釉料或表面涂層，以便在最終的泡沫體產(chǎn)品上產(chǎn)生額外的表面裝飾效果。
然后將該模具轉(zhuǎn)移到可容納具有溫度均勻度的這一模具的或者電或者氣體烘烤的加熱爐內(nèi)，其中所述加熱爐的溫度比整個(gè)模具的任何尺寸高50℃，更優(yōu)選高20℃。基于泡沫體玻璃的厚度，在加熱爐內(nèi)部的產(chǎn)品負(fù)載，從而選擇加熱速度。一般來說，加熱速度可介于2-10℃/min，和優(yōu)選介于3-5℃/min。在峰值發(fā)泡溫度下，泡沫體的玻璃粘度介于105-103泊。在峰值烘烤溫度下的浸泡時(shí)間取決于泡沫體玻璃的尺寸。浸泡時(shí)間還影響表面上釉的厚度。較長的浸泡時(shí)間導(dǎo)致形成較厚的表面鈾料或表層。較大的泡沫體可要求較長的浸泡時(shí)間以確保在整個(gè)泡沫體整體的溫度平衡。
在冷卻到室溫下的冷卻循環(huán)過程中，需要最小化在整個(gè)泡沫體玻璃上的熱應(yīng)力，以確保不具有殘留熱應(yīng)力的堅(jiān)固產(chǎn)品。結(jié)果，在退火和應(yīng)變點(diǎn)溫度附近的冷卻速度(其對(duì)應(yīng)于1012-1016的大致粘度范圍)相對(duì)緩慢，介于1-5℃/min，優(yōu)選介于1-3℃/min。取決于泡沫體的尺寸，在這一溫度范圍上下時(shí)，冷卻速度為2-10℃/min，優(yōu)選3-5℃/min。
使退火的泡沫體玻璃脫模，并視需要在其側(cè)面上修整?？山逯鞣N方式，例如研磨和切割進(jìn)行修整。優(yōu)選用耐磨刀片如碳化物刀片切割，這是因?yàn)樗a(chǎn)生比研磨少的粉塵。應(yīng)當(dāng)注意，泡沫體玻璃粉塵主要由非晶氧化硅組成，它的有害性比結(jié)晶氧化硅粉塵，例如混凝土粉塵小得多。
所生產(chǎn)的泡沫體玻璃板可單獨(dú)用作瓷磚，或者可在制造泡沫體玻璃復(fù)合板中使用。粉碎在最后步驟過程中所收集的所有邊角料和粉塵，并添加到起始原材料中。另外，粉碎任何產(chǎn)品廢物，例如破碎的瓷磚或面板并循環(huán)回到起始原材料內(nèi)。
熟練本領(lǐng)域的技術(shù)人員要理解，可改性制造本發(fā)明瓷磚的前述方法，或者可在沒有脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下使用其它制造方法。
如上所述，本發(fā)明的一個(gè)方面是在泡沫體玻璃瓷磚內(nèi)包括襯里材料。以下的實(shí)施例1和2示出了卜特蘭水泥作為襯里材料的應(yīng)用。這些實(shí)施例證明在泡沫體玻璃瓷磚和含水泥的襯里層的界面處自然生成火山灰粘結(jié)。
或者，可將其它無機(jī)水泥襯里材料，優(yōu)選最初作為糊劑，施加在泡沫體玻璃瓷磚上達(dá)到所需的厚度，所述糊劑將硬化成固體襯里。可將襯里制成多層結(jié)構(gòu)，其中石灰或卜特蘭水泥將是泡沫體的相鄰層，以便形成火山灰粘結(jié)，接著是在該層上的其它水泥層。可通過添加玻璃、石墨、陶瓷、聚合物如纖維素、金屬、Kelvar或類似物的纖維，從而增強(qiáng)水泥襯里材料。
還可藉助連接配料連接泡沫體玻璃瓷磚與其它固體層。例如，可在金屬片材和泡沫體玻璃之間施加合適的接觸粘合劑?？膳c鋁片一起使用的一種這樣的粘合劑是硅氧烷基粘合劑。其它實(shí)例是在泡沫體玻璃和另一襯里材料之間施加聚合物泡沫體，以保護(hù)聚合物泡沫體。聚氨酯泡沫體和水泥板是這類多層襯里的實(shí)例。聚氨酯泡沫體的優(yōu)點(diǎn)是，它可原地施加到預(yù)放置的泡沫體玻璃板和包皮的襯里層之間的間隙內(nèi)。聚合物襯里尤其可用于降低發(fā)脆層如泡沫體玻璃的斷裂和更加降低水泥層的斷裂。襯里層可含有與水泥、聚合物泡沫體或其它接觸粘合劑粘結(jié)在一起的多層泡沫體玻璃。
可選擇泡沫體玻璃襯里具有不同于主泡沫體玻璃板的密度用以最大化吸收振動(dòng)波能量。泡沫體玻璃層的正面通常如前所述上釉。然而，可根據(jù)本發(fā)明施加面層，以賦予符合泡沫體玻璃結(jié)構(gòu)體額外的保護(hù)和美學(xué)外觀。面層可在安裝襯里層之前或者之后施加。面層可以是起紋理的水泥和/或聚合物表面涂層，以顯示例如磚的飾面或者大理石類型的外觀?？稍谂菽w層上原地模塑這些面層，或者可藉助具有火山灰活性的接觸粘合劑或水泥層將這些面層作為獨(dú)立的包皮粘合到泡沫體上。這些面層將賦予泡沫體玻璃復(fù)合結(jié)構(gòu)體額外的建筑吸引力。另外，可在表面層上使用著色劑，以賦予結(jié)構(gòu)體所需的顏色。纖維纖維可添加到表面層中，以賦予額外的增強(qiáng)并降低反復(fù)振動(dòng)時(shí)的斷裂。視需要，各種UV保護(hù)配料可加入到表面層中。
襯里層和表面層二者的厚度可根據(jù)設(shè)計(jì)的技術(shù)規(guī)格、所要求的能量吸收和強(qiáng)度而變化?？赡懿恍枰┘颖砻鎸?，這是因?yàn)樵瓨雍婵镜呐菽w玻璃板的自然上釉在美學(xué)上將是足夠的。
實(shí)施例1 通過摻混下表1列出的原材料，制造泡沫體玻璃瓷磚表1
干燥所得淤漿，并在950℃下焙燒該粉末混合物約45分鐘，使各原材料反應(yīng)，并使糖分解成精細(xì)和均勻分散的含碳相。將焙燒的產(chǎn)物粉碎成精細(xì)的粉末，放置在InconelTM模具內(nèi)，并通過加熱到約850℃發(fā)泡，并在該溫度下浸泡約30分鐘。使所得泡沫體玻璃退火到室溫并脫模。所得泡沫體玻璃的密度為約25磅/立方英尺，具有暗綠色的顏色，和完全上釉的表面?？紫督Y(jié)構(gòu)均勻且平均孔徑為約2mm。在修整邊緣之后，瓷磚的尺寸為約16英寸×12英寸×3英寸。
通過下述方法制造本發(fā)明的泡沫體玻璃混凝土復(fù)合材料。繞其四周修整泡沫體，并用膠合板條繞其四周裝框，且上釉的表面面向下，從而在瓷磚上方留下約1英寸的間隙以接收水泥。根據(jù)制造商的說明制備卜特蘭水泥砂混合物(Quickrete砂子混合物)。將所得糊劑放置在泡沫體的暴露表面上，其中所述暴露表面在烘烤過程中與模具接觸，并在制造復(fù)合瓷磚之前不進(jìn)行修整，以便暴露泡孔結(jié)構(gòu)。允許混凝土固化約28小時(shí)，之后從模子中取出。在泡沫體與混凝土層之間的界面完全封接，從而表明形成堅(jiān)固的水泥火山灰粘結(jié)。
實(shí)施例2 通過摻混下表2列出的原材料，制造泡沫體玻璃瓷磚表2
干燥所得淤漿，并在900℃下焙燒該粉末混合物約30分鐘，使各原材料反應(yīng)，并使糖分解成精細(xì)和均勻分散的含碳相。將焙燒的產(chǎn)物粉碎成精細(xì)形式的粉末，放置在InconelTM模具內(nèi)，并采用約3.5℃/min的平均加熱速度，通過加熱到約860℃發(fā)泡。使所得泡沫體退火到室溫并脫模。該泡沫體玻璃的密度為約52磅/立方英尺，具有綠色的顏色，和完全上釉的表面?？紫督Y(jié)構(gòu)均勻且平均孔徑為約1-2mm。在修整邊緣之后，瓷磚的尺寸為約17英寸×12英寸×1.4英寸。
通過下述方法制造本發(fā)明的泡沫體玻璃-混凝土復(fù)合材料。繞其四周修整泡沫體，并用膠合板條繞其四周裝框，且上釉的表面面向下，從而在瓷磚上方留下約1英寸的間隙以接收水泥。施加Elmer′s預(yù)粘結(jié)的混凝土凝結(jié)劑粘合劑-促進(jìn)劑的薄層到泡沫體上，根據(jù)制造商的說明制備卜特蘭水泥灰漿混合物(Sakrete灰漿混合物)。將所得糊劑放置在裝框的泡沫體玻璃瓷磚的暴露表面上，并流平。這一暴露表面是與烘烤模具接觸的一面，且在制造復(fù)合瓷磚之前不進(jìn)行修整，以便暴露泡孔結(jié)構(gòu)。允許混凝土固化約28小時(shí)，之后從模子中取出。在泡沫體與混凝土層之間的界面完全封接，從而表明形成堅(jiān)固的水泥火山灰粘結(jié)。
實(shí)施例3-9 通過摻混組成如下表3中列出的原材料，制造實(shí)施例3-9的泡沫體玻璃瓷磚
表3
為了進(jìn)行有效的比較，歸一化組合物的重量，從而假設(shè)氧化硅加粉煤灰的總量等于100。之后，為了確保使用合適用量的材料，將歸一化的組合物重量乘以如表3所示的合適的批量大小因子，以計(jì)算所使用的模具的尺寸。例如，對(duì)于8英寸×14英寸×4英寸的模具來說，使用50x的批量大小因子。
干燥所得淤漿，并在如表3的工藝部分所述的介于900℃至1100℃的溫度下焙燒粉末混合物如表3的工藝部分所述的5至60分鐘，使原材料反應(yīng)，并使糖分解成精細(xì)和均勻分散的含碳相。粉碎焙燒的產(chǎn)物成精細(xì)粉末，放置在InconelTM模具內(nèi)，并如表3的工藝部分所述，通過在介于750℃至900℃的溫度下加熱發(fā)泡，和如表3的工藝部分所述，在該溫度下浸泡10至60分鐘。使所得泡沫體玻璃退火到室溫并脫模。
在表3的特征部分示出了實(shí)施例3-9的所得泡沫體玻璃的特征。如表3的特征部分所述，所得泡沫體玻璃的密度為約30至70磅/立方英尺，且具有完全上釉的表面?？紫督Y(jié)構(gòu)均勻且具有如表3的特征部分所述的平均孔徑。正如表3所示，提供有較小孔徑、高密度和均勻結(jié)構(gòu)體的瓷磚具有最大的拉伸和抗壓強(qiáng)度。為了測定所制備的玻璃泡沫體樣品的強(qiáng)度，努力遵照關(guān)于混凝土的標(biāo)準(zhǔn)ASTM試驗(yàn)工序。然而，由于證明樣品比混凝土顯著地更加堅(jiān)固，因此，必須通過降低樣品尺寸改性工序，為的是所使用的設(shè)備實(shí)際能使樣品破碎。因此，將泡沫體玻璃塊切割成直徑介于1.0至1.5英寸和高度小于5英寸的圓柱體以供在沒有上釉表面的情況下進(jìn)行壓縮測量。如表3的特征部分所示，實(shí)施例7-9的抗壓強(qiáng)度超過10000磅/平方英寸，是混凝土抗壓強(qiáng)度(4000磅/平方英寸.)的2.5倍多。類似地，如表3的特征部分所示，實(shí)施例7-9的拉伸強(qiáng)度超過1250磅/平方英寸，是混凝土的拉伸強(qiáng)度(500磅/平方英寸.)的2.5倍多。實(shí)施例9的拉伸強(qiáng)度為2500磅/平方英寸，是混凝土的拉伸強(qiáng)度的5倍多。
現(xiàn)已詳細(xì)地示出并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但對(duì)于熟練本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在其上進(jìn)行的各種改性和改進(jìn)是顯而易見的。因此，本發(fā)明的精神和范圍應(yīng)當(dāng)較寬地解釋并僅僅通過所附權(quán)利要求而不是通過前述說明書來限定。
權(quán)利要求
1.一種泡沫體玻璃瓷磚，它包括在至少一側(cè)上的閉孔外皮面，平均孔徑為1.0mm或更低，密度介于30磅/立方英尺至100磅/立方英尺，和抗壓強(qiáng)度為6000磅/平方英寸或更大。
2.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述平均孔徑為0.7mm或更低。
3.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述平均孔徑為0.6mm或更低。
4.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述平均孔徑為0.5mm或更低。
5.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述平均孔徑為0.4mm或更低。
6.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述平均孔徑為0.3mm或更低。
7.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述抗壓強(qiáng)度為8000磅/平方英寸或更大。
8.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述抗壓強(qiáng)度為10000磅/平方英寸或更大。
9.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述抗壓強(qiáng)度為12000磅/平方英寸或更大。
10.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述抗壓強(qiáng)度為14000磅/平方英寸或更大。
11.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚具有至少1英尺×1英尺的瓷磚表面積。
12.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚具有至少2英尺×2英尺的瓷磚表面積。
13.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚具有至少4英尺×4英尺的瓷磚表面積。
14.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述密度為40磅/立方英尺或更大。
15.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述密度為50磅/立方英尺或更大。
16.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述密度為60磅/立方英尺或更大。
17.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的厚度為至少2英寸。
18.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的厚度為至少3英寸。
19.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的厚度為至少4英寸。
20.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的重量為至少30磅。
21.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的重量為至少35磅。
22.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的重量為至少40磅。
23.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的重量為至少50磅。
24.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的重量為至少65磅。
25.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的重量為至少100磅。
26.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中組裝所述瓷磚與至少一種其它類似結(jié)構(gòu)的瓷磚，形成面板，所述面板用作輕質(zhì)建筑面。
27.權(quán)利要求26的泡沫體玻璃瓷磚，其中將所述建筑面組裝到至少一部分建筑物內(nèi)，以便所述建筑物的所述部分顯著抗地震損壞。
28.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述外皮面是所述泡沫體玻璃瓷磚的上釉的外表面。
29.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述閉孔結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成具有建筑吸引力。
30.權(quán)利要求1的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚進(jìn)一步包括里面部分，和所述瓷磚的外皮面包括使它的表面外觀具有不同于瓷磚里面部分顏色的添加劑。
31.一種泡沫體玻璃瓷磚，其包括在至少一側(cè)上的閉孔外皮面，平均孔徑為1.0mm或更低，重量為10磅或更大，和抗壓強(qiáng)度為6000磅/平方英寸或更大。
32.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述平均孔徑為0.7mm或更低。
33.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述平均孔徑為0.6mm或更低。
34.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述平均孔徑為0.5mm或更低。
35.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述平均孔徑為0.4mm或更低。
36.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述平均孔徑為0.3mm或更低。
37.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述抗壓強(qiáng)度為8000磅/平方英寸或更大。
38.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述抗壓強(qiáng)度為10000磅/平方英寸或更大。
39.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述抗壓強(qiáng)度為12000磅/平方英寸或更大。
40.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述抗壓強(qiáng)度為14000磅/平方英寸或更大。
41.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚具有至少1英尺×1英尺的瓷磚表面積。
42.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚具有至少2英尺×2英尺的瓷磚表面積。
43.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚具有至少4英尺×4英尺的瓷磚表面積。
44.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的密度為40磅/立方英尺或更大。
45.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的密度為50磅/立方英尺或更大。
46.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的密度為60磅/立方英尺或更大。
47.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的厚度為至少2英寸。
48.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的厚度為至少3英寸。
49.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的厚度為至少4英寸。
50.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述重量為至少20磅。
51.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述重量為至少30磅。
52.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述重量為至少35磅。
53.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述重量為至少40磅。
54.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述重量為至少50磅。
55.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述重量為至少65磅。
56.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述重量為至少100磅。
57.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚與至少一種其它類似結(jié)構(gòu)的瓷磚組裝成面板，所述面板用作輕質(zhì)建筑面。
58.權(quán)利要求57的泡沫體玻璃瓷磚，其中將所述建筑面組裝到至少一部分建筑物內(nèi)，以便所述建筑物的所述部分顯著抗地震損壞。
59.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚與至少一種其它類似結(jié)構(gòu)的瓷磚組裝成預(yù)組裝的結(jié)構(gòu)體，所述預(yù)組裝的結(jié)構(gòu)體是在建筑物結(jié)構(gòu)體內(nèi)的柱子、面板或地板。
60.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述外皮面是所述泡沫體玻璃瓷磚的上釉的外表面。
61.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述閉孔結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成具有建筑吸引力。
62.權(quán)利要求31的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚進(jìn)一步包括里面部分，和所述瓷磚的外皮面包括使它的表面外觀具有不同于瓷磚里面部分顏色的添加劑。
63.一種泡沫體玻璃瓷磚，其平均孔徑為0.5mm或更低，密度為30磅/立方英尺或更大和抗壓強(qiáng)度為12500磅/平方英寸或更大。
64.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述平均孔徑為0.4mm或更低。
65.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述平均孔徑為0.3mm或更低。
66.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述抗壓強(qiáng)度為14000磅/平方英寸或更大。
67.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚具有至少1英尺×1英尺的瓷磚表面積。
68.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚具有至少2英尺×2英尺的瓷磚表面積。
69.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚具有至少4英尺×4英尺的瓷磚表面積。
70.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述密度為40磅/立方英尺或更大。
71.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述密度為50磅/立方英尺或更大。
72.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述密度為60磅/立方英尺或更大。
73.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的厚度為至少2英寸。
74.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的厚度為至少3英寸。
75.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的厚度為至少4英寸。
76.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的重量為至少20磅。
77.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的重量為至少30磅。
78.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的重量為至少35磅。
79.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的重量為至少40磅。
80.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的重量為至少50磅。
81.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的重量為至少65磅。
82.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚的重量為至少100磅。
83.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中組裝所述瓷磚與至少一種其它類似結(jié)構(gòu)的瓷磚，形成面板，所述面板用作輕質(zhì)建筑面。
84.權(quán)利要求83的泡沫體玻璃瓷磚，其中將所述建筑面組裝到至少一部分建筑物內(nèi)，以便所述建筑物的所述部分顯著抗地震損壞。
85.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中組裝所述瓷磚與至少一種其它類似結(jié)構(gòu)的瓷磚，形成預(yù)組裝的結(jié)構(gòu)體，所述預(yù)組裝的結(jié)構(gòu)體是在建筑物結(jié)構(gòu)體內(nèi)的柱子、面板或地板。
86.權(quán)利要求63的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚具有閉孔結(jié)構(gòu)。
87.權(quán)利要求86的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述外皮面是所述泡沫體玻璃瓷磚的上釉的外表面。
88.權(quán)利要求86的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述閉孔結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成具有建筑吸引力。
89.權(quán)利要求86的泡沫體玻璃瓷磚，其中所述瓷磚進(jìn)一步包括里面部分，和所述瓷磚的外皮面包括使它的表面外觀具有不同于瓷磚里面部分顏色的添加劑。
全文摘要
可在建筑物墻壁的內(nèi)和外表面上作為立面使用的具有小孔徑的堅(jiān)固、高密度的泡沫體玻璃瓷磚。本發(fā)明的泡沫體玻璃瓷磚足夠堅(jiān)固，以致于它還可用作建筑物的結(jié)構(gòu)元件。該泡沫體玻璃瓷磚非常堅(jiān)固，且抗壓強(qiáng)度為6000psi(磅/平方英寸)或更大，和更特別地為8000磅/平方英寸或更大，和甚至更特別地為10000磅/平方英寸或更大，和甚至更特別地為12000磅/平方英寸或更大，和甚至更特別地為14000磅/平方英寸或更大。這些泡沫體玻璃瓷磚將吸收更多來自爆炸的能量，耐受更高的熱和風(fēng)負(fù)載和其它機(jī)械力。本發(fā)明的瓷磚的平均孔徑可以是1.0mm或更低，和優(yōu)選0.7mm或更低，和更優(yōu)選0.6mm或更低，和甚至更優(yōu)選0.5mm或更低，和甚至更優(yōu)選0.4mm或更低，和甚至更優(yōu)選0.3mm或更低。本發(fā)明的泡沫體玻璃瓷磚的密度從商業(yè)推薦的密度9.5磅/立方英尺增加到介于30－100磅/立方英尺，和更特別地大于40磅/立方英尺，和甚至更特別地大于50磅/立方英尺，和甚至更特別地大于60磅/立方英尺的較高密度。本發(fā)明的泡沫體玻璃瓷磚的重量超過10磅，和更特別地超過20磅，和甚至更特別地超過30磅，和更特別地35磅或更大，和甚至更特別地40磅或更大，和甚至更特別地50磅或更大，和甚至更特別地65磅或更大，和甚至更特別地100磅或更大。本發(fā)明的瓷磚也可具有閉孔結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)B32B5/14GK101014461SQ200480024081
公開日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月22日
發(fā)明者佩德羅·M·布阿爾克·德馬塞多, 哈米德·霍賈吉 申請(qǐng)人:佩德羅·M·布阿爾克·德馬塞多