耐用建筑制品以及制作该制品的方法技术

提供一种耐用的、可受钉的、轻质的且防火的纤维增强水泥制品，该制品可作为传统建筑材料的成本有效替代品。该纤维增强水泥制品可被描绘为类似屋顶制品，例如木板瓦或石板瓦。该纤维增强水泥制品引入疏水物和增粘剂，每种都被选用于控制胶凝材料的水合作用速率。该纤维增强水泥制品耐用，适于步行，以及可受钉，在安装期间不破裂，并且在曝露使用后保持可步行性。

【技术实现步骤摘要】

在一个实施方案中，本专利技术涉及纤维增强水泥制品，更 具体地，涉及一种轻质、耐用且可受钉的纤维增强水泥制品，该纤维 增强水泥制品可以被方便安装为屋面瓦。 相关技术描述天然的屋面材料例如石板瓦和木板瓦是两种目前世界范 围使用较为普遍的屋面制品(roofing article)。然而，这两种制品存在 缺点。石板瓦屋面材料在开采、成形和安装上很昂贵。木板瓦，典型 地由防蛀杉木制成，由于它们的美观和安装方便而受到欢迎，但是高 品质杉木的少量供应及新的建筑法规限制正在推动具有木板瓦外观的 替代材料的需求。因此，混凝土屋面制品，例如纤维增强水泥屋面瓦，已 经被发展成为木板瓦和石板瓦的替代品。然而，传统的纤维增强水泥 板屋面材料所具有的高密度使得它们非常难于打钉。因此，它们典型 地被制造为带有预钻孔的钉孔。然而，预钻孔钉孔的缺点在于，如果 预钻钉孔没有与屋面盖板上的锚固点排成行，则屋面安装人员几乎没 有灵活性，尤其是所谓的跳跃式覆盖物(skip-sheathing)，其中覆盖 板材被隔开的方式使得它们将不会和预钻孔对齐。为解决这个缺点， 屋面安装人员通常用额外的覆盖板，填充跳跃式覆盖屋面的间隔，这 进一步增加了屋顶重量而且延长了安装时间。当压力和拉力作用到瓦上时，目前现有的水泥复合材料 和混凝土屋面瓦也容易破裂和破损。这些混凝土和水泥屋面材料，尤 其是轻质瓦，天生易碎，而且当行走在上面时易于裂开和破损。 一些 水泥复合屋面材料在安装过程中可以具有足够的初始韧性以抵抗破4裂，但是随着使用年限总是会变脆，并变得不能行走。为了解决这个难题，许多制造商目前推荐使用步行衬垫(walking pad),步行板材， 或在屋面材料下面应用聚氨酯泡沫，帮助分配那些由于维修目的需要 穿过屋顶的人员的重量。然而，这些额外的保护不方便而且实施起来 成本昂贵。此外，传统的混凝土或水泥复合材料屋面瓦使得在戗脊 (hip)或屋脊(ridge)区域上的覆盖物的安装尤其困难。屋顶一般是 按照当地的建筑实践以不同的斜度(pitch)制成。为了覆盖戗脊或屋脊 区域，硬质混凝土瓦必须要被形成为几种不同的角形，而且为了配合 多种屋顶风格，制造商必须要备有多种角形。其它的水泥复合材料屋 面瓦需要认真而且耗时的定位和打钉，目的是保证戗脊和屋脊区域被 合适地覆盖。屋面覆盖层，尤其是石板瓦、木板瓦或瓦片，典型地从 屋顶线的底边向最高处或屋脊以搭接的方式进行安装。如果屋顶覆盖 物的底排没有搭接任何物体，它将以不同于其上搭接件角度的角度平 放在屋顶板上。这不仅在美观上不能令人接受，而且是拙劣的建筑实 践，因为搭接件不被第一排的物件支撑，并且易于破裂。为克服这一 缺陷，对屋面安装者而言，传统的实践是取一块石板瓦、木板瓦或瓦 片，从中间切开，形成垫瓦条或屋檐铺底层。垫瓦条被放在每个底排 瓦的下面，使得底排与屋面板取向一个角度，该角度近似等于搭接件 的角度。尽管该操作从美观和性能观点上是合理的，但是它浪费材料 而且耗时。根据上面所述，因此期望提供一种轻质的、中密度到低 密度纤维增强水泥材料，该材料可以钉上钉子而不开裂，曝露使用之 后保持其初始韧性和可步行性，冻/融曝露之后保持其弯曲或拉伸强度， 并且在风扬试验中(wind-uplifttest)表现良好。此外，也期望提供一种 轻质的、耐用的、可钉钉子的屋面制品，该屋面制品类似天然的木板 瓦、石板瓦或其它传统的屋面材料。而且期望提供可用作戗脊或屋脊 覆盖物或垫瓦条的纤维增强水泥屋面制品。克服或改进现有技术的至少一种缺点，或提供有用的替 代物是本专利技术的目的。专利技术概述 —方面，本专利技术优选的实施方案提供了生产水泥复合材 料屋面制品的配方。该配方包括水硬性胶凝材料，集料，低密度添加剂，纤维(fibers),疏水物，其中这些组分被选来制备水泥复合材料屋 面制品，该制品的断裂模量(MoR)与弹性模量(MoE)之比为约1.2 MPa/Gpa或更大，其密度为大约1.6 g/cm3或更小，而且该屋面制品可 钉，并基本上抵抗应力诱导破裂。在一个实施方案中，该配方进一步 包括粘度增强剂。在另一个实施方案中，该配方进一步包括填料和颜 料。优选地，纤维选自纤维素纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚烯烃 纤维、尼龙纤维和它们的组合。优选地，疏水物选自硬脂酸盐、硅氧 垸、石蜡、沥青及它们的组合。 另一个方面，本专利技术优选的实施方案包括一种水泥复合 材料屋面制品，其断裂模量(MoR)与弹性模量(MoE)之比为大约1.2 MPa/Gpa或更大，密度为大约1.6 g/cm3或更小，并且可以钉钉子而不 引发应力诱导破裂。在一个实施方案中，屋面制品为屋面瓦。在另一 个实施方案中，屋面制品被构造成类似木板瓦或石板瓦。在另一个实 施方案中，屋面瓦具有大约5/16到5/8英寸之间的厚度，和大约35:1 的长宽比。在另一个实施方案中，屋面制品进一步包括至少一个加固 层(reinforcement layer),其被放置在承受应力的屋面制品上区域中， 例如适合接收紧固件的区域。优选地，加固层选自纤维网(fibermesh)、 织物(fabric)、薄膜及它们的组合。加固层被嵌入屋面制品中，或连接 到屋面制品的较低表面。 在另一方面，本专利技术优选的实施方案包括水泥复合材料 屋面制品，其被设计用于覆盖屋顶的戗脊或屋脊区域。该屋面制品包 括第一部分，该第一部分包括可钉且基本抗裂的胶结材料；第二部分， 该第二部分包括可钉且基本抗裂的胶结材料。优选地，第一和第二部 分通过连接部件被铰接地相互联接起来，使得至少一部分可以围绕由 连接件所限定的中心轴旋转。在一个实施方案中，连接部件包括柔韧 的加固材料，例如纤维网。优选地，连接部件被连接到这两个部分中每一个的底面。在一个实施方案中，屋面制品的两部分之间的角度可以在大约30到180度之间进行调整。附图简述附图说明图1A和1B是本专利技术的水泥复合材料屋面制品的不同实 施方案的示意图。图2提供了制造本专利技术优选实施方案的水泥复合材料屋 面制品的方法的流程图。图3图解了依照几种不同配方制造的水泥复合材料屋面 制品的吸水率比较，包括本专利技术优选实施方案的配方。图4图解了优选实施方案的水泥复合材料屋面制品的冻/ 融性能与传统的高密度石板和木板屋面瓦的冻/融性能之比较。 图5是本专利技术优选实施方案的水泥复合材料屋面制品的 底面示意图。 图6图解了被装配用于覆盖屋顶戗脊或屋脊区域的优选 实施方案的水泥复合材料屋面制品的剖视图(铰接的戗脊或屋脊节间 的剖视图)。优选实施方案详述 参考附图，在此同样的数字始终代表同样的部分。本发 明一些优选的实施方案提供了新型配方，该新型配方用于形成具有改 进的挠曲或拉伸强度的水泥复合材料建筑制品。在一个实施方案中， 该配方通常包括水硬性胶凝材料，集料，低密度添加剂，纤维(fibers)， 水和优选可以被热激活的疏水添加剂。在另一个实施方案中，配方进 一步包括粘度增强剂，颜料和矿物填料。在一些实施方案中，按照优 选的配方所形成的水泥混合物被制成可成形的水泥浆体，被成形成建 筑制品，然后在高温和高湿度下进行固化。优选地，按照其中的水泥 被部分水合和硬化，密度小于大约1.6g/cm3，优选小于大约l.2 g/cm3 的方式来固化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥复合材料屋面制品，其具有１．２ＭＰａ／ＧＰａ或更大的断裂模量与弹性模量之比，和１．６ｇ／ｃｍ↑［３］或更小的密度，而且可钉而不发生应力诱导破裂，其中所述水泥复合材料屋面制品包括部分水合的胶凝材料。

【技术特征摘要】
US 2003-6-20 60/480,3041. 一种水泥复合材料屋面制品，其具有1.2MPa/GPa或更大的断裂模量与弹性模量之比，和1.6g/cm3或更小的密度，而且可钉而不发生应力诱导破裂，其中所述水泥复合材料屋面制品包括部分水合的胶凝材料。2. 权利要求l所述的屋面制品，其中所述屋面制品为屋面瓦。3. 权利要求1所述的屋面制品，其中所述屋面制品被构型为类似木板瓦。4. 权利要求1所述的屋面制品，其中所述屋面制品被构型为类似石板瓦。5. 权利要求2所述的屋面制品，其中所述屋面瓦具有范围在5/16到5/8英寸之间的厚度，和35比1的长宽比。6. 权利要求1所述的屋面制品，进一步包括至少一层加固层，所述加固层被放在屋面制品上暴露给应力的区域中。7. 权利要求6所述的屋面制品，其中所述加固层选自纤维网，织物，薄膜，及它们的组...

【专利技术属性】
技术研发人员：B斯隆，C江，G布伦顿，H王，I欣察克，M库曾格，P帕格尼斯，
申请(专利权)人：詹姆斯哈迪国际财金公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]