用于地板的不易燃性增強型輕量水泥板和金屬框架系統技術方案

本發明專利技術涉及一種地板系統，其包括水平金屬框架構件，例如Ｃ形托梁、Ｕ形托梁、空腹托梁、ＨＡＭＢＲＯ或支撐增強型輕量尺寸穩定型ＳＣＰ板的其它金屬框架系統。所述地板系統具有不易燃性、耐水性、防霉性和防腐性、耐白蟻性并且能夠抵抗等于或超過膠合板或定向刨花板所提供的剪切負荷的剪切負荷。所述板采用一層或一層以上由無機粘合劑的水性混合物固化所產生的連續相，所述無機粘合劑例如是α半水合硫酸鈣、水硬性水泥、活性火山灰和石灰。所述連續相由玻璃纖維增強且含有輕量填料粒子，例如陶瓷微球。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
一般來說，本專利技術涉及用于居住和商業建筑中的地板系統，其包含金屬框架和輕量結構水泥板(本文稱為SCP板)。更具體來說，本專利技術涉及一種不易燃性地板系統，其具有通過機械方式或粘結方式固定到鋼架地板系統的板。所述板提供抗剪隔板和承載軸向負荷的地板元件。所述系統在與鋼架一起使用時提供下列有利性能屬性：不易燃性、耐水性、防霉性、高的比強度和比剛度、導致裝配迅速的建筑設計經濟性、因建筑重量減少而減少的地基尺寸和對于給定建筑占地面積而言增加的可用建筑容積比率。
技術介紹
內部居住及輕量商業地板系統通常包括釘到木框架上的膠合板或定向刨花板(OSB)。OSB由膠合在一起的木條組成。但是，安裝木地板和框架組件所需的木材和勞動力成本與時俱增。木地板和框架組件也易于受到水損害、火損害、蟲損害和腐化的影響。尤其與木地板托梁相關的其它問題包括穩定性和質量。典型的地板構造方法包括在可能由例如混凝土塊、木立柱或金屬立柱建造的支撐墻頂部安裝“頂梁”部件(邊緣托梁)。在木框架構造中，頂梁部件通常包含支撐在墻壁邊緣上的木梁。通常稱為托梁的其它木梁部件用于橫跨在頂梁之間的墻壁之間，且通常通過釘子連接到頂梁上。視地板必須容納的負荷特征而定，托梁通常以其各自中心之間8″、16″或24″彼此平行排列。接著使用釘子、螺絲或其它機械緊固件將例如膠合板或OSB的護套材料固定到托梁的上邊緣以形成地板表面。為了防止托梁橫向扭轉或移動，通常在相鄰的托梁之間釘上小木片(稱為支承片)，從而在許多情形下在托梁之間形成X形托架。有時在托梁之間安裝絕緣材料，并對托梁底部施以護套、干墻、石膏板等，從而形成位于地板托梁系統下方的空間的天花板。在將托梁與其各自的頂梁連接時，木匠必須首先測量和標記頂梁來確定所要的托梁間距。安裝頂梁之后，木匠必須將托梁適當地釘到頂梁上。如果木匠可以到達安裝托梁的頂梁相反側，就將釘子穿過頂梁錘擊到各托梁末端中。但是，如果不可以到達頂梁相反側，就必須將釘子以一定的角度(通常稱為“斜釘”)穿過托梁且插入頂梁中。必須小心以避免不注意使托梁分裂，并確保釘子延伸穿過托梁且進入頂梁中有足夠距離。所述連接過程可能較為耗時，且可能需要使用技工，此情況也可以導致建筑成本增加。如果斜釘是結構上不可接受的，就加入稱為托梁吊架的另一-->零件，此也增加勞動力和材料成本。在擴建商業空間以及居住結構時，金屬框架正變得越來越常見。或許，已知的最佳且最普遍的金屬框架方法涉及使用通常由鋼板且有時由鋁板卷成的金屬溝道。通常用于使商業和居住結構豎立并增強的所述金屬框架構件或立柱是具有大體C形橫截面及均勻高度的寬腹板(基底)和窄凸緣(側面)的溝道。為增強立柱或框架構件的強度和剛度，將C形溝道組件的凸緣邊緣卷曲以形成與C形溝道基底平面平行的唇緣，從而形成C形組件。金屬框架構件和立柱的外部尺寸和構件或立柱的重量或規格是變化的。構件通常制造成大約4英寸寬×2英寸深，從而對應于木框架和立柱構件的寬度和深度，在此情形下，唇緣可從立柱側面延伸1/4到1/2英寸。14到20種規格的金屬可用于輕型居住建筑和商業墻壁建筑中。重型金屬可用于某些居住和商業框架中，且尤其用于多層商業建筑中。已經開發了多種用于連接和固定金屬框架和墻壁立柱的方法。在最基層處，通過從軌道外壁鉆孔、螺旋或焊接到鄰接的金屬立柱內而將金屬立柱插入并固定到金屬軌道內。類似地，用于互連金屬框架構件的市售裝置(例如接合支架、抗剪連接件和板連接件)通常使用從軌道外部或從立柱構件向內施用的螺絲和螺栓。金屬立柱和框架構件經改進而包括將有助于所述立柱和框架構件與鄰接的立柱和框架構件和/或與橫桿和其它用于增強立柱和框架構件的非框架構件互連的鋸槽或壓槽、接頭和支架。目前用于將金屬立柱連接在一起且互連的已知連接件(包括支架、板連接件和接合連接件)一般就地鉆孔和螺旋。US?6,799,407揭示一種通過各種連接件和軌道互連金屬框架構件、軌道和立柱的系統。所述連接件經過特殊配置和設計而裝配于框架構件、軌道和立柱中并與其聯鎖。所述連接件用以通過使緊固件從連接件內部向外施加到構件、軌道或立柱的非表面方位而將一個構件、軌道或立柱固定到另一構件、軌道或立柱。軌道經過特殊配置以利用本專利技術的新穎連接件，從而使用從內側向外和從外側向內施加的緊固件與其它軌道或立柱在三個方向上互連，同時仍使軌道和立柱的表面方位上無緊固件頭端或其它突出物。其采用由鋼板或鋁板制成的傳統C溝道形框架構件或立柱。根據此系統，C溝道構件包含多種或所有用于商業和居住建筑的框架組件，例如墻壁立柱、軌道、頂梁、屋脊、地板托梁、天花板托梁、屋架、托板、立柱支承件等。框架構件或立柱通過28個以上的經過特殊配置并開槽以在熟悉的C溝道框架構件內聯鎖的結構相關式金屬連接件的總集合而連接在一起。使用從連接件內部穿過連接件且向外插入鄰接的構件或立柱中的緊固件(通-->常為自攻螺絲)將所述連接件固定到立柱上。可采用均勻尺寸的構件或立柱的且產生具有光滑連續外表面的構架的用于互連金屬框架構件、軌道和立柱的系統避免了突出緊固件頭端。此包括互連金屬框架構件的系統，其中從構件內部向外施用緊固件，使得工人完全在建筑物內部施工便可固定所述構件。金屬框架構件、軌道和立柱至少在兩個方向上，且通常在三個方向上互連，以便達到額外的強度和耐久性。其用于互連金屬框架構件和立柱的連接件在可就地進行安全地螺旋和固定的框架構件、軌道和立柱內部聯鎖，而不存在連接件被機動鉆機或鉆頭夾住并旋轉的重大風險。美國專利第5,687,538號揭示一種具有C形橫截面的結構框架構件，其包含一個主要的平坦表面和兩個成直角平坦側壁。側壁呈現為基本上與基底平行形成的朝內拐角的唇緣。通過壓印垂直于側壁頂部和底部的縱向加強桿來增加金屬框架托梁截面的容量，其中最小深度為0.01″(0.025cm)，且在此截面的整個長度上沿主要平坦表面的工作面連續。通過使用(但不限于)斜交壓印的加強桿來橋接所述縱向加強桿，在縱向弦桿之間形成一系列鄰接的幾何形狀，從而通過鄰接的幾何加強桿增加腹板的剛度，所述幾何加強桿將通過軸向變形，而并非純粹的剪切變形來承載負荷。以引用方式并入本文的Daudet等人的美國專利第6,418,694號揭示由金屬制成的地板托梁和地板頂梁系統。所述系統可包括一個托梁邊緣，其具有至少一個整體形成于其內部的有助于托梁與托梁邊緣連接的連接接頭。優選提供與連接接頭相鄰的增強肋材，從而對連接接頭的連接提供所需的結構完整性。所述系統也可以包括具有多個可使例如導管、線路、管道等組件從其中通過的橢圓形開口的C形托梁。托梁也可以具備多個安裝孔，其適合容納用于支撐各自托梁之間的絕緣材料的線路保持構件。所述系統也可以包括尺寸定為在相鄰托梁之間延伸并與其連接以對托梁提供橫向支撐的預成型支承構件。已知在冷卻成型輕質鋼C形托梁或空腹條鋼托梁上安置膠合板或OSB。但是，膠合板和OSB是易燃性的。以引用方式全文并入本文的Tonyan等人的美國專利第6,620,487號揭示一種在固定到等于或超過由膠合板或定向刨花板提供的剪切負荷的框架上時能夠抵抗剪切負荷的增強型輕量尺寸穩定型結構水泥板(SCP)。所述板采用由α半水合硫酸鈣、水硬性水泥、活性火山灰和石灰的水性混合物固化所得的連續相核心，所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于建筑的不易燃性地板系統，其包含：　　　　支撐在金屬框架上的水平抗剪隔板，所述水平抗剪隔板包含增強型輕量尺寸穩定型水泥板；　　　　所述板具有６５－９０磅／立方英尺的密度且在固定到框架時能夠抵抗剪切負荷，且包含由水性混合物固化所產生的連續相；所述水性混合物以干重計包含３５－７０重量％的反應性粉末、２０－５０重量％的輕量填料和５－２０重量％的玻璃纖維，所述連續相由玻璃纖維增強且含有輕量填料粒子，所述輕量填料粒子具有０．０２－１．００的粒子比重和約１０－５００微米的平均粒度。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】US 2004-12-30 60/640,174;US 2005-1-27 60/647,015;U1.一種用于建筑的不易燃性地板系統，其包含：支撐在金屬框架上的水平抗剪隔板，所述水平抗剪隔板包含增強型輕量尺寸穩定型水泥板；所述板具有65-90磅/立方英尺的密度且在固定到框架時能夠抵抗剪切負荷，且包含由水性混合物固化所產生的連續相；所述水性混合物以干重計包含35-70重量％的反應性粉末、20-50重量％的輕量填料和5-20重量％的玻璃纖維，所述連續相由玻璃纖維增強且含有輕量填料粒子，所述輕量填料粒子具有0.02-1.00的粒子比重和約10-500微米的平均粒度。2.根據權利要求1所述的系統，其中所述連續相由反應性粉末的水性混合物固化而產生，所述反應性粉末以干重計包含35-75wt.％的α半水合硫酸鈣、20-55wt.％的水硬性水泥、0.2-3.5wt.％的石灰和5-25wt.％的活性火山灰，所述連續相由耐堿性玻璃纖維均勻增強，且含有包含均勻分布的陶瓷微球的均勻分布的輕量填料粒子。3.根據權利要求2所述的系統，其中所述陶瓷微球具有50-250微米的平均粒度和/或在10-500微米的粒度范圍內。4.根據權利要求1所述的系統，其中所述板由各自以干重計為35-58wt.％的反應性粉末、6-17wt.％的玻璃纖維和34-49wt.％的至少一種選自由陶瓷微球、玻璃微球、粉煤灰煤胞或珍珠巖組成的群組的所述輕量填料形成。5.根據權利要求1所述的系統，其中所述板由各自以干重計為49-56wt.％的反應性粉末、7-12wt.％的玻璃纖維和35-42wt.％的陶瓷微球形成，所述陶瓷微球具有0.50-0.80g/mL的粒子密度。6.根據權利要求1所述的系統，其中所述填料包含具有約10-350微米平均直徑的均勻分布的玻璃微球和/或粉煤灰煤胞。7.根據權利要求1所述的系統，其中所述板是由各自以干重計為42-68wt.％的反應性粉末、5-15wt.％的玻璃纖維、23-43wt.％的陶瓷球和最多1.0wt.％的玻璃微球形成的。8.根據權利要求2所述的系統，其中所述板包含具有由反應性粉末的水性混合物固化而產生的連續相的核心，所述反應性粉末以干重計包含35-75wt.％的α半水合硫酸鈣、20-55wt.％的水硬性水泥、0.2-3.5wt.％的石灰和5-25wt.％的活性火山灰，所述連續相由耐堿性玻璃纖維均勻增強，且含有包含均勻分布的陶瓷微球的輕量填料，且其另外包含至少一個外層，每一所述外層包含由反應性粉末的水性混合物固化而產生的連續相，所述反應性粉末以干重計包含35-75wt.％的α半水合硫酸鈣、20-55wt.％的水硬性水泥、0.2-3.5wt.％的石灰和5-25wt.％的活性火山灰，所述連續相由耐堿性玻璃纖維均勻增強，且所述輕量填料粒子具有0.02-1.00的粒子比重和約10-500微米的平均粒度，至少一個外層具有相對于所述核心減少的相密度。9.根據權利要求8所述的系統，其中所述外層是由各自以干重計為42-68wt.％的反應性粉末、5-15wt.％的玻璃纖維、最多1.0wt.％的具有約10-350微米的平均直徑的玻璃微球和23-43wt.％的包含陶瓷球的輕量填料粒子形成的。10.根據權利要求1所述的系統，其中所述板具有約1/4-1?1/2英寸(6.3-38.11mm)的厚度。11.根據權利要求8所述的系統，其中所述外層具有約1/32-4/32英寸(0.8-3.2mm)的厚度。12.根據權利要求1所述的系統，其中3/4英寸(19mm)厚的板在根據ASTM?661和APA?S-1試驗方法在16英寸(406.4mm)中心間距的跨度上進行試驗時，在靜態負荷下具有大于400lb(1810kg)的極限承載力；在碰撞負荷下具有大于400lb(182kg)的極限承載力，且在200lb(90.9kg)負荷的靜態和碰撞負荷下都具有小于0.125英寸(1.98mm)的偏轉。13.根據權利要求1所述的系統，其中所述玻璃纖維是具有約5-25微米直徑和約0.25-3英寸(6.3-76mm)長度的單絲。14.根據權利要求1所述的系統，其中根據ASTM?C?1185具有65lb/ft3(1041kg/m3)-90lb/ft3的干燥密度且接著在水中浸泡48小時后的板通過ASTM?C?947試驗所測得的撓曲強度至少是1000psi(7MPa)。15.根據權利要求1所述的系統，其中具有65l...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蒂莫西D托恩揚，詹姆斯M烏列特，詹姆斯E賴克茨，
申請(專利權)人：美國石膏公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]