专利名称：改进的建筑镶板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的建筑镶板，更具体地说本发明涉及一种具有把轻质混凝土或类似的平板随意地夹在一对表面薄板之间的这类钢筋建筑镶板及其生产这种镶板的方法。
在我的专利号为448474的1971年的澳大利亚专利中公开了一种叠层建筑镶板，它在石棉水泥薄板之间，夹着一层轻质混凝土芯板，这类叠层镶板已经在几个国家生产了，并以STYRO-CON(注册商标)的名称销售。
在多数国家由于石棉纤维危害人的健康已被限制使用。在水泥板中用石棉增强已被其它纤维取代，大多数情况下是被纤维素纤维所取代，但不幸的是所制成的薄板的强度比石棉水泥所制成的板要低些。然而，甚至在石棉被限制使用前，人们发现在有旋风或其它特殊情况下，板材也需要额外的增强。
已知道有用钢丝网，钢筋或类似的增强的密实混凝土。由于钢对腐蚀是很敏感的，所以普通钢筋不仅必须完全埋入混凝土中，而且还必须离混凝土的表面足够远，这样混凝土表面吸收到的水分就不会达到钢筋处。因此，在靠近混凝土的表面的任何地方使用钢认为是极不符合要求的。从而，在薄的镶板如以STY-ROCON的商标销售的薄板，仅在板的中心——一个很不有利的位置上放钢筋网——应该加以考虑。另外，当普通钢筋被用于轻质混凝土如在600公斤/立米的轻质混凝土板芯中时，已证明是不令人满意的。由于钢筋的表面在低强度混凝土中不能给出足够的剪切强度，所以钢筋具有从混凝土中脱开的倾向。
在20世纪70年代中期，为了找出增强镶板的满意的方法，已做了许多试验，但没有取得很多的成就。
现已发现上面所述的类型的组合建筑镶板的强度事实上能通过用金属条来增强薄板的强度而提高，所述金属条尤其是结构用扁钢固定在薄板的内侧面上，因而，实际上是固定在混凝土芯板的外面。
因此，本发明在一个方面提出了一种建筑镶板，该板包括一层轻质混凝土或类似的平板，在该平板上有一对相对置的表面，其特征在于许多扁结构金属条是用合适的粘合剂固定在上述的每一相对置的表面上。
这一点是与普通的要求是完全相反的，普通要求金属条如钢条应适当地埋入混凝土中，而且习惯的做法是使用园钢筋。
虽然用很轻的金属条和金属丝来增强纸或薄膜产品的强度是公知的方法，但是使用扁金属粘结到一种建筑结构构件的表面上的方法却是新的。
例如，若平板是用600公斤/立米的轻质混凝土，那么为了传递该剪切荷载将需要大于200多毫米宽的表面，即该金属条(如钢条)先粘结在外层薄板上，外层薄板本身又粘合在平板材料上。如果平板材料是1400公斤/立米，那么所用的扁钢表面的宽度为60毫米，把它粘结到混凝土上，就能传递该剪切荷载。对于2000公斤/立米的密实混凝土，使用8毫米的钢筋就能满足夹住混凝土以传递荷载的剪切力矩。然而，一条扁钢能被放在结构的最有利的位置上以便提供最大的力臂，并能有效地防水。但由于园钢筋的形状，在混凝土中靠近边界处会产生减弱，并在结构中处于优势较少的位置。
轻质混凝土板或类似的平板最好是泡沫混凝土和/或含轻质骨料的混凝土板，如膨胀聚氯乙烯细粒、膨胀蛭石、膨胀油页岩、任何可用的轻质骨料或其混合物。一种代替混凝土的材料，如水泥砂浆以及轻质水泥砂浆也可以使用。
正如下面所述的那样，最佳的平板厚度与总的板厚有关。
在本发明的一个最佳实施例中，表面薄板粘合在上述平板的每一相对置的平面上，并位于金属条的上方。
表面薄板可以用任何合适的材料来制造。表面薄板最好由纤维增强水泥、纤维增强砂浆、纸面石膏板、或胶合板构成的，任何其它可使用的薄衬板也包括在本发明的范围之内。
在这个实施例中，本发明的镶板可以含有以纤维来增强的水泥表面薄板的STYROCON镶板为基础，再加上由金属条所提供的增强材料。本发明的镶板也可以是专利号为437993的1973年的澳大利亚专利所述的仅在室内使用的类似的轻质镶板。该镶板已在几个国家以注册商标为STYROPLAST的名称生产了，它含有一层轻质的砂浆芯板，在该芯板的外面是纸面石膏板。这种用金属条增强的STYROPLAST镶板在某些情况下可能是有用的。然而，在大多数的应用中，用金属条来增强的STY-ROCON镶板是最好的。
就STYROCON镶板来说，其表面薄板的厚度在3～6毫米之间变化。在特殊情况下，其表面薄板的厚度可能是2毫米。过去的镶板总厚度在30～100毫米之间。
在本发明的建筑攘板中所用的结构金属条最好是钢条。若需要的话，这些结构金属条可以电镀或涂层。但若可以用其它方法，如用选择合适的粘合剂(见下面)的方法来防水的话，那么镀锌或涂漆是不必要的。因为钢除了具有合适的性能外，还具有价格低的优点，但是如果其它金属具有合适的性能时也可以使用。然而，重要的是该金属在所允许的工作荷载范围内不会伸长。因为若出现金属伸长的现象，拉应力将会传递到任一表面薄板上，从而使表面薄板破裂。另外该金属还应具有与混凝土平板相似的膨胀系数。
当该金属是钢时，厚度的最佳范围是1～2.5毫米，同时该钢条的宽度至少为25毫米，最佳宽度是50毫米。在决定该金属条的厚度和宽度时，要考虑的因素包括平板的剪切强度。
钢条的长度通常选用与镶板的长度相接近，然而，要使钢条比镶板略短一些可能是方便的，这样便于在现场调节镶板的长度。
在采用比较薄的镶板结构时，采用钢条增强是有利的，在该结构中如与密实混凝相比较，它具有减少握裹增强件的强度的平板材料，当查看表2并参阅附图5(见下面)就变得很清楚了。
如需要的话，金属条可在横贯它的长度方向压成波纹或凹槽，以便在金属条和平板之间提供较好的粘结作用，并使金属条在其纵方向不发生滑动。
作为固定该金属条的粘合剂，必需适合于上述的作用，并要牢记下面的要求。粘合剂必须使建筑镶板在应用的条件下具有足够的防水能力，从而该粘合剂能继续发挥把金属条固定在薄板的内表面的作用。另外，在那里的金属由于与水分接触，对生锈或其它劣化作用是敏感的(如那里的金属为钢)，同时那里的金属不是用其它防水方法——如电镀防水法，因此，粘合剂应作为金属和薄板内表面的防水涂层。此外，在本发明的镶板受到大气温度的作用下应不软化。例如，当镶板用于突热地区或热带的建筑结构时，粘合剂应能耐得住约110℃的大气温度。
当镶板不包括表面薄板时，粘合剂应该施加到金属条的整个表面上。应注意的是在镶板包含表面薄板时就不必要，虽然使粘合剂涂在金属条的整个表面上或基本上整个表面上会获得附加的强度和防锈能力，而是在金属条和平板材料之间使用粘合剂，特别是在使用乳胶水泥粘合剂的情况下。
最好是使用水泥质粘合剂，特别是那种乳胶水泥粘合剂，因为该水泥质粘合剂对本发明的建筑镶板的着火特性不会产生不利的影响，而且会永久性地符合上面所要求的一切。
已发现混凝土，尤其是轻质混凝土，在浇注到凝固的或半凝固的乳胶水泥面时，就会产生一种良好的粘结。
例如，一种聚合物水泥粘合剂也可能是合适的。
正如所指出的那样，在本发明的镶板中，金属条被固定在平板的相对置的表面上，金属条最好是具有基本上相同的厚度、重量和强度。而且在某种意义上说，金属条最好是平行于平板的每一个侧边。同时，每一金属条是基本上被放置在相对置的平面上的金属条所平衡。这样就给出了一种具有均匀强度的镶板，并且达到了所谓“平衡表面层”的要求。
然而，如用不同厚度的金属条来制造本发明的镶板也是可能的。同时采用不同的位置来放置金属条也是可能的，如采用交错的位置将金属条布置在平板的每一表面上。虽然它们必须靠重量和定位来平衡，但是在平板的每一侧有相同数量的金属条是不必要的。金属条的数量与镶板所要求的强度有关。
另一方面，本发明提供了一种生产建筑镶板的方法，其步骤为用一种合适的粘合剂来涂覆在许多扁结构金属条上；把涂有粘合剂的金属条以间隔开的位置放入模子里；将轻质混凝土或类似物浇注入模子里的金属条之间的空腔中以形成平板，这样在养护混凝土时，金属条便粘结在平板上；然后，养护混凝土平板。
在一最佳实施例中，本发明提供了一种生产建筑镶板的方法，其步骤为用一种合适的粘合剂，把许多扁结构金属条固定在一对表面薄板的每一内侧表面上；把一对表面薄板放入一模子里的相互隔开的位置上；将轻质混凝土或类似物浇注入一对表面薄板之间的空腔中以形成一块平板，这样在养护混凝土时，每一块表面薄板的内表面就粘合在平板上；然后，养护混凝土平板。
在所述的实施例中，装有金属条的表面薄板垂直地放在模子里。
这样制成的建筑攘板在经过比方说16到24小时后，能从模子里脱离。在这种情况下，在整个养护期间，该镶板应保持在垂直的状态，在模子里取出镶板后，这种情况要继续下去。为了进行均匀地养护，镶板应保持润湿4～5天。
本发明现将参照附图所示的一些实施例进行描述，其附图有
图1是根据本发明所制造的镶板的透视图；图2是作为试验用的镶板的截面译图；图3是表示镶板试验截面上的荷载示意图；图4是表示镶板试验截面的挠度示意图；图5是用园钢筋制成的试验用镶板的局部剖面图；图6是根据本发明用钢条制成的试验用镶面的局部剖面图。
首先参考图1，镶板通常用10表示，它包括一层由混凝土和膨胀聚苯乙烯细粒的混合物所组成的轻质混凝土平板11，平板11的表面贴上由纤维缯强的水泥制成的薄板12，如那些注册商标为“Hardiflex”的在澳大利亚销售的或注册商标为“Su-paflex”的在马来西亚销售的镶板。
根据本发明，钢条14是用一种合适的粘合剂15固定在薄板12的内表面16上，该粘合剂是一种以乳胶为基础的水泥。钢条厚度为1.0～1.6毫米，宽约50毫米。钢条14延伸到薄板12的整个长度上，而且等距离地横过镶板10的宽度。钢条14的数量和它们的尺寸都可以随着镶板10所要求的强度而变化。
平板11的厚度约为41毫米。
在本发明的实施例中，其中的镶板省略了表面薄板，这时镶板10就类似于图1所示的情况，只是未包括薄板12。
已完成了许多探索性试验，所得结果见下面的表1，该结果表示了试验用镶板的挠度情况(见图2)，该镶板带有3.2毫米的Supaflex表面薄板和轻质混凝土平板(约600公斤/立米)，支承在间距为2300毫米的支座上，上面放着均匀分布的荷载(实际使用分离放置的砖块)。该镶板的荷载P和挠度δ的测定方法分别表示在图3和图4中。
表1镶板厚度钢条 分布荷载总值P 挠度δ结果50毫米 无 154.5公斤 17毫米 损坏50毫米 50×1毫米 396.0公斤 27毫米 损坏50毫米 50×1.6毫米434.0公斤 22毫米 (两周后75毫米 50×1毫米 684.0公斤 16毫米 无损坏)从所示结果的比较后可以明显地看到本发明的镶板在荷载下强度是不断增加并表示出小的挠度。
现再看图5和图6，用图来说明叠层镶板，它具有一层轻质混凝土平板或芯板11和表面薄板12。在图5中，园钢筋18在平板11的外侧，而在图6中钢条14是粘合在表面薄板(使用4.5毫米Hardiflex)12上。使用钢条的优点见表2表28毫米园钢筋 面积 50.26平方毫米圆周长 25.14毫米10毫米园网筋 面积 78.54平方毫米圆周长 31.42毫米50毫米×1毫米钢条面积50平方毫米周长102毫米50毫米×1.6毫米钢条面积 80平方毫米周长 103.2毫米若镶板总厚50毫米，其中4.5毫米是表面层，41毫米为平板，用10毫米的钢筋紧靠在外面衬板上，力臂为31毫米。如果使用1.6毫米的钢条，力臂为39.4毫米。
平板的材料由于受重量的限制是很弱的，钢筋固定在平板的外面，并越过它的全部表面，在图中所示的实施例中，钢条宽50毫米，假定50毫米的钢条放在300毫米的中间，这就意味着，在镶板上施加一弯矩时，钢条和任一衬板之间的剪力传递到衬板和平板材料之间的250毫米的宽度上。另外，若在钢条和平板材料之间有一50多毫米宽的粘结力，就会把应力从平板传递到钢条上。
在任何叠层镶板中，剪切力矩决定着平板必须具有的最小强度，使在施加了力矩时，它能使用它的抗拉件和抗压件，类似于桁架，只要腹杆能经受住所施加的力，上弦和下弦就能发挥作用。
由此可知，本发明的建筑镶板提供了一种至今未被人知的把强度与轻质结合在一起的方法。也可以知道，本发明的范围并不局限于上面所述的实施例，而是要由权利要求的内容来确定。
权利要求
1.一种建筑镶板，它包含一层轻质混凝土或类似的平板并具有一对相对置的平面，其特征在于许多结构金属条是用适当的粘合剂固定在上述每一相对置的平面上。
2.如权利要求1所述的建筑镶板，其特征是所述的表面薄板是在金属条的上面粘合到上述平板的每一相对置的平面上。
3.如权利要求1或2所述的建筑镶板，其特征是所述平板可从含泡沫混凝土和/或含轻质骨料的混凝土这一类中选择。
4.如权利要求3所述的建筑镶板，其特征是所述骨料可从膨胀的聚苯乙烯多孔细粒、膨胀的蛭石、膨胀的油页岩及其混合物中选择。
5.如权利要求2到4中任一项中所述的建筑镶板，其特征是所述表面薄板包括纤维增强水泥板、纤维增强砂浆板、纸面石膏板或胶合板。
6.如权利要求1到5中任一项中所述的建筑镶板，其特征是所述粘合剂是一种防水的、耐热的粘合剂。
7.如权利要求1到6中任一项所述的建筑镶板，其特征是所述粘合剂是一种胶乳水泥粘合剂或一种聚合物水泥粘合剂。
8.如权利要求1到7中任一项所述的建筑镶板，其特征是所述粘合剂基本上是施加到金属条的整个表面上的。
9.如权利要求1到8中任一项所述的建筑镶板，其特征是所述金属条是钢条。
10.如权利要求1到9中任一项所述的建筑镶板，其特征是横贯金属条的长度上压有槽或波纹。
11.如权利要求1到10中任一项所述的建筑镶板，其特征是所述金属条实际上具有相等的厚度、重量和强度，而且是平行地放置在平板的每一面上，同时，每一根金属条基本上与放置在它的相对置的平面上的金属条相平衡。
12.一种生产建筑镶板的方法，包括以下步骤在许多扁结构金属条上涂覆上一种合适的粘合剂；把涂有粘合剂的金属条放入模子内的相间隔开的位置上；将轻质混凝土或类似物浇注入模子内的金属条之间的空腔中，以形成一块平板并在养护混凝土时，使该金属条粘结在该平板上；然后，养护该混凝土平板。
13.一种生产建筑镶板的方法，其步骤为用一种合适的粘合剂把许多扁结构金属条固定在一对表面薄板的各自的内侧平面上；把上述薄板放入模子内的互相隔开的位置上；将轻质混凝土或类似物浇注入薄板之间以形成一块平板，使在养护混凝土时，把每块薄板的内侧平面粘合在该平板上；然后，养护该混凝土平板。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述薄板是垂直地放在模子里，金属条也处在垂直状态的。
15.一种基本上参考附图1或2如在此所描述的建筑镶板。
全文摘要
一种建筑镶板(10)具有一层轻质混凝土或类似的平板(11)，在它的相对置平面的每一面上粘结了许多扁结构金属条(14)。平板(11)和金属条(14)任意地夹在一对表面薄板(12)之间，每一块表面薄板分别被粘合在平板(11)上，实际上是通过平板(11)上的粘结剂(15)粘合在每一块薄板(12)的内表面上的。同时，本发明还提出了一种生产该建筑镶板的方法。
文档编号E04CGK1056918SQ9110234
公开日1991年12月11日 申请日期1991年3月16日 优先权日1990年3月16日
发明者朱利叶斯·威廉·伊利切 申请人:朱利叶斯·威廉·伊利切