專利名稱：復(fù)合建筑材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合建筑材料，更具體而言是關(guān)于于其中加入輕量的心芯的建筑材料，并且一或更多纖維增強(qiáng)水泥外皮形成在心芯的相反兩面上。
上述纖維增強(qiáng)水泥的密度意指產(chǎn)物是較重的，相較于相等尺寸的木料為主的產(chǎn)物，且相較于木料及以木料為基礎(chǔ)的產(chǎn)物其更難于切割、機(jī)械加工及打釘。木料密度典型的范圍是從0.7-0.9g/cm3針對干燥硬木材，且從0.38-0.6g/cm3針對干燥軟木材。如此，如果纖維增強(qiáng)水泥材料的密度相似于木料，能使制作的產(chǎn)物較輕、更可打釘、較容易切割、且較容易作機(jī)械加工，而保持纖維增強(qiáng)水泥的耐久性、防火性、抗腐爛、及防水性質(zhì)。
·較輕重量從而易于操作整片及大長度的產(chǎn)物，·類似石膏壁板那樣易于切割，以確?？梢允褂檬褂闷胀ǖ毒咦骺毯?和-折斷切割而迅速且容易安裝產(chǎn)物，·低導(dǎo)熱系數(shù)而使建筑結(jié)構(gòu)壁與外面環(huán)境的條件隔絕，·熱與火的隔離及低熱收縮以抵抗對熱與火經(jīng)由建筑壁及天花板的進(jìn)展，·低濕氣傳輸能力以控制且導(dǎo)引濕氣流以及水和濕氣滲透到建筑壁、天花板及屋頂中，及·低的聲音傳輸能力及高的聲音吸收能力以降低在建筑之中各房間之間的噪音傳布。
所需的性質(zhì)可使用夾心復(fù)合材料設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)，它是使纖維增強(qiáng)水泥面板具有為特定性質(zhì)而設(shè)計(jì)的組合物的心芯上。
本發(fā)明在一實(shí)施方案之中一般是涉及一種復(fù)合建筑材料其包括輕量的心芯，并且薄的纖維增強(qiáng)水泥面板材料或纖維增強(qiáng)水泥外皮粘合在心芯的一側(cè)而第二面板材料粘合在另一側(cè)。使用在建筑材料至少一面上的纖維增強(qiáng)水泥面板優(yōu)選少于約3/16″厚，更優(yōu)選少于約1/8″厚。較薄的外皮提供一種整體輕量復(fù)合材料，因?yàn)橥馄げ牧嫌休^高的密度，相較于心芯材料。當(dāng)將外皮與心芯組裝為夾心復(fù)合材料時(shí)，纖維增強(qiáng)水泥面板優(yōu)選在預(yù)成形的綠色(未硬化的)狀態(tài)。
本發(fā)明目的是生產(chǎn)復(fù)合建筑材料，其可專門設(shè)計(jì)為針對但不限于那些應(yīng)用如瓦襯料、墻板、護(hù)墻板、壁板、鑲邊、外包物、鋪面板、鋪地板、結(jié)構(gòu)構(gòu)件、柵欄、屋面、屋面板、或其基材。大部分物理性質(zhì)(強(qiáng)度、耐久性等)，可通過變化面板材料和/或心芯的組合物設(shè)計(jì)。制造帶有特別的機(jī)械性質(zhì)設(shè)置的復(fù)合材料，可通過面板材料及厚度的適當(dāng)選擇而完成。復(fù)合材料密度的降低可通過將心芯淤漿發(fā)泡和/或通過加入低密度填充材料而達(dá)成。此未硬化的纖維增強(qiáng)水泥面板是預(yù)成形的且優(yōu)選在長度上連續(xù)。使用連續(xù)、預(yù)成形的纖維增強(qiáng)水泥面板片材可簡化復(fù)合材料之生產(chǎn)，因?yàn)閮H心芯組合物作了澆鑄，而不是各自澆鑄心芯及面板。同時(shí)，使用連續(xù)、預(yù)成形的纖維增強(qiáng)水泥面板片材可消除分離載體片材的需求。
另一目的是生產(chǎn)具有改進(jìn)的性質(zhì)的復(fù)合材料，其通過將心芯與面板共硬化。用未硬化的纖維增強(qiáng)水泥片材進(jìn)行制造可提供較好的表面結(jié)構(gòu)的可變性、表面外形、角落外形、及復(fù)合材料性質(zhì)。心芯淤漿滲透入未硬化的纖維增強(qiáng)水泥面板中及后續(xù)的心芯與外皮的共硬化產(chǎn)生優(yōu)越的層間粘合，這是由于相互滲透型的機(jī)械與化學(xué)粘合。此粘合可進(jìn)一步的改進(jìn)，通過使用施用于面板的心芯側(cè)的水泥粘合層。控制水含量和/或綠色片材的預(yù)硬化程度能夠使心芯淤漿充分的滲透入此片材空孔網(wǎng)狀物從而增強(qiáng)層間粘合。這導(dǎo)致硬化之后較強(qiáng)的機(jī)械連接及化學(xué)粘合。同時(shí)，在未硬化的面板中的抗發(fā)泡劑、增稠劑、或其它添加劑可用以倒塌在面板-心芯界面的泡沫。這導(dǎo)致形成緊密的層間從而通過增加在心芯與面板之間的接觸表面積而增強(qiáng)粘合。這可防止發(fā)生脫層，而脫層是會(huì)大幅地降低復(fù)合材料強(qiáng)度及耐久性。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供的建筑材料至少包括第一組分和所提供的相鄰于第一組分的第二組分。此第一組分是預(yù)成形的、未硬化的纖維增強(qiáng)水泥，其中纖維增強(qiáng)水泥以個(gè)別處理的纖維增強(qiáng)。此未硬化的纖維增強(qiáng)水泥在提供相鄰于第二組分的第一組分之后再作硬化。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，提供的建筑材料包括輕量的，含水泥的，低成本心芯而其具有第一側(cè)面及第二側(cè)面。將一預(yù)成形的纖維增強(qiáng)水泥面板提供在心芯的至少第一側(cè)上。此纖維增強(qiáng)水泥面板以個(gè)別處理的纖維增強(qiáng)，各纖維基本上具有平面取向。心芯與面板同時(shí)硬化以形成建筑材料。
在本發(fā)明的另一方面，提供了制造建筑材料的方法。將預(yù)先決定尺寸及形狀的纖維增強(qiáng)水泥組分作預(yù)成形而使纖維增強(qiáng)水泥組分在塑性狀態(tài)之中且是未硬化的。將產(chǎn)自可硬化材料的第二組分成形在相鄰于此纖維增強(qiáng)水泥組分。當(dāng)相鄰于第二組分時(shí)至少將此纖維增強(qiáng)水泥組分硬化以形成建筑材料。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，纖維增強(qiáng)水泥組分為纖維增強(qiáng)水泥外皮，且第二組分為輕量的水泥心芯而其具有第一側(cè)及第二側(cè)。纖維增強(qiáng)水泥外皮的位置相鄰于水泥心芯的第一側(cè)。將纖維增強(qiáng)水泥外皮與輕量的水泥心芯同時(shí)硬化以形成建筑材料。


圖1顯示3-層夾心復(fù)合材料的橫截面，其包括2面板層或外皮與一實(shí)心心芯。
圖2顯示3-層夾心復(fù)合材料的部件分解圖，其包括2面板層或外皮與一實(shí)心心芯。
圖3A至圖3C顯示許多可用于開核型復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)形態(tài)的三個(gè)例子。垂直的(開孔巢室垂直于外皮)蜂巢心芯型態(tài)展示于圖3A。包含對稱反向波形的心芯層的垂直形態(tài)展示于圖3B。圖3C顯示水平(開孔巢室平行于外皮)，單一的波形心芯層。
圖4顯示帶有實(shí)心心芯的夾心板。第一面板(10)覆蓋一面及兩側(cè)且搭接相反的面的兩側(cè)邊緣。
圖5顯示厚板其帶有實(shí)心心芯以及第一面板而其包封各面及各側(cè)。
圖6顯示裝飾板其帶有實(shí)心心芯與第一面板而其包封各面及各側(cè)。
圖7A-7G顯示額外的復(fù)合材料產(chǎn)物的截面圖，而其可依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案制作。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明1.復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及組成復(fù)合建筑材料的優(yōu)選實(shí)施方案展示于圖1。此復(fù)合材料優(yōu)選包括輕量的心芯(12a)，纖維增強(qiáng)水泥外層，外皮或面板(10)，及第二外層、外皮或面板材料(14)。在此使用的術(shù)語外皮、面板、或外層是可互換的。應(yīng)該領(lǐng)會(huì)到使用面板與心芯以形成復(fù)合材料僅為一項(xiàng)本發(fā)明的實(shí)施方案，且因此，可提供其它建筑材料，其含有在此所述的概念，而不限于在其一側(cè)或兩側(cè)都有面板的心芯。
在一個(gè)實(shí)施方案中的輕量的心芯包括水性的水泥粘合劑、填充劑、纖維、及泡沫和/或輕量的添加劑，如進(jìn)一步的如下記述的。在一實(shí)施方案之中此纖維增強(qiáng)水泥面板材料(10)包括水性的水泥粘合劑、填充劑、纖維、及添加劑。在一實(shí)施方案中的第二面板材料系選自薄的纖維增強(qiáng)水泥、纖維氈、紙、及聚合的涂層。
圖1-3C的實(shí)施方案是由復(fù)合建筑材料組成，而其中包闊三個(gè)主要層，其穿過復(fù)合材料的橫切面而與復(fù)合材料的主要平面軸垂直·在建筑復(fù)合材料(10)的至少一面上的第一層纖維增強(qiáng)水泥，
·心芯材料的中間層(12a至12d)，·在相反面上的第二層的纖維增強(qiáng)水泥或供選擇的面板材料，或復(fù)合材料余下的沒有被第一層的纖維增強(qiáng)水泥覆蓋的各面之任何組合(14)。
這些實(shí)施方案也可以具有次級層在主要層之內(nèi)或介于主要層之間，以提供改進(jìn)的界面粘合或提供其它特別的功能予復(fù)合材料。這些次級層或中間層亦可含有被包埋的補(bǔ)強(qiáng)材料包埋在層中，補(bǔ)強(qiáng)材料是在此記述為第二外層的有代表性材料。
應(yīng)注意此面板可施用于心芯的任何面或側(cè)，且不限于復(fù)合材料大的主要面。例如圖5及圖6，分別地顯示厚板及裝飾板，其具有纖維增強(qiáng)水泥面板(10)施用于基本上完全地圍繞心芯，在分別地使用在厚板及裝飾板之中時(shí)。纖維增強(qiáng)水泥層的表面可根據(jù)美學(xué)或功能性的需求作造形、壓花或圖案化。a.用于纖維增強(qiáng)水泥外層、外皮、或面板的材料在一個(gè)實(shí)施方案中的纖維增強(qiáng)水泥外皮配方優(yōu)選包括·一種水性粘合劑，優(yōu)選濃度約10-80wt％，更優(yōu)選約20-50wt％，最優(yōu)選約25-40wt％；·一種填充材料，優(yōu)選濃度為約0-80wt％，更優(yōu)選約40-70wt％，最優(yōu)選約45-65wt％；·纖維，優(yōu)選濃度為約1-25wt％，更優(yōu)選約2-16wt％，最優(yōu)選約5-12wt％；及·添加劑優(yōu)選濃度為約0-20wt％，更優(yōu)選約0-10wt％，最優(yōu)選約0-6wt％。
使用于纖維增強(qiáng)水泥之水性粘合劑優(yōu)選為波特蘭水泥但亦可為任何水性的水泥粘合劑，其選自，但不限于高鋁水泥、碾磨?；母郀t礦渣水泥、石膏半水合物、石膏二水合物、及無水石膏、或任何其混合物。
此填充劑，其可為具反應(yīng)性的或惰性材料，優(yōu)選為碾磨的硅砂但也可為任何選自以下的材料其包括但不限于無定形二氧化硅、硅藻土、稻殼灰、二氧化硅煙、微二氧化硅、中空陶瓷球、地?zé)岫趸琛⒏郀t礦渣、粒狀爐渣、鋼爐渣，飄塵、礦物氧化物、礦物氫氧化物、粘土、菱鎂礦或白云石、金屬氧化物及氫氧化物、聚合物珠粒、或任何其混合物。
纖維增強(qiáng)水泥添加劑可選自如下，但不限于二氧化硅煙、中空陶瓷球、煤胞、地?zé)岫趸?、阻燃劑、定型促進(jìn)劑、定型阻滯劑、增稠劑、顏料、色料、增塑劑、分散劑、發(fā)泡劑、絮凝劑、防水劑、有機(jī)密度改進(jìn)劑、鋁粉、高嶺土、氧化鋁三水合物、云母、變高嶺石、碳酸鈣、硅灰石、礦物氧化物、礦物氫氧化物、粘土、菱鎂礦或白云石、金屬氧化物及氫氧化物、浮石、爐渣、凝灰?guī)r、頁巖、板巖、珍珠巖、蛭石、聚合物珠粒、硅酸鈣水合物及聚合物樹脂乳狀液、或任何其混合物。優(yōu)選的聚合物樹脂為那些產(chǎn)物如，但不限于，丙烯酸乳膠、苯乙烯-丁二烯膠乳、或其混合物。此類膠乳可為乳狀液或呈再分散粉末的形式。在波特蘭水泥為基礎(chǔ)的材料中，膠乳須要穩(wěn)定的以禁得起高堿環(huán)境。
使用于纖維增強(qiáng)水泥中的纖維優(yōu)選為纖維素木材漿，但亦可為天然的或合成的有機(jī)或無機(jī)纖維材料，其選自，但不限于陶瓷纖維、玻璃纖維、玻璃陶瓷纖維，天然的纖維如南非槿麻(kenaf)、大麻、亞麻及黃麻、碳纖維、石纖維、鋼纖維、合成的聚合物纖維如聚酰胺、聚酯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、粘膠纖維、尼龍、PV、PVA、及嫘縈、或任何其混合物。
當(dāng)使用纖維素纖維，優(yōu)選為未精煉的/未纖絲化的或精煉的/纖絲化的纖維素漿而其來源包含但不限于漂白的、未漂白的、半漂白的纖維素漿。纖維素漿可由木材、硬木材、農(nóng)業(yè)原料、回收的廢紙或任何其它形式的木素纖維材料制造。纖維素纖維可由各種碎漿方法制作。在碎漿方法中木材或其它木素纖維的原料如南非槿麻、草稈、及竹子等，通過破壞在木素纖維材料結(jié)構(gòu)中的粘合的而降至纖維團(tuán)塊。此作業(yè)之完成可在化學(xué)上、機(jī)械上、熱、生物上，或通過此類處理之組合。
用于補(bǔ)強(qiáng)水泥復(fù)合材料的纖維素纖維主要為個(gè)別處理的纖維，其中局部或完全的從纖維細(xì)胞壁除去木質(zhì)素組分。在一個(gè)實(shí)施方案中，從纖維細(xì)胞壁移除至少90％木質(zhì)素組分。此類纖維的制備優(yōu)選通過化學(xué)碎漿方法，其主要依靠化學(xué)物品的效應(yīng)以分離纖維。基于使用在此方法中的化學(xué)藥品，化學(xué)碎漿方法分類為純堿、牛皮紙、牛皮紙-AQ、純堿-AQ、氧去木質(zhì)作用、牛皮紙-氧、有機(jī)溶劑方法、及亞硫酸鹽碎漿、蒸汽爆炸碎漿或任何其它碎漿技術(shù)。在化學(xué)碎漿方法中，木質(zhì)素，其是作為粘合劑而將纖維素與半纖維素粘合在一起以提供木材中的機(jī)械強(qiáng)度，將通過化學(xué)反應(yīng)而破碎且溶解。
此類化學(xué)反應(yīng)通常在反應(yīng)器中進(jìn)行，常稱為蒸煮器，在大約150至250℃的高溫下進(jìn)行約30分鐘至2小時(shí)。木質(zhì)素與纖維素組分之間的粘合的解離，將會(huì)減弱在纖維中的粘合。然后借助緩和的機(jī)械力，將纖維素纖維分離為個(gè)別的纖維。目前在使用于纖維增強(qiáng)水泥復(fù)合材料中的個(gè)別處理的纖維的最普通方法為牛皮紙方法。
纖維更優(yōu)選為纖維化的纖維素纖維，如記述在澳大利亞專利No.AU515151中的。纖化纖維包含首先將纖維分散于水中。這優(yōu)選在水力碎漿機(jī)之中進(jìn)行，其為通常使用于造紙工業(yè)的。優(yōu)選使用盤型纖維素精制機(jī)以將纖維作磨損、切細(xì)、或擦損邊緣以生產(chǎn)短的、發(fā)狀原纖或卷須其放射自細(xì)微纖維股。此方法顯著提高暴露的表面積，而當(dāng)加入水泥基質(zhì)時(shí)其可用于粘合。此纖維形態(tài)學(xué)使能夠改進(jìn)纖維基質(zhì)粘合而其造成改進(jìn)的強(qiáng)度及改進(jìn)的沖擊及損傷抗性。此改進(jìn)的，更高效率的每單位體積加入的纖維的補(bǔ)強(qiáng)降低了實(shí)現(xiàn)給予性能水準(zhǔn)所需要加入纖維的體積。此所需纖維用量的降低可顯著的減低原料成本，因?yàn)槔w維素纖維成本基本上高于其它纖維增強(qiáng)水泥組分。
在一個(gè)實(shí)施方案中，將纖維分散為在水力碎漿機(jī)中稠度約1％至6％，其亦賦予一些纖絲化作用。進(jìn)一步的纖絲化的完成可通過使用精制機(jī)或一系列的精制機(jī)。一旦分散，然后將纖維作纖絲化到范圍在約100至750CSF度的(加拿大標(biāo)準(zhǔn)打漿度)，更優(yōu)選介于約100至650CSF度之間，更優(yōu)選介于約180至650CSF(Canadian Standard Freeness)度之間。分散及纖絲化亦可由其它技術(shù)達(dá)成，如錘磨、去絮片、精制、切細(xì)、等。此外，針對一些產(chǎn)物及方法，使用未作纖絲化的纖維亦可接受的。在另一實(shí)施方案之中，此加工進(jìn)一步包括快速干燥纖維使?jié)駳夂吭诩s5％至50％，這使用的是慣常的急驟干燥系統(tǒng)。
在纖維增強(qiáng)水泥的面板層中纖維的取向優(yōu)選平行于材料的平面層，且此平面取向提高外皮的拉伸強(qiáng)度10至20％，相較于在纖維強(qiáng)化的水泥及混凝土面板中的無規(guī)取向的纖維。更優(yōu)選的，纖維基本上是定向在加載方向上。應(yīng)該理解纖維亦可為排列在不同平面中以相應(yīng)于所需的加載方向。使用平面取向纖維是纖維更經(jīng)濟(jì)的使用。此是因?yàn)槔w維較昂貴，相較于無機(jī)基質(zhì)材料。達(dá)到所需的強(qiáng)度需要較少的纖維且產(chǎn)物更耐久，因?yàn)檩^耐久的基質(zhì)組分較少被纖維稀釋。此外，如上所述，用于纖維增強(qiáng)水泥面板優(yōu)選的纖維為纖維素纖維而其在生產(chǎn)面板之前是已分散且作纖絲化的。由于纖絲化方法，此類不連續(xù)的或個(gè)別處理的纖維帶有較大的表面積從而可用于粘合至水泥材料。此每單位體積纖維水泥較高程度的粘合導(dǎo)致較高的強(qiáng)度及增強(qiáng)的耐久性。
此不連續(xù)的或個(gè)別處理的纖維是成比例地混合以其它組分而形成一混合物而其可以是水性淤漿，或半干燥糊狀物，這取決于所使用的制造方法。在一實(shí)施方案中，將纖維素纖維用已知的混合方法混合以水泥、二氧化硅、密度改性劑及其它添加劑，以形成淤漿或糊狀物。在混合器中，常規(guī)的纖維素纖維和/或天然的無機(jī)纖維，和/或合成纖維可摻合以此設(shè)計(jì)的纖維中。
此纖維增強(qiáng)水泥面板材料可從塑性混合物或水性淤漿而形成成型的物品，可使用或不使用后加壓，通過許多常規(guī)方法如·Hatschek片式方法(Hatschek sheet process)；·Mazza管式方法(Mazza pipe process)；·Magnani方法(Magnani process)；·注射成型(Injection molding)；·擠出成型(Extrusion)；·手積層(Hand lay-up)；·模塑(Molding)；·澆鑄(Casting)；·壓濾(Filter pressing)；·長網(wǎng)造紙機(jī)成形(Fourdrinier forming)；·復(fù)線成形(Multi-wire forming)；·間隔葉片成形(Gap blade forming)；·間隔滾動(dòng)/葉片成形(Gap roll/blade forming)；·貝耳滾動(dòng)成形(Bel-roll forming)；·威爾許成形(Wellcrete)
·其它。
此類方法亦可包含后成形方法如加壓、壓花及其它，于物品成形之后但在物品硬化之前。用以完成終產(chǎn)物所使用的Hatschek方法中的加工步驟及參數(shù)相似于敘述于澳大利亞專利No.515151中的。因此，在上述加工之后，形成的物品在塑性狀態(tài)之中，使其能夠保持形狀且能作模制，但尚未硬化。物品的硬化，如下所述，優(yōu)選與心芯材料同時(shí)發(fā)生。b.心芯結(jié)構(gòu)及材料心芯結(jié)構(gòu)可為實(shí)心心芯(在圖1及圖2中部件12a)或開口心芯(分別是圖3A、3B、及3C中的部件12b、12c、及12d)?？蛇x地地，心芯可考慮為均質(zhì)的或非均質(zhì)的(即，心芯本身為一種復(fù)合材料)。以下方法之一種或其組合可用以降低復(fù)合材料密度·通過把大體積的泡沫，其氣泡尺寸優(yōu)選范圍在約0.02-1mm，同化為心芯淤漿(實(shí)心心芯結(jié)構(gòu))中，·通過將大體積的低密度材料加入心芯淤漿(實(shí)心心芯結(jié)構(gòu))中，或·通過采用結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)材料而形成心芯，方法是形成開口網(wǎng)狀物而其具有大的空隙體積(結(jié)構(gòu)孔隙率，其空隙尺寸典型范圍是從心芯厚度的約10％至90％或更高)，但是有能產(chǎn)生足夠的心芯強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(開口心芯結(jié)構(gòu))。
通過直接將發(fā)泡劑加入淤漿且在原位發(fā)泡，可將大體積的發(fā)泡引入心芯中，或優(yōu)選通過加入來自泡沫發(fā)生器的泡沫?？障兜男纬梢嗫赏ㄟ^將反應(yīng)形成氣體的金屬粉末如鋁粉加入堿性的水泥淤漿中，以產(chǎn)生氣體空隙。將低密度添加劑直接加入淤漿中且不需要額外的加工。制造開口心芯結(jié)構(gòu)包含在組裝復(fù)合材料之前先構(gòu)筑心芯。
針對開口心芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，心芯優(yōu)選產(chǎn)自一有一定形狀且取向的強(qiáng)的材料，從而在結(jié)構(gòu)上補(bǔ)強(qiáng)且支撐面板材料。目標(biāo)在于創(chuàng)造獨(dú)塊夾心復(fù)合材料之強(qiáng)度及穩(wěn)定性，使用開口結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)即加入大的空隙體積空間以降低復(fù)合材料重量。該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)包含開口蜂巢及波形板。補(bǔ)強(qiáng)心芯結(jié)構(gòu)的軸可定向?yàn)槠叫谢虼怪庇趶?fù)合材料的平面軸。此結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)材料可產(chǎn)自使用上述組合物及方法的纖維增強(qiáng)水泥，或其它成本有效的，剛性材料如塑料、纖維增強(qiáng)塑料、金屬、或紙板材料而其壁厚度優(yōu)選≤1/4英寸。生產(chǎn)開口結(jié)構(gòu)的心芯設(shè)計(jì)如蜂巢或其它多腔室的結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方法為通過擠出成形。另一項(xiàng)優(yōu)選實(shí)施方案為將心芯與面板材料作共擠出成形。
在一實(shí)施方案之中的實(shí)心心芯配方包括；·粘合劑，優(yōu)選濃度約10-100wt％，更優(yōu)選約20-50wt％，最優(yōu)選約25-40wt％；·空孔，其通過淤漿發(fā)泡而形成，優(yōu)選尺寸范圍在約0.02-1.0mm且其濃度約0-80vol％，更優(yōu)選約20-70vol％，最優(yōu)選約25-50vol％；·填充材料，優(yōu)選其濃度約0-80wt％，更優(yōu)選約40-70wt％，最優(yōu)選約45-65wt％；·纖維，優(yōu)選其濃度約0-5wt％，更優(yōu)選約0.25-2.0wt％，最優(yōu)選約0.5-1.0wt％；及·添加劑與摻加劑優(yōu)選其濃度約0-20wt％，更優(yōu)選約0-10wt％，最優(yōu)選約0-6wt％。
此實(shí)心心芯組合物優(yōu)選包含心芯性質(zhì)所需的泡沫、填充劑、添加劑、及摻加劑，且可以有機(jī)(聚合的)或無機(jī)粘合劑粘合。聚合的粘合劑可以是發(fā)泡的或未發(fā)泡的且可含有填充劑。使用于此類材料的優(yōu)選粘合劑為無機(jī)、水性粘合劑而其選自，但不限于波特蘭水泥、高鋁水泥、碾磨?；母郀t礦渣水泥、石膏半水合物、石膏二水合物、無水石膏、或任何其混合物，更優(yōu)選此粘合劑為波特蘭水泥、石膏半水合物、石膏二水合物、無水石膏、或任何其混合物。
實(shí)心心芯淤漿的摻加劑包含粘度改進(jìn)劑、促進(jìn)劑、阻滯劑、發(fā)泡劑、及分散劑?？墒褂幂p量的聚集體或填充劑以加入或代替發(fā)泡劑而降低心芯密度。輕量的填充劑包含膨脹的礦物如珍珠巖、蛭石、頁巖、及粘土、膨脹的聚苯乙烯球、及飄塵。防濕氣添加劑可個(gè)別使用組合使用在此類心芯中，其包含蠟和/或?yàn)r青的乳液、聚乙烯醇、硅氧烷乳液、金屬皂及硬脂酸鹽。通過一類材料如苯乙烯-丙烯酸膠乳所形成的膜或樹脂的涂層，可用以進(jìn)一步改良防潮性及表面品質(zhì)。用以改良耐火性的添加劑包含石膏、礦物纖維如玻璃及硅灰石、礦物添加劑如非膨脹的蛭石、云母、水合氧化鋁、鋁土礦、粘土、及任何其組合。
可用于心芯的其它材料包含那些以上記述的用于面板的材料，那些敘述于章節(jié)″其它夾心復(fù)合材料實(shí)施方案之綜述″(Overview of OtherSandwich Composite Embodiment)中的材料。c.針對第二外層、外皮、或面板的材料若使用第二層、或外皮，可以任何一般平面形式提供，如連續(xù)纖維的或纖維強(qiáng)化的復(fù)合材料片材、氈、板、膜、或涂層，且可產(chǎn)自各種物質(zhì)如金屬、塑料、木材、紙、有機(jī)或無機(jī)纖維、水泥或非水泥粘合劑、填充劑、添加劑、或其組合。優(yōu)選的非水泥粘合劑包含但不限于聚合物如丙烯酸及苯乙烯-丁二烯膠乳。在一實(shí)施方案中，第二面板為纖維增強(qiáng)水泥其制作如上述第一面板。在另一實(shí)施方案中，第二面板由不同于第一面板的材料制作的。用于第二外皮的優(yōu)選的材料包含薄的纖維增強(qiáng)水泥、纖維氈、紙、連續(xù)股二維氈、及聚合的涂層。優(yōu)選的纖維氈是產(chǎn)自玻璃纖維，且可為無紡織物(面紗)或編織織物(粗紋網(wǎng)眼織物)，其使用連續(xù)或切斷的纖維。玻璃纖維優(yōu)選為耐堿或聚合物涂覆。第二層的表面可作造型、壓花、或圖案化，若有美學(xué)或官能性需求。可用于第二面板的其它例子敘述于如下章節(jié)其題目為″其它夾心復(fù)合材料實(shí)施方案之綜述″。d.復(fù)合材料加工優(yōu)選的是在生產(chǎn)以上組分之后，將復(fù)合材料充分地硬化以達(dá)成最低水準(zhǔn)的勁度，在后續(xù)的加工之前。若不能獲得最低水準(zhǔn)的強(qiáng)度，加工操作、切割、及堆集所需求的物理操作可能引起損害，如在心芯之中的裂開或在心芯-外皮界面上的脫層。取決于配方，復(fù)合材料可作空氣硬化、高溫硬化、蒸汽硬化、充碳酸氣、或預(yù)硬化然后熱壓、或可由這些方法組合而硬化。復(fù)合材料變硬所需的時(shí)間長度及充分硬化需求的溫度-時(shí)間的調(diào)度，是取決于配方、制造方法、及復(fù)合材料的尺寸與形狀。此類因素的調(diào)整可使用定型控制摻加劑和/或調(diào)整加工參數(shù)如溫度。能夠領(lǐng)會(huì)記述在此的硬化不僅包含硬化水泥材料，也包含可隨時(shí)間演進(jìn)而定型的非水泥材料(例如聚合物)。
在一實(shí)施方案中，未硬化的纖維增強(qiáng)水泥面板優(yōu)選是通過淤漿脫水方法而預(yù)成形，如Hatsehek方法，以形成片材，其在上述生產(chǎn)復(fù)合材料之前處于可模制及未硬化的狀態(tài)之中，。此復(fù)合建筑材料優(yōu)選在未硬化的狀態(tài)中組裝且然后硬化。在一實(shí)施方案之中此復(fù)合材料優(yōu)選可首先作預(yù)硬化，這是在一預(yù)硬化腔室之中在高溫下與相對濕度下，或在一預(yù)硬化腔室之中在高溫下及低濕度下?；騼?yōu)選地，預(yù)硬化的完成是在室溫下至高達(dá)80小時(shí)，最優(yōu)選24小時(shí)或更短。然后可將此物品作空氣硬化，在一實(shí)施方案之中，硬化大約30天。更優(yōu)選，將此預(yù)硬化物品在高溫下及壓力下在一蒸汽飽和環(huán)境之中于約60至200℃作熱壓約3至30小時(shí)，更優(yōu)選作熱壓約24小時(shí)或更短。針對預(yù)硬化合硬化方法的時(shí)間與溫度的選擇取決于配方、制造方法、加工參數(shù)、及產(chǎn)物的最終形式。
應(yīng)該理解雖然以上實(shí)施方案描述同時(shí)硬化的纖維增強(qiáng)水泥面板與心芯，此硬化不需要同時(shí)完成。在另一實(shí)施方案中，硬化可連續(xù)地執(zhí)行或相繼地執(zhí)行，當(dāng)心芯及纖維增強(qiáng)水泥在不同的時(shí)間硬化時(shí)。此外，心芯也可由不需硬化的材料制作。在這些實(shí)施方案中，僅纖維增強(qiáng)水泥組分硬化。也應(yīng)該理解纖維增強(qiáng)水泥可局部地硬化或干燥，在形成復(fù)合建筑材料之前。
以未硬化的纖維增強(qiáng)水泥薄片完成復(fù)合材料的制造，從而產(chǎn)生較強(qiáng)的界面層粘合，而抵抗或本質(zhì)上排除心芯-外皮于操作、切割、安裝、及使用期間發(fā)生脫層。心芯與外皮的共硬化產(chǎn)生介于心芯與纖維增強(qiáng)水泥外皮之間的相互穿透的機(jī)械與化學(xué)粘合。此類粘合較強(qiáng)且更耐久，相較于使用硬化的纖維增強(qiáng)水泥外皮而形成復(fù)合材料，且不須要膠粘劑以將各層粘合在一起。優(yōu)選使用加速型水性粘合劑以加速連續(xù)加工且使能夠有較高的產(chǎn)率。使用纖維增強(qiáng)水泥面板賦予復(fù)合材料卓越的濕氣及損傷抗性。良好的耐火性可得自使用添加劑彼其可有效地減緩火熱傳導(dǎo)且控制微結(jié)構(gòu)的滲透性。此復(fù)合材料亦可設(shè)計(jì)為具有中間層，包括有機(jī)或無機(jī)材料或其混合物，其提供特別的功能如通過改進(jìn)心芯-外皮粘合、濕氣控制、熱絕緣、及防火性。
使用促進(jìn)劑可造成快速變硬，這是高速度、連續(xù)生產(chǎn)復(fù)合材料所需的。于生產(chǎn)期間，在心芯淤漿中的促進(jìn)劑穿透入未硬化的面板，可加快纖維增強(qiáng)水泥面板的硬化。高生產(chǎn)速率需要復(fù)合材料快速變硬以使能夠作切割及堆集之操作，而不會(huì)使心芯倒塌或損害復(fù)合材料。
使用預(yù)成形的、未硬化的纖維增強(qiáng)水泥外皮，提供了許多優(yōu)點(diǎn)如概述如下者首先，改進(jìn)外皮-心芯粘合，這是起因于相互穿透型機(jī)械與化學(xué)粘合。此改進(jìn)的粘合產(chǎn)生較高的彎曲強(qiáng)度，因?yàn)榇祟愋驼澈鲜禽^強(qiáng)的且更耐久，相較于在先有技術(shù)中發(fā)生介于硬化的纖維增強(qiáng)水泥與心芯發(fā)之間的主要機(jī)械的粘合。此外，此改進(jìn)的粘合造成改進(jìn)的抗性或除去心芯-外皮脫層，這能發(fā)生于操作、切割、安裝、及使用期間。
使用預(yù)成形的、未硬化的纖維增強(qiáng)水泥外皮也造成降低的制造時(shí)間。此未硬化的外皮可同時(shí)的制作及成形，壓印，或壓花，在組裝復(fù)合材料之前。未硬化的底部外皮亦可作為載體片材，且通過在邊緣上將此有撓性的外皮材料向上彎曲，其可作為心芯材料的模具，使能夠連續(xù)生產(chǎn)復(fù)合材料。
上述之方法及配方亦可改良外皮-心芯中間層的成形。在未硬化的纖維增強(qiáng)水泥外皮中的摻加劑如消泡劑能引起在外皮-心芯界面的泡沫結(jié)構(gòu)倒塌，產(chǎn)生致密的中間層而其具有較高的接觸表面積，造成較強(qiáng)的心芯對外皮之粘合。同時(shí)，仔細(xì)的控制在未硬化的外皮中的水含量，可用以幫助控制此形成的致密中間層的厚度。較干燥的外皮將從心芯淤漿吸收更多的水且在外皮-心芯界面引起更多泡沫結(jié)構(gòu)的倒塌，造成更致密的，較厚的中間層。致密中間層材料可在組裝之前施用于纖維增強(qiáng)水泥外皮的心芯側(cè)，以進(jìn)一步改良心芯-外皮之粘合。
改進(jìn)的外皮硬化及外皮性質(zhì)也起因于上述實(shí)施方案。摻加劑如在心芯淤漿中的加速劑可吸入到纖維增強(qiáng)水泥毛細(xì)管網(wǎng)狀物中且加快纖維增強(qiáng)水泥外皮的硬化。在心芯淤漿中的水泥材料可吸入纖維增強(qiáng)水泥外皮毛細(xì)管網(wǎng)狀物中，且基本上降低纖維增強(qiáng)水泥材料之滲透性，通過將此毛細(xì)管填充以水泥反應(yīng)產(chǎn)物。此方法已出乎預(yù)期地造成纖維增強(qiáng)水泥滲透性降低多達(dá)95％。e.其它類型的復(fù)合建筑材料應(yīng)理解，記述在此的夾心類型復(fù)合材料僅代表一項(xiàng)本發(fā)明的實(shí)施方案，且因此，其它類型的復(fù)合建筑材料亦可通過加入預(yù)成形的、未硬化的纖維增強(qiáng)水泥組分制作。
圖7A闡明一項(xiàng)建筑材料之實(shí)施方案其具有圓形橫截面，其中如上述的輕量的材料16包圍如上述的纖維增強(qiáng)水泥組分18。如展示于圖7A，纖維增強(qiáng)水泥組分18可為實(shí)心，或如展示于圖7B及7C，纖維增強(qiáng)水泥組分18可為環(huán)狀。在圖7B中，輕量的心芯20，其可為與外組分16相同材料或不同材料，是提供在纖維增強(qiáng)水泥組分18之中。在圖7C中，此心芯20亦可為環(huán)狀以定義建筑材料的中空區(qū)域。
應(yīng)理解在圖7A-7C中的組分16及18是可切換的，使纖維增強(qiáng)水泥組分包圍輕量的心芯。此外，如展示于圖7D-7F中，建筑材料不需要為圓形形狀，但亦可呈現(xiàn)許多其它形式。圖7D-7F闡明一個(gè)實(shí)施方案其中輕量的材料24的長方形心芯是圍繞以纖維增強(qiáng)水泥面板22而其延伸至周圍輕量的心芯24的所有方向。此面板22不需要延伸到包圍心芯24的所有方向，但亦可僅局部地延伸此心芯的周圍。
另一實(shí)施例說明在圖7E及圖7F中，其中提供一心芯26而其圍繞以二個(gè)面板層24及26，其中的一個(gè)可為上述的纖維增強(qiáng)水泥而另一者可為相同的或其它材料。在圖7F中，說明了心芯26可為中空。
圖7G闡明另一實(shí)施方案，其中輕量的心芯30是夾心介于二個(gè)面板層28及34之間，其可為如上述的纖維增強(qiáng)水泥面板。心芯30可為復(fù)合材料本身，強(qiáng)化以舉例的補(bǔ)強(qiáng)物32，其可為纖維或其它材料。2.優(yōu)選的纖維增強(qiáng)水泥外皮建筑材料的例子一項(xiàng)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案包括一建筑材料其是產(chǎn)自輕量的、內(nèi)含水泥的、低成本心芯而該心芯至少局部地圍繞以纖維增強(qiáng)水泥外皮而外皮厚度在少于約3/16″厚，其在硬化后，當(dāng)暴露至日光、水、及大氣中具有高耐久性。在纖維增強(qiáng)水泥外皮與輕量的心芯之間的粘合是水泥體的。此薄的、未硬化的纖維增強(qiáng)水泥外皮可彎曲、折疊、或作剖面。部分未暴露至外界老化條件的心芯表面可不加覆蓋或視需要覆蓋以另一薄片材料而在此記述為第二外層。
此復(fù)合材料優(yōu)選具有一種或更多的以下改進(jìn)的特性，包含較低的成本、耐久性及可施工性(包含操作、切割成形、及固定)。此外，通過使用如上述的夾心復(fù)合材料，可加入任何下列組合以實(shí)現(xiàn)多功能的性能強(qiáng)度、損傷抗性、防火、音波的傳輸、及美觀。就可制造性而言，使用薄的綠色片材允許外皮形成心芯的可成形的模具。添加劑使心芯與外皮能夠快速且可控制地硬化以形成水泥粘合的整塊。
使用預(yù)成形的、未硬化的纖維增強(qiáng)水泥外皮在夾心復(fù)合材料板的生產(chǎn)上也是更有效率的，相較于使用硬化的纖維增強(qiáng)水泥外皮。使用硬化的纖維增強(qiáng)水泥外皮需要使用模具以容納可流動(dòng)的心芯淤漿，或使用非可流動(dòng)的心芯混合物而其必需被壓緊以達(dá)成平面外形。此類方法任一個(gè)將大幅地降低生產(chǎn)速率。
優(yōu)選實(shí)施方案的薄的、預(yù)成形的、綠色纖維增強(qiáng)水泥外皮的塑性也使外皮能夠包裹角落以形成長方形或異型形狀而其是不可能以硬化的纖維增強(qiáng)水泥外皮完成的。此類實(shí)施方案的多功能性能是起源于所需的纖維增強(qiáng)水泥特性的組合，如·不可燃的，·低的火焰?zhèn)鞑?，·抗腐爛性，·霉菌與真菌抗性，·白蟻抗性，·用于涂刷的磨光的外表面，·外部耐久性，·濕氣降解的抗性·耐候性，·損傷抗性，以及額外的功能的特性而其源自復(fù)合材料設(shè)計(jì)與材料的協(xié)同組合，如·框制壁的剪切強(qiáng)度其近似于膠合板及OSB外包物，·框制壁的耐火性其相似于X型滯火石膏墻板，·熱絕緣其相似于發(fā)泡的塑料，·隔墻的結(jié)構(gòu)適當(dāng)性其相似于工程化木材板，·聲音吸收或低的聲音傳輸，·復(fù)合材料模制的能力，這是由于纖維增強(qiáng)水泥外皮的塑性狀態(tài)，以形成折疊角落、建筑外形、或以纖維增強(qiáng)水泥將心芯材料形成完全包覆。
優(yōu)選的多功能實(shí)施方案或產(chǎn)物的例子如下記述。a.火+覆面或基材優(yōu)選的產(chǎn)品的例子結(jié)合了令人滿意的纖維增強(qiáng)水泥性質(zhì)與耐火心芯材料，這使復(fù)合材料獲得的測試于ASTM E119的耐火等級等于X型滯火石膏墻板，這是針對內(nèi)壁及外壁及天花板組件。此材料的優(yōu)點(diǎn)在于其在單一的產(chǎn)物之中提供了耐火性及耐久的外表面。傳統(tǒng)的系統(tǒng)需要多重建筑產(chǎn)物以達(dá)成相等的功能性，如X型滯火石膏墻板與外部覆面的組合。b.熱隔離+覆面或基材優(yōu)選產(chǎn)物的另一例子結(jié)合了令人滿意的纖維增強(qiáng)水泥的性質(zhì)與熱絕緣心芯材料，以達(dá)成較高的R-值，當(dāng)依據(jù)ASTM C-177作測試時(shí)。此材料的優(yōu)點(diǎn)在于其提供結(jié)構(gòu)給以熱隔離與耐久的外表面。傳統(tǒng)的系統(tǒng)需要多種建筑產(chǎn)物的組合以達(dá)成相等的功能性，如泡沫塑料熱絕緣板與外部覆面的組合。c.火+熱隔離+覆面或基材優(yōu)選產(chǎn)物的另一例子結(jié)合了令人滿意的纖維增強(qiáng)水泥的性質(zhì)與熱絕緣心芯材料，以達(dá)成較高的R-值，當(dāng)依據(jù)ASTM C-177作測試時(shí)，以及達(dá)到耐火等級等于5/8″厚的X型滯火石膏墻板。此復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)在于其提供耐火材料、熱絕緣材料、及耐久的外表面予建筑組件。傳統(tǒng)的系統(tǒng)需要多重建筑產(chǎn)物以達(dá)成相等的功能性，如X型滯火石膏墻板、泡沫塑料熱絕緣板、及外部覆面的組合。d.剪切+覆面或基材優(yōu)選產(chǎn)物的另一例子結(jié)合了令人滿意的纖維增強(qiáng)水泥的性質(zhì)與移動(dòng)剪切強(qiáng)度(racking shear strength)，依據(jù)ASTM E72測試，其是通過將復(fù)合材料固定在框制的組件設(shè)計(jì)之中。此材料的優(yōu)點(diǎn)在于其提供必需的剪切強(qiáng)度在組件之中，其具有耐久的不可燃外表面，且具有低表面燃燒特性(當(dāng)依據(jù)ASTM E84作測試)。傳統(tǒng)的系統(tǒng)如APA等級的外包物及壁板時(shí)可燃的且?guī)в休^高的表面燃燒特性。e.剪切+火+覆面或基材優(yōu)選產(chǎn)物的另一例子結(jié)合了令人滿意的纖維增強(qiáng)水泥的性質(zhì)與耐火心芯以達(dá)成耐火等級等于X型滯火石膏墻板與足夠的高剪切強(qiáng)度強(qiáng)度。此材料之優(yōu)點(diǎn)在于其提供剪切強(qiáng)度、耐火性、及耐久的外表面在單一的建筑產(chǎn)物之中。傳統(tǒng)的系統(tǒng)需要多重建筑產(chǎn)物以達(dá)成相等的功能性，如X型滯火石膏墻板與APA等級的外包物或壁板的結(jié)合。f.針對覆面或鑲邊或裝飾基材的可模制成形性優(yōu)選產(chǎn)物的另一例子結(jié)合了令人滿意的纖維增強(qiáng)水泥的性質(zhì)與薄的、可預(yù)成形的、纖維增強(qiáng)水泥綠色片材的可模制性以形成建筑上令人滿意的形狀。此材料的優(yōu)點(diǎn)在于其提供異型的或成形的建筑產(chǎn)物而不需要后硬化的機(jī)械加工。傳統(tǒng)的異型纖維增強(qiáng)水泥是高成本的而這是由于機(jī)械加工及刀具加工成本，以及與自機(jī)器加工產(chǎn)生的飛塵之控制及處置相關(guān)的成本?？捎么祟悘?fù)合材料制作較厚的、輕量的、且更復(fù)雜的形狀，相較于傳統(tǒng)的纖維增強(qiáng)水泥。3.其它夾心復(fù)合材料實(shí)施方案之綜述以上已記述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，此節(jié)提供夾心復(fù)合材料進(jìn)一步的描述，包含那些由本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案所包括的，相較于其它傳統(tǒng)上已知類型的夾心復(fù)合材料。
一般而言，高的強(qiáng)度對重量比例可獲自使用夾心復(fù)合材料設(shè)計(jì)，其結(jié)合了高拉伸強(qiáng)度外皮與輕量的、剛性心芯。使用此類型設(shè)計(jì)的產(chǎn)物包含飛機(jī)機(jī)翼、沖浪板、船殼、冷室嵌板壁、及空心門。夾心復(fù)合材料建筑板包含紙外皮及玻璃纖維氈外皮石膏墻板、玻璃纖維-粗紋網(wǎng)眼織物-強(qiáng)化的水泥背板及外包物，及玻璃纖維氈-外皮石膏背板。a.一般建筑材料一些普通建筑材料具有多層結(jié)構(gòu)，如膠合板及纖維增強(qiáng)水泥片材。在這些特別的多層材料中各層的組合物及結(jié)構(gòu)基本上相同。在各層之中大部分纖維的強(qiáng)化物具有方向性或被定向，造成復(fù)合材料的物理性質(zhì)為具有方向性的。例如，復(fù)合材料在材料的平面(層)方向上的拉伸強(qiáng)度較高，相較于垂直于層的方向上?？蓪⒏鲗幼髋渲枚箯?fù)合材料所有各層均排列在定向方向上，如用纖維增強(qiáng)水泥，或使用排列呈九十度的交替層，如用膠合板。排列相鄰的各層定向呈九十度大幅地降低復(fù)合材料性質(zhì)的方向性。
夾心復(fù)合材料通常至少含有三個(gè)主要層且典型地由外皮或面板覆著相對地輕量的心芯而構(gòu)成。夾心復(fù)合材料的面板材料通常選擇來以給予復(fù)合材料強(qiáng)度。外部耐久性及濕氣抗性常常不是高強(qiáng)度外皮的內(nèi)在性質(zhì)。纖維增強(qiáng)水泥外皮提供濕氣抗性及耐久性而其為外部建筑產(chǎn)物所需的，如壁板、護(hù)墻板、鑲邊、背襯、木瓦及屋面瓦。高強(qiáng)度且低重量的復(fù)合材料是易于安裝在建筑產(chǎn)物所需的。此使能夠操作大的片材而無過度的物理運(yùn)用且未造成片材的彎曲斷裂。將泡沫和/或輕量的填充劑加入夾心復(fù)合材料的心芯混和物中，以降低復(fù)合材料的整體重量。b.夾心復(fù)合材料設(shè)計(jì)考慮夾心復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，使用輕量的心芯與相對地高拉伸強(qiáng)度的外皮或面板，允許復(fù)合材料制作得夠厚而給予結(jié)構(gòu)的剛性而未使得產(chǎn)物太重，而易于操作。復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度主要決定于外皮的拉伸強(qiáng)度，只要介于外皮與心芯之間界面的粘合強(qiáng)度足夠。夾心復(fù)合材料彎曲的失效可能發(fā)生在三個(gè)明顯的途徑。在張力下面板可能斷裂，在壓縮下面板可能起皺和/或自心芯脫層，或心芯可能于剪切負(fù)荷之下失效。剪切負(fù)荷下失效可能發(fā)生在接近心芯與外皮的界面，或在心芯本身之中。介于心芯與外皮之間需要良好的界面粘合，當(dāng)使用輕量的心芯材料時(shí)，其通常具有高的孔隙體積。c.建筑材料夾心復(fù)合材料的面板材料面板材料，或外皮，一般呈平面材料的形式，包括片材、氈、板、膜、及涂層。此類面板可產(chǎn)自物質(zhì)如金屬、塑料、木材、紙、有機(jī)或無機(jī)纖維、及水泥材料。如記述在此的用于夾心復(fù)合建筑材料的面板材料此包含紙片、纖維氈、纖維強(qiáng)化的水泥(FC)、及纖維氈強(qiáng)化的水泥(FMC)。(1)面板材料在潮濕環(huán)境下的性能典型石膏紙的濕與干燥強(qiáng)度在如下表1中，相較于由Hatschek方法制作的纖維素纖維增強(qiáng)水泥。當(dāng)干燥時(shí)，石膏紙具有幾乎七倍于纖維增強(qiáng)水泥的強(qiáng)度。然而，當(dāng)面板飽含水，石膏紙具有的強(qiáng)度少于3％的起始強(qiáng)度，而纖維增強(qiáng)水泥保持其干燥強(qiáng)度約三分之二。表1
用作為面板材料的紙當(dāng)干燥時(shí)相當(dāng)強(qiáng)，但當(dāng)暴露于濕環(huán)境時(shí)失去幾乎所有強(qiáng)度。將抗水劑添加到紙中改良抗水性，但長期暴露于濕氣仍可能造成心芯-紙粘合強(qiáng)度及紙拉伸強(qiáng)度的降解。此最終可導(dǎo)致紙自心芯脫層，和/或心芯材料在最小彎曲、剪切火拉伸載荷下的失效。(2)面板材料的表面損傷抗性建筑材料如墻板經(jīng)常遭遇人類交通且其令人滿意的是使建筑材料的表面具有損傷抗性。纖維增強(qiáng)水泥具有表面損傷抗性而其遠(yuǎn)優(yōu)于普通紙外皮建筑材料如石膏墻板的表面損傷抗性。一個(gè)損傷抗性的測量為表面對磨損之抗性或由磨耗導(dǎo)致的材料損失，這是來自人或設(shè)備與壁表面之碰撞。纖維增強(qiáng)水泥及石膏墻板的表面損傷抗性的測量是使用ASTM D4977測試方法，在鋼刷上使用25磅的載荷校正。于50個(gè)循環(huán)之后測量磨耗深度并發(fā)現(xiàn)石膏墻板為1.75mm，相較于纖維增強(qiáng)水泥墻板的＜0.01mm。(3)面板材料的火焰及火蔓延當(dāng)設(shè)計(jì)及選擇建筑材料時(shí)另一考慮為表面材料對促進(jìn)火蔓延之抗性，以及將燃料供應(yīng)予建筑中的火。由于在紙面板中木材纖維的可燃性，紙外皮建筑產(chǎn)物的表面耐火性是不良的，相較于水泥為基礎(chǔ)的或無機(jī)為基礎(chǔ)的材料。(4)纖維氈面板當(dāng)纖維氈使用于墻板、外包物、及背板上，其通常產(chǎn)自未涂覆的或涂覆的玻璃纖維。纖維氈可為無紡織物(面紗)或編織織物(粗紋網(wǎng)眼織物)，及包含切斷或連續(xù)纖維。粗紋網(wǎng)眼織物一般較昂貴，相較于面紗，但典型地為較強(qiáng)的且更耐久的。纖維氈是更耐久的，相較于紙面板。雖然紙面板一般當(dāng)干燥時(shí)較強(qiáng)，纖維氈具有大幅較高的濕強(qiáng)度。ASTM C1154-99定義纖維氈增強(qiáng)的產(chǎn)物(FMC)為″水性水泥基質(zhì)及非石棉纖維在二維粗紋網(wǎng)眼織物上制作的薄片復(fù)合材料″(manufactured thinsection composites of hydraulic cementitious matrices and non-asbestostibers in two-dimensional scrims)。(a)無紡玻璃纖維氈面板玻璃纖維氈已用以改良石膏板產(chǎn)物的濕氣抗性及耐火性。然而，復(fù)合材料于長期暴露于濕氣之后仍易遭受劣化，這是由于石膏在水中的溶解度。此可逐步地降低心芯與氈-心芯界面的強(qiáng)度。對玻璃纖維氈面板的另一考慮在處理復(fù)合材料時(shí)使皮膚過敏。內(nèi)含此氈中的玻璃纖維的直徑典型地少于0.001英寸，且可能斷裂且包埋在外皮中，其在操作期間接觸氈片。此類包埋的小段玻璃纖維引起皮膚過敏。已提出聚合的涂層以進(jìn)一步改良紙與玻璃纖維面板兩者的抗水性。該涂層一般降低水滲入心芯材料的速率。(b)玻璃纖維粗紋網(wǎng)眼織物玻璃纖維粗紋網(wǎng)眼織物用以增強(qiáng)板產(chǎn)物如波特蘭水泥為基礎(chǔ)的陶瓷瓦背板。然而，產(chǎn)自A-玻璃(鈉鈣玻璃)或E-玻璃(硼硅酸鹽)的玻璃纖維粗紋網(wǎng)眼織物的耐久性大幅地降低，當(dāng)其使用于內(nèi)含波特蘭水泥的材料及建筑系統(tǒng)中時(shí)。在波特蘭水泥的高度堿性環(huán)境中玻璃纖維受到侵襲且失去強(qiáng)度。實(shí)際上的機(jī)制并未充分了解，但于形成堿金屬硅酸鹽凝膠時(shí)開始侵襲。玻璃纖維相對地是具反應(yīng)性的，此是由于高比表面(小直徑且高縱橫比)，且于凝膠形成中失去的結(jié)構(gòu)的質(zhì)量可迅速地降低強(qiáng)度。為克服此，玻璃纖維必需涂覆聚合材料如聚氯乙烯以防止復(fù)合材料在濕環(huán)境中降解。另一解決方案是使用產(chǎn)自耐堿玻璃(AR)纖維的玻璃纖維粗紋網(wǎng)眼織物。此類纖維包含小蘇打-石灰-二氧化硅玻璃，其含有16wt％的最少量氧化鋯。加入氧化鋯顯著的提高玻璃纖維的成本。因此使用涂覆的玻璃纖維粗紋網(wǎng)眼織物是大幅地較不昂貴，相較于使用耐堿玻璃纖維粗紋網(wǎng)眼織物。使用玻璃纖維粗紋網(wǎng)眼織物的另一考慮為板之表面將不光滑，除非將粗紋網(wǎng)眼織物完全地包埋在心芯中，或施用適合的表面涂層。(5)纖維增強(qiáng)水泥面板ASTM C1154-99定義纖維增強(qiáng)水泥(FC)產(chǎn)物為″水性水泥基質(zhì)與不連續(xù)的非石棉纖維制作的薄片復(fù)合材料″(manufactured thin sectioncomposites of hydraulic cementitious matrices and discrete non-asbestosfibers)。纖維氈增強(qiáng)的水泥產(chǎn)物(FMC)在ASTM C1154-99之中定義為″水性水泥基質(zhì)及非石棉纖維在二維粗紋網(wǎng)眼織物上制作的薄片復(fù)合材料″。
波特蘭水泥為基礎(chǔ)的，纖維增強(qiáng)水泥(FC)及纖維氈增強(qiáng)的水泥(FMC)面板已使用于復(fù)合材料，其已發(fā)展應(yīng)用于如壁板(King，美國專利No.5,002,620；Cottier等人，澳大利亞專利No.661,704)，鑲邊(Gnatowski等人，美國專利No.5,693,409)，及各種結(jié)構(gòu)的材料。兩種一般類型的這些面板被使用于1)那些在組裝復(fù)合材料之前制造的(預(yù)制造且硬化)，及2)那些形成自未硬化的材料，在原位，作為部分的連續(xù)地層化復(fù)合材料。沒有發(fā)現(xiàn)先有技術(shù)，其中連續(xù)、預(yù)成形的、未硬化的纖維增強(qiáng)水泥面板已用以在優(yōu)選實(shí)施方案中生產(chǎn)如上述的夾心復(fù)合材料。(a)預(yù)制造且硬化的纖維增強(qiáng)水泥面板預(yù)制造且硬化的纖維增強(qiáng)水泥面板是用以形成大于1-1/2″厚的現(xiàn)場澆鑄和模制的復(fù)合材料。此現(xiàn)場澆鑄復(fù)合材料，如結(jié)構(gòu)的壁、板、梁、大梁、及托梁，使用預(yù)制造、硬化片材作為剛性框架，在其中將心芯澆鑄(Jones，Jr.，美國專利No.5,473,849)。此復(fù)合材料不設(shè)計(jì)為安裝在支撐壁結(jié)構(gòu)如大部分墻板或壁外包物上，但替代為跨過地板到天花板，如隔板復(fù)合材料壁板。復(fù)合材料的成形方法相似于將水泥倒入模板片材之間，不同的是在此情況中纖維增強(qiáng)水泥面板(類似于工作隔板)是永久性的。形成該復(fù)合材料的技術(shù)需要纖維增強(qiáng)水泥外皮足夠厚使得可操作而不損害板且足夠強(qiáng)以禁得起水靜壓力而其是在鑄造心芯期間產(chǎn)生自心芯混和物的。此纖維增強(qiáng)水泥面板為≥3/16″厚以提供充分的強(qiáng)度用于復(fù)合材料加工。還優(yōu)選介于面板與心芯之間的良好的粘合，而模板是要有可以忽略的對水泥的粘合而使其可移除并再使用。一相似的方法使用模具以形成建筑板復(fù)合材料(Cottier，等人，澳大利亞專利No.661,704)。將心芯澆鑄在一硬化的纖維增強(qiáng)水泥面板片材上且然后覆蓋以頂層纖維增強(qiáng)水泥面板片。(b)共成形的纖維增強(qiáng)水泥夾心復(fù)合材料在ASTM C1154-99中用以描述不同的增強(qiáng)的復(fù)合材料建筑產(chǎn)物的三種分類為水泥粘合的顆粒板、纖維增強(qiáng)水泥及纖維氈增強(qiáng)的水泥。
未硬化水泥粘合的顆粒板與纖維氈增強(qiáng)的水泥(FMC)面板是原位成形而作為部分的復(fù)合材料，而其是由連續(xù)地沉積層制作的。外皮及心芯是在一生產(chǎn)夾心復(fù)合材料的方法中共成形。底部面板材料首先形成，接著為心芯材料，且然后是頂部面板材料。此類復(fù)合材料可連續(xù)地形成整塊而作切割且裝飾成尺寸，或個(gè)別的模制成所欲求之尺寸。心芯與外皮材料可為不同組合物的淤漿而其是作澆鑄或噴霧，或?yàn)榱畈牧隙淇杉訅阂怨探Y(jié)復(fù)合材料。
共成形夾心材料的例子敘述于美國專利No.5,693,409，Gnatowski等人。此材料是通過連續(xù)的沉積數(shù)層加工，且將面板層描述為纖維增強(qiáng)水泥。關(guān)于Gnatowski中使用的纖維增強(qiáng)水泥的描述不同于以上優(yōu)選實(shí)施方案的纖維增強(qiáng)水泥，其是相同于描述在ASTM C1154-99中的。都是記述為纖維增強(qiáng)水泥的兩材料的差異，在優(yōu)選實(shí)施方案和ASTMC1154-99中，纖維是不連續(xù)的，個(gè)別處理的纖維，而在美國專利No.5,693,409記述的補(bǔ)強(qiáng)纖維為木材纖維的屑片或股。所記述的木材股其長度大于10mm。此長度的木材股更好地描述為木材薄片而其包括天生由木素粘合的纖維。在水泥基質(zhì)中木材股或木屑更典型地記述為水泥粘合的顆粒板，其在ASTM C1154-99定義為″水性水泥基質(zhì)與纖維的木材微粒所制作的平片″(manufactured flat sheets of hydrauliccementitious matrices and fibrous wood particles)。水泥粘合的顆粒板的外部耐久性是不良的，由于木材股在本質(zhì)上脆性的水泥的基質(zhì)之中的溶脹。此溶脹可導(dǎo)致在水泥基質(zhì)之中的微裂紋，這將通過降低板的強(qiáng)度及提高板的滲透性而降低耐久性。
另一共成形的3-層復(fù)合材料的生產(chǎn)方法的例子是King在美國專利No.5,002,620中描述的。此二外層的形成是使用相對致密，纖維增強(qiáng)的水泥，且心芯的制作是用輕量的，纖維增強(qiáng)的混凝土。在此方法中，心芯混凝土密度是通過將氣泡加入心芯材料中而改變。混凝土心芯包括波特蘭水泥、適合的聚集體、纖維的增強(qiáng)材料、源自廢渣衍生的燃料的灰、膨脹的硅酸鹽、水、砂、適合的發(fā)泡劑、壓縮氣體的來源、及適合的蒸汽阻隔樹脂以用于粘合及抗?jié)?。各層的形成是通過從送料斗連續(xù)地鑄造入模具中。在面板層中的纖維材料因此呈無規(guī)取向分布而纖維沒有固定的定向在平行于各層平面的材料平面上。此復(fù)合材料層是用混凝土制作?；炷林幸话愕卦诮M合物中具有粗糙與精細(xì)的聚集體。精細(xì)的聚集體是砂而粗糙的聚集體主要保持在4.75mm(No-4)篩子之上，如在ASTM C125-96中所定義的。為了在面板層中獲得良好的拉伸強(qiáng)度，面板層的有效厚度必需顯著的大于粗糙聚集體的尺寸。d.心芯材料心芯可制作為輕量的，通過將大量體積的空孔或輕量的材料加入獨(dú)塊的水泥材料中，或通過構(gòu)造帶有限定大的空孔的開口補(bǔ)強(qiáng)架構(gòu)的心芯。大部分復(fù)合材料使用第一方法而此類心芯含有大量體積的泡沫或充分量的低密度填充劑，以產(chǎn)止相對輕量的復(fù)合材料。最普通的將大量體積的空孔加入心芯淤漿的方法，是通過將其混合以用發(fā)泡劑產(chǎn)生的泡沫。此將造成許多小空孔的無規(guī)分布。多孔的混凝土為有代表性的心芯材料，且在ASTM C125-96定義為輕量的水性水泥而其具有均勻的空孔或巢室結(jié)構(gòu)而此系獲自使用形成氣體的化學(xué)物質(zhì)或發(fā)泡劑。達(dá)成所欲求的心芯性質(zhì)所需的泡沫、填充劑，及摻加劑，可以通過有機(jī)(聚合的)或無機(jī)粘合劑粘合在一起。使用于建筑材料最普通類型粘合劑為無機(jī)的水性粘合劑。最通常且經(jīng)濟(jì)的無機(jī)水性粘合劑為石膏及波特蘭水泥。(1)結(jié)構(gòu)的開架心芯輕量的心芯的第二生產(chǎn)方法包含使用開口補(bǔ)強(qiáng)架構(gòu)。此心芯產(chǎn)自一強(qiáng)的材料，其是已成形狀的且定向的，其在結(jié)構(gòu)上補(bǔ)強(qiáng)且支撐面板材料。其目標(biāo)在于創(chuàng)造獨(dú)塊夾心復(fù)合材料的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，通過使用一開口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而其可加入大量體積的空孔空間，以降低復(fù)合材料重量。該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)包含開口蜂巢及波形板。(2)心芯組合物有代表性的用于水泥心芯淤漿的摻加劑包含粘度改進(jìn)劑、促進(jìn)劑、阻滯劑、發(fā)泡劑、分散劑、及用以改良防潮性及耐火性的添加劑。使用輕量的聚集體或填充劑，這是加上或代替發(fā)泡劑以降低心芯密度。輕量的填充劑包含膨脹的礦物如珍珠巖、蛭石、頁巖、及粘土、膨脹的聚苯乙烯球、及飄塵。防潮添加劑是個(gè)別或合并使用于石膏心芯中，其包含蠟和/或?yàn)r青的乳液、聚乙烯醇、硅氧烷乳液、及金屬皂。苯乙烯-丙烯酸膠乳等形成的膜或樹脂的涂層可用以進(jìn)一步改良防潮性及表面品質(zhì)。用以改良耐火性之添加物包含石膏、礦物纖維如玻璃及硅灰石、礦物添加劑如非膨脹的蛭石、云母、水合氧化鋁、鋁土礦、粘土、及其結(jié)合物。4.使用預(yù)形成、未硬化的纖維增強(qiáng)水泥面板制作的夾心復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)使用如記述在此的纖維增強(qiáng)水泥面板的一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)在于其提供光滑表面，相較于玻璃纖維氈作外皮的復(fù)合材料。針對外部產(chǎn)物，纖維增強(qiáng)水泥的光滑表面提供較佳表面用于涂刷，相較于木材產(chǎn)物，其中木材圍繞晶粒的收縮導(dǎo)致涂料裂開。綠色纖維增強(qiáng)水泥面板亦可作模制或成形，使用平板加壓或輥壓方法，而形成立體花紋表面以生成建筑飾面，如木紋或粉飾外觀，而供予產(chǎn)物。粗紋網(wǎng)眼織物-外皮夾心板主要是作為其它材料的基材且不提供裝飾表面。玻璃纖維氈作外皮的復(fù)合材料含有小直徑玻璃纖維而其可以引起皮膚過敏，當(dāng)于傳遞及安裝期間處理復(fù)合材料時(shí)。紙外皮石膏墻板經(jīng)常具有結(jié)構(gòu)，其壓印在紙上以作為裝飾面，但此表面結(jié)構(gòu)具有小的深度，相較于纖維增強(qiáng)水泥結(jié)構(gòu)，且不具有外部耐久性。
未圖案化的纖維增強(qiáng)水泥的表面孔隙度及表面結(jié)構(gòu)是較不顯著的，相較于玻璃纖維氈-外皮水泥板。玻璃纖維氈面板材料帶有開口編織或開口結(jié)構(gòu)而其可提供小的水進(jìn)入心芯材料的抗性。纖維增強(qiáng)水泥面板，經(jīng)由比較，可提供優(yōu)越的對水滲入心芯材料的障礙且為更連續(xù)的材料，相較于玻璃纖維氈及粗紋網(wǎng)眼織物。水對纖維增強(qiáng)水泥材料表面的透過，顯著的少于對玻璃纖維-外皮水泥板的透過。相較于玻璃纖維氈-外皮水泥板，穿過2″直徑管的水對纖維增強(qiáng)水泥的表面的4-英尺壓力頭，允許僅1/10體積的水滲入纖維增強(qiáng)水泥板的表面。
纖維增強(qiáng)水泥是不可燃的且具有非常低的火焰蔓延能力，但在防火-分類壁系統(tǒng)中不帶有等于石膏墻板的耐火性能。一般鋼框架的隔墻，或木材框架的壁，襯有5/8″厚的X型滯火石膏墻板在框架的兩側(cè)，達(dá)到一小時(shí)耐火等級，當(dāng)依據(jù)ASTM E119測試時(shí)，且安裝時(shí)分別地依據(jù)石膏協(xié)會(huì)防火設(shè)計(jì)手冊(Gypsum Association Fire Resistance DesignManual)GA FILE No.WP1200及WP3520。一相似的墻壁系統(tǒng)將纖維增強(qiáng)水泥放在一側(cè)而5/8″厚X型滯火石膏墻板在另一側(cè)上，如敘述于GA FILE No.WP1296，需要將此空心墻用礦物纖維絕緣以達(dá)成一小時(shí)耐火等級。此類型安裝因此造成較高的成本，需要額外的材料及更多時(shí)間作安裝。此絕緣壁具有優(yōu)點(diǎn)是提供一種纖維增強(qiáng)水泥表面予此壁的一側(cè)使其可用在將會(huì)有損傷的高交通區(qū)域，或作為陶瓷瓦的基材。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案敘述一優(yōu)越的產(chǎn)物其提供纖維增強(qiáng)水泥建筑板復(fù)合材料，而其可達(dá)成石膏墻板的耐火性以及纖維增強(qiáng)水泥的耐損傷性、防潮性、及耐久性。
一般而言，先有技術(shù)中夾心復(fù)合材料是利用纖維增強(qiáng)水泥外皮在輕量的心芯的兩側(cè)，其限于使用材料的厚度是可操作的可且形成復(fù)合材料。此外皮厚度是大于或等于至約3/16″，且經(jīng)硬化而提供充分強(qiáng)度以供操作且形成復(fù)合材料。此產(chǎn)物成形為厚度在1-1/2″或更高，以從地板跨至天花板作為整個(gè)護(hù)墻板或隔墻。上述優(yōu)選實(shí)施方案是改良此先有技術(shù)，因?yàn)樗褂幂^薄的纖維增強(qiáng)水泥外皮以形成夾心復(fù)合材料。可達(dá)成此目標(biāo)而無先有技術(shù)的操作問題，因?yàn)楸〉睦w維增強(qiáng)水泥外皮是以綠色片材形式形成夾心復(fù)合材料，而此綠色片材是塑性的且未硬化的。形成復(fù)合材料期間此外皮的塑性本質(zhì)提供改進(jìn)的設(shè)計(jì)靈活性，使能夠形成復(fù)合材料的平坦的表面、結(jié)構(gòu)、及異型形狀。此薄的纖維增強(qiáng)水泥外皮亦允許生產(chǎn)較輕重量及較薄的復(fù)合材料，其可以整片典型的石膏墻板及壁外包物附著在壁框架上?？蛇_(dá)成整體較輕重量復(fù)合材料，因?yàn)楦嗟卦诮o予的板厚度之中使用輕量的心芯，而這是由于使用了較薄的外皮。
因此，優(yōu)選實(shí)施方案的纖維增強(qiáng)水泥夾心復(fù)合材料提供輕量的墻板/外包物復(fù)合材料，其易于操作、打釘、刻痕-和-折斷，且其帶有纖維增強(qiáng)水泥的強(qiáng)度、耐久性，防潮性、損傷抗性、以及石膏的熱隔離及耐火性。
應(yīng)該了解本發(fā)明的特定變化及修改對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是可以預(yù)料的。本發(fā)明的范圍不受限于前述的說明或敘述，而是僅由所附加的權(quán)利要求的范圍來限定。
權(quán)利要求
1.一種建筑材料，其包括至少第一組分及提供成相鄰于該第一組分的第二組分，其中所述的第一組分作為一種預(yù)成形的、未硬化的纖維增強(qiáng)水泥提供，其中纖維增強(qiáng)水泥是以個(gè)別處理的纖維增強(qiáng)，且其中未硬化的纖維增強(qiáng)水泥是在將第一組分提供為相鄰于第二組分之后硬化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述第二組分由可硬化的材料制作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的建筑材料，其中所述第一組分與所述第二組分同時(shí)硬化。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的建筑材料，其中所述第一組分與所述第二組分依序硬化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述第一組分在將所述第一組分提供成相鄰于所述第二組分之前局部地干燥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述第二組分的密度低于纖維增強(qiáng)水泥的密度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述第二組分是纖維增強(qiáng)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述組分至少局部地包圍另一組分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的建筑材料，其中所述第一組分至少局部地包圍所述第二組分。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其進(jìn)一步包括相鄰于所述第一組分的第三組分，使得第一組分組分位于第二組分與第三組分之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述個(gè)別處理的纖維基本上是平面取向。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述個(gè)別處理的纖維基本上取向在載荷方向上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述纖維平行于第一組分的纖維增強(qiáng)水泥表面取向。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述第一組分的纖維增強(qiáng)水泥包含纖維素纖維。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述第一組分的纖維增強(qiáng)水泥包含天然的無機(jī)纖維。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述第一組分的纖維增強(qiáng)水泥包含合成纖維。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述第一組分的纖維增強(qiáng)水泥包含設(shè)計(jì)的纖維。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述第二組分為輕量的材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述第二組分為耐火材料。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述第一組分的纖維增強(qiáng)水泥是加壓的。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述第一組分的纖維增強(qiáng)水泥是未加壓的。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述第一組分的纖維增強(qiáng)水泥是可模制的。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述第一組分的纖維增強(qiáng)水泥是壓花的。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其進(jìn)一步包括在第一組分與第二組分之間的次級層，以改良其間的粘合。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料，其中所述第二組分為輕量的心芯而其具有第一側(cè)與第二側(cè)，且第一組分為在心芯的至少第一側(cè)上的預(yù)成形的纖維增強(qiáng)水泥面板。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的建筑材料，其進(jìn)一步包括在心芯的第二側(cè)上的第二面板。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的建筑材料，其中所述纖維增強(qiáng)水泥面板包裹心芯的第一側(cè)與第二側(cè)。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的建筑材料，其中所述面板的厚度小于約3/16″。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的建筑材料，其中所述第二面板產(chǎn)自選自纖維增強(qiáng)水泥、纖維氈、紙，及聚合的涂層的材料。
30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的建筑材料，其中所述心芯為水泥性的。
31.根據(jù)權(quán)利要求25所述的建筑材料，其中所述心芯是實(shí)心的。
32.根據(jù)權(quán)利要求25所述的建筑材料，其中所述心芯為開口的。
33.根據(jù)權(quán)利要求25所述的建筑材料，其中所述心芯為均質(zhì)的。
34.根據(jù)權(quán)利要求25所述的建筑材料，其中所述心芯為非均質(zhì)的。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的建筑材料，其中所述心芯具有蜂巢結(jié)構(gòu)。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的建筑材料，其中所述心芯包含大量垂直反向?qū)ΨQ的波形心芯層。
37.根據(jù)權(quán)利要求32所述的建筑材料，其中所述心芯包含水平，單一的波形層。
38.根據(jù)權(quán)利要求25所述的建筑材料，其中所述建筑材料為單一的厚板。
39.根據(jù)權(quán)利要求25所述的建筑材料，其中所述建筑材料為鑲邊板。
40.一種制造建筑材料的方法，其包括預(yù)成形預(yù)先決定尺寸及形狀的纖維增強(qiáng)水泥組分，使纖維增強(qiáng)水泥組分在塑性狀態(tài)之中并且是未硬化的；形成一個(gè)相鄰于所述纖維增強(qiáng)水泥組分的產(chǎn)自可硬化材料的第二組分；及當(dāng)所述纖維增強(qiáng)水泥組分相鄰于第二組分時(shí)，至少硬化該纖維增強(qiáng)水泥組分以形成建筑材料。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述第二組分由可硬化的材料制作。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的建筑材料，其中所述第一組分與第二組分同時(shí)硬化。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的建筑材料，其中所述第一組分與第二組分依序硬化。
44.根據(jù)權(quán)利要求40所述的建筑材料，其進(jìn)一步包括在形成第二組分之后與硬化至少纖維增強(qiáng)水泥組分之前局部地干燥纖維增強(qiáng)水泥組分。
45.前述的纖維增強(qiáng)水泥組分，其中第一組分在給出相鄰于第二組分的第一組分之前干燥。
46.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其進(jìn)一步包括在第二組分的一側(cè)上給出纖維增強(qiáng)水泥組分。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其進(jìn)一步包括給出相鄰于所述第二組分的第二側(cè)的第三組分。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中所述第三組分由纖維增強(qiáng)水泥制成。
49.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述纖維增強(qiáng)水泥組分的厚度少于約3/16″。
50.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述預(yù)成形的纖維增強(qiáng)水泥組分包括基本上沿著相同平面排列的纖維。
51.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述纖維增強(qiáng)水泥組分包含個(gè)別處理的纖維。
52.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其進(jìn)一步包括給出纖維增強(qiáng)水泥組分至少局部包圍所述第二組分。
53.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述第二成份由輕量的水泥材料制作。
54.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中第二成份由耐火材料制作。
55.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其進(jìn)一步包括當(dāng)所述組分處于未硬化，塑性狀態(tài)時(shí)將所述預(yù)成形的纖維增強(qiáng)水泥組分模制為所需形狀。
全文摘要
本發(fā)明一般是涉及一種復(fù)合建筑材料而其中包括輕量的心芯并且薄的纖維增強(qiáng)水泥面板在心芯的一側(cè)上而第二面板材料在另一側(cè)上。使用在此建筑材料至少一面上的纖維增強(qiáng)水泥面板為3/16″或更薄，更優(yōu)選在1/8″或更薄。此綠色纖維增強(qiáng)水泥面板優(yōu)選由淤漿脫水方法以形成片材，其在生產(chǎn)復(fù)合材料之前是塑性、未硬化的狀態(tài)。此復(fù)合建筑材料是在未硬化的狀態(tài)之中組裝然后硬化。
文檔編號(hào)E04C2/06GK1468341SQ01817024
公開日2004年1月14日 申請日期2001年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月10日
發(fā)明者H·D·德福特, D·J·默克萊伊, J.A.格利森, H D 德福特, 利森, 默克萊伊 申請人:詹姆斯·哈迪研究有限公司, 詹姆斯 哈迪研究有限公司