專利名稱：混凝土塊和制造混凝土塊的方法
本申請是以為-美國公司的Anchor Wall系統(tǒng)公司的名義為申請人在2004年1月29日提交的、關(guān)于指明除美國之外的所有國家的PCT國際專利申請，而美國公民Ronal J.Scherer僅是指定國為美國的申請人。
本發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總體上涉及混凝土塊和它的制造。
更具體地，本發(fā)明涉及適用于在例如擋土墻的環(huán)境美化應用場合中的混凝土塊，以及在這些混凝土塊的生產(chǎn)中所使用的制造工藝。
本發(fā)明背景現(xiàn)代、高速、自動的混凝土塊工廠和混凝土鋪設(shè)材料工廠使用頂部和底部處敞開的模子。將這些模子安裝在機器中，該機器周期地將托板放置在模子之下，以閉合模子的底部，通過模子的敞開頂部將干澆注混凝土送入模子，通過振動和壓力的組合致密和壓實混凝土，以及通過模子和托板的相對垂直運動而脫膜。
由于用于實施這加工工藝的這些工廠和設(shè)備的性質(zhì)，難于對混凝土塊的表面產(chǎn)生自然外觀，尤其如果該混凝土塊需要包括其它特征，例如會聚側(cè)壁、在該混凝土塊的頂和/或底面上形成一個整體的定位部分和一剪切凸緣(多數(shù))。結(jié)合在此供參考的美國專利號5,827,015揭示了適于用作擋土墻塊的混凝土塊，以及在高速、自動化的混凝土塊工廠中生產(chǎn)此混凝土塊的普通方法。
仍要求預形成的混凝土單元，尤其是具有會聚的側(cè)壁和/或在頂和/或底面上形成的一體的定位部分和剪切凸緣的、并具有比由美國專利號5,827,015中敘述的劈開的加工工藝或也結(jié)合在供參考的美國專利號6,321,740中敘述的劈開的加工工藝所能達到的外觀表面更加自然的外觀表面的擋土墻塊。尤其是，要求在混凝土塊或混凝土鋪設(shè)材料工廠中通常所具有的類型的設(shè)備上能以高速自動方式生成帶有這些表面的這些混凝土塊的生產(chǎn)過程和工具。
本發(fā)明概要本發(fā)明涉及高速、大量生產(chǎn)混凝土件、尤其擋土墻塊的模子和加工工藝。能夠使用這些模子和加工工藝、在這些混凝土塊上產(chǎn)生類似于在美國專利號5,827,015中所述的劈開表面的較簡單的裝飾前表面。還能使用這些模子和加工工藝、在這些混凝土塊上產(chǎn)生類似于由傳統(tǒng)的翻滾的和錘磨機加工工藝或由美國專利號6,321,740所述的加工工藝生產(chǎn)的劈開的和龜裂的表面的、較復雜的前表面。還能使用這些模子和加工工藝生產(chǎn)至今還不能實現(xiàn)的獨特的混凝土塊具有會聚的側(cè)壁和/或一體的定位部分和剪切凸緣、并具有帶很復雜的表面的前表面、包括在干澆注混凝土塊技術(shù)中還可實現(xiàn)的帶有顯著細節(jié)和凹凸的表面的擋土墻塊。
在一較佳實施例中，所產(chǎn)生的混凝土塊具有仿造的模擬天然石的前表面以及上和下表面、后表面、相對的會聚的諸側(cè)表面和在下表面之下延伸的凸緣。當用其它類似結(jié)構(gòu)的擋土墻塊堆置多層時，具有這結(jié)構(gòu)的混凝土塊使建造蜿蜒的或彎曲的擋土墻，這些擋土墻顯示出是用天然形成的材料而不是人造材料建造的。
本發(fā)明的一方面是設(shè)置按照本發(fā)明制造的一模子，要使在模制加工期間在放置混凝土塊時將呈現(xiàn)為前表面的混凝土塊的這部分面對模腔的敞開的頂部。在高速混凝土塊或鋪設(shè)材料工廠中這定向使由有圖案的壓板(“脫模模板”)形成混凝土塊的該前表面。脫模模板可以設(shè)置有很簡單的圖案、適度復雜的圖案、或者帶有顯凹凸、模似天然石的、高度細致的三維圖案。在這定向模制該混凝土塊還能使影響該混凝土塊的外觀的其它加工易于到達該混凝土塊表面，其它加工包括對該面施加特選的填料和/或顏料。
本發(fā)明的另一方面是模子的一側(cè)壁具有在模腔的敞開的底部附近的下方凹入部分。該下方凹入部分與定位在模子之下的托板協(xié)作形成模式的一副空腔。在一較佳實施例中，該副腔形成在放置時將被顯示是混凝土塊底部的該混凝土塊的表面上的定位部分和剪切凸緣。
本發(fā)明的另一方面是模子的至少一側(cè)面相對于垂直方向傾斜，以形成在堆置時該混凝土塊的一側(cè)面，該側(cè)面包括當它靠近該混凝土塊的后表面時朝相對的側(cè)壁會聚。這傾斜的模子側(cè)壁是可動的，以便它移動進入一第一位置，以使用于澆注混凝土充填該模子和致密和壓實混凝土，并且移動進入一第二位置，以使被壓實的混凝土從模子脫模，而不影響這模子的側(cè)壁。在一較佳實施例中，相對的模式側(cè)壁是類似可動的，以致所產(chǎn)生的混凝土塊的諸相對側(cè)壁的至少諸部分當它們接近該混凝土塊的后面時相互會聚。
尤其在以下所附的和形成本說明書的一部分的權(quán)利要求書中指出了表示本發(fā)明特征的新穎性的這些和許多其它優(yōu)點和特征。但是，為了較好地理解本發(fā)明、通過使用它得到的它的許多優(yōu)點和目的，應該參閱形成本說明書的一部分的附圖和其中敘述了本發(fā)明的一較佳實施例的的描述部分。
附圖簡述

圖1是按照本發(fā)明的擋土墻塊的立體圖，其中該混凝土塊被定向成其中它被成形在模子中的位置。
圖2是圖1的擋土墻塊的仰視圖。
圖3是圖1的擋土墻塊的側(cè)視圖。
圖3A是包圍在圖3中的虛線圓內(nèi)的擋土墻塊部分的細節(jié)圖。
圖4是由按照本發(fā)明的多個混凝土塊構(gòu)成的擋土墻的一部分的正視圖。
圖5是示出形成本發(fā)明的混凝土塊的流程圖。
圖6是用于利用本發(fā)明的加工工藝形成本發(fā)明的多個擋土墻塊的、具有多個模腔的模子組件的立體圖。
圖7是圖6的模子組件的俯視圖。
圖8是示出帶有相對的、會聚的、可樞轉(zhuǎn)的兩側(cè)壁的-模腔的模子組件的端視圖。
圖9是模子組件的形成上和下混凝土塊表面的諸側(cè)壁、脫模模板(strippershoe)和托板的示意圖。
圖10A、10B、10C、10D、10E和10F是按照本發(fā)明的有脫模模板的表面上的代表性圖形的數(shù)字再現(xiàn)。
圖11是在脫模模板的表面上代表性圖形的立體圖。
圖12是示出形成本發(fā)明的脫模模板表面的加工工藝的流程圖。
圖13是關(guān)于脫模模板的溫度控制的示意圖。
圖14A、14B和14C是按照本發(fā)明的擋土墻的照片圖。
最佳實施例的詳細描述本發(fā)明提供了用于生產(chǎn)混凝土塊的加工工藝以及由該加工工藝所生產(chǎn)的混凝土塊、用于執(zhí)行該加工工藝的模子和模子構(gòu)件，其中，將預先確定的三維圖形施加在混凝土塊表面內(nèi)，能夠另外直接處理或加工混凝土塊的前表面，以致在標準的干澆注混凝土塊或鋪設(shè)材料機器(paver machine)內(nèi)能夠生產(chǎn)預定的混凝土塊前表面。前表面的直接加工包括模制、成形、形成圖案、壓印、材料成層、它們的組合以及其中能夠直接影響前表面的紋理、形狀、顏色、外觀或物理性能的其它加工工藝。此外，能夠利用多腔模子執(zhí)行該加工工藝，以在標準的干澆注混凝土塊或鋪設(shè)材料設(shè)備上高速、大量生產(chǎn)混凝土塊。而且，使用本發(fā)明的加工工藝和設(shè)備不需要劈開工位(splitting station)和/或外向錘磨機工位和/或翻滾工位(tumbling station)以及附加設(shè)備和與這些附加加工工位相關(guān)聯(lián)的加工成本。
由本發(fā)明的加工工藝生產(chǎn)的混凝土塊可以具有這樣的結(jié)構(gòu)使通過在多層中堆置具有相同或不同的預定前表面的多個混凝土塊來建造蜿蜒的或彎曲的、在諸層之間具有-自動收進(set-back)和剪切阻力的擋土墻。
與將一預定的、三維的、巖石狀圖形壓印進入擋土墻塊的前表面內(nèi)相關(guān)聯(lián)地敘述較佳實施例。因此，當堆置諸層時該混凝土塊和由許多混凝土塊建筑的墻顯示出用“天然的”材料建成。還能使用在此敘述的加工工藝制造在構(gòu)筑建筑物墻中所使用的混凝土塊以及關(guān)于混凝土磚、板條和鋪設(shè)材料。
混凝土塊在圖1-3中示出了按照本發(fā)明的混凝土塊10?；炷翂K10包括具有一前表面12、一后表面14、一上表面16、一下表面1和相對的兩側(cè)面20、22的混凝土塊體。(注意術(shù)語“前表面”、“后面”、“上面”和“下面”參照當它堆置在擋土墻內(nèi)時混凝土塊的諸表面的方位，并不反映在生產(chǎn)它時該混凝土塊的方位。)。由固化的、干燒注(dry cast)、不坍塌的混凝土形成混凝土塊10。干澆注、不坍塌混凝土在擋土墻塊的領(lǐng)域是眾所周知的。
如圖1-3所示，前表面12設(shè)置有預定的三維圖案。較佳地在混凝土塊10的模制期間通過具有一為混凝土塊前表面的鏡像圖形的圖案的-可動的脫模模板(以后將敘述)的作用將前表面12上的圖案施加于前表面。圖14A-C是按照本發(fā)明的具有該圖案的前表面的混凝土塊的照片圖。
能夠依據(jù)前表面的所需外觀改變施加于前表面12的圖案。較佳地，該圖案模仿天然石頭，以便前表面12顯示出是天然材料而不是人造材料。將在被認為是該混凝土塊的使用者視覺喜歡的基礎(chǔ)上選擇使用的特定的石頭圖案。舉例來說，能夠?qū)υ摶炷翂K表面壓印顯示是一混凝土塊石頭例如河中巖石的圖案。或者，可以使該混凝土塊具有顯示出為用砂漿涂沫在一起的一圖形中的多塊河中巖石。或者，可以給予該混凝土塊具有模擬單塊山石或者多層中堆置的多塊散石的圖案?？梢杂袩o窮的可能性。通過提供帶有許多不同圖案的諸脫模模板，通過改變脫模模板能夠改變混凝土塊上所產(chǎn)生的圖案。
在前表面上能夠提供的所產(chǎn)生的細節(jié)和凹凸比由以上所述傳統(tǒng)的劈開技術(shù)、滾翻、錘磨和其它龜裂技術(shù)在所產(chǎn)生的混凝土塊的前表面上能夠提供的還要大些。在有圖案的前表面12上的凹凸、從最低點到最高點測量、較佳地至少0.5英寸，更較佳地至少1.0英寸。
在較佳實施例中，前表面12通常位于在兩側(cè)面20、22之間的大體上的一平面內(nèi)，與常常在劈開表面的擋土墻塊中所見到的普通的、三個小平面的和彎曲的表面相對，不過用本發(fā)明也能夠易于生產(chǎn)這多小平面的和彎曲的表面。如圖3所示，前表面12設(shè)置成稍許向后傾斜，即從底下面18至上表面16以角度α傾斜。較佳地，α角約10°。因此，前和后表面12、14在下表面18附近分開距離d1，在上表面16附近分開距離d2，d1大于d2。在較佳實施例中，d1約7.625英寸，d2約6.875英寸。寬度d3較佳地約12.0英寸。還考慮了在兩側(cè)表面20、22之間的前表面可以是有小平面的、彎曲的或它們的組合。在這些實施例中，前表面也具有稍許向后的傾斜。
通常，當將諸擋土墻塊堆置成諸收進層(set-back course)形成一壁時，在下層中各混凝土塊的上表面的一部分在下層中各混凝土塊的前表面和相鄰上層中各混凝土塊的前表面之間可以看到。上表面的可看到部分產(chǎn)生了一凸緣的外觀。并且，在干澆注混凝土塊的情況中，這凸緣通常具有人造外觀。通過對混凝土塊10的前表面提供向后的傾斜角度，能夠減少或消除凸緣的外觀，從而提高所產(chǎn)生壁的“自然的”外觀。
前表面12還包括在與側(cè)面的它的連接處的圓角邊24a、24b。由設(shè)置在脫模模板上的圓角凸緣形成圓角邊24a、24b。邊緣24a、24b的半徑較佳地為約0.25英寸。圓角邊24a、24b轉(zhuǎn)移在相同層中，當并列地放置許多混凝土塊時混凝土塊10和相鄰混凝土塊的諸側(cè)面之間的接觸位置離開前表面12，造成在諸混凝土塊之間的較好接觸，以防止在相鄰混凝土塊之間的土壤“泄漏”。如果希望，在前表面12和上和下表面16、18之間的連接處的頂和底邊通過在脫模模板上提供圓角凸緣也可以制成圓角，類似于圓角邊緣24a、24b。
參閱圖1-3，混凝土塊10的后表面14被示為在側(cè)面20、22之間的基本平面，并基本上垂直于上和下表面16、18。但是，已考慮了后表面14偏離平面，例如通過設(shè)置一個或多個槽口或設(shè)置一個或多個凹處，同時仍舊在本發(fā)明的范圍內(nèi)。后表面14的寬度d4較佳地約8.202英寸。
另外，在圖1-3中上表面16被示為基本上平面，沒有與上表面16相交的核心部分。當堆置許多混凝土塊10成為多層形成一墻結(jié)構(gòu)時，各混凝土塊的上表面16是處于與其它混凝土塊的上表面16的平行關(guān)系之中。
各混凝土塊10的下表面18被形成為適合于接合在下層中的混凝土塊的上表面16，以在諸混凝土塊被堆置成多層時保持諸混凝土塊10的諸上表面之間大體上平行的關(guān)系。在較佳實施例中，如在圖1-3中所示，下表面18大體上是平面的和水平的，以致它通常平行于上表面16。但是，能夠使用其它的下表面，包括具有下表面18的諸部分上的一個或多個凹入部分或一個或多個通道的一下表面。在上表面16和下表面18之間的距離d6較佳地約4.0英寸。
在較佳的混凝土塊10中，側(cè)表面20、22大體上垂直，并連接上和下表面16、18和連接前和后表面12、12，如圖1-3所示。各側(cè)表面20、22的至少一部分隨著側(cè)表面向后表面14延伸朝相對的側(cè)表面會聚。較佳地各側(cè)表面20、22的整個長度從前表面開始會聚，同時在前和后表面12、14之間側(cè)表面20、22大體上是平面的。但是，側(cè)表面也可以從離開前表面12的一位置處開始會聚，在這情況下側(cè)表面20、22將包括從前表面延伸的直的不會聚部分和從該直段引出至后表面14的會聚部分。各側(cè)表面20、22的會聚部分較佳地以約14.5°的β角會聚。
或者，混凝土塊10可以設(shè)置有僅一個會聚的側(cè)表面或側(cè)表面部分，同時另一側(cè)表面基本上垂直于前和后表面12、14。帶有至少一會聚側(cè)表面的混凝土塊允許建筑蜿蜒的擋土墻。
混凝土塊10還較佳地包括在混凝土塊的下表面18之下延伸的凸緣26，如圖1-3所示。凸緣26被設(shè)計成抵靠著混凝土塊10之下的層中的混凝土塊的后表面，以提供從下層的預定的收進和提供層對層的剪切強度。
參閱圖3A，可以看到凸緣26包括接合于下層中混凝土塊的后表面的前表面28。凸緣26還包括為弧形的底表面30和形成混凝土塊的后表面14的一部分的和后表面40的延伸部分的后表面34。前表面28較佳地以約18°的γ角傾斜。由模子的相應成形部分產(chǎn)生傾斜的前表面28和弧形邊32，模子的該結(jié)構(gòu)便于用于澆注混凝土灌注模子和便于從模子釋放凸緣26。
如圖1和2所示，凸緣26延伸在側(cè)表面20、22之間的整個距離上。但是，該凸緣不需要延伸該整個長度。例如，該凸緣能夠延伸僅僅在諸側(cè)表面之間的距離的一部分，并與側(cè)表面分開。或者，可以使用由間隙使它們相互分開的兩個或多個凸緣。
參閱圖3A，凸緣26的深度d7較佳地約為0.750英寸。這深度形成了相對于下一層的混凝土塊的所產(chǎn)生的收進。依據(jù)所需收進量，可以使用其它凸緣尺寸。后表面34較佳地具有約0.375英寸的高度d8。
所述的原理還可以應用于使用在構(gòu)筑建筑物墻的混凝土塊以及混凝土塊、板條和鋪設(shè)材料。在這些情況中，已考慮了和在本發(fā)明范圍內(nèi)混凝土塊或磚的側(cè)表面不會聚以及設(shè)有凸緣。但是，有圖案的前表面將對混凝土塊或磚提供裝飾外觀。
混凝土塊結(jié)構(gòu)可以使用本發(fā)明的混凝土塊10建筑任何數(shù)量的景觀結(jié)構(gòu)。圖4示出了用按照本發(fā)明的混凝土塊可以建筑的結(jié)構(gòu)的一例子。如圖所示，可以建筑由多層42a-c的混凝土塊組成的一擋土墻40。建筑墻40用的混凝土塊可以包括具有相同的有圖案的前表面的諸混凝土塊，或者具有不同的、但相適合的圖形的諸表面的諸混凝土塊的混合。墻40的高度將取決于所使用的層的數(shù)量。在該領(lǐng)域擋土墻的結(jié)構(gòu)是眾所周知的。美國專利5,827,015中揭示了用于建筑墻40的一種合適的工藝的說明。
如以上所討論的，混凝土塊10上的凸緣提供了從下一層的混凝土塊的收進。因此，從層42a收進了層42b，從層42b收進了層42c。而且，如以上所討論的，通過減小在下層中的各混凝土塊的前表面和相鄰上層中各混凝土塊的前表面之間可看到的下層中各混凝土塊的上表面部分的數(shù)量，前表面12的向后傾斜減小了形成在各相鄰層之間的凸邊。
在圖中所示的擋土墻是直的。但是，帶有傾斜的側(cè)表面20、22的較佳的混凝土塊10的結(jié)構(gòu)使可建筑蜿蜒的或彎曲的擋土墻，例如在美國專利5,827,015中敘述的那樣。
混凝土塊成形工藝本發(fā)明的又一方面涉及關(guān)于形成混凝土塊10的加工工藝。參閱圖5，示出了該加工工藝的概況。通常，通過混和將形成混凝土塊10的干澆注混凝土開始該過程。在擋土墻塊的領(lǐng)域中，干澆注、不坍塌混凝土是眾所周知的。將選擇該混凝土，以致滿足預定的強度、水吸收、密度、收縮以及關(guān)于該混凝土塊的相關(guān)的標準，從而該混凝土塊將適當?shù)膱?zhí)行它的預期用途。熟悉該領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠易于選擇滿足所需的混凝土塊標準的材料成分。并且，關(guān)于混和干澆注混凝土成分的步驟和設(shè)備在該領(lǐng)域是眾所周知的。
一旦混和了混凝土，將它運輸?shù)皆谀Ｗ痈浇娜菁{混凝土的料斗。如以下所討論的，模子組件50包括適合于形成較佳的混凝土塊的至少一混凝土塊成形腔56(見圖6-11)?？涨?6在它的頂部和底部是敞開的。當希望形成一混凝土塊時，將托板定位在模子之下，以致閉合空腔56的底部。然后通過一個或多個傳送拖動工具將來自料斗的干澆注混凝土的適當數(shù)量通過空腔56的敞開頂部加到混凝土塊成形腔內(nèi)。用于傳送干澆注混凝土和對混凝土塊成形空腔加料的工藝和設(shè)備在該領(lǐng)域是眾所周知的。
然后必須壓實空腔56內(nèi)的干澆注混凝土，以使混凝土致密。主要通過干澆注混凝土的振動，并與從上方在干澆注混凝土的塊狀物上施加壓力相結(jié)合完成這工作。通過在模子下方的托板的振動(臺振動)或通過模式箱體的振動(模子振動)或通過兩個作用的組合可以施加振動。由如以下所討論的加壓頭施加壓力，加壓頭上裝有從上方接觸于干澆注混凝土塊的脫模模板。振動和加壓的時間和程序可以變化，這取決于所使用的干澆注混凝土的特性和所要求的結(jié)果。振動力的適當程序、時間和類型的選擇和應用是在該領(lǐng)域的普通技能之內(nèi)的。通常，這些振動力用于完全充填空腔56，以致在加工好的混凝土塊中沒有不希望有的空腔，并壓實干澆注混凝土，從而所加工好的混凝土塊將具有所需的重量、密度和工作特性。
由脫模模板94施加壓力，使脫模模板向下移動與空腔56內(nèi)的干澆注混凝土的頂部相接觸以壓實混凝土。脫模模板94振動地工作以壓實空腔56內(nèi)的混凝土，用于形成固態(tài)的、接觸的、預固化的混凝土塊。在較佳實施例中，脫模模板還包括在它的表面上的三維圖96，用于隨著脫模模板壓實混凝土在所產(chǎn)生的預固化的混凝土塊上產(chǎn)生相應的圖案。較佳地，被有圖案的模板表面所接觸的預固化混凝土塊的部分包括混凝土塊的前表面。
在致密之后，從空腔釋放預固化混凝土塊。較佳地，通過在相對于模子組件下降托板82的同時進一步下降脫模模板94通過模子空腔以幫助預固化混凝土塊從模子空腔脫出，從而發(fā)生預固化混凝土塊的排放。然后，向上升起脫模模板移出模子空腔，使模子準備好重復這生產(chǎn)周期。
如果混凝土塊具有一個或多個會聚的側(cè)壁，那么，如以下詳細所述的，在模子內(nèi)必須提供相應的模子側(cè)壁。這些模子側(cè)壁必須適合于移動到一第一位置以使可進行模子的充填以及干澆注混凝土的壓實和致密，以及，必須適合于移動到一第二位置，以允許模子的脫模，而不損壞預固化混凝土塊。
一旦已從空腔完全移出預固化混凝土塊，為了隨后的固化可以輸送該混凝土塊離開模子組件。利用對于該領(lǐng)域的那些熟練人員是已知的任何裝置可以固化該混凝土塊。適合于執(zhí)行本發(fā)明的固化過程的例子包括空氣固化、蒸壓和蒸汽固化。該領(lǐng)域的那些熟練人員可以進行用于固化該混凝土塊的這些工藝中的任一工藝。
一旦被固化，可以包裝這些混凝土塊，用于存放和隨后運送到工地，并然后可以與在形成一建筑例如圖4中的擋土墻40中的其它固化的混凝土塊一起使用。
模子組件圖6-11示出了用于執(zhí)行本發(fā)明的按照本發(fā)明的模子組件50。由能夠承受在形成預固化混凝土塊期間施加的壓力以及提供足夠的磨損使用壽命的材料制造模子組件50。
模子組件50被形成為使所形成的預固化混凝土塊的前表面面向上，它的后表面被支持在位于模子組件50之下的托板82上。這使圖案壓印或其它直接加工在混凝土塊的前表面12上進行，以使形成預定混凝土塊前表面。預定的前表面能夠包括具有預定的圖案和紋理的前表面、具有預定形狀的前表面、由與混凝土塊的其余部分為不同材料(多數(shù))制成的前表面以及它們的組合。
此外，模子組件50被設(shè)計成包括帶有下凸起或凸緣和/或一個或多個會聚側(cè)表面的混凝土塊的預固化塊能夠通過模子組件的底部排放。
參閱圖6，模子組件50包括模子52和如以下所討論地與模子52相互作用的加壓頭組件54。模子52包括在其中形成的至少一塊形成空腔56。在一較佳實施例中，模子52的尺寸被確定為用于標準的、“一次三個混凝土塊”美國混凝土塊加工機器(“three-at-a-time”American block machine)中，該機器具有一約18.5英寸×26.0英寸的標準托板尺寸，用于在托架上制造帶有它們的上表面的三個混凝土塊。模子52還包括多個基本相同的混凝土塊成形空腔56。圖7示出了并列設(shè)置的五個混凝土塊成形空腔56，該空腔是在標準的“一次三個混凝土塊”的托板上制造較佳尺寸混凝土塊時可以使用的。當然，使用較大托板的較大機器也在使用，并且這技術(shù)可以用于較大和較小的機器，在一個模子內(nèi)的可用的模子空腔的數(shù)量取決于機器的尺寸和/或類型和托板的尺寸。多個混凝土塊成形空腔56使提高來自一個模子52的混凝土塊的生產(chǎn)率。
參閱圖7，由諸分隔板58形成諸空腔56，諸板包括一對外側(cè)分隔板、多個內(nèi)側(cè)分隔板以及對各空腔56是共用的一對端襯板60。使用外側(cè)和內(nèi)側(cè)分隔板和端襯板以在模子內(nèi)形成混凝土塊成形腔，這對于該領(lǐng)域的那些熟練人員是已知的。分隔板和端襯板形成混凝土塊成形空腔的邊界，并提供了在混凝土塊成形期間與預固化混凝土塊接觸的表面，從而易于磨損。這樣，分隔板和端襯板通常安裝成在模子52內(nèi)可拆卸，以便它們被磨損或損壞時可以被調(diào)換。對于在模子內(nèi)安裝分隔板和端襯板之混凝土塊成形空腔并使拆卸分隔板和端襯板的技術(shù)該領(lǐng)域的那些熟練人員是已知的。
在較佳實施例中，分隔板58形成混凝土塊10的上和下表面16、18，同時端襯板60形成側(cè)表面20、22。為了方便起見，分隔板和端襯板以下(包括在權(quán)利要求中)將集中地都被稱為空腔的側(cè)壁。這樣，側(cè)壁涉及分割板和端襯板以及用于形成混凝土塊成形空腔的邊界的任何其它類似結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在參閱圖8，示出了一個混凝土塊成形空腔56的一部分。由側(cè)壁58、60形成的空腔56具有一敞開的頂部64和一敞開的底部66。如圖所示，樞軸62將側(cè)壁60(例如端襯板)的頂端連接至模子52的適當?shù)闹車Y(jié)構(gòu)，以使側(cè)壁60在圖8所示的閉合位置和后退位置之間樞轉(zhuǎn)，在閉合位置諸側(cè)壁60相互會聚，在后退位置諸側(cè)壁60基本上彼此垂直和相互平行(未示出)。在后退位置，空腔66的底部至少如模子空腔的頂部那樣寬，這樣使預固化的混凝土塊通過敞開的底部排出。當僅僅混凝土塊的任一個側(cè)表面20、22的一部分會聚時，將僅僅樞轉(zhuǎn)側(cè)壁60的相應部分。圖8還示出了形成混凝土塊10的下表面的側(cè)壁58，但沒有示出形成混凝土塊的上表面的另一側(cè)壁58。
為了形成較佳的混凝土塊10要求樞轉(zhuǎn)側(cè)壁60。如以上所討論的，在模子52中混凝土塊10被形成為“面向上”，同時由側(cè)壁60形成它的會聚的側(cè)表面。這樣，當會聚的側(cè)壁60如圖8所示傾斜時，形成了預固化混凝土塊的會聚的側(cè)表面20、22。但是，預固化混凝土塊的前部比該混凝土塊的后部更寬。為了能夠通過敞開的底部66排放預固化混凝土塊，側(cè)壁60必須向外樞轉(zhuǎn)，以使預固化混凝土塊能夠向下運動通過敞開的底部。
設(shè)置偏置機構(gòu)68，用于在注入混凝土和隨后壓實干澆注混凝土期間將側(cè)壁60保持在會聚位置，并使在預固化混凝土塊排放期間樞轉(zhuǎn)到垂直位置。較佳地，對于所有空腔56是公用的各側(cè)壁60連接于一偏置機構(gòu)58，以便通過普通的機構(gòu)(見圖7)控制各側(cè)壁60的運動。或者，對于各空腔可以設(shè)置單獨的偏置機構(gòu)。偏置機構(gòu)68被示為包括空氣袋，通過使用空氣或類似氣體將控制空氣袋。將提供用于空氣的適當?shù)娜肟诤统隹谝约案邏嚎諝夤?。也可以使用除空氣袋之外的偏置機構(gòu)，例如可以使用液壓的或氣動的缸體。
當用空氣加壓時，空氣袋將迫使側(cè)壁60到達圖8所示的位置。當?shù)竭_排入預固化混凝土塊時，從空氣袋放出壓縮空氣，隨著在下降托架時通過敞開的底部排放預固化混凝土塊，在預固化混凝土塊的力作用下使側(cè)壁60向外樞轉(zhuǎn)。在混凝土塊排放期間，側(cè)壁60保持與預固化混凝土塊的側(cè)表面相接觸?；蛘?，偏置機構(gòu)例如螺旋彈簧可以連接于側(cè)壁60，用于當放空空氣袋時迫使側(cè)壁到達退后位置。在這情況下，隨著托板82開始下降以開始混凝土塊的排放，將迫使側(cè)壁到達退后位置，并且在排放期間側(cè)壁60將不接觸混凝土塊的側(cè)表面。排放之后，通過對空氣袋再加壓，使側(cè)壁60返回到閉合時發(fā)生傾斜的位置。
除了樞轉(zhuǎn)側(cè)壁60之外，可以使用其它機構(gòu)，以使側(cè)壁60運動，用于使排放預固化混凝土塊。例如，可以將側(cè)壁60安裝成向內(nèi)滑動到圖8所示的位置以及向外滑動到空腔56的底部是至少如模子空腔的頂部那樣寬的一位置。能夠使用軌道系統(tǒng)完成滑動運動，側(cè)壁安裝在該系統(tǒng)內(nèi)。
如圖8所示，各側(cè)壁60包括面對空腔56的一成形面。該成形面76基本上是一平面。其結(jié)果是形成混凝土塊10的基本上是平面的側(cè)表面20、22。
現(xiàn)在參閱圖9，示出了形成混凝土塊10的上和下表面16、18的側(cè)壁58。在模制加工期間固定的和不移動的側(cè)壁58基本上是垂直的。
形成上表面16的側(cè)壁58(圖9中的左側(cè)壁58)包括面對空腔56的成形表面78。表面78基本上是一平面，該平面形成了基本上平面的上表面16。
形成下表面18的側(cè)壁58(圖9中的右側(cè)壁58)包括在敞開底部66附近的它的底邊處的下方凹入或“內(nèi)臺階”部分80。下方凹入部分80與在模制加工期間為臨時閉合敞開的模子底部在模子52之下引入的托板82相結(jié)合，形成空腔56的凸緣成形子空腔。凸緣成形子空腔具有產(chǎn)生混凝土塊10上凸緣26的成形的形狀。
尤其是，下方凹入部分80包括形成凸緣26的前表面28的成形表面84、形成凸緣的底表面30的成形表面86以及形成凸緣26的邊緣32的成形表面88，以及形成凸緣26的邊緣32的成形表面88。為后表面14的延伸部分的凸緣26的部分與后表面14的其余部分一起由托板82和在該板上形成。表面84和86的形狀便于在混凝土的引入和隨后的壓實期間用混凝土充注下方凹入部分80，以致完整地形成凸緣26，以及，在混凝土塊排放期間有助于從表面84、86釋放凸緣26。
在具有下表面上的凸緣和沒有會聚的側(cè)表面的混凝土塊的情況下，側(cè)壁60被垂直定向而不是會聚的。在下表面上沒有凸緣和帶有會聚的側(cè)表面的混凝土塊的情況下，沒有下方凹入部分80。在下表面上沒有凸緣和沒有會聚的側(cè)表面的混凝土塊的情況下，沒有下方凹入部分80并且側(cè)壁垂直定向。
返回到圖6和8，頭組件54被示為包括板形狀的加壓頭90。由驅(qū)動機構(gòu)以該領(lǐng)域的已知方式驅(qū)動該頭部90，以致頭部90可上下垂直運動，使在模腔56內(nèi)壓實干澆注混凝土，并幫助預固化混凝土塊從模子52里脫出。
連接于頭部90的底部和從該底部延伸的是多個支座(stand-offs)92，對于各混凝土塊成形腔56有一個支座，如圖6所示。諸支座92相互分開，并且各支座的縱向軸線被定向為垂直于頭部90的平面和大體中心地延伸通過混凝土塊成形空腔56。
脫模模板在圖6、8、9和10中示出的脫模模板94連接于各支座92的端部。脫模模板94為矩形，并且它的尺寸被確定為它可以通過敞開的頂部進入相應的空腔56，以與混凝土接觸，用于壓實混凝土，并在預固化混凝土塊的排放期間運動通過該空腔。脫模模板94的尺寸僅僅比空腔56的暢開頂部64的尺寸稍小，從而模板94以在模板94的側(cè)面與形成空腔56的側(cè)壁58、60之間幾乎沒有或完全沒有間隙的配合進入該空腔。這使壓縮期間在模板94的側(cè)面與側(cè)壁58、60之間的混凝土泄漏為最小，并使由模板94接觸的混凝土塊的前表面面積最大。
在脫模模板94的表面的相對端上形成凸緣98a、98b，如圖11清楚所示。凸緣98a、98b是弧形的，用于在混凝土塊的前表面12上產(chǎn)生被弄圓的邊緣24a、24b。如果需要，在脫模模板94的兩個其余端上也可以設(shè)置弧形凸緣，以便產(chǎn)生在前表面12上的被弄圓的上邊緣和下邊緣。
如以上所討論的，模板94的一表面上較佳地設(shè)置有為所需的表面或諸表面的相反圖像的預定圖案96。隨著包含圖案96的模板94壓實混凝土，該圖案被施加于混凝土塊的前表面。圖案96較佳地模擬天然石頭，以使所產(chǎn)生的混凝土塊的前表面模擬天然石頭，從而使混凝土塊外觀更自然和“像巖石”。依據(jù)所希望實現(xiàn)的前表面的外觀，在模板94可以提供許多不同的圖案96。除了圖案96之外，或者與圖案96分開，模板94的表面可以被形成為實現(xiàn)有小平面的或彎曲的混凝土塊前表面。確實，模板94的表面可以按所希望的任何方式形成圖案和/或成形，以便實現(xiàn)混凝土塊前表面的所需外觀。
圖10A-F和11提供了在模板94上能夠提供的圖案96的例子。圖案96模擬天然形成的物體，例如天然石頭或者人造的物體。在預定的三維圖案的基礎(chǔ)上較佳地將圖案96機加工加入模板表面內(nèi)。用于在模板表面上產(chǎn)生預定圖案96的一示例性加工工藝如下所述。
現(xiàn)在，總體上參閱圖12，首先選擇一個或多個物體。例如，物體可以包括具有認為是視覺上嘗心悅目的表面的一個或多個天然石頭。也可以使用其它的天然的或人造的物體。
然后，利用數(shù)字掃描機對一個或多個巖石表面掃描。用于實踐本發(fā)明的適當?shù)膾呙铏C的一例子是可從明尼蘇達州、Minneapolis的激光設(shè)計公司得到的、具有RPS 150頭部的激光設(shè)計測量器。該激光設(shè)計測量器1200具有在XYZ座標中的0.0005英寸的直線精度和0.0001英寸的分辨率。如所進行的那樣，對于所掃描的一個或多個巖石表面的每0.004英寸在256個點處收集數(shù)據(jù)。為了在所有表面上收集數(shù)據(jù)，可以按所需的許多角度對諸巖石表面掃描。
一旦收集了所掃描的數(shù)據(jù)，可以使用許多技術(shù)處理該數(shù)據(jù)。首先，激光設(shè)計測量器利用DataSculpt軟件，該軟件可從明尼蘇達州Minneapolis的激光設(shè)計公司得到，以從掃描數(shù)據(jù)產(chǎn)生一個或多個DataSculpt點云(point cloud)，或包括在X、Y和Z座標中定位的諸數(shù)據(jù)點的諸套數(shù)據(jù)。
然后，使用計算機輔助設(shè)計(CAD)包，以修飾點云。再對點云采樣，以將掃描數(shù)據(jù)減少為一易操縱的尺寸，同時通過刪去范圍之外的點和噪擾(noise)來修整該數(shù)據(jù)。其次，混合來自該點云的數(shù)據(jù)形成一完成的點云。利用多邊形將完成的點云轉(zhuǎn)化成多邊形網(wǎng)或點云的三維再現(xiàn)。修整多邊形網(wǎng)的邊緣以形成一清楚的直線，并施加邊界，形成緊密的網(wǎng)圖案。利用該網(wǎng)，網(wǎng)格被施加和轉(zhuǎn)換成一不一致的合理的B-仿樣(NURBS)(Non-Uniform Rational B-Splines)(NURBS)表面。
顯示了所產(chǎn)生的數(shù)字圖像(例如見圖10A-F)。使用者通過選擇和修改在數(shù)字圖像上、在X、Y和/或Z方向的一個或多個點能夠處理數(shù)字圖像。其次，確定數(shù)據(jù)的尺寸比例和/或?qū)?shù)據(jù)修整為一整個混凝土塊尺寸，在所示的實施例中每張圖是3.88英寸×11.88英寸。此外，修改數(shù)據(jù)以滿足在表面凹凸(face relief)中的3/4英寸的最大差異、從表面的下邊緣至表面的上邊緣的0-10°表面傾斜以及對于凹凸的所有內(nèi)表面的5-10°斜度。其次，對完成的數(shù)據(jù)文件進行鏡像處理，以產(chǎn)生為形成脫模模板所需的相反的圖像?？梢詫?shù)據(jù)以最初的圖形變換規(guī)格(IGES)形式輸出到以下討論的CAD系統(tǒng)。
適合于處理掃描數(shù)據(jù)的CAD系統(tǒng)是從康涅狄格州、Tolland的CNC軟件公司可得到的MastercamMill型8.1.1。
然后，將IGES形式的數(shù)據(jù)較佳地輸入到用于銑削脫模模板的三軸線(或四軸線)、數(shù)字控制銑床內(nèi)。由銑床將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成刀具路徑。利用刀具路徑，銑床將巖石表面的鏡像圖形銑削進入脫模模板的表面內(nèi)。
為了產(chǎn)生所示的脫模模板，銑床能夠執(zhí)行一系列的刀具路徑，包括(1)用具有1/2英寸直徑平底的立銑刀以90英寸/分(IPM)和7,000轉(zhuǎn)/分(RPM)的速度做出一平行凹處(pocket)的一第一刀具路徑；(2)用具有1/4英寸直徑平底的立銑刀以100IPM和10,000RPM做出一表面輪廓的一第二刀具路徑；(3)用具有1/4英寸直徑球的立銑刀以100IPM和12,000RPM做出一45°表面輪廓的一第三刀具路徑；以及(4)用帶有1/8英寸直徑球的立銑刀以150IPM和14,000RPM做出一45°表面輪廓的一第四刀具路徑。在再產(chǎn)生的表面復雜程度的基礎(chǔ)上可以改變刀具路程的數(shù)量和類型。用于實施本發(fā)明的適當?shù)你姶彩强蓮娜鹗縉idau的Mikron AG Nidau得到的Mikron VCP 600。
其結(jié)果是在模板94的表面內(nèi)銑削產(chǎn)生的一圖案，該圖案是混凝土塊的所需圖案的鏡像圖形。當包括該圖案的模板94壓實用于混凝土塊的混凝土時，圖案被壓印入混凝土塊的前表面。在圖10A-F和11所示的示例性實施例中，所產(chǎn)生的三維圖案具有在約0.5英寸和約1.0英寸之間、較佳地不大于約3/4英寸的凹凸。
能夠重復這加工工藝，用于生產(chǎn)具有相同的或不同的表面圖案的附加的模板。因為各模板的有圖案的表面受到磨損，當圖案變得過分磨損時將需要調(diào)換該模板，所以這是有利的。另外，對于多個模子可以使用多個模板。并且，通過形成許多不同的預定模板圖案，能夠?qū)崿F(xiàn)許多不同的混凝土塊前表面外觀。通過組合多個不同巖石的掃描表面能夠形成其它的模板圖案。在圖10A-F和11中示出了多個示例性模板圖案。
如以上所討論的，在混凝土塊前表面上設(shè)置的所產(chǎn)生的細節(jié)和凹凸比從傳統(tǒng)的劈開技術(shù)以及以上討論的其它前表面龜裂技術(shù)所產(chǎn)生的、在混凝土塊的前表面上設(shè)置的細節(jié)和凹凸顯著地大。如果需要，能夠處理掃描數(shù)據(jù)，以便增大或減少銑削進入模板表面的凹凸，這將改變最終設(shè)置在混凝土塊前表面上的凹凸。
在該領(lǐng)域已知干澆注混凝土可能具有會粘附于模子表面，例如脫模模板94的有圖案表面的趨勢。。已知有許多增加脫模模板94從干澆注混凝土的釋放能力的技術(shù)，在本發(fā)明的實踐中可能需要使用它們中的一個或多個。例如，形成在脫模模板上的圖案必須被設(shè)計成提高而不是阻礙釋放能力。在這方面，在圖案中必須采用適當?shù)陌文Ｐ苯恰Ｈ缫陨纤赋龅?，在所示的實施例中，使用?5°的拔模斜角。以上所述的圖案成形技術(shù)使處理掃描的圖案，以產(chǎn)生適當?shù)陌文Ｐ苯?。能夠在機加工周期之間在脫模模板上噴灑釋放劑例如油的細霧?？梢允诡^部振動以提高釋放能力?？梢詫γ撃Ｄ０寮訜嵋蕴岣哚尫拍芰ΑＴ谠擃I(lǐng)域已知加熱的模子構(gòu)件可防止干澆注混凝土的粘附。在本發(fā)明中，由于要對混凝土塊前表面施加詳細的圖案，所以，甚至更加重要的是防止粘附。尤其重要的是控制模板的溫度，以便能夠?qū)囟缺３衷谒璧姆秶?br> 較佳地，如圖13示意地示出的，將加熱器100連接于模板94，用于加熱該模板。由溫度控制單元102控制加熱器100。安裝在模板94上的熱電偶104檢測模板的溫度，并將該信息傳送到對控制單元102和加熱器100供電的電源控制單元106。該系統(tǒng)被設(shè)計成當如熱電偶104檢測的模板94的溫度下降到預定值之下時對加熱器100供電，以提高模板溫度。當加熱電偶檢測的模板溫度達到預定值時切斷加熱器的電源，從而能夠維持模板溫度在所選范圍。較佳地，控制單元102被設(shè)計成使在所使用的干澆注混凝土的基礎(chǔ)上選擇最小和最大溫度值。在較佳實施例中，將脫模模板94的表面溫度保持在120°F和130°F之間。
以上說明，例子和數(shù)據(jù)提供了本發(fā)明的組成部分的制造和使用的完整說明。由于在不脫離本發(fā)明的原理和范圍的情況下可以作出本發(fā)明的許多實施例，所以本發(fā)明歸屬于以下所附的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種制造用于給予干澆注混凝土的一三維圖的一混凝土單元模子的一金屬模子表面的方法，干澆注混凝土放置在混凝土單元模子內(nèi)，以形成具有帶有三維圖案的一表面的一未固化的混凝土單元，該方法包括選擇一個或多個現(xiàn)存的自然產(chǎn)生的或人造的物體的一三維圖案；數(shù)字掃描所選三維圖案，以產(chǎn)生代表所選的三維圖案的掃描資料；在掃描資料的基礎(chǔ)上選擇代表該混凝土單元的一所需三維圖案的一數(shù)字資料組；使用該數(shù)字資料組，以產(chǎn)生帶有為所需圖案的混凝土單元表面的鏡像圖形的一三維圖案的金屬模表面。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用數(shù)字資料組產(chǎn)生模子表面的步驟包括對模子表面進行機加工。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括在利用數(shù)字資料組產(chǎn)生模子表面的步驟之前顯示從掃描數(shù)據(jù)產(chǎn)生的所選的三維圖案的數(shù)字圖像的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，處理所顯示的圖像以修改三維圖案，并從處理的圖像產(chǎn)生數(shù)字資料組。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在模子表面上產(chǎn)生三維圖案，以使它具有至少約0.5英寸的最大凹凸。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，最大凹凸為至少約1.0英寸。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括選擇至少一石頭的三維圖案。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，包括選擇多塊石頭的三維圖案。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，模子表面是一脫模模板的一表面。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，包括沿著脫模模板表面的周邊的至少一部分形成一凸緣。
11.一種制造具有三維圖案表面的混凝土單元的方法，該方法包括下列步驟選擇一個或多個現(xiàn)存的自然產(chǎn)生的或人造的物體的一三維圖案；數(shù)字掃描所選的三維圖案，以產(chǎn)生代表所選的三維圖案的掃描資料；在掃描資料的基礎(chǔ)上選擇代表該混凝土單元的一所需三維圖案的一數(shù)字資料組；使用該數(shù)字資料組，以產(chǎn)生帶有為所需三維圖的混凝土單元表面的鏡像圖形的一三維圖案的金屬模表面；提供具有多個形成一模腔的側(cè)壁的一模子，該模子包括帶有所需的三維圖案混凝土單元表面的鏡像圖形的金屬模表面；將干澆注混凝土引入模腔；壓實干澆注混凝土以形成預固化混凝土單元，其中，在壓實期間，由具有所需的三維圖案的混凝土單元表面的鏡像圖形的模子表面將所需的三維圖案表面施加于預固化混凝土單元；從模腔排出預固化的混凝土單元；以及固化該預固化的混凝土單元。
12.一種由權(quán)利要求11所述的方法產(chǎn)生的混凝土單元。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，利用數(shù)字資料組產(chǎn)生模子表面的步驟包括對模子表面機加工。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，壓實干澆注混凝土的步驟包括將具有三維圖案的模子表面的有圖案的表面壓印入容納在模腔中的干澆注混凝土內(nèi)。
15.一種由權(quán)利要求14所述的方法產(chǎn)生的混凝土單元。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，包括在利用數(shù)字資料組產(chǎn)生模腔的步驟之前顯示由掃描資料產(chǎn)生的所選三維圖案的數(shù)字圖像的步驟。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，包括處理顯示的圖像以修改三維圖案，并從處理的圖像產(chǎn)生數(shù)字資料組。
18.一種如權(quán)利要求17所述的方法產(chǎn)生的混凝土單元。
19.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，包括在模子表面上產(chǎn)生三維圖案，以使它具有至少約0.5英寸的最大凹凸。
20.一種如權(quán)利要求19所述的方法產(chǎn)生的混凝土單元。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，最大凹凸為至少約1.0英寸。
22.一種如權(quán)利要求21所述的方法產(chǎn)生的混凝土單元。
23.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，包括選擇至少一石頭的三維圖案。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，包括選擇多塊石頭的三維圖案。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，模子表面是一脫模模板的一表面。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，包括沿著脫模模板表面的周邊的至少一部分形成一凸緣。
27.一種如權(quán)利要求11所述的方法產(chǎn)生的混凝土塊。
28.一種制造具有一有三維圖案的前表面的一混凝土塊的方法，該方法包括下列步驟選擇一個或多個現(xiàn)有的自然產(chǎn)生的或人造的物體的一三維圖案；數(shù)字掃描所選的三維圖案，以產(chǎn)生代表所選的三維圖案的掃描資料；在掃描資料的基礎(chǔ)上產(chǎn)生代表該混凝土塊的一所需的有三維圖案的前表面的數(shù)字資料組；利用數(shù)字資料組產(chǎn)生帶有為所需的有三維圖案的混凝土塊表面的鏡像圖形的一三維圖案的一金屬模板；提供具有多個形成一模腔的側(cè)壁的一模子；將一托板放在模腔之下；將干澆注混凝土引入模腔；壓實干澆注混凝土，以形成具有位于托板上的混凝土塊的后表面和面向上的混凝土塊的前表面的預固化混凝土塊，壓實的步驟包括引導模子模板進入模腔，并加壓具有所需的有三維圖案的混凝土單元表面的鏡像圖形的模子模板的表面進入容納在模腔內(nèi)的干澆注混凝土內(nèi)，以對預固化混凝土塊的前表面施加所需的有三維圖案的混凝土塊表面；從模腔排出預固化的混凝土塊；以及固化該預固化的混凝土塊。
29.一種如權(quán)利要求28所述的方法產(chǎn)生的混凝土塊。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，利用數(shù)字資料組產(chǎn)生模子模板表面的步驟包括對模子模板表面機加工。
31.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，包括在利用數(shù)字資料組產(chǎn)生模腔的步驟之前顯示由掃描資料產(chǎn)生的所選三維圖案的數(shù)字圖像的步驟。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，包括處理顯示的圖像以修改三維圖案，并從處理的圖像產(chǎn)生數(shù)字資料組。
33.一種如權(quán)利要求32所述的方法產(chǎn)生的混凝土塊。
34.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，包括在模子模板表面上產(chǎn)生三維圖案，以致它具有一至少約0.5英寸的最大凹凸。
35.一種如權(quán)利要求34所述的方法產(chǎn)生的混凝土塊。
36.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，最大凹凸為至少約1.0英寸。
37.一種如權(quán)利要求36所述的方法產(chǎn)生的混凝土塊。
38.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，包括選擇至少一石頭的三維圖案。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，包括選擇多塊石頭的三維圖案。
40.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，包括沿著脫模模板表面的周邊的至少一部分形成一凸緣。
41.一種制造具有上和下表面、一有三維圖案的前表面、一后表面、諸相對的側(cè)表面以及在混凝土塊的下表面之下延伸的一體凸緣的一弧形混凝土擋土墻塊的方法，該方法包括下列步驟選擇一個或多個現(xiàn)有的自然產(chǎn)生的或人造的物體的一三維圖案；數(shù)字掃描所選的三維圖案，以產(chǎn)生代表所選的三維圖案的掃描資料；在掃描資料的基礎(chǔ)上產(chǎn)生代表該混凝土塊的一所需的有三維圖案的前表面的一數(shù)字資料組；利用數(shù)字資料組產(chǎn)生帶有為所需的三維有圖案的混凝土塊前表面的鏡像圖形的一三維圖案的一金屬模板；提供具有形成帶有一敞開的頂部和一敞開的底部、具有在模腔的敞開的底部的附近的凹入部的一第一側(cè)壁的一模腔的多個側(cè)壁的一模子；將一托板放在模子之下以臨時閉合模腔的敞開的底部，從而托板與第一側(cè)壁的凹入部協(xié)作以形成模腔的一凸緣成形子空腔；將干澆注混凝土通過敞開的模子頂部引入模腔；壓實干澆注混凝土，以形成具有位于托板上的混凝土塊的后表面和面向上的混凝土塊的前表面的一預固化混凝土塊，壓實步驟包括引導模子模板進入模腔，并加壓具有所需的有三維圖案的混凝土單元表面的鏡像圖形的模子模板的表面進入容納在模腔內(nèi)的干澆注混凝土內(nèi)，以對預固化混凝土塊的前表面施加所需的有三維圖案的混凝土塊表面；再打開模腔的臨時閉合的底部；通過模腔的再打開的底部從模腔排出預固化的混凝土塊；以及固化該預固化的混凝土塊。
42.一種如權(quán)利要求41所述的方法產(chǎn)生的弧形混凝土擋土墻塊。
43.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，利用數(shù)字資料組產(chǎn)生模子模板表面的步驟包括對模子模板表面機加工。
44.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，包括在利用數(shù)字資料組產(chǎn)生模腔的步驟之前顯示由掃描資料產(chǎn)生的所選三維圖案的數(shù)字圖像的步驟。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其特征在于，包括處理顯示的圖像以修改三維圖案，并從處理的圖像產(chǎn)生數(shù)字資料組。
46.一種如權(quán)利要求45所述的方法產(chǎn)生的弧形混凝土擋土墻塊。
47.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，包括在模子模板表面上產(chǎn)生三維圖案，以使它具有一至少約0.5英寸的最大凹凸。
48.一種如權(quán)利要求47所述的方法產(chǎn)生的弧形混凝土擋土墻塊。
49.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，最大凹凸為至少約1.0英寸。
50.一種如權(quán)利要求49所述的方法產(chǎn)生的弧形混凝土擋土墻塊。
51.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，包括選擇至少一石頭的三維圖案。
52.如權(quán)利要求51所述的方法，其特征在于，包括選擇多塊石頭的三維圖案。
53.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，包括沿著脫模模板表面的周邊的至少一部分形成一凸緣。
54.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，基本垂直于所述第一側(cè)壁的模子的一第二側(cè)壁包括一第一會聚的側(cè)壁部分，該部分就在引入混凝土步驟之前被定向成相對于垂直方向有一角度，從而在混凝土引入和壓實步驟期間模腔在它的頂部比在它的底部較寬，其中，模子的第一會聚側(cè)壁部分可動地被安裝，還包括將第一會聚側(cè)壁部分運動到一位置的步驟，在該位置模腔的底部與模腔的頂部至少一樣寬，以使通過模腔底部的再打開排放預固化的混凝土塊。
55.一種如權(quán)利要求54所述的方法產(chǎn)生的弧形混凝土擋土墻塊。
56.如權(quán)利要求54所述的方法，其特征在于，與第二側(cè)壁相對的模子的側(cè)壁包括與第一會聚的側(cè)壁部分相對的一第二會聚側(cè)壁部分，其中，第二會聚的側(cè)壁部分就在混凝土引入步驟之前被定向成相對于垂直方向有一角度，以使在混凝土引入和壓實步驟期間模腔在它的頂部比在它的底部較寬，其中，第二會聚側(cè)壁部分可動地被安裝，并包括將第二會聚側(cè)壁部分運動到一位置的步驟，在該位置模腔的底部至少與模腔的頂部一樣寬，以使通過模腔底部的再打開排放預固化的混凝土塊。
57.一種如權(quán)利要求56所述的方法產(chǎn)生的弧形混凝土擋土墻塊。
58.如權(quán)利要求56所述的方法，其特征在于，模子的諸側(cè)壁的第一和第二會聚部分由作用力保持在它們的預混凝土引入傾斜方位，其中，釋放該力以使從模子排放預固化的混凝土塊。
59.一種用于對一混凝土單元模子中的一未固化混凝土單元的表面施加一三維圖案的模子模板，由放置入該混凝土單元模子的空腔內(nèi)的干澆注混凝土模制混凝土單元，該模子模板包括具有相對的諸主表面和一周邊的一金屬板，其中，金屬板的周邊尺寸被確定為配合進入模腔，以在從模子對混凝土單元脫模時能使該金屬板移動進入模腔；以及在金屬板的諸主表面的一表面中形成的一三維圖案，該圖案是對于混凝土單元的表面所需的一三維圖案的鏡像圖形，用于將三維圖案施加于在模子內(nèi)的未固化混凝土單元的表面，該三維圖案是基于來自一個或多個自然產(chǎn)生的或人造的物體的一預先存在的三維圖案。
60.如權(quán)利要求59所述的模子模板，其特征在于，該板的主表面上的三維圖案具有一至少約0.5英寸的最大凹凸。
61.如權(quán)利要求60所述的模子模板，其特征在于，最大凹凸是至少約1.0英寸。
62.如權(quán)利要求59所述的模子模板，其特征在于，通過數(shù)字掃描一個或多個自然產(chǎn)生的或人造的物體的三維圖案產(chǎn)生三維圖案。
63.如權(quán)利要求59所述的模子模板，其特征在于，還包括沿著帶有三維圖案的脫模模板的主表面的至少一部分的一凸緣。
全文摘要
本發(fā)明揭示了使高速、大量生產(chǎn)具有圖案的或其它加工的前表面的擋土墻的方法和加工工藝、以及由這過程形成的擋土墻塊。本發(fā)明使用圖案壓印混凝土塊的前表面或其它方法直接加工該表面，用于使形成預定的混凝土塊前表面，同時便于混凝土塊的高速、高容積生產(chǎn)。通過從自然產(chǎn)生的或人造的物體選擇所需的三維表面，并數(shù)字掃描所選的三維圖案以產(chǎn)生掃描數(shù)據(jù)，能夠在脫模模板上產(chǎn)生所需圖案的鏡像圖形。然后能夠使用掃描的數(shù)據(jù)對脫模模板的表面進行相加工成為所選的圖案的鏡像圖形。
文檔編號B28B3/02GK1764521SQ200480007953
公開日2006年4月26日 申請日期2004年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月5日
發(fā)明者R·J·謝勒爾 申請人:安可墻壁體系股份有限公司