专利名称：墙元件及制造该元件的方法
技术领域：
本发明涉及墙元件、包括所述墙元件的建筑物及制造所述墙元件的方法。
背景技术：
混凝土是在不同类型的建筑结构比如分隔不同房间或隔室的墙中常用的材料。常规的预制造的加强墙元件由用铁杆加强的混凝土制成并被定尺寸以承受元件所暴露的载荷以及承受火和声音。然而，被预制造以便减少必须在工作场所完成的筑造工作的墙元件非常重，这使得运输和操纵它们存在困难并从而使得运输和操纵昂贵。此外，由混凝土制成的每种墙元件需要大量的材料，这对于产品的价格来说有不利的影响。常规的预制造的墙元件的另一缺点在于由于混凝土收缩，最终的预制造元件具有较差的质量和公差，这最终将需要额外的工作来弥补较差的质量和公差。因此，需要一种减少在施工工作场所必须完成的筑造工作并最终降低建筑成本的墙元件。发明概述在独立权利要求1中限定的本发明满足上述需要。墙元件优选地通过根据权利要求12所述的方法来制造。墙元件具有基本上矩形的形状，具有基本上相互平行的第一侧和第二侧以及在所述第一侧和第二侧之间延伸的第三侧。该墙元件包括高性能混凝土的第一连续层；高性能混凝土的第二连续层，所述第二层基本上平行于第一层；第一长形承载元件；第二长形承载元件；以及横向承载梁；其中所述第一承载元件和第二承载元件以及横向承载梁定位在第一层和第二层之间以隔开第一层和第二层，从而在元件内第一层和第二层之间产生中间空间，所述第一承载元件和第二承载元件被紧固在第一层和第二层中且沿元件的第一侧和第二侧延伸，其中所述横向承载梁紧固在第一层和第二层中并沿元件的第三侧延伸。在根据本发明的墙元件中，长形承载元件提供需要的结构强度，这意味着墙元件的在两个承载元件之间的区域不必能承受相同的载荷。而且，横向承载梁提供在横向方向上的强度使得层上的剪切力被减小。根据本发明的元件的一个基本特征是在承载元件中使用高性能混凝土。高性能混凝土与常规的普通的混凝土的不同之处在于高性能混凝土具有较高的压缩强度。高性能混凝土的压缩强度超过80MPa。而且，混凝土浆的水/混凝土比例应小于0.39。该比例确保水的量相对于混凝土的量足够低以达到期望的强度。指定的高性能混凝土具有许多有优势的性能比如在固化期间几乎不收缩，不随时间的推移发生蠕变等。根据本发明的墙元件相比常规的预制造墙具有很多优势。首先，高性能混凝土在固化期间不收缩，这意味着最终的墙元件在窄的公差内制造，这减少当将不同的元件放在一起时在稍后建筑过程中必须完成的额外的工作。减少的工作量节省时间，且因而也节省总的建筑成本。其次，减少了混凝土和加强材料的量，从而降低了材料成本。而且，减小的重量使得更容易运输，操纵和使用元件。在根据本发明的墙元件的一个实施方式中，所述第一层和第二层具有至少13mm 的厚度。该厚度提供足够的层强度以便使得能够制造和操纵元件而不使层破裂。在墙元件的一个实施方式中，所述第一层和所述第二层具有不同的厚度。如果需要有效的阻声，则该实施方式是非常有利的，因为不同厚度的层将影响不同的波长，从而提供有效的阻尼。在墙元件的一个实施方式中，元件内的所述中间空间具有基本上恒定的宽度，所述宽度为至少20mm。在墙元件的一个实施方式中，所述承载元件沿墙元件的整个第一侧和第二侧延伸。在墙元件的一个实施方式中，第一承载元件和/或第二承载元件包括加强杆。该加强杆提供给承载元件足够的强度以承受高的载荷。在墙元件的一个实施方式中，在第一层和第二层之间布置有至少一层隔离材料。 该实施方式使墙元件能适合不同的目的比如提供墙元件期望的隔热性能和/或隔声性能。在墙元件的一个实施方式中，在第一层和第二层之间布置有用于通风的管、线、电缆或其它部件。这是非常有利的墙元件的实施方式，因为能在墙元件中第一层和第二层之间布置使用该元件的最终建筑物中需要的基本部件。本发明还涉及包括上述任一实施方式的至少一个墙元件的建筑结构。在所述建筑中，第一和第二承载元件在基本上垂直的方向延伸以便能够承受建筑中的垂直载荷。本发明还涉及制造根据上述任一实施方式的墙元件的方法。该方法包括以下步骤a)在大体水平的模具中筑造第一连续层；b)将筑造模具定位在第一层的顶表面上；c)将用于纵向承载元件的加强杆布置在筑造模具中的凹部内；d)将高性能混凝土引入模具中的凹部内以筑造支撑元件；e)用高性能混凝土覆盖模具以筑造第二连续层；f)固化高性能混凝土 ；以及f)取出筑造模具。该方法使得能以非常有效的方式预制造墙元件，因为在形成第一层和第二层的高性能混凝土以及承载元件最终固化之前在一个单一的过程中在模具内形成了第一层和第二层以及承载元件。因而总的制造时间大大地减少且因为高性能混凝土不收缩，所以固化完成之后的墙元件以及所取出的筑造模具将具有预期的尺寸且随时可供使用。在根据本发明的方法的一个实施方式中，所述方法还包括在开始步骤b)之前将加强杆引入第一层以便提供具有期望的强度的第一层的步骤。
在根据本发明的方法的一个实施方式中，所述方法还包括在开始固化高性能混凝土之前在第二层中引入加强杆以便提供具有期望的强度的第二层的步骤。在根据本发明的方法的一个实施方式中，所述方法还包括在将高性能混凝土引入模具之前在筑造模具中布置至少一层隔离层的步骤。墙元件和制造所述元件的方法的不同的实施方式当然能被组合而不偏离本发明的范围。而且，本发明的优点和细节将在详述中认识到。附图简述本发明的不同实施方式在附图中示出，在附图中
图1示出墙元件的前视图。图2示出图1中的墙元件的垂直横截面图。图3示出图1中的墙元件的水平视图。图4示出墙元件的第二实施方式的水平视图。图5示出墙元件的第三实施方式的水平视图。图6示出墙元件的第四实施方式的水平视图。图7示出墙元件的第二实施方式的前视图。图8示出图7中的墙元件的垂直横截面图。图9示出图7中的墙元件的水平视图。图10示出图7中的墙元件的水平视图。图11示出支撑地板结构的墙元件的横截面图。图12-14示意性示出制造墙元件的方法。详述在图1、2和3中，示出了根据本发明的第一墙元件10。该墙元件具有基本上矩形的形状，具有第一侧11、第二侧12、第三侧13和第四侧14。第一和第二侧基本上是平行的并在垂直方向延伸，而第三和第四侧是基本上平行的且是水平的。该墙元件包括通过沿元件10的第一侧和第二侧布置的第一纵向承载元件和第二纵向承载元件16限定在一起的两个大体平的连续层15，从而产生具有基本上平行的层的墙元件。承载元件具有大体矩形的横截面且被定尺寸以承受墙元件上的预期的垂直载荷， 这意味着承载元件的横截面积和加强可以改变。沿第三侧，两个层通过横向承载梁17结合在一起。该梁预期使两个层稳定并增加墙元件的强度以抵抗建筑结构中可能出现的剪切力。在图4中，示出了墙元件20的第二实施方式。在该实施方式中，层之一的内表面设置有隔离材料21以便提高元件的隔热和隔声。而且，在层之间布置了垂直加强墙22以便防止当层受到载荷时层的翘曲并增加层的总体刚度，这有利于避免在元件的运输和安装期间墙元件的破坏。在图5中，示出了墙元件30的第三实施方式。在该实施方式中，层之一的内侧设置有平行于承载元件延伸的突起31。这些突起也用来增加层的刚度并防止薄层的翘曲和破坏。在图6中，示出了墙元件40的第四实施方式。在该实施方式中，两个层具有不同的厚度，这大大地增加墙元件的隔声。为了进一步改进隔离，用隔离层41覆盖两个层的内表面。在图7和8中，示出了墙元件50的第五实施方式。该墙元件的实施方式的尺寸被制定成能够承受相当大的载荷。在该实施方式中，垂直承载元件之一被成形为加强的承载柱且横向承载梁更坚固。在图9中，示出了墙元件60的第六实施方式。在该实施方式中，层之一 65具有相当大的厚度，这进一步增加墙元件的结构强度。在图10中，示出了墙元件70的第七实施方式。在该实施方式中，两个层75具有不同的厚度，这大大增加墙元件的隔声。为了进一步提高隔声，用隔离层76覆盖每一层的内表面。图11揭示了布置成支撑建筑物内的地板结构81的墙元件80。该墙元件沿横向承载梁设置有突起82以关于地板结构支撑墙元件。图12-14示意性地示出了根据本发明的墙元件的制造方法。该方法在所附的方法权利要求中限定且包括以下步骤a)在大体水平的模具中筑造第一连续层；b)将筑造模具100定位在第一层的顶表面上；c)将用于纵向承载元件和横向承载梁的加强杆布置在筑造模具中的凹部内；d)将高性能混凝土引入模具中的凹部内以筑造承载元件和承载梁；e)用高性能混凝土覆盖模具以筑造第二连续层；f)固化高性能混凝土 ；以及f)取出筑造模具。步骤a)通过将高性能混凝土注入具有期望尺寸的模具(未示出)中来进行。一旦第一连续层在模具中凝固，便将筑造模具100布置在第一层的顶表面上。应注意，步骤C)也能在步骤a)之前执行而不会改变最终产品。在混凝土固化之后，经元件的敞开的第四侧14从墙元件抽出模具100。尽管在此描述了本发明的一些目前优选的实施方式，但是应理解这些实施方式能以任何合适的方式组合而不偏离本发明的范围。本发明不限于所公开的实施方式，而是涵盖并包括由所附权利要求包含的任何和全部修改和变化。
权利要求
1.墙元件(10；20 ；30 ；40 ；50 ；60 ；70)，该墙元件具有基本上矩形的形状，具有基本上相互平行的第一侧(11)和第二侧(1 以及在所述第一侧和第二侧之间延伸的第三侧 (13)，所述墙元件包括高性能混凝土的第一连续层(15)；高性能混凝土的第二连续层(15)，所述第二层基本上平行于所述第一层；第一长形承载元件(16)；第二长形承载元件(16)；以及横向承载梁(17)；其中所述第一承载元件和所述第二承载元件以及所述横向承载梁定位在所述第一层和所述第二层之间以隔开所述第一层和所述第二层，从而在所述元件内在所述第一层和所述第二层之间产生中间空间，所述第一承载元件和所述第二承载元件被紧固在所述第一层和所述第二层中且沿所述元件的所述第一侧和所述第二侧延伸，其中所述横向承载梁紧固在所述第一层和所述第二层中并沿所述元件的所述第三侧延伸。
2.根据权利要求1所述的墙元件(10；20 ；30 ；40 ；50 ；60 ；70)，其中所述第一层和所述第二层具有至少13mm的厚度。
3.根据权利要求1或2所述的墙元件(30；40 ；60 ；70)，其中所述第一层和所述第二层具有不同的厚度。
4.根据权利要求1、2或3所述的墙元件(10；20 ；30 ；40 ；50 ；60 ；70)，其中所述元件内的所述中间空间具有基本上恒定的宽度，所述宽度为至少20mm。
5.根据前述权利要求中任一项所述的墙元件(10；20 ；30 ；40 ；50 ；60 ；70)，其中所述承载元件沿所述墙元件的整个所述第一侧和所述第二侧延伸。
6.根据前述权利要求中任一项所述的墙元件(10；20 ；30 ；40 ；50 ；60 ；70)，其中所述第一支撑元件和/或所述第二支撑元件包括加强杆。
7.根据前述权利要求中任一项所述的墙元件OO；40 ；70)，其中在所述第一层和所述第二层之间布置有至少一层隔离材料。
8.根据前述权利要求中任一项所述的墙元件(10；20 ；30 ；40 ；50 ；60 ；70)，其中在所述第一层和所述第二层之间布置有用于通风的管、线、电缆或其它部件。
9.建筑结构，包括根据权利要求1-8中任一项所述的墙元件(10；20 ；30 ；40 ；50 ；60 ；70)。
10.根据权利要求10所述的建筑结构，其中所述第一承载元件和所述第二承载元件在基本上垂直的方向延伸。
11.制造墙元件(10；20 ；30 ；40 ；50 ；60 ；70)的方法，用于制造根据权利要求1-9中任一项所述的墙元件(10 ；20 ；30 ；40 ；50 ；60 ；70)，所述方法包括以下步骤a)在大体水平的模具中筑造所述第一连续层；b)将筑造模具(100)定位在所述第一层的顶表面上；c)将用于所述纵向承载元件和所述横向承载梁的加强杆布置在所述筑造模具中的凹部内；d)将高性能混凝土引入所述模具中的凹部内以筑造所述承载元件和所述承载梁；e)用高性能混凝土覆盖所述模具以筑造所述第二连续层；f)固化高性能混凝土 ；以及 f)取出所述筑造模具(100)。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括在开始步骤b)之前将加强杆引入所述第一层的步骤。
13.根据权利要求10或11所述的方法，还包括在开始固化高性能混凝土之前在所述第二层中引入加强杆的步骤。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的方法，还包括在将高性能混凝土引入所述模具之前在所述筑造模具中布置至少一层隔离层的步骤。
全文摘要
本发明涉及墙元件(10；20；30；40；50；60；70)，该墙元件具有基本上矩形的形状，具有基本上相互平行的第一侧和第二侧以及在所述第一侧和第二侧之间延伸的第三侧，所述墙元件包括高性能混凝土的第一连续层；高性能混凝土的第二连续层，所述第二层基本上平行于第一层；第一长形承载元件；第二长形承载元件；以及横向承载梁；其中所述第一承载元件和第二承载元件以及横向承载梁定位在第一层和第二层之间以隔开第一层和第二层，从而在元件内第一层和第二层之间产生中间空间，所述第一承载元件和第二承载元件被紧固在第一层和第二层中且沿元件的第一侧和第二侧延伸，其中所述横向承载梁紧固在第一层和第二层中并沿元件的第三侧延伸。本发明还涉及制造上面限定的墙元件的方法。
文档编号B28B7/00GK102356203SQ201080009673
公开日2012年2月15日 申请日期2010年3月1日 优先权日2009年2月27日
发明者罗杰·埃里克森 申请人:吉温特有限公司, 罗杰·埃里克森