專利名稱：混凝土墻構件模塊的制作方法
技術領域：
本發明涉及混凝土構件，尤其是，本發明涉及一種預制的混凝土構件模塊，該混凝土構件模塊能夠與其他相同的模塊象磚墻一樣組裝起來以形成將混凝土澆注其中的模塊。一旦這些模塊組裝起來并用混凝土澆注后，它們將留在適當的位置上從而在混凝土墻的兩側為混凝土墻提供面板。
背景技術：
本發明者申請的美國專利No.4,888,931中公開了一種用于澆注混凝土墻的絕熱構件，其用通過連桿相互平行相連的泡沫面板制成。一旦組裝起來，面板就限定了能夠將混凝土澆注其中的混凝土構件。美國專利No.4,604,843還公開了一種用于澆注混凝土墻的構件，其由泡沫材料絕熱板制成并由金屬芯增強。利用梯子狀的水平元件能夠將這些絕熱板相互平行地連接起來。
在上述兩個例子中構件必須預先組裝，因此既需要時間又需要手工技巧。本發明者申請的美國專利No.4,888,931中公開了一種用于澆注混凝土墻的絕熱構件，其用通過連桿相互平行相連的泡沫面板制成。一旦組裝起來，面板就限定了能夠將混凝土澆注其中的混凝土構件。美國專利No.4,604,843還公開了一種用于澆注混凝土墻的構件，其由泡沫材料絕熱板制成并由金屬芯增強。利用梯子狀的水平元件能夠將這些絕熱板相互平行地連接起來。
在上述兩個例子中構件必須預先組裝，因此既需要時間又需要手工技巧。
美國專利No.4,516,372中公開了一種由模塊制成的混凝土構件，每個模塊都包括兩個隔開的平行面板，面板最好是用絕熱的泡沫材料制成。每個模塊還包括在面板外表面上延伸的支撐板。這些支撐板利用延伸過面板的連桿彼此相連。該專利沒有公開或建議鑲到面板里面的增強芯或格柵。該專利也沒有公開或建議諸如圓桿或格柵的混凝土增強結構是每個模塊的一部分并永久定位在模塊的面板之間以便與混凝土成為一體從而在澆注時增強混凝土。
考慮到上述原因，很明顯需要整體的預制構件模塊，該整體預制構件模塊能夠與其他類似的模塊快速容易地組裝起來以便形成鋼筋混凝土墻構件。本發明的目的就在于滿足上述需求及其他需求，這些其他需求對于本領域內的普通技術人員而言在閱讀了下面說明的基礎上是顯而易見的。
發明內容
本發明的目的在于提供一種整體的預制構件模塊，其能夠與其他類似的模塊容易地組裝起來以形成鋼筋混凝土墻構件。
本發明模塊包括增強結構，一對相對的面板，該對面板構成隔開的縱向側壁，及橋接裝置，該橋接裝置用于當模塊組裝起來構成墻壁時在該模塊和與其相鄰的其他類似模塊之間提供穩定性。
增強結構至少包括三個最好包括四個垂直延伸的平行金屬格柵。這些格柵彼此隔開且其中兩個格柵在外部延伸，其他的每個格柵在外部延伸的格柵之間內部延伸。多個橫向延伸到格柵的連桿彼此剛性相連并且都與格柵連接從而形成整體結構。
面板在并行的垂直平面內延伸。每個面板都包含有兩個外部延伸格柵中的一個格柵并形成縱向側壁。因此面板被隔開并且平行地相互面對。
橋接裝置與增強結構合為一體并向上伸到面板上面以便與疊加在模塊上面的其他類似模塊的增強結構相結合。
在優選實施例中，橋接裝置包括至少與一個內部延伸格柵剛性相連的臂部，其用于當模塊組裝起來構成墻壁時在模塊之間提供水平和垂直方向的穩定性。臂部限定了一個U形槽，該槽的尺寸和位置使其能以緊配合的方式至少與垂直疊加的類似模塊的一個內部延伸格柵相接合。在另一個優選實施例中，臂部與增強結構成為一體。尤其是，橋接裝置包括一對內部延伸格柵，它們向上伸到面板上面且與臂部合為一體。
如上所述，構件模塊最好包括兩個內部延伸格柵及橋接裝置包括連接格柵，該連接格柵與兩個內部延伸格柵中的每一個都剛性相連。連接格柵與臂部合為一體并且向上伸到面板上面以便限定U形槽，該U形槽的尺寸和位置使其能以緊配合的方式與垂直疊加的類似模塊的內部延伸格柵相接合。
在本發明的另一個實施例中，混凝土墻構件模塊還包括連接裝置，該連接裝置與增強結構剛性連接并且從面板水平伸離。連接裝置與相鄰類似模塊的增強結構相結合并且當模塊組裝起來構成墻壁時在模塊之間提供額外的穩定性。
本發明的另一個目的在于提供具有高絕熱能力的構件模塊。根據本發明，這個目的是利用上述模塊實現的，其中至少一塊面板最好兩個面板是用聚氨酯或聚苯乙烯等具有高絕熱能力的低密度塑料泡沫材料制成。
因此，本發明預制構件模塊可以與其他類似模塊快速容易地組裝起來以便形成鋼筋混凝土墻構件。一旦組裝起來并用混凝土澆注后，模塊被留在適當的位置上由此在混凝土墻的兩側為混凝土墻提供面板。由于面板優選是用絕熱材料制成的，因此得到的混凝土墻其內側和外側都是絕熱的。
參考附圖，通過閱讀下面幾個優選實施例非限制性的說明本發明的其他目的和特征將會變得更加明顯。
圖1A為根據本發明第一優選實施例的構件模塊的透視圖，該模塊包括具有兩個平行的內部延伸格柵的增強結構；圖1B為圖1A所示模塊的主視圖；圖1C為圖1A所示模塊的俯視圖；圖1D為圖1A所示模塊沿圖1B中的線1D～1D的側面剖視圖；圖2為由圖1A～1D所示模塊組裝起來形成構件墻的主視圖；圖3為根據本發明另一實施例的模塊的側視圖，其中構成模塊的兩個面板中的一塊面板是用絕熱材料制成的而另一塊面板是用復合材料制成的；圖4A和4B為用于本發明模塊中的增強結構的兩個不同實施例的側視圖；圖4C為可以用于制造圖4B所示增強結構的不同尺寸連桿的視圖；圖5C為根據本發明另一實施例的模塊的側視圖，該模塊包括僅具有一個內部延伸格柵的增強結構；圖6A，6B和6C為能夠用于本發明模塊的可選固定板的三個不同實施例的側面剖視圖；圖7為根據本發明另一實施例的模塊的側面剖視圖，該模塊包括與增強結構成一體的橋接裝置。
具體實施例方式
圖1A，1B，1C和1D所示為根據本發明第一優選實施例的模塊1。從圖中可以看出，模塊1是預制的并包括a)增強結構11；b)一對相對的平板13，13’，它們構成隔開的縱向側壁；及c)橋接裝置21，其用于當模塊組裝起來構成墻壁時在模塊1和相鄰的類似或相同模塊之間提供穩定性。
在此使用詞語“類似或相同模塊”的目的是為了明確相鄰模塊在形狀和尺寸上可以完全相同但不是必須相同。在任何情況下，它們的寬度都應相同但是它們的長度和高度可根據需要改變。
增強結構11包括四排并行垂直延伸的金屬格柵17和17’。格柵17和17’相互隔開。其中兩個格柵，即標號17所示的格柵在外部延伸，而標號17’所示的兩個格柵在外部延伸格柵17之間內部延伸。多個連桿19橫向延伸到格柵17和17’并且彼此剛性連接同時都與格柵17和17’連接，由此形成整體結構。如圖所示，格柵17和17’最好長度相同并且成對地水平偏移。
面板13和13’在并行的垂直平面內延伸，每個面板13和13’包含兩個外部延伸格柵17中的一個。面板13和13’中的每一個都形成一個縱向側壁。這樣形成的側壁隔開并且平行地相互面對。在模塊1的制造中，面板13和13’被澆鑄到兩個外部延伸格柵17上，格柵17為增強結構11的一部分。內部延伸的格柵17’距最近面板的距離最好為5/8～3/4英寸，該內部延伸格柵17’具有強化混凝土墻的功能。
優選的是，每個面板的長度大約為4～10英尺，高度大約為1～10英尺。更佳的是面板的長度為8英尺，高度為2英尺。面板13和13’最好相互水平偏移。因此，當兩個類似模塊首尾相連組裝成一條直線時不會出現面層接縫。另外，具有偏移面板的模塊相互垂直對齊以便形成角部。
為了提供具有高絕熱能力的構件模塊，面板13和13’最好用具有高絕熱能力的低密度塑料泡沫材料制成，如聚氨酯和聚苯乙烯。這種泡沫面板的厚度可以大約為1～4英寸。更佳的是，每個面板的厚度大約為11/2英寸。
在圖1A～1D所示的實施例中，外部延伸格柵完全包含在面板13和13’內，由此在面板13和13’內形成芯體。這樣的隔離芯使得通過金屬增強結構從模塊外側到其相對內側的熱傳導減到最小。然而，面板13和13’也可以這樣澆鑄，即一個或兩個外部延伸格柵17從相應面板的外表面部分或完全伸出，由此給面板提供粗糙的外表面。
尤其是參考圖1D，每個面板13和13’都包括上邊緣31和下邊緣33。優選的是，其中一個邊緣包括縱向的舌狀體35而另一相對的邊緣包括縱向的凹槽37。在圖1C所示的實施例中，縱向舌狀體35位于上邊緣31上而縱向凹槽37位于下邊緣33內。舌狀體35和凹槽37的尺寸使它們能分別與疊加在所示模塊上的相同或類似模塊的凹槽和舌狀體相接合以形成連接。圖7所示為本發明另一優選實施例，其中每個上邊緣31和下邊緣33都包括縱向的舌狀體和凹槽37。就圖1C而言，圖7所示舌狀體35和凹槽37的尺寸和形狀使它們能分別與疊加在所示模塊上的相同或類似模塊的凹槽37和舌狀體35相接合以形成連接。
橋接裝置21是模塊1的基本部分，如圖1A和1D所示。橋接裝置21與增強結構11相連并向上伸到面板13和13’上面。在圖示的優選實施例中，橋接裝置21包括與內部延伸格柵17’剛性連接的臂部23。臂部23可以簡單地由垂直延伸的圓桿構成。如圖1D所示，臂部23限定了U形槽，該U形槽的尺寸和位置能使其以緊配合的方式與垂直疊加的類似模塊(未顯示)的至少一個內部延伸格柵的一部分相接合。因此當模塊組裝起來構成墻壁時橋接裝置21能夠在模塊之間提供水平和垂直方向的穩定性。
如圖1A和1D所示，當構件模塊1包括兩個內部延伸格柵17’時，橋接裝置最好包括連接格柵，該連接格柵與兩個內部延伸格柵中的每一個都剛性連接。連接格柵是由平行的水平排25和垂直排27金屬絲或圓桿制成的，所有的金屬絲或圓桿都焊接在一起。連接格柵與臂部23合為一體并向上伸到面板13和13’上面從而限定U形槽，該U形槽的尺寸和位置能使其以緊配合的方式與垂直疊加的類似模塊(未顯示)的內部延伸格柵相接合。
根據本發明另一優選實施例的橋接裝置21如圖7所示。在該實施例中，臂部23與增強結構11為一個整體。尤其是，一對內部延伸格柵17’向上延伸并伸到面板13和13’上面以形成臂部23。內部延伸格柵17’內的折彎24使得臂部23之間的距離能夠減少并由此將臂部23定位以便它們能夠如上所述以緊配合的方式至少與垂直疊加的類似模塊(未顯示)的一個內部延伸格柵相接合。
盡管沒有示出，橋接裝置也可以由H形的金屬結構構成，該金屬結構設計成能以緊配合的方式與模塊的至少一個內部延伸格柵17’的一部分以及與垂直疊加模塊的至少一個內部延伸格柵的一部分相接合。該H形結構將在疊加類似模塊之前插入模塊的頂部并且一旦模塊組裝起來其將與增強結構11內合為一體。
盡管沒有示出，本領域的技術人員將很容易想象到模塊還包括連接裝置，該連接裝置與增強結構剛性連接并水平伸離面板。該連接裝置可以與橋接裝置類似并且將與相鄰的類似模塊結合由此當模塊組裝起來構成墻壁時在模塊之間提供附加的穩定性。
如圖2所示，根據本發明的多個模塊1可以組裝起來以構成墻壁2。圖示的墻壁2包括四排水平對齊并且垂直疊加的模塊1。在使用中，建造包括相互疊加在一起等于四層建筑物高的本發明模塊的墻壁沒有任何問題。很明顯，本領域的技術人員將會很容易地理解根據模塊增強結構的強度通過變型(例如增加格柵或圓桿的直徑和數量)可以建造多于四層的建筑物。為了提供更強的墻壁2，疊加的模塊1最好相互偏移以便不會出現垂直的接縫3。
圖3所示為本發明另一實施例的模塊1，其中一塊面板13用復合材料制成，而另一塊面板13’是用絕熱泡沫材料制成的。復合材料包括PVC(聚氯乙烯)，混凝土或聚合物。實際上，任何可澆鑄的材料都可以使用。其中僅有一塊面板是用復合材料制成或兩個面板13和13’都是用復合材料制成的模塊比用泡沫材料制成的模塊更重和更有抵抗性。這些具有復合材料部分的模塊例如可以用來建造建筑物的內部墻壁。復合材料的厚度可以大約為1/2英寸到大約2英寸，這依賴于所用復合材料的類型。
圖4A到圖4C給出了有關增強結構11更詳細的細節。如圖4A所示，格柵17和17’是根據正常工序通過將多個平行的水平排41和垂直排43金屬絲焊接在一起制成的。盡管沒有示出，格柵17和17’也可以為皺的或波形的。如前所述，多個連桿19橫向延伸在格柵17和17’之間并且與它們焊接在一起以便形成剛性的整體結構。
圖4B所示為增強結構11的另一實施例，其中增強結構11包括預先成形的連桿19’。如圖4C所示，這些預先成形的連桿19包括中心區域W，該中心區域W的長度依賴于所需模塊的寬度。如圖4B所示，中心區域W的長度比伸展在內部延伸格柵17’之間的自由間距F稍短。使用圖4C所示連桿19’優點是能容易和快速地制造不同寬度模塊的增強結構。
盡管在以前所示的實施例中增強結構11包括四個平行延伸的格柵17和17’，但是模塊1可以設置多于四個的格柵或僅設置三個格柵，如圖5所示。在圖示的實施例中，僅有一個格柵17’內部延伸在面板13和13’之間。在該圖中，由于外部延伸格柵17包含在面板13和13’內因此沒有示出。
同上面的實施例一樣，圖5所示的實施例也包括橋接裝置21，該橋接裝置與增強結構11剛性連接并向上伸到面板13和13’的上面。在該優選實施例中，橋接裝置21包括與內部延伸格柵17’剛性相連的臂部23。臂部23可以為垂直延伸的圓桿。然而，它們最好是連接格柵的一部分，該連接格柵由焊接在一起的多個平行的水平25排和垂直27排金屬絲制成。臂部23通過上部連桿19限定了U形凹槽，其尺寸和位置使其能以緊配合的方式與疊加在圖示模塊上的類似模塊的內部延伸格柵的一部分相結合。因此橋接裝置21在模塊組裝起來構成墻壁時能在模塊之間提供了水平和垂直方向的穩定性。
由于外部元件不是穩固地固定到泡沫面板上，同時當混凝土澆注到面板之間硬化后它們也不容易同混凝土固定，因此給本發明構件模塊至少設置一個與模塊成一體的固定板是有益的。這樣的固定板將提供一個支撐件，外部元件可以容易和剛性地固定到該支撐件上。
圖6A為固定板的第一個實施例。平板由木料61或復合材料(如塑料)制成，木料61或復合材料插入一個內部延伸格柵17與兩個面板13和13中的一塊面板之間。當然，平板必須插入在模塊1的范圍內，在混凝土澆注到模塊內之前，當元件固定后其與側壁相鄰。
圖6B為固定板的第二實施例。在該實施例中，平板由L形金屬片71構成。如圖所示，金屬片71具有水平縱向部分73和提供支撐件的正交垂直部分75，外部元件可以固定到該支撐件上。通過在混凝土澆注到模塊內之前將其水平部分73推入面板13和13’中的一塊面板內可以將金屬片71固定到模塊上。如透視圖所示，金屬片71的水平部分73最好為三角形并且具有多個固定齒。
圖6C為固定板的第三實施例。如放大視圖所示，平板由L形薄片81構成，薄片81具有水平縱向部分83，該部分固定到面板13和13’中的一塊面板的上邊緣31上面，并且其形狀使其能配合到上邊緣31上。薄片81還具有提供支撐件的正交垂直部分85，外部元件可以固定到該支撐件上。薄片81可以固定到上邊緣31的上面因此正交垂直部分85位于面板13’的外側或內側。
優選的是，薄片81固定到面板13’的外側且薄片81的水平部分83還包括位于模塊1內的U形邊緣87。如圖6C所示，邊緣87具有第一垂直段，該段以緊配合的方式與面板13’的內部部分相結合。邊緣87還具有水平段和第二垂直段，第二垂直段提供了錨形裝置，一旦混凝土澆注到模塊內該錨形裝置將與模塊1成為一體。
當然，對于上述實施例可以作出許多的變型和改進。這些變型和改進都在本發明的范圍之內。
權利要求
1.一種用于建造混凝土墻的構件模塊，其特征在于該構件模塊包括增強結構(11)，該增強結構包括至少三個垂直延伸的平行金屬格柵(17，17’)，所述格柵(17，17’)彼此相互隔開并且其中兩個格柵(17)在外部延伸，其他的每個格柵(17’)在外部延伸的格柵(17)之間內部延伸；及多個橫向延伸到所述格柵(17，17’)的連桿(19)；所述格柵(17，17’)和所述連桿(19)彼此剛性連接并且完全形成一個整體結構；一對相對的面板(13，13’)，它們在并行的垂直平面內延伸，所述相對面板中的每個面板包含兩個外部延伸格柵(17)中的一個格柵并構成縱向側壁，所述側壁彼此隔開且平行面對；橋接裝置(21)，其與增強結構(11)合為一體并向上伸到所述面板(13，13’)上面，所述橋接裝置(21)與疊加在所述模塊(1)上的類似模塊的增強結構相結合用于當模塊組裝起來構成墻壁時在所述模塊之間提供穩定性。
2.如權利要求1所述的構件模塊(1)，其特征在于所述橋接裝置(21)包括與至少一個內部延伸格柵(17’)剛性相連的臂部(23)，所述臂部(23)限定了一個U形槽，該槽的尺寸和位置使其能以緊配合的方式至少與垂直疊加在模塊(1)上的類似模塊的一個內部延伸格柵相接合，由此當模塊組裝起來形成墻壁(2)時在所述模塊(1)之間提供水平和垂直方向的穩定性。
3.如權利要求2所述的構件模塊(1)，其特征在于該構件模塊包括兩個內部延伸格柵(17’)及其中所述橋接裝置(21)包括與每個所述內部延伸格柵剛性相連的連接格柵，所述連接格柵與臂部(23)合為一體并且向上伸到所述面板(13，13’)上面從而限定了U形槽，該U形槽的尺寸和位置使其能以緊配合的方式與垂直疊加在所述模塊(1)上的類似模塊的內部延伸格柵(17’)相接合。
4.如權利要求1所述的構件模塊(1)，其特征在于該構件模塊包括兩個內部延伸格柵(17’)，該內部延伸格柵向上伸到面板(13，13’)上面，及其中橋接裝置(21)包括與增強結構(11)成一個整體的臂部(23)，所述臂部(23)通過所述兩個內部延伸格柵(17’)合為一體并且限定了U形槽，該U形槽的尺寸和位置使其能以緊配合的方式與垂直疊加在所述模塊(1)上的類似模塊的至少一個內部延伸格柵(17’)相接合，由此當模塊組裝起來形成墻壁(2)時在所述模塊(1)之間提供水平和垂直方向的穩定性。
5.如權利要求1至4中任一項所述的構件模塊(1)，其特征在于該構件模塊還包括與所述增強結構(11)剛性相連的連接裝置，所述連接裝置水平伸離面板(13，13’)并且與相鄰類似模塊的增強結構相結合用于當模塊組裝起來形成墻壁(2)時在所述模塊之間提供穩定性。
6.如權利要求1至4中任一項所述的構件模塊(1)，其特征在于所述面板(13，13’)具有相同的長度并且相互水平偏移。
7.如權利要求1至6中任一項所述的構件模塊(1)，其特征在于該構件模塊包括兩個所述內部延伸格柵(17’)，所述內部延伸格柵(17’)具有相同的長度并且相互水平偏移。
8.如權利要求1至7中任一項所述的構件模塊(1)，其特征在于所述每個面板(13，13’)都包括上邊緣(31)和下邊緣(33)，這些邊緣中的一個邊緣包括縱向的舌狀體(35)而另一邊緣包括縱向的凹槽(37)，所述舌狀體(35)和凹槽(37)的尺寸使它們能分別與疊加在所述模塊(1)上的類似模塊的凹槽和舌狀體相接合以形成連接。
9.如權利要求1至8中任一項所述的構件模塊(1)，其特征在于所述格柵(17，17’)中至少一個是皺的或波形的。
10.如權利要求1至9中任一項所述的構件模塊(1)，其特征在于所述外部延伸格柵(17)包含在所述面板(13，13’)內，從而在所述面板(13，13’)內構成芯體。
11.如權利要求1至10中任一項所述的構件模塊(1)，其特征在于至少一個所述面板(13，13’)是用絕熱材料制成的。
12.如權利要求11所述的構件模塊(1)，其特征在于所述面板(13，13’)都是用絕熱材料制成的。
13.如權利要求1至10中任一項所述的構件模塊(1)，其特征在于至少一個所述面板(13，13’)是用復合材料制成的。
14.如權利要求1至13中任一項所述的構件模塊(1)，其特征在于該模塊至少還包括一個在混凝土墻(2)建成后與模塊(1)成一個整體的固定板，所述至少一個固定板提供一個支撐件，其中外部元件可以固定到該支撐件上。
15.如權利要求14所述的構件模塊(1)，其特征在于所述固定板包括木料(61)或復合材料，所述木料(61)或復合材料插入內部延伸格柵(17’)與兩個面板(13，13’)中的一塊面板之間。
16.如權利要求14所述的構件模塊(1)，其特征在于所述固定板包括L形金屬片(71)，所述金屬片(71)具有水平縱向部分(73)和提供支撐件的正交垂直部分(75)，其中外部元件可以固定到該支撐件上，所述水平部分(73)被推入其中一塊面板(13，13’)內。
17.如權利要求16所述的構件模塊(1)，其特征在于所述水平部分(73)為三角形并具有多個固定齒。
18.如權利要求14所述的構件模塊(1)，其特征在于所述固定板(61)包括L形薄片(81)，所述薄片(81)包括水平縱向部分(83)，該水平部分固定到其中一塊面板(13，13’)的上邊緣(31)上，及提供支撐件的正交垂直部分(85)，其中外部元件可以固定該支撐件上，所述水平部分(83)的形狀制成其能配合在所述上邊緣(31)上。
19.如權利要求18所述的構件模塊(1)，其特征在于薄片(81)的水平部分(83)具有位于所述模塊(1)內的U形邊緣(87)，所述邊緣(87)具有第一垂直段，該第一垂直段以緊配合的方式與所述面板的內部部分相結合，所述邊緣(87)還具有水平段和提供了錨形裝置的第二垂直段，其中一旦混凝土墻建成后該錨形裝置將與模塊(1)成為一個整體。
全文摘要
本發明公開了一種預制的混凝土構件模塊(1),其能夠與其他類似的模塊以磚墻的方式組裝起來形成將混凝土澆注其中的模塊。該構件模塊(1)具有增強結構(11),該增強結構最好是用由橫向連桿(19)連接的平行的格柵(17,17’)制成。構件模塊(1)還具有一對相對的面板(13,13’),該對面板形成隔開的縱向側壁。構件模塊(1)還包括臂部(23),該臂部限定了橋接裝置(21),該橋接裝置用于當模塊組裝起來建造成墻壁時在相鄰的模塊之間提供穩定性。優選的是,面板(13,13’)是用絕熱材料制成的。
文檔編號E04B1/80GK1338019SQ00803127
公開日2002年2月27日 申請日期2000年1月28日 優先權日1999年1月28日
發明者塞爾日·梅耶 申請人:塞爾日·梅耶