隔热混凝土模板及其制造模具的制作方法

专利名称：隔热混凝土模板及其制造模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种允许制造结构优良的隔热混凝土模板的隔热混凝 土模板(ICF)模具。与独立制造且呈两半(或独立的墙)，而后如其他 ICF的墙一样以其他方式粘合或连接在一起的现有的ICF墙相对，当 ICF被制造为完全整体块(通过所述模具的水平开口壁而获得)时，所 述模具允许多种尺寸、厚度和在同块ICF中可变的壁部厚度。此外， 由于所设计的在所述ICF内部形成单元网格的多边单元形状以及由此 得到的整个墙系统，所述ICF块具有优良的横向、斜向以及抗外力的 扭矩负载。此外，所述ICF块自身利用配方由优良材料混合物制成， 此配方不仅增加了所述墙系统的"R"值，还使所述ICF块强度更高且 在安装中可更轻便作业。
背景技术：
当受外力冲击，例如可导致灾难性事故的高速度的风或来自暴风
雨汹涌的水时，现有技术示出的传统混凝土板式ICF墙趋向于沿对角 线裂开。当利用结构混凝土和加强钢筋("钢筋")填充那些空隙时， 使用"梁柱"或"网格壁"内部结构单元类型的墙具有互锁空隙(与 所述混凝土板内部式的ICF相对)，能够以局限于对冲击点周围区域 的最小的损坏承受冲击。但是，传统的"梁柱"或"网格壁"式ICF 利用圆柱形立式柱状件和水平梁件，它们在遭受到外界例如风的力和 水的力时，易遭受"挤压"、"平行四边形化"以及扭转。因此，本 领域中需要一种改进的"梁柱"或"网格壁"结构。
用于制造隔热混凝土模板的现有技术的模具产生的产品具有两个 半体，它们必须被粘合在一起。这引起在安装的混凝土填充阶段中所 述块裂开的可能性。此外，这样的现有技术模具具有有限的适应性， 使得难以生产不同理想尺寸，例如不同高度和宽度的块。
因此，现有技术中需要一种模具，其将制造具有降低的裂开可能 性的整体低密度混凝土块。还需要一种模具，进而还需要在不同方向 可调整，以允许不同理想尺寸的低密度混凝土块不改变外模具即可被 生产。
此外，现有的用于制作水泥质隔热混凝土板的配方特征在于，具 有相对高的脆性、低柔韧性和低强度、相对重的质量、昂贵的制造成 本以及相对低的"R"值。类似地，现有技术的隔热混凝土模板同样具 有相当高的质量、低强度和低"R"值，部分地由于构成它们的材料且 部分地由于它们的结构设计。"R"值指材料对温度变化的抵抗力，且 对于墙的情况，指对从墙的一侧到墙的另一侧的温度变化的抵抗力。 "R"值的标准已被例如橡树岭科学与教育学会(诺克斯维尔，突尼斯) (Oak Ridge Institute for Science and Education (Knoxville, TN))撰写。 因此，现有技术需要使用一种利用具有底质量、高强度以及使用中高 "R"值的组合物的隔热混凝土模板。
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发明内容
通过所要求发明的所述隔热混凝土模板和其制造模具可满足这些 和其他的需要。
根据本发明的一个方面，隔热混凝土模板具有第一侧壁部；大 致平行于所述第一侧壁部的第二侧壁部；以及在所述侧壁部之间延伸 的柱状部。所述柱状部具有第一锥形部；第二锥形部；以及在所述 锥形部之间延伸的中间部。所述第一锥形部、第二锥形部以及中间部 各自具有八角形的纵向横截面。所述第一锥形部从所述第一侧壁以45
度角向所述中间部渐縮。所述第二锥形部从所述第二侧壁以45度角向 所述中间部渐縮。所述第一锥形部与所述第二锥形部大致互补。所述 侧壁部与所述柱状部限定一系列的空间。所述空间包括左朝向的竖直 喇叭口半八角形空间、右朝向的竖直喇叭口半八角形空间、上朝向的 水平喇叭口半八角形空间和下朝向的水平喇叭口半八角形空间。
更具体而言，所述隔热混凝土模板可包括在所述侧壁部之间延伸 的多个柱状部，每个柱状部具有第一锥形部、第二锥形部以及在所述 锥形部之间延伸的中间部。所述第一锥形部、第二锥形部以及中间部 各自具有八角形的纵向横截面。所述第一锥形部从所述第一侧壁以45 度角向所述中间部渐缩，所述第二锥形部从所述第二侧壁以45度角向 所述中间部渐縮，并且所述第一锥形部与所述第二锥形部大致互补。 所述多个中间部彼此大致平行。所述侧壁部与所述柱状部限定一系列 的空间，并且所述空间包括左朝向的竖直喇叭口半八角形空间、右朝 向的竖直喇叭口半八角形空间、上朝向的水平喇叭口半八角形空间和 下朝向的水平喇叭口半八角形空间。所述左朝向的竖直喇叭口半八角 形空间与相邻的右朝向的竖直喇叭口半八角形空间形成完整的竖直喇 叭口的八角形空间。
所述隔热混凝土模板可由包括水泥、聚合物填充剂和植物基高密度发泡剂的混凝土材料构成。更特别，水泥、聚合物填充剂和发泡剂
的重量比大约为110:11:1-1.125。
根据本发明的另一个方面， 一种墙结构，其具有多个隔热混凝土 模板，每个模板包括第一侧壁部；大致平行于所述第一侧壁部的第 二侧壁部；以及如上所述的在所述侧壁部之间延伸的柱状部。多个模 板彼此相邻放置，以使所述模板的中间部彼此大致平行，并且左朝向 的竖直喇叭口半八角形空间与相邻的右朝向的竖直喇叭口半八角形空 间形成完整的竖直喇叭口八角形的空间；并且上朝向的半八角形空间 和下朝向的半八角形空间形成完整的水平喇叭口八角形的空间。因此， 所述墙结构被设置成在柱状部之间的互锁梁柱格网状且喇叭口的八角 形空间。所述空间可填充能够变硬的材料，例如混凝土。此外，所述 空间内的混凝土可用至少一根钢筋加固。
还是根据本发明的另一个方面， 一种用于形成隔热混凝土模板的 模具，其具有具有相对端和相对侧的伸长水平框架；第一端板和第
二端板，每个端板沿各自框架端向上延伸且具有相对的内侧；第一组 臂和第二组臂，每组臂沿所述框架的各自的侧可滑动地连接在所述框 架上，并且从所述框架各自的侧横向延伸；第一侧板和第二侧板，每 个侧板连接在各自的组臂上并向上延伸，每个侧板具有相对的内侧； 由所述框架支撑的从动托盘件，所述从动托盘件与所述端板和所述侧 板内侧的较低部邻接；以及第一脊骨件和第二脊骨件。所述第一脊骨 件连接在所述第一侧板的内侧，且所述第二脊骨件连接在所述第二侧 板的内侧。所述第一端板、第二端板、第一侧板、第二侧板、从动托 盘件、第一脊骨件以及第二脊骨件配合以限定模腔。可将所述第一侧 板和第二侧板与所述第一脊骨件和第二脊骨件一起由所述组臂引导而 水平向外拉出，以清理所述模腔。
所述第二端板可铰接地连接在相应的框架端。此外，所述模具可具有伸长水平脚轮板件，其具有朝向上的表面 和多个定位于所述上朝向的表面上的脚轮。每个脚轮具有朝向上的、 承重的滚轮元件。所述脚轮板件定位于所述框架与所述从动托盘件之 间，以使多个脚轮的所述承重滚轮元件支撑所述从动托盘件。因此， 所述第二端板可关于所述相应的框架端向下转动，以使所述从动托盘 可在所述脚轮上从所述模腔滚出。
所述脊骨件优选具有多个相对的相接的凸起部。所述相对的凸起 部限定通过形成于所述模具中的模板的横向的空间。所述脊骨件沿所 述侧板可进一步具有基部。所述基部沿形成于所述模具中的模板的周 边限定纵向空间。所述基部可具有半八角形横截面，其中，所述相对 的凸起部包括具有半八角形横截面的端部凸起部以及具有八角形横截 面的柱部凸起部。此外，类似八角形的楔可横跨于所述基部和所述相 对凸起部之间。
用于形成隔热混凝土模板的所述模具还可具有沿着所述端板和所 述侧板的顶部边缘可拆卸连接的垫片。所述垫片允许对形成于所述脊 骨件上方的所述模腔增加另外的厚度。所述垫片可从所述侧板移除并 被放置于所述框架和所述从动托盘件之间，以升高从动托盘件并减小 位于所述脊骨件和所述从动托盘件之间的所述模腔的部分的厚度。
所述侧板可进一步具有轮式支撑腿，其在允许将所述侧板从所述 框架拉出或朝所述框架推入时支撑所述侧板的重量。
通过参考下面的示例性实施例和附图的详细说明可进行更好地理解。


图1是依照本发明的示例性隔热混凝土模板的立体图。 图2是图1的示例性模板的顶视图。
11图3是图1的示例性模板的正视图。 图4是图1的示例性模板的右侧视图。
图5是沿图2的线4-4截取的图1的示例性模板的正视图。
图6是沿图4的线5-5截取的图1的示例性模板的顶视截面图。
图7是沿图2的线6-6截取的图1的示例性模板的侧向截面图。
图8是示例性模板的布置的顶视图。
图9是图7的布置的正视图。
图IO是图7的布置的右侧视图。
图11是用于形成具有多个柱状部的隔热混凝土模板的示例性模 具的立体图，所述模具呈闭合结构。
图12是图11的示例性模具的立体图，其中，所述模具在打开位 置并且从动托盘件从模具部分地伸出。
图13是图11的示例性模具的立体图，进一步示出已形成在模具 中的具有多个柱状部的隔热混凝土模板。
图14是图11的示例性模具的脊骨件的示例性立体图。
具体实施例方式
A.隔热混凝土模板
一种依照本发明制作的隔热混凝土模板可由，例如下面描述的轻 质/低密度材料的材料构成。
参照图l-7,示例性的隔热混凝土模板IO具有整体结构，包括第一侧 壁部12、第二侧壁部14以及在两侧壁部12、 14之间延伸的柱状部16。 所述柱状部16具有第一锥形部18、第二锥形部20以及在所述锥形部 18、 20之间延伸的中间部22。所述第一锥形部18、第二锥形部20以 及中间部22具有八角形的纵向横截面，并且彼此轴向对齐。所述第一 锥形部18从所述第一侧壁部12以45度角向所述中间部22渐縮。所 述第二锥形部20从所述第二侧壁部14以45度角向所述中间部22渐 縮。优选的是，所述第一锥形部18与所述第二锥形部20大致互补， 并且两者与所述中间部22和所述侧壁部12、 14相互配合以限定等边的半八角形空间，这些将在下面进一步描述。
所述侧壁部12、 14与所述柱状部16共同限定一系列的空间。如
图2中所示，所述模板10的所述侧壁部12、 14与所述柱状部16限定 左朝向的竖直半八角形空间24a和右朝向的竖直半八角形空间24b。如 图4中所示，所述侧壁部12、 14与所述柱状部16限定上朝向的水平 半八角形空间26a和下朝向的水平半八角形空间26b。这些八角形具有 相等的边。
如图8中所示，可考虑通过将预定数量的模板IO彼此并排放置， 可形成预定长度的模板10。可将所述模板10放置为使得第一模板的所 述侧壁部12、 14的右面28a、 28b与第二模板的所述侧壁部12、 14的 左面30a、 30b相邻接。如此，模板的所述右朝向的竖直半八角形空间 24b和第二模板的所述左朝向的竖直半八角形空间24a形成完整的竖直
的大致八角形的空间32。需要注意，所述八角形空间32在空间32的 每个端向外渐缩以与每个模板10的所述柱状部16的所述锥形部18、 20互补。当然，例如通过使用模具形成具有多个柱状部的模板，理想 长度的模板IO可为整体结构。
现在转向图8-10，可以考虑将预定长度的模板IO彼此置顶堆放， 以产生预定高度的墙结构100。所述模板IO可堆放成使得下层模板的 所述侧壁部12、 14的顶部边缘34、 36与上层模板的所述侧壁部12、 14的底部边缘38、 40邻接。当所述模板IO如此堆放时，下层模板的 上朝向的水平半八角形空间26a和上层模板的下朝向的水平半八角形 空间26b形成沿所述模板10的长度方向延伸的完整的水平的大致八角 形空间42。所述墙结构100的堆放的模板10定向为使得柱状部16彼 此对齐，以产生沿所述墙结构100的高度方向延伸的连续竖直的八角 形空间32。
参照图8-10，通过堆放模板10所产生的竖直八角形空间32、最上层模板的上朝向的水平半八角形空间26a、最下层模板的下朝向的水 平半八角形空间26b、所述水平八角形空间42、最左侧模板的左朝向 的竖直半八角形空间24a以及最右侧模板的右朝向的竖直半八角形空 间24b都互相连接，以形成具有由所述堆放的模板10的结构100限定 的互锁的且喇叭口的八角形空间的网格或梁柱格网。
将所述模板10彼此相邻放置并且以本领域中已知的传统方法连 接在一起。可以考虑示例性的墙结构100在形状上大致为矩形，但不 脱离本发明精神和范围的情况下，也可能是其他形状和构造。
将多个模板10定位并且连接在一起而形成理想的墙结构100之 后，可将所述墙结构100加固。例如，可向竖直和水平的大致八角形 的空间的网格内填充例如补强混凝土和/或钢筋的材料。当然，在用混 凝土填充所述结构100之前，必须临时闭合或密封所述最左侧模板的 左朝向的竖直半角边形空间24a以及所述最右侧模板的右朝向的竖直 半八角形空间24b以将混凝土容纳在所述结构100内。因此，图8-10 中示出了临时闭合件102、 104，可以理解，在不脱离在此描述的本教 导的范围的情况下，为此目的，可以利用任何等效的结构。在这方面， 本发明包括墙结构100，其被布置成具有位于所述柱状部16之间的互 锁且喇叭口的八角形空间的梁柱格网，由此，空间填充补强混凝土和/ 或钢筋，以产生墙结构100。
由本发明的所述模板10产生的结构100的强度部分取决于由模板 的结构限定的竖直和水平的大致八角形的空间32、 42的格子，其在竖 直和水平的八角形空间32、 42之间的每个交接点处形成45度的复合 角。较低效的隔热和装饰系统包括混凝土板或产生圆柱形空间的装置， 其在竖直和水平空间之间的交接点处不设置45度的复合角。由本发明 的多个堆放的模板10产生的所述大致八角形的空间32、 42 —旦被适 当的材料填充，会产生比使用圆柱形空间的装置增强至少80%,且比 使用混凝土板的系统增强至少60%的结构。该结果是一种非常坚固的墙系统，其可设计成能够抵住暴风或飓风中有的横向抗风负载和扭矩。 此外，由前述的隔热混凝土材料制成的本发明的所述模板IO可充分地 防火、防虫、防霉、防风、减噪且可经济的建造。
当墙结构由堆放模板产生，并且在竖直和水平的八角形空间内填 充例如混凝土和/或钢筋的加固材料时，所产生的墙的质量〔例如强度、 R值等)可部分取决于所述模板的不同尺寸。例如，可以调整相邻八角 形空间之间的距离以及用于建造所述墙的所述模板的八角形空间的外 部尺寸，以影响所述墙抵挡暴风或飓风中有的横向抗风负载和扭矩的 能力。又例如，可以调整用于建造所述墙的所述模板的宽度，以影响
所述墙的R值。又例如，可以调整所述墙的高度和长度，以适应特殊
建筑工程的要求和/或特定市场或国家局部的标准。
示例性的模板可设置为具有16英寸的高度、96英寸的长度、14 英寸的宽度、相邻八角形空间的中心间距为16英寸，以及八角形空间 的外部尺寸为6英寸X6英寸。另一示例性的模板可设置为具有32英 寸的高度、96英寸的长度、14英寸的宽度、相邻八角形空间的中心间 距为16英寸，以及八角形空间的外部尺寸为6英寸X6英寸。其他示 例性的模板可取决于应用的目的而在尺寸上向上或向下依比例决定。 例如，欲建造具有大于40英尺的高度的结构，理想的是八角形空间的 外部尺寸为8英寸X8英寸。较小的结构可以要求模板具有尺寸为4英 寸X4英寸的八角形空间。
上述的示例性的隔热混凝土模板是本发明的所述隔热混凝土模板 10的举例，并且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下可提供其他 实施例和设计。例如，在某些其他实施例中，模板可设置成具有一对 侧壁部和多个柱状部，所述模板的壁部和柱状部限定各种大致八角形 的空间。各种互补尺寸的模板可彼此相邻堆放，以形成任何理想高度 或宽度的墙，形成竖直的和水平的大致八角形空间的网格。此外，这 里所教导的原理也可用于用来形成具有互锁梁柱格网状空间结构的隔
15热混凝土模板，所述空间为其他的多面的非圆柱横截面的形状，例如 正方形或六边形。
B.用于制作隔热混凝土模板的模具
如图11至图14中所示，用于形成前述模板的模具200的示例性 实施例包括伸长水平框架202、第一端板204、第二端板206、第一组 臂207、 208、 209、第二组臂210、 211、 212、第一侧板213、第二侧 板214、伸长水平脚轮板件216、从动托盘件218、第一脊骨件220以 及第二脊骨件222。所述第一端板204、第二端板206、第一侧板213、 第二侧板214、从动托盘件218、第一脊骨件220以及第二脊骨件222 配合以限定具有顶部开口的模腔。所述模腔用于形成前述的隔热混凝 土模板。
所述伸长水平框架202具有相对的侧和相对的端。所述伸长水平 框架202用作所述端板204、 206、臂207、 208、 209、 210、 211、 212、 侧板213、 214以及脚轮板件216连接的基础。所述示例性模具200的 伸长水平框架202支撑在便于装置容易移动的轮223上。
所述第一端板204和第二端板206沿各自的框架端部大致竖直地 向上延伸。所述端板204、 206具有相对的内侧224、 226。在示例性的 实施例中，所述第一端板204被固定连接在框架端部上，而所述第二 端板206铰接地连接在另一框架端部上。第一铰链228在图12中示出， 而第二互补铰链在该图中被隐藏。有利的是，所述第二端板206可因 此相对于框架202和所述第一端板204向外打开，以便于所述模具200 的打开和形成于此的隔热混凝土模板299 (图13)的移除，如下所述。 把手205协助该动作。
所述第一组臂207、 208、 209和所述第二组臂210、 211、 212沿 所述框架202各自的侧可滑动地安装在所述框架202上。所述可滑动 的安装允许所述臂207、 208、 209、 210、 211、 212从所述框架202各自的侧横向延伸或縮回，其益处将在后面说明。在所述示例性的实施
例中，所述臂207、 208、 209、 210、 211、 212优选为由C形轨道制成， 其与固定在所述框架202上的滚轮或轮子(被隐藏)相配合(类似于 车库门轨与滚轮的构造)以引导所述臂大致正交于所述框架202的纵 轴行进。设置停止机构(未示出)以防止所述臂变得从所述框架202 脱离。
沿所述第一侧板213的较低部，所述第一侧板213被连接到所述 第一组臂207、 208、 209的远端上，并沿着所述框架202的一侧大致 竖直地向上延伸。所述第二侧板214被连接到所述第二组臂210、 211、 212的远端上，并且也沿着所述框架202的另一侧大致竖直地向上延伸。 所述侧板213、 214具有各自相对的内侧230、 232。此外，在示出的示 例性实施例200中，所述侧板213、 214具有各自的轮式支撑腿234a、 234b、 236a、 236b，其在允许将所述侧板从所述框架202拉出或朝框架 202推入时，支撑所述侧板213、 214的重量。有利的是，通过所述臂 207、 208、 209、 210、 211、 212以类似抽屉式的引导，所述侧板213、 214可相对于所述框架202和彼此向外打开(或向内闭合)，以便于所 述模具200的打开和形成于此的隔热混凝土模板299 (图13)的移除， 如下所述。在各自侧板213、 214上的把手238a、 238b、 240a、 240b 协助该动作。
所述伸长水平脚轮板件216定位于所述框架202上，并且具有上 朝向的表面242和多个脚轮244。所述多个脚轮244定位于所述上朝向 的表面242上。所述多个脚轮244的每一个具有上朝向的、承重的滚 轮元件246以支撑所述从动托盘件218和形成在所述示例性模具200 中的隔热混凝土模板。如图13中所示，所述示例性模具200的所述脚 轮244沿所述脚轮板件216的长度成对定位。
所述从动托盘件218定位于所述多个脚轮244上，并且在所述端 板204、 206和侧板213、 214相对于所述框架202和彼此处于闭合位置时，与所述端板内侧224、 226的较低部以及所述侧板内侧230、 232 邻接。因此，所述从动托盘件218形成所述模腔的底部。此外，所述 从动托盘件218独立于所述端板204、 206和侧板213、 214，允许其支 撑已形成在所述示例性模具200中的隔热混凝土模板，以便于所述隔 热混凝土模板从所述模具200移除。
所述第一脊骨件220被连接于所述第一侧板的内侧230上，且所 述第二脊骨件222被连接于所述第二侧板的内侧232上。每个脊骨件 220、 222各自具有半八角形基部248、 250、在它们的每个端部的半八 角形端部凸起部252、 254、 256、 258，以及多个八角形柱部凸起部 260a-e、 262a-e。此外，多个类似八角形楔264、 266横跨在所述各自 的半八角形基部248、 250、半八角形端部凸起部252、 254、 256、 258 以及八角形柱部凸起部260a-e、 262a-e之间。有利的是，在所述侧板 213、 214处于闭合位置时，分别的相对的半八角形端部凸起部252、 254、 256、 258相接，以及分别相对的八角形柱部凸起部260a-e、 262a-e 相接。
所述示例性模具200形成块模板，如前所述，在其一侧上的块模 板。也就是说，所述脊骨件220、 222形成所述块模板的喇叭口的半八 角形和八角形空间，并且在所述脊骨件220、 222的上面和下面的模腔 的空间形成所述块模板的侧壁。所述相对的半八角形端部凸起部252、 254、 256、 258以及多个相对的八角形柱部凸起部260a-e、 262a-e限定 形成在所述示例性模具200中的隔热混凝土模板的所述竖直的半八角 形和八角形空间。所述多个类似八角形楔264、 266用于与所述半八角 形端部凸起部252、 254、 256、 258和多个相对的八角形柱部凸起部 260a-e， 262a-e—起限定这样的隔热混凝土模板的八角形柱状部，并且 进而限定在所述隔热混凝土模板竖直和水平的八角形空间32、 42之间 的每个相交点处形成的所述45度复合角。所述半八角形基部248、 250 限定这样的隔热混凝土模板的上朝向的和下朝向的水平半八角形空 间。由于这里所教导的原理也将用于正方形、六边形和其他这样的构 造，本领域的技术人员将认识到本权利要求范围的模具并不局限于所
描述的八角形/半八角形的脊骨件220、 222的构造。此外，应当注意， 通过使用可互换的、按比例增大/减小的脊骨件220、 222，所述示例性 模具200的设计允许在这里将生产的所述隔热混凝土模板按比例增大 或按比例减小。因此，具有8英寸X8英寸、6英寸X6英寸或4英寸 X4英寸的外部尺寸的空间的隔热混凝土模板可通过使用适当比例的 脊骨件220、 222而形成。
沿着所述端板204、 206和所述侧板213、 214的顶部边缘，可拆 卸地连接各自的垫片268、 270、 272、 274。所述垫片268、 270、 272、 274允许对形成于所述脊骨件220、 222上方的所述块模板的所述侧壁 部添加另外的"厚度"。进而，通过从所述侧板213、 214的顶部边缘 移除所述垫片272、 274，并且把它们放置于所述框架202和所述脚轮 板件216之间，形成于所述脊骨件220、 222下方的块的所述侧壁部的 "厚度"可通过朝所述脊骨件220、 222升高所述从动托盘件218而能 减小。
有利的是，限定所述示例性模具200的模腔的元件的所有内表面 涂有环氧橡胶，以便于从所述示例性模具的元件中释放形成在所述示 例性模具200中的隔热混凝土模板。
在使用中，将所述示例性模具200的所述端板204、 206和所述侧 板213、 214闭合并将所述模腔填充将固化成隔热混凝土模板的液态组 合物。所述液态混合物被允许充分的固化且凝固。然后，将所述侧板 213和所述脊骨件220、 222 —起水平向外拉出以清理所述模腔。将所 述第二端板206向下打开，然后从动托盘件218与所述固化的隔热混 凝土模板299 (图13) —起在所述脚轮244上从所述模腔滚出。C.用于制作模制产品的轻质/低密度材料
本发明包括低密度/轻质材料，其可用于制造隔热混凝土模板墙 板、轻质装饰产品以及例如装饰、镶边、装饰窗饰和窗台的造形；榫 钉和支柱；用作外部隔热和装饰系统的平板；以及用于在需要砖石产 品而产品的强度、质量、隔热、防火和/或防霉存在问题的情况下其他 类型的构造。
用于制备本发明的低密度/轻质材料的水泥可例如为硅酸盐水泥。 骨料可例如为聚苯乙烯、碎塑料、木材、玻璃或其他可回收材料。水 泥减容化合物可为发泡剂，例如能够产生高密度泡沫气泡的植物基发 泡剂。 一种有利的发泡剂由Wheat Ridge公司的Goodson & Associates 有限公司以商标名为FOAMCELL A-100出售。此发泡剂具有29到35 倍的膨胀和1.8-2.2磅每立方英尺的发泡密度，每加仑可产生270立方 英尺的泡沫。或者，如本领域普通技术人员已知，可使用产生高密度 泡沫的其他发泡剂以代替FOAMCELL A-IOO。优选的是，所选择的发 泡剂是不会使所选择的骨料降解的发泡剂。例如，如果所述骨料是动 物基的或由特殊的有机材料构成，例如聚合物，那么所选择的发泡剂 不应为动物基材料或会降解骨料的其他试剂。
依照本发明的示例性的低密度/轻质材料包括水泥、骨料以及能够 减少所述水泥体积以用来粘结所述低密度/轻质材料的所有成分的水泥 减容化合物。所述低密度/轻质材料可另外包括固化促进剂。当将所述 材料注入模具以制造产品时，所述固化促进剂将降低生产时间，也就 是说，产品可以更快地从所述模具移除。可选择地或者另外地，所述 低密度/轻质材料可包括液态聚合物。当将此产品用于制造产品时，所 述液态聚合物将增加最终产品的强度并增加其柔韧性。可选择地或另 外地，所述低密度/轻质材料可包括减水剂，其减少所需要的水分的量 以使所述低密度/轻质材料达到用于填充模具的理想稠度。此外，当使 用所述减水剂时，所述模制产品将具有较轻的初始重量并且将较快固 化，即较少的水从所述模制产品蒸发。因此，当使用所述减水剂时，
20所述模制产品将很快具有较高的拉伸强度和抗弯强度。同样地，最终 的模制产品可在较早的时间点准备使用或被运输。可选择地或者另外 地，所述低密度/轻质材料可包括脱模剂，其将使所述模制产品粘连到 所述模具的任何倾向最小。
使用的所述固化促进剂可例如为含钙固化促进剂或其他合适的固 化促进剂。使用的所述液态聚合物可例如为聚氨酯基液态聚合物或其 他合适的液态聚合物。使用的所述减水剂可例如为大比例减水剂，如 超增塑剂、中比例减水或其他合适的减水剂。使用的所述脱模剂可例 如为硅基脱模剂或其他合适的脱模剂。
包括所述水泥混合物的组分连同那些组分各自的比一起的组合导 致用于本隔热混凝土泡沫的较有益性的水泥材料。例如，所述发泡剂
在所述混凝土混合物固化时在其中产生形成微小气泡、孔隙或空间的 高密度泡沫。所述气泡占所述固化混合物体积的大约15%，因此产生 了具有隔热特性的较轻的材料。此外，所述孔隙或空间增加了所述固 化材料的强度。另外，聚合物基填充剂的使用提供了具有较低的易碎 性的混凝土材料。
表1提供了示例性的低密度/轻质材料的每单位配方。
表1
_基本的每单位配方(取决于块的尺寸)_
_90至120磅的硅酸盐水泥_
_8磅至11磅聚苯乙烯碎粉_
16至18盎斯植物基发泡剂以产生高密度泡沬气泡
_水泥固化促进剂_
_12至14盎斯液态聚合物_
_6至8加仑的约95下的7jC_
_减水剂(3至4盎斯)_
脱模剂(3至4盎斯)所述示例性的低密度/轻质材料具有水泥、聚合物填充剂和发泡剂
的基于重量的混合比为110:11:1-1.125。
现在将描述一种使用所述低密度/轻质材料制造产品的示例性方 法。提供水并加热到95度华氏温度。将所述水泥和水泥减容化合物， 例如植物基发泡剂添加到所述热水中。如果使用促进剂和/或液态聚合 物，将这些化合物添加到所述热水中。如果使用减水剂和/或脱模剂， 也将这些化合物添加到所述热水中。然后将以珠形式提供的所述聚苯 乙烯添入并混合，直到所有聚苯乙烯珠体被遮住。然后将所得到的浆 料放入所选的模具中并固化，直到所得到的模制产品准备移除，例如， 当使用固化促进剂大约1.5小时时，所述模制产品为具有大约1X1.3 X8英寸尺寸的模板，而后在准备使用前允许此模板在空气中固化约两 天。
本领域普通技术人员将认识到，不脱离本发明教导的情况下，可 以是另外的组合物和结构。该详细的描述，特别是所公开的示例性实 施例的具体细节主要为了示意给出且从其中可理解无不必需的限制， 因为对于那些本领域技术人员来说，当阅读此公开时改进将变得明显， 并且在不脱离所要求的本发明的精神或范围的情况下可以进行改进。
权利要求
1. 一种隔热混凝土模板，包括第一侧壁部；大致平行于所述第一侧壁部的第二侧壁部；以及在所述侧壁部之间延伸的柱状部，所述柱状部具有第一锥形部、第二锥形部以及在所述锥形部之间延伸的中间部，所述第一锥形部、第二锥形部以及中间部各自具有八角形的纵向横截面，所述第一锥形部从所述第一侧壁以45度角向所述中间部渐缩，所述第二锥形部从所述第二侧壁以45度角向所述中间部渐缩，所述第一锥形部与所述第二锥形部大致互补，其中，所述侧壁部与所述柱状部限定一系列的空间，所述空间包括左朝向的竖直喇叭口半八角形空间、右朝向的竖直喇叭口半八角形空间、上朝向的水平喇叭口半八角形空间以及下朝向的水平喇叭口半八角形空间。
2. 如权利要求1所述的隔热混凝土模板，其中，所述柱状部包括 彼此轴向对齐的所述第一锥形部、所述第二锥形部以及所述中间部。
3. 如权利要求l所述的隔热混凝土模板，进一步包括 在所述侧壁部之间延伸的多个柱状部，每个所述柱状部具有第一锥形部、第二锥形部以及在所述锥形部之间延伸的中间部，所述第一 锥形部、第二锥形部以及中间部各自具有八角形的纵向横截面，所述第一锥形部从所述第一侧壁以45度角向所述中间部渐缩，所述第二锥 形部从所述第二侧壁以45度角向所述中间部渐縮，所述第一锥形部与所述第二锥形部大致互补，其中，所述多个中间部彼此大致平行；其中，所述侧壁部与所述柱状部限定一系列的空间，所述空间包 括左朝向的竖直喇叭口半八角形空间、右朝向的竖直喇叭口半八角形 空间、上朝向的水平喇叭口半八角形空间以及下朝向的水平喇叭口半八角形空间；其中，所述左朝向的竖直喇叭口半八角形空间与相邻的右朝向的 竖直喇叭口半八角形空间形成完整的竖直喇叭口的八角形空间。
4. 如权利要求1所述的隔热混凝土模板，其中，所述第一侧壁部、 所述第二侧壁部以及所述中间部由包括水泥、聚合物填充剂和植物基 高密度发泡剂的混凝土材料构成。
5. 如权利要求4中所述的隔热混凝土模板，其中，水泥、聚合物 填充剂和发泡剂的重量比为110:11:1-1.125。
6. —种墙结构，包括多个隔热混凝土模板，每个所述模板包括第一侧壁部，大致平行于所述第一侧壁部的第二侧壁部，以及 在所述侧壁部之间延伸的柱状部，所述柱状部具有第一锥形部、 第二锥形部以及在所述锥形部之间延伸的中间部，所述第一锥形部、 第二锥形部以及中间部各自具有八角形的纵向横截面，所述第一锥形部从所述第一侧壁以45度角向所述中间部渐縮，所述第二锥形部从所 述第二侧壁以45度角向所述中间部渐缩，所述第一锥形部与所述第二 锥形部大致互补，其中，所述多个模板彼此相邻放置，从而所述模板的所述中间部 彼此大致平行；其中，所述侧壁部与所述柱状部限定一系列的空间，所述空间包 括左朝向的竖直喇叭口半八角形空间、右朝向的竖直喇叭口半八角形 空间、上朝向的水平喇叭口半八角形空间以及下朝向的水平喇叭口半 八角形空间；其中，所述左朝向的竖直喇叭口半八角形空间与相邻的右朝向的 竖直喇叭口半八角形空间形成完整的竖直喇叭口的八角形空间；以及其中，所述墙结构被设置成具有位于所述柱状部之间的互锁且喇叭口八角形空间的梁柱格网。
7. 如权利要求6所述的结构，其中，所述空间被填充入能够硬化的材料。
8. 建造权利要求7结构的结构，其中，所述能够硬化的材料为混凝土。
9. 如权利要求8所述的结构，其中，所述空间具有至少一根钢筋。
10. 如权利要求6所述的结构，其中，所述空间具有至少一根钢
11. 一种用于形成隔热混凝土模板的模具，包括-. 具有相对端和相对侧的伸长水平框架；第一端板和第二端板，每个所述端板沿各自框架端向上延伸且具 有相对的内侧；第一组臂和第二组臂，每组臂沿所述框架的相应侧以滑动方式连 接至所述框架，并且从所述框架的所述相应侧横向延伸；第一侧板和第二侧板，每个所述侧板连接至相应的组臂且向上延 伸，每个所述侧板具有相对的内侧；由所述框架支撑的从动托盘件，所述从动托盘件与所述端板和所 述侧板内侧的较低部邻接；以及第一脊骨件和第二脊骨件，所述第一脊骨件连接至所述第一侧板 的内侧，所述第二脊骨件连接至所述第二侧板的内侧；其中，所述第一端板、所述第二端板、所述第一侧板、所述第二 侧板、所述从动托盘件、所述第一脊骨件以及所述第二脊骨件配合以 限定模腔；以及其中，可以由所述组臂引导而将所述第一侧板和第二侧板以及所 述第一脊骨件和第二脊骨件一起水平向外拉出，以清理所述模腔。
12. 如权利要求11所述的用于形成隔热混凝土模板的模具，其中， 所述第二端板铰接地连接在相应的框架端。
13. 如权利要求12所述的用于形成隔热混凝土模板的模具，进一 步包括伸长的水平脚轮板件，其具有朝向上的表面；以及多个定位 于所述上朝向表面上的脚轮，每个所述脚轮具有上朝向的承重的滚轮 元件，所述脚轮板件定位于所述框架与所述从动托盘件之间，从而所 述多个脚轮的所述承重滚轮元件支撑所述从动托盘件；其中，所述第 二端板可围绕所述相应的框架端向下转动，以使所述从动托盘在所述 脚轮上从所述模腔滚出。
14. 如权利要求11所述的用于形成隔热混凝土模板的模具，其中， 所述脊骨件具有相接的多个相对的凸起部，所述相对的凸起部限定通 过形成于所述模具中的模板的横向空间。
15. 如权利要求14所述的用于形成隔热混凝土模板的模具，其中，所述脊骨件进一步具有沿所述侧板的基部，所述基部沿着形成于所述 模具中的模板的周边限定纵向空间。
16. 如权利要求15所述的用于形成隔热混凝土模板的模具，其中， 所述基部具有半八角形横截面，其中，所述相对的凸起部包括具有半 八角形横截面的端部凸起部以及具有八角形横截面的柱部凸起部，并 且还包括类似八角形楔，其横跨于所述基部和所述相对凸起部之间。
17. 如权利要求11所述的用于形成隔热混凝土模板的模具，其中， 进一步具有沿着所述端板和所述侧板的顶部边缘以可拆卸方式而连接的垫片，所述垫片允许对所述脊骨件上方的所述模腔的部分增加额外 的厚度。
18.如权利要求n所述的用于形成隔热混凝土模板的模具，其中， 所述垫片从所述侧板移除，并被放置于所述框架和所述从动托盘件之 间，以升高所述从动托盘件，并且减小所述脊骨件和所述从动托盘件 之间的所述模腔的部分的厚度。
19.如权利要求11所述的用于形成模板的模具，其中，所述侧板还具有轮式支撑腿，该轮式支撑腿在允许将所述侧板从所述框架拉出 或朝所述框架推入的同时支撑所述侧板的重量。
全文摘要
一种隔热混凝土模板，具有第一侧壁部；大致平行于所述第一侧壁部的第二侧壁部；在所述侧壁部之间延伸的柱状部。所述柱状部具有第一锥形部、第二锥形部以及在所述锥形部之间延伸的中间部。所述第一锥形部、第二锥形部以及中间部各自具有八角形的纵向横截面。所述隔热混凝土模板可包括在所述侧壁部之间延伸的多个柱状部，所述多个柱状部彼此大致平行。一种墙结构可由多个这样的隔热混凝土模板形成。一种用于形成隔热混凝土模板的模具，具有第一端板和第二端板；由所述框架支撑且与所述端板和所述侧板内侧的较低部邻接的从动托盘件；以及连接在所述侧板上的第一脊骨件和第二脊骨件。可将所述第一侧板和第二侧板与所述第一脊骨件和第二脊骨件一起由所述组臂引导而水平向外拉出，以清理所述模板空腔。
文档编号E04C1/00GK101454520SQ200780019513
公开日2009年6月10日 申请日期2007年4月5日 优先权日2006年4月5日
发明者大卫·E·韦斯特 申请人:大卫·E·韦斯特