混凝土塊和製造混凝土塊的方法

2023-05-25 07:23:41 1

專利名稱：混凝土塊和製造混凝土塊的方法
本申請是以為-美國公司的Anchor Wall系統公司的名義為申請人在2004年1月29日提交的、關於指明除美國之外的所有國家的PCT國際專利申請，而美國公民Ronal J.Scherer僅是指定國為美國的申請人。
本發明領域本發明總體上涉及混凝土塊和它的製造。
更具體地，本發明涉及適用於在例如擋土牆的環境美化應用場合中的混凝土塊，以及在這些混凝土塊的生產中所使用的製造工藝。
本發明背景現代、高速、自動的混凝土塊工廠和混凝土鋪設材料工廠使用頂部和底部處敞開的模子。將這些模子安裝在機器中，該機器周期地將託板放置在模子之下，以閉合模子的底部，通過模子的敞開頂部將幹澆注混凝土送入模子，通過振動和壓力的組合緻密和壓實混凝土，以及通過模子和託板的相對垂直運動而脫膜。
由於用於實施這加工工藝的這些工廠和設備的性質，難於對混凝土塊的表面產生自然外觀，尤其如果該混凝土塊需要包括其它特徵，例如會聚側壁、在該混凝土塊的頂和/或底面上形成一個整體的定位部分和一剪切凸緣(多數)。結合在此供參考的美國專利號5,827,015揭示了適於用作擋土牆塊的混凝土塊，以及在高速、自動化的混凝土塊工廠中生產此混凝土塊的普通方法。
仍要求預形成的混凝土單元，尤其是具有會聚的側壁和/或在頂和/或底面上形成的一體的定位部分和剪切凸緣的、並具有比由美國專利號5,827,015中敘述的劈開的加工工藝或也結合在供參考的美國專利號6,321,740中敘述的劈開的加工工藝所能達到的外觀表面更加自然的外觀表面的擋土牆塊。尤其是，要求在混凝土塊或混凝土鋪設材料工廠中通常所具有的類型的設備上能以高速自動方式生成帶有這些表面的這些混凝土塊的生產過程和工具。
本發明概要本發明涉及高速、大量生產混凝土件、尤其擋土牆塊的模子和加工工藝。能夠使用這些模子和加工工藝、在這些混凝土塊上產生類似於在美國專利號5,827,015中所述的劈開表面的較簡單的裝飾前表面。還能使用這些模子和加工工藝、在這些混凝土塊上產生類似於由傳統的翻滾的和錘磨機加工工藝或由美國專利號6,321,740所述的加工工藝生產的劈開的和龜裂的表面的、較複雜的前表面。還能使用這些模子和加工工藝生產至今還不能實現的獨特的混凝土塊具有會聚的側壁和/或一體的定位部分和剪切凸緣、並具有帶很複雜的表面的前表面、包括在幹澆注混凝土塊技術中還可實現的帶有顯著細節和凹凸的表面的擋土牆塊。
在一較佳實施例中，所產生的混凝土塊具有仿造的模擬天然石的前表面以及上和下表面、後表面、相對的會聚的諸側表面和在下表面之下延伸的凸緣。當用其它類似結構的擋土牆塊堆置多層時，具有這結構的混凝土塊使建造蜿蜒的或彎曲的擋土牆，這些擋土牆顯示出是用天然形成的材料而不是人造材料建造的。
本發明的一方面是設置按照本發明製造的一模子，要使在模製加工期間在放置混凝土塊時將呈現為前表面的混凝土塊的這部分面對模腔的敞開的頂部。在高速混凝土塊或鋪設材料工廠中這定向使由有圖案的壓板(「脫模模板」)形成混凝土塊的該前表面。脫模模板可以設置有很簡單的圖案、適度複雜的圖案、或者帶有顯凹凸、模似天然石的、高度細緻的三維圖案。在這定向模製該混凝土塊還能使影響該混凝土塊的外觀的其它加工易於到達該混凝土塊表面，其它加工包括對該面施加特選的填料和/或顏料。
本發明的另一方面是模子的一側壁具有在模腔的敞開的底部附近的下方凹入部分。該下方凹入部分與定位在模子之下的託板協作形成模式的一副空腔。在一較佳實施例中，該副腔形成在放置時將被顯示是混凝土塊底部的該混凝土塊的表面上的定位部分和剪切凸緣。
本發明的另一方面是模子的至少一側面相對於垂直方向傾斜，以形成在堆置時該混凝土塊的一側面，該側面包括當它靠近該混凝土塊的後表面時朝相對的側壁會聚。這傾斜的模子側壁是可動的，以便它移動進入一第一位置，以使用於澆注混凝土充填該模子和緻密和壓實混凝土，並且移動進入一第二位置，以使被壓實的混凝土從模子脫模，而不影響這模子的側壁。在一較佳實施例中，相對的模式側壁是類似可動的，以致所產生的混凝土塊的諸相對側壁的至少諸部分當它們接近該混凝土塊的後面時相互會聚。
尤其在以下所附的和形成本說明書的一部分的權利要求書中指出了表示本發明特徵的新穎性的這些和許多其它優點和特徵。但是，為了較好地理解本發明、通過使用它得到的它的許多優點和目的，應該參閱形成本說明書的一部分的附圖和其中敘述了本發明的一較佳實施例的的描述部分。
附圖簡述

圖1是按照本發明的擋土牆塊的立體圖，其中該混凝土塊被定向成其中它被成形在模子中的位置。
圖2是圖1的擋土牆塊的仰視圖。
圖3是圖1的擋土牆塊的側視圖。
圖3A是包圍在圖3中的虛線圓內的擋土牆塊部分的細節圖。
圖4是由按照本發明的多個混凝土塊構成的擋土牆的一部分的正視圖。
圖5是示出形成本發明的混凝土塊的流程圖。
圖6是用於利用本發明的加工工藝形成本發明的多個擋土牆塊的、具有多個模腔的模子組件的立體圖。
圖7是圖6的模子組件的俯視圖。
圖8是示出帶有相對的、會聚的、可樞轉的兩側壁的-模腔的模子組件的端視圖。
圖9是模子組件的形成上和下混凝土塊表面的諸側壁、脫模模板(strippershoe)和託板的示意圖。
圖10A、10B、10C、10D、10E和10F是按照本發明的有脫模模板的表面上的代表性圖形的數字再現。
圖11是在脫模模板的表面上代表性圖形的立體圖。
圖12是示出形成本發明的脫模模板表面的加工工藝的流程圖。
圖13是關於脫模模板的溫度控制的示意圖。
圖14A、14B和14C是按照本發明的擋土牆的照片圖。
最佳實施例的詳細描述本發明提供了用於生產混凝土塊的加工工藝以及由該加工工藝所生產的混凝土塊、用於執行該加工工藝的模子和模子構件，其中，將預先確定的三維圖形施加在混凝土塊表面內，能夠另外直接處理或加工混凝土塊的前表面，以致在標準的幹澆注混凝土塊或鋪設材料機器(paver machine)內能夠生產預定的混凝土塊前表面。前表面的直接加工包括模製、成形、形成圖案、壓印、材料成層、它們的組合以及其中能夠直接影響前表面的紋理、形狀、顏色、外觀或物理性能的其它加工工藝。此外，能夠利用多腔模子執行該加工工藝，以在標準的幹澆注混凝土塊或鋪設材料設備上高速、大量生產混凝土塊。而且，使用本發明的加工工藝和設備不需要劈開工位(splitting station)和/或外向錘磨機工位和/或翻滾工位(tumbling station)以及附加設備和與這些附加加工工位相關聯的加工成本。
由本發明的加工工藝生產的混凝土塊可以具有這樣的結構使通過在多層中堆置具有相同或不同的預定前表面的多個混凝土塊來建造蜿蜒的或彎曲的、在諸層之間具有-自動收進(set-back)和剪切阻力的擋土牆。
與將一預定的、三維的、巖石狀圖形壓印進入擋土牆塊的前表面內相關聯地敘述較佳實施例。因此，當堆置諸層時該混凝土塊和由許多混凝土塊建築的牆顯示出用「天然的」材料建成。還能使用在此敘述的加工工藝製造在構築建築物牆中所使用的混凝土塊以及關於混凝土磚、板條和鋪設材料。
混凝土塊在圖1-3中示出了按照本發明的混凝土塊10。混凝土塊10包括具有一前表面12、一後表面14、一上表面16、一下表面1和相對的兩側面20、22的混凝土塊體。(注意術語「前表面」、「後面」、「上面」和「下面」參照當它堆置在擋土牆內時混凝土塊的諸表面的方位，並不反映在生產它時該混凝土塊的方位。)。由固化的、幹燒注(dry cast)、不坍塌的混凝土形成混凝土塊10。幹澆注、不坍塌混凝土在擋土牆塊的領域是眾所周知的。
如圖1-3所示，前表面12設置有預定的三維圖案。較佳地在混凝土塊10的模製期間通過具有一為混凝土塊前表面的鏡像圖形的圖案的-可動的脫模模板(以後將敘述)的作用將前表面12上的圖案施加於前表面。圖14A-C是按照本發明的具有該圖案的前表面的混凝土塊的照片圖。
能夠依據前表面的所需外觀改變施加於前表面12的圖案。較佳地，該圖案模仿天然石頭，以便前表面12顯示出是天然材料而不是人造材料。將在被認為是該混凝土塊的使用者視覺喜歡的基礎上選擇使用的特定的石頭圖案。舉例來說，能夠對該混凝土塊表面壓印顯示是一混凝土塊石頭例如河中巖石的圖案。或者，可以使該混凝土塊具有顯示出為用砂漿塗沫在一起的一圖形中的多塊河中巖石。或者，可以給予該混凝土塊具有模擬單塊山石或者多層中堆置的多塊散石的圖案。可以有無窮的可能性。通過提供帶有許多不同圖案的諸脫模模板，通過改變脫模模板能夠改變混凝土塊上所產生的圖案。
在前表面上能夠提供的所產生的細節和凹凸比由以上所述傳統的劈開技術、滾翻、錘磨和其它龜裂技術在所產生的混凝土塊的前表面上能夠提供的還要大些。在有圖案的前表面12上的凹凸、從最低點到最高點測量、較佳地至少0.5英寸，更較佳地至少1.0英寸。
在較佳實施例中，前表面12通常位於在兩側面20、22之間的大體上的一平面內，與常常在劈開表面的擋土牆塊中所見到的普通的、三個小平面的和彎曲的表面相對，不過用本發明也能夠易於生產這多小平面的和彎曲的表面。如圖3所示，前表面12設置成稍許向後傾斜，即從底下面18至上表面16以角度α傾斜。較佳地，α角約10°。因此，前和後表面12、14在下表面18附近分開距離d1，在上表面16附近分開距離d2，d1大於d2。在較佳實施例中，d1約7.625英寸，d2約6.875英寸。寬度d3較佳地約12.0英寸。還考慮了在兩側表面20、22之間的前表面可以是有小平面的、彎曲的或它們的組合。在這些實施例中，前表面也具有稍許向後的傾斜。
通常，當將諸擋土牆塊堆置成諸收進層(set-back course)形成一壁時，在下層中各混凝土塊的上表面的一部分在下層中各混凝土塊的前表面和相鄰上層中各混凝土塊的前表面之間可以看到。上表面的可看到部分產生了一凸緣的外觀。並且，在幹澆注混凝土塊的情況中，這凸緣通常具有人造外觀。通過對混凝土塊10的前表面提供向後的傾斜角度，能夠減少或消除凸緣的外觀，從而提高所產生壁的「自然的」外觀。
前表面12還包括在與側面的它的連接處的圓角邊24a、24b。由設置在脫模模板上的圓角凸緣形成圓角邊24a、24b。邊緣24a、24b的半徑較佳地為約0.25英寸。圓角邊24a、24b轉移在相同層中，當並列地放置許多混凝土塊時混凝土塊10和相鄰混凝土塊的諸側面之間的接觸位置離開前表面12，造成在諸混凝土塊之間的較好接觸，以防止在相鄰混凝土塊之間的土壤「洩漏」。如果希望，在前表面12和上和下表面16、18之間的連接處的頂和底邊通過在脫模模板上提供圓角凸緣也可以製成圓角，類似於圓角邊緣24a、24b。
參閱圖1-3，混凝土塊10的後表面14被示為在側面20、22之間的基本平面，並基本上垂直於上和下表面16、18。但是，已考慮了後表面14偏離平面，例如通過設置一個或多個槽口或設置一個或多個凹處，同時仍舊在本發明的範圍內。後表面14的寬度d4較佳地約8.202英寸。
另外，在圖1-3中上表面16被示為基本上平面，沒有與上表面16相交的核心部分。當堆置許多混凝土塊10成為多層形成一牆結構時，各混凝土塊的上表面16是處於與其它混凝土塊的上表面16的平行關係之中。
各混凝土塊10的下表面18被形成為適合於接合在下層中的混凝土塊的上表面16，以在諸混凝土塊被堆置成多層時保持諸混凝土塊10的諸上表面之間大體上平行的關係。在較佳實施例中，如在圖1-3中所示，下表面18大體上是平面的和水平的，以致它通常平行於上表面16。但是，能夠使用其它的下表面，包括具有下表面18的諸部分上的一個或多個凹入部分或一個或多個通道的一下表面。在上表面16和下表面18之間的距離d6較佳地約4.0英寸。
在較佳的混凝土塊10中，側表面20、22大體上垂直，並連接上和下表面16、18和連接前和後表面12、12，如圖1-3所示。各側表面20、22的至少一部分隨著側表面向後表面14延伸朝相對的側表面會聚。較佳地各側表面20、22的整個長度從前表面開始會聚，同時在前和後表面12、14之間側表面20、22大體上是平面的。但是，側表面也可以從離開前表面12的一位置處開始會聚，在這情況下側表面20、22將包括從前表面延伸的直的不會聚部分和從該直段引出至後表面14的會聚部分。各側表面20、22的會聚部分較佳地以約14.5°的β角會聚。
或者，混凝土塊10可以設置有僅一個會聚的側表面或側表面部分，同時另一側表面基本上垂直於前和後表面12、14。帶有至少一會聚側表面的混凝土塊允許建築蜿蜒的擋土牆。
混凝土塊10還較佳地包括在混凝土塊的下表面18之下延伸的凸緣26，如圖1-3所示。凸緣26被設計成抵靠著混凝土塊10之下的層中的混凝土塊的後表面，以提供從下層的預定的收進和提供層對層的剪切強度。
參閱圖3A，可以看到凸緣26包括接合於下層中混凝土塊的後表面的前表面28。凸緣26還包括為弧形的底表面30和形成混凝土塊的後表面14的一部分的和後表面40的延伸部分的後表面34。前表面28較佳地以約18°的γ角傾斜。由模子的相應成形部分產生傾斜的前表面28和弧形邊32，模子的該結構便於用於澆注混凝土灌注模子和便於從模子釋放凸緣26。
如圖1和2所示，凸緣26延伸在側表面20、22之間的整個距離上。但是，該凸緣不需要延伸該整個長度。例如，該凸緣能夠延伸僅僅在諸側表面之間的距離的一部分，並與側表面分開。或者，可以使用由間隙使它們相互分開的兩個或多個凸緣。
參閱圖3A，凸緣26的深度d7較佳地約為0.750英寸。這深度形成了相對於下一層的混凝土塊的所產生的收進。依據所需收進量，可以使用其它凸緣尺寸。後表面34較佳地具有約0.375英寸的高度d8。
所述的原理還可以應用於使用在構築建築物牆的混凝土塊以及混凝土塊、板條和鋪設材料。在這些情況中，已考慮了和在本發明範圍內混凝土塊或磚的側表面不會聚以及設有凸緣。但是，有圖案的前表面將對混凝土塊或磚提供裝飾外觀。
混凝土塊結構可以使用本發明的混凝土塊10建築任何數量的景觀結構。圖4示出了用按照本發明的混凝土塊可以建築的結構的一例子。如圖所示，可以建築由多層42a-c的混凝土塊組成的一擋土牆40。建築牆40用的混凝土塊可以包括具有相同的有圖案的前表面的諸混凝土塊，或者具有不同的、但相適合的圖形的諸表面的諸混凝土塊的混合。牆40的高度將取決於所使用的層的數量。在該領域擋土牆的結構是眾所周知的。美國專利5,827,015中揭示了用於建築牆40的一種合適的工藝的說明。
如以上所討論的，混凝土塊10上的凸緣提供了從下一層的混凝土塊的收進。因此，從層42a收進了層42b，從層42b收進了層42c。而且，如以上所討論的，通過減小在下層中的各混凝土塊的前表面和相鄰上層中各混凝土塊的前表面之間可看到的下層中各混凝土塊的上表面部分的數量，前表面12的向後傾斜減小了形成在各相鄰層之間的凸邊。
在圖中所示的擋土牆是直的。但是，帶有傾斜的側表面20、22的較佳的混凝土塊10的結構使可建築蜿蜒的或彎曲的擋土牆，例如在美國專利5,827,015中敘述的那樣。
混凝土塊成形工藝本發明的又一方面涉及關於形成混凝土塊10的加工工藝。參閱圖5，示出了該加工工藝的概況。通常，通過混和將形成混凝土塊10的幹澆注混凝土開始該過程。在擋土牆塊的領域中，幹澆注、不坍塌混凝土是眾所周知的。將選擇該混凝土，以致滿足預定的強度、水吸收、密度、收縮以及關於該混凝土塊的相關的標準，從而該混凝土塊將適當的執行它的預期用途。熟悉該領域的普通技術人員能夠易於選擇滿足所需的混凝土塊標準的材料成分。並且，關於混和幹澆注混凝土成分的步驟和設備在該領域是眾所周知的。
一旦混和了混凝土，將它運輸到在模子附近的容納混凝土的料鬥。如以下所討論的，模子組件50包括適合於形成較佳的混凝土塊的至少一混凝土塊成形腔56(見圖6-11)。空腔56在它的頂部和底部是敞開的。當希望形成一混凝土塊時，將託板定位在模子之下，以致閉合空腔56的底部。然後通過一個或多個傳送拖動工具將來自料鬥的幹澆注混凝土的適當數量通過空腔56的敞開頂部加到混凝土塊成形腔內。用於傳送幹澆注混凝土和對混凝土塊成形空腔加料的工藝和設備在該領域是眾所周知的。
然後必須壓實空腔56內的幹澆注混凝土，以使混凝土緻密。主要通過幹澆注混凝土的振動，並與從上方在幹澆注混凝土的塊狀物上施加壓力相結合完成這工作。通過在模子下方的託板的振動(臺振動)或通過模式箱體的振動(模子振動)或通過兩個作用的組合可以施加振動。由如以下所討論的加壓頭施加壓力，加壓頭上裝有從上方接觸於幹澆注混凝土塊的脫模模板。振動和加壓的時間和程序可以變化，這取決於所使用的幹澆注混凝土的特性和所要求的結果。振動力的適當程序、時間和類型的選擇和應用是在該領域的普通技能之內的。通常，這些振動力用於完全充填空腔56，以致在加工好的混凝土塊中沒有不希望有的空腔，並壓實幹澆注混凝土，從而所加工好的混凝土塊將具有所需的重量、密度和工作特性。
由脫模模板94施加壓力，使脫模模板向下移動與空腔56內的幹澆注混凝土的頂部相接觸以壓實混凝土。脫模模板94振動地工作以壓實空腔56內的混凝土，用於形成固態的、接觸的、預固化的混凝土塊。在較佳實施例中，脫模模板還包括在它的表面上的三維圖96，用於隨著脫模模板壓實混凝土在所產生的預固化的混凝土塊上產生相應的圖案。較佳地，被有圖案的模板表面所接觸的預固化混凝土塊的部分包括混凝土塊的前表面。
在緻密之後，從空腔釋放預固化混凝土塊。較佳地，通過在相對於模子組件下降託板82的同時進一步下降脫模模板94通過模子空腔以幫助預固化混凝土塊從模子空腔脫出，從而發生預固化混凝土塊的排放。然後，向上升起脫模模板移出模子空腔，使模子準備好重複這生產周期。
如果混凝土塊具有一個或多個會聚的側壁，那麼，如以下詳細所述的，在模子內必須提供相應的模子側壁。這些模子側壁必須適合於移動到一第一位置以使可進行模子的充填以及幹澆注混凝土的壓實和緻密，以及，必須適合於移動到一第二位置，以允許模子的脫模，而不損壞預固化混凝土塊。
一旦已從空腔完全移出預固化混凝土塊，為了隨後的固化可以輸送該混凝土塊離開模子組件。利用對於該領域的那些熟練人員是已知的任何裝置可以固化該混凝土塊。適合於執行本發明的固化過程的例子包括空氣固化、蒸壓和蒸汽固化。該領域的那些熟練人員可以進行用於固化該混凝土塊的這些工藝中的任一工藝。
一旦被固化，可以包裝這些混凝土塊，用於存放和隨後運送到工地，並然後可以與在形成一建築例如圖4中的擋土牆40中的其它固化的混凝土塊一起使用。
模子組件圖6-11示出了用於執行本發明的按照本發明的模子組件50。由能夠承受在形成預固化混凝土塊期間施加的壓力以及提供足夠的磨損使用壽命的材料製造模子組件50。
模子組件50被形成為使所形成的預固化混凝土塊的前表面面向上，它的後表面被支持在位於模子組件50之下的託板82上。這使圖案壓印或其它直接加工在混凝土塊的前表面12上進行，以使形成預定混凝土塊前表面。預定的前表面能夠包括具有預定的圖案和紋理的前表面、具有預定形狀的前表面、由與混凝土塊的其餘部分為不同材料(多數)製成的前表面以及它們的組合。
此外，模子組件50被設計成包括帶有下凸起或凸緣和/或一個或多個會聚側表面的混凝土塊的預固化塊能夠通過模子組件的底部排放。
參閱圖6，模子組件50包括模子52和如以下所討論地與模子52相互作用的加壓頭組件54。模子52包括在其中形成的至少一塊形成空腔56。在一較佳實施例中，模子52的尺寸被確定為用於標準的、「一次三個混凝土塊」美國混凝土塊加工機器(「three-at-a-time」American block machine)中，該機器具有一約18.5英寸×26.0英寸的標準託板尺寸，用於在託架上製造帶有它們的上表面的三個混凝土塊。模子52還包括多個基本相同的混凝土塊成形空腔56。圖7示出了並列設置的五個混凝土塊成形空腔56，該空腔是在標準的「一次三個混凝土塊」的託板上製造較佳尺寸混凝土塊時可以使用的。當然，使用較大託板的較大機器也在使用，並且這技術可以用於較大和較小的機器，在一個模子內的可用的模子空腔的數量取決於機器的尺寸和/或類型和託板的尺寸。多個混凝土塊成形空腔56使提高來自一個模子52的混凝土塊的生產率。
參閱圖7，由諸分隔板58形成諸空腔56，諸板包括一對外側分隔板、多個內側分隔板以及對各空腔56是共用的一對端襯板60。使用外側和內側分隔板和端襯板以在模子內形成混凝土塊成形腔，這對於該領域的那些熟練人員是已知的。分隔板和端襯板形成混凝土塊成形空腔的邊界，並提供了在混凝土塊成形期間與預固化混凝土塊接觸的表面，從而易於磨損。這樣，分隔板和端襯板通常安裝成在模子52內可拆卸，以便它們被磨損或損壞時可以被調換。對於在模子內安裝分隔板和端襯板之混凝土塊成形空腔並使拆卸分隔板和端襯板的技術該領域的那些熟練人員是已知的。
在較佳實施例中，分隔板58形成混凝土塊10的上和下表面16、18，同時端襯板60形成側表面20、22。為了方便起見，分隔板和端襯板以下(包括在權利要求中)將集中地都被稱為空腔的側壁。這樣，側壁涉及分割板和端襯板以及用於形成混凝土塊成形空腔的邊界的任何其它類似結構。
現在參閱圖8，示出了一個混凝土塊成形空腔56的一部分。由側壁58、60形成的空腔56具有一敞開的頂部64和一敞開的底部66。如圖所示，樞軸62將側壁60(例如端襯板)的頂端連接至模子52的適當的周圍結構，以使側壁60在圖8所示的閉合位置和後退位置之間樞轉，在閉合位置諸側壁60相互會聚，在後退位置諸側壁60基本上彼此垂直和相互平行(未示出)。在後退位置，空腔66的底部至少如模子空腔的頂部那樣寬，這樣使預固化的混凝土塊通過敞開的底部排出。當僅僅混凝土塊的任一個側表面20、22的一部分會聚時，將僅僅樞轉側壁60的相應部分。圖8還示出了形成混凝土塊10的下表面的側壁58，但沒有示出形成混凝土塊的上表面的另一側壁58。
為了形成較佳的混凝土塊10要求樞轉側壁60。如以上所討論的，在模子52中混凝土塊10被形成為「面向上」，同時由側壁60形成它的會聚的側表面。這樣，當會聚的側壁60如圖8所示傾斜時，形成了預固化混凝土塊的會聚的側表面20、22。但是，預固化混凝土塊的前部比該混凝土塊的後部更寬。為了能夠通過敞開的底部66排放預固化混凝土塊，側壁60必須向外樞轉，以使預固化混凝土塊能夠向下運動通過敞開的底部。
設置偏置機構68，用於在注入混凝土和隨後壓實幹澆注混凝土期間將側壁60保持在會聚位置，並使在預固化混凝土塊排放期間樞轉到垂直位置。較佳地，對於所有空腔56是公用的各側壁60連接於一偏置機構58，以便通過普通的機構(見圖7)控制各側壁60的運動。或者，對於各空腔可以設置單獨的偏置機構。偏置機構68被示為包括空氣袋，通過使用空氣或類似氣體將控制空氣袋。將提供用於空氣的適當的入口和出口以及高壓空氣供應源。也可以使用除空氣袋之外的偏置機構，例如可以使用液壓的或氣動的缸體。
當用空氣加壓時，空氣袋將迫使側壁60到達圖8所示的位置。當到達排入預固化混凝土塊時，從空氣袋放出壓縮空氣，隨著在下降託架時通過敞開的底部排放預固化混凝土塊，在預固化混凝土塊的力作用下使側壁60向外樞轉。在混凝土塊排放期間，側壁60保持與預固化混凝土塊的側表面相接觸。或者，偏置機構例如螺旋彈簧可以連接於側壁60，用於當放空空氣袋時迫使側壁到達退後位置。在這情況下，隨著託板82開始下降以開始混凝土塊的排放，將迫使側壁到達退後位置，並且在排放期間側壁60將不接觸混凝土塊的側表面。排放之後，通過對空氣袋再加壓，使側壁60返回到閉合時發生傾斜的位置。
除了樞轉側壁60之外，可以使用其它機構，以使側壁60運動，用於使排放預固化混凝土塊。例如，可以將側壁60安裝成向內滑動到圖8所示的位置以及向外滑動到空腔56的底部是至少如模子空腔的頂部那樣寬的一位置。能夠使用軌道系統完成滑動運動，側壁安裝在該系統內。
如圖8所示，各側壁60包括面對空腔56的一成形面。該成形面76基本上是一平面。其結果是形成混凝土塊10的基本上是平面的側表面20、22。
現在參閱圖9，示出了形成混凝土塊10的上和下表面16、18的側壁58。在模製加工期間固定的和不移動的側壁58基本上是垂直的。
形成上表面16的側壁58(圖9中的左側壁58)包括面對空腔56的成形表面78。表面78基本上是一平面，該平面形成了基本上平面的上表面16。
形成下表面18的側壁58(圖9中的右側壁58)包括在敞開底部66附近的它的底邊處的下方凹入或「內臺階」部分80。下方凹入部分80與在模製加工期間為臨時閉合敞開的模子底部在模子52之下引入的託板82相結合，形成空腔56的凸緣成形子空腔。凸緣成形子空腔具有產生混凝土塊10上凸緣26的成形的形狀。
尤其是，下方凹入部分80包括形成凸緣26的前表面28的成形表面84、形成凸緣的底表面30的成形表面86以及形成凸緣26的邊緣32的成形表面88，以及形成凸緣26的邊緣32的成形表面88。為後表面14的延伸部分的凸緣26的部分與後表面14的其餘部分一起由託板82和在該板上形成。表面84和86的形狀便於在混凝土的引入和隨後的壓實期間用混凝土充注下方凹入部分80，以致完整地形成凸緣26，以及，在混凝土塊排放期間有助於從表面84、86釋放凸緣26。
在具有下表面上的凸緣和沒有會聚的側表面的混凝土塊的情況下，側壁60被垂直定向而不是會聚的。在下表面上沒有凸緣和帶有會聚的側表面的混凝土塊的情況下，沒有下方凹入部分80。在下表面上沒有凸緣和沒有會聚的側表面的混凝土塊的情況下，沒有下方凹入部分80並且側壁垂直定向。
返回到圖6和8，頭組件54被示為包括板形狀的加壓頭90。由驅動機構以該領域的已知方式驅動該頭部90，以致頭部90可上下垂直運動，使在模腔56內壓實幹澆注混凝土，並幫助預固化混凝土塊從模子52裡脫出。
連接於頭部90的底部和從該底部延伸的是多個支座(stand-offs)92，對於各混凝土塊成形腔56有一個支座，如圖6所示。諸支座92相互分開，並且各支座的縱向軸線被定向為垂直於頭部90的平面和大體中心地延伸通過混凝土塊成形空腔56。
脫模模板在圖6、8、9和10中示出的脫模模板94連接於各支座92的端部。脫模模板94為矩形，並且它的尺寸被確定為它可以通過敞開的頂部進入相應的空腔56，以與混凝土接觸，用於壓實混凝土，並在預固化混凝土塊的排放期間運動通過該空腔。脫模模板94的尺寸僅僅比空腔56的暢開頂部64的尺寸稍小，從而模板94以在模板94的側面與形成空腔56的側壁58、60之間幾乎沒有或完全沒有間隙的配合進入該空腔。這使壓縮期間在模板94的側面與側壁58、60之間的混凝土洩漏為最小，並使由模板94接觸的混凝土塊的前表面面積最大。
在脫模模板94的表面的相對端上形成凸緣98a、98b，如圖11清楚所示。凸緣98a、98b是弧形的，用於在混凝土塊的前表面12上產生被弄圓的邊緣24a、24b。如果需要，在脫模模板94的兩個其餘端上也可以設置弧形凸緣，以便產生在前表面12上的被弄圓的上邊緣和下邊緣。
如以上所討論的，模板94的一表面上較佳地設置有為所需的表面或諸表面的相反圖像的預定圖案96。隨著包含圖案96的模板94壓實混凝土，該圖案被施加於混凝土塊的前表面。圖案96較佳地模擬天然石頭，以使所產生的混凝土塊的前表面模擬天然石頭，從而使混凝土塊外觀更自然和「像巖石」。依據所希望實現的前表面的外觀，在模板94可以提供許多不同的圖案96。除了圖案96之外，或者與圖案96分開，模板94的表面可以被形成為實現有小平面的或彎曲的混凝土塊前表面。確實，模板94的表面可以按所希望的任何方式形成圖案和/或成形，以便實現混凝土塊前表面的所需外觀。
圖10A-F和11提供了在模板94上能夠提供的圖案96的例子。圖案96模擬天然形成的物體，例如天然石頭或者人造的物體。在預定的三維圖案的基礎上較佳地將圖案96機加工加入模板表面內。用於在模板表面上產生預定圖案96的一示例性加工工藝如下所述。
現在，總體上參閱圖12，首先選擇一個或多個物體。例如，物體可以包括具有認為是視覺上嘗心悅目的表面的一個或多個天然石頭。也可以使用其它的天然的或人造的物體。
然後，利用數字掃描機對一個或多個巖石表面掃描。用於實踐本發明的適當的掃描機的一例子是可從明尼蘇達州、Minneapolis的雷射設計公司得到的、具有RPS 150頭部的雷射設計測量器。該雷射設計測量器1200具有在XYZ座標中的0.0005英寸的直線精度和0.0001英寸的解析度。如所進行的那樣，對於所掃描的一個或多個巖石表面的每0.004英寸在256個點處收集數據。為了在所有表面上收集數據，可以按所需的許多角度對諸巖石表面掃描。
一旦收集了所掃描的數據，可以使用許多技術處理該數據。首先，雷射設計測量器利用DataSculpt軟體，該軟體可從明尼蘇達州Minneapolis的雷射設計公司得到，以從掃描數據產生一個或多個DataSculpt點雲(point cloud)，或包括在X、Y和Z座標中定位的諸數據點的諸套數據。
然後，使用計算機輔助設計(CAD)包，以修飾點雲。再對點雲採樣，以將掃描數據減少為一易操縱的尺寸，同時通過刪去範圍之外的點和噪擾(noise)來修整該數據。其次，混合來自該點雲的數據形成一完成的點雲。利用多邊形將完成的點雲轉化成多邊形網或點雲的三維再現。修整多邊形網的邊緣以形成一清楚的直線，並施加邊界，形成緊密的網圖案。利用該網，網格被施加和轉換成一不一致的合理的B-仿樣(NURBS)(Non-Uniform Rational B-Splines)(NURBS)表面。
顯示了所產生的數字圖像(例如見圖10A-F)。使用者通過選擇和修改在數字圖像上、在X、Y和/或Z方向的一個或多個點能夠處理數字圖像。其次，確定數據的尺寸比例和/或將數據修整為一整個混凝土塊尺寸，在所示的實施例中每張圖是3.88英寸×11.88英寸。此外，修改數據以滿足在表面凹凸(face relief)中的3/4英寸的最大差異、從表面的下邊緣至表面的上邊緣的0-10°表面傾斜以及對於凹凸的所有內表面的5-10°斜度。其次，對完成的數據文件進行鏡像處理，以產生為形成脫模模板所需的相反的圖像。可以將數據以最初的圖形變換規格(IGES)形式輸出到以下討論的CAD系統。
適合於處理掃描數據的CAD系統是從康乃狄克州、Tolland的CNC軟體公司可得到的MastercamMill型8.1.1。
然後，將IGES形式的數據較佳地輸入到用於銑削脫模模板的三軸線(或四軸線)、數字控制銑床內。由銑床將數據轉變成刀具路徑。利用刀具路徑，銑床將巖石表面的鏡像圖形銑削進入脫模模板的表面內。
為了產生所示的脫模模板，銑床能夠執行一系列的刀具路徑，包括(1)用具有1/2英寸直徑平底的立銑刀以90英寸/分(IPM)和7,000轉/分(RPM)的速度做出一平行凹處(pocket)的一第一刀具路徑；(2)用具有1/4英寸直徑平底的立銑刀以100IPM和10,000RPM做出一表面輪廓的一第二刀具路徑；(3)用具有1/4英寸直徑球的立銑刀以100IPM和12,000RPM做出一45°表面輪廓的一第三刀具路徑；以及(4)用帶有1/8英寸直徑球的立銑刀以150IPM和14,000RPM做出一45°表面輪廓的一第四刀具路徑。在再產生的表面複雜程度的基礎上可以改變刀具路程的數量和類型。用於實施本發明的適當的銑床是可從瑞士Nidau的Mikron AG Nidau得到的Mikron VCP 600。
其結果是在模板94的表面內銑削產生的一圖案，該圖案是混凝土塊的所需圖案的鏡像圖形。當包括該圖案的模板94壓實用於混凝土塊的混凝土時，圖案被壓印入混凝土塊的前表面。在圖10A-F和11所示的示例性實施例中，所產生的三維圖案具有在約0.5英寸和約1.0英寸之間、較佳地不大於約3/4英寸的凹凸。
能夠重複這加工工藝，用於生產具有相同的或不同的表面圖案的附加的模板。因為各模板的有圖案的表面受到磨損，當圖案變得過分磨損時將需要調換該模板，所以這是有利的。另外，對於多個模子可以使用多個模板。並且，通過形成許多不同的預定模板圖案，能夠實現許多不同的混凝土塊前表面外觀。通過組合多個不同巖石的掃描表面能夠形成其它的模板圖案。在圖10A-F和11中示出了多個示例性模板圖案。
如以上所討論的，在混凝土塊前表面上設置的所產生的細節和凹凸比從傳統的劈開技術以及以上討論的其它前表面龜裂技術所產生的、在混凝土塊的前表面上設置的細節和凹凸顯著地大。如果需要，能夠處理掃描數據，以便增大或減少銑削進入模板表面的凹凸，這將改變最終設置在混凝土塊前表面上的凹凸。
在該領域已知幹澆注混凝土可能具有會粘附於模子表面，例如脫模模板94的有圖案表面的趨勢。。已知有許多增加脫模模板94從幹澆注混凝土的釋放能力的技術，在本發明的實踐中可能需要使用它們中的一個或多個。例如，形成在脫模模板上的圖案必須被設計成提高而不是阻礙釋放能力。在這方面，在圖案中必須採用適當的拔模斜角。如以上所指出的，在所示的實施例中，使用了45°的拔模斜角。以上所述的圖案成形技術使處理掃描的圖案，以產生適當的拔模斜角。能夠在機加工周期之間在脫模模板上噴灑釋放劑例如油的細霧。可以使頭部振動以提高釋放能力。可以對脫模模板加熱以提高釋放能力。在該領域已知加熱的模子構件可防止幹澆注混凝土的粘附。在本發明中，由於要對混凝土塊前表面施加詳細的圖案，所以，甚至更加重要的是防止粘附。尤其重要的是控制模板的溫度，以便能夠將溫度保持在所需的範圍。
較佳地，如圖13示意地示出的，將加熱器100連接於模板94，用於加熱該模板。由溫度控制單元102控制加熱器100。安裝在模板94上的熱電偶104檢測模板的溫度，並將該信息傳送到對控制單元102和加熱器100供電的電源控制單元106。該系統被設計成當如熱電偶104檢測的模板94的溫度下降到預定值之下時對加熱器100供電，以提高模板溫度。當加熱電偶檢測的模板溫度達到預定值時切斷加熱器的電源，從而能夠維持模板溫度在所選範圍。較佳地，控制單元102被設計成使在所使用的幹澆注混凝土的基礎上選擇最小和最大溫度值。在較佳實施例中，將脫模模板94的表面溫度保持在120°F和130°F之間。
以上說明，例子和數據提供了本發明的組成部分的製造和使用的完整說明。由於在不脫離本發明的原理和範圍的情況下可以作出本發明的許多實施例，所以本發明歸屬於以下所附的權利要求。
權利要求
1.一種製造用於給予幹澆注混凝土的一三維圖的一混凝土單元模子的一金屬模子表面的方法，幹澆注混凝土放置在混凝土單元模子內，以形成具有帶有三維圖案的一表面的一未固化的混凝土單元，該方法包括選擇一個或多個現存的自然產生的或人造的物體的一三維圖案；數字掃描所選三維圖案，以產生代表所選的三維圖案的掃描資料；在掃描資料的基礎上選擇代表該混凝土單元的一所需三維圖案的一數字資料組；使用該數字資料組，以產生帶有為所需圖案的混凝土單元表面的鏡像圖形的一三維圖案的金屬模表面。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，利用數字資料組產生模子表面的步驟包括對模子表面進行機加工。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，包括在利用數字資料組產生模子表面的步驟之前顯示從掃描數據產生的所選的三維圖案的數字圖像的步驟。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，處理所顯示的圖像以修改三維圖案，並從處理的圖像產生數字資料組。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在模子表面上產生三維圖案，以使它具有至少約0.5英寸的最大凹凸。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，最大凹凸為至少約1.0英寸。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，包括選擇至少一石頭的三維圖案。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，包括選擇多塊石頭的三維圖案。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，模子表面是一脫模模板的一表面。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，包括沿著脫模模板表面的周邊的至少一部分形成一凸緣。
11.一種製造具有三維圖案表面的混凝土單元的方法，該方法包括下列步驟選擇一個或多個現存的自然產生的或人造的物體的一三維圖案；數字掃描所選的三維圖案，以產生代表所選的三維圖案的掃描資料；在掃描資料的基礎上選擇代表該混凝土單元的一所需三維圖案的一數字資料組；使用該數字資料組，以產生帶有為所需三維圖的混凝土單元表面的鏡像圖形的一三維圖案的金屬模表面；提供具有多個形成一模腔的側壁的一模子，該模子包括帶有所需的三維圖案混凝土單元表面的鏡像圖形的金屬模表面；將幹澆注混凝土引入模腔；壓實幹澆注混凝土以形成預固化混凝土單元，其中，在壓實期間，由具有所需的三維圖案的混凝土單元表面的鏡像圖形的模子表面將所需的三維圖案表面施加於預固化混凝土單元；從模腔排出預固化的混凝土單元；以及固化該預固化的混凝土單元。
12.一種由權利要求11所述的方法產生的混凝土單元。
13.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，利用數字資料組產生模子表面的步驟包括對模子表面機加工。
14.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，壓實幹澆注混凝土的步驟包括將具有三維圖案的模子表面的有圖案的表面壓印入容納在模腔中的幹澆注混凝土內。
15.一種由權利要求14所述的方法產生的混凝土單元。
16.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，包括在利用數字資料組產生模腔的步驟之前顯示由掃描資料產生的所選三維圖案的數字圖像的步驟。
17.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，包括處理顯示的圖像以修改三維圖案，並從處理的圖像產生數字資料組。
18.一種如權利要求17所述的方法產生的混凝土單元。
19.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，包括在模子表面上產生三維圖案，以使它具有至少約0.5英寸的最大凹凸。
20.一種如權利要求19所述的方法產生的混凝土單元。
21.如權利要求19所述的方法，其特徵在於，最大凹凸為至少約1.0英寸。
22.一種如權利要求21所述的方法產生的混凝土單元。
23.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，包括選擇至少一石頭的三維圖案。
24.如權利要求23所述的方法，其特徵在於，包括選擇多塊石頭的三維圖案。
25.如權利要求23所述的方法，其特徵在於，模子表面是一脫模模板的一表面。
26.如權利要求25所述的方法，其特徵在於，包括沿著脫模模板表面的周邊的至少一部分形成一凸緣。
27.一種如權利要求11所述的方法產生的混凝土塊。
28.一種製造具有一有三維圖案的前表面的一混凝土塊的方法，該方法包括下列步驟選擇一個或多個現有的自然產生的或人造的物體的一三維圖案；數字掃描所選的三維圖案，以產生代表所選的三維圖案的掃描資料；在掃描資料的基礎上產生代表該混凝土塊的一所需的有三維圖案的前表面的數字資料組；利用數字資料組產生帶有為所需的有三維圖案的混凝土塊表面的鏡像圖形的一三維圖案的一金屬模板；提供具有多個形成一模腔的側壁的一模子；將一託板放在模腔之下；將幹澆注混凝土引入模腔；壓實幹澆注混凝土，以形成具有位於託板上的混凝土塊的後表面和面向上的混凝土塊的前表面的預固化混凝土塊，壓實的步驟包括引導模子模板進入模腔，並加壓具有所需的有三維圖案的混凝土單元表面的鏡像圖形的模子模板的表面進入容納在模腔內的幹澆注混凝土內，以對預固化混凝土塊的前表面施加所需的有三維圖案的混凝土塊表面；從模腔排出預固化的混凝土塊；以及固化該預固化的混凝土塊。
29.一種如權利要求28所述的方法產生的混凝土塊。
30.如權利要求28所述的方法，其特徵在於，利用數字資料組產生模子模板表面的步驟包括對模子模板表面機加工。
31.如權利要求28所述的方法，其特徵在於，包括在利用數字資料組產生模腔的步驟之前顯示由掃描資料產生的所選三維圖案的數字圖像的步驟。
32.如權利要求31所述的方法，其特徵在於，包括處理顯示的圖像以修改三維圖案，並從處理的圖像產生數字資料組。
33.一種如權利要求32所述的方法產生的混凝土塊。
34.如權利要求28所述的方法，其特徵在於，包括在模子模板表面上產生三維圖案，以致它具有一至少約0.5英寸的最大凹凸。
35.一種如權利要求34所述的方法產生的混凝土塊。
36.如權利要求34所述的方法，其特徵在於，最大凹凸為至少約1.0英寸。
37.一種如權利要求36所述的方法產生的混凝土塊。
38.如權利要求28所述的方法，其特徵在於，包括選擇至少一石頭的三維圖案。
39.如權利要求38所述的方法，其特徵在於，包括選擇多塊石頭的三維圖案。
40.如權利要求28所述的方法，其特徵在於，包括沿著脫模模板表面的周邊的至少一部分形成一凸緣。
41.一種製造具有上和下表面、一有三維圖案的前表面、一後表面、諸相對的側表面以及在混凝土塊的下表面之下延伸的一體凸緣的一弧形混凝土擋土牆塊的方法，該方法包括下列步驟選擇一個或多個現有的自然產生的或人造的物體的一三維圖案；數字掃描所選的三維圖案，以產生代表所選的三維圖案的掃描資料；在掃描資料的基礎上產生代表該混凝土塊的一所需的有三維圖案的前表面的一數字資料組；利用數字資料組產生帶有為所需的三維有圖案的混凝土塊前表面的鏡像圖形的一三維圖案的一金屬模板；提供具有形成帶有一敞開的頂部和一敞開的底部、具有在模腔的敞開的底部的附近的凹入部的一第一側壁的一模腔的多個側壁的一模子；將一託板放在模子之下以臨時閉合模腔的敞開的底部，從而託板與第一側壁的凹入部協作以形成模腔的一凸緣成形子空腔；將幹澆注混凝土通過敞開的模子頂部引入模腔；壓實幹澆注混凝土，以形成具有位於託板上的混凝土塊的後表面和面向上的混凝土塊的前表面的一預固化混凝土塊，壓實步驟包括引導模子模板進入模腔，並加壓具有所需的有三維圖案的混凝土單元表面的鏡像圖形的模子模板的表面進入容納在模腔內的幹澆注混凝土內，以對預固化混凝土塊的前表面施加所需的有三維圖案的混凝土塊表面；再打開模腔的臨時閉合的底部；通過模腔的再打開的底部從模腔排出預固化的混凝土塊；以及固化該預固化的混凝土塊。
42.一種如權利要求41所述的方法產生的弧形混凝土擋土牆塊。
43.如權利要求41所述的方法，其特徵在於，利用數字資料組產生模子模板表面的步驟包括對模子模板表面機加工。
44.如權利要求41所述的方法，其特徵在於，包括在利用數字資料組產生模腔的步驟之前顯示由掃描資料產生的所選三維圖案的數字圖像的步驟。
45.如權利要求44所述的方法，其特徵在於，包括處理顯示的圖像以修改三維圖案，並從處理的圖像產生數字資料組。
46.一種如權利要求45所述的方法產生的弧形混凝土擋土牆塊。
47.如權利要求41所述的方法，其特徵在於，包括在模子模板表面上產生三維圖案，以使它具有一至少約0.5英寸的最大凹凸。
48.一種如權利要求47所述的方法產生的弧形混凝土擋土牆塊。
49.如權利要求47所述的方法，其特徵在於，最大凹凸為至少約1.0英寸。
50.一種如權利要求49所述的方法產生的弧形混凝土擋土牆塊。
51.如權利要求41所述的方法，其特徵在於，包括選擇至少一石頭的三維圖案。
52.如權利要求51所述的方法，其特徵在於，包括選擇多塊石頭的三維圖案。
53.如權利要求41所述的方法，其特徵在於，包括沿著脫模模板表面的周邊的至少一部分形成一凸緣。
54.如權利要求41所述的方法，其特徵在於，基本垂直於所述第一側壁的模子的一第二側壁包括一第一會聚的側壁部分，該部分就在引入混凝土步驟之前被定向成相對於垂直方向有一角度，從而在混凝土引入和壓實步驟期間模腔在它的頂部比在它的底部較寬，其中，模子的第一會聚側壁部分可動地被安裝，還包括將第一會聚側壁部分運動到一位置的步驟，在該位置模腔的底部與模腔的頂部至少一樣寬，以使通過模腔底部的再打開排放預固化的混凝土塊。
55.一種如權利要求54所述的方法產生的弧形混凝土擋土牆塊。
56.如權利要求54所述的方法，其特徵在於，與第二側壁相對的模子的側壁包括與第一會聚的側壁部分相對的一第二會聚側壁部分，其中，第二會聚的側壁部分就在混凝土引入步驟之前被定向成相對於垂直方向有一角度，以使在混凝土引入和壓實步驟期間模腔在它的頂部比在它的底部較寬，其中，第二會聚側壁部分可動地被安裝，並包括將第二會聚側壁部分運動到一位置的步驟，在該位置模腔的底部至少與模腔的頂部一樣寬，以使通過模腔底部的再打開排放預固化的混凝土塊。
57.一種如權利要求56所述的方法產生的弧形混凝土擋土牆塊。
58.如權利要求56所述的方法，其特徵在於，模子的諸側壁的第一和第二會聚部分由作用力保持在它們的預混凝土引入傾斜方位，其中，釋放該力以使從模子排放預固化的混凝土塊。
59.一種用於對一混凝土單元模子中的一未固化混凝土單元的表面施加一三維圖案的模子模板，由放置入該混凝土單元模子的空腔內的幹澆注混凝土模製混凝土單元，該模子模板包括具有相對的諸主表面和一周邊的一金屬板，其中，金屬板的周邊尺寸被確定為配合進入模腔，以在從模子對混凝土單元脫模時能使該金屬板移動進入模腔；以及在金屬板的諸主表面的一表面中形成的一三維圖案，該圖案是對於混凝土單元的表面所需的一三維圖案的鏡像圖形，用於將三維圖案施加於在模子內的未固化混凝土單元的表面，該三維圖案是基於來自一個或多個自然產生的或人造的物體的一預先存在的三維圖案。
60.如權利要求59所述的模子模板，其特徵在於，該板的主表面上的三維圖案具有一至少約0.5英寸的最大凹凸。
61.如權利要求60所述的模子模板，其特徵在於，最大凹凸是至少約1.0英寸。
62.如權利要求59所述的模子模板，其特徵在於，通過數字掃描一個或多個自然產生的或人造的物體的三維圖案產生三維圖案。
63.如權利要求59所述的模子模板，其特徵在於，還包括沿著帶有三維圖案的脫模模板的主表面的至少一部分的一凸緣。
全文摘要
本發明揭示了使高速、大量生產具有圖案的或其它加工的前表面的擋土牆的方法和加工工藝、以及由這過程形成的擋土牆塊。本發明使用圖案壓印混凝土塊的前表面或其它方法直接加工該表面，用於使形成預定的混凝土塊前表面，同時便於混凝土塊的高速、高容積生產。通過從自然產生的或人造的物體選擇所需的三維表面，並數字掃描所選的三維圖案以產生掃描數據，能夠在脫模模板上產生所需圖案的鏡像圖形。然後能夠使用掃描的數據對脫模模板的表面進行相加工成為所選的圖案的鏡像圖形。
文檔編號B28B3/02GK1764521SQ200480007953
公開日2006年4月26日 申請日期2004年1月29日 優先權日2003年2月5日
發明者R·J·謝勒爾 申請人:安可牆壁體系股份有限公司