建築方法
2023-06-19 18:55:31
專利名稱：建築方法
技術領域：
本發明涉及樓板的製造，以及樓房的施工方法。
具體地來說，儘管不是唯一的，本發明涉及輕型混凝土結構板的製造。
預成型的輕型混凝土板，無論是結構性的還是非結構性的，在建築工業中都是眾所周知的。這些現有技術的輕型混凝土板包括泡沫混凝土或具含有低密度夾心材料的板，低密度的夾心層本身可以包括泡沫混凝土或具有低密度顆粒填料的混凝土，例如膨脹的聚苯乙烯珠粒，或者甚至是膨脹材料的塊。
在製造這樣的夾心板的過程中，通常採用一個周邊模具，形成一個混凝土的基體殼(base skin)，它可以含有鋼纖維增強材料。可用下述方法形成夾心層將含有膨脹聚苯乙烯珠粒的一層混凝土料漿傾倒在基層混凝土上;另一種方法是將泡沫塑料塊放在基層混凝土上，然後再形成混凝土的頂部外層，該外層包裹了該夾心材料。
國際專利申請No.PCT/AU83/00142，描述了一種用於製造具有低密度夾心層的預成型的輕型混凝土樓板的典型的現有技術的工藝，該方法包括形成一個緻密的纖維增強的基層作為最外層，形成一個第二層，它含有混凝土料漿，以及膨脹的聚苯乙烯珠粒，然後形成一個第三層，它含有緻密的纖維增強混凝土，從而得到了一塊低密度的夾心板。利用後張法(post-tensioned tendons)對該板施加預應力，使得在整個較薄的外層中，壓應力分布均勻。
澳大利亞專利No.520177描述了一種生產低密度的夾心材料的方法首先在模具的表面形成一層緻密的纖維增強混凝土，將預成型的聚苯乙烯泡沫塊(或者具有低密度的顆粒填料的混凝土)放在第一層的表面上，以一種彼此間隔的方式排列，使得形成平行排列的縱向空隙，然後在其上倒入一層增強的混凝土。如此形成的板包括很多彼此之間留有空隙的、平行的、縱向的肋，分布在板的相對的外層之間。據稱這些肋的目的是「把外層連結在一起，並抵抗剪切力，該剪切力可施加在外層之間的板上」。因此，這種說明意即承認，在該專利中，所述的輕型夾心層對該板的結構整體性沒有貢獻，只用於在相鄰的肋之間形成低密度的孔洞。
雖然上述現有技術的各種結構板，具有某些優點和缺點，但兩者的主要缺點是製造該板的相應的過程。重要的是，在製造具有低密度的夾心層的預成型混凝土板的過程中，能現場製造該板，以降低運輸費用，另一方面，也減少不必要的操作，而這些操作可能會導致板的損壞。
在城區，沒有幾個正在施工的樓房的建築工地的周圍，擁有足夠大的地方，便於大規模地澆築預成型的板基於這個原因，由於板澆築所需的大場地(這些澆築場地用來在使用或不使用時放置模具)，以及建造澆築場地的高成本，許多現有技術中的板的澆築系統是不能應用的。
國際專利申請No.PCT/AU83/00142中描述的那種類型的板，通常是在模具中，在一塊板之上再澆築另一塊板。這從空間利用的觀點來看是相當有效率的。但是，困難在於，該項技術嚴重地降低了板的固結(curing)速率，這些板必須被放置很多天，直至其強度充分大，才能夠進行操作，而不對板造成損傷。
類似地，在進行後張成為可能之前，這些板必須放置相當長的一段時間。
因此，雖然該方法具有這樣的優點，它使得大型板可以現場澆築，並且使現場進行澆築工藝的空間為最小，但是仍需要相當大的空間用於在進行後張之前，儲存正在固結的預製板。
澳大利亞專利No.520177中的板，是在工廠中用自動生產線製造的，因此不適合現場製造。而且，由該工藝制的板的尺寸有限，因為交通規則對所運輸的貨物的尺寸有限制。
雖然澳大利亞專利No.520177的工藝也可適用於手工現場施工，但是，由於形成預製夾心層所需要的空間，結果結構板的價格過高。
除了需要相當大的場地以用於水平澆築大型板之外，甚至還需要一個更大的場地，使得當使用水平模具時，可以澆築夾心層。雖然已報導了可在垂直的成組模中模製夾心層，以減少所需要的場地空間，但是這種方法具有嚴重的缺點。
典型地，用於垂直的夾心層模製的成組模包括許多木模或鋼模，每個都具有底部和側壁，以及一個分格板。為了便於從單個模具中取出澆築的夾心層，需要有一種脫模劑，通常是將一種油性液體噴灑成刷在模具表面，以避免水泥質的夾心粘結劑的粘合。即使是使用這樣的脫模劑，夾心層也會牢牢地粘在模具表面，當試圖從模具上移去時，造成極高的破裂率。
雖然脫模劑對脫模而言是最有效的，但它汙染了模製的夾心層的表面，如果夾心層材料含膨脹的聚苯乙烯珠粒填料，該脫模劑優選地吸收在油性聚苯乙烯材料之中或其表面上。脫模劑吸收進入油性聚苯乙烯材料之中或其表面上將相當顯著地降低，或者，更經常地，使混凝土板的夾心層和外層材料之間的所有粘結完全喪失，於是夾心層對板的結構整體性的沒有任何貢獻。
儘管從理論上來說，通過用模具中相應的輪廓曲面使夾心層的表面形成輪廓曲面的方法，有可能加強夾心層和板的外層之間的相互作用，但這加重了從模具中移出夾心層的問題。
基於上述的原因，在垂直成組模中現場模製夾心層的方法在實踐中並未被廣泛地接受。並且，在開口水平模具中預成型的夾心層，通常從遠處運輸到現場，於是顯著地增加了成本。
因此，需要有一種能夠現場製造具有低密度的夾心層的結構混凝土的方法，該方法利用最少的場地，使用最少量的不熟練工人而得到高速生產率。
本發明的一個目的是克服或改進現有技術中有關現場澆築具有低密度夾心層的預製混凝土結構板的缺陷。
本發明的一個方面是提供了一種用於現場澆築低密度的夾心層的方法，該方法包括下述步驟用柔性膜至少襯墊垂直成組模組合件中的模具空腔的主要的相對面;
向所述的模具空腔中倒入水溶性的低密度水泥質夾心層混合物;
使水泥質夾心層混合物至少部分地固結;
拆開成組模組合件，並且從如此形成的模製夾心層表面剝去所述的柔性膜。
所述的柔性膜優選地包括塑料薄片或橡膠薄片。
合適的塑料或橡膠薄片可以包括聚氯乙烯，聚乙烯，聚丙烯，聚氨酯，丁基橡膠或其類似物。
本發明的另一個方面，是提供了一種模製的低密度水泥質夾心層，由本文描述的方法生產。
優選地所述的模製的夾心層包括一個或多個對應於模具中相應的一個或多個輪廓曲面的輪廓曲面。
所述的模製的夾心層可以包括多個直立的肋，它們形成在模具的至少相對的主要表面上;或者另一種情況是，有多個凹進的槽形成在模具的主要表面上。
如果需要的話，模製的夾心層可以用圓的或輪廓邊緣曲面來形成。合適的模製的夾心層是用泡沫水泥質料漿，含有低密度顆粒材料的水泥質料漿，或兩者的混合物而形成的。模製的夾心層優選是包括顆粒狀的膨脹聚乙烯泡沫。
本發明的再一個方面，是提供了一種混凝土結構板，它具有多個低密度夾心層，其製造採用本發明的夾心層形成方法，所述的結構板包括多個所述的夾心層，它位於纖維增強的混凝土的相對的外層之間，通過平行的橫截的主要肋與所述的相對的外層形成整體;所述的夾心層彼此之間留有空隙。
合適地，在所述的夾心層的相對的主要表面設有凹進的槽的陣列，通過在所述的凹進的槽中相應地嵌有次要肋的陣列，由此使得在主要肋之間的區域的所述的板的相對的外層得到增強。
如果需要的話，該板可以包括預應力澆築件，所述的預應力澆築件位於主要肋中，或者位於主要肋中的澆築通道上。
本發明的再一個方面，是提供了一種複合結構樓板，所述的複合結構樓板由多個預成型的水泥質板件所組成，這些板彼此留有一定空隙地排列，並通過水泥質的外層連接，延伸在所述的陣列的至少一個主要表面上，所述的外層材料擴展進入相鄰的板件之間的空隙，使分開的肋條與所述的水泥質外層形成整體。
合適地，所述的水泥質外層包括一個鋼網筋，或者塑料、鋼或玻璃纖維。
優選地，所述的結構樓板件包括常規的或預應力的增強件，位於所述的分開的肋條之間。
為了更容易地理解本發明，參照下列附圖，其中
圖1是夾心模具組合件的透視圖;
圖2是圖1的夾心模具組合件的平面圖;
圖3是圖1的模具組合件的側面縱向斷面圖;
圖4是圖1的模具組合件的分格部件的垂直斷面圖;
圖5是本發明所製造的板的部分斷面圖;
圖6是本發明的另一個實施例的板的部分剖示圖;
圖7是本發明的再一個方面的複合結構樓板件的部分剖示圖在圖1-3中，提供了一種模具組合件10，它包括縱向部件11和端面部件12，被支撐在基底13上。通過緊固條14將模具組合件10保持其為組合狀態。
採用分格板15將模具組合件10的空腔分割成為單個的夾心層模腔，把模具組合件10的空腔分隔開，空出的地方放置間隔塊16。還提供了上間隔塊17，用於在模具空腔被填滿後插入。
在使用之前，可用柔性膜，例如聚乙烯薄膜襯墊模具空腔，至少襯墊分格板15的表面。
另一種方法是，每塊分格板15都可以用塑料布20來包裹，它可以有效地對模具空腔21提供一個襯墊，它放置在每塊分格板15的兩個側面。
在圖4中，提供了分格板15及加強肋22，使得在由模具組合件10所生產的模製輕型混凝土板上形成相應的槽，這些加強肋連同膜襯墊形成了緩緩的曲面突出進入模具空腔。
在分格板15的最高緣和最低緣上為倒角(mouldings)，這使得在由此形成的模製的夾心層的上緣和下緣形成彎曲的表面。模具的側面部分(未示出)也可以製成圓形狀。
在使用過程中，模具組合件10的組裝過程如下由縱向部件11，端面部件12和基底13，採用緊固條14使之形成模具空腔21。隨後，模具空腔中裝配有分格板15和間隔塊16，每個分格板都包裹在柔性塑料布20中，並插入在模具組合件10中，以劃分出模具空腔21。這些單個的模具空腔21進一步地填入輕型的混凝土混合物，例如沙子、水泥、水和膨脹聚苯乙烯珠粒的混合物，並且模具空腔21的上開口端用上間隔塊17封閉，以確保板的厚度均勻。
輕型的混凝土混合物固結後，移去緊固條14以及縱向部件11以及上間隔塊17。然後在相對於板的剪切方向移去端面部件12，使得在板的表面之間可以剝去表麵塑料布20。夾心層和分格板15隨後從模具中移去。夾心層進行最後使用即複合板加工時，用分格板15重新安裝模具組合件10，用於進一步的澆築。這裡的塑料布20通常重新使用。
由於沒有使用脫模劑，輕型混凝土夾心層的表面是無玷汙的，並且在複合板的製造過程中，會與混凝土外層成功地結合在一起。上述實施例的又一個優點是，縱向部件11，端面部件12，基底13以及分格板15，可以用相當廉價的剛性材料製成，而無需關心混凝土與這些材料相粘結的趨勢。相應地，如圖所示的典型的成組模澆築塊是由膠合板、金屬或其類似物這樣的材料製成的。
圖5中所示的板23是這樣形成的按照本發明的方法，在未固結的底層25上，放上預成型的輕型混凝土夾心層24，結果底層材料進入到在夾心層24的主要表面所形成的槽26中;然後，將頂部外層混凝土傾入，以填充輕型夾心層24之間的孔洞空隙，以形成頂部的板外層28。
由此形成的板23包括多個主要肋31，它形成在彼此留有空隙的夾心層24之間，以及上、下外層28，25之內，在主要肋31之間的區域內，在夾心層24的槽26中形成了多個增強外層的次要肋30。
夾心層24的曲面邊緣32在肋31中提供了均勻的應力分布，它象工字梁一樣起作用。在工字梁結構的「梁腹」和「翼緣」部分之間的曲線再入(curved reentry)，避免了在「梁腹」和「翼緣」部分的之間的銳利聯結處的應力集中。而如果採用平直邊緣的夾心層24，就會發生應力集中。
圖6描述了一塊本發明的板，它包括多個實心的輕型夾心層40，它和含有孔洞的輕型夾心層41交替排列，含有孔洞的輕型夾心層41通過取向為與縱向孔洞46平行，形成一個連續的通道穿過該板，作為設施通道及類似目的。
夾心層40和41放置在上外層42和下外層43之間的一個矩形陣列上。在製造過程中，矩形陣列中的夾心層40和41彼此之間留有一定的空隙，這些空隙與縱向主肋44的上下外層42和43，以及橫向次要肋一起形成整體。為了使通過板的孔洞保持連續性，塑料、紙、金屬或類似物(未示出)的管道，通過次要肋45，延伸在相鄰的夾心層41之間。
由上外層42和下外層43的端面所限定的板的邊緣，提供了切去隅角的鳩尾形47，以便於通過將位於主要肋44上的露出的鋼加強杆48焊接在一起，使得板端面對端面地連接起來。類似地，從次要肋45延伸出來的是加強棒50，它也可以製成環50a，用於相鄰板的內連接和/或作為板的提升裝置。
圖6中所示的板是這樣製得的在一表面上先形成基層53，該基層53是含有沙、水泥、水和鋼、玻璃或塑料纖維的纖維增強的混凝土料漿，當該基層還是軟的時候，將夾心層40，41壓進基層53的表面，以確保基層材料滲透進入夾心層40，41的主要相對表面上所形成的槽52中。
塑料管或設施通道46(未示出)，插入在夾心層41中的平行的孔洞中，加強棒48，50位於相鄰的夾心層之間的空隙中。
將與基層53的組成相同的又一層纖維增強的混凝土層54鋪在夾心層40，41的上表面至所需要的厚度，而且也使之進入相鄰的夾心層40，41之間的空隙，以形成主要肋和次要肋44，45。
和常規的預製混凝土板或者甚至現有技術的具有低密度的夾心板相比，本發明的板就其重量而言是極其牢固的。
本發明的這種板可以用於新法樓房施工中，這正是本發明的又一個方面。
常規的高層建築依靠三維的「格構式」框架，用豎直的立柱和橫梁構成剛性結構。這種結構的內牆和外牆，包括非承載的內鑲板(bearing infill panels)或(用於外牆的)覆蓋板，或者磚結構，與樓房框架相連結。由於樓房中的所有應力(由於風荷載等)，經過格構式結構的立柱和橫梁最後都傳至地基，該立柱在其下端通常必須更為牢固。
在這一點上，本發明是有效地依靠豎直的增強的混凝土立柱(這些支柱可以逐漸地建起)，並且圖6所示類型的加強板位於相鄰的立柱之間，並使之聯結在一起。這些板與結構的聯結是通過將相鄰的板的增強部件聯結在一起，並且在成組板的端部與立柱中的增強部件相聯結。於是該三維穩定結構在實踐中等價於現有技術中的立柱和橫梁。但是，板的整體性降低了立柱中的彎曲應力，並且可以使用含有較少的增強材料的、直徑較小的立柱。
本發明的牆板使得可以使用各種形式的增強材料，它反過來又使得使用中的牆板起結構梁和內鑲板雙重作用。例如，這些板可以包括斜交叉的支撐部件，水平增強材料，豎直增強網材料或其組合。以這種方式，門窗開口很容易設置在板中，同時不喪失板的結構完整性，也不喪失板作為一個整體對樓房結構的整體性的貢獻。
圖7，7A還表明了本發明的複合樓板系統的又一個實施例。
圖7的樓板60包括多個預製的部件61，它們按照一定的間隔排列在一平面模具的表面上。在部件61的陣列的上表面，放置一層鋼筋網62，在部件61的陣列的表面上方留出一間隙。
在部件61的上表面上方，還形成一層網或纖維增強的混凝土層60a，該層也擴展進入部件61之間的空隙以形成加強肋63。
圖7A表示圖7中的樓板系統中，所使用的預製部件61的斷面圖。
除了在該步驟中不形成上外層之外，預製部件61的製造與圖6中的板的製造方法相同。部件61是這樣製造的先形成一個帶有鋼加強杆65的基層64，將由圖55所描述的那種類型的預製夾心塊66放進基層64的溼表面中，並且將一個周邊模具框架(未示出)，放在基層的周圍。然後，將與基層64的組成相同的混凝土混合物傾入到模具中，留下夾心層塊66的上表面67不覆蓋，由此形成一個周圍邊緣肋68和相交內肋69。
這種類型的樓板系統典型地包括尺寸為6m×3m的板，總厚度在125mm和300mm之間，板厚取決於板的尺寸和荷載需要。上外層60a的厚度在30-75mm的範圍內，優選地包括鋼、玻璃或塑料纖維筋或鋼網。
所述的這種類型的樓板系統的主要優點包括1、在下側提供一個平的樓板底面或天花板表面;
2、很輕的重量;
3、由於輕型夾心層額外地還具有防火特性，因只需很薄的上外層就可以保持充分的防火性;
4、只需要很窄的肋用於防火目的，因為已被輕型夾心層所保護;
5、建造成本比常規的樓板要便宜許多;
6、與現有技術的單向預製樓板不同的是，它形成一個雙向連續跨度結構;
7、可以進一步地用後張法來增強。
對本領域熟練技術人員顯而易見的是，本發明的許多方面可以改變，而不偏離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種現場澆築低密度夾心板的方法，包括以下步驟用柔性膜至少襯墊垂直組合模具組合件中的模具空腔的主要的表面；向所述的模具空腔中倒入水溶性的低密度水泥質夾心層混合物；使水泥質夾心層混合物至少部分地固結；拆開成組模組合件，並且從如此形成的模製夾心層表面剝去所述的柔性膜。
2.按照權利要求1的方法，其中所述的模具組合件中的模具空腔隔離物是在組裝所述的模具組合件之前，可移去地插入一塊塑料布。
3.按照權利要求1或2的方法，其中所述的模具組合件中的模具空腔隔離物的至少一個表面上具有輪廓曲面。
4.按照權利要求1至3之一的方法所製造的低密度夾心板。
5.按照權利要求4的低密度夾心板，包含一種低密度的顆粒填料。
6.按照權利要求4或5的低密度夾心板，其中，所述的低密度夾心板的主要表面包括凹進的槽。
7.按照權利要求4至6中任一項權利要求的含有低密度夾心層的結構板，包括多個位於纖維增強的混凝土的相對的外層之間的夾層，通過插入主要肋，使得所述的夾心層彼此之間留有空隙，並使其與所述的相對的外層形成整體。
8.按照權利要求7的結構板，其中，所述的夾心層的相對的主要表面設有凹進的槽的陣列，這樣，通過在所述的凹進的槽中嵌入小的肋的陣列，使得在主要肋之間區域的所述板的相對表面得到增強。
9.按照權利要求7或權利要求8的結構板，包括與所述的主要肋相連的合適的鋼筋部件。
10.一種複合結構樓板系統，它包括多個權利要求4至6中任一項權利要求的低密度夾心層，所述的樓板系統包括多個預成型的水泥質板部件，它們彼此留有一定間隙地排列形成陣列，並且用鋼網增強水泥質外層所連接，它延伸至所述的陣列的至少一個主要表面上，所述的外層材料延伸進入相鄰板部件之間的空隙中，使分開的肋條與所述的水泥質外層形成一個整體，每一個所述的板部件包括一個基層，一個周邊的加強肋，以及一個交叉的加強肋陣列，延伸至彼此留有空隙的所述的夾心板的陣列之間，所述的加強肋與所述的基層形成一個整體。
11.基本上如前所述的現場澆築低密度夾心板的方法。
12.基本上如前所述的結構板。
13.基本上如前所述的複合結構樓板系統。
全文摘要
在用柔性膜(20)襯墊的垂直模具組合件(10)中，製成用於輕型混凝土結構板的低密度預製夾心層部件。使用柔性膜(20)就無需脫模劑，並且形成夾心層部件上具有輪廓曲面的模具。通過從夾心層部件的表面剝去柔性膜(20)，則可以從模具組合件(10)中移出模製的夾心層，而不造成任何損害。在兩個薄的外層(53，54)之間，結構板包圍了彼此留有一定間隙排列的低密度夾心層部件(40，4)，夾心層部件(40，41)之間的空隙形成了交叉的肋條(44，45)的網絡，以加強該板。
文檔編號B28B7/38GK1075444SQ9211069
公開日1993年8月25日 申請日期1992年9月19日 優先權日1991年9月19日
發明者麥可·詹姆斯·杜拉克 申請人:麥可·詹姆斯·杜拉克