專利名稱：墻模板單元和系統(tǒng)的制作方法
墻模板單元和系統(tǒng)本發(fā)明涉及用于建造建筑構(gòu)件如墻的墻模板單元和系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明涉及導熱面板，其用于在墻模板單元和系統(tǒng)中建造由可傾倒、可固化建筑材料形成的墻，其中所述模板系統(tǒng)原位保持在其中。建筑構(gòu)件如墻和柱通常由可固化建筑材料如混凝土制成。公知的是，由這些材料制造特殊形狀的構(gòu)件以建筑或建造土木工程結(jié)構(gòu)。先前這類模板通常由諸如木材的材料制成。為制造建筑構(gòu)件，建造模板以形成能容納呈液體形式的可固化建筑材料如混凝土的空腔。然后將混凝土或其它可固化建筑材料傾入或引入由模板形成的空腔中，然后使其凝結(jié)。一旦所述材料硬化成建筑構(gòu)件就移除模板?；蛘撸０蹇捎扇舾赡０鍐卧ǔ?，其中各模板單元具有一對間隔的面板。所述模板單元彼此相鄰地水平和垂直放置以構(gòu)建完整的模板。使用該系統(tǒng)可獲得提高的模板建造 效率。在將模板單元設計成一旦放置就永久原位保持且一旦將混凝土或其它可固化建筑材料傾入并使其凝結(jié)就不必移除的情況下，尤其如此。一種所述系統(tǒng)的每個模板單元具有由絕熱材料制成的側(cè)板。這些側(cè)板起著作為空腔的側(cè)面單元，且然后在混凝土凝結(jié)后作為所述混凝土各側(cè)上的絕熱層的雙重作用。這些墻模板單元和墻模板系統(tǒng)通常稱為絕熱混凝土模板(ICF)。絕熱混凝土模板或更通常的墻模板單元或系統(tǒng)的應用作為非常有效的建筑物建造技術而被廣泛接受。ICF或其它墻模板單元或系統(tǒng)通常包含膨脹塑料(泡沫塑料)，通常為膨脹聚苯乙烯或聚氨酯泡沫，其中模板包含兩個間隔的面板或中空塊。包含兩個間隔的面板的ICF通常以自裝配“平鋪包裝(flatpack) ”系統(tǒng)提供，其包含兩個泡沫塑料面板和用于裝配該模板的系桿或其它連接組件，下文稱為系桿。ICF通常通過合適的連接裝置，例如通過使用沿ICF邊緣的榫舌和槽連接件鎖合在一起，從而使其堆疊以形成墻。鋼筋或補強鋼筋網(wǎng)可用于所述面板之間的空間中，向所述空間中加入混凝土或其它可固化建筑材料以提供附加強度。當使用鋼筋時，則這些可水平和垂直取向。將所述模板裝配成中空垂直壁，向其中傾入混凝土或其它可固化建筑材料，由此形成實心墻。ICF或墻模板單元保持在原位并成為建筑物的永久部分并提供絕熱。通常認為使用ICF作為建筑物的永久部分提供了能量效率，有助于環(huán)境可靠的實地應用。作為將ICF以自裝配“平鋪包裝”形式運送至建筑場地的替代，也可以以預裝配單元形式提供ICF。作為另一選擇，墻段可在場地外由ICF建造，并且可將這些墻段轉(zhuǎn)移至待建造建筑物的建筑場地。典型的絕熱混凝土模板描述于加拿大專利1244668、2551250，美國專利4703602、4731968、4949515、5704180、5724782、5809728、5896714，美國公開專利申請 20040040240、20040045237,20080022619,國際申請 W09525207、TO9901626、W02008009103 和W02008136819 中。法國專利2598447描述了一種包含輕質(zhì)承重框架的結(jié)構(gòu)。所述框架包括在現(xiàn)場由面板所封閉的空腔。將材料傾入所述空腔中，其中所述材料具有高儲熱能力和快速凝結(jié)時間從而形成蓄熱器。將絕熱層插入面向外側(cè)的面板與內(nèi)部面板之間。這種復雜結(jié)構(gòu)使用了若干面板并利用了建筑材料的有限能力而不使框架過深和過度插入。
歐洲專利申請1959212描述了由玻璃板形成的墻元件，其中用由相變材料的微膠囊構(gòu)成的芯材料填充空間。然而，這種墻元件完全不適于保持可固化建筑材料。摻入該墻元件中的填充材料是不可固化的。PFSolutions在其網(wǎng)站www. pfsolutions. ie上描述了用作永久框架的水泥粘結(jié)的碎料板，其在現(xiàn)場澆注水泥后保留在原位。水泥粘結(jié)的碎料板顯然具有O. 26ff/m ·Κ的導熱率。然而，該系統(tǒng)不存在與混凝土芯直接接觸的任何絕熱板。盡管ICF通常為墻提供多個絕熱層，但由ICF墻建造的建筑物往往具有建筑物內(nèi)空間溫度調(diào)節(jié)不夠充分的缺點。本發(fā)明的目的是提供克服該問題的墻模板単元和系統(tǒng)。特別地，希望提供可容易運輸且可容易在可建造建筑物或其它結(jié)構(gòu)的場所現(xiàn)場安裝的這類墻模板單元。根據(jù)本發(fā)明，我們提供了一種墻模板単元，其用于容納可傾倒、可固化建筑材料以
形成與所述墻模板単元和所述建筑材料結(jié)合的墻段，其包括以預定關系間隔的第一面板和第二面板，由此在第一與第二面板之間形成用于限定所述墻段的空腔，和至少ー個具有用于以預定關系保持所述第一和第二面板的間隔件的系桿裝置，其中第一面板和第二面板均為剛性的且適于保持所述建筑材料，其中第一面板由絕熱材料制成且第二面板由導熱材料制成。本發(fā)明還提供了一種用于形成具有被多個包含至少兩個墻模板単元的面板所包納的可傾倒、可固化建筑材料的芯的墻段的墻模板系統(tǒng)，其中所述墻模板単元各自具有用于互鎖所述墻模板單元以限定所述墻段的裝置；以預定關系間隔的第一面板和第二面板，由此在第一與第二面板之間形成接受所述建筑材料的空腔；和至少ー個系桿裝置，所述系桿裝置包括用于以所述預定關系保持所述第一面板和所述第二面板的間隔件，其中第一面板和第二面板均為剛性的且適于保持所述建筑材料，其中第一面板由絕熱材料制成且第二面板由導熱材料制成。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，我們提供了一種用于建造本發(fā)明前述方面的墻模板単元的套件。本發(fā)明還涉及ー種包括至少兩個如本文所定義的墻模板單元或墻模板系統(tǒng)的墻段，其含有位于第一與第二面板之間的固化建筑材料，所述固化建筑材料由傾入第一與第ニ面板之間的空腔中的可傾倒、可固化建筑材料形成。所述墻段通常可在待建造建筑物的場所現(xiàn)場形成。或者，所述墻段可在生產(chǎn)商場所形成并運輸?shù)酱ㄔ旖ㄖ锏膱鏊?。本發(fā)明還涉及ー種適于建造本發(fā)明前述方面的墻模板単元的新型面板，其中所述面板由導熱材料制成。本發(fā)明還涉及ー種建造包括由多個ICF単元形成的墻段的建筑結(jié)構(gòu)的方法，其包括如下步驟i)以預定關系布置多個ICF単元的第一和第二面板以限定所述墻段，使得通過以預定關系將第一和第二面板間隔而在第一與第二面板之間形成空腔，ii)連接至少ー個具有用于保持所述第一和第二面板以預定關系間隔的間隔件的系桿裝置，iii)在所述空腔中引入可傾倒、可固化建筑材料，
iv)使所述可傾倒、可固化建筑材料固化，其中第一面板和第二面板均為剛性的且適于保持所述建筑材料，其中第一面板由絕熱材料制成且第二面板由導熱材料制成。在墻模板單元的建造過程中，應以使得其形成面向建筑物內(nèi)部的墻側(cè)的方式放置第二面板，并且應以使得其形成面向建筑物外部的墻側(cè)的方式放置第一面板。應使用系桿使第一面板和第二面板保持預定距離。應向第一與第二面板之間形成的空腔中引入可傾倒、可固化建筑材料如混凝土并使其凝結(jié)以形成墻段。所述可傾倒、可固化建筑材料一旦引入所述空腔中，就應與第一和第二面板直接接觸。一旦固化，所述可傾倒、可固化建筑材料應形成與第一和第二面板直接接觸的實心
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Λ ο 發(fā)明人認為，通過使用各自與固化建筑材料如混凝土直接接觸且分別由導熱材料和絕熱材料形成的面板，可利用固化建筑材料的熱質(zhì)，并將其用于改善建筑物空間內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)，同時保持足夠的絕熱。發(fā)明人認為，由現(xiàn)有技術ICF墻建造的建筑物往往具有建筑物內(nèi)空間的溫度調(diào)節(jié)不夠充分的缺點的原因在于其缺乏可利用的熱質(zhì)。凝結(jié)以形成固化建筑材料內(nèi)芯的可傾倒、可固化建筑材料(通常為混凝土)顯示出高熱質(zhì)。其熱質(zhì)以比熱容表示一般為至少700J/kg · K，通常為至少800J/kg · K，或者更優(yōu)選為至少900J/kg · K，例如高達1000J/kg · K或1100J/kg · K或更大?；炷恋拿芏葟捏w積方面影響熱容。密度越大，體積熱容就越大。因此，優(yōu)選使用基于具有高密度的波特蘭水泥的固化建筑材料，通常為混凝土。其密度通?？偸?gt;0.5kg/l，優(yōu)選> 1.0，最優(yōu)選> 2. O。一旦固化并凝固，所述可傾倒、可固化建筑材料可理想地具有l(wèi)-6W/m2 · K的導納(admittance)值。根據(jù)本發(fā)明，可使用通常用于建造目的的任何混凝土，但優(yōu)選專門設計用于ICF應用的混凝土，例如獲自BASF的Rheo Cell (商標)ICF混凝土或獲自BardonConcrete的U Crete (商標)。也可使用防水混凝土，尤其是用于地下室建造。也可理想地包含相變材料(PCM)以在建筑物內(nèi)提供額外的溫度調(diào)節(jié)。合適的相變材料描述于本文關于第二面板的描述。第一和第二面板的尺寸可為常用的典型ICF尺寸。面板長度可適當?shù)貫?000-1500mm,優(yōu)選1200-1300mm，例如約1220mm。第一面板和第二面板的高度可為350-500mm，優(yōu)選390-450mm，例如約400-410mm。然而，在一些情況下，可理想地使用更大的尺寸。例如面板可理想地為高達3000mm或4000mm長和/或?qū)捇蚋?。如果發(fā)現(xiàn)是可行的話,還可使用甚至更大的尺寸。甚至更大的尺寸例如可為達10，OOOmrn高和達20，OOOmrn長。大尺寸的應用包括ICF結(jié)構(gòu)，其可在工廠中預先建造。典型的更大尺寸IFC結(jié)構(gòu)可類似于由HercuWall Inc (美國)制造的HercuWallTM中所用的尺寸。所述第一和第二面板通常應為強的且具有足夠的耐磨性以避免在運輸期間或者尤其是在建筑場地很容易地遭受破壞。這包括處理、裝配、混凝土的傾倒期間、混凝土的固化期間、機械和電安裝以及隨后的抹面、裝修等。第一和第二面板的邊緣可以以允許墻模板單元(ICF)堆疊從而使得水平和垂直邊緣均鎖合于相鄰單元中的方式形成。鎖合系統(tǒng)可基于榫舌和槽連接件。這可通過例如為上部邊緣和左側(cè)提供榫舌，且為下部邊緣和右側(cè)提供槽，從而使得各面板可與該相鄰面板互鎖的方式實現(xiàn)。這些鎖合系統(tǒng)可在生產(chǎn)期間加入、澆注或切入面板中或者可通過安裝若干更薄的面板以形成榫舌和槽而形成?？蛇M一步調(diào)整第一和第二面板以有助于與混凝土的更好粘結(jié)。這例如可通過在意欲面向混凝土或其它可固化的/固化的建筑材料的面板側(cè)上施加槽或其它表面形狀而實現(xiàn)。在第二面板上，這些槽還應有助于改善所述面板與混凝土之間的熱接觸。出于建筑物內(nèi)部所需的特殊目的，也可調(diào)整面向建筑物內(nèi)部的第二面板的表面，即與混凝土或其它可固化的/固化的建筑材料接觸側(cè)相對的一側(cè)。例如，第二面板的面向內(nèi)部的表面可為光滑的以接受涂料或墻紙，或者當需要粗糙表面時，可擦拭或使其粗糙化以接受瓷磚或其它遮蓋物，其中需要粗糙的表面。第二面板也可覆蓋有合適的網(wǎng)格布，例如玻璃纖維以改善表面光潔度、強度或阻燃性。所述墻模板單元或系統(tǒng)的第一面板可為任何用于形成ICF的常規(guī)面板。第一面板通常可由復合材料、聚合物或聚合物基混合料(compound)制成。所述第一面板合適地由泡沫塑料，優(yōu)選膨脹聚苯乙烯(例如獲自BASF的Styropor (商標))或聚氨酯泡沫形成。第 一面板可含有具有泡沫塑料如Aerogel (商標)的其它絕熱構(gòu)件或真空絕熱板?？稍诘谝幻姘宓呐菽芰现袚饺胩砑觿┮愿纳破湫阅苋鐝姸然蚪^熱特性。適于泡沫塑料的添加劑包括石墨如Neopor (商標)，其為由BASF生產(chǎn)的含石墨的膨脹聚苯乙烯。第一面板可含有兩層或更多層泡沫塑料，由此形成復合材料形式。第一面板的厚度由建造中的具體建筑物所需的具體絕熱值確定。第一面板可適當?shù)鼐哂械陀?.045W/m*K的導熱率。導熱率通?？蔀榈陀谠撝档娜魏沃?，且可低至可測得的最低值。導熱率可低至0.005W/m*K。第一面板的導熱率通?？蔀?O. 010-0. 040ff/m · K，常常為 O. 020-0. 040ff/m · K。第二面板可由為在墻模板單元和系統(tǒng)中的應用提供恰當特性的任何材料制成。其應為剛性的且適于保持建筑材料如混凝土。此外，其應理想地至少在板的厚度方向上具有至少O. lW/m ·Κ (瓦特/米 開爾文)的導熱率,優(yōu)選至少O. 2W/m ·Κ。在一些情況下,第二面板的導熱率可為至少O. 25ff/m · K,至少O. 3ff/m · K,至少O. 4ff/m · K,優(yōu)選至少O. 5ff/m · K,更優(yōu)選至少1.0W/m*K。導熱率不存在上限，只要其不損害其它性能如剛度和強度。導熱率可至多為100W/m · K。第二面板可由任何合適的金屬例如以金屬板形式制成。通常這可為導熱率分別為200ff/m-K和380W/m-K的鋁或銅。然而，優(yōu)選第二面板由適于提高導熱率的合適建筑材料制成。第二面板可包括混凝土面板或塊、包含水泥如波特蘭水泥或菱鎂土水泥的石頭或大理石面板或板，例如纖維板或碎料板。如果石膏板具有足夠耐久性以使得其在建造過程中不受損害，則可使用石膏板。標準石膏板通常不適于該應用。優(yōu)選第二面板包含至少兩種組分的組合，其包含選自無機膠結(jié)劑、聚合物和聚合物基混合料的第一組分和分布于整個第一組分中的選自導熱顆粒、細絲或網(wǎng)的第二組分。優(yōu)選第二面板的第一組分包括無機水硬性膠結(jié)劑，如可見于水泥基板，如波特蘭水泥板，特別是菱鎂土水泥板，如基于氧硫酸鎂、氯氧化鎂和磷酸鎂的那些。水硬性無機膠結(jié)劑例如為與水反應以形成固體基體的無機材料。其它實例包括氧化鎂、氧化鈣、氫氧化鈣/火山灰混合物、鋁酸鈣水泥、石膏灰等。非水硬性無機膠結(jié)劑也可用作第二面板的第一組分。這些膠結(jié)劑通過完全或部分干燥而硬化，且包含氫氧化鈣、碳酸鈣、粘土、氫氧化鎂等。也可使用混合物，優(yōu)選無機膠結(jié)劑含有至少一種水硬性膠結(jié)劑。
第二面板的第二組分包括具有高導熱率的材料。為了提供給第二面板足夠的導熱率，第二組分材料理想地具有至少O. Iff/m · K，優(yōu)選至少O. 2ff/m · K的導熱率。特別優(yōu)選第ニ組分材料具有超過I. Off/m ·Κ，尤其是超過2. Off/m-K的導熱率。第二組分的導熱率不存在最大極限，且這可高達200或甚至500W/m · K。 優(yōu)選第ニ面板的第二組分可為選自石墨、氧化鋁顆粒、硅砂、細沙礫或石顆粒、金屬纖維、金屬網(wǎng)和金屬顆粒的任何材料。合適的金屬包括鐵、銅、鋁或金屬合金如鋼或黃銅。也可使用其它金屬或金屬合金如鉛、錫、青銅、銀等。第二面板的第二組分可呈顆粒、纖維或其它結(jié)構(gòu)如網(wǎng)的形式。通常所述顆?？奢^細，其重均粒徑為小于1mm，尤其是小于O. Imm,例如低至O. Olmm或更低?；蛘?所述顆?？奢^粗，其重均粒徑為至少1mm，甚至至少2mm,例如高達5mm或甚至高達IOmm或20mm或更大。所述纖維可具有O. Ol-Imm或更大的橫截面直徑。纖維的長度可較短,例如小于5_，或者有
時可長達IOmm或20mm，如果其呈絨線形式如鋼絲絨或鋼筋網(wǎng)，則可顯著更長。第二面板可包含其量基于該兩種組分(不包括任何填料或村里材料如紙或網(wǎng)格布)為5-100重量％的第一組分和其量為面板的0-95重量％的第二組分。第二組分通常可以以5-95重量％的量存在于所述面板中，而第一組分可以以5-95重量％的量存在。在許多系統(tǒng)中，第二組分可為主要組分，例如65-95重量％，優(yōu)選75-85重量％，且第一組分可為5-35重量優(yōu)選15-25重量％。優(yōu)選第一組分在面板內(nèi)形成其中分布有第二組分的基體。如果第二面板具有高導熱率，即> O. Iff/m · K，則可不需要第二組分。第二面板可由含有局部充氣的材料如浮石制成，只要充氣不損害導熱性和容納可傾倒、可固化建筑材料的能力。用于形成第二面板的材料通常應理想地不含顯著量的氣隙如充氣，因為這可能傾向于獲得較低導熱率。第二面板應理想地如在面板生產(chǎn)、建筑物建造和建筑物使用中的通常限制條件下可行的那樣致密。理想地，第二面板的密度為至少100kg/m3,優(yōu)選至少300kg/m3,更優(yōu)選至少700kg/m3。尤其優(yōu)選的材料傾向于具有至少1000kg/m3，常常高達1500kg/m3的密度。然而，密度可顯著更高，例如高達1750kg/m3或者甚至高達2400kg/m3或更高。第二面板的實例為由波特蘭水泥或菱鎂土水泥作為第一組分，包含砂?；蚣毦奂w作為分布于整個波特蘭水泥或菱鎂土水泥中的第二組分形成的那些。合適地，砂或細聚集體占第二面板總重量的65-95%，其余為菱鎂土水泥。優(yōu)選砂或細聚集體占第二面板總重量的75-85%，且菱鎂土水泥占總重量的15-25%。第二面板還可含有其它組分如填料或補強纖維。例如，當?shù)诙姘迨腔谒残詿o機膠結(jié)劑如菱鎂土水泥時，可包含這類填料。通常這可包括小木塊或纖維、合成玻璃纖維、玄武巖或碳纖維或碳粒。然而，其目的是必須使第二面板的總導熱率最大，且必須從該目的出發(fā)仔細考慮填料、纖維等的添加。必須在獲得適當高的導熱率與滿足各要求如強度、外觀、成本等之間尋找平衡。在本發(fā)明的優(yōu)選模板中，第二面板可含有相變材料(PCM)。該特征允許對建筑物內(nèi)
空間溫度進ー步調(diào)節(jié)。合適的相變材料可為在可用溫度(通常為0_80°C )下經(jīng)歷固-液/液-固相變的有機、水不溶性材料。相變焓(熔融和結(jié)晶潛熱)通常很高。當通過差示掃描量熱法(DSC)測定時，合適的有機相變材料顯示出高相變焓，通常> 50kJ/kg，優(yōu)選> 100kJ/kg，最優(yōu)選> 150kJ/kg。合適有機相變材料包括(但不限于)基本上水不溶性的脂肪醇、二醇、醚、脂肪酸、酰胺、脂肪酸酯、直鏈烴、支化烴、環(huán)狀烴、齒代烴和這些物質(zhì)的混合物。特別優(yōu)選鏈烷烴(通常稱為石蠟)、酯和醇。鏈烷烴優(yōu)選基本上為正鏈烷烴，其最通常以具有不同鏈長的物質(zhì)的混合物市售，可通過氣相色譜法測定的其主要組分為Cltl-C5tl，通常為C12-C3215鏈烷烴有機相變材料的主要組分的實例包括正二十八烷、正二十二烷、正二十烷、正十八烷、正十七烷、正十六烷、正十五烷和正十四烷。合適的酯有機相變材料由一種或多種Cltl-C24脂肪酸的C1-Cltl烷基酯，尤其是甲酯構(gòu)成，其中主要組分為山崳酸甲酯、花生酸甲酯、硬脂酸甲酯、棕櫚酸甲酯、肉豆蘧酸甲酯或月桂酸甲酯。合適的醇有機相變材料包括一種或多種醇，其中主要組分例如為正癸醇、正十二烷醇、正十四烷醇、正十六烷醇和正十八烷醇。還可包含與主要有機相變材料一起充當阻燃劑的鹵代烴。有機相變材料為基本上不溶水的，因為這是制備有機相變材料的顆粒形式，例如乳液形式或包封形式所必需的?！ぁび袡C相變材料以顆粒形式用于本發(fā)明中，其意指呈乳化或包封形式。出于下文更詳細討論的原因，相變材料顆粒的粒度不應太大。通常相變材料顆粒在特定限度內(nèi)盡可能小。當考慮相變材料形式，如乳液或包封形式時，這在下文中更詳細地加以討論。為了提供其中有機相變材料未包封的本發(fā)明組合物，通常理想的是提供呈乳液形式的所述有機相變材料。合適的乳液由穩(wěn)定在含水連續(xù)相中的有機相變材料的分散相構(gòu)成，因此其為水包油或0/W型乳液。術語“乳液”通常適用于液包液兩相體系。在本發(fā)明中，我們使術語“乳液”包括液包液和液包固兩種體系，這取決于相變材料的顆粒是液態(tài)的(熔融的)還是固態(tài)的(結(jié)晶的)。因此，當指代有機相變材料時，術語“顆粒”還包括液體和固體這兩種形式。在合適的乳液中，使用單體型和/或聚合物型表面活性劑以促進有機相變材料的乳化并穩(wěn)定處于含水連續(xù)相中的顆粒。乳液的粒度通常限于相當窄的范圍。應避免尺寸過大的顆粒，尤其是非常粗的顆粒，因為其傾向于更不穩(wěn)定且更易凝聚并因此相分離。因此，出于實際原因，乳液形式的有機相變材料的粒度通常為O. 05-50 μ m,常常為O. 1-20 μ m,更通常為O. 5-10 μ m(以通過例如Sympatec粒度分析儀測定的體積平均直徑表示)。因此，該定義包括描述為微乳液和納米乳液的乳液。優(yōu)選乳液含有至少20% w/w有機相變材料顆粒,更優(yōu)選這為至少40% w/w。乳液可含有至多75或80% w/w，但通常不大于60或65% w/w。通常，乳液應適當穩(wěn)定，因為其應在靜止儲存數(shù)小時后不發(fā)生相分離；優(yōu)選其穩(wěn)定至少7天，最優(yōu)選至少30天。通常，乳液穩(wěn)定數(shù)星期或數(shù)月，甚至達一年或更久。盡管顆粒可能具有向儲存容器表面遷移(稱為“乳狀液分層”效應)的傾向，但良好的乳液不會失穩(wěn)而形成凝聚的相變材料的厚實層，且攪拌會使分層的顆粒充分地再均化。合適的乳液可通過常規(guī)方法如Philip Sherman的書“EmulsionScience”所述的那些制備。對單體型表面活性劑(乳化劑)選擇有用的指導參見ICI的名稱為“The HLBSystem”的出版物。大量其它文獻文章描述了穩(wěn)定乳液的制備，包括待使用的單體型和/或聚合物型表面活性劑的選擇及用量。應當注意的是，通常優(yōu)選使用液體形式，即熔融狀態(tài)的有機相變材料制備乳液。含有添加劑如鹵代鏈烷烴、有機成核劑、油溶性表面活性劑等的有機相變材料也應理想地為完全液態(tài)的。優(yōu)選在乳液形成期間使有機相變材料(包括任選的添加剤)保持液態(tài)，這通常包括將所述有機相變材料(包括任選的添加剤)的溫度保持在可形成蠟晶體的溫度以上。乳液的形成包括將包含有機相變材料的分散相與水相合并，并且有時需要在加入有機相變材料之前和/或之中控制水相的溫度。這可避免將分散相冷卻至可發(fā)生導致問題的結(jié)晶的溫度點。包封的有機相變材料通常包含被相變材料不可滲透的殼所包圍的有機相變材料和任選的添加劑如鹵代鏈烷烴或成核劑。不同于有機相變材料的游離(不受約束的)顆粒，膠囊顆粒甚至在膠囊核中的有機相變材料處于其較高能量熔融狀態(tài)時也保持為固體顆粒。在膠囊形式中，有機相變材料完全被殼包圍和包裹且被保護以防污染。當殼堅固吋，更可靠地容納有機相變材料且從膠囊和包含膠囊的組合物中逸出的可能性更低。為此，在本發(fā)明中優(yōu)選使用膠囊，特別是堅固的膠囊。膠囊堅固特性的細節(jié)在下文提供。由于包封的有機相變材料往往是穩(wěn)定的固體物體，其可以以比上述乳化有機相變材料的可能粒度更寬的粒度范圍提供。在本發(fā)明中可使用平均初級粒度為O. I μ m至Imm的膠囊。出于許多原因，在本發(fā)明中通常優(yōu)選使用較小的膠囊粒度。初級膠囊越小，往往越耐久，從而使本發(fā)明組合物不容易釋放出有機相變材料。由于其具有更大的表面/體積比，預期較小粒度使本發(fā)明組合物更容易傳熱至有機相變材料顆粒/從有機相變材料顆粒傳熱。通常膠囊越小，就越可能均勻地分布于整個第二面板中。膠囊可便利地以水分散體或干粉形式使用。合適的水分散體通常包含30-60% w/w,最優(yōu)選40-50% w/w的微膠囊。當作為水分散體提供時，應仔細考慮有機相變材料膠囊的粒度。除了前文所討論的較小膠囊的益處之夕卜，較小膠囊的分散體往往顯示出較好穩(wěn)定性(降低的膠囊乳狀液分層或沉降)的有利性能和與相同濃度的較大尺寸膠囊的分散體相比粘度提高的不利性能。通常還更難以制備具有極小粒度的合適膠囊和/或所需方法由于需要額外的加工和/或使用更專業(yè)的設備而更昂貴。必須在這些優(yōu)點與缺點之間尋找平衡，且通常選擇O. 2-20 μ m的膠囊體積平均直徑(VMD)(當為水分散體形式時)。優(yōu)選水分散體中膠囊的VMD為O. 7-10 μ m,更優(yōu)選1_5 μ m。VMD通過Sympatec Helos粒度分析儀或發(fā)現(xiàn)能獲得與Sympatec Helos分析儀結(jié)果非常吻合的微膠囊結(jié)果的其它技術測定。干形式的膠囊也可用于本發(fā)明中。當使膠囊的水分散體或懸浮液經(jīng)歷除水步驟時，可獲得這類膠囊，所述除水步驟可包括噴霧干燥、風干、過濾或離心。也可部分除去水以獲得糊或餅形式的膠囊。當由VMD為至多10 μ m的微膠囊分散體生產(chǎn)基本上干燥的產(chǎn)品吋，特別優(yōu)選噴霧干燥。優(yōu)選待噴霧干燥的膠囊粒度為1-5 μ m。噴霧干燥的有機相變材料顆粒包含I個或多個初級粒子(微膠囊)，且通常為若干呈附聚形式的初級粒子。噴霧干燥顆粒的VMD通常為5-200 μ m,優(yōu)選10-100 μ m,更優(yōu)選20-80 μ m。該范圍平衡了小粒度的優(yōu)點與避免粉塵和相關呼吸危害的需要。在本發(fā)明中，優(yōu)選使用膠囊的水分散體形式，因為這通常提供了優(yōu)選的較小膠囊粒度，而且由于避免了獲得干燥產(chǎn)品所需的除水步驟而使成本較低。應當注意的是，典型的微膠囊化方法提供了作為所述方法產(chǎn)物的含水膠囊分散體。所述包封方法獲得基本上具有核-殼結(jié)構(gòu)的膠囊。所述核由有機相變材料構(gòu)成，所述殼由包封聚合物材料構(gòu)成。膠囊通?；旧蠟榍蛐蔚摹?yōu)選所述殼具有耐久性，從而保護有機相變材料以防污染且不易從膠囊中選出。熱重分析(TGA)提供了所述膠囊堅固性的指標?！鞍敫摺睘楫攲⒐潭ㄙ|(zhì)量的干膠囊在恒定速率下加熱時，損失干(無水)膠囊總質(zhì)量的50%時的溫度。在該分析方法中，質(zhì)量可能由于有機相變材料作為蒸氣滲透通過殼而逸出和/或由于殼的破裂而損失。當在氮氣氣氛下使用Perkin-Elmer Pyris I以20°C /分鐘的速率用通常為5-50mg干試驗進行TGA時，特別合適的有機相變材料微膠囊(平均粒度范圍為1-5 μ m)的半高值為高于200°C或250°C，優(yōu)選高于300°C，更優(yōu)選高于350°C。干試樣通過將一定量的分散體產(chǎn)品(固含量通常為45% w/w)加入分析儀的試樣盤中，然后將溫度保持在110°C下以除去水(當在110°C下獲得穩(wěn)定讀數(shù)時，達到干燥狀態(tài))而獲得。然后通過以20°C /分鐘的速率提升溫度而進行分析。由如前所述的噴霧干燥方法獲得的粉末形式的微膠囊產(chǎn)物例如可以以相同方式分析。在這種情況下，由于粉末基本是干的，干燥步驟通常非常短。膠囊可通過適于制備具有正確結(jié)構(gòu)和尺寸的膠囊的任何便利包封方法而形成。文 獻中已提出了制備膠囊的各種方法。涉及將活性成分包裹在基體中的方法一般性地描述于例如 EP-A-356, 240、EP-A-356, 239、US5, 744，152 和 W097/24178 中。用于形成圍繞核的聚合物殼的典型技術例如描述于GBl, 275，712、1，475，229和I, 507，739，DE3, 545，803和US3, 591，090 中?？蓪⑾嘧儾牧鲜┘又了纬傻牡诙姘宓囊粋€或多個表面，優(yōu)選施加至面向建筑物內(nèi)部的表面上。然而，更優(yōu)選將相變材料在第二面板的制造過程中摻入其基體中。事實上，第二面板的主要組分，例如第一組分，優(yōu)選菱鎂土水泥理想地形成其中包圍有相變材料的基體。更優(yōu)選第一組分，優(yōu)選菱鎂土水泥，和第二組分，優(yōu)選砂或細聚集體均包圍相變材料。特別地，相變材料可均勻地分布于第二面板的整個第一組分如菱鎂土水泥和第二組分如砂或細聚集體二者中?？蓪⑾嘧儾牧显诘诙姘宓闹圃爝^程中摻入或施加至所形成的第二面板的表面，其中相變材料可呈處于連續(xù)相液體中的分散體或淤漿形式。通常這可為處于水中的分散體或淤漿或者例如呈含水乳液的形式。優(yōu)選相變材料為微膠囊化的并作為水分散體施加?；蛘撸嘧儾牧峡梢砸愿晌⒛z囊形式施加。第二面板可含有阻燃添加劑，這可包括無機鹽或其它無機化合物如氫氧化鎂、氫氧化鋁或硼酸鹽。第二面板的厚度可為5_50mm,優(yōu)選5_30mm,更優(yōu)選10_20mm。第一和第二面板可安裝有用于內(nèi)系桿的合適錨定點。系桿錨可在制造期間澆注到泡沫塑料中。如果第一面板由一些其它材料制成，則用于固定錨定點的其它裝置可能更為合適，例如螺釘或其它標準固定裝置。系桿可為現(xiàn)有技術，例如本文引用的那些所述的用于ICF或其它墻模板單元中的任何常規(guī)系桿。系桿通?？捎山饘倩蛩芰现瞥?。如果ICF并非基于“平鋪包裝”體系，而是形成集成塊，則系桿可由泡沫塑料制成。系桿應理想地與保持第一和第二面板預定距離的間隔件結(jié)合成一體。通常，系桿與間隔件形成整體且理想地由上述金屬或塑料或泡沫塑料制成。可理想地將系桿與第一和第二面板結(jié)合以形成集成塊。系桿錨可澆注至面板，尤其是第一面板中。第一和/或第二面板可含有插入并固定系桿末端的槽。在這種情況下，系桿可與一個面板永久連接并通過將所述系桿的自由端插入另一面板的槽中而與另一面板連接?；蛘?，可將系桿安裝在兩個面板的槽中。可使用兩種或更多種系桿。根據(jù)本發(fā)明的ー個方面，墻模板単元(例如ICF)通過將多個第一面板一起和多個第二面板一起互連而裝配，由此形成的第一面板裝置和由此形成的第二面板裝配借助合適的系桿裝置保持預定距離。第一面板裝置與第二面板裝置之間形成的空腔段(下文稱為空腔)在所述兩個裝置之間的空間距離可為50-500mm。優(yōu)選空腔的層間距可為100-220mm。典型的空腔層間距取決于所需建筑物結(jié)構(gòu)例如可為102mm、158mm和203mm。其它預成型段如拐角也可根據(jù)本發(fā)明制造。上述本發(fā)明實施方案g在作為本發(fā)明的實施例，且本領域技術人員可對其進行改變和改進而不偏離權利要求書所限定的本發(fā)明范圍。圖I所示的是本發(fā)明墻段，其具有位于該墻段外側(cè)的絕熱材料的第一面板(I);用于墻支撐強度的金屬筋(2);用于以預定關系保持第一和第二面板的系桿(3);角柱(4)；
位于該墻段內(nèi)側(cè)的導熱材料的第二面板(5);和作為可傾倒、可固化建筑材料的混凝土
(6)。
權利要求
1.一種墻模板單元，其用于容納可傾倒、可固化建筑材料以形成與所述墻模板單元和所述建筑材料結(jié)合的墻段，其包括處于預定關系的第一面板和第二面板，由此在所述第一與第二面板之間形成限定所述墻段的空腔，和至少一個具有用于保持所述第一和第二面板以預定關系間隔的間隔件的系桿裝置，其中第一面板和第二面板均為剛性的且適于保持所述建筑材料，其中第一面板由絕熱材料制成且第二面板由導熱材料制成。
2.根據(jù)權利要求I的墻模板單元，其中所述第一面板包含復合材料、聚合物或聚合物基混合料，優(yōu)選膨脹聚苯乙烯或聚氨酯泡沫。
3.根據(jù)權利要求I或2的墻模板單元，其中第二面板包含選自無機膠結(jié)劑、聚合物和聚合物基混合料的第一組分，和任選的分布于整個第一組分中的選自導熱顆粒、細絲或網(wǎng)的第二組分。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項的墻模板單元，其中第二面板包含選自無機膠結(jié)劑、聚合物和聚合物基混合料的第一組分，和選自石墨、氧化鋁顆粒、硅砂、細沙礫或石顆粒、金屬纖維、金屬網(wǎng)和金屬顆粒的第二組分。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項的墻模板單元，其中第二面板由水硬性無機膠結(jié)劑形成。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項的墻模板單元，其中第二面板由菱鎂土水泥形成。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項的墻模板單元，其中第二面板由包含砂?；蚓哂懈邔崧实钠渌砑觿┑牧怄V土水泥形成，所述其它添加劑分布于整個菱鎂土水泥中。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項的墻模板單元，其中第二面板含有相變材料(PCM)。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項的墻模板單元，其中第二面板含有相變材料(PCM)和氧化鎂或菱鎂土水泥。
10.根據(jù)權利要求8或9的墻模板單元，其中所述相變材料(PCM)為微膠囊化的。
11.一種用于形成具有被多個包含至少兩個墻模板單元的面板所包納的可傾倒、可固化建筑材料的芯的墻段的墻模板系統(tǒng)，其中所述墻模板單元各自具有用于互鎖固定墻模板單元以限定所述墻段的裝置；處于預定關系的第一面板和第二面板，由此在第一與第二面板之間形成接受所述建筑材料的空腔；和至少一個系桿裝置，所述系桿裝置包括用于保持所述第一面板和所述第二面板以所述預定關系間隔的間隔件，其中第一面板和第二面板均為剛性的且適于保持所述建筑材料，其中第一面板由絕熱材料制成且第二面板由導熱材料制成。
12.一種用于建造根據(jù)權利要求I的墻模板單元的套件。
13.一種包含至少兩個根據(jù)權利要求I的墻模板單元或根據(jù)權利要求11的墻模板系統(tǒng)的墻段，其包含位于第一與第二面板之間的固化建筑材料，所述固化建筑材料由傾入第一與第二面板之間的空腔中的可傾倒、可固化建筑材料形成。
14.一種建造包括由多個ICF單元形成的墻段的建筑結(jié)構(gòu)的方法，包括如下步驟 i)以預定關系布置多個ICF單元的第一和第二面板以限定所述墻段，使得通過將第一和第二面板以預定關系間隔而在第一與第二面板之間形成空腔， )連接至少一個具有用于保持所述第一和第二面板以預定關系間隔的間隔件的系桿裝置， iii)在所述空腔中引入可傾倒、可固化建筑材料，iv)使所述可傾倒、可固化建筑材料固化， 其中第一面板和第二面板均為剛性的且適于保持所述建筑材料，其中第一面板由絕熱材料制成且第二面板由導熱材料制成。
全文摘要
一種墻模板單元，其用于容納可傾倒、可固化建筑材料以形成與所述墻模板單元和所述建筑材料結(jié)合的墻段，其包括以預定關系間隔的第一面板和第二面板，由此在第一與第二面板之間形成限定所述墻段的空腔，和至少一個具有用于以預定關系保持所述第一和第二面板的間隔件的系桿裝置，其中第一面板和第二面板均為剛性的且適于保持所述建筑材料，其中第一面板由絕熱材料制成且第二面板由導熱材料制成。還定義了用于形成一段墻和墻段的墻模板系統(tǒng)及其建造方法。本發(fā)明還涉及一種用于形成墻模板單元的面板以及要求保護一種用于建造墻模板單元的套件。
文檔編號C04B28/04GK102844503SQ201080024057
公開日2012年12月26日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權日2009年6月1日
發(fā)明者I·S·比金, M·P·巴特斯 申請人:巴斯夫歐洲公司