专利名称：金属板砼，制造及应用的制作方法
一项涉及含有金属板和砼相互复合的，至少具有结构性能的复合材料，与其制造方法和用途。金属板与砼间由金属板毛面锚固砼、先金属板结合层胶接砼、金属板毛面胶接砼、砼镀接金属板中一种或一种以上的方法连接成整体，用于工程构件与器件的制造和修建，特别是用于制造具有结构和防渗、防腐、装饰、保温、隔音、屏蔽电磁场中一项或一项以上要求的，板状、管状、容器状、长条状及由其组成的工程构件，和用于已建工程构件结构加固、防渗、防腐、状饰中一项或一项以上要求的修建。
现有的金属与砼的复合材料，按金属的形状可分为筋状、丝状与板状。筋状、丝状的有钢筋砼，其砼包裹金属，在满足对金属的防护要求下，可以做得较薄，如可有8毫米以下厚的钢丝网水泥板，但是筋状与丝状的金属在复合材料中不能发挥金属的高抗气体与液体渗透的特性。板状金属与砼的复合，已有的按金属与砼的成型先后可分二种。一种是先成型钢板后成型砼，有钢管、钢容器内衬水泥砼或聚合物砼，管壁内带薄钢筒的钢筋砼压力管，钢板防水的水下砼隧道，压型钢板组合砼板(如世界知识产权组织专利WO8303276，在波纹薄钢板上冲压榫舌，压入浇灌未硬化的砼板中，榫舌加强金属板与砼的连接而组合成板)，板状金属虽然可在复合材料中发挥金属高抗渗性能，但是，钢板上直接浇灌砼，砼与金属之间粘结扯离强度低，复合的砼需较厚，才能防止碎裂、脱落，如CEB-ECCS-FIP-IABSE就规定压型钢板凸肋上的砼覆盖层不小于50毫米。另一种是先成型砼后成型金属板，在硬化了的砼(或钢筋砼)表面用胶粘剂粘贴金属板(如苏联专利SU1057654，在已成型的砼表面粘贴金属薄板，以提高其强度)，这虽可解决砼与金属粘结扯离强度低的问题，但是施工不便，如金属板粘贴加固桁架，节点处胶结层厚度控制和气泡的排除都比较困难，极薄的金属板比较好粘贴，但这种结构性增强，金属板不能过薄致使困难又难以克服。本发明的金属板砼，在加强金属与砼之间扯离强度的同时，避免了在成型好的砼表面粘贴金属板，既可发挥金属高抗渗性，又可做成和钢丝网水泥一样薄或更薄。
本发明中金属板分三种，一种是同一材质的单质板，另一种是二块或二块以上的单质板通过现有的焊、轧、压、熔浸、胶、镀、离子注入等方法组成的复合板。金属板材质为铁、铜、锌、铅、铝、镍、钛、铌、锆、钼、钽中一种或一种以上为基体材料(指上述所列金属含量超过80%)组成的合金。单质板的平均厚度最好为0.003～18毫米，局部可减薄或加厚。复合板平均厚度最好为0.1～30毫米。
本发明中的砼分三类。一类由无机胶凝材料、无机胶凝材料中一种或一种中加增强材料组成，如水泥浆，水泥砂浆，石棉水泥，水泥砼，瓷性砼，钢筋砼，预应力砼，轻骨料砼，耐热砼，导热砼，耐酸砼，耐碱砼，耐酸碱砼，树脂砂浆，聚合物砼，硫磺胶泥，硫磺砂浆，硫磺砼。无机胶凝材料有水泥、水溶性硅酸盐、磷酸盐、硫磺等。填料包括粉料、粉料加细集料、粉料加细集料和粗集料三种组合。另一类由有机胶凝材料加含集料的填料，或有机胶凝材料加含集料的填料再加增强材料组成，有机胶凝材料有热塑性和热固性树脂、橡胶等。既有无机胶凝材料又有有机胶凝材料的砼，由主要含量决定归属。第三类砼为第一类、第二类砼中，标号在3000号以上的部分(即瓷性砼)，瓷性砼的制造方法现有热压法、日本专利JP60-2115567方法、有机无机复合法(如MDF水泥)，高温固化或熔化等。导热砼由胶凝材料加入导热性能好的填料组成，导热性能好的填料有铸铁粉、铁屑和玻璃炭、硅铁等。耐酸碱砼由既耐酸又耐碱的胶凝材料，如环氧树脂、呋喃树脂，加入既耐酸又耐碱的填料，如质地为铸石、花岗岩、辉绿岩和石英岩的填料所组成。
由无机胶凝材料组成的砼，其集料应符合水泥砼对集料形状的要求。砼中最好再加入SM、CRS减水剂，亚硝酸钠、亚硝酸钙、磷酸钠、氨基醇衍生物、甘醇醚衍生物长寿剂，VEA、CSA膨胀剂，DSP添加剂，以及消泡剂等，当然也可以不加。砼中增强材料包括纤维状、片状、筋状的金属与非金属，如钢筋、钛丝、碳纤维、玻璃鳞片等，筋状材料可以施加预应力。砼的标号最好在500或1000号以上。砼成型可采用现有的方法，如抹压、喷涂、离心、离心辊压、离心振动、辊压、挤压、轧压、推挤、振动加压、浇灌振动、浇灌自流平等。砼可以局部加厚或减薄，同钢铁接触的水泥砼最好使用高碱度水泥，同食品与饮用水接触的砼应使用对健康安全的外加剂。
本发明金属板砼，按形状可分为板状、管状、容器状、长条状、块状及由他们组成的构件和器件;按金属板与砼连接大面多少可分为简单型与复杂型，简单型有一或二个连接大面。复杂型有三或三个以上的连接大面;按金属板同砼的位置关系，可分为砼包裹金属板型(即砼全部被金属板包围);金属板包裹砼型(即砼全部被金属板包围);砼覆盖金属板型，即金属板二大面，或加一个或一个以上小面被砼覆盖;金属板覆盖砼型，即金属板包围砼二大面，或加一个及一个以上小面;砼贴金属板型或金属板贴砼型，为一个大面金属板与砼相接触，有或无小面相接触;多块金属板，其中部分的金属板大面全被砼覆盖，部分仅覆盖一个大面，有或无小面相接触为混合型。按金属板施工组合分，可分为独板型与组板型。独板型指仅在最外层一或二个大面上施工;组板型是二块或二块以上的金属板，按一定距离排列，一次浇灌砼，即至少同时在二个内层金属板大面上施工。按连接面的施工顺序，可分为金属板型与砼型。金属板型是先成型金属板，后在金属板上成型砼;砼型则是先成型或先有砼，后在砼面上成型金属板;对于简单型金属板砼，可以仅是金属板型或砼型，但对于独板型施工的复杂型金属板混凝土，必须既采用金属板型又采用砼型，方可进行施工，即其按施工顺序为双型。
本发明对于金属板与混凝土的连接面，采用以下连接方式与制作方法。
Ⅰ、金属板毛面锚固砼，属金属板型，是在金属板上制造毛面后，在毛面上成型砼。砼与毛面上的凸出物锚固成整体，凸出物平均外形直径小于3.8毫米。
金属板的毛面采取下列中一种或一种以上的方法制造(1)在金属板上用接触焊，如点焊，滚焊，焊上钉状、粒状、筋状、丝状、网状金属，金属材质可同金属板一致，也可以不一致，如点焊上钢钉、钢球、钢丝、钢丝网、钢板网、钛钉、钛丝、钛板网等;
(2)在金属板面嵌入粒状材料，如钢板上热压入比钢温度膨胀系数小的刚玉砂、瓷砂、铸石粒，冷却时钢收缩而将压入部分嵌固，又如钢板压入碳化硅、氮化硅粒状料，铁与碳、硅接触面上，因相互化合而嵌固粒状材料;
(3)用现有的冷压、热轧方法制成毛面;
(4)用现有的电解加工的方法，在金属板上刻蚀出毛面;
(5)用现有的气喷、电喷或等离子喷镀金属至金属板面上，形成毛面;
(6)用现有的激光熔蚀的方法加工金属板板面成毛面;
(7)在金属板板面上进行电镀，通过改变板面电流密度，使局部过高，如采用局部涂覆导电性能差的涂料，或用过大的电流密度，形成毛面镀层。
Ⅱ、金属板结合层胶接砼，属金属板型，是在成型好的金属板上制作结合层后再成型砼，结合层连接金属板与砼，结合层使金属与砼间的均匀扯离强度，至少是砼直接浇灌在金属上的1.25倍。结合层采用下列之一方法制作(1)涂热固性单层胶粘剂，对于以树脂、橡胶为主的胶凝材料制成的砼，可采用高胶接强度、韧性好的胶粘剂，如环氧-聚酰胺胶粘剂、环氧-聚氨脂胶粘剂、环氧丁腈橡胶胶粘剂等，涂胶后浇灌成型砼，对于以水泥等无机材料为主的胶凝材料制成的砼，可用水溶性环氧、水乳性环氧、湿固化环氧胶粘剂、EVA乳液、丁苯乳液等;
(2)涂单层热熔胶粘剂，在砼硬化后，加热熔化胶粘剂连接金属板与砼;
(3)涂双层热固性胶粘剂，第一层胶粘剂是底胶，其同金属板有高胶接强度，如A2-2，J-22等，第二层胶粘剂同底胶与砼均具有高的粘接力，如对于以水泥制成的砼，第二层可用湿固化环氧胶粘剂;
(4)涂热固性单层胶粘剂，并在胶上洒粒状材料或静电植纤维材料;
(5)涂热固性双层胶粘剂，并在双层胶粘剂中间夹粒状材料或纤维状材料。
胶粘剂中可加入填料或纤维状材料，提高抗拉、收缩性能，当然也可以不加。
Ⅲ、金属板毛面胶接砼，属金属板型，是按上述Ⅰ中的方法将金属板制成毛面后，再用Ⅱ中的(1)、(2)、(3)中任何一种方法，使砼既同金属板上毛面凸出物握裹锚固，同时又被金属板上胶粘剂胶接。
Ⅳ、砼镀接金属板，是在成型好的砼表面镀接金属层，镀层既是成型的金属板，且又牢固地与混凝土结合，形成整体，镀接采用下列之一方法制作(1)采用现有的砼(非导电体)镀接，如金属喷涂(有电或气喷涂、等离子喷涂、火焰喷涂)、真空镀膜等;
(2)砼导电镀接，将砼全部或表面导电化，然后进行电镀，砼全部导电化是在砼中加入导电粉，如石墨粉、碳黑、不锈钢粉、铁粉、镍粉等;砼表面导电化可采用现有非导电体表面导电化的方法制造a、将砼表面采用上述(1)方法非导电镀接一薄层金属;
b、用导电砼抹面;
c、采用现有的粗化-敏化-活化-化学镀，在砼表面形成一薄金属层;
d、日本专利JP61-106477，用溅射法在砼表面形成小于5微米的碳膜;
e、在砼表面涂有机导电胶，有机导电胶是由合成胶粘剂加入导电粉组成，合成胶粘剂有环氧胶粘剂、EVA乳液、丁苯乳液、丙烯酸乳液等，导电粉同(2)中所述，DAD-3、DAD-6是成品有机导电胶;
f、在砼表面涂无机导电胶，无机导电胶是由无机胶粘剂加入导电粉组成，如可用水玻璃100，硫铝酸钙10-60，石墨粉20-130组成的无机导电胶;
g、用西德专利DE3240802，在有机溶剂中加入金属粉浸渍制品表面。
电镀可采用浸镀、刷镀、喷射电镀，后二种方法更适合大面积电镀。
电镀液的配方，可使用现有的配方，如可用下列配方快速电镀铁硫酸亚铁 FeSO4·7H2O 250～300g/l羧基酸 80～120g/lCH3COONH420～40g/l糖精 1g/l添加剂 2g/l可用下列配方镀光亮性锌镍铁合金焦磷酸钾 300～350g/l锌 90～110g/l铁 3～5g/l镍 3～15g/l磷酸氢二钠 40g/l酒石酸钾钠 10～15g/l钼酸钠 1～2g/l洋茉莉醛 0.01～0.02g/l可用下列配方镀铜锌合金铜(以焦磷酸铜形式) 3～4g/l锌(以焦磷酸锌形式) 10～14g/l焦磷酸钾K4P2O7·3H2O 220～280g/l磷酸氢二钾 30g/l草酸 3～6g/l电镀成型金属板，最好采用快速电镀，对于以水泥为胶凝材料的砼，其砼型中砼包裹或砼覆盖的金属板，最好采用不对称交流-直流电快速镀铁制作，而其中的金属板贴砼型或砼贴金属板型，最好采用不对称交流-直流电快速镀铁后，再于无砼保护面镀铁镍、铁镍锌、锌、铜锌合金等耐大气腐蚀的金属层。
本发明金属板砼，用于制作的板状构件或器件，包括平板、曲板，如楼板、屋面板、墙板、波形板、永久性模板、折板、壳、门板、车箱板、盖板、防水板、渠壁、防潮板、装饰板、镀槽、电磁屏蔽板等。板状构件采用分层组合与分层施工制作，其有下列组合、制作方法和类型1、按板形与大小，按现有方法制作一块金属板，并以Ⅰ至Ⅲ中一种方法，处理板的一个大面，在处理面上用抹压、喷涂等方法成型砼板(以下简称为Ⅰ至Ⅲ中方法处理成型砼)，砼硬化即可(对于采用热熔胶尚需加热处理)。此板按照前述分类，因只有一个连接大面，属于简单型，因砼仅覆盖金属板一个大面，属金属板贴砼型，因只在金属板外层一个大面上施工属独板型，因是先成型金属板，后在金属板上成型砼，属金属板型;
2、一金属板二个大面，均按Ⅰ至Ⅲ中方法处理成型砼，此板与1分类相比，仅金属板同砼位置关系发生由表面移至内部的变化，即由金属板贴砼型，变为砼覆盖或砼包裹金属板型，其余均不变，用图一表示此板的断面构造，图中①为连接面，②为金属板，③为金属板二面后成型的砼;
3、将二块金属板，分离相对，在里面的金属板大面按Ⅰ至Ⅲ中方法处理，并在二金属板内浇灌成型砼，形成砼板二大面贴金属板，此与1相比，仅由独板型变为组板型，其余不变;
4、将3中二块金属板，一块不变，另一块二个大面均按Ⅰ至Ⅲ中方法处理成型砼，形成二块金属板，一块贴在砼表面，一块被砼覆盖，连接大面成为三个，由简单型成为复杂型，按覆盖情况，属混合型;
5、将4中二块金属板，每块二大面均按Ⅰ至Ⅲ中方法处理成型砼，形成砼包裹或覆盖二块金属板，图二表示此板的断面构造，图中①、②、③标注意义同图一;
6、将三块或三块以上的金属板，分离相对，最外层二块按上述3、4、5中办，内部的一块或一块以上的金属板大面按Ⅰ至Ⅲ中方法处理成型砼;
7、将砼用挤压、压辊加压、振动加压、轧压、浇灌振动、抹压、喷涂等方法制成板，在板上一面采用Ⅳ中方法镀金属板(下简称用方法Ⅳ成型金属板)，清理或清洗金属板即可，图三表示此板的断面构造，图中①为镀接层，其余标注均同图一，与1相比，除前者是先成型板属金属板型，后者是先成型砼，属砼型外，其余均相同;
8、在7的镀金属板面上，按Ⅰ至Ⅲ中方法处理成型砼，形成如2的形式，与2不同的是，金属板有一个面是与砼镀接的，前者是金属板型，后者是双型;
9、在7镀金属板的砼另一面也镀上金属板，形成二块金属板中间夹砼板，如同3，不同的地方是，前者为金属板型与组板型，后者为砼型与独板型;
10、在9上的二块金属板，任何一块的外层大面，按Ⅰ至Ⅲ中方法处理成型砼，形成如4，不同的是，4是金属板型与组板型，此为双型与独板型;
11、在9二块金属板外层二大面均按Ⅰ至Ⅲ中方法处理成型砼，形成如5，与5的不同点与10相同;
12、在11外的任何一块砼大面上，镀接金属板，金属板大面再按Ⅰ至Ⅲ中方法处理成型砼，砼上再镀接金属板，余此类推，形成如6构造，与6的不同点同10;
13、将1-6中的一项，插入7-12中一项，或7-12中一项，插入1-6一项。
上述各项中，小面可以随同大面，也可以不随同。每层金属板可以是单质板，也可以是复合板，或是二者的拼接物，多层金属板，各层材质可同也可不同，同层金属板厚度可变，当然可不变，每层砼板的不同部分，或多层砼板的各层间可用相同的或不同的配合比，同层砼板厚度可变，当然也可不变。
本发明金属板砼，用于制作的管状构件或器件，包括截面形状不同的空心构件，如二通直圆管、丁字管、渐缩管、弯管、空心管道波形或球形伸缩器、空心电杆、空心桁架杆件、空心柱、空心梁、空心桩、空心门框，以及烟筒、井筒、地下通道、水斗、落水弯头等。板可卷成管，管可展开成板，故金属板砼管状构件或器件的组合，制作方法和类型同上述板状构件或器件的十三项，管与板相比，管虽少了二个小面，但十三项与少二个小面无关，在圆形砼管成型上，可使用离心、离心振动、离心辊压、离心振动辊压等一些与板状构件有别的成型方法，但十三项与选择何种方法成型砼也无关，图四为举例说明板状、管状构件具有相同的组合与类型，图表示一块金属板双面覆盖砼制成的圆管与门框断面构造，图中标注意义均同图一，展开图四即可得图一。
本发明金属板砼，用于制作的容器状构件或器件，包括无压或低压容器(即容器内、外压相等或内压略大于外压)，如其内与大气相通的盆、桶、槽、池、箱、柜、仓、罐等;高压容器(内压远大于外压)，如高压釜、高压储气罐等;负压容器(内压小于外压)，如潜水器、水下洞室、真空罐等。因容器由板围成，故虽与管相比少一个或二个小面，但同管一样，其组合与类型同板状构件或器件的十三项。
真空罐可以发挥金属板抗渗好的特性，罐内气压在300乇以下，用于适合低压或低压低氧下，低氧低水气下储存的物品保存，如食品、谷物、珍本图书保存等。为说明真空罐的构造，举例一种真空罐出入口的局部剖面图(图五)，图中①为砼，②为金属板，③为抽气孔，④为抽气孔旁镀金属板(增强密封用，也可不镀)，⑤为出入口盖，⑥为橡胶等弹性密封圈，⑦为罐壁，抽气后外压自动将密封圈压紧，密封出入口。
本发明用于制作的长条形构件或器件，包括等截面与变截面实心构件，如柱、桩、轴、杆等。其组合、制作方法与类型如下A、用现有的轧压、挤出、浇灌振捣等方法成型砼长条形构件，再在砼表面按Ⅳ成型金属板，即成为最为简单的属砼型的金属板砼长条形构件;
B、在上述A制造的长条形构件的金属板表面，按Ⅰ至Ⅲ中方法处理成型砼，即成为双型长条形构件;
C、在B的砼表面再按Ⅳ方法成型金属板，或再在金属板上按Ⅰ至Ⅲ中方法处理成型砼，或……直此反复下去。
图六是用B方法制成的圆截面长条形构件，图中标注①为用Ⅰ至Ⅲ中方法处理的金属板面，②为用Ⅳ成型的金属板，③为第一次成型的砼，④为第二次成型的砼。
本发明用于已建工程构件的结构加固，防腐、防渗、装饰等修建，工程构件的表面应是砼或金属，如是其他材料应先用镀、或胶接的方法处理成型砼或金属面，构件可以是板状、管状、容器状、长条状及由他们组成的构件。其制作方法如下A对于表面为砼，先在砼表面清除异物和疏松部分，用水泥、聚合物等修补平整，灌缝(如有裂缝、异物和疏松部分)，采用Ⅳ中方法镀金属板，或者再在所镀金属板上，按Ⅰ至Ⅲ中方法处理成型一层保护金属板的砼;
B对于表面为金属，在清除金属表面锈污后可取二种方法，一种是直接镀金属板的加厚、加防蚀层金属，或在加厚金属板后，再用Ⅰ至Ⅲ中方法处理成型一层保护金属板的砼，也可在加厚的金属板上加镀防蚀层金属，另一种是用Ⅰ至Ⅲ中方法处理金属表面后成型一层保护金属的砼，或在成型砼后，再按A方法进行。
对于砼、钢筋砼、预应力砼的结构加固，最好在加固部分的砼表面，用刷镀或喷射电镀一层铁后，再在铁上镀一层铁镍、锌、铁镍锌等耐腐蚀金属保护铁，或用Ⅰ至Ⅲ中方法处理成型砼保护铁。
图七是为解释用于结构加固的举例，表示一钢筋砼桁架端部节点强度不足，需进行结构加固，其方法是在用现有的环氧树脂对裂缝灌缝后，再在砼上刷导电胶，胶上刷镀铁(厚度根据强度确定)，铁上再刷镀一层防腐蚀铁镍锌镀层保护铁。图中①为镀铁层，②为铁镍锌防腐蚀镀层，③为原桁架端部裂缝;当然亦可按A中其它方法进行加固。
砼、钢筋砼、预应力砼需提高防渗的修建，最好是在表面镀一层铁镍、铁镍锌耐腐蚀金属，或在镀铁后用Ⅰ至Ⅲ中方法成型砼保护铁。
砼、钢筋砼、涂应力砼需提高耐腐蚀或装饰效果的修建，最好在表面刷镀或喷射电镀铅、镍、铁镍等耐腐蚀金属或铜锌等装饰金属。
钢结构的防腐修建，最好是表面刷镀锌、铁镍等耐腐蚀金属。钢结构的结构加固，最好是在刷镀一层铁后，再镀一层耐腐蚀金属保护铁。
本发明金属板砼构件或器件，可以在不需要防渗的部分开洞与局部去掉砼或金属板。
本发明金属板砼，可以与其他材料结合，一起用于制作构件或器件，其制作方法与金属板砼用于已建工程构件的修建相同，非金属板砼制作构件的修建，也可以看作是金属板砼同其材料结合一起制作的构件，又例如1、同玻璃、陶瓷、天然石材结合制造装饰板，其方法是在玻璃上按现有方法，镀接一层金属板(最好是采用电镀铁)，或在金属板面上用Ⅰ至Ⅲ中方法处理成型砼，或再在砼面上按Ⅳ电镀一层金属，也可在第二层金属上按Ⅰ至Ⅲ中方法处理成型第二层砼;
2、同玻璃、陶瓷复合制造管道，其方法同1。
本发明金属板及其与他材料结合制成的构件，可以单独用于工程构件(或器件)，也可以自拼接或与其他材料制作的工程构件拼接成较大的构件或器件，拼接的方法，除金属板可在拼接中镀接外，其他材料间拼接可按现用的方法。即非金属与非金属间的拼接，可取胶接、弹性压接(如金属板砼管采用橡胶圈插口自拼接，或与预应力砼管采用橡胶圈插口拼接)，金属与金属间的拼接用胶接、弹性压接和焊接，金属与非金属间的拼接用胶接、弹性压接、锚固(如一方的钢筋砼埋入另一方的砼内)。
金属板采取下列方法实施的构造，可便于拼接进行a、通过镀接局部加厚，必要时可加厚成块状，于加厚处拼接;
b、自边缘砼中向外延伸，对金属板型，边缘金属板留一段不浇灌砼，对于砼型，可在电镀时夹入电铸，即在需无砼处，使用导电或表面抹了油、蜡、CH3(CH2)N-COONa等隔离剂的金属或导电橡胶制作的模，电镀后拆去模，即可获自边缘砼中向外延伸金属板，对于管端的金属板，尚可延伸成扩大口(喇叭形扩大口相连，可起波形伸缩器作用)或缩小口，需要时在延伸部分可用电镀加厚或减薄或变化金属材质;
c、自中间砼中向外延伸，其制作方法同b中砼型，其一边与板中金属板连接，一边象檐一样伸出去，檐上可以拼接，一处可同时制作几个檐。
将二块板状金属板砼相对放置(或一大一小二管、二容器相套)，形成2至200毫米间隙，间隙漏空处，将二板内(或管壁、容器壁内)金属板用焊接、胶接、镀接中一种或一种以上方法相连，使间隙(除抽气孔外)完全被金属板与外界隔断，再采用现抽真空密封的方法，抽去间隙内空质压力至200乇以下，于是板成为双层抽真空板，管成为双层抽真空管、容器成为双层抽真空容器，通过真空，降低间隙二边热的对流、传导和声的穿透，形成保温、隔音的板、管、容器。在上述间隙相连的一边或二边板、壁上，镀铜锌合金、铝或胶贴铝箔等热幅射反射层，保温性能将更好。上述的金属板焊接、胶接、镀接中，可以外加新的金属板，或外加新的金属板砼构件，也可以在金属板连接后，将砼也连接上，在漏空处形成新金属板砼部分。对于较大的板、容器、管，难以承受抽成真空后外部大气压产生的内力，可在间隙内垫轻质高强垫块，如垫用硅酸钙绝热材料制成的垫块，以增强承受力。间隙二边的板或壁，所含金属板层数最好相同，构造类似，以便于间隙漏空处金属板的连接，当然也可以不同。单层真空间隙不能满足保温或隔音需要，可在金属板砼制成的单层真空间隙的基础上，再用金属板砼或其他材料加建一层或一层以上真空间隙，形成二层或二层以上的真空间隙。间隙中气压变大时，可在维护时或定时再抽气。图八为一种双层抽真空管一端剖面图，图中①为双层抽真空管轴心线，②为内管，③为内管电镀铁板，④为内管电镀铜锌合金或外贴铝箔作热幅射反射层，⑤为砼介面剂，⑥为外管，⑦为外管金属板，⑧为外管热幅射反射层，⑨为抽气孔，⑩为抽气孔旁镀金属板(增强密封用，也可不镀)，(11)为后浇砼，(12)为金属板镀接金属，(13)为间隙。当然图八仅是为了解释双层抽真空板、管、容器所举一例，不是双层抽真空管唯一制法。
本发明金属板砼，在金属板型中成型膨胀砼;在砼型中成型膨胀砼，于砼处于硬化膨胀阶段就镀接金属板，可制成自应力金属板砼。
本发明金属板砼，在砼中置放预应力筋，或在整个金属板砼外，设置预应力筋，即可制成预应力金属板砼。
本发明板状金属板砼，可在板的某些部位暂不浇灌砼，或在电镀时夹入电铸，使该部位仅有金属板，按便于折叠运输或折叠生产与运输设置这些部分，就位后再在无砼处，补上砼(如金属板外露部分耐环境腐蚀也可不补)，这种折叠的板状金属板砼构件，能减少预制、运输、架设中的困难，如折板就可以平板态重叠预制，折叠运输、吊装。折叠的金属板砼折板，不仅可用于折板结构，尚可用作永久性模板与组成折叠的房屋、容器。图九是折叠折板作永久模板制作锯齿形楼盖断面图，但仅是解释折叠金属板构件的一例，图中①为金属板砼折叠折板，②为折叠折板后补成型的砼，③为介面剂涂刷面，④为折叠折板安装后现浇钢筋砼，⑤、⑦为钢筋，⑥为折叠折板中金属板。
金属板砼永久模板现浇砼楼板，现场工序少，施工快，整体性比预应力砼多孔板楼板好，抗震。
本发明金属板砼，尚可用于制作双板结构构件。双板结构构件是二相离一定空隙的板(板可以是单板，也可以是复板，二板可以相同也可以不同)，依靠空隙中或空隙周围加入能抵抗水平移动与分离压进的连接板、杆等而组成的一块厚板。例如，二块薄钢板中间胶接一硬泡沫聚氨酯板而组成的厚板。金属板砼板除可代其他材料制作已有的双板结构构件外，尚可制作下面形式的双板结构构件(1)垂杆双板，其为在二块金属板砼板中间，连接垂直于该板的杆，杆由钢、钢筋砼、金属板砼中一种实心构件组成，杆与板的连接可用焊、胶、镀和螺栓等方法，连接的垂直杆阻止二板的水平与垂直移动，此种金属板砼双板结构，适合于小型构件。图十是金属板砼板与金属板砼杆组成的垂杆双板镀接连接节点图，仅作解释金属板砼双板结构构件一例，图中①为双板中其中的一块金属板砼板，②、⑦为金属板，③为镀接缝，④为镀前砼灌缝，⑤为镀后砼灌缝，⑥为金属板砼杆;
(2)斜杆双板，将(1)的垂杆改为相交的斜杆，斜杆可以是实心的，也可以是空心的，斜杆的布置最好是三角锥形，斜杆双板，可制作大型构件;
(3)管双板，将(1)中的垂杆改为管，减轻(1)的自重，扩大管径，又可起到(2)的斜杆的作用。最好使用金属板砼管，板与管的镀接连接仍可以图十为例，将实心的杆，改为两端封闭的管即可;
(4)索双板，将(1)中的垂杆，改为仅能承负拉力的索，板中间置放低导热系数材料制作的垫块或保温材料，以平衡索的拉力，水平力由索拉力产生的板与垫块或保温材料间正压力造成的摩擦力抵抗，用导热系数较小的材料制索，没有(1)、(2)、(3)中的冷桥，保温好，承载力小，适用于小型构件，板与索的连接，是在板上穿孔或在金属板上穿孔摽紧，孔后补，但也可不补;
(5)复合双板，将组成的双板作为一块板，再同另一块单板或双板中间加入杆、管等连接而成板，适合于制作大型双板构件。
本发明可用于制作耐腐蚀设备，如储酸罐、酸浸釜、电解槽等。其由耐腐蚀金属板上成型耐腐蚀砼组成，比现有的耐腐蚀金属板衬砌砖板要好施工，因可在耐腐蚀砼中掺入耐腐蚀纤维作增强材料，抗裂、整体性也比衬砌砖板好，例如具有0.5～20%的硫酸、盐酸、硝酸中一种介质。2～50kgf/cm2压力，110～260℃工作温度的酸浸釜，可用钢壳，并在铅、钛、锆、铌、钽中选择一种耐蚀金属衬于钢壳内壁，再于耐蚀金属面上浇灌由水玻璃100，氟硅酸铵3～8，氟硅酸钠3～9，NNO 0.3～1.5，耐酸粉料与耐酸细集料80～220，耐酸粗骨料100～400，碳纤维或除铅外的耐蚀金属纤维2～12，最好再加入耐酸砼膨胀剂0.2～12组成的耐酸砼一层，作保护耐蚀金属的内衬。又因可制作薄壁构件，特别适用于需内部容积大，但外部尺寸受限制的设备，例如电解槽，现有的钢筋砼槽体内衬玻璃钢或钢筋耐酸砼电解槽，壁厚达8至10厘米，如用0.4～2.5毫米厚钢板，按金属板型方法制造，槽壁外面涂湿固化环氧胶结剂后，喷涂(或抹压)1.5～2.5厘米厚聚合物水泥砼，槽壁内面涂高韧性环氧煤焦油胶结剂后，分层喷涂(或抹压)1.5～3.0厘米呋喃树脂玻璃纤维砼，可减少壁厚一半，增加了槽容量，省去生产用模板。
本发明金属板砼中的砼，不影响金属板对电磁场的屏蔽作用，可用于对电磁场的屏蔽。
本发明金属板砼，金属板或砼的外表面，可按现有方法制成装饰面，如金属板外表面镀光亮镍、仿金层，砼外表面磨光、刻花等。用于单面或双面装饰。
本发明金属板砼中金属板，采用电镀方法制造时，可采用可溶性阳极，也可采用不溶性阳极。采用可溶性阳极时，板中金属来源于阳极金属。采用不可溶性阳极时，板中金属来源于不断加入的金属盐，金属盐可用酸、废电镀液、细菌与含所需金属的矿石作用制造，所用矿石可是原矿，也可用经焙烧或CO、H2还原加工过的，这样制造的金属板，只消耗矿石而不用消耗金属，例如采用石墨阳极硫酸亚铁电镀液电镀铁，使用后的废电镀液，其中硫酸亚铁减少，硫酸增多，可将氧化亚铁浸于废电镀液中，废电镀液中硫酸与氧化亚铁反应，
电镀液获复新(多余的水可用蒸发或反渗析法除去)，复新的电镀液再送回使用，不断循环，最终获得铁板镀层，消耗氧化亚铁，而氧化亚铁可由氧化铁矿经氢还原获得。
以下各实例仅仅是为了进一步解释本发明，而不是限制条款所规定的发明范围。
实例一要求用金属板砼解决一由钢筋砼为围护结构，内表面抹水泥砂浆的地下洞室，由于水的渗入，使水泥砂浆面反潮，室内湿度过高。
实施过程是，①清理水泥砂浆表面，去掉浮物、污物，并用水泥砂浆嵌补麻点，②刷一层由E-44环氧树脂100，酮亚胺30，丁腈橡胶12，水25，525硅酸盐水泥25，贫硅铁FeSi12，粉100制成的导电胶，③在导电胶上用不对称交流直流电与前述快速电镀铁镀液，以8～15V，20～50℃下刷镀或喷射电镀0.1毫米厚铁板，④清洗铁板上镀液，喷涂YJ-1型水性环氧胶粘剂100，EVA乳液100，525硅酸盐水泥100，磷酸钠1.3，亚铁酸钠0.65组成的胶液一层，⑤喷涂由525浇注水泥100，细砂100，水30，磷酸钠1.3，亚硝酸钠0.65，SM 0.5，EVA 20组成的砂浆5毫米厚。
实例二要求用金属板砼制作工作压力20kgf/cm2，内径20毫米上水管。
方法一制作过程是，①用浇注水泥100，EVA乳液40，高炉矿渣粉(其硫化物含量低于0.5%)100的混合物，用挤压机挤出外径26.0毫米，壁厚3毫米水泥管，②水泥管养护至强度大于25kgf/cm2于管外喷涂由YJ-1胶粘剂100，EVA乳液100，FeSi12粉100，525硅酸盐水泥70组成的导电胶一层(端部3毫米不喷涂)，③用不对称交流一直流电与快速电镀铁镀液，镀铁0.3毫米厚，④清洗镀铁面，喷涂YJ-1胶粘剂100，EVA 100，525硅酸盐水泥100组成的胶一层，⑤喷涂EVA 40，浇注水泥100，水25，高炉矿渣粉(硫化物含量小于0.5%)100组成的水泥浆3毫米厚。
方法二制作过程是，①用外径23.0毫米，厚1.5毫米玻璃管，外涂由YJ-1胶粘剂100，EVA乳液100，FeSi12粉100组成的导电胶，②用不对称交流一直流电与快速电镀铁镀液镀铁0.3毫米厚，③清洗镀液面，喷涂YJ-1胶粘剂100，EVA乳液100，525硅酸盐白水泥100组成的胶一层，④喷涂EVA乳液60，525硅酸盐白水泥100，白硅酸钙粉100组成的水泥浆3毫米厚，⑤管外磨光打蜡。
方法三制作过程是，①用外径16毫米钢管，外套充气1kgf/cm2后外径为20毫米的胶囊(柔性模板)，②胶囊充气1kgf/cm2，外喷模数2.8，比重1.38水玻璃100，硅酸钙粉35，钠钙玻璃粉200组成物1.5毫米厚，③喷涂模数3.0，比重1.36水玻璃100，铁粉200，硅酸钙粉35组成导电胶一层，④60℃加温一小时去胶囊，150℃加温半小时，⑤用不对称交流一直流电与快速电镀铁镀液镀铁0.3毫米厚，⑥喷涂模数2.8，比重1.38水玻璃1.00，硅酸钙粉35，钠钙玻璃粉200组成物1.5毫米厚，⑦150℃加温半小时，500～700℃烘半小时。
实例三要求用金属板砼制作工作压力20kgf/cm2，内径150毫米煤气管。
制作过程是，①用浇注水泥100，细砂150，EVA 20，水10，磷酸钠1∶3，亚硝酸钠0.65，SM 0.5组成的砂浆，由挤压机挤出内径150毫米，壁厚5毫米管，②采用实例二方法一中②的相同方法与步骤，③用不对称交流一直流电与快速电镀铁镀液，镀铁1.2毫米厚，④采用实例二方法一中④的相同方法与步骤，⑤喷涂由浇注水泥100，细砂150，EVA 20，水25，磷酸钠1.3，亚硝酸钠0.65，SM 0.5组成的水泥砂浆5毫米厚。
注150毫米以内的金属板砼管接头，最好采用金属板混凝土套管，管内径大于管外径0.5～3毫米，管上涂液态密封胶伸入套管即可，对于与饮用水、食品接触的米封胶，应使用无毒的尼龙密封胶等。
实例四要求用金属板砼制作工作压力8kgf/cm2上水管，管内径500毫米。
制作过程是，①用外径520毫米无缝钢管，壁外中间焊厚0.2毫米，高3毫米钢片，将钢管分为二半，壁外与钢片均涂由甲基硅树脂100，乙醇胺0.4与酒精组成的脱模剂，②喷涂3毫米厚由浇注水泥100，水32组成的水泥浆，③涂由YJ-1胶粘剂100，EVA乳液100，FeSi12粉100，525硅酸盐水泥70组成的导电胶一层，胶上刷镀中间厚3毫米，边缘50毫米宽成斜面，最外端为0.15毫米厚铁板，分二半从钢管上脱下，并重新对好，④在厚度不足4毫米铁板处，刷镀足4毫米厚，连接成整体，⑤铁板外涂EVA乳液100，YJ-1胶粘剂100，525硅酸盐水泥100组成的胶液，⑥喷涂实例二方法一中⑤的水泥浆5毫米厚，⑦于离心机上管内成型由浇注水泥100，砂浆120，石子150，水0.41组成的砼厚10毫米。
实例五要求用金属板砼制作跨度6米波形板，板承受活荷载100kgf/m2。
制作方法是，①制一水泥波形模板，波形为正弦曲线，波长250毫米，波形幅度100毫米，模板长6.10米，宽0.85米，表面磨光并涂由甲基硅树脂100，乙醇胺0.4与酒精组成的脱模剂，②喷由525浇注水泥100，砂120，EVA乳液40，水20，SM 0.5，磷酸钠1.3，亚硝酸钠0.65组成的砂浆3.5毫米厚，③喷涂由EVA乳液200，FeSi12粉100，525硅酸盐水泥100，磷酸钠1.3，亚硝酸钠0.65组成的导电胶一薄层，④用不对称交流一直流电与快速电镀铁镀液镀铁0.7毫米，⑤清洗镀铁面，喷由EVA乳液100，525硅酸盐水泥100，磷酸钠1.3，亚硝酸钠0.65组成的胶一层，⑥喷涂与②相同的砂浆3.5毫米厚。
实例六要求用金属板砼制作跨度4米，施工临时荷载100kgf/m2的永久性波形模板，用于楼板。
方法一制作过程是，①制一水泥波形模板，波板为正弦曲线，波长200毫米，波形幅度70毫米，模板长4.10米，宽0.8米，表面磨光并涂甲基硅树脂脱模剂，②同实例五中②，③同实例五中③，④用不对称交流一直流电与快速电镀铁镀液镀铁厚0.5毫米，⑤清洗镀铁面，喷由EVA乳液100，YJ-1 100，525硅酸盐水泥50，磷酸钠2，亚硝酸钠1组成的胶一厚层。
注对于不再置放钢筋的楼板，可在制作⑤后，胶未干时即浇灌砼，对于尚需置放钢筋的楼板，可在胶干后绑扎钢筋，浇灌砼前再涂刷⑤中的胶一厚层。
方法二制作过程是，①取一压型钢板，横断面为正弦曲线，波长200毫米，波形幅度70毫米，长4.10米，宽0.8米，厚0.5毫米，②双面用陶瓷喷花的方法喷YJ-1胶粘剂一薄层，其中分布直径0.2毫米，相距1毫米的空白点无胶，③用不对称交流-直流电与快速电镀铁镀液于各空白点喷射电镀出铁丝0.2毫米高，④清洗镀铁面，喷由525浇注水泥100，高炉矿渣粉100，EVA乳液40，水20，SM 0.5，磷酸钠1.3，亚硝酸钠0.65组成的砂浆3.5毫米厚。
实例七要求采用金属板砼制作一内径3500毫米，长3米，工作压力8kg/cm2，作用在纵向管壁上弯矩5TM/M，输送非饮用、对水泥无腐蚀流体。
方法一制作过程是，①用一曲面钢板，表面加工成直径3534毫米管1/8宽，长3米光滑弧形表面，并于四周焊高3毫米钢片，钢板表面与钢片内侧涂甲基硅树脂脱模剂，②同实例五中②，③同实例五中③，④用不对称交流-直流电与快速电镀铁镀液刷镀中间厚4毫米，边缘50毫米宽成斜面，最外端为0.15毫米厚铁板，并从模板上脱下，⑤用相同8块，竖向拼成内径3534圆管，在原铁面上再刷镀铁至10毫米厚，连接成整体，⑥同实例五中⑤，⑦喷涂由浇注水泥为胶凝材料的600号砼70毫米厚，⑧同③，⑨导电胶上镀铁10毫米厚，⑩内外表面均涂刷胶同⑥，⑾外表面喷涂由浇注水泥为胶凝材料的600号砼20毫米厚，内表面喷同上砼17毫米厚。
方法二制作过程是，①-④均同方法一中①-④，⑤用相同8块竖向拼成内径3534圆管，并在原铁面上再刷镀铁至6毫米厚，连接成整体，⑥同方法一⑥，⑦同方法一⑦，⑧管内表面刷胶同⑥，⑨管内喷涂由浇注水泥为胶凝材料的600号砼17毫米厚，⑩在管上砼强镀达70%时，于外表面缠直径5毫米高强钢丝，每米120圈，钢丝极限强度11000kgf/cm2，控制预应力值7700kgf/cm2，⑾于钢丝与砼表面刷胶同⑥，⑿喷涂由浇注水泥为胶凝材料配制的300号砂浆12毫米，⒀缠第二层同第一层的预应力钢丝，⒁钢丝刷胶同⑥，⒂喷同⑿砂浆8毫米，再喷600号砼15毫米。
权利要求
1.一种复合材料，至少具有结构性能，其特征是包含有金属板与砼相互复合的部分，金属板与砼的复合，由金属板毛面锚固砼、金属板结合层胶接砼、金属板毛面胶接砼和砼镀接金属板中一种或一种以上方式连接。
2.根据权利要求1所述，其特征是金属板砼采用金属板毛面锚固砼法、金属板结合层胶接砼法、金属板毛面胶接砼法、砼镀接金属板法中一种或一种以上方法制造，单独或采用镀接、胶接、弹性压接、焊接、锚固、电铸中一种或一种以上方法自拼接或与其他材料拼接，使用于制作具有结构和防渗、防腐、装饰、保温、隔音、屏蔽电磁场中一项或一项以上要求的板状、管状、容器状、长条状及由其组成的工程构件或器件，和用于已建工程构件结构加固、防渗、防腐、装饰中一项或一项以上要求的修建。
3.根据权利要求1所述，其特征是金属板毛面的凸出物平均外形直径小于3.8毫米，金属板结合层胶结砼，金属板与砼间的均匀扯离强度，至少是砼直接浇灌在金属板上的1.25倍。
4.根据权利要求1所述的金属板，其特征是包括单质板和单质板组成的复合板，金属板材质为铁、铜、锌、铅、铝、镍、钛、铌、锆、钼、钽中一种或一种以上为基体材料组成的合金。
5.根据权利要求1所述的砼，具特征是包括由无机胶凝材料、无机胶凝材料加填料中一种或一种中加增强材料组成的砼和有机胶凝材料加含集料的填料或有机胶凝材料加含集料的填料加增强材料组成的砼，有水泥浆，水泥砂浆，石棉水泥，水泥砼，瓷性砼，钢筋砼，予应力砼，轻骨料砼，耐热砼，导热砼，耐酸砼，耐碱砼，耐酸碱砼，纤维砼，树脂砂浆，聚合物砼，硫磺胶泥，硫磺砂浆，硫磺砼等。
6.根据权利要求2所述，其特征是金属板砼用于制作的工程构件或器件，包括平板、曲板、截面形状不同的空心构件，负压容器、无压或低压和高压容器，等截面或变截面实心构件。
7.根据权利要求6所述，其特征是，所述的工程构件或器件，包含有永久性楼板摸板及其组成的现浇砼楼板，可折叠的板及其组成的容器，双板结构构件、园管、耐腐蚀容器、真空罐、具有一层或一层以上真空间隙的管、板及容器。
8.根据权利要求1与2所述，其特征是一种平均厚度为15毫米或15毫米以下的金属板砼，用于制作具有结构和防渗、防腐装饰、保温、隔音、屏蔽电磁场中一项或一项以上要求的板状、管状、容器状及由其组成的工程构件与器件。
9.根据权利要求1与2所述，其特征是一种包含有用金属板表面进行电镀，形成毛面镀层，用毛面镀层制作金属板毛面锚固砼，金属板毛面胶结砼的金属板砼，用于制作具有结构和防渗、防腐、装饰、保温、隔音中一项或一项以上要求的板状、管状、容器状、长条状及由其组成的工程构件或器件，和用于已建工程构件结构加固，防渗、防腐装饰中一项或一项以上要求的修建。
10.根据权利要求1与2所述，其特征是一种含有用可溶阳极或不溶阳极，于砼表面电镀形成金属板组成的至少具有结构性能的复合材料，用于制作具有结构和防渗、防腐、装饰、保温、隔音、屏蔽电磁场中一项或一项以上要求的板状、管状、容器状、长条状及由其组成的工程构件与器件，和用于已建工程构件结构加固、防渗、防腐、装饰中一项或一项以上要求的修建。
全文摘要
一种至少具有结构性能的复合材料，由砼表面电镀金属板与金属板电镀制毛浇灌砼等制成，用于制造板状、管状等构件或器件，包括真空罐，双层抽真空构件，双板结构构件，可折叠板状构件和耐腐蚀容器。其管比钢管耐蚀比加筋砼管抗渗。用于桁架等加固，无预应力筋与型钢加固施工不便，外观差问题。用于波形板捣制楼板，无预应力砼空心楼板抗震差的不足。可不经熔炼，轧材，制成含金属板的工程构件或器件。
文档编号B32B1/00GK1052280SQ89108
公开日1991年6月19日 申请日期1989年11月27日 优先权日1989年11月27日
发明者钱泰乙 申请人:钱泰乙