一种生产预制建筑板材的方法及预制建筑板材与流程

本发明属于建筑设计、土木工程、建设、房屋、预制建筑板、玻璃纤维、聚苯乙烯泡沫塑料密封的加气混凝土，特别是一种双层玻璃纤维密封加气混凝土建筑砌块，如面板或横梁。

背景技术：

1、预制混凝土是通过将混凝土预先浇铸成可塑形状的建筑产品。它首先是使用水泥与沙子、砾石、石头或填充物等骨料混合物融合在一起，在场外制造的。将混凝土搁置一旁固化并运至建筑工地使用。在下文中，当提到混凝土的凝固时，术语“固化”可以互换地称为“干燥”或“硬化”。最常见的预制混凝土产品是制成广泛用于建筑项目的预制砌块，特别是房屋建设。预制板是预制砌块的一种，可用于房屋建筑，即建筑砌块或建筑板。每块面板可以成为一组板序列中的一块，以便形成建筑功能的一部分，例如内墙或外墙、天花板、屋顶、楼板、梁等。预制板通常是矩形的，但也可以是弯曲的或圆形的。预制板更具体的功能包括绝缘、隔音、美观等。几十年来，预制混凝土为建筑施工提供了一种低维护、耐久和寿命长的解决方案。

2、然而，除了所有上述的优点之外，传统的预制混凝土板还面临着许多挑战。它们仍然相对昂贵。它们很重，造成运输和处理的难度大。运输、搬运和安装这些预制构件通常需要专用设备(例如大型卡车、起重机等)；而操作此类设备需要相当多的技能和培训；否则，可能会导致设备损坏或人员受伤。另一个问题是预制板一旦安装到位就可能不容易重新调整。第三个问题是在许多情况下可能要求建筑板的绝缘性能更好。总体而言，如果可能，需要有更好的预制材料和建筑砌块或建筑板。

3、对这些问题的一种现有解决方案是使用所谓的轻质混凝土。这种产品的一个主要例子是泡沫混凝土，也称为“加气混凝土”、“聚苯乙烯-加气混凝土”、“空气混凝土”、“泡沫加气混凝土”、“eps空气混凝土”或“掺气混凝土”。

4、在下文中，上述术语可以互换使用。聚苯乙烯-加气混凝土使用水泥和水浆，并在混合物中添加发泡剂和泡沫块。这些成分混合在一起，在混合物中引起化学反应，在聚苯乙烯-加气混凝土内产生气泡。结果，成品重量轻得多，绝缘程度高。

5、此外，与传统混凝土相比，聚苯乙烯-加气混凝土可以廉价且快速地制造。然而，当包含高密度泡沫时，聚苯乙烯-加气混凝土会变脆，使其容易因破碎或开裂而损坏。虽然聚苯乙烯-加气混凝土具有相当好的抗压强度，但与传统混凝土相比它是有限的。因此，聚苯乙烯-加气混凝土作为承重材料并不理想，限制了其作为建筑构件的使用范围。此外，聚苯乙烯-加气混凝土预制板仍然会很重，并且面临着与传统混凝土预制板相同的问题。因此，需要更轻的聚苯乙烯-加气混凝土预制板。

6、一些聚苯乙烯-加气混凝土预制板具有增加到面板外表面的玻璃纤维层。玻璃纤维层有助于为聚苯乙烯-加气混凝土预制板增加一些保护。假设大多数面板是矩形柱体，它们可以是其他形状，例如三角锥体或底边是四边或多边形的柱体。然而，玻璃纤维层仅能添加到面板的一个或两个底面或侧面，通常在称为底面的较大侧面。其他四个或更多“侧面”被称为侧面或侧边。

7、对于在其两个底面上具有玻璃纤维层的现有建筑板块，其侧面全部暴露(未被玻璃纤维覆盖)。这导致了以下问题：(1)面板对压力和张力等外力的强度较低。因为玻璃纤维层通常应用于面板的底部(即较大的面板侧面/面)，并且四个横向侧面(即较小的面板侧面)保持没有玻璃纤维保护的状态。传统聚苯乙烯-加气混凝土预制板的内部聚苯乙烯-加气混凝土将仅作为一种承重支撑形式。(2)整个面板容易开裂和结构损坏。建筑板的外露侧面仍然会出现裂缝。一旦裂缝变得足够大，破裂的聚苯乙烯-加气混凝土颗粒可能会移位和移动，最终整个建筑板可能会坍塌和损毁。(3)当一块板开裂时，其他相邻板也可能通过连接的开口侧边开裂，由于破坏的蔓延导致损坏的建筑板的连锁反应。(4)由于面板侧面是敞开的(没有玻璃纤维保护层)，湿气、苔藓、虫子、植物种子和其他物体容易进入，随着时间的推移或温度的不同而损坏面板的内部结构。总体而言，更好的封闭式聚苯乙烯-加气混凝土预制板可以实现更好的性能和耐用性。

8、所有现有产品的底层玻璃纤维层只是单层，随着时间的推移可能很快磨损。一旦玻璃纤维层破裂，整个面板可能会暴露更多，失去压力支持，并完全受损。这种故障会影响聚苯乙烯-加气混凝土预制板的核心结构，可能导致以后倒塌。

9、本发明提供了一种新颖的方法和设计，将预制双层玻璃纤维密封的聚苯乙烯-加气混凝土建筑用砌块，至少可以用作墙板、支撑梁、屋面板等。该方法和设计至少改进了以下方面：(1)提高耐久性；(2)重量更轻；(3)增加承重支撑的抗压强度；(4)降低成本和安装时间。

技术实现思路

1、本发明提供了一种方法和一组新的设计，用于预制完全密封的双层玻璃纤维聚苯乙烯-加气混凝土建筑构件，如面板和支撑梁，与传统的预制构件相比有多个改进。本发明的目的是提高预制的耐久性、抗压强度和耐候性，并显著降低它们的重量和成本。该方法包括加工完全密封的超轻加气混凝土，制成标准的预制构件，如面板。该设计包括带有嵌入式丝网和玻璃纤维的聚苯乙烯加气混凝土建筑面板；每个面板都被双重密封在一个六面双层玻璃纤维框架箱内。在本发明的优选实施范例之一中，建筑板块通常具有矩形柱体结构。这套新设计允许预制板用作墙板、面板、支撑梁或其他功能。本发明至少提供了该发明的以下特色：(1)玻璃纤维框架或外壳密封了面板的所有六个侧面；(2)所述玻璃纤维框架被制成双层(两层)以增加强度和耐久性；(3)一种制造聚苯乙烯-加气混凝土的新成分和工艺；(4)嵌入丝网和玻璃纤维，以各种强制方式排列构建。

2、本发明的第一特点涉及包围整个构建块的玻璃纤维框架或外壳。玻璃纤维框架或外壳覆盖并保护标准建筑面板/砌块的所有六个侧面，没有任何侧面暴露在外。在面板制造工艺流程的开始，先以玻璃纤维外壳作为面板框架，一侧开敞以供填料(例如面板的顶面)。然后将丝网和玻璃纤维排列并从框架的开口侧放入，随后将聚苯乙烯加气混凝土混合物倒入框架中。一旦混合物在内部干燥，框架的开口侧用玻璃纤维盖密封，这样整个框架(所有六个面)都封闭了。全密封玻璃纤维外壳提高了面板的耐久性和强度，使其免受来自环境、外部因素、压力和外力的损坏。与其他敞开一个或多个侧面的外壳结构相比，六面全封闭显着增加了面板的支撑强度。用于框架本身的材料也有助于使面板更轻。

3、第二个特点是玻璃纤维框架或外壳被制成双层。术语双层是指两层材料直接层叠在一起的结构。玻璃纤维外壳包含两层玻璃纤维，其中一层紧贴在另一层之上。具体来说，可以认为玻璃纤维内层保护聚苯乙烯加气混凝土，玻璃纤维外层保护整个面板。这就是为什么这种结构有时也被称为双重密封的原因。双层玻璃纤维罩的承重结构极大地改善了抗压强度，此结构板可支撑更重的重量或负载。双层玻璃纤维外壳还增加了面板的耐久性。这是因为一旦其中一层玻璃纤维发生开裂，除非在第二层玻璃纤维的对应位置发生另一个相同形状和大小的开裂，否则整个双层面板框架仍然可以忍受和支撑。虽然使两个玻璃纤维层在相同尺寸和形状的相同位置破裂的机会几乎是不可能的。因此，双层设计可以显著提高面板的耐久性。

4、第三个特点涉及一种新颖的超轻聚苯乙烯-加气混凝土组合成分以及产生它的方法和配方。新型苯乙烯-加气混凝土是加气的，使面板轻而坚固耐用。新颖的苯乙烯-加气混凝土配方需要一袋94磅波特兰水泥(1磅＝453.59克)、0.5升pva白胶浆、27.25升(6加仑)水、94升高密度预制泡沫(表面活性剂)和204升碎聚苯乙烯泡沫塑料。高密度泡沫的重量应在90-100克或大约3盎司/夸脱(1盎司＝28.35克，1夸脱＝0.946升)之间。如果泡沫较重，则应增加气压，如果泡沫较轻，则应降低气压。当水泥和水浆与泡沫混合时，这会在整个混合物中均匀分布许多离散的气泡。甘油和发泡剂是配方的另一部分，在混合所有物质之前添加到水中，以确保气泡在聚苯乙烯-加气混凝土形成工艺流程中保持膨胀。然后将该混合物倒入前面描述的玻璃纤维框架中并搁置一边。随着混凝土变硬，气泡破裂，留下大小相似的空气间隙，形成轻质混凝土。几天干燥后，添加双层玻璃纤维盖以密封整个框架的最后一个开口侧。因此，玻璃纤维框架现在完全包围了整个聚苯乙烯-加气混凝土面板。这种具有额外所述量的碎聚苯乙烯泡沫塑料的新型超轻聚苯乙烯-加气混凝土组合成分/配方使得该聚苯乙烯-加气混凝土的重量比现有的聚苯乙烯-加气混凝土组合成分更轻(最多轻十倍)。聚苯乙烯-加气混凝土配方可能允许每种成分的份量差大约±20％。新组合成分节省了时间，因为它可以比传统方法更快地制作。这是因为聚苯乙烯泡沫塑料聚合有助于更快地从滤干的混凝土中吸走水。此外，整个工艺不需要专门的培训或设备，这也降低了成本。

5、本发明的第四个特点涉及一种或多种结构化的嵌入丝网和玻璃纤维，用于结合聚苯乙烯-加气混凝土并防止其开裂和移位。可以使用简单的丝标准网格。丝可以是铁、钢、铜或硬塑料。网片也可以是其他非金属板，例如亚麻布、防水油布、粗麻布等。网片在倒入聚苯乙烯-加气混凝土混合物之前插入玻璃纤维框架中。玻璃钢纤维则被添加到混凝土混合物中。嵌入的丝网和玻璃纤维以各种排列或形状构建，以更好地加强建筑面板的结构完整性；这些排列取决于所使用的建筑面板类型。网格形状和排列扩展了玻璃纤维框架的重要作用。网片层的排列有助于防止内部苯乙烯-加气混凝土破裂碎片在面板内移动，从而保持结构完整性。从某种意义上说，嵌入网片使面板的耐久性和强度都可以提高。

6、通过使用上述技术，建筑用建筑板的整体安装和使用通过实现以下新技术得以改进：(1)由于板框所有六个侧面上的双层玻璃纤维外壳和嵌入的丝网和玻璃钢纤维，增强了耐久性；(2)重量比现有混凝土成分轻得多(约轻十倍)，这主要归功于新型聚苯乙烯-加强混凝土制造配方和工艺；(3)由于双层玻璃纤维外壳和嵌入的丝网和玻璃纤维，增加了承载力；(4)由于新型聚苯乙烯-加气混凝土组合成分/配方比传统混凝土干燥更快，比现有的建筑砌块轻得多，并且在安装工艺流程中需要更少的设备和培训，降低了成本和安装时间。