專利名稱：一種房屋建筑用泡沫混凝土墻的制作方法
技術領域：
本發明是關于泡沫混凝土應用，更具體來說是有關使用在房屋建筑中成本低廉的蒸壓凝結加筋泡沫混凝土墻。
背景技術：
蒸壓凝結泡沫混凝土(AUTOCLAVE AERATED CONCRETE/AAC)應用在房屋建筑中在美國已經有相當一段時間了。象Ytong和Hebel，Flex-Crete和AAC制品協會(www.aacpa.org)的其它公司已經廣泛使用這項技術了。在Flex-Crete的網站上(www.flex-crete.com)特點一項下指出Flex-Crete典型的耐壓強度是每平方英寸320磅，超過支撐一或兩層住宅或商業建筑的需要。它進一步指出，外加聚丙烯纖維可提高抗彎強度。另外，在規格一項中指出了每立方尺30磅密度的類型I AAC可承受每平方英寸320磅壓力。上面提到的纖維通常是與混凝土混合的短纖維，除了能夠提高抗收縮和抗破裂強度外，并不能為構件增加多少機械力。
在過去幾十年來，房屋建筑技術已經有所提高。目前，建筑成本是建筑業最關心的重點，就是建筑材料成本急劇上升，而工地勞力的缺乏更為嚴重，研究者和制造業者已花費很大努力來節省建筑成本。
墻是建筑物中的一個主要部分。近年來，一些創新性的方法，象預鑄實心混凝土墻，防熱板混凝土墻以及AAC墻都已經被創造出來以取代傳統的空心磚墻。截止到目前，這些創新方式的運用由于它們高昂的建筑成本只有了有限的發展。比如在使用預鑄實心混凝土墻時，通常是在工廠或施工現場預制出來的。該墻由于太重而無法手工操作，而必須要使用起重機來移動及安裝。預鑄實心混凝土墻的成本不但比空心磚墻高，而且它的安裝成本也超過空心磚墻。對于防熱板混凝土墻，它雖增加其防熱性，但安裝防熱模板以及把混凝土澆灌于模板中的成本卻比空心磚墻高很多。AAC墻使用實心磚作為墻體，與傳統的空心磚墻相比，即使這種產品無論是在重量，防熱，防火，隔音以及吸濕性都有優越的性能，但是前者的總成本仍然高于后者。
勞動工資費每天都在上漲，而在可預見的未來，在建筑工程尤其是住房建筑，重型機器仍然很難能取代勞動力。
發明內容
本發明的總目標是生產出經濟節約的結構板以節省勞力和材料。
本發明另一目標是使用纖維網與高強度的AAC管做墻板以利容易安裝。
本發明另一目標是使用可經濟制造的加纖維網的AAC楣梁板作墻板的一部分。
本發明還有一個目標就是以類似觀念應用在多層建筑中把墻管使用為地板。
依照本發明在此廣泛描述，泡沫混凝土墻(CELLULARCRETE WALLSYSTEM/CWS)包括一個鐵片軌，一個定位板，多根墻管，還有一根楣梁。鐵片軌被固定于墻基也相當于地板上。
墻管在底部被固定于鐵片軌，在頂部由定位板定向。每根墻管是由AAC制成，用纖維網絲增強。每根墻管兩側都做凸凹型以便墻管相互連接。在必要的地方，墻管內灌入普通混凝土使地基與楣梁連接在一起。
楣梁是由兩塊AAC纖維網板作為楣梁的模板。這兩塊板在底部被固定在定位板上，而在頂端用金屬拉桿和支撐套筒支撐。灌入普通混凝土于該模板之間。
本發明的目標和優點會在接下來的描述中，而一部分可明顯的由描述或本發明的實際應用得知。本發明的目的與優點又會在附帶的專利要求中實現。
附圖是本發明規格的一部分，同時解釋該發明的原理。
圖1是部分本發明混凝土墻的正面圖；圖2是圖5中B-B視圖，用于展示在墻管和楣梁中的鋼筋及所灌注的普通混凝土；
圖3是圖1中C-C視圖；圖4是圖1中A-A視圖，該圖中幾根墻管的橫截面標明了其兩側的凹凸接頭；圖5是圖1中D-D視圖；圖6是墻基部位連接詳圖；圖7是典型墻管的斷面視圖；圖8是定位板部位連接詳圖；圖9是典型楣梁的金屬拉桿和支撐套筒連接詳圖；圖10是本發明混凝土墻的支撐結構示意圖。
具體實施例方式
在此將對本發明進行詳細闡明，并以附圖加以說明。其中的參考數字顯示在幾種不同視圖中的同一部分。
建筑業對于生產AAC墻的技術已經有很好的認定與采用。高強度混凝土也已經廣泛應用于橋梁和高層建筑結構中。低密度的AAC通常不夠強度而無法應用于承重墻。
本發明使用纖維網于CWS內以增強結構強度。正如1969年1月由鐘文義和其他人的論文“纖維在復合材料的穩定性”做抗力分析。同時也使用高強度混凝土來增強AAC構件的強度。由于其強度增強，墻壁可以用空心墻管建造而非當前通用的實心磚。構件的重量也得以降低以便輕松安裝。
AAC構件里的纖維網的材料可以是抗堿性的玻璃纖維，防銹鐵絲，尼龍纖維或是其它適當的纖維。每個方向網絲的大小可由用途的強度要求所決定。荷載方向的纖維大小是由受壓承載量決定，同時考慮混凝土中的氣泡和垂直軸方向的纖維，影響其穩定性。在總體設計中，收縮性要求也需要加以考慮。纖維網可以是單層也可以是多層。
纖維玻璃網已被用于水泥墻板的外表面，主要是為了保護表面而非為了承載的目的。見授予Gregg及其他人美國專利號6,787,486，“包括泡沫混凝土芯的預鑄板”，在此作為參考。在2004年8月授予CREAMER及其他人的專利號6,773,500“纖維加強泡沫混凝土和制作方法”，在這以作參考。及其他地方提到的纖維有助于收縮和破裂。它們不用于承受荷載。在授予Terry的美國專利號6,532,710“單元混凝土防熱體系”，在此作為參考。它與本發明是不同的。
圖1-9表示，泡沫混凝土墻CWS包含一個鐵片軌41，一個定位板42，多根墻管32、33、34、35、36、37和一根楣梁31。鐵片軌被固定于混凝土地板上。
如圖1、2、3和5所示，墻管32、33、34、35、36、37下端以混凝土螺釘46固定于鐵片軌41并在上端由定位板42加以導向。墻管32、33、34、35、36、37的上端排列的直線度由墻管32、33、34、35、36、37頂部的定位板42定位限定。在墻管32、33、34、35、36、37頂部的定位板42至少有四個作用1)定位板42沿著墻方向提供墻的剛性，并確保墻的平面度；2)定位板42覆蓋其中未設置豎向鋼筋和澆灌混凝土的墻管孔；3)定位板42增加楣梁31的強度；4)定位板42引導墻管32、33、34、35、36、37和楣梁板與連接斜撐于適當位置。
一般空心磚墻不需要灌注混凝土的孔洞通常用鐵片或塑膠篩覆蓋，它并不增加墻壁強度。
本發明焊接鐵條48于一般市面使用的鐵片柱(METAL STUD)的兩邊制成定位板42。鐵條48向下插入到墻管孔中，向上延伸到楣梁板以確保墻管和楣梁的完整性。定位板42與墻管孔契合，放置于墻管壁上可不需另外連接物。一旦澆灌楣梁31和墻管孔的混凝土47，定位板42就成為楣梁31的一個構成部件。
每根墻管包括用纖維絲網38的AAC。正如圖4和圖7所示，每根墻管兩側都做凸凹型61、62以便相互連接。
如圖8和圖9所示，楣梁兩側的兩塊纖維網板81、82作為楣梁的模板，而成為楣梁的一部分。這兩塊纖維網板81、82的底端用螺絲49固定在定位板42，而在楣梁31的頂端由金屬拉桿71和支撐套筒72支撐。
如圖6所示，沿著墻底，鐵片軌41放于地板上，用下面的水泥漿保持水平。鐵片軌41也以混凝土螺絲46固定在混凝土板上，以確保施工時的精確位置和它的穩定性。墻管被固定于鐵片軌，然后兩塊楣梁板在底部縛在定位板的鐵條上，在頂部由金屬拉桿和支撐套筒支撐。墻管和楣梁板只需要在一邊以斜撐支持在混凝土地板上，以達到完全垂直和穩定的位置。和一般的空心磚墻比較，其具有施工的快速性，不但每根墻管覆蓋每塊空心磚墻面積的大約5倍，而且每根墻管的安裝不必象每塊空心磚墻的接縫必須用水泥漿單獨地調節其直線與垂直性。這種墻以手工安裝要比任何其它現有的墻都要快。
目前，空心磚墻的楣梁，通常用模板灌注的混凝土梁或放U型預鑄混凝土梁在墻上而灌入混凝土。這種建筑方法費時又費錢。
如圖2所示，楣梁使用兩塊纖維網板81、82作為楣梁的的模板。混凝土澆注在纖維網板81、82之間而形成一根楣梁。纖維網板能夠用擠壓機很經濟地生產，而且很快的安裝。例如，一棟普通住房建筑，使用一塊1″厚16″×12′的纖維網板，重量47磅，兩個人或一臺簡單的起重機就可以抬起。在圖8中，纖維網板81、82在底部用螺絲釘49擰在定位板42上。在頂部，由金屬拉桿和支撐套筒支撐。金屬拉桿承受混凝土漿的壓力及支撐楣梁中的頂鋼筋44。楣梁中的底鋼筋43可從頂鋼筋44懸掛下來。這是比空心磚墻楣梁的另一優點。因后者，鋼筋通常無處附著，因而造成鋼筋的不正確位置以致減少其強度。支撐套筒是用于當金屬拉桿被縛牢時，保持纖維網板處于正確空間。纖維網板外面的墊圈73、74確保當澆混凝土時，對泡沫纖維網板有較好的壓力分配。混凝土澆過后，支撐套筒留于楣梁中。混凝土凝固后，金屬拉桿和墊圈可以再使用。
做纖維網板和墻管的纖維絲網38、83包括抗堿性的玻璃纖維，防銹鐵絲網，或者尼龍纖維網。纖維絲網38、83可用單層也可用多層。
豎向鋼筋45和基礎鋼筋與楣梁鋼筋43、44相互連接。
定位板增加墻管間的連接強度，并覆蓋其中未設置豎向鋼筋和澆灌混凝土的墻管。定位板增加楣梁的強度，同時可在澆混凝土之前，引導墻管和楣梁板于正確位置。為了提高整個混凝土墻與地基的連接強度，可在適當位置處的墻管內灌入普通混凝土57，以使地基與楣梁連接在一起。
在圖10中，兩個加勁肋90(STIFFENERS)被豎向地放置在由定位板42所引導的多根墻管和楣梁的兩塊AAC纖維網板上。一只角鐵91固定于地板。斜撐連接于底部的該角鐵91在頂部則連接于加勁肋90。墻管的正確垂直度可由固定于混凝土地板上的角鐵93上的調整孔94來大概調整，而用斜撐中間的螺釘92進行準確調整。
相鄰墻管之間互相粘合。
很明顯的，AAC密度越高，其機械強度也越高。例如，本發明使用每立方尺密度35磅重的AAC，加雙軸纖維絲網和使用高強度混凝土，能夠制造較高的抗壓力與抗撓曲力。其增加的強度可造空心而非實心。多層建筑也可使用這種墻。例如，一個墻高八尺的傳統住房，屋頂楣梁高16″，其管高為6尺8寸。一根墻管壁厚1寸重4 9磅的8″×8″×6′8″的空心墻管可以由兩人在下面搬運，另一人在墻上對準，可以很容易地安裝。
如圖4和圖7所示，用墻管邊的凹凸型61、62以保證它們的緊密性和施工的快速性。墻壁排列的直線性由墻管頂的定位板來進一步的保證。使用粘合劑于接縫中以增加連接強度與防水。AAC楣梁板放置于墻管頂上，由定位板導向，與斜撐確保墻的垂直度。
本發明會給當前建筑業帶來很大的影響。
墻管可以用模板和澆灌泡沫混凝土的方法，或是用擠壓機方法進行大規模生產。提供墻管邊的凹凸型以便迅速與準確的互相連接。墻管本身較輕所以能夠容易地安裝。比如，一棟天花板高為8′的住宅性建筑楣梁高16″，管高6′8″。重49磅墻管壁厚1″纖維網板與AAC管能夠由兩人移動和安裝。相比一塊6″×8″×16″的35磅的空心磚，以一手砌磚，而另一個助手準備水泥漿的這種施工方式已有幾百年的歷史而一直沒有改進。一根AAC管同樣是兩個人，很容易的用雙手就可以覆蓋五倍的墻壁面積。墻管的成本并不比一般的空心磚墻高。因為里面的氣泡以及采用自動擠壓機的方法進行大規模生產，材料在體積上幾乎擴張了5倍而減少生產成本。因此，這種產品可以和一般的空心磚競爭。墻管的厚度可從4″到24″，墻管外殼壁厚根據荷載要求可從3/4″到4″。纖維網大小和層數也是根據荷載需要來決定。依荷載需要，墻基與楣梁以豎向鋼筋與灌注普通混凝土相互連接，以確保墻壁的完整性。因墻管切斷以配合墻需要的新接頭。如圖7所示，墻管邊的凹凸造型可吻合。這種墻可用在多層建筑物。在這里應該指出，這種墻在墻管的底部使用鐵片軌，在頂部使用定位板，是為了墻管的簡易與經濟生產。
墻的垂直度和穩定性在施工中，通常通過兩側支撐確保。一般墻的支撐既很費時，也很難準確的安置。多層建筑也很難支撐放在外面。
本發明只在一邊把墻支撐在混凝土地板上，兩個加勁肋被豎向的放置以蓋在由定位板所導向的墻管上和兩側的楣梁板上，使他們連在一起。然后墻被斜支撐連接在固定于混凝土地板上的角鐵上。墻的大概位置由該角鐵的調整孔調整。墻壁準確的垂直度用斜撐中間的螺釘來精確地調節。
本發明還包括安裝泡沫混凝土墻(CWS)的方法，這種方法包含了固定鐵片軌于地基的步驟，固定多數墻管于鐵片軌以及用定位板引導多數墻管的步驟。每根墻管包括用纖維絲網的AAC。每根墻管兩側都做凸凹型和墻管灌注混凝土以承受載重及把地基連接到頂部楣梁的步驟。楣梁的施工方法則以兩塊纖維網板連在定位板的兩側以及頂部用金屬拉桿和支撐套筒支撐該纖維網板。這種方法包括在楣梁的兩塊纖維網板間澆灌混凝土的步驟。
這種方法更包含了把多數含有抗堿纖維玻璃網的AAC墻管與鐵片軌連接的步驟。
很顯然，那些擅長此項技術的人在不脫離發明的范圍和精神下，對本發明的泡沫混凝土墻(CWS)能夠進行多方面的修正。本發明的本意包含泡沫混凝土墻(CWS)附加權利要求范圍內的各種修正和變更。
權利要求
1.一種泡沫混凝土墻(CWS)，其特征在于，該泡沫混凝土墻包括一個固定于地板的鐵片軌，一個定位板，固定于鐵片軌以及由定位板引導的多根墻管；每根墻管包括用纖維絲網的AAC，每根墻管兩側都做成凸凹型，其中至少一根墻管灌注混凝土以承受載重；一根作為楣梁部件，在楣梁的兩側有兩塊AAC纖維網板，兩塊AAC纖維網板底端支承在墻管上端并與定位板相連，在頂端用金屬拉桿和支撐套筒支撐，混凝土澆灌于楣梁兩塊纖維網板之間。
2.如權利要求1所述的泡沫混凝土墻(CWS)，其特征在于，所述絲纖維網包括抗堿性的玻璃纖維網，或防銹鐵絲網，或尼龍纖維網，或是其它纖維網。
3.如權利要求1所述的泡沫混凝土墻(CWS)，其特征在于，所述纖維絲網包括單層或多層。
4.如權利要求1所述的泡沫混凝土墻(CWS)，其特征在于，還進一步包括有豎向鋼筋，該豎向鋼筋貫穿所述墻管并與基礎鋼筋和楣梁鋼筋互相連接。
5.如權利要求1所述的泡沫混凝土墻(CWS)，特征在于，所述定位板提高了墻管間的連接強度，并覆蓋其中未設置豎向鋼筋和澆灌混凝土的墻管；定位板增加了所述楣梁的強度，同時在澆灌混凝土之前，引導墻管和楣梁板于適當位置。
6.如權利要求1所述的泡沫混凝土墻(CWS)，特征在于，在澆灌混凝土之前，用所述定位板引導所述墻管和所述楣梁板于合適的位置。
7.如權利要求1所述的泡沫混凝土墻(CWS)其特征在于，所述定位板增加了楣梁的強度。
8.如權利要求1所述的泡沫混凝土墻(CWS)，特征在于，進一步包括豎向放置兩個加勁肋在所述墻管和所述兩塊AAC纖維網板的外面；一只角鐵斜撐連接于地板與加勁肋之間，利用該撐桿調節所述墻管正確的垂直度。
9.如權利要求1所述的泡沫混凝土墻(CWS)，特征在于，墻管與墻管之間互相膠合在一起。
10.一種制造權利要求1-9任一所述的泡沫混凝土墻(CWS)的方法，包括以下步驟固定鐵片軌于地板；固定多根墻管于鐵片軌并用定位板對墻管定向；每根墻管為用纖維絲網加強的AAC；每根墻管兩側都制有凸凹型，以便互相連接，并在其中至少一根或多根墻管中灌注混凝土以承受載重及把地基連接到頂部楣梁；這種方法確保了楣梁兩側的兩塊纖維網板連在定位板的兩側以及在楣梁頂部用金屬拉桿和支撐套筒支撐；澆灌混凝土于楣梁的兩塊纖維網板之間及所需墻管中。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墻(CWS)包括了把多數含有用纖維絲網加強的AAC墻管與鐵片軌連接的步驟，纖維絲網包括抗堿性玻璃絲，或防銹鐵絲網，或尼龍纖維網，或其它纖維網。
12.如權利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墻(CWS)包括把多數含有用纖維網絲的AAC墻管與鐵片軌連接的步驟，纖維絲網可用單層或多層。
13.如權利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墻(CWS)進一步包括了利用豎向鋼筋和基礎鋼筋與楣梁鋼筋互相連接的步驟。
14.如權利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墻(CWS)這種方法進一步包括了以下步驟用定位板提供墻管間的連接強度；用定位板覆蓋其中未設置豎向鋼筋和澆灌混凝土的墻管；用定位板增加楣梁的強度；用定位板在澆灌混凝土之前，引導墻管和楣梁板于合適位置。
15.如權利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墻(CWS)進一步包括了用定位板提供墻管間連接墻度的步驟。
16.如權利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墻(CWS)進一步包括了用定位板覆蓋其中未設置豎向鋼筋和澆灌混凝土的墻管的步驟。
17.如權利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墻(CWS)進一步包括了用定位板增加楣梁強度的步驟。
18.如權利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墻(CWS)進一步包括了在澆灌混凝土之前，用定位板引導墻管和楣梁板于合適位置的步驟。
19.如權利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墻(CWS)還包括了以下步驟豎向放置兩個加勁肋在墻管和兩塊AAC纖維板的外面；一只角鐵固定于地板；斜撐連接于底部的該角鐵而在頂部則連接于加勁肋；用斜撐的螺絲調節墻管準確的垂直度。
20.如權利要求10所述的方法，其特征在于，制造泡沫混凝土墻(CWS)更包括了以下步驟墻管之間互相膠合。
21.如在權利要求1所指出的，所述混凝土墻使用普通或高強度混凝土。
22.如在權利要求1所指出的，泡沫混凝土墻中，所述墻管的厚度可從4英寸到24英寸，墻管壁厚可從3/4英寸到4英寸。
23.如在權利要求1所指出的，所述墻管和所述楣梁可以用模板澆灌混凝土的方法或用擠壓機在室溫或加壓蒸汽蒸汽凝結的方式來制作。
24.如在權利要求1所指出的，以制造墻管的觀念可應用在多層建筑中把墻管使用為地板。
全文摘要
本發明公開了一種泡沫混凝土墻(CWS)，該混凝土墻包括一個鐵片軌，一個定位板，多根墻管和一根楣梁。鐵片軌被固定于地板。墻管在底部固定于鐵片軌，在頂部由定位板導向。每根墻管兩側都做成凸凹型使每根墻管相互連接。墻管灌注混凝土以承受載重及把地基連接到頂部楣梁。楣梁兩側的兩塊纖維網板作為楣梁的的模板。兩塊AAC纖維網板在底部固定于定位板，在頂端用金屬拉桿和支撐套筒支撐，灌入混凝土于纖維網板之間。
文檔編號E04B2/86GK101024985SQ20071008707
公開日2007年8月29日 申請日期2007年3月19日 優先權日2007年3月19日
發明者鐘文義 申請人:鐘文義