一种房屋建筑用泡沫混凝土墙的制作方法

专利名称：一种房屋建筑用泡沫混凝土墙的制作方法
技术领域：
本发明是关于泡沫混凝土应用，更具体来说是有关使用在房屋建筑中成本低廉的蒸压凝结加筋泡沫混凝土墙。
背景技术：
蒸压凝结泡沫混凝土(AUTOCLAVE AERATED CONCRETE/AAC)应用在房屋建筑中在美国已经有相当一段时间了。象Ytong和Hebel，Flex-Crete和AAC制品协会(www.aacpa.org)的其它公司已经广泛使用这项技术了。在Flex-Crete的网站上(www.flex-crete.com)特点一项下指出Flex-Crete典型的耐压强度是每平方英寸320磅，超过支撑一或两层住宅或商业建筑的需要。它进一步指出，外加聚丙烯纤维可提高抗弯强度。另外，在规格一项中指出了每立方尺30磅密度的类型I AAC可承受每平方英寸320磅压力。上面提到的纤维通常是与混凝土混合的短纤维，除了能够提高抗收缩和抗破裂强度外，并不能为构件增加多少机械力。
在过去几十年来，房屋建筑技术已经有所提高。目前，建筑成本是建筑业最关心的重点，就是建筑材料成本急剧上升，而工地劳力的缺乏更为严重，研究者和制造业者已花费很大努力来节省建筑成本。
墙是建筑物中的一个主要部分。近年来，一些创新性的方法，象预铸实心混凝土墙，防热板混凝土墙以及AAC墙都已经被创造出来以取代传统的空心砖墙。截止到目前，这些创新方式的运用由于它们高昂的建筑成本只有了有限的发展。比如在使用预铸实心混凝土墙时，通常是在工厂或施工现场预制出来的。该墙由于太重而无法手工操作，而必须要使用起重机来移动及安装。预铸实心混凝土墙的成本不但比空心砖墙高，而且它的安装成本也超过空心砖墙。对于防热板混凝土墙，它虽增加其防热性，但安装防热模板以及把混凝土浇灌于模板中的成本却比空心砖墙高很多。AAC墙使用实心砖作为墙体，与传统的空心砖墙相比，即使这种产品无论是在重量，防热，防火，隔音以及吸湿性都有优越的性能，但是前者的总成本仍然高于后者。
劳动工资费每天都在上涨，而在可预见的未来，在建筑工程尤其是住房建筑，重型机器仍然很难能取代劳动力。

发明内容
本发明的总目标是生产出经济节约的结构板以节省劳力和材料。
本发明另一目标是使用纤维网与高强度的AAC管做墙板以利容易安装。
本发明另一目标是使用可经济制造的加纤维网的AAC楣梁板作墙板的一部分。
本发明还有一个目标就是以类似观念应用在多层建筑中把墙管使用为地板。
依照本发明在此广泛描述，泡沫混凝土墙(CELLULARCRETE WALLSYSTEM/CWS)包括一个铁片轨，一个定位板，多根墙管，还有一根楣梁。铁片轨被固定于墙基也相当于地板上。
墙管在底部被固定于铁片轨，在顶部由定位板定向。每根墙管是由AAC制成，用纤维网丝增强。每根墙管两侧都做凸凹型以便墙管相互连接。在必要的地方，墙管内灌入普通混凝土使地基与楣梁连接在一起。
楣梁是由两块AAC纤维网板作为楣梁的模板。这两块板在底部被固定在定位板上，而在顶端用金属拉杆和支撑套筒支撑。灌入普通混凝土于该模板之间。
本发明的目标和优点会在接下来的描述中，而一部分可明显的由描述或本发明的实际应用得知。本发明的目的与优点又会在附带的专利要求中实现。


附图是本发明规格的一部分，同时解释该发明的原理。
图1是部分本发明混凝土墙的正面图；图2是图5中B-B视图，用于展示在墙管和楣梁中的钢筋及所灌注的普通混凝土；
图3是图1中C-C视图；图4是图1中A-A视图，该图中几根墙管的横截面标明了其两侧的凹凸接头；图5是图1中D-D视图；图6是墙基部位连接详图；图7是典型墙管的断面视图；图8是定位板部位连接详图；图9是典型楣梁的金属拉杆和支撑套筒连接详图；图10是本发明混凝土墙的支撑结构示意图。
具体实施例方式
在此将对本发明进行详细阐明，并以附图加以说明。其中的参考数字显示在几种不同视图中的同一部分。
建筑业对于生产AAC墙的技术已经有很好的认定与采用。高强度混凝土也已经广泛应用于桥梁和高层建筑结构中。低密度的AAC通常不够强度而无法应用于承重墙。
本发明使用纤维网于CWS内以增强结构强度。正如1969年1月由钟文义和其他人的论文“纤维在复合材料的稳定性”做抗力分析。同时也使用高强度混凝土来增强AAC构件的强度。由于其强度增强，墙壁可以用空心墙管建造而非当前通用的实心砖。构件的重量也得以降低以便轻松安装。
AAC构件里的纤维网的材料可以是抗碱性的玻璃纤维，防锈铁丝，尼龙纤维或是其它适当的纤维。每个方向网丝的大小可由用途的强度要求所决定。荷载方向的纤维大小是由受压承载量决定，同时考虑混凝土中的气泡和垂直轴方向的纤维，影响其稳定性。在总体设计中，收缩性要求也需要加以考虑。纤维网可以是单层也可以是多层。
纤维玻璃网已被用于水泥墙板的外表面，主要是为了保护表面而非为了承载的目的。见授予Gregg及其他人美国专利号6,787,486，“包括泡沫混凝土芯的预铸板”，在此作为参考。在2004年8月授予CREAMER及其他人的专利号6,773,500“纤维加强泡沫混凝土和制作方法”，在这以作参考。及其他地方提到的纤维有助于收缩和破裂。它们不用于承受荷载。在授予Terry的美国专利号6,532,710“单元混凝土防热体系”，在此作为参考。它与本发明是不同的。
图1-9表示，泡沫混凝土墙CWS包含一个铁片轨41，一个定位板42，多根墙管32、33、34、35、36、37和一根楣梁31。铁片轨被固定于混凝土地板上。
如图1、2、3和5所示，墙管32、33、34、35、36、37下端以混凝土螺钉46固定于铁片轨41并在上端由定位板42加以导向。墙管32、33、34、35、36、37的上端排列的直线度由墙管32、33、34、35、36、37顶部的定位板42定位限定。在墙管32、33、34、35、36、37顶部的定位板42至少有四个作用1)定位板42沿着墙方向提供墙的刚性，并确保墙的平面度；2)定位板42覆盖其中未设置竖向钢筋和浇灌混凝土的墙管孔；3)定位板42增加楣梁31的强度；4)定位板42引导墙管32、33、34、35、36、37和楣梁板与连接斜撑于适当位置。
一般空心砖墙不需要灌注混凝土的孔洞通常用铁片或塑胶筛覆盖，它并不增加墙壁强度。
本发明焊接铁条48于一般市面使用的铁片柱(METAL STUD)的两边制成定位板42。铁条48向下插入到墙管孔中，向上延伸到楣梁板以确保墙管和楣梁的完整性。定位板42与墙管孔契合，放置于墙管壁上可不需另外连接物。一旦浇灌楣梁31和墙管孔的混凝土47，定位板42就成为楣梁31的一个构成部件。
每根墙管包括用纤维丝网38的AAC。正如图4和图7所示，每根墙管两侧都做凸凹型61、62以便相互连接。
如图8和图9所示，楣梁两侧的两块纤维网板81、82作为楣梁的模板，而成为楣梁的一部分。这两块纤维网板81、82的底端用螺丝49固定在定位板42，而在楣梁31的顶端由金属拉杆71和支撑套筒72支撑。
如图6所示，沿着墙底，铁片轨41放于地板上，用下面的水泥浆保持水平。铁片轨41也以混凝土螺丝46固定在混凝土板上，以确保施工时的精确位置和它的稳定性。墙管被固定于铁片轨，然后两块楣梁板在底部缚在定位板的铁条上，在顶部由金属拉杆和支撑套筒支撑。墙管和楣梁板只需要在一边以斜撑支持在混凝土地板上，以达到完全垂直和稳定的位置。和一般的空心砖墙比较，其具有施工的快速性，不但每根墙管覆盖每块空心砖墙面积的大约5倍，而且每根墙管的安装不必象每块空心砖墙的接缝必须用水泥浆单独地调节其直线与垂直性。这种墙以手工安装要比任何其它现有的墙都要快。
目前，空心砖墙的楣梁，通常用模板灌注的混凝土梁或放U型预铸混凝土梁在墙上而灌入混凝土。这种建筑方法费时又费钱。
如图2所示，楣梁使用两块纤维网板81、82作为楣梁的的模板。混凝土浇注在纤维网板81、82之间而形成一根楣梁。纤维网板能够用挤压机很经济地生产，而且很快的安装。例如，一栋普通住房建筑，使用一块1″厚16″×12′的纤维网板，重量47磅，两个人或一台简单的起重机就可以抬起。在图8中，纤维网板81、82在底部用螺丝钉49拧在定位板42上。在顶部，由金属拉杆和支撑套筒支撑。金属拉杆承受混凝土浆的压力及支撑楣梁中的顶钢筋44。楣梁中的底钢筋43可从顶钢筋44悬挂下来。这是比空心砖墙楣梁的另一优点。因后者，钢筋通常无处附着，因而造成钢筋的不正确位置以致减少其强度。支撑套筒是用于当金属拉杆被缚牢时，保持纤维网板处于正确空间。纤维网板外面的垫圈73、74确保当浇混凝土时，对泡沫纤维网板有较好的压力分配。混凝土浇过后，支撑套筒留于楣梁中。混凝土凝固后，金属拉杆和垫圈可以再使用。
做纤维网板和墙管的纤维丝网38、83包括抗碱性的玻璃纤维，防锈铁丝网，或者尼龙纤维网。纤维丝网38、83可用单层也可用多层。
竖向钢筋45和基础钢筋与楣梁钢筋43、44相互连接。
定位板增加墙管间的连接强度，并覆盖其中未设置竖向钢筋和浇灌混凝土的墙管。定位板增加楣梁的强度，同时可在浇混凝土之前，引导墙管和楣梁板于正确位置。为了提高整个混凝土墙与地基的连接强度，可在适当位置处的墙管内灌入普通混凝土57，以使地基与楣梁连接在一起。
在图10中，两个加劲肋90(STIFFENERS)被竖向地放置在由定位板42所引导的多根墙管和楣梁的两块AAC纤维网板上。一只角铁91固定于地板。斜撑连接于底部的该角铁91在顶部则连接于加劲肋90。墙管的正确垂直度可由固定于混凝土地板上的角铁93上的调整孔94来大概调整，而用斜撑中间的螺钉92进行准确调整。
相邻墙管之间互相粘合。
很明显的，AAC密度越高，其机械强度也越高。例如，本发明使用每立方尺密度35磅重的AAC，加双轴纤维丝网和使用高强度混凝土，能够制造较高的抗压力与抗挠曲力。其增加的强度可造空心而非实心。多层建筑也可使用这种墙。例如，一个墙高八尺的传统住房，屋顶楣梁高16″，其管高为6尺8寸。一根墙管壁厚1寸重4 9磅的8″×8″×6′8″的空心墙管可以由两人在下面搬运，另一人在墙上对准，可以很容易地安装。
如图4和图7所示，用墙管边的凹凸型61、62以保证它们的紧密性和施工的快速性。墙壁排列的直线性由墙管顶的定位板来进一步的保证。使用粘合剂于接缝中以增加连接强度与防水。AAC楣梁板放置于墙管顶上，由定位板导向，与斜撑确保墙的垂直度。
本发明会给当前建筑业带来很大的影响。
墙管可以用模板和浇灌泡沫混凝土的方法，或是用挤压机方法进行大规模生产。提供墙管边的凹凸型以便迅速与准确的互相连接。墙管本身较轻所以能够容易地安装。比如，一栋天花板高为8′的住宅性建筑楣梁高16″，管高6′8″。重49磅墙管壁厚1″纤维网板与AAC管能够由两人移动和安装。相比一块6″×8″×16″的35磅的空心砖，以一手砌砖，而另一个助手准备水泥浆的这种施工方式已有几百年的历史而一直没有改进。一根AAC管同样是两个人，很容易的用双手就可以覆盖五倍的墙壁面积。墙管的成本并不比一般的空心砖墙高。因为里面的气泡以及采用自动挤压机的方法进行大规模生产，材料在体积上几乎扩张了5倍而减少生产成本。因此，这种产品可以和一般的空心砖竞争。墙管的厚度可从4″到24″，墙管外壳壁厚根据荷载要求可从3/4″到4″。纤维网大小和层数也是根据荷载需要来决定。依荷载需要，墙基与楣梁以竖向钢筋与灌注普通混凝土相互连接，以确保墙壁的完整性。因墙管切断以配合墙需要的新接头。如图7所示，墙管边的凹凸造型可吻合。这种墙可用在多层建筑物。在这里应该指出，这种墙在墙管的底部使用铁片轨，在顶部使用定位板，是为了墙管的简易与经济生产。
墙的垂直度和稳定性在施工中，通常通过两侧支撑确保。一般墙的支撑既很费时，也很难准确的安置。多层建筑也很难支撑放在外面。
本发明只在一边把墙支撑在混凝土地板上，两个加劲肋被竖向的放置以盖在由定位板所导向的墙管上和两侧的楣梁板上，使他们连在一起。然后墙被斜支撑连接在固定于混凝土地板上的角铁上。墙的大概位置由该角铁的调整孔调整。墙壁准确的垂直度用斜撑中间的螺钉来精确地调节。
本发明还包括安装泡沫混凝土墙(CWS)的方法，这种方法包含了固定铁片轨于地基的步骤，固定多数墙管于铁片轨以及用定位板引导多数墙管的步骤。每根墙管包括用纤维丝网的AAC。每根墙管两侧都做凸凹型和墙管灌注混凝土以承受载重及把地基连接到顶部楣梁的步骤。楣梁的施工方法则以两块纤维网板连在定位板的两侧以及顶部用金属拉杆和支撑套筒支撑该纤维网板。这种方法包括在楣梁的两块纤维网板间浇灌混凝土的步骤。
这种方法更包含了把多数含有抗碱纤维玻璃网的AAC墙管与铁片轨连接的步骤。
很显然，那些擅长此项技术的人在不脱离发明的范围和精神下，对本发明的泡沫混凝土墙(CWS)能够进行多方面的修正。本发明的本意包含泡沫混凝土墙(CWS)附加权利要求范围内的各种修正和变更。
权利要求
1.一种泡沫混凝土墙(CWS)，其特征在于，该泡沫混凝土墙包括一个固定于地板的铁片轨，一个定位板，固定于铁片轨以及由定位板引导的多根墙管；每根墙管包括用纤维丝网的AAC，每根墙管两侧都做成凸凹型，其中至少一根墙管灌注混凝土以承受载重；一根作为楣梁部件，在楣梁的两侧有两块AAC纤维网板，两块AAC纤维网板底端支承在墙管上端并与定位板相连，在顶端用金属拉杆和支撑套筒支撑，混凝土浇灌于楣梁两块纤维网板之间。
2.如权利要求1所述的泡沫混凝土墙(CWS)，其特征在于，所述丝纤维网包括抗碱性的玻璃纤维网，或防锈铁丝网，或尼龙纤维网，或是其它纤维网。
3.如权利要求1所述的泡沫混凝土墙(CWS)，其特征在于，所述纤维丝网包括单层或多层。
4.如权利要求1所述的泡沫混凝土墙(CWS)，其特征在于，还进一步包括有竖向钢筋，该竖向钢筋贯穿所述墙管并与基础钢筋和楣梁钢筋互相连接。
5.如权利要求1所述的泡沫混凝土墙(CWS)，特征在于，所述定位板提高了墙管间的连接强度，并覆盖其中未设置竖向钢筋和浇灌混凝土的墙管；定位板增加了所述楣梁的强度，同时在浇灌混凝土之前，引导墙管和楣梁板于适当位置。
6.如权利要求1所述的泡沫混凝土墙(CWS)，特征在于，在浇灌混凝土之前，用所述定位板引导所述墙管和所述楣梁板于合适的位置。
7.如权利要求1所述的泡沫混凝土墙(CWS)其特征在于，所述定位板增加了楣梁的强度。
8.如权利要求1所述的泡沫混凝土墙(CWS)，特征在于，进一步包括竖向放置两个加劲肋在所述墙管和所述两块AAC纤维网板的外面；一只角铁斜撑连接于地板与加劲肋之间，利用该撑杆调节所述墙管正确的垂直度。
9.如权利要求1所述的泡沫混凝土墙(CWS)，特征在于，墙管与墙管之间互相胶合在一起。
10.一种制造权利要求1-9任一所述的泡沫混凝土墙(CWS)的方法，包括以下步骤固定铁片轨于地板；固定多根墙管于铁片轨并用定位板对墙管定向；每根墙管为用纤维丝网加强的AAC；每根墙管两侧都制有凸凹型，以便互相连接，并在其中至少一根或多根墙管中灌注混凝土以承受载重及把地基连接到顶部楣梁；这种方法确保了楣梁两侧的两块纤维网板连在定位板的两侧以及在楣梁顶部用金属拉杆和支撑套筒支撑；浇灌混凝土于楣梁的两块纤维网板之间及所需墙管中。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墙(CWS)包括了把多数含有用纤维丝网加强的AAC墙管与铁片轨连接的步骤，纤维丝网包括抗碱性玻璃丝，或防锈铁丝网，或尼龙纤维网，或其它纤维网。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墙(CWS)包括把多数含有用纤维网丝的AAC墙管与铁片轨连接的步骤，纤维丝网可用单层或多层。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墙(CWS)进一步包括了利用竖向钢筋和基础钢筋与楣梁钢筋互相连接的步骤。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墙(CWS)这种方法进一步包括了以下步骤用定位板提供墙管间的连接强度；用定位板覆盖其中未设置竖向钢筋和浇灌混凝土的墙管；用定位板增加楣梁的强度；用定位板在浇灌混凝土之前，引导墙管和楣梁板于合适位置。
15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墙(CWS)进一步包括了用定位板提供墙管间连接墙度的步骤。
16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墙(CWS)进一步包括了用定位板覆盖其中未设置竖向钢筋和浇灌混凝土的墙管的步骤。
17.如权利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墙(CWS)进一步包括了用定位板增加楣梁强度的步骤。
18.如权利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墙(CWS)进一步包括了在浇灌混凝土之前，用定位板引导墙管和楣梁板于合适位置的步骤。
19.如权利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墙(CWS)还包括了以下步骤竖向放置两个加劲肋在墙管和两块AAC纤维板的外面；一只角铁固定于地板；斜撑连接于底部的该角铁而在顶部则连接于加劲肋；用斜撑的螺丝调节墙管准确的垂直度。
20.如权利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墙(CWS)更包括了以下步骤墙管之间互相胶合。
21.如在权利要求1所指出的，所述混凝土墙使用普通或高强度混凝土。
22.如在权利要求1所指出的，泡沫混凝土墙中，所述墙管的厚度可从4英寸到24英寸，墙管壁厚可从3/4英寸到4英寸。
23.如在权利要求1所指出的，所述墙管和所述楣梁可以用模板浇灌混凝土的方法或用挤压机在室温或加压蒸汽蒸汽凝结的方式来制作。
24.如在权利要求1所指出的，以制造墙管的观念可应用在多层建筑中把墙管使用为地板。
全文摘要
本发明公开了一种泡沫混凝土墙(CWS)，该混凝土墙包括一个铁片轨，一个定位板，多根墙管和一根楣梁。铁片轨被固定于地板。墙管在底部固定于铁片轨，在顶部由定位板导向。每根墙管两侧都做成凸凹型使每根墙管相互连接。墙管灌注混凝土以承受载重及把地基连接到顶部楣梁。楣梁两侧的两块纤维网板作为楣梁的的模板。两块AAC纤维网板在底部固定于定位板，在顶端用金属拉杆和支撑套筒支撑，灌入混凝土于纤维网板之间。
文档编号E04B2/86GK101024985SQ20071008707
公开日2007年8月29日 申请日期2007年3月19日 优先权日2007年3月19日
发明者钟文义 申请人:钟文义