[发明专利]生产具有提高纤维含量的高强度纤维加强结构水泥板的多层方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用可凝固浆生产结构板的连续处理方法(process)和 相关装置，及更加具体地说，本发明涉及一种用来制造加强水泥板、在这里称 为结构水泥质板(SCP)(也公知为结构水泥板)的方法，在该板中，不连续的 纤维与快速凝固的浆相结合以提供弯曲强度和刚性。本发明还涉及一种根据本 方法所制造的SCP板。

背景技术

水泥板已用于建筑工业中以形成住宅和/或商业建筑物的内部和外部壁。 与标准石膏基墙板相比，这些板的优点包括防止湿气。但是，这些传统板的缺 点在于，如果不比结构夹板或者定向绳板更坚固，它们不具有足够的结构强度 使得这些板可以与结构夹板或者定向绳板(oriented strand board，OSB)相 比拟。

典型地，现有技术的水泥板在加强或者稳定材料的层之间包括至少一个硬 化的水泥或者石膏复合层。在一些情况下，加强或者稳定材料是连续的玻璃纤 维网或者等同物，而在其它情况下，较短的、不连续的纤维被用在水泥芯中以 作为加强材料。在前面的情况下，该网常常以片形从辊施加到可凝固浆层上或 者在它们之间。用在传统水泥板中的生产技术的例子公开在美国专利 No.4420295、4504335和6176920中，这些专利的内容在这里引入以作参考。 此外，其它石膏-水泥复合物一般性地公开在US专利No.5685903、5858083 和5958131中。

用来生产水泥板的传统方法，这些水泥板利用形成多层浆和不连续的纤维 以得到期望的板厚度，该传统方法的一个缺点在于，以衬垫或者织物形状加入 到浆中的不连续纤维没有合适地并且均匀地分配到浆中，这样，基本上由于在 纤维和基质(matrix)之间的相互作用所导致的加强性能根据每个板层厚度和 其它变量的数目通过板厚度来改变。在浆没有充分地穿过纤维网时，在纤维和 基质之间的结合(bonding)和相互作用较差，从而导致板强度改进较低。此 外，在产生浆和纤维的相异层(distinct layering)的极端情况下，不适合 的结合和低效率的纤维分配会导致低效率地利用纤维，最后导致极差的板强度 改进。

用来生产水泥板的传统处理方法的另一个缺点是，所形成的产品的成本太 大并且因此与室外/结构夹板或者定向绳板(OSB)相比没有竞争力。

传统水泥板的成本相对较高的一个原因是由于生产线停工期，该停工期是 由于浆太早凝固，尤其是凝固成颗粒或者块所产生的，而这些颗粒或者块损害 了最后得到的板的外观并且干扰生产设备的效率。太早凝固的浆过多地形成在 生产设备上，就需要停止生产线，因此提高了最后的板成本。

因此，需要处理方法和/或相关的装置来生产纤维加强的水泥板，该处理 和/或相关的装置使得板具有比得上结构夹板和OSB的结构性能，并且减少了 由于太早凝固的浆颗粒所导致的生产线停止时间。还需要方法和/或相关装置 来生产这样的结构水泥板，该方法和/或相关的装置更加有效地使用了元件材 料来减少传统生产过程的生产成本。

此外，对于被构造成与夹板和OSB相同地在建筑环境中进行工作的水泥结 构板，也称为SCP，的上述需要意味着，这些板能够打钉，并且使用传统的锯 和其它传统的木工工具可以切割这些板或者使其工作。此外，当借助公知的实 验如ASTM E72、ASTM 661、ASTM C 1185和ASTM E136或者等同方法来测量时， 如应用到结构夹板件一样，SCP板应该满足对于剪切阻力、负荷能力、水所引 起的膨胀和阻燃性的建筑编码标准。

发明内容

本发明满足或者超出了上述所列出的需要，本发明的特征在于用于生产结 构水泥板(SCP或者SCP板)的多层处理方法和用该方法生产的SCP板。在把 松散地分配的、切碎的纤维或者浆层在运动输送带(web)上初始沉积一次之 后，纤维被沉积在该浆层上。插入装置把最近所沉积的纤维完全地混合到浆中， 使得这些纤维被分配在整个浆中，之后，加入附加浆层，然后加入切碎的纤维， 之后进行更多的插入。若需要的话，为板的每层重复该过程。在完成后，该板 具有更加均匀分配的纤维元件，使得板相对坚固而不需要如在现有技术的水泥 板生产技术中所教导的较厚的加强纤维衬垫。此外，与现有技术的板相比，所 得到的板在每个浆层中可选择地设置有增大的纤维量。