改进的建筑墙板和其制造方法

本发明涉及建筑结构如墙，梁，大梁等类似结构的制造。最现代的结构系统是下列主要种类之一：

1.在现场或预制的木制和/或金属框架结构。

2.在建筑工地连接或组装的砖混结构，由各种材料，包括石材，砖和预制混凝土砖砌体建筑单元所组成。

3.制造或预制的混凝土板。

4.在现场浇注的混凝土结构墙板[包括组合混凝土和绝热材料的“三明治”结构和磨损形系统（lost-formSystem）]。

5.现场浇注的向上倾斜混凝土墙。

这些系统需要机械的或化学的（粘结）防风层和/或防潮层，防水层和各种保温层和隔声层的附件，或者，如果不是危险的因素，至少是环境的不安全因素，该系统包括防风层和/或防潮层，防水层和各种保温层和隔声层作为其组成部分。例如它们通常依靠预制的棉胎（batts）或板作为隔绝和防风防气候用。这种棉胎或板由下面某些或所有材料构成：塑料薄板，不透水纸，铝箔，玻璃纤维，岩棉，石油沥青，膨胀塑料等类似材料。它们在施工时，需要有技巧和有经验的劳动力，还需要特殊的工具。因此，完成这些系统成本高，且花时间。教建造这些系统所需要的技巧是一昂贵的过程，往往需要几年的教育，正规训练及实习。

而且，这些系统的许多方面对环境不利;有些甚至是有毒性的。基本上以木材为主的系统需要采伐大片森林，这对环境是有害的，而且木材常常要用有毒的化学物质来处理，以阻燃，减少腐朽或保护以免受虫的侵扰。以热压养护过的混凝土和金属为主的系统需要大量热能用于其制造和加工，最常使用的系统还需要至少对某些环境有害的，常常有毒的潮湿和水蒸汽的防护和隔绝。

这些系统的安全性和寿命也比理想的要差。木制系统受到虫，腐朽，火和象飓风，龙卷风和洪水这种灾难性事件的破坏和损坏。以金属为主，混凝土和砖混系统在地震时或由于土体滑动原因，其内部构件接点常常要受到破坏。复合系统，如框架系统和大多数组合混凝土三明治，在安装质量上变化相当大，如果不小心或安装不对，就可能导致灾难性失败，而且它们需要相当大的昂贵的修理和维护费用。

另外，除了木结构以外，其它所有系统在改造或在其上增加其它东西方面是最困难的，需要相当大的技巧和特制的工具，使得这种改造和增加昂贵。

混凝土系统必须或者是永久地被包围在空间和/或一个或多个隔绝层中，如刚性的膨胀泡沫塑料，被它们罩住，或者里面包括它们，以减少穿过它们的热或温度的传递。但是，空间和隔绝材料减小了该系统的结构整体性，因为它们改变了经过所给截面的抗压和抗剪强度。而且，塑料不透水，最后不会与所浇混凝土自然粘接或紧密结合。结果是，除了这种系统被采用机械固接件或粘接剂外，它们将会分层。

结构系统的一个重要特性是该系统的结构质量的稳定性和可予见性。可予见性是由经过在任何场地和任何温度或湿度的 所述条件下而建造的任何结构墙体的所给定的截面的均匀性而产生的。当整个结构的均质性和均匀性被改善时，这种可予见性会增大。木制和钢制框架系统，例如，就缺乏这种可予见性，因为它们的复杂性会在材料，施工质量和工艺上的不均匀度上造成一些机会。混凝土系统缺乏这种均匀性和可见性，因为在该系统的材料配制中所使用的天然骨料的强度，孔隙率（在其混合物中影响粘结）和形状及大小，从一个来源地到另一个来源地和从一个场所到另一个场所，其变化很大。不满足所需强度的已完工的混凝土浇注体必须被打碎或锯掉，并移走和替换，所有这些花费时间并且花费钱。

另外，通常使用的结构系统最后显示出自我破坏效果，这是由该系统所使用的不同材料和构件的热和湿度膨胀的不同系数而引起的。理想地，整个建筑墙体系统应该有均匀的膨胀系数，从而该整个系统膨胀和收缩相同。

类似地，混凝土和混凝土/塑料三明治系统通常不能在大致低于水的结冰点的温度下生产。非常低的湿度也对生产均质，高质量，浇注的混凝土，及用来粘结砖混系统的砂浆都不利。可是，理想的情况是，不管其现行的温度或湿度，建筑墙板系统应该可以生产。

最后一点是，建筑墙体系统的一个越来越重要的特性是其均匀地“贮存”热能的能力。这通常被认为墙的热体（thevmalmass）。在刚性泡沫塑料层之间的三明治混凝土系统不能提供这种热体，因为三明治的侧面隔绝了混凝土芯体，因此阻止从该结构内获取热或冷。木框架结构的热贮存能力低，而且由于它们的复杂性，必须将它们密封和隔绝起来，以避免由于空气的转移而造成的热的损失。金属框架结构在其里面被隔 绝起来，因此有很小或没有热体。大多数混凝土和砖混结构还在其内表面被隔绝，再一次把墙体与从结构内来的热输入隔离开。相对较好的热体系统是浇注的混凝土和/或全灌浆的砖混墙体，这种墙体仅在其内侧被隔绝。理想地，一建筑墙体系统应该在同时贮存该建筑物内的热或冷的时候，既提供低的热传递率，（又提供低的声音传递率）。最好是，这样的系统不需要另外使用或包括绝缘材料。

现在的施工和建筑贸易习惯作法和资料，及从制造商和供应商处获得的现行信息和资料都推荐将玻璃纤维加强水混板仅仅用作为框架结构的壳层或饰面覆盖层。习惯作法和资料还特别指出，在这种壳层或饰面覆盖层上，还必须做各种修整。在习惯作法和资料中，玻璃纤维加强水泥板用机械的办法被固定到木制或金属框架件上，或固定到要连接在其上的壳层，支撑板或底层地板上。在资料和习惯作法中都认为，一旦这样连接起来，玻璃纤维加强水泥板就作为最后修整，如饰面砖，弹性材料/泡沫系统和特殊的饰面塑料的衬底。由于玻璃纤维加强水泥板多孔，且允许水的容易渗入，因此它们通常不油漆。因为当玻璃纤维加强水泥板受到集中荷载时还相当脆，并且会在冲击点或螺钉形贯入处附近破裂，因此，习惯上不用木料或其它形式的板或条边材料来作饰面，或进一步包盖。当将其插入这样的板内而没有其它背衬时，机械式的固定不会好。

为了克服这些问题，并加强建筑墙体的整个质量，本发明将两块玻璃纤维加强水泥板（以后常简单地用“水泥板”表示）粘接到一厚的，保温的，泡沫纤维水泥材料的结构芯体上，该材料将水泥板的孔填充了，因此粘结到该水泥板上，从而形成一均匀的建筑结构。最后的结构，如墙，有比玻璃纤维加强 水泥板单独或芯体单独时较大的抗弯强度和抗压强度，并且脆性较小。在浇注完后，该芯体材料填充了有孔隙特性的玻璃纤维加强水泥板的孔隙，从而将表面的孔覆盖住了，将该板的小的骨料“粘结”在一起，使得板在冲击和螺钉形贯入处附件具有强的抵抗开裂和破裂的能力。

这种墙板的隔热性是很高的，以致不再需要另外的绝热材料。该墙体的外表面容易接收涂料，并且对空气和水的渗透具有强的抵抗性。结果是，这种板不需要用石膏板或其它材料来作面饰或覆盖来允许竣工。与下面的泡沫纤维水泥芯体结合起来，该水泥板接收和固定钉子和螺栓要比没有粘接的玻璃纤维加强水泥板好得多。由于均匀，是固体，且没有隔热的空隙或空间，按本发明而建造的墙体还提供了各个截面上均匀的，可予见的结构强度。由于水泥芯体不使用砾石或大的骨料，该芯体材料可以容易地使用简单的手工工具，如锯，刀，槽刨和凿来成型，重新整修和制造。

因此，本发明的一个目的是提供一完整的，简单的和坚固的建筑结构，它能使成本效率高，可在现场制造大多数类型的建筑物及其结构和建筑构件。

在现场成形和浇注，本发明提供了一建筑结构，它的墙体是均匀和整体式的，通常仅由二种几乎具有相同物理特性和膨胀系数的基本构件所组成。如果为后面施工或安装而不在现场预制，则本发明另外还提供了轻型，强度高的建筑构件，可以将这些建筑构件设计和施工成实际上适合任何建筑或结构需要。

为了提高结构强度，代替依赖机械或粘接剂连接加强或连接构件，本发明产生了一种粘结，这种粘结是由芯体材料在其 流动状态下，移入在所有常常可获得的水泥板中所存在的开口孔和孔隙而产生的。在水泥板中的孔被填充有粒子和悬浮在芯体材料中的稳定的蛋白质，这些使板的强度和刚度得到了加强，并且在它们和芯体之间产生了坚固而均质的粘结。结果是一结构均匀的复合建筑墙体或其它结构。传统的磨损型系统不会在模板材料和所浇注的芯体材料之间形成这样一种均匀的粘结。因此，它们必须依赖机械接合件来将构件固定在一起，即使在填充材料已经达到了最大强度。

本发明的另一个特征是它可以使具有相当少的建筑技巧的个人也能建造建筑墙体和结构，而不需要特殊的工具。

本发明的另一个特征是其环境上的善举。该芯体最好由一泡沫纤维制成，该泡沫纤维包括2.5但尼尔，0.83″-切断（Cut），DupontP732的尼龙纤维（尼龙聚酰胺纤维），Nepoor处于的稳定水解蛋白作为泡沫剂，水，和一种水泥和/或烟囱飘尘，粘土和/或细砂的合适混合物。该混合体的准确配方取决于承受设计荷载所需要的强度。

按照本发明而制成的墙体和结构是相当坚固和耐久的。它们在通常的燃烧温度下不会燃烧。因为它们的孔被堵住了，不会提供移入的通道，所以它们还具有很高的抗空气和水的渗透性。在一般的，上等级的使用中，它们通常不需要防水。在现场浇注的使用中，按本发明建造的建筑物的所有墙体是均匀而无缝的。即使没有被固定到地基基础上，这样的建筑墙体，实质上为包裹着泡沫水泥芯体的单一，坚固的固体块水泥板，会提供足够大的惰性，以阻止由地面移动，大风和中等地震事件而引起的运动。如果将其适当地固定到合适的地基上，则即使在强烈地震下，它也能有效地固定。

按照本发明而建造的墙和结构是耐久的，而且具有与现浇混凝土相等的寿命，但是受到的开裂程度要比混凝土小。予见在正常使用情况下，按本发明而建造的墙和其它结构将会有至少一百年的使用寿命。

因为它们可以用普通材料作最后装修，所以，按照本发明而建造的建筑物，在视觉或其它方面与使用常用结构系统，包括木框架而建造的建筑物没有区别。当受到冲击时，该墙产生一个与木框架墙十分相似的声音。低的热传递率使得该墙冷天感觉暖和，在热天感觉凉快，与十分隔热的木框架墙十分相似。

当被养护时，墙体，梁，大梁，板或其它结构的芯体的泡沫纤维水泥材料，形成一刚性，轻质，闭合气囊的泡沫水泥组合体，该组合体由纤维和颗粒材料构成，它们包裹但不渗透由泡沫芯体构件所形成的填充有空气的空隙。在芯体中的空隙阻止热和声能的传递。包围这些空隙的纤维/颗粒格构贮存热能。该产物是一种具有相当隔热和热体特性的结构。

本发明进一步提供了一高度可予言性。其墙体是稳定的，小颗粒尺寸的，以土为主的材料，以及水泥，粘土或飘尘和稳定的，水解的，以蛋白质为主的泡沫所构成。整个结构系统的热膨胀系数的最后均匀性和稳定性增加了长期的耐久性。由于它们能均匀地膨胀和收缩，因此它们比使用具有不同热膨胀和收缩率的材料和构件的复杂系统更不会开裂或分裂开。

图1为按照本发明建造的一建筑结构的平面示意图;

图2表示在浇注泡沫纤维水泥芯之前和其中，为了调正和支承而可以暂时将玻璃纤维加强水泥板连接在一起，并将它们支撑起来的方法;

图3为按照本发明而建造的已完工的第一层墙体的剖面 图，并且表示了一混凝土基础;

图4为按照本发明而建造的第一层墙体在去掉模具连接和暂时支撑的可见部分之前的一剖面图，在浇注芯体材料之前和期间，这些模具连接和暂时支撑可以稳定该系统;

图5为一局部剖视图，表示外侧第一层和第二层墙体之间的连接，该图还表示将一脚手板或边梁连接到这样一墙体的内侧面;

图6类似于图5的一局部剖视图，但表示内侧第一层和第二层墙体，以及安装在墙体两侧上的脚手板或边梁;

图7为图5中线“Ⅳ”所圈范围的放大图;

图8为图6中线“Ⅴ”）所圈范围的放大图;

图9A-C为图7和8中所示塑料座板的正视，侧视和顶视图;

图10A-C类似于图9A-C，表示一木制座板;

图11为图4中线“Ⅱ”所圈范围的放大图;

图12为图11中线“Ⅵ”所圈范围的放大图;

图13为安装在图11和12中所示墙板连接装置的剖面放大图;

图14为图13中所示的有槽沟的塑料间隔件的端视图;

图15A-C为图13中所示的有槽沟的塑料连接板的正视、侧视和平面图;

图16为类似于图13的一连接装置的剖面图，该连接装置由连结的麻绳，有槽沟的竹材或坚韧的芦苇和木材制造;

图17为图16所示的有槽沟的，竹材或芦苇间隔件的端视图;

图18A-C为图16所示的有槽沟的，木制连接板正视，侧 视和平面图;

图19表示在二块不同大小，边对边的玻璃纤维加强水泥板中的孔的型式，这些孔是用来在安装这些板时穿过连接装置用;

图20表示准备运输和贮存的一组十二块水泥板;

图21为横截面视图，表示将连接装置穿过一对玻璃纤维加强水泥板中的孔这一过程中的第一步，所示的玻璃纤维加强水泥板是一对，并垂直立在地面上，它们的短边竖向布置;

图22为该墙体安装过程中将墙板移到顶面的第二步的剖面视图，下面是一个典型的连续式，带有槽沟的地基基础，所说的墙板与图21所示的玻璃纤维加强水泥板相同，现在旋转了90°，所以它们的长边竖向布置;

图23为由玻璃纤维加强水泥板形成的墙体的剖视图，该图表示了就位后的所有连续装置，任意第二层，连系梁和桁架连接金属附件，但没有边或角支撑，该整个装置被插入其地基基础的连续槽沟中，并准备浇注泡沫纤维水泥芯体材料;

图24为安装好的一套玻璃纤维加强水泥板的平面图，这些板被连接在一起，被适当地支撑着，准备浇注泡沫纤维水泥芯体材料;

图25为图24中线“Ⅶ”所圈范围的放大平面图;

图26为图25中线“Ⅷ”所圈范围的放大平面图;

图27为按照本发明建造的上下墙体之间连接的放大局部剖视图，表示用竖向钢销加固该连接的方法;

图28为图4中线“Ⅲ”圈定的连续式槽沟混凝土基础的放大局部剖视图，表示怎样将整个墙体的底部固定进槽沟内;

图29类似于图28，表示可以将墙体固定并锚住在压实土中所形成的壕沟内的方法;

图30为在浇注泡沫纤维水泥芯体材料之前，为门，窗和其它洞口形成墙体灌入的另一种方式的正视图;

图31为图3中线“Ⅰ”圈定范围的放大剖视图;

图32表示根据本发明所建造的一叠合梁或大梁的剖视图;

图33描绘了泡沫纤维水泥芯体的放大了的显微镜下的横截面图，表示这些材料之间是怎样相互联系，并形成一种将固体和泡沫的特性结合成一均匀，整体连接的固体结构材料的混合物;

图34系统地表示了引起泡沫纤维水泥芯体材料中的旦白质液体和细小颗粒移入玻璃纤维加强水泥板的孔隙和间隙中，形成其抗剪强度和抗压强度都比单一成分材料要高的这样一种均质连结的整体结构。

参照图1和图2，一建筑结构2有许多内外墙体6，4，这些墙体可以由不要特殊工具和技能的一个或二个工人，通过将玻璃纤维加强水泥板8的护墙板安装起来，变成一个永久模板，在其内浇注泡沫纤维水泥，以形成一芯体10来建造。轻型水泥板不需要任何如吊车或起重机这样一些起重设备来将它们安装就位。水泥板8的下端位于一连续的槽沟或槽12内，该槽沟或槽是浇注地基基础，基础板或坝墙内的，或是在压实土中挖掘或采用其它办法形成的，图1和2描述了一种典型斜撑14，该斜撑14用来支撑墙板，直到该芯体被浇注完并养护好为止。

图1表示了几种临时支撑，支柱27和31根据该结构的建筑学的需要而被分开了。通常其中心到中心的间距不小于4英尺。另外，在所有板与板的连接点及所有内侧和外侧角处都布置有一个支柱。这些支柱上按一定间隔都钻有孔，以穿过连接装置3，这在下面将要作更全面的讨论。

由于将支柱靠在板的竖向连接处，因此，对于用来填缝，密封或闭封，使其形成相互接合的特殊抗渗漏设备的需要就省去了。斜支撑14将支柱支撑和锁住在其位置上，当它们是由木料制成时，可以将它们钉在，用螺栓拧在或铰接在支柱上。将斜撑的底端安装在其位置上，并用任何方便的方式，如用混凝土钉29打入土内而将其固定。另外，可以用市场上可买到的“抛掷器”（Kicker）或甚至用铰链（图上未表示）来将斜支撑钉到，螺栓拧到或用其它方式固定到木制或混凝土楼面上。一旦泡沫纤维水泥芯体材料凝固了，就将支撑去掉，该结构墙体即将建成。

图2表示已建成的，按照本发明而建造的单层墙体1的横截面，该墙体1由永久连结到一芯体10上的二块玻璃纤维加强水泥板8而建成的。这些板起初用墙体连接装置3固定在一起，这些连接装置一致起作用。并且对斜撑起补充作用。在芯体凝固后，将墙体表面以下的连接装置剪去，在其上进行粉饰，则该墙体已经准备好油漆或完成其它最后工作。墙体被永久地安装在一基础上的连续槽沟12内，最好还用竖向加强杆16将其固定到基础上（如图3所示），这些加强杆16通常间隔中心距离不超过16英寸。在浇注芯体过程中，未凝固的泡沫纤维水泥材料的流体静压力使水泥板对缝隙12的侧边有编向压，因此避免了渗漏。并且将墙体的基础牢固地固定在其位置上。以前通常需要的防渗漏密封带或类似物因此不需要了。

按照本发明而建成的墙体18如图4所示，在该图中表示了连接装置3在其凸示端被剪掉之前的情况。

参照图5-10C，为了将楼板连接到墙体上，本发明将水平脚手板或边梁20布置在内承座墙的周边处。对于第一层楼板， 这种水平脚手板或边梁20将通常布置在设计标高以上的2英尺处，对于上面的楼层，脚手板在楼板与楼板交叉处被连接，一般在结构墙体的最薄弱点。图5表示在一外墙4上完成这一施工的方法，即在墙体浇注之前使用位于玻璃纤维加强水泥板之间的金属埋件。

对于上面的楼层，除了最上面的一层外，要在其它各层的墙体顶面浇注一连续槽22，该槽22的作用类似于第一层墙的基础上的连续槽沟（图5-10C中未表示）。为了对楼层与楼层墙连接提供附加的安全性，将8英尺长的钢加强杆24，在中心处一般得16英寸，中的4英尺长，在下层墙体中的泡沫纤维水泥未凝固之前，插入该水泥块中，以形成竖向销来可靠的连接上下墙体。

图6中所示的内建筑墙体6之间的楼面需要水平脚手梁或边梁20，这些脚手梁或边梁20被布置在墙体的两侧上。

正如在图7中可以最清楚地看到的一样。靠近下端，连接装置3被布置在紧靠上下墙体之间的连接或结合线23的上面和下面。竖销24使这种连接坚固了。纵向加强杆26，一根靠近下墙的顶面，刚好在连续槽22的下面，另一根靠近上墙的下端，刚好在该槽22的上面。加强和形成了一连续的结合梁或地震箍。杆26最好在上下墙体的相对端的整个长度上延伸。并用钢连接线将它们连接在一起，使其具有24英寸的最少塔接长度和不小于12英寸的连接长度。将塑料连接座板30固定到下墙的玻璃纤维加强水泥板断面上，这种固定可以采用防锈的自攻螺钉（未表示）来完成。这种自攻螺钉具有平的喇叭型头，直径不小于3/8″，适合于在玻璃纤维加强水泥板上使用，以将这些板连接结到木制或金属构架上，这些座板包括有孔28，纵向杆 26穿过这些孔。

在将所有座板30安装好后，穿过水泥板的两表面钻一些孔，以让螺栓32穿过去，这些螺栓32伸过这些孔，并且从座板相应的横孔34（图9c所示）中凸伸出来，螺栓32从墙体向外伸出一段长度，这段长度等于六角螺母36，平垫片38，脚手梁或边梁20以及可能要使用的任何销紧垫片（未表示）的厚度之和。为了使穿过该系统的热传递变的最小，螺栓32的内端应该尽可能与外墙皮相隔远一点，座板30包括二个长方形孔40，在浇注完以后，这些孔完全填充有芯体材料。以提供该座板与墙体系统的好的粘结。

座板30可以由木料制造，如图10所示，为了避免木料开裂，并提供足够的强度，可以用如图10A-C所示的单个园形孔42来取代二个长方形孔40（图9A-C所示）。

图8描述了一内墙6的上下段44、46之间的连接，一脚手梁或边梁20被布置在已经完工的墙体的两侧。在这种情况下，钢螺栓48完全伸过墙体，允许连接第二个六角螺母32，第二个平垫片38，和第二根脚手梁或边梁20。连系梁加强杆26如图7所示，在图7上还表示了座板30和在浇注以后填有芯体混合材料开口40。

将通过建筑物墙体的热传递减少到最低点是本发明的一个重要特性。鉴于这一原因，因此墙体系统的连接装置和就位的构件都是由不容易贮存或传递热能的材料制成。所以，图9A-C所示的座板30由塑料制造。图10所示的座板由木料制造。这两种材料具有低的热传导率。

在可以浇注泡沫纤维水泥芯体材料前，必须将水泥板8安装和在支撑在其合适的位置上。用于窗、门等类似孔洞的墙体 贯入可以在填充之前从板上切割出来，或者也可以在填充材料凝固后再切割。现在比较喜欢在芯体材料浇注并凝固后再从墙体中将它们切割出来。因为在芯体凝固后，墙体容易接受钉子和螺钉型固定件，可以将门和窗框及套直接连接到这样形成的未修整的孔洞内。

也可以如图30所示，在玻璃纤维加强水泥板8被安装之后，在该板8上切割出粗糙的门和窗孔洞。这可以采用一划痕刀来完成。然后这些孔洞用固体木料或金属构架材料54，沿着它们的内边“框架”起来。如图30中虚线所示，将这些框架材料放好，以便它们完全处于水泥板8内，它们的外边与孔洞边平齐。如果门窗需要横梁（未分开表示），则在安装框架之前应将横梁（header）安装在孔洞上面的位置上。用适合于将水泥板连接到框上的螺钉（未表示）来将框架（和横梁，如果使用的话）固定到水泥板上。所使用的螺钉应该特殊处理过，以防止生锈。并且有至少1-1/4″长，有一个其直径不小于3/8″的偏平的喇叭型头。螺钉与螺钉的中心间距不应小于16英寸，而且，螺钉头应该与板的表面平齐。或稍微凹进去一点。通过用金属或塑料清水墙角压条来处理孔洞边，可以提供附加的强度。在应用临时支撑之前，内外角也最好装有金属或塑料清水墙角压条。

暂时参见图11，连接装置3将水泥板8固定在一起，直到芯体10凝固并且已经与板紧密地粘结在一起为止。

现在参照图12-18c，连接装置3由一个塑料的“栓在绳上的珠”的拉杆56，一个放在水泥板8之间的有槽沟或长槽型的间隔件58，以及紧靠墙板的外表面平放置的连接板60所组成。水泥板上钻有合适的孔，以便拉杆56能穿过该板。在浇注完以 些拉杆上。将板的外侧上的带有槽沟的连接板60朝拉杆上推，直到它们很紧了，并且使整个连接装置移进其最终位置，从而使板的竖向边略微与相邻的，以前安装好的板或墙段的边隔开，在它们之间形成一间隙。

图23表示完全装配好的板8，准备填充泡沫纤维水泥芯体材料。如果在第一层上还要设置另外一层或多层，则要将座板30用螺栓拧在该装置的顶部的位置上。如果要浇注单层，仍然要将座板布置在图示板的顶部。然后使露出的座板顶面来形成后加结构屋顶系统构件（未表示）的锚固件。当使用座板时，这时可以放置一根或二根水平加强杆26（从图7和8可最清楚的看出）。图23的顶部的虚线表示该处可以后放置水泥板，以构成上层的墙。

参照图24，然后在所有板对板的接点处，在所有角内，在内外侧都设置临时支撑。这包括竖向支撑74，斜撑76和适当的锚固杆或模板钉78（如打入地面）。

参照图25和26，竖向支撑74包括由斜撑76支撑的板条，这些板条还被钻有孔，以穿过连接装置3。穿过竖向板条的连接装置孔最好在（竖向上）以与穿过玻璃纤维加强水泥板8上的拉杆孔70相同的间距而间隔。图26描绘了竖向板条贴近并封闭板与板之间的接缝，以避免未凝固的芯体填充材料的渗漏的方法，在浇注芯体填充材料时，在板之间的狭窄空间80将会被这种材料填实，该材料会将相邻的水泥板边粘结在一起。在拆掉拉杆和板条以后，会有一光滑的表面。从而减少了对节点处理、修补及填充的需要。

图26描述了水泥板8在带有槽沟的间隔件58和竖向板条74之间被“挤压”的方法。塑料连接装置3将该装置固定在其 后，该连接装置3的拉杆56和间隔件60被埋在凝固的芯体材料内。

所有连接装置3的各部件，即拉杆56，间隔件58和连接板60，在本发明的最佳实施例中都是由塑料制成的。塑料不相当贵，在环境方面也是良好的，而且能容易形成所需要的形状。因为拉杆56和间隔件58保留在完工的墙体内。它们具有前面提到的所需要的低的热传递特性。而且，如图15A-C所清楚的表示的，连接板60包括一槽口61，它在槽口61的纵向方向上逐渐变细，以允许通过将该连接板沿着水泥板推进去而拉紧拉杆56，直到拉杆56变的相当紧了，从而将两块水泥板8紧紧地贴到间隔件58的两端。

在远处，可能需要由不贵的、容易得到的自然材料。如木料、麻绳，竹材或一段坚韧的芦苇所形成的连接装置3的各部件举几个例子。这样一种系统如图16所示，它很类似于图13在这一实施例中，拉杆62是由一段麻绳构成的，小心地打结，从而使得二个结64之间的距离等于墙体的厚度加上楔块形，且有槽口的木制连接板66的厚度。槽沟型间隔件68由一段竹材或芦苇制成，其长度等于所需要的墙体厚度。小于两玻璃纤维加强水泥板的厚度之和。带槽口的连接板66由木料制成。被做成一个楔形，并且包括一槽口61，类似于图15A-C所示的连接板60。

参照图19和20，根据本发明建造的外墙或内墙4、6从定位和钻孔70穿过水泥板8开始。现在两种常用尺寸（4×8和3×8英尺）的所设计的外墙玻璃纤维加强水泥板在市场上可以买到（图19）这种板通常以堆，叫“组”运输，每一组为12或24块板，平放在支座71上，图20表示一组十二块板，当这样 堆放时，就可以将需要布置连接装置的位置作上标记，然后钻孔70穿过整个该组。虽然孔的形成可以改变，但它们的中心距离通常间隔不小于12英寸，对于重复或大量情况，这些孔可以在带有予先适当调整的钻头的多头钻床下（未表示）一次钻成。

一旦孔70被钻好后，最好施加薄的以胶乳作为基层清水墙的保护层的单一的涂沫层，使板8密封，某些水泥板8的一面比另一面要光滑。在这种情况下，应该将保护层放到较光滑的表面上。以这一方式保护板会将其孔基本上填充起来。以至可以达到最后将变成墙体的外表面。以后所浇注的泡沫纤维水泥芯体填料会渗透充填到板的内表面（面向芯体10）。没有凝固的（可流动的）芯体填充材料中的颗粒和蛋白质材料移入水泥板内。我们已经观察到，当板的外表面预先密封保护起来时，这种填充材料移入板内会得到加强。同时，外层板表面的孔隙率的减少防止了这种填充材料的过快移入，如果过快移入这种情况发生，填充材料能引起浇注的，仍然没有凝固的芯体填充材料中的泡沫孔隙结构部分破坏。

参照图21-23，在密封保护层已经干了以后，将水泥板8成对地，背靠背，使它们的被密封保护表面朝外地放置，并将连接装置孔70对齐。将拉杆56（或62）插入板的仅上半部分，此刻，对齐的孔70内。这一工序最好是在将水泥板的长边水平地放置在楼面72上，将它们的短边竖向放置来完成。

下一步就是将水泥板8旋转90°，从而它们的长边竖向放置，如图22所见，将基础的顶上的水泥板平行于浇注槽沟12。将该板稍微分开一点，并且放入有向上凸出的加强杆16的槽沟内，从而使得加强杆16位于板之间的空腔内。然后将拉杆56穿过板下部的仍保留的孔70内。将带有槽沟的间隔件58放在这 位置上。在板边之间的小的间隙80在图26中可容易看见，该间隙80填充有从泡沫纤维芯体来的材料，并且将这些板边粘结在一起。

本发明的重要方面是所给定的墙和地面。基础或在其上下的墙体之间所形成的坚固的抗震连接。这主要是通过将墙体锁住进连续槽沟或槽口而实现的。在图27中，在下部墙体顶部上形成的连续槽沟22的边接收从上层墙下来的相应的凸部82，并且在凝固后将其相互粘结起来。竖向钢杆24提供了附加的强度。

图28所示在地基基础，地基板或在地基坝墙中的连续槽沟12锚固墙体的方法。竖向杆24被弯折了90°，以将它们锁住在基础内。对于坝墙（stem  Walls），其顶面形成有连续槽沟（未表示），竖向杆保持是直的。

图29表示可以在壕沟84上形成墙体的方法，在所形成的墙体中有一系列竖杆24被埋入压实的土86中。这些竖杆可以被打入其位置，或者用水泥将它们灌注入已钻的孔内。

在这些实施例的每一个中，在浇注芯体填充材料之前或期中，壕沟84或连续槽沟12，22将竖向墙板8就位，消除了对特殊设施的需要。在浇注时，连续槽沟或壕沟还阻止了该填充材料的渗漏，这是因为由板之间的材料所产生的压力及其重量牢牢地将板压靠在槽沟或壕沟的侧边上，从而阻止了渗漏。这消除了对密封垫和密封胶的要求。最后，在强烈地震发生过程中或在强风中，壕沟或槽沟会使墙体保持不移动。

在将泡沫纤维水泥芯体材料浇注完并有时间凝固后，则该墙体已准备完成。第一步，去掉临时支撑。第二步就是去掉连接板60（或66），如图31中所图解的。现在，使用一个锤子从 连接装置3凸出处使水泥板8的表面起微凹。一锤击可形成通常足够的，小的凹陷88。使用剪刀，凿子或一对端切割的器械，在该凹陷的最深部分将拉杆56（或62）切割或钳断掉。然后用与填充灰泥板清水墙体中的细螺栓或钉子头和凹陷的相同方法，将这些凹陷填平至与墙体表面齐平。填料应该是由水泥板制造者同意的用于那一目的一种材料。现在墙板可准备油漆或其它修整。

尽管脚手梁或边梁20已经被充分地描述过是由木料制成的，但是，象这样一些结构构件还可以用本发明的方法制成。图32表示了一根用这种方法制成的梁90。通过用来填充墙体空腔的相同的泡沫纤维水泥芯体材料的填充物92，将3块玻璃纤维加强水泥板8粘结在一起。这种梁和类似结构可以被做成所需要的许多层，以制成所需强度的结构梁，大梁和形状。也可以在墙体空腔内，在需要增加结构强度（未表示）的区域上，插入玻璃纤维加强水泥板的附加层。可是，应该注意保证在这些附加层之间它们本身之间，以及在它们和外墙板壁之间保持一恒定距离，以便为填充材料进入和粘结到所有表面提供一足够大的空间。

按照本发明而建造的墙体和结构的优良结构强度，产生于在设计的混合物中的尼龙纤维，蛋白质和水泡沫，颗粒之间的紧密粘结，以及这些材料移入玻璃纤维加强水泥板中的骨料和玻璃纤维粗纱之间的空隙。图33是一张小比例放大图，它示意地描述了在水泥板表面这一情况发生的方式。气囊94是小的空气泡，其表面张力由以蛋白质为主的Neopor牌泡沫剂维持。包围气囊94的是被包括在其混合物中的任何材料的颗粒。通常，这些颗粒是带有或不带有一定粘土和烟囱飘尘的Ⅱ型波特兰水 泥。也可以使用粘土/飘尘混合物和水泥/飘尘混合物。许多相当短的纤维96缠绕和包住该气囊，而不是刺穿该气囊，因此，形成了一个网格状的格构，该格构大大地增加了该芯体的强度。静水压力强迫这些材料压向水泥板的多孔表面，并使它们移入该板内。在芯体填充材料中的颗粒和蛋白质材料包围水泥板中的砂粒，膨胀页岩和其它骨料98，并且逐渐将它们之间的开口孔和通道填满。

图34更详细地描述了这一过程。水泥板8形成区100和102，显示大多数材料移入该板内和最大密度的芯体填充材料。在区100中，芯体填充材料仅仅部分渗透进了水泥板。在区102中，该填充材料的静水压力引起某些由泡沫所形成的气囊破坏，释放出它们的空气，并允许所包围的填充材料将其液体和颗粒材料流进水泥板的孔隙和空隙中。当这些孔隙和空隙开始填充时，它们逐渐闭合，并且很少的颗粒和液体能够移过它们。当该混合物凝固和干燥时，这种流动减小，且最后停止了。

在这些移入通道被封闭之前，某些细的，2.5登尼尔的纤维被迫部分地进入该水泥板。由于沿水泥板表面的这种泡沫的破坏的结果，在102区域中的材料的密实度及粘结的强度都是最高的。区104是泡沫纤维水泥芯体10的主体。在这一芯体范围内，其密实度要比在板/芯体交界处稍微低一些，因此减小了该材料传递热能和声能的能力。箭头106表示芯体材料流入水泥板8的方向。

应该将泡沫纤维芯体填充材料适当混合，以便它们具有类似于扁平糊状物一样的稠度。它应该具有很好的流动性，以便容许它容易地进入由隔开的水泥板所形成的每一部分空腔;该材料应该能够在该空腔内无阻碍地流动，直到该填充材料已经 达到板的顶部。由于泡沫纤维具有这样高的可流动性，则在墙的顶部就不需要任何样板括平。如果要在墙的顶部形成连续槽口，则应该在浇注开始前将它们阻止住。可以用一标准旋转的，圬工灌浆泵的办法将该泡沫纤维用泵送入所形成的结构中，并且可用该泵送设备的可能最高的工作速率来浇注该泡沫纤维。泵软管的出口端应该旋转在模板的底部，并在浇注时随着填充材料水平面的升高而逐渐向上升。该泡沫纤维水泥芯体填充材料可以在130°F以下和-25°F以上的任何温度下浇灌。

泡沫纤维混合物的设计应该采用实验室作试验的办法，以提供在7天时其抗压强度每平方英寸不小于35磅。下面的表1表示一典型的混合物的设计，它最好用于单层建筑，该设计生产出一种具有所需性能的墙体芯体填充材料。

表1

25PCF混合物-1立方码

材料  数量

水泥(磅)  505.0

水(加仑)  21.7

泡沫(加仑)  161.0

在泡沫中的水(加仑)  12.4

在泡沫中的Neopor*(加仑) 0.3

Dupont公司的P732,0.83"

尼龙纤维(磅)  1.0

＊Neopor是一种特别有用的泡沫剂的商标，它可以从位于美国 科罗拉多州的Vail地的Neopor公司买到。

混合物应该按制造商的推荐进行配制。一般情况下，饮用水对Neopor泡沫剂的体积比应该在40∶1左右。所配好的泡沫对泡沫剂混合物的膨胀比应该保持在13.3∶1和15.5∶1之间。Neopor泡沫必须质量均匀，且必须是按照Neopor手册和指南所推荐的方法制成的。Neopor与水混合，并在普通泡沫发生器内发泡。然后将所得到的泡沫与水泥和尼龙纤维混合，以制备芯体混合物。水泥必须是均匀高质量的Ⅱ型波特兰水泥。如前面提到的，混合物的设计应该在实验室内进行试验，以保证7天的抗压强度达到每平方英寸不低于35磅。

尽管一般结构混凝土墙体每立方英尺重近165磅，而用本发明方法建造的墙体，即包括具有上述芯体混合物的芯体和在该芯体两侧上的水泥板，每立方英尺重仅近39磅。该泡沫纤维水泥芯体材料不是一种结构混凝土，但是是一种隔热的结构填充料，并且，按照类似于上面所列的混合物设计的该材料，一般仅适合于在本发明中作墙体填充材料，不自己单独使用。

通过增大芯体填充材料的密实度，可以增加墙体的强度，如用于多层建筑时。下面的表2表示处于干燥，凝固状态时的各种芯体密实度，以及要获得这样密实度所需要的混合材料的比例。