专利名称：建筑构件、用于制造该建筑构件的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑构件的制造，特别是由可硬化组合物和纤维制成的建筑构件的制造方法，以及为了实现该方法以及上述建筑构件所需的装置。本发明对于用于公寓建筑物、工厂厂房、电梯、排水管等的模件的制作非常有用。
GB2,155,389公开了一种制作混凝土排水管的方法，包括将碎纤维钢筋混凝土的泥浆涂覆到水平或竖直旋转的心轴上。
这种已知方法的缺点是，即使是浸渍聚合物的纤维，在切碎的过程中也会形成未保护的末端，而上述末端容易遭受到混凝土泥浆中含有的强碱的破坏作用。
另外，上述方法制成的产品中，可能会有微小的裂纹，这些微小的裂纹会降低产品的机械抵抗力。
同样熟知的还有聚合物管道的制造方法(见前苏联著作者证书第1,549,773，CI.B 29 C 53/56)，其可以作为本发明的最接近现有技术。这种方法包括将缠绕有矿物填充物的可硬化组合物以及纤维层(玻璃绳)的层涂覆到旋转的心轴(模板)上，重复上述的操作，涂覆连续的层，最后干燥(硬化)并从心轴上取下获得的产品。
尽管上述方法在制造聚合物管道方面有一定的优势。但是其缺陷是利用该方法制造的建筑构件强度不足，因为纤维的涂覆是在连续长度方向进行，因此在建筑构件中会产生内应力。
GB专利第1,497,834，CI.B 29 G 23/12公开了一种用水泥混凝土混合以及玻璃纤维制造建筑构件的装置，其也可以作为本发明的最接近现有技术，该装置包括旋转安装的心轴，具有纤维的绕线架，用于用树脂浸渍纤维的装置，拉伸纤维的牵引装置，以及制作纤维的装置。
考虑到该装置是沿着水平轴排列的，因而特别适用于用树脂浸渍纤维的情况，在用水泥型组合物浸渍纤维时则特别不合适，因为携带水泥组合物的纤维会下垂，并且从心轴脱落。最好的可能情况是，该装置只能涂覆一层水泥组合物，其第二层仍会脱落。
已知有多种由可硬化组合物和纤维制成的建筑构件，例如，通过将用于强化水泥混凝土泥浆的碎纤维喷洒到旋转心轴上，从而制成的排水管(见GB第2,155,389)。
RU2,102,240，CI.B 32 B 13/02公开了另一种包括泡沫塑料芯的建筑构件(复合板)，泡沫塑料芯的两侧覆盖有砂浆(可硬化组合物)的强化层。该构件通常是砖的形式，该形式在超载和较宽的温度范围内使用时会有一定的局限性。
因此，本发明的目的是在可硬化组合物和纤维的建筑构件的生产过程中，通过提供生产上述建筑构件的方法以及实现该方法的装置来消除上述缺陷，该方法和装置能够将可硬化组合物和纤维均匀地涂覆在心轴上，从而使最后产品具有良好的机械性能，工人工作条件安全，以及可获得能够用于超载和较宽温度范围的建筑构件。
为达到上述目的，本发明提供了一种用于制造可硬化组合物和纤维的建筑构件的改进方法，包括将至少一层可硬化组合物和一层纤维涂覆到旋转的心轴上；重复上述步骤，涂覆连续各层；然后干燥并从心轴上取下最后产品。其特征是纤维在整个心轴的高度方向涂覆到事先制造的多孔纤维上，将可硬化组合物在整个心轴的高度方向垂直于心轴表面涂覆。
根据权利要求2，所采用的纤维最好是天然纤维，例如，那些原始的植物或者动物(纤维)。
根据权利要求3，在可硬化组合物层和纤维的多孔织物层之间可加入一层质轻、保暖、和/或隔音、以及形成结构(structure-forming)的材料，例如，聚氨酯泡沫。
该方法可以均匀地涂覆可硬化组合物和纤维，以及获得具有均质表面的最后产品，同时降低了微观裂纹形成的可能性，以及提高了最后产品的质量和强度。
另外本发明的新颖之处在于使用天然纤维，这样降低了在干燥和炎热的天气状况下生产该最后产品的成本。
进一步的改进措施在于，当涂覆到心轴上时，在可硬化组合物层和纤维层之间放置一层质轻、保暖、和/或隔音、以及形成结构的材料，例如，聚氨酯泡沫。这样，能提高最后产品的机械强度以及和工作特性。
本发明的目的还在于，提供了一种实现上述方法的装置，包括带有驱动装置的旋转平台；安装到平台上的具有法兰的心轴；具有纤维的绕线架；用于将纤维浸渍聚合物的装置；干燥浸渍后纤维的装置；用于拉伸纤维的装置；用于涂覆可硬化组合物的装置，该装置还进一步装备有制作多孔织物的装置，上述装置具有垂直的织布机的形式，包括用于纱线的梭子；以及用于设置具有纤维的绕线架的多级转台。心轴可以压缩，法兰可以移动，用聚合物浸渍纤维的装置是竖直的圆柱体形式，该圆柱体具有两排沿圆柱体纵轴方向的、径向相对的孔，涂覆可硬化组合物的装置固定到可在垂直的支架上移动的滑座上，该装置还包括导向装置，在导向装置上加装有用于供给可硬化组合物的带喷嘴的软管，固定喷嘴的装置与心轴的表面始终垂直，并与其等距，该装置固定到可以摆动的导向装置，以及配重上。
根据权利要求5，固定用以供给可硬化组合物的喷嘴的装置与心轴的表面始终垂直，并等距分布，该装置的形状是平面等边三角形，等边三角形的两个边用刚性材料的板条制成，板条的一端相互连接并固定在可以摆动的导向装置上，板条的另一端设置有球形区段，而三角形的第三条边由带孔的刚性材料的板条形成，上述的孔与用于供给可硬化组合物的喷嘴相适应，上述三角形的第三条边以喷嘴不超过三角形的外形尺寸外的方式来固定。
这样设计的装置能够制造出等壁厚、表面均质、机械强度和使用性能提高了的建筑构件。
本发明的目的就是最终能提供一种由可硬化组合物和纤维制成的盒形截面形式的建筑构件，上述截面具有圆形的相对面，上述建筑构件包括位于可硬化组合物和纤维的层之间的一层质轻、保暖、和/或隔音、以及形成结构的材料，例如，聚氨酯泡沫。
根据权利要求7，该建筑构件包括多孔纤维形式的纤维。
该构件能够防止各层的相对移动，因此，构件能够应用在超载和较宽温度范围的情况下。
以下将参照附图对本发明进行详细描述，其中
图1示出了用可硬化组合物和纤维来制造建筑构件的装置的全视图；以及图2示出了用于固定供给可硬化组合物的喷嘴的装置，该装置与心轴表面始终垂直，并等距分布。
所要求的方法如下完成单丝纤维或多孔纤维形式的纤维(例如玻璃纤维)，用聚合物(如，丙烯酸树脂)预先浸渍并干燥，之后涂覆到心轴上，该心轴之前涂覆有可硬化组合物层(如水泥混凝土泥浆，各种可硬化树脂等)。在可硬化组合物硬化之前，在整个心轴的全部高度方向，多孔结构的纤维涂覆到可硬化组合物层上。纤维丝数量的选择取决于最后产品的规定尺寸，0.5到1.0cm的单个平行纤维丝之间的所需距离，或0.5cm×0.5cm到1.0cm×1.0cm的纤维的所需网眼尺寸。在多孔结构纤维涂覆到心轴表面之后，再在纤维上涂覆一层可硬化组合物，可硬化组合物的涂覆方向与心轴表面垂直。此时由可硬化组合物和纤维组成的第一层的形成就完成了。在可硬化组合物硬化之前，在先前的可硬化组合物层上涂覆一层多孔结构的纤维，从而形成各连续层，然后再涂覆一层可硬化组合物。层数取决于最后产品所需的壁厚。最后一层完成以及可硬化组合物部分硬化之后，将最后产品从心轴上取下，使其完全硬化。
为了获得具有较好的机械抵抗力，以及隔热、和/或隔音性能的建筑构件，在可硬化组合物和纤维形成的层之间至少应设置一层质轻、保暖、和/或隔音、以及形成构件的材料，例如，聚氨酯泡沫。
用于制造由可硬化组合物和纤维制成的建筑构件的装置(图1)包括装配有可拆卸法兰2的可压缩心轴1；心轴安装到具有驱动装置(未显示)的旋转平台3上；纤维缠绕在上面的绕线架4设置在多级转台5上；拉伸纤维的装置6；用聚合物浸渍纤维的装置7，该装置为竖直圆柱体的形式，圆柱体具有两排沿其纵轴方向径向相对设置的孔；装置8用于干燥聚合物浸渍的纤维；装置9用于制造多孔纤维，该装置的形式是垂直的织布机，织布机包括有用于纱线的梭子；以及用于涂覆可硬化组合物的装置，该装置固定到可在垂直支架11上移动的滑座10上，滑座还包括导向装置12，该导向装置加装有带喷嘴13的软管，用来供给可硬化组合物，固定喷嘴的装置14始终与心轴表面垂直，并且等距，固定喷嘴的装置固定到可摆动的导向装置上，以及配重15上。装置14(见图2)的形状是平面等边三角形，等边三角形的两个边16由刚性材料的板条制成，板条的一端相互连接并固定到可以摆动的导向装置12上，板条的另一端设置有是球形区段17，而三角形的第三条边由带孔的刚性材料的板条形成，上述孔与用于供给可硬化组合物的喷嘴13相适应，上述三角形的第三条边以喷嘴不超过三角形的外形尺寸外的方式来固定。
装置运行如下。
首先将可硬化组合物，例如水泥混凝土泥浆涂覆到具有可拆卸法兰2的心轴1上，该心轴通过设置在装置14上的喷嘴13安装到旋转平台3上，并借助于软管与压缩气体源以及装有水泥混凝土泥浆的容器(未示出)相连接。导向装置12和滑座10沿着垂直支架11可上下移动，因此能够在可拆卸法兰2之间的心轴1的整个高度方向上涂覆水泥混凝土泥浆。装置14固定在可以摆动的导向装置12上，使得喷嘴13始终与心轴表面垂直，并且与其等距，因而能够确保在旋转的、形状复杂的心轴表面均匀涂覆水泥混凝土泥浆，而配重15可确保球形区段17能始终与旋转心轴的表面接触。可以选择安装有心轴1的旋转平台3的转速，以及导向装置12固定在其上的滑座10的速度，以便确保在法兰2之间的心轴1的整个高度方向连续地和均匀地涂覆水泥混凝土泥浆。在涂完第一层的水泥混凝土泥浆之后，在水泥混凝土泥浆固化之前，通过用于拉紧纤维的第三装置6将多孔结构纤维运送并固定到心轴，多孔结构纤维由来自设置在多级转台5上的绕线架4中的纤维制成，该纤维通过用于拉紧纤维的第一装置6，该纤维在用于浸渍纤维的装置7中用聚合物浸渍，在用于干燥浸渍纤维的装置8中干燥，然后通过用于拉紧纤维的第二装置6，并供给到用于制造多孔纤维的装置9中，该装置9是垂直的织布机形式，并具有用于纱线的梭子。如上所述，在缠绕一层多孔纤维之后，上述的层再涂覆水泥混凝土泥浆。装置运行直到最后产品的壁厚达到要求。在运转结束，以及水泥混凝土泥浆部分硬化之后，压缩心轴将最后产品从其上取下，此时法兰2成为该最后产品的整体部分，因此也从心轴上取下。
根据上述方法，运用上述装置制造出的所称的建筑构件，在水泥混凝土泥浆完全硬化后可以按其设计的目的使用。
取决于心轴最初的形状和尺寸，以及壁厚，以及是否使用质轻、保暖、和/或隔音、以及形成构件的材料，例如聚氨酯泡沫，所获得的建筑构件可用于公共工程、商务大楼、家用建筑、以及住宅建筑如私人小型别墅和多层住宅。根据经验应该指出的是，使用该种建筑构件建造的达到四层的建筑物，可以自承重，也就是，不需要使用另外的承重构件，这样就在很大程度上降低了房屋的造价。
此外，该建筑构件还可以用来制造水管，包括那些压力型的，发射塔，电梯，各种用途的贮存器，以及大直径的隧道过道。
因此，制造由可硬化组合物和纤维组成的建筑构件的方法，实现该方法以及上述类型的建筑构件的装置，能够消除一些现有技术所熟知的缺陷，因而能够提高最后产品的质量。
权利要求
1.一种制造可硬化组合物和纤维的建筑构件的方法，包括将至少一层可硬化组合物和一层纤维涂覆到旋转的心轴上，重复上述步骤，涂覆连续的各层，干燥以及将最后产品从所述心轴上取下，其特征在于所述纤维在所述心轴的整个高度方向涂覆到预先制作的多孔结构，而所述可硬化组合物的涂覆方向与所述纤维的涂覆方向垂直。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于所述纤维使用天然纤维，例如原始植物或动物的纤维。
3.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的方法，其特征在于在所述可硬化组合物和所述纤维的层之间设置一层质轻、保暖、和/或隔音、以及形成结构的材料，例如，聚氨酯泡沫。
4.一种为了实现权利要求1所述的方法的装置，包括具有驱动装置的旋转平台，具有法兰的心轴安装在所述平台上，具有纤维的绕线架，用聚合物组份浸渍所述纤维的装置，用于干燥所述浸渍纤维的装置，用于拉伸所述纤维的装置，以及涂覆所述可硬化组合物的装置，其特征在于所述装置进一步包括用于制造多孔纤维的装置，所述用于制造所述多孔纤维的装置是垂直织布机的形式，包括用于纱线的梭子；用于设置具有所述纤维的绕线架的多级转台；可以压缩的心轴，可以拆卸的法兰；用于用聚合物浸渍所述纤维的装置是垂直圆柱体的形式，所述圆柱体具有两排沿所述圆柱体的纵轴方向、径向相对设置的孔；用于涂覆所述可硬化组合物的装置固定到可在垂直支架上移动的滑座上，以及包括导向装置，所述导向装置加装有用于供给所述可硬化组合物的带喷嘴的软管，固定所述喷嘴的装置与所述心轴表面始终垂直，并等距分布，所述装置固定到可以摆动的所述导向装置上，以及配重上。
5.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述固定用以供给可硬化组合物的喷嘴的装置是平面等边三角形的形式，所述装置始终与所述心轴表面垂直，并等距分布，所述三角形的两个边用刚性材料的板条制成，所述板条的一端相互连接固定在可以摆动的所述导向装置上，所述板条的另外一端设置有球形区段，而所述三角形的第三条边由带孔的刚性材料的板条制成，所述孔与供给所述可硬化组合物的喷嘴相适应，所述三角形的所述第三条边以所述喷嘴不超过三角形的外形尺寸外的方式来固定。
6.一种由可硬化组合物和纤维组成的建筑构件，其特征在于所述建筑构件是由可硬化组合物和纤维制成的盒形截面的形式，所述截面具有圆形的相对面，所述建筑构件在所述可硬化组合物和所述纤维的层之间包括一层质轻、保暖、和/或隔音、以及形成结构的材料，例如，聚氨酯泡沫。
7.根据权利要求7所述的建筑构件，其特征在于所述建筑构件中包含的纤维是多孔纤维的形式。
全文摘要
本发明涉及由可硬化组合物和纤维制成的建筑构件的制造方法。本发明的方法包括将至少一层上述可硬化组合物和一层纤维涂覆到旋转的心轴上，然后重复上述步骤，涂覆连续的各层，干燥并从心轴上取下最后产品。纤维沿着上述心轴的整个高度方向涂覆在预先制成的多孔纤维上，涂覆可硬化组合物的方向与涂覆纤维的方向垂直。上述发明能够制造用于住宅建筑、工业建筑、电梯、和排水管等的模件。
文档编号B28B21/64GK1551819SQ02817421
公开日2004年12月1日 申请日期2002年6月7日 优先权日2001年9月5日
发明者亚历山大·亚历山德罗维奇·格雷费尼茨, 亚历山大 亚历山德罗维奇 格雷费尼茨 申请人:亚历山大·亚历山德罗维奇·格雷费尼茨, 亚历山大 亚历山德罗维奇 格雷费尼