[发明专利]用于确定复合材料建筑面板的结构参数的方法

说明书

优先权声明

本申请为2009年8月20日提交的美国专利申请No.12/544,707的部分继续申请。

技术领域

本发明涉及复合材料建筑面板。更具体地，本发明涉及一种用于确定石膏墙板的结构参数的方法。

背景技术

诸如石膏墙板的复合材料建筑面板公知用于内墙和天花板建造。墙板相比于其他材料的主要优点中的一些是墙板更便宜、防火，并在建造应用中易于操作。在建造中，通常使用诸如钉子或螺钉的紧固件将墙板固定至构架墙和天花板的木质支撑件或金属支撑件。由于墙板相对较重，因此其必须足够强以防止紧固件穿出墙板并导致墙板从支撑件松开或脱离支撑件。

拔钉为将墙板从相关支撑件拔出并拔过所述紧固件的头部所需的力的大小的工业量度。墙板的优选拔钉值在65-85磅之间的力的大概范围内。拔钉为墙板芯强度、表面纸强度以及表面纸与芯之间的结合的组合的量度。拔钉测试根据美国材料试验学会（ASTM）标准C473-00进行，并使用在插入墙板中的紧固件的头部上拉拔的机器以测定将紧固件头部拉拔穿过墙板所需的最大的力。由于拔钉值为墙板强度的重要量度，已为墙板建立最小所需拔钉值。因此，制造商生产满足或超过最小所需拔钉值的墙板。

为了确保墙板满足所需的拔钉值，常规墙板制造商调节墙板的结构参数。具体地，取决于过程的经济性，制造商通常调节墙板的表面纸重量或墙板的重量以满足所需的拔钉值。在制造过程中，测试墙板以确定是否其满足所需的拔钉值。如果墙板的测试的拔钉值小于所需拔钉值，则制造商增加墙板上的表面纸重量和/或墙板的重量。重复该过程直至满足所需拔钉值。

这样的过程是不精确的，并常常由于增加至墙板的过量的表面纸重量和/或总板重量而导致所测试的拔钉值超过所需拔钉值。而且，过量的重量从表面纸和/或从芯添加至墙板，并由此增加了墙板的制造和运送成本。此外，有可能浪费时间和材料，直至在墙板生产线上获得所需的拔钉值。

因此，需要一种调节墙板制造系统的改进技术，以制备满足指定拔钉值的墙板。

发明内容

易于由本领域技术人员认识的这些问题和其他问题通过本发明的确定诸如墙板的复合材料建筑面板的结构性质的方法而得以解决。

本发明的方法设计用于在制造之前确定石膏墙板的结构参数，以降低制造和运送成本，以及显著降低制造时间。

更具体地，本发明的方法确定墙板的结构参数，并包括提供墙板的芯强度值、确定所需的拔钉值，以及基于所提供的芯强度值和所确定的拔钉值来计算表面纸刚度值。所计算的表面纸刚度值显示于显示设备上以由制造商使用。

在另一实施例中，一种制造墙板的方法包括确定所需拔钉值、提供墙板的芯强度值，以及基于所需的拔钉值和所提供的芯强度值来确定表面纸刚度值。所述方法包括基于所确定的表面纸刚度值来确定表面纸重量、基于所确定的表面纸重量来选择表面纸类型，以及通过使用所选择的表面纸类型和所提供的芯强度值来制备墙板。

在制造之前确定结构参数通过消除通常用于墙板以满足所需拔钉值的过量的表面纸重量或墙板重量，从而使制造商能够节省显著的制造和运送成本。另外，节约了显著量的制造时间，因为需要更少的时间来测试制造的墙板以确定满足所需拔钉值所需的复合材料设计和最终产品重量。此外，尽管降低了由过量的表面纸所增加的另外的重量和应力，但仍然保持了墙板的结构完整性和强度。

附图说明

图1为示出了使用来自各种表面纸重量和拉伸刚度指数面积（Tensile Stiffness Index Area）（TSIA）的不同表面纸刚度值以及在各种板密度下的不同芯强度值，不同类型的墙板的测得的拔钉数据和预测的拔钉数据之间的比较的表。

图2为示出了在37lb/ft³的板密度下在不同的芯强度值下，拔钉随表面纸刚度的变化的图。

图3为示出了在37lb/ft³的板密度下在不同的表面纸刚度值下，拔钉随芯强度的变化的图。

图4为示出了在37lb/ft³的板密度下在不同的所需拔钉值下，表面纸刚度与芯强度之间的关系的图。

图5为示出了对于37lb/ft³的板密度，在不同芯强度值下获得77lb_f的所需拔钉值所需的表面纸重量与拉伸刚度指数面积值之间的关系的图。

图6为基于图5的图，确定对于37lb/ft³的板密度，在不同芯强度值下获得77lb_f的所需拔钉值所需的某些表面纸重量值和拉伸强度指数面积（TSIA）值的表。