具有透明特性的基於粘結性灰漿的複合面板的製作方法

2023-06-07 20:15:56 2

專利名稱：具有透明特性的基於粘結性灰漿的複合面板的製作方法
具有透明特性的基於粘結性灰漿的複合面板發明領域
本發明涉及具有透光特性的基於粘結性灰眾(cementitious mortar)的複合面 板。現有技術
W003097954描述如粘結性灰漿的材料的砌塊(building block)，其由光學纖維通 過內部，以允許光從所述塊的一側透射到另一側。以這種方式，可實現辨別放置在塊後面的 物體的輪廓，因此，其通常被描述為透明的。
光纖被布置為特殊的網或織物中的緯線，並因此在粘結性灰漿的澆注期間被插入 在模板中，以產生根據其預期用途的尺寸可變的塊。然後通過鋸開這些塊而獲得板(Plate) 或面板(panel)，並最終經受研磨和拋光。只有在這些操作後才可獲得上述的透明的效果。
然而，這種效果依賴於塊上的入射光的強度。事實上，關於光的光強度，入射角被 發現例如已經具有約20°的傾斜角(對於約3cm厚的面板)，超出其時，由於光通過光纖傳 輸產生的透明效果逐漸降低，這是這種技術的明顯的局限性。
關於根據W003097954的方法，還存在其他相當複雜的問題。為了定位光纖，這實 際上需要準備特殊的織物作為支撐以被插入框架中的與灰漿層相互交替的連續的層中；然 後其需要切成厚度減小的板的另外的階段，以及拋光，這另外涉及高的材料廢棄的風險，特 別是當件需要具有可觀的尺寸時，例如具有大於一米的側邊的正方形板。
最後，它必須被認為是，這種技術會導致單一類型的表面拋光度，以及其不可能適 應特定的美學和建築要求的表面外觀。
為了克服這些問題，同一申請人的義大利專利申請MI2008A002190描述了基於粘 結性灰漿的複合面板，其特徵在於，其是由多個貫穿的開口通過其整個厚度，每個所述開口 由透光的材料以容納在所述開口中的預成型的板的形式或以形成在所述開口中的形式填充。
以這種方式，其避免了額外的處理階段，簡化了生產，避免了加工過程中的廢棄物 和材料的浪費，並甚至對於不利角度的入射光，或通過反射被散射的、與直射光相比具有減 小的光強度的光，都獲得了期望的透明效果。
透光的材料為塑性材料或玻璃質的材料。預成型的或在所述開口中形成的板，被 容納在所述開口中，沒有從其突出出來，因此產生了具有不同程度的拋光度以及沒有突出 物的已完成的面板。
根據所述的義大利專利申請MI2008A002190，用於製造所述面板的方法包括以下 階段
a)以有序的方式將所述透光的材料的多個元件定位在模板中；
b)用所述粘結性灰漿填充所述模板，直到透光的材料的所述多個元件被完全埋在 其中，所述元件的適合構成所述開口的入口和出口的相對的面沒有和所述灰漿接觸；
c)硬化所述灰漿，使所述相對面自由於透光的材料的所述元件，適合於構成所述開口的入口和出口，並從模板提取已完成的面板。
在第二實施方案中，用於製造面板的方法包括的步驟為
d)用所述粘結性灰漿填充模板，將適合於構成所述開口的優選塗覆有脫模劑和光 反射膜的多個芯部以有序的方式定位在所述模板中，直到所述多個芯部被完全埋在所述灰 漿中，所述芯部的適合構成所述開口的入口和出口的相對的面沒有和所述灰漿接觸；
e)在灰漿凝固的開始和結束之間的時間段期間，從所述模板提取所述芯部，使得 因此形成的所述開口變空；
f)在芯部沒有被塗覆有反射膜的情況下，另外的階段為，例如通過噴塗的方法，以 反射的塗料塗覆所述開口；
g)用所述透光的材料以其流體狀態填充所述開口 ；
h)允許灰漿和透明材料硬化，以形成所述面板，並從模板提取已完成的面板；
I)使面板靜止，直至固化。
粘結性灰漿和無論是塑性的還是玻璃質的透明材料，都是由不同的溫度和吸溼性 能所特徵化的材料。為了避免塑性或玻璃質材料的元件和其嵌入的粘結性灰漿之間的尺寸 不相容的延展，粘結性灰漿必須經受受控的吸溼收縮，並同時具有高韌性的特點。在這種方 式中，可實現限制裂紋的延展(特別是沿面板邊緣)的風險。本質上來說，這是一個技術問 題，本發明提出了在技術上解決如義大利專利申請MI2008A002190提出的用於透明面板的 生產的技術問題。發明概要
為了解決這個問題，本發明提出了基於粘結性灰漿的複合面板，其由多個貫穿的 開口通過其整個厚度，每個所述開口由以容納在所述開口中的預成型的板的形式的透光的 材料或在所述開口中形成的透光的材料填充，其特徵在於，所述基於水泥的灰漿包含至少 30kg/m3的纖維，該纖維選自下列的類型中一種或多種金屬纖維、鋼纖維、玻璃纖維、聚合 物樹脂纖維。
優選的是，所述水泥是根據歐洲標準EN 197-1的52. 5R級的水泥，更優選為I類型。
42. 5R級的水泥也可以被使用。
所述纖維可以是單一類型的或由不同類型混合在一起。
所述纖維可以主要是金屬的類型，優選為鋼材，更優選為不鏽鋼。
纖維每m3灰漿可優選地包括從I到2kg的低彈性模量的聚合物樹脂纖維，如聚丙 烯，更優選為1. 2kg/m3。
聚合物樹脂纖維可包括每m3灰漿在I和3kg之間的量的高彈性模量的樹脂，如 PVA，或在I和3kg/m3之間的量的玻璃纖維。
在基於所述水泥的粘結性灰漿中，可以被發現的是，根據最小臨界濃度均勻分布 的這種纖維，能夠開發有效的作用以在灰漿的收縮期間的塑化階段中對抗開裂，並增加韌 性。低彈性模量的聚合物樹脂，如聚丙烯，特別合適用於對抗短風化時間內的過早開裂的現象。
纖維可在幹的狀態下與粘結性灰漿混合物的其他固體組分預混合，或可以在粘結性灰漿與水混合的階段被添加。
用於填充面板的貫穿開口的所述透光的材料為塑性的或玻璃質的材料。預成型的 板或在原位形成在所述開口中的板，被容納在所述開口中沒有從其突出，因此獲得具有不 同程度的拋光度的面板。
在本發明的優選的實施方案中，在透光的材料為合適的塑性材料的情況下，其通 過在水中浸泡而被預處理，導致其被浸泡到飽和。為了這個目的，在被用在模板中以形成面 板之前，塑性材料的預成型的板通過浸在水中直到飽和來被預處理。浸泡池中的水的溫度 優選為40和50°C之間。考慮到對於樣品的重量具有合適的精度的結算，可通過測量浸泡的 材料的重量變化來檢查飽和度。例如，對於重120g的板，四個小數位的結算是必須的。當 不小於24小時的時間間隔執行的兩個連續的稱量之間的差異少於O. 05%時，透明塑性材 料製成的板可以被視為用水飽和的，以用於在本發明中所設想的使用的目的。
當達到飽和時，用水浸泡過的塑性材料的預成型的板必須被立即使用，以形成具 有纖維的粘結性灰漿的面板，如將在下面被描述的。
在上面所述的設想通過將形成面板前的透明材料浸泡在水中(40_50°C之間)所 進行的預處理的實施方案中，被發現的是，塑性材料將水放出到周圍的灰漿，因此改善了灰 漿的硬化過程，並因此改善最終成品的力學特性。
在一個實施方案中，透光的材料是塑性材料，該塑性材料選自聚甲基丙烯酸 甲酯、環氧樹脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚對苯二甲酸乙二酯 (polyethylene terephthalate)、聚丙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚醯胺、縮醒樹脂、苯 乙烯共聚物(styrene copolymer)、熱固性聚合物、環氧樹脂、聚酯和乙烯基酯、醯胺樹脂 (amide resin)。
在另外的實施方案中，所述透光的材料可以是玻璃或基於玻璃。
在本發明的一個實施方案中，所述透光的材料是被容納在所述開口中的預成型元 件的形式。
在本發明的另外的實施方案中，所述透光的材料是原位形成在所述開口中的元件 的形式，例如通過澆注。
在寬泛的幾何形狀的範圍內，開口的形狀是可變的，並且對應於透光的材料的元 件優選的形狀為能夠接收預成型或通過澆注獲得的相應的板或薄片的矩形截面的稜柱的 形狀。
在本發明的一個實施方案中，所述開口沿每對相鄰的平行的行，以交錯的方式排 列。所述開口通過長度、高度和厚度的尺寸來定義。所述開口的高度(h)必須與面板厚度相 對應，所述開口長度(L)優選在O. 5和IOOmm之間，並且所述開口的厚度優選為O. 5和5mm 之間。所述開口優選地沿平行線布置，以及它們之間的距離是在長度(L)的O. 3和O. 5倍 之間。在每一種情況中，布置在同一行上的兩個連續的開口之間的最小距離必須不小於存 在於所述灰漿中的骨料的最大直徑的兩倍。
兩行平行的，相鄰的開口之間的距離優選為在5和IOmm之間，並在任何情況中必 須不小於所述骨料的最大直徑的兩倍。
例如，對於尺寸為O. 5mX1. Om和厚度為5cm以及由具有最大直徑為2mm的骨料的 粘結性灰漿構成的面板，假設開口的長度(L)等於40mm，被布置在同一行上的兩個連續的開口之間的距離為15mm，而彼此平行的兩個連續行之間的距離是等於5mm。
優選的是，所述透光的材料被處理以具有擁有光反射特性的塗層，例如以丙烯酸 類乳液或以環氧乳液的基於陶瓷的反射塗料，用於增加系統的凝聚力。
光透射可以通過合適的表面的裝置來優化，如具有光反射特性並被置於透明材料 和容納其的開口之間的膜。
反射膜可例如由基於陶瓷的反射塗料構成。反射膜可以直接施加到透明材料製成 預成型的元件上，或在通過澆注獲得透明材料的元件的情況下，可在澆注前應用在開口的 壁上。膜可通過噴塗技術應用在透明材料的預成型的元件上，或通過在用於形成開口的芯 部上形成光反射膜，以在開口的內壁上形成膜。在這種情況下，必須用適當的脫模劑預先處 理芯部表面，以確保所述光反射膜附著到開口的表面，而不是附著在芯部的表面。如果所述 透光的材料是以預成型的元件的形式，例如通過從更大的尺寸的板切割來獲得的板或薄片 的形式，切割必須通過保證不限制光傳輸的切斷面的粗糙度的技術來實現。例如，雷射切割 適合用於此目的。
本發明還涉及形成所述面板的方法。在第一實施方案中，面板的製造方法包括以 下階段
a)以有序的方式將所述透光的材料的多個元件定位在模板中，如果透光的材料以 合適的塑性材料實現，則透光的材料可選擇地用水浸泡；
b)用充填有所述纖維的所述粘結性灰漿填充所述模板，直到所述透光的材料的多 個元件被完全埋在其中，而所述元件的適合構成所述開口的入口和出口的相對面沒有和所 述灰漿接觸，可選的是，用無紡材料的層或等效的密封裝置完全塗覆所述模板的底部，耦合 到PVC或矽橡膠；
c)硬化所述灰漿，使透光的材料的所述元件的適合於構成所述開口的入口和出口 的所述相對面自由，並從模板提取已完成的面板。
在第二實施方案中，製造面板的方法包括以下階段
d)用充填有所述纖維的所述粘結性灰漿填充模板，將優選為塗覆有脫模劑和光反 射膜並適用於構成所述開口的多個芯部以有序的方式定位在所述模板內，直到所述多個芯 部被完全埋在所述灰漿內，而所述芯部的適合用於構成所述開口的入口和出口的相對面沒 有和所述灰漿接觸；
e)在灰漿凝固的開始和結束之間的時間段期間，從所述模板提取所述芯部，使得 因此形成的所述開口變空；
f)在芯部沒有被反射膜塗覆的情況下，另外的階段為通過例如噴塗的方法用反射 塗料塗覆所述開口；
g)用處於其流體狀態中的所述透光的材料填充所述開口 ；
h)允許灰漿和透明材料硬化以形成所述面板，並從模板提取已完成的面板；
i)使面板靜止，直至固化。
附圖簡述
為了更好地理解本發明的特徵和優點，因此在下面參照附圖來描述其實際應用的 一些非限制性示例。


圖1示出了根據本發明的面板的局部透視圖。
圖2示出了根據圖1中的線I1-1I的局部的且放大的橫截面圖。
圖3示出了根據圖1中的線II1-1II的局部的且放大的橫截面圖。
圖4示意性地示出了用於製造圖1的面板的方法之一的一個階段的透視圖。
圖5示出了本發明的一個實施方案的類似於在圖3中所示的橫截面圖。
發明詳述
參照圖1到4，如參照圖4描述的由粘結性灰漿構成的混凝土面板10被多個貫穿 開口 11穿過其整個厚度，在每個貫穿開口 11中具有透光的材料。
在該示例中，使用參照圖4的下面描述的形成方法，所述透光的材料是以多個由 PMMA的板12構成的元件的形式，預形成並容納在所述開口中。在示例中示出為，PMMA的板 12經受通過浸在45°C的水中直至飽和的浸泡的預處理。
所述的開口 11沿著平行線16以對於每對相鄰的行交錯的方式對齊。以這種方式， 被安置在間隔的行上的狹縫被並排定位，並在面板中在相同的高度上對齊，如圖1和2中所/Jn ο
參照圖4，為防止回流和灰漿附著到透明板的部分上的目的，因此通過將可壓縮材 料層(與灰漿和PMMA親和的，例如無紡材料)完全塗覆其底部14來製備模板13。為了獲 得具有相應的表面紋理的拋光度的目的，所述可壓縮材料可被具有限定的緯線例如織物的 合適的材料層塗覆。
所述透光的材料的多個元件使用由平行的可移動杆15構成的框架被以有序的方 式以板12的形式定位在模板內，沿著平行線16，該平行的可移動杆15可因此夾住被保持與 樣板分開的對齊的板12的行16以穩固地保持其在位置。
例如從商用尺寸的板通過雷射切割而獲得PMMA的板。
布置框架以使模板的周界17從板12留有空間，以在其內部定義相應的空的框架。
然後，由充填有纖維的粘結性灰漿填充所述模板，其被澆注通過從板留有空的外 邊緣17，直到所述多個透光的材料的板12被完全埋在其中，而板12的相對面19和20沒有 和所述灰漿接觸，因此保持自由以用於其功能。這使得如下成為可能，即通過在無紡材料上 抵著所述底部的壓力的動作，使得板的面面向模板的底部，這因此提供密封，以防止灰漿浸 透該區域中板之間的位置。對於相反的面，將以最大水平灌入灰漿，以使其與板的所述面齊 平。
然後，使灰漿硬化，板12的所述相對的面19和20保持自由，並因此構成所述相應 的開口 11的入口和出口，所述開口 11因此被界定在所形成的面板中，以及從模板提取完成 的面板10。
為增強組合結構的目的，另外的實施方案設想沿面板邊緣引入微加固 (micro-reinforcement),或者可定位適當形狀的增強金屬板條,其具有適合用於接收所述 透光的材料的網孔開口，或增強的板條，其網孔開口為不幹擾已經定位的板的形式。
在如圖5中所示出的本發明的另外的實施方案中，所述貫穿開口形成為使得填充 它們的所述透光的材料根據連續地延伸覆蓋面板10的整個尺寸例如高度的單獨元件12來 形成。圖5中的12的尺寸(h)與面板10的厚度相對應，而Iitl ( O. 2h對應於元件12的縮 小部分21，其定義了間隙，所述間隙可在形成面板的期間被灰漿填充。
同樣在該情況下，在變體的第一實施方案中，所述透光的材料是以元件的形式預成型的，例如從商用的尺寸的板通過雷射切割而獲得，其被容納在相應的開口中。在變體的第二實施方案中，所述透光的材料是形成在所述開口中的元件，例如通過在合適的模具中澆注。
根據圖5的變體的元件12根據一種連續的板鏈形成，且被容納在沉箱(caissons) 中，該沉箱的較短的相對側是梳形的，以實施該模板的功能。這些板鏈也可通過使用適當的裝置被放置在繃緊狀態中。
示例1:粘結性灰漿的配方
上述的方法可參照附圖，或也在上面被描述的可選形成方法，使用具有高流動性和受控收縮性的類型的粘結性灰漿來實現，該粘結性灰漿具有下列成分
權利要求
1.一種基於粘結性灰漿的複合面板，其被多個貫穿開口穿過其整個厚度，每個所述貫穿開口由以容納在所述開口中的預成型的板的形式的透光的材料或形成在所述開口中的透光的材料進行填充，其特徵在於，基於水泥的所述灰漿含有至少30kg/m3的纖維，所述纖維選自下面類型中的一種或多種金屬纖維、鋼纖維、玻璃纖維、聚合物樹脂纖維。
2.如權利要求1所述的面板，其特徵在於，所述水泥根據歐洲標準EN197-1，屬於52.5R 級。
3.如權利要求2所述的面板，其特徵在於，所述水泥為類型I。
4.如權利要求1所述的面板，其特徵在於，所述水泥屬於42.5R級。
5.如權利要求1所述的面板，其特徵在於，對於每m3的灰漿，所述灰漿包含從I到2kg 的低彈性模量的聚合物樹脂纖維，如聚丙烯。
6.如權利要求1所述的面板，其特徵在於，對於每m3的灰漿，所述灰漿包含在I和3kg/ m3之間的高彈性模量的聚合物樹脂，如PVA，或在I和3kg/m3之間的玻璃纖維。
7.如權利要求1所述的面板，其特徵在於，所述透光的材料經受通過水進行的浸泡預處理。
8.如權利要求7所述的面板，其特徵在於，由所述透光的材料在所述浸泡預處理中所吸收的所述水等於由所述材料可吸收的最大的量，或飽和量。
9.如權利要求1所述的面板，其特徵在於，所述透光的材料具備光反射特性或被處理以具有擁有光反射特性的塗層。
10.如權利要求1所述的面板，其特徵在於，所述透光的材料為塑性材料。
11.如權利要求10所述的面板，其特徵在於，所述透光的材料為塑性材料，所述塑性材料選自聚甲基丙烯酸甲酯、環氧樹脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚醯胺、縮醛樹脂、苯乙烯共聚物、熱固性聚合物、聚酯和乙烯基酯、醯胺樹脂。
12.如權利要求1所述的面板，其特徵在於，所述透光的材料為玻璃。
13.如權利要求1所述的面板，其特徵在於，所述開口沿著平行的行以交錯的方式對齊。
14.如權利要求13所述的面板，其特徵在於，在每個由三個維度的高度、長度和厚度所定義的所述開口中，所述高度(h)對應於所述面板的厚度，所述長度(L)範圍在0.5和 IOOmm之間，所述厚度範圍在O. 5和5mm之間，所述開口被安置為沿著平行的線，以所述長度 (L)的O. 3和O. 5倍之間的距離彼此分開。
15.如權利要求1所述的面板，其特徵在於，其包含具有適於接納所述透光的材料的網孔開口的適當形狀的增強金屬板條。
16.—種用於生產面板的方法,用於生產如權利要求1所述的面板，其特徵在於a)以有序的方式將所述透光的材料的多個元件定位在模板中，如果所述透光的材料以合適的塑性材料實現，則所述透光的材料可選擇地用水浸泡；b)用充填有所述纖維的所述粘結性灰漿填充所述模板，直到透光的材料的所述多個元件被完全埋在其中，而所述元件的適合構成所述開口的入口和出口的相對面沒有和所述灰漿接觸，c)硬化所述灰漿，使透光的材料的所述元件的適合於構成所述開口的入口和出口的所述相對面自由，並從模板提取已完成的面板。
17.如權利要求16所述的用於生產面板的方法，其特徵在於，在所述階段a)之前，透光的材料的所述多個元件經受在水中的浸泡預處理直至飽和。
18.如權利要求1所述用於生產面板的方法，其特徵在於d)用充填有所述纖維的所述粘結性灰漿填充模板，將適合於構成所述開口的多個芯部以有序的方式定位在所述模板中，直到所述多個芯部被完全埋在所述灰漿中，而所述芯部的適合於構成所述開口的入口和出口的相對面沒有和所述灰漿接觸，e)在灰漿凝固的開始和結束之間的時間段期間，從所述模板提取所述芯部，使得因此形成的所述開口變空，f)在所述芯部沒有被塗覆有反射膜的情況下，另外的階段為例如通過噴塗的方法以反射的塗料塗覆所述開口的內部；g)用所述透光的材料以其流體狀態填充所述開口；h)允許所述灰漿和所述透光的材料硬化，以形成所述面板，並從所述模板提取已完成的面板；i)使所述面板靜止，直至固化。
19.如上述權利要求所述的用於生產面板的方法，其特徵在於，利用無紡材料層或等效的密封裝置來完全塗布所述模板的底部，可選地被耦合到矽橡膠或PVC。
全文摘要
本發明涉及基於粘結性灰漿的複合面板(10)，其通過多個貫穿開口(11)穿過其整個厚度，每個貫穿開口由以容納在所述開口(11)中的預成型的板(12)的形式的透光的材料或以在所述開口中形成的透光的材料填充，其中，所述基於水泥的灰漿含有至少30kg/m3的纖維，纖維選自下面類型的一種或多種金屬纖維、鋼纖維、玻璃纖維、聚合物樹脂纖維。本發明還涉及生產所述面板的方法。
文檔編號E04C2/06GK103003505SQ201180028602
公開日2013年3月27日 申請日期2011年6月9日 優先權日2010年6月10日
發明者斯特法諾·卡吉亞諾, A·卡爾米納蒂 申請人:義大利水泥股份公司