用于建筑物基础的不可燃加强粘结轻质板以及金属构架系统技术方案

一种基础系统，包括支承加强的、轻质、尺寸稳定的粘结板的金属构架。该基础系统具有不可燃、耐水、抗菌和抗霉以及耐白蚁特性。所述板采用由无机粘结剂的含水混合物的固化而形成的一层或多层连续相，所述混合物例如包括硫酸钙α半水化合物、水硬水泥、活性火山灰和石灰。连续相利用玻璃纤维得到加强并包含轻质填料粒子，例如陶瓷微球体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及住宅和商业建筑中包括金属构架和在此称为SCP板的轻质结构粘结板的基础系统。更具体地，本专利技术涉及不可燃基础系统，其具有机械或粘结紧固在金属构架系统上的板。所述板具有抗剪隔板和重力载荷承载基础元件。 该系统在用于金属构架时提供以下有利的性能属性不可燃性、耐水性、抗霉性、高比强度和刚度、影响组装速度的建筑物设计的经济性、因建筑物重量减小而导致的基础尺寸的减小、以及用于给定建筑物占地面积的可用建筑容积率的增大。还有利的是，基墙是空心墙，使得其可以充满绝缘材料以及可以使电线、管道设备或其它设备穿过空腔延伸。本专利技术还使基础内壁具有光制外观。其还避免了在进行灌注之前首先向基础材料添加水时浇注基础发生潜在的收缩和收缩裂缝，所述加水不被用于使灌注(cast)的混凝土水合、蒸发。这样还避免了与现场浇注的灌注基础相关的环境问题。
技术介绍
内部住宅和采光商业基础系统通常包括现场浇注的灌注混凝土板以及支承在现场浇注的基座上的浇注混凝土或圬工墙。 通常，基础地面是建立在现场浇注的基座上的现场浇注的板。 在扩建商业空间时以及在竖立整个结构时，金属材料的构架越来越普及。可能最已知和最流行的以金属构建构架的方法包括采用通常由钢板(有时是铝)滚压成的金属管道。这些经常被用于竖立和加强商业和住宅结构的金属构架元件或支柱是具有大体上U形横截面并且是底部宽、两侧窄的统一高度的管道。为了加强支柱或构架元件的强度和刚度，U形管道部件的两侧边缘弯折以形成平行于U形管道底部平面的唇缘，从而形成C形部件。 金属构架元件和支柱的外部尺寸以及元件或支柱的重量或规格变化。通常元件被组装成大致4英寸(10cm)宽、2英寸(5cm)深，由此与木构架和支柱元件的宽度和深度相对应，在这种情况下，唇缘可以从支柱的侧面延伸1/4-1/2英寸(0.63-1.3cm)。可以在轻型住宅建筑和商业墙建筑上采用18-20规格(gauge)的金属。在一些住宅和商业构架上，尤其在多层商业建筑上采用更重的金属规格。 已经研发了多种用于连接和固定金属构架和墙支柱的方法。在大多基本量级下，金属支柱插入并通过从轨道的外壁到相邻金属支柱内的钻孔和螺钉连接固定在金属轨道内。同样，市场上可以得到的用于使金属构架元件互连的装置(例如角撑架、剪力接合器和板连接件)通常采用从轨道外部或支柱元件向内施加的螺钉和螺栓。 金属支柱和构架元件已经得到改进，包括被用于便于这些支柱和构架元件与相邻支柱和构架元件和/或与用于加强支柱和构架元件的横杆和其它非构架元件互连的锯或冲压槽、突出物和托架。目前被用于将金属支柱连接在一起以及互连的已知连接件(包括支架、板和系紧连接件)通常在现场得到钻孔和攻丝。得到钻孔和攻丝的未固定连接件对工人存在安全危险，因为连接件往往较小且较轻，因而易于通过手钻抓取和旋转。 US 6,799,407公开了一种用于通过多种连接件和轨道使金属构架元件、轨道和支柱互连的系统。所述连接件特别被构造并设计成装配在构架元件、轨道和支柱内并与它们互锁。这些连接件起到了通过从连接件内向外施加在元件、轨道或支柱的非表面内的紧固件将一个元件、轨道或支柱与另一元件、轨道或支柱固定。所述轨道特别被构造采用在三维上从里到外和从外到里施加的紧固件与其它轨道或支柱互连，同时还使轨道和支柱的表面没有紧固件头或其它突出部。其采用由薄钢板或铝制成的常规U形通道状构架元件或支柱。根据该系统，U形通道元件包括用于商业和住宅建筑的许多或所有构架部件，例如墙支柱、轨道、头部、屋脊、楼板托梁、吊顶托梁、屋架、横木、支柱垫块等。 美国专利No.5,687,538公开了具有C形横截面的结构构架元件，包括主平面和成直角的两个平面侧壁。该侧壁具有基本上平行于底部形成的向内转向的唇缘。通过使沿纵向刚性构件垂直于顶部和底部侧壁隆起来提高金属构架托梁区段的负载能力，所述刚性构件具有0.01英寸(0.025cm)的最小深度，并在所述区段的整个长度上沿主平面连续。通过使这些纵向刚性构件与但不局限于对角线隆起的刚性构件桥接，可以在纵向弦杆之间形成一系列相邻几何形状以通过承受轴向变形而不是纯剪切变形引起的载荷的相邻几何刚性构件提高腹板的刚度。 授予Tonyan等人、在此全部引入作为参考的美国专利No.6,620,487公开了一种在紧固在构架上时能够抵抗剪切载荷的加强轻质、尺寸稳定的结构粘结板(SCP)，所述剪切载荷等于或超过由胶合板或定向绞线板提供的剪切载荷。所述板采用通过硫酸钙α半水化合物、水硬水泥、活性火山灰和石灰的含水混合物的固化得到的连续相板芯，所述连续相利用抗碱性玻璃纤维得到加强并包含陶瓷微球体或陶瓷和聚合物微球体的混合物，或者如果需要，可以采用附加的水代替聚合物微球体以调节密度和受钉性(例如通过由具有0.6/1-0.7/1的水-反应粉末重量比的含水混合物形成连续相)，或者是以上的组合。板的至少一个外表面可以包括利用玻璃纤维加强的固化连续相并包含足够的聚合物球体以提高受钉性或被制成具有水-反应粉末比率以提供与聚合物球体类似的效果，或者它们的组合。 授予Bonen并在此全部引入作为参考的美国专利No.6,241,815还公开了用于SCP板的公式。 授予Dubey等人并在此引入作为参考的美国专利申请公开号2005/0064164(美国专利申请系列号10/666,294)公开了用于生产结构粘结板(SCP的或SCP板)的过程，以及通过该过程制成的SCP板。在松散分布的切短纤维或一层浆液中的一个初始沉积在移动幅面上之后，纤维沉积在浆液层上。埋置装置将最近沉积的纤维混合在浆液内，此后增加附加浆液层，随后是切短纤维，接着是多个嵌入件。如果需要，对板的每一层重复执行该过程。 为了使用在建筑中，SCP板应该满足剪切阻力、承载能力、水导入膨胀和抗燃烧的建筑法规标准，这些标准通过公认的测试测定，例如运用在结构胶合板上的ASTM E72、ASTM 661和ASTM C1185或等效标准。SCP板还在用于不可燃烧性的ASTM E-136下得到测试—胶合板不满足这一测试。 根据ASTM 661和美国胶合板协会(APA)测试方法在中心间距16英寸(40.6cm)长度上测试的板应该在静态载荷下具有大于550lbs(250kg)的极限承载能力，在冲击载荷下具有大于400lbs(182kg)的极限承载能力以及在具有200lb(90.9kg)载荷的静态和冲击载荷下具有小于0.078英寸(1.98mm)的挠曲。 ·采用上述钉尺寸和间隔通过ASTM E72测试测定的0.5英寸(12.7mm)厚的板的挤压抗剪强度应该至少为720lbs/ft(1072kg/m)。 ·4×8英尺，1/2英寸厚的板(1.22m×2.44m，12.7mm厚)重量应该不大于99lbs(44.9kg)，优选不大于85lbs。 ·应该能够利用切割木头的圆锯切割板。 ·应该能够利用钉或螺钉将板紧固在构架上。 ·应该可以对板进行机械加工，使得可以在板上制成舌突和凹槽边缘。 ·板在受到水时应该保持尺寸稳定，也就是其应该尽可能小的膨胀，优选通过ASTM C1185测定为小于0.1％。 ·板应该不可生物降解或不受昆虫或腐烂的浸蚀。 ·板应该为外部精加工系统提供可粘结的基底。 ·板应该通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于商业或住宅建筑的基础系统，该基础系统包括：　从由垂直墙和水平地板组成的组中选定的至少一个外部墙，　所述至少一个外部墙支承在金属构架上，　所述至少一个外部墙的至少一部分低于地平面，所述至少一个外部墙包括至少一个加强的 、轻质、尺寸稳定的粘结板，并且　所述构架包括从由波纹金属薄板、金属托梁和金属支柱组成的组中选定的至少一个金属构架元件；　所述板具有６５磅／立方英尺～９０磅／立方英尺的密度并且能够在被紧固在构架上时承受剪切载荷，以及包括由含水混合 物的固化而形成的连续相，所述含水混合物基于干燥包括重量百分比３５％～７０％的反应粉末、重量百分比２０％～５０％的轻质填料、以及重量百分比５％～２０％的玻璃纤维，该连续相利用玻璃纤维得到加强并包含轻质填料粒子，轻质填料粒子具有０．０２～１．００的粒子比重以及大约１０微米～５００微米的平均粒径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-6-27 60/816,641;US 2007-6-15 11/763,5481.一种用于商业或住宅建筑的基础系统，该基础系统包括从由垂直墙和水平地板组成的组中选定的至少一个外部墙，所述至少一个外部墙支承在金属构架上，所述至少一个外部墙的至少一部分低于地平面，所述至少一个外部墙包括至少一个加强的、轻质、尺寸稳定的粘结板，并且所述构架包括从由波纹金属薄板、金属托梁和金属支柱组成的组中选定的至少一个金属构架元件；所述板具有65磅/立方英尺～90磅/立方英尺的密度并且能够在被紧固在构架上时承受剪切载荷，以及包括由含水混合物的固化而形成的连续相，所述含水混合物基于干燥包括重量百分比35％～70％的反应粉末、重量百分比20％～50％的轻质填料、以及重量百分比5％～20％的玻璃纤维，该连续相利用玻璃纤维得到加强并包含轻质填料粒子，轻质填料粒子具有0.02～1.00的粒子比重以及大约10微米～500微米的平均粒径。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该连续相因反应粉末的含水混合物的固化而形成，所述反应粉末基于干燥包括重量百分比35％～75％的硫酸钙α半水化合物、重量百分比20％～55％的水硬水泥、重量百分比0.2％～3.5％的石灰、以及重量百分比5％～25％的活性火山灰，该连续相利用耐碱玻璃纤维得到均匀加强并包含均匀分布的轻质填料粒子，该填料粒子包括均匀分布的陶瓷微球体。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，陶瓷微球体具有50微米～250微米的平均粒径和/或落在10微米～500微米的粒径范围内。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述板由各自基于干燥的重量百分比35％～58％的反应粉末、重量百分比6％～17％的玻璃纤维、以及重量百分比34％～49％的从由陶瓷微球体、玻璃微球体、飞灰煤胞或珍珠岩组成的组中选定的至少一种所述轻质填料制成。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，地板和墙包括粘结板。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述墙包括粘结板，并且所述地板包括浇注水泥。7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述板由各自基于干燥的重量百分比42％～68％的反应粉末、重量百分比5％～15％的玻璃纤维、重量百分比23％～43％的陶瓷微球体、以及重量百分比0～1.0％的玻璃微球体的混合物制成。8.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述板包括芯部，所述芯部包括由反应粉末的含水混合物的固化而形成的连续相，所述反应粉末基于干燥包括重量百分比35％～75％的硫酸钙α半水化合物、重量百分比20％～55％的水硬水泥、重量百分比0.2％～3.5％的石灰以及重量百分比5％～25％的活性火山灰，连续相利用耐碱玻璃纤维得到均匀加强并包含轻质填料，所述轻质填料包括均匀分布的陶瓷微球体，并且所述板还包括至少一个外层，每个所述外层包括因反应粉末的含水混合物的固化而形成的连续相，所述反应粉末基于干燥包括重量百分比35％～75％的硫酸钙α半水化合物、重量百分比20％～55％的水硬水泥、重量百分比0.2％～3.5％的石灰、以及重量百分比5％～25％的活性火山灰，所述连续相利用耐碱玻璃纤维得到均匀加强，并且轻质填料粒子具有0.02～1.00的粒子比重以及大约10微米～500微米的平均粒径，至少一个外层具有相对于芯部的减小的相密度。9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，基础系统的外部墙包括第一和第二层SCP板并且第一层的接缝相对于第二层的接缝具有偏移。10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述板具有大约1/4英寸～1.5英寸(6.3mm～38.11mm)的厚度。11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，用于墙的金属构架包括交错的支柱。12.如权利要求1所述的系统，其特征在于，玻璃纤维是具有大约5微米～25微米直径和大约0.25英寸～3英寸(6.3mm～76mm)长度的单纤丝。13.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述板具有65lb/ft3(1.04g/cc)～90lb/ft3(1.44g/cc)的干密度，并且在浸泡在水中48小时后通过ASTM C 947测试具有至少1650psi(11.4MPa)的抗弯强度。14.如权利要求2所述的系统，其特征在于，水硬水泥是波特兰水泥。15.如权利要求1所述的系统，其特征在于，反应粉末包括重量百分比45％～65％的硫酸钙半水化合物，重量百分比25％～40％的水硬水泥、重量百分比0.75％～1.25％的石灰、以及重量百分比10％～15％的活性火山灰。16.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统在测试中承受水的作用时不会吸收大于0.7磅/平方英尺的水，在所述测试中2英寸(5.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西D东尼亚，詹姆斯M乌列特，詹姆斯E赖克特，
申请(专利权)人：美国石膏公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]