[发明专利]采用轻质耐火板的构造系统

说明书

本发明的背景

1．技术领域

本发明涉及用于建筑构造的轻质板，特别涉及那些用来构造墙壁、隔板和顶板的耐火板，涉及制造这种板的方法和采用这种板的构造方法。

2．背景技术

多年来，许多人曾尝试制造轻质刚性板以便用来构造家庭和商业建筑中的永久的或可拆卸的隔板或壁。现代的高层建筑甚至比以前更需要采用那些具有良好耐火性能的板，那些板须通过必要的耐火试验并能在楼内失火时经受得住。长期来石膏材料被用来制作耐火板。目前石膏通常这样使用，由石膏墙板块制成干壁，紧固在由木料或金属件制成的支承骨架结构或框架上。石膏墙板一般具有一个石膏芯部，其外表面上有一层较厚的牛皮纸。着火时该纸可在有限时间内支持燃烧，但石膏芯能耐火并释出其水合物，因此具有一个相当长的可预计的烧透时间，在该时间内可以阻止火焰通过。

曾经尝试制造过复合板，该板有一耐火材料的芯部，在其两个表面上都敷有一层极薄的石膏。这种复合板之一在1975,09,23颁布的Roberts的美国专利3,908,062中有说明。该复合板包括一个粘结的矿物纤维材料的刚性芯部，在其两个表面上都敷有一层极薄的石膏材料。石膏层最好不超过约1/8英寸(3mm)厚，完整的复合板一般具有通常石膏干壁板的厚度。

各种其他型式的复合或夹层构造曾被尝试用于建筑构造，例如1985,12,31颁布的Harvey等人的美国专利4,562,109曾说明一种砌筑结构用的抗裂涂层，该涂层具有树脂粘结剂和玻璃珠的可勾缝的混合物。为此目的使用的玻璃珠的平均直径约为4毫米。在含有玻璃珠的裂纹吸收层的上面涂敷一层传统的涂层。

1957,09,17颁布的美国专利2,806,509曾说明叠合夹层板的制造，其中涂有热增粘树脂的空心珠和粉末金属被放置在两层外皮之间，然后被加热和加压以便将珠压实并使树脂成为胶体。以这种方式生产出来的板，其密度约为0.4到1.2克每立方厘米(25到75磅每立方英尺)。

本发明的目的是要开发一种采用具有相当厚度的轻质板的构造系统，该板能够具有一个完整壁或隔板的结构，这样便可省略由木料或金属件制成的任何支承的骨架结构或框架。换句话说，该板能够成为一个完整的壁或隔板。

本发明的说明

本发明涉及一种耐火的构造系统，该系统包括构成结构墙、顶板或隔板的轻质刚性板和用来连接这些刚性板以便形成结构的连接件。每一刚性板具有相对于厚度来说为较大的长度和宽度，并且是由微小的陶瓷或玻璃的空心微球粒构成，微球粒的颗粒大小小于约2毫米，密度小于约0.75克/厘米³。这些微球粒通过可沉积的粘结剂材料被粘结在一起形成刚性板，每一板还具有多个在其内制出的、等距间隔的、沿着板的全长延伸的孔。每一连接器件具有L形件和从L形件的每一臂上垂直地伸出的管状套筒，这些套筒可密配合在刚性板的孔内。

粘结微球粒的芯部的厚度可在很大的范围内变化，一般是在约5到15厘米的范围内变化。在每一板上的等距孔最好是圆柱形的，并且在一板内这些孔的横截面面积最好至少为该板的总横截面积的25％。最好在每一孔的周边与该板的外表面之间具有至少约为2厘米的刚性板材料。该板可被制成许多种的便于使用的侧面尺寸，例如120厘米等。

按照本发明的构造板能令人惊奇地既轻又坚硬。芯部密度可在相当大的范围内变化，例如在0.16到0.4克/厘米³(10-25磅/立方英尺)的范围内变化，取决于所用粘结剂材料的数量和微球粒的壁厚。微球粒的密度最好在约0.15到0.6克/厘米³的范围内，直径最好在约10到200微米的范围内。微球粒的壁厚可很广泛地在约0.5到2.0微米的范围内变化，取决于该板所需的抗压强度。微球粒的抗压强度在约1725到69,000千帕(250到10,000磅/方英尺)的范围内。

本发明的轻质刚性板可用作结构中的结构墙、顶板或隔板。板的密度可随结构要求而变。较强的板必然比较弱的板具有较高的密度。例如用作隔板的板一般具有约为0.24克/厘米³的密度，而用来构成结构墙或顶板的板的密度可达0.4克/厘米³。这些变化是根据所用微球粒的密度以及所需可沉积粘结剂(settleable binder)材料的种类和数量得出的。

特别是对于按照本发明用作顶板结构的板，最好在板内包括增强钢筋，这些增强筋可间隔约从12毫米，取决于顶板的实际跨度和顶板所要承载的活动载荷。