专利名称：混凝土墙构件模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及混凝土构件，尤其是，本发明涉及一种预制的混凝土构件模块，该混凝土构件模块能够与其他相同的模块象砖墙一样组装起来以形成将混凝土浇注其中的模块。一旦这些模块组装起来并用混凝土浇注后，它们将留在适当的位置上从而在混凝土墙的两侧为混凝土墙提供面板。
背景技术：
本发明者申请的美国专利No.4,888,931中公开了一种用于浇注混凝土墙的绝热构件，其用通过连杆相互平行相连的泡沫面板制成。一旦组装起来，面板就限定了能够将混凝土浇注其中的混凝土构件。美国专利No.4,604,843还公开了一种用于浇注混凝土墙的构件，其由泡沫材料绝热板制成并由金属芯增强。利用梯子状的水平元件能够将这些绝热板相互平行地连接起来。
在上述两个例子中构件必须预先组装，因此既需要时间又需要手工技巧。本发明者申请的美国专利No.4,888,931中公开了一种用于浇注混凝土墙的绝热构件，其用通过连杆相互平行相连的泡沫面板制成。一旦组装起来，面板就限定了能够将混凝土浇注其中的混凝土构件。美国专利No.4,604,843还公开了一种用于浇注混凝土墙的构件，其由泡沫材料绝热板制成并由金属芯增强。利用梯子状的水平元件能够将这些绝热板相互平行地连接起来。
在上述两个例子中构件必须预先组装，因此既需要时间又需要手工技巧。
美国专利No.4,516,372中公开了一种由模块制成的混凝土构件，每个模块都包括两个隔开的平行面板，面板最好是用绝热的泡沫材料制成。每个模块还包括在面板外表面上延伸的支撑板。这些支撑板利用延伸过面板的连杆彼此相连。该专利没有公开或建议镶到面板里面的增强芯或格栅。该专利也没有公开或建议诸如圆杆或格栅的混凝土增强结构是每个模块的一部分并永久定位在模块的面板之间以便与混凝土成为一体从而在浇注时增强混凝土。
考虑到上述原因，很明显需要整体的预制构件模块，该整体预制构件模块能够与其他类似的模块快速容易地组装起来以便形成钢筋混凝土墙构件。本发明的目的就在于满足上述需求及其他需求，这些其他需求对于本领域内的普通技术人员而言在阅读了下面说明的基础上是显而易见的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种整体的预制构件模块，其能够与其他类似的模块容易地组装起来以形成钢筋混凝土墙构件。
本发明模块包括增强结构，一对相对的面板，该对面板构成隔开的纵向侧壁，及桥接装置，该桥接装置用于当模块组装起来构成墙壁时在该模块和与其相邻的其他类似模块之间提供稳定性。
增强结构至少包括三个最好包括四个垂直延伸的平行金属格栅。这些格栅彼此隔开且其中两个格栅在外部延伸，其他的每个格栅在外部延伸的格栅之间内部延伸。多个横向延伸到格栅的连杆彼此刚性相连并且都与格栅连接从而形成整体结构。
面板在并行的垂直平面内延伸。每个面板都包含有两个外部延伸格栅中的一个格栅并形成纵向侧壁。因此面板被隔开并且平行地相互面对。
桥接装置与增强结构合为一体并向上伸到面板上面以便与叠加在模块上面的其他类似模块的增强结构相结合。
在优选实施例中，桥接装置包括至少与一个内部延伸格栅刚性相连的臂部，其用于当模块组装起来构成墙壁时在模块之间提供水平和垂直方向的稳定性。臂部限定了一个U形槽，该槽的尺寸和位置使其能以紧配合的方式至少与垂直叠加的类似模块的一个内部延伸格栅相接合。在另一个优选实施例中，臂部与增强结构成为一体。尤其是，桥接装置包括一对内部延伸格栅，它们向上伸到面板上面且与臂部合为一体。
如上所述，构件模块最好包括两个内部延伸格栅及桥接装置包括连接格栅，该连接格栅与两个内部延伸格栅中的每一个都刚性相连。连接格栅与臂部合为一体并且向上伸到面板上面以便限定U形槽，该U形槽的尺寸和位置使其能以紧配合的方式与垂直叠加的类似模块的内部延伸格栅相接合。
在本发明的另一个实施例中，混凝土墙构件模块还包括连接装置，该连接装置与增强结构刚性连接并且从面板水平伸离。连接装置与相邻类似模块的增强结构相结合并且当模块组装起来构成墙壁时在模块之间提供额外的稳定性。
本发明的另一个目的在于提供具有高绝热能力的构件模块。根据本发明，这个目的是利用上述模块实现的，其中至少一块面板最好两个面板是用聚氨酯或聚苯乙烯等具有高绝热能力的低密度塑料泡沫材料制成。
因此，本发明预制构件模块可以与其他类似模块快速容易地组装起来以便形成钢筋混凝土墙构件。一旦组装起来并用混凝土浇注后，模块被留在适当的位置上由此在混凝土墙的两侧为混凝土墙提供面板。由于面板优选是用绝热材料制成的，因此得到的混凝土墙其内侧和外侧都是绝热的。
参考附图，通过阅读下面几个优选实施例非限制性的说明本发明的其他目的和特征将会变得更加明显。
图1A为根据本发明第一优选实施例的构件模块的透视图，该模块包括具有两个平行的内部延伸格栅的增强结构；图1B为图1A所示模块的主视图；图1C为图1A所示模块的俯视图；图1D为图1A所示模块沿图1B中的线1D～1D的侧面剖视图；图2为由图1A～1D所示模块组装起来形成构件墙的主视图；图3为根据本发明另一实施例的模块的侧视图，其中构成模块的两个面板中的一块面板是用绝热材料制成的而另一块面板是用复合材料制成的；图4A和4B为用于本发明模块中的增强结构的两个不同实施例的侧视图；图4C为可以用于制造图4B所示增强结构的不同尺寸连杆的视图；图5C为根据本发明另一实施例的模块的侧视图，该模块包括仅具有一个内部延伸格栅的增强结构；图6A，6B和6C为能够用于本发明模块的可选固定板的三个不同实施例的侧面剖视图；图7为根据本发明另一实施例的模块的侧面剖视图，该模块包括与增强结构成一体的桥接装置。
具体实施例方式
图1A，1B，1C和1D所示为根据本发明第一优选实施例的模块1。从图中可以看出，模块1是预制的并包括a)增强结构11；b)一对相对的平板13，13’，它们构成隔开的纵向侧壁；及c)桥接装置21，其用于当模块组装起来构成墙壁时在模块1和相邻的类似或相同模块之间提供稳定性。
在此使用词语“类似或相同模块”的目的是为了明确相邻模块在形状和尺寸上可以完全相同但不是必须相同。在任何情况下，它们的宽度都应相同但是它们的长度和高度可根据需要改变。
增强结构11包括四排并行垂直延伸的金属格栅17和17’。格栅17和17’相互隔开。其中两个格栅，即标号17所示的格栅在外部延伸，而标号17’所示的两个格栅在外部延伸格栅17之间内部延伸。多个连杆19横向延伸到格栅17和17’并且彼此刚性连接同时都与格栅17和17’连接，由此形成整体结构。如图所示，格栅17和17’最好长度相同并且成对地水平偏移。
面板13和13’在并行的垂直平面内延伸，每个面板13和13’包含两个外部延伸格栅17中的一个。面板13和13’中的每一个都形成一个纵向侧壁。这样形成的侧壁隔开并且平行地相互面对。在模块1的制造中，面板13和13’被浇铸到两个外部延伸格栅17上，格栅17为增强结构11的一部分。内部延伸的格栅17’距最近面板的距离最好为5/8～3/4英寸，该内部延伸格栅17’具有强化混凝土墙的功能。
优选的是，每个面板的长度大约为4～10英尺，高度大约为1～10英尺。更佳的是面板的长度为8英尺，高度为2英尺。面板13和13’最好相互水平偏移。因此，当两个类似模块首尾相连组装成一条直线时不会出现面层接缝。另外，具有偏移面板的模块相互垂直对齐以便形成角部。
为了提供具有高绝热能力的构件模块，面板13和13’最好用具有高绝热能力的低密度塑料泡沫材料制成，如聚氨酯和聚苯乙烯。这种泡沫面板的厚度可以大约为1～4英寸。更佳的是，每个面板的厚度大约为11/2英寸。
在图1A～1D所示的实施例中，外部延伸格栅完全包含在面板13和13’内，由此在面板13和13’内形成芯体。这样的隔离芯使得通过金属增强结构从模块外侧到其相对内侧的热传导减到最小。然而，面板13和13’也可以这样浇铸，即一个或两个外部延伸格栅17从相应面板的外表面部分或完全伸出，由此给面板提供粗糙的外表面。
尤其是参考图1D，每个面板13和13’都包括上边缘31和下边缘33。优选的是，其中一个边缘包括纵向的舌状体35而另一相对的边缘包括纵向的凹槽37。在图1C所示的实施例中，纵向舌状体35位于上边缘31上而纵向凹槽37位于下边缘33内。舌状体35和凹槽37的尺寸使它们能分别与叠加在所示模块上的相同或类似模块的凹槽和舌状体相接合以形成连接。图7所示为本发明另一优选实施例，其中每个上边缘31和下边缘33都包括纵向的舌状体和凹槽37。就图1C而言，图7所示舌状体35和凹槽37的尺寸和形状使它们能分别与叠加在所示模块上的相同或类似模块的凹槽37和舌状体35相接合以形成连接。
桥接装置21是模块1的基本部分，如图1A和1D所示。桥接装置21与增强结构11相连并向上伸到面板13和13’上面。在图示的优选实施例中，桥接装置21包括与内部延伸格栅17’刚性连接的臂部23。臂部23可以简单地由垂直延伸的圆杆构成。如图1D所示，臂部23限定了U形槽，该U形槽的尺寸和位置能使其以紧配合的方式与垂直叠加的类似模块(未显示)的至少一个内部延伸格栅的一部分相接合。因此当模块组装起来构成墙壁时桥接装置21能够在模块之间提供水平和垂直方向的稳定性。
如图1A和1D所示，当构件模块1包括两个内部延伸格栅17’时，桥接装置最好包括连接格栅，该连接格栅与两个内部延伸格栅中的每一个都刚性连接。连接格栅是由平行的水平排25和垂直排27金属丝或圆杆制成的，所有的金属丝或圆杆都焊接在一起。连接格栅与臂部23合为一体并向上伸到面板13和13’上面从而限定U形槽，该U形槽的尺寸和位置能使其以紧配合的方式与垂直叠加的类似模块(未显示)的内部延伸格栅相接合。
根据本发明另一优选实施例的桥接装置21如图7所示。在该实施例中，臂部23与增强结构11为一个整体。尤其是，一对内部延伸格栅17’向上延伸并伸到面板13和13’上面以形成臂部23。内部延伸格栅17’内的折弯24使得臂部23之间的距离能够减少并由此将臂部23定位以便它们能够如上所述以紧配合的方式至少与垂直叠加的类似模块(未显示)的一个内部延伸格栅相接合。
尽管没有示出，桥接装置也可以由H形的金属结构构成，该金属结构设计成能以紧配合的方式与模块的至少一个内部延伸格栅17’的一部分以及与垂直叠加模块的至少一个内部延伸格栅的一部分相接合。该H形结构将在叠加类似模块之前插入模块的顶部并且一旦模块组装起来其将与增强结构11内合为一体。
尽管没有示出，本领域的技术人员将很容易想象到模块还包括连接装置，该连接装置与增强结构刚性连接并水平伸离面板。该连接装置可以与桥接装置类似并且将与相邻的类似模块结合由此当模块组装起来构成墙壁时在模块之间提供附加的稳定性。
如图2所示，根据本发明的多个模块1可以组装起来以构成墙壁2。图示的墙壁2包括四排水平对齐并且垂直叠加的模块1。在使用中，建造包括相互叠加在一起等于四层建筑物高的本发明模块的墙壁没有任何问题。很明显，本领域的技术人员将会很容易地理解根据模块增强结构的强度通过变型(例如增加格栅或圆杆的直径和数量)可以建造多于四层的建筑物。为了提供更强的墙壁2，叠加的模块1最好相互偏移以便不会出现垂直的接缝3。
图3所示为本发明另一实施例的模块1，其中一块面板13用复合材料制成，而另一块面板13’是用绝热泡沫材料制成的。复合材料包括PVC(聚氯乙烯)，混凝土或聚合物。实际上，任何可浇铸的材料都可以使用。其中仅有一块面板是用复合材料制成或两个面板13和13’都是用复合材料制成的模块比用泡沫材料制成的模块更重和更有抵抗性。这些具有复合材料部分的模块例如可以用来建造建筑物的内部墙壁。复合材料的厚度可以大约为1/2英寸到大约2英寸，这依赖于所用复合材料的类型。
图4A到图4C给出了有关增强结构11更详细的细节。如图4A所示，格栅17和17’是根据正常工序通过将多个平行的水平排41和垂直排43金属丝焊接在一起制成的。尽管没有示出，格栅17和17’也可以为皱的或波形的。如前所述，多个连杆19横向延伸在格栅17和17’之间并且与它们焊接在一起以便形成刚性的整体结构。
图4B所示为增强结构11的另一实施例，其中增强结构11包括预先成形的连杆19’。如图4C所示，这些预先成形的连杆19包括中心区域W，该中心区域W的长度依赖于所需模块的宽度。如图4B所示，中心区域W的长度比伸展在内部延伸格栅17’之间的自由间距F稍短。使用图4C所示连杆19’优点是能容易和快速地制造不同宽度模块的增强结构。
尽管在以前所示的实施例中增强结构11包括四个平行延伸的格栅17和17’，但是模块1可以设置多于四个的格栅或仅设置三个格栅，如图5所示。在图示的实施例中，仅有一个格栅17’内部延伸在面板13和13’之间。在该图中，由于外部延伸格栅17包含在面板13和13’内因此没有示出。
同上面的实施例一样，图5所示的实施例也包括桥接装置21，该桥接装置与增强结构11刚性连接并向上伸到面板13和13’的上面。在该优选实施例中，桥接装置21包括与内部延伸格栅17’刚性相连的臂部23。臂部23可以为垂直延伸的圆杆。然而，它们最好是连接格栅的一部分，该连接格栅由焊接在一起的多个平行的水平25排和垂直27排金属丝制成。臂部23通过上部连杆19限定了U形凹槽，其尺寸和位置使其能以紧配合的方式与叠加在图示模块上的类似模块的内部延伸格栅的一部分相结合。因此桥接装置21在模块组装起来构成墙壁时能在模块之间提供了水平和垂直方向的稳定性。
由于外部元件不是稳固地固定到泡沫面板上，同时当混凝土浇注到面板之间硬化后它们也不容易同混凝土固定，因此给本发明构件模块至少设置一个与模块成一体的固定板是有益的。这样的固定板将提供一个支撑件，外部元件可以容易和刚性地固定到该支撑件上。
图6A为固定板的第一个实施例。平板由木料61或复合材料(如塑料)制成，木料61或复合材料插入一个内部延伸格栅17与两个面板13和13中的一块面板之间。当然，平板必须插入在模块1的范围内，在混凝土浇注到模块内之前，当元件固定后其与侧壁相邻。
图6B为固定板的第二实施例。在该实施例中，平板由L形金属片71构成。如图所示，金属片71具有水平纵向部分73和提供支撑件的正交垂直部分75，外部元件可以固定到该支撑件上。通过在混凝土浇注到模块内之前将其水平部分73推入面板13和13’中的一块面板内可以将金属片71固定到模块上。如透视图所示，金属片71的水平部分73最好为三角形并且具有多个固定齿。
图6C为固定板的第三实施例。如放大视图所示，平板由L形薄片81构成，薄片81具有水平纵向部分83，该部分固定到面板13和13’中的一块面板的上边缘31上面，并且其形状使其能配合到上边缘31上。薄片81还具有提供支撑件的正交垂直部分85，外部元件可以固定到该支撑件上。薄片81可以固定到上边缘31的上面因此正交垂直部分85位于面板13’的外侧或内侧。
优选的是，薄片81固定到面板13’的外侧且薄片81的水平部分83还包括位于模块1内的U形边缘87。如图6C所示，边缘87具有第一垂直段，该段以紧配合的方式与面板13’的内部部分相结合。边缘87还具有水平段和第二垂直段，第二垂直段提供了锚形装置，一旦混凝土浇注到模块内该锚形装置将与模块1成为一体。
当然，对于上述实施例可以作出许多的变型和改进。这些变型和改进都在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种用于建造混凝土墙的构件模块，其特征在于该构件模块包括增强结构(11)，该增强结构包括至少三个垂直延伸的平行金属格栅(17，17’)，所述格栅(17，17’)彼此相互隔开并且其中两个格栅(17)在外部延伸，其他的每个格栅(17’)在外部延伸的格栅(17)之间内部延伸；及多个横向延伸到所述格栅(17，17’)的连杆(19)；所述格栅(17，17’)和所述连杆(19)彼此刚性连接并且完全形成一个整体结构；一对相对的面板(13，13’)，它们在并行的垂直平面内延伸，所述相对面板中的每个面板包含两个外部延伸格栅(17)中的一个格栅并构成纵向侧壁，所述侧壁彼此隔开且平行面对；桥接装置(21)，其与增强结构(11)合为一体并向上伸到所述面板(13，13’)上面，所述桥接装置(21)与叠加在所述模块(1)上的类似模块的增强结构相结合用于当模块组装起来构成墙壁时在所述模块之间提供稳定性。
2.如权利要求1所述的构件模块(1)，其特征在于所述桥接装置(21)包括与至少一个内部延伸格栅(17’)刚性相连的臂部(23)，所述臂部(23)限定了一个U形槽，该槽的尺寸和位置使其能以紧配合的方式至少与垂直叠加在模块(1)上的类似模块的一个内部延伸格栅相接合，由此当模块组装起来形成墙壁(2)时在所述模块(1)之间提供水平和垂直方向的稳定性。
3.如权利要求2所述的构件模块(1)，其特征在于该构件模块包括两个内部延伸格栅(17’)及其中所述桥接装置(21)包括与每个所述内部延伸格栅刚性相连的连接格栅，所述连接格栅与臂部(23)合为一体并且向上伸到所述面板(13，13’)上面从而限定了U形槽，该U形槽的尺寸和位置使其能以紧配合的方式与垂直叠加在所述模块(1)上的类似模块的内部延伸格栅(17’)相接合。
4.如权利要求1所述的构件模块(1)，其特征在于该构件模块包括两个内部延伸格栅(17’)，该内部延伸格栅向上伸到面板(13，13’)上面，及其中桥接装置(21)包括与增强结构(11)成一个整体的臂部(23)，所述臂部(23)通过所述两个内部延伸格栅(17’)合为一体并且限定了U形槽，该U形槽的尺寸和位置使其能以紧配合的方式与垂直叠加在所述模块(1)上的类似模块的至少一个内部延伸格栅(17’)相接合，由此当模块组装起来形成墙壁(2)时在所述模块(1)之间提供水平和垂直方向的稳定性。
5.如权利要求1至4中任一项所述的构件模块(1)，其特征在于该构件模块还包括与所述增强结构(11)刚性相连的连接装置，所述连接装置水平伸离面板(13，13’)并且与相邻类似模块的增强结构相结合用于当模块组装起来形成墙壁(2)时在所述模块之间提供稳定性。
6.如权利要求1至4中任一项所述的构件模块(1)，其特征在于所述面板(13，13’)具有相同的长度并且相互水平偏移。
7.如权利要求1至6中任一项所述的构件模块(1)，其特征在于该构件模块包括两个所述内部延伸格栅(17’)，所述内部延伸格栅(17’)具有相同的长度并且相互水平偏移。
8.如权利要求1至7中任一项所述的构件模块(1)，其特征在于所述每个面板(13，13’)都包括上边缘(31)和下边缘(33)，这些边缘中的一个边缘包括纵向的舌状体(35)而另一边缘包括纵向的凹槽(37)，所述舌状体(35)和凹槽(37)的尺寸使它们能分别与叠加在所述模块(1)上的类似模块的凹槽和舌状体相接合以形成连接。
9.如权利要求1至8中任一项所述的构件模块(1)，其特征在于所述格栅(17，17’)中至少一个是皱的或波形的。
10.如权利要求1至9中任一项所述的构件模块(1)，其特征在于所述外部延伸格栅(17)包含在所述面板(13，13’)内，从而在所述面板(13，13’)内构成芯体。
11.如权利要求1至10中任一项所述的构件模块(1)，其特征在于至少一个所述面板(13，13’)是用绝热材料制成的。
12.如权利要求11所述的构件模块(1)，其特征在于所述面板(13，13’)都是用绝热材料制成的。
13.如权利要求1至10中任一项所述的构件模块(1)，其特征在于至少一个所述面板(13，13’)是用复合材料制成的。
14.如权利要求1至13中任一项所述的构件模块(1)，其特征在于该模块至少还包括一个在混凝土墙(2)建成后与模块(1)成一个整体的固定板，所述至少一个固定板提供一个支撑件，其中外部元件可以固定到该支撑件上。
15.如权利要求14所述的构件模块(1)，其特征在于所述固定板包括木料(61)或复合材料，所述木料(61)或复合材料插入内部延伸格栅(17’)与两个面板(13，13’)中的一块面板之间。
16.如权利要求14所述的构件模块(1)，其特征在于所述固定板包括L形金属片(71)，所述金属片(71)具有水平纵向部分(73)和提供支撑件的正交垂直部分(75)，其中外部元件可以固定到该支撑件上，所述水平部分(73)被推入其中一块面板(13，13’)内。
17.如权利要求16所述的构件模块(1)，其特征在于所述水平部分(73)为三角形并具有多个固定齿。
18.如权利要求14所述的构件模块(1)，其特征在于所述固定板(61)包括L形薄片(81)，所述薄片(81)包括水平纵向部分(83)，该水平部分固定到其中一块面板(13，13’)的上边缘(31)上，及提供支撑件的正交垂直部分(85)，其中外部元件可以固定该支撑件上，所述水平部分(83)的形状制成其能配合在所述上边缘(31)上。
19.如权利要求18所述的构件模块(1)，其特征在于薄片(81)的水平部分(83)具有位于所述模块(1)内的U形边缘(87)，所述边缘(87)具有第一垂直段，该第一垂直段以紧配合的方式与所述面板的内部部分相结合，所述边缘(87)还具有水平段和提供了锚形装置的第二垂直段，其中一旦混凝土墙建成后该锚形装置将与模块(1)成为一个整体。
全文摘要
本发明公开了一种预制的混凝土构件模块(1),其能够与其他类似的模块以砖墙的方式组装起来形成将混凝土浇注其中的模块。该构件模块(1)具有增强结构(11),该增强结构最好是用由横向连杆(19)连接的平行的格栅(17,17’)制成。构件模块(1)还具有一对相对的面板(13,13’),该对面板形成隔开的纵向侧壁。构件模块(1)还包括臂部(23),该臂部限定了桥接装置(21),该桥接装置用于当模块组装起来建造成墙壁时在相邻的模块之间提供稳定性。优选的是,面板(13,13’)是用绝热材料制成的。
文档编号E04B1/80GK1338019SQ00803127
公开日2002年2月27日 申请日期2000年1月28日 优先权日1999年1月28日
发明者塞尔日·梅耶 申请人:塞尔日·梅耶