CN101014461A - 具有小孔径的坚固的高密度泡沫体玻璃瓷砖 - Google Patents

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Abstract

可在建筑物墙壁的内和外表面上作为立面使用的具有小孔径的坚固、高密度的泡沫体玻璃瓷砖。本发明的泡沫体玻璃瓷砖足够坚固，以致于它还可用作建筑物的结构元件。该泡沫体玻璃瓷砖非常坚固，且抗压强度为6000psi(磅/平方英寸)或更大，和更特别地为8000磅/平方英寸或更大，和甚至更特别地为10000磅/平方英寸或更大，和甚至更特别地为12000磅/平方英寸或更大，和甚至更特别地为14000磅/平方英寸或更大。这些泡沫体玻璃瓷砖将吸收更多来自爆炸的能量，耐受更高的热和风负载和其它机械力。本发明的瓷砖的平均孔径可以是1.0mm或更低，和优选0.7mm或更低，和更优选0.6mm或更低，和甚至更优选0.5mm或更低，和甚至更优选0.4mm或更低，和甚至更优选0.3mm或更低。本发明的泡沫体玻璃瓷砖的密度从商业推荐的密度9.5磅/立方英尺增加到介于30－100磅/立方英尺，和更特别地大于40磅/立方英尺，和甚至更特别地大于50磅/立方英尺，和甚至更特别地大于60磅/立方英尺的较高密度。本发明的泡沫体玻璃瓷砖的重量超过10磅，和更特别地超过20磅，和甚至更特别地超过30磅，和更特别地35磅或更大，和甚至更特别地40磅或更大，和甚至更特别地50磅或更大，和甚至更特别地65磅或更大，和甚至更特别地100磅或更大。本发明的瓷砖也可具有闭孔结构。

Description

具有小孔径的坚固的高密度泡沫体玻璃瓷砖
发明领域
[0001]本发明一般地涉及在建筑结构中使用的建筑材料。更特别地，本发明涉及具有小孔径的高密度泡沫体玻璃瓷砖，其坚固且在建筑物的内外面上均可使用。甚至更特别地，本发明涉及在建筑物的内外面均可使用的具有小孔径的高密度泡沫体玻璃瓷砖，它能使建筑物具有较大的抗爆性。
背景技术
[0002]在过去数十年来，存在很大数量的恐怖分子攻击美国和在美国以外和美国以内的其它地区所拥有的政府建筑物。例如，1993年，恐怖分子引爆了位于世贸中心车库内部的汽车炸弹，从而导致生命丧生和大量的财产损失。然后，自从1995年以来，其它极端分子引爆了在Oklahoma市，Oklahoma的联邦政府大楼外部的卡车，从而也导致大量的生命丧生和财产损失。1998年，在Nairobi and Dar Es Salaam的美国大使馆也遭受恐怖分子汽车炸弹的攻击，每一次爆炸导致大量的生命丧生和财产损失。最近，在纽约市的世贸中心和在Virginia的五角大楼的悲惨事件进一步强调了开发和制造建筑材料的长期感性认识的需要，所述建筑材料能耐受汽车炸弹爆炸和其它类似恐怖分子进攻的振动波。
[0003]常规地，建筑物、工业和住宅区域、政府和私人部分等的内部和外部贴砖常常由天然和人造结构材料制造，大多数使用的材料是水泥、大理石和花岗岩，以及各种类型的陶瓷砖。所使用的结构材料除了装饰以外，还应当是功能性材料，从而显示出下述特征：长期耐用性、抗气候影响；抗腐蚀；对化学品具有惰性行为；热绝缘性能；耐磨性；且与此同时它还应当在生产和安装成本这两方面上经济。
[0004]尽管使用泡沫体玻璃作为结构材料的概念是现有技术中众所周知的，但通常这种泡沫体玻璃用作高温绝缘体，因此寻求的是最小化其密度和重量且不适合于从来自意想不到的爆炸中吸收足够的振动能量或者抗地震和/或风和热的负载。现相对于这一长期存在的问题，描述在这种常规的泡沫体玻璃中的缺点。
[0005]例如，Pittsburgh，Pennsylvania的Pittsburgh CorningCorporation(“PCC”)开发并销售了一种被称为Foam GlasInsulation System的产品，这种产品公开于美国专利Nos.3959541、4119422、4198224、4571321和4623585中。由于这些研究的焦点涉及制造泡沫体绝缘材料，因此，由PCC市售的Foam GlasInsulationSystem瓷砖相对质轻，重量为9.5磅/立方英尺。此外，由于这一瓷砖的目的是用作热绝缘，因此它缺少表面强度，和可非常容易地撞凹。由于Foam GlasInsulation System瓷砖密度相对低，例如9.5磅/立方英尺，因此当施加典型地在建筑物或其它结构体的外壁上承受的力时，这种瓷砖容易破碎。因此，这种瓷砖不适合于用作外壁瓷砖。类似地，这一泡沫体若爆炸的话，当暴露于来自爆炸的振动波时，将吸收非常少的振动波能量。振动波是与爆炸有关的作为来自于爆炸的波前压力(pressure front)的量度，这容易被熟练本领域的技术人员理解。
[0006]其它人也尝试使用泡沫体玻璃瓷砖作为建筑物的外表面。例如，美国专利No.5069960公开了一种热绝缘的泡沫体玻璃瓷砖，其外表面被涂布以制造硬质表皮，保护建筑物的外侧。以极小的尺寸，即18cm×18cm×6cm的形式制造所公开的瓷砖，和构成材料本体的内部泡沫体材料通常具有低密度。重要的是，没有暗示所公开的材料的强度能吸收来自爆炸的充足能量，确实，所公开的瓷砖的尺寸并不理想地适合于吸收这种能量。此外，没有暗示使用小的孔径。
[0007]发明人和其它人以前的工作已开发了制造宽范围的各种密度的泡沫体玻璃瓷砖的方法，正如在美国专利No.4430108中所述，所述泡沫体玻璃瓷砖可用于建筑物材料。尽管所公开的技术和方法可用于制造4.25英寸×4.25英寸×0.25英寸的标准尺寸的瓷砖，但这一公开内容没有教导如何制造较大尺寸，例如2英尺×2英寸×3英寸的瓷砖。同样，在这些方法中制造的瓷砖相对质轻，例如小于10磅，和制造的目的不是耐受爆炸影响。相反，这些方法寻求优化材料的热绝缘性能，从而使得瓷砖更小、更轻和更脆。
[0008]尽管其它人的研究试图制造一些大尺寸的多孔状物体，但这些物体比本发明的关键尺寸小和密度比本发明小，且不适合于吸收大量的振动波，所述振动波将冲击与爆炸或地震有关的物体。例如，美国专利No.5151228公开了通过溶胀制造低密度、大尺寸的多孔状物体，以便制造大尺寸的泡孔陶瓷结构元件，例如具有低重量的多层高壁元件。在实施例中，它公开了密度为26磅/立方英尺.和质量为60磅的8.2英尺×1.64英尺×2英寸的瓷砖。它还教导了获得低密度，以优化热绝缘。因此，这一泡沫体若爆炸的话，则当暴露于来自爆炸或地震或热或风负载或任何种类应力的振动波下时，将吸收非常少的振动波能量。
[0009]此外，其它人，例如日本的Central Glass Co.，Ltd.尝试使用在0.3-0.6g/cu.cm(或者18.7-37.4磅/立方英尺)范围内的密度，制造泡沫体玻璃，正如美国专利No.4798758中所述。′758专利解释为了使泡沫体玻璃更坚固，还添加密度范围为0.8-1.7g/cu.cm和厚度为1.5-20mm的外层。在所示的实施例中，从可切割性和抗冲击性角度考虑，发现所有样品(其种类超过30磅)是不可接受的，原因尤其是表面具有相当大的破损和有时龟裂，从而无法提供闭孔表面。此外，美国专利No.4833015(Central Glass Co.，Ltd.随后的专利)解释了在′758专利中所述的瓷砖表面垂直的拉伸强度非常差，低于150磅/平方英寸，从而使得它不适合于本发明的目的。甚至在如′015专利中所述放置第三层以改进产品的强度之后，所实现的最好的拉伸强度低于200磅/平方英寸，和使得它不适合于本发明的目的。
[0010]Central Glass Co.，Ltd.的其它努力尝试制造密度更高的玻璃瓷砖，例如美国专利No.4992321。这些瓷砖看起来不是闭孔瓷砖，且没有对其强度的暗示。确实，尝试使用填料以增加强度，但没有报道的数据。此外，所公开的瓷砖还非常薄，33mm(或1.3英寸)。
[0011]其它人尝试制造具有较小孔径的泡沫体玻璃瓷砖。例如，在美国专利No.5516351中，示出了孔径与耐热性之间的关系，其中最好的孔径总是大于1.0mm。类似地，密度总是小于12磅/立方英尺.。使用小孔径和较大密度的其它努力，例如美国专利Nos.3951632和4758538未能实现相当的强度且没有公开实现本发明所公开的闭孔外层。
[0012]与以上所述的现有技术不同，设计本发明的瓷砖并由各种材料制造，以便这种瓷砖具有理想地耐受与大型爆炸有关的振动波或者使建筑物或其它结构体耐受地震的性能。
[0013]因此，尽管现有技术令人感兴趣，但现有技术的已知方法和装置存在本发明试图克服的数种局限性。特别地，本发明的目的是提供一种具有小的平均孔径的坚固、高密度的玻璃瓷砖，所述玻璃瓷砖可用作建筑材料。
[0014]本发明另一目的是将9.5磅/立方英尺(lb/cu.ft.)的商业推荐密度提高到介于30-100磅/立方英尺，和更特别地超过40磅/立方英尺，和甚至更特别地超过60磅/立方英尺的高密度。
[0015]本发明另一目的是制造平均孔径为1.0mm或更低，和更优选0.6mm或更低，和甚至更优选0.4mm或更低，和甚至更优选0.3mm或更低的泡沫体玻璃瓷砖。
[0016]本发明进一步的目的是将泡沫体玻璃瓷砖的重量提高到大于30磅，和更特别地超过65磅，和甚至更特别地超过100磅。
[0017]本发明进一步的目的是提供一种坚固、高密度的泡沫体玻璃瓷砖，它可在恐怖分子进攻的高危建筑物的关键表面上结合水泥、钢或其它建筑材料使用。
[0018]本发明的目的也还是提供一种玻璃泡沫体瓷砖，它可在典型建筑物表面上使用，且优点是，具有刚性结构，当暴露于具有爆炸能量的振动波下时，瓷砖可吸收大部分的爆炸能量。它的优点还有：更加抗地震和/或抗风和抗热负载。
[0019]根据前述说明，本发明的这些和其它目的将变得显而易见。
发明概述
[0020]现已发现，以具有小孔径的坚固、高密度泡沫体玻璃瓷砖形式获得本发明的上述和相关目的，其中所述瓷砖可作为正面用在建筑物的内壁和外壁上。本发明的泡沫体玻璃瓷砖足够坚固，以致于它还可用作建筑物的结构元件。本发明的瓷砖也可具有闭孔结构。该泡沫体玻璃瓷砖也可与其它材料一起使用，形成面板(panel)或复合材料。也可在恐怖分子进攻的高危建筑物的关键表面上结合水泥、钢或其它建筑材料使用本发明。也可或者单独或者结合其它材料在典型建筑物表面上使用本发明。本发明的优点是吸收大部分由爆炸引起的振动波。本发明的优点还有：更加抗地震和/或抗风和抗热负载。必须注意，术语玻璃泡沫体，泡沫体玻璃、陶瓷泡沫体和泡沫体陶瓷在本发明中可互换使用。
[0021]本发明的一个实施方案是泡沫体玻璃瓷砖，其包括在至少一侧上的闭孔外壳，具有小的平均孔径，大的密度和高的抗压强度。该泡沫体玻璃瓷砖非常坚固，和抗压强度为6000psi(磅/平方英寸)或更大，和更特别地为8000磅/平方英寸或更大，和甚至更特别地为10000磅/平方英寸或更大，和甚至更特别地为12000磅/平方英寸或更大，和甚至更特别地为14000磅/平方英寸或更大。这些泡沫体玻璃瓷砖将吸收来自爆炸的更多能量，耐受更高的热和风负载和其它机械力。闭孔外皮面可或者自然形成或者通过粘结一个或多个第二个玻璃表面而形成。闭孔外皮面可具有各种颜色和纹理变化，所述颜色和纹理变化使得该瓷砖适合于用作建筑物或其它结构体的外或内表面。本发明的瓷砖的平均孔径为1.0mm或更低，和优选0.7mm或更低，和更优选0.6mm或更低，和甚至更优选0.5mm或更低，和甚至更优选0.4mm或更低，和甚至更优选0.3mm或更低。本发明的泡沫体玻璃瓷砖的密度从商业推荐的密度9.5磅/立方英尺增加到介于30-100磅/立方英尺，和更特别地大于40磅/立方英尺，和甚至更特别地大于50磅/立方英尺，和甚至更特别地大于60磅/立方英尺的较高密度。本发明的泡沫体玻璃瓷砖的重量超过30磅，和更特别地35磅或更大，和甚至更特别地40磅或更大，和甚至更特别地50磅或更大，和甚至更特别地65磅或更大，和甚至更特别地100磅或更大。
[0022]本发明的坚固、高密度的泡沫体玻璃能用作建筑物的内和外表面的建筑材料且具有比较小的瓷砖少的接缝，且表面积为1英尺×1英尺或更大，和更特别地表面积为2英尺×2英尺或更大，和甚至更特别地表面积为4英尺×4英尺或更大。更特别地，这种瓷砖的厚度可以至少2英寸，和更特别地至少3英寸，和甚至更特别地至少4英寸。
[0023]本发明的另一实施方案是下述泡沫体玻璃瓷砖，其包括在至少一侧上的闭孔外皮面，具有1.0mm或更低的平均孔径，10磅或更大的重量，和6000磅/平方英寸或更大的抗压强度。该泡沫体玻璃瓷砖非常坚固，和抗压强度为6000psi(磅/平方英寸)或更大，和更特别地为8000磅/平方英寸或更大，和甚至更特别地为10000磅/平方英寸或更大，和甚至更特别地为12000磅/平方英寸或更大，和甚至更特别地为14000磅/平方英寸或更大。这些泡沫体玻璃瓷砖将吸收更多来自爆炸的能量，耐受更高的风负载和其它机械力。闭孔外皮面可以自然形成或者通过粘结一个或多个第二个玻璃表面而形成。闭孔外皮面可具有各种颜色和纹理变化，所述颜色和纹理变化使得该瓷砖适合于用作建筑物或其它结构体的外或内表面。本发明的瓷砖的平均孔径为1.0mm或更低，和优选0.7mm或更低，和更优选0.6mm或更低，和甚至更优选0.5mm或更低，和甚至更优选0.4mm或更低，和甚至更优选0.3mm或更低。本发明的泡沫体玻璃瓷砖的密度从商业推荐的密度9.5磅/立方英尺增加到介于30-100磅/立方英尺，和更特别地大于40磅/立方英尺，和甚至更特别地大于50磅/立方英尺，和甚至更特别地大于60磅/立方英尺的较高密度。尽管本发明的泡沫体玻璃瓷砖的密度优选小于100磅/立方英尺，但在本发明的另一实施方案中，泡沫体玻璃瓷砖的密度可超过100磅/立方英尺。本发明的泡沫体玻璃瓷砖的重量大于10磅，和更特别地大于30磅，和更特别地35磅或更大，和甚至更特别地40磅或更大，和甚至更特别地50磅或更大，和甚至更特别地65磅或更大，和甚至更特别地100磅或更大。
[0024]本发明的另一实施方案是下述泡沫体玻璃瓷砖，其平均孔径为0.5mm或更低，密度为30磅/立方英尺或更大和抗压强度为12500磅/平方英寸或更大。该泡沫体玻璃瓷砖非常坚固，和抗压强度为12500磅/平方英寸或更大，和甚至更特别地为14000磅/平方英寸或更大。这些泡沫体玻璃瓷砖将吸收更多来自爆炸的能量，耐受更高的风负载和其它机械力。尽管该泡沫体玻璃瓷砖优选是闭孔结构，但不一定需要。本发明的瓷砖的平均孔径为0.5mm或更低，和甚至更优选0.4mm或更低，和甚至更优选0.3mm或更低。本发明的泡沫体玻璃瓷砖的密度从商业推荐的密度9.5磅/立方英尺增加到介于30-100磅/立方英尺，和更特别地大于40磅/立方英尺，和甚至更特别地大于50磅/立方英尺，和甚至更特别地大于60磅/立方英尺的较高密度。尽管本发明的泡沫体玻璃瓷砖的密度优选小于100磅/立方英尺，但在本发明的另一实施方案中，泡沫体玻璃瓷砖的密度可超过100磅/立方英尺。本发明的泡沫体玻璃瓷砖的重量大于30磅，和更特别地35磅或更大，和甚至更特别地40磅或更大，和甚至更特别地50磅或更大，和甚至更特别地65磅或更大，和甚至更特别地100磅或更大。
[0025]本发明甚至进一步的实施方案是由一种或多种坚固、高密度的泡沫体玻璃瓷砖组成的泡沫体玻璃面板，所述泡沫体玻璃面板可组装成质轻的建筑物立面。特别地，闭孔结构被构造成具有建筑吸引力，瓷砖具有里面部分，和瓷砖的外皮面包括使它的表面外观具有不同于瓷砖里面部分颜色的添加剂。更特别地，这种面板可用于制造比常规的混凝土面板更加抗地震损坏、抗风和热负载和其它环境因素的建筑物。
发明详述
[0026]本发明涉及具有小孔径的坚固、高密度的泡沫体玻璃瓷砖，其可用作建筑材料。本发明可在恐怖分子进攻的高危建筑物的关键表面上结合水泥、钢或其它建筑材料使用。也可在典型建筑物表面上使用本发明。本发明的优点是更加抗地震和/或抗风和热负载。本发明也可用作建筑物的结构支持元件。
[0027]在本发明的一个实施方案中，与同时代的水泥建筑材料相比，具有小孔径的坚固、高密度的泡沫体玻璃瓷砖能吸收更多来自爆炸的能量，以及耐受更高的风和热负载和其它机械的不合理使用。可制造各种形状的这种坚固、高密度的泡沫体玻璃瓷砖，其中包括但不限于扁平和/或曲线形状。此外，本发明的坚固、高密度的泡沫体玻璃瓷砖由含硅材料和形成气体的发泡剂组成，所述形成气体的发泡剂包括但不限于含碳有机物(例如糖和淀粉)、炭黑、碳化硅、碳酸盐和硫酸盐。具有许多可能的方法制造具有各种密度、尺寸和表面光洁度的陶瓷泡沫体面板。美国专利No.4430108公开了由粉煤灰和各种密度与表面光洁度的其它添加剂制造的各种泡沫体玻璃产品，其公开内容在此通过参考引入。类似地，同一受让人于2002年2月15日提交的悬而未决的申请序列号No.10/076971也公开了可用于制造本发明的额外的工艺，其公开内容在此通过参考引入。可通过改变泡孔剂的组成和类型以及浓度，从而制造具有各种密度的泡沫体玻璃。玻璃的粘度是在发泡工艺过程中的主要参数。另外，泡孔结构及其均匀度取决于泡孔剂的分布和粒度。
[0028]在本发明的另一实施方案中，与常规的泡沫体玻璃瓷砖相比，该泡沫体玻璃具有较高的密度和较小的孔径。特别地，这一实施方案的泡沫体玻璃的密度从商业推荐的密度9.5磅/立方英尺增加到介于30-100磅/立方英尺，和更特别地大于40磅/立方英尺，和甚至更特别地大于50磅/立方英尺，和甚至更特别地大于60磅/立方英尺的较高密度。尽管这一实施方案的泡沫体玻璃瓷砖的密度优选小于100磅/立方英尺，但在本发明的另一实施方案中，泡沫体玻璃瓷砖的密度可超过100磅/立方英尺。此外，如实施例3-9所示，优选的泡沫体玻璃瓷砖的平均孔径为1.0mm或更低，和优选0.7mm或更低，和更优选0.6mm或更低，和甚至更优选0.5mm或更低，和甚至更优选0.4mm或更低，和甚至更优选0.3mm或更低。
[0029]这一高密度和小孔径使得泡沫体玻璃瓷砖非常坚固。该泡沫体玻璃瓷砖非常坚固，且具有优于典型水泥的抗压强度，其抗压强度为约4000磅/平方英寸。特别地，如实施例3-9所示，本发明的泡沫体玻璃瓷砖的抗压强度为6000磅/平方英寸或更大，和更特别地为8000磅/平方英寸或更大，和甚至更特别地为10000磅/平方英寸或更大，和甚至更特别地为12000磅/平方英寸或更大，和甚至更特别地为14000磅/平方英寸或更大。这些泡沫体玻璃瓷砖将吸收更多来自爆炸的能量，耐受较高的风和热负载以及其它机械力。
[0030]这一高密度和小孔径的泡沫体玻璃瓷砖还具有坚固的拉伸强度。类似地，如实施例3-9所示，该泡沫体玻璃瓷砖的拉伸强度大于500磅/平方英寸，和更特别地大于900磅/平方英寸，和甚至更特别地超过1200磅/平方英寸，和甚至更特别地超过1400磅/平方英寸，和甚至更特别地超过2500磅/平方英寸。
[0031]在本发明的另一实施方案中，优选的泡沫体玻璃瓷砖的表面积大小为至少1英尺×1英尺，和更特别地至少2英尺×2英尺，和甚至更特别地至少4英尺×4英尺，和厚度为至少2英寸，和更优选至少3英寸，和甚至更优选至少4英寸。与常规的较小瓷砖相比，这种大瓷砖是有利的，因为较大的尺寸使得瓷砖复合材料比常规地使用的较小瓷砖的复合材料具有较少的接缝。这种接缝可能有害于结构完整性，因为热膨胀和收缩导致的在瓷砖表面内的接缝变弱，并因此倾向于龟裂。这些接缝也是水可藉助其渗透到瓷砖后面的方式，从而导致因各种过程，例如霉菌、昆虫和冷冻-解冻循环导致的损坏。在冷冻-解冻循环中，当水渗透到瓷砖内，并冷冻时，它会膨胀。当水解冻时，它收缩，从而引起材料龟裂。当遭受因爆炸引起的振动波时，不恰当地封接的接缝将使得振动波渗透到瓷砖后面，从而引起瓷砖向外爆炸，而不是吸收所需的能量。因此，通过减少接缝的数量，将降低具有不恰当地封接的接缝的危险。较大的瓷砖表面还具有的进一步的优点是，通过要求较少组装的片数，来降低在劳动场所的劳动力，这反过来降低劳动力成本。
[0032]在本发明的另一实施方案中，泡沫体玻璃瓷砖优选具有闭孔外皮面，所述闭孔外皮面因此提供具有增加强度的瓷砖并保护瓷砖以防水和冷冻、解冻循环。闭孔外皮面可或者如美国专利No.4430108中所教导的自然形成，或者如在美国专利No.5069960中所教导的通过粘结第二个玻璃表面机械地形成，其内容在此通过参考引入。或者，可根据美国专利No.4833015的教导形成闭孔外皮面，其内容在此通过参考引入。自然形成是有利的，因为它不要求额外的劳动力和质量控制，因此成本上更有效且不那么麻烦。使用第二玻璃表面也可能是有利的，因为这种技术使得闭孔外皮面具有各种颜色或者纹理变化，所述颜色或者纹理变化使得瓷砖在建筑上具有吸引力用作建筑物或其它结构体的外或内表面。制造不同颜色表面的一种方式是通过使用不同颜色的添加剂，这通常是熟练本领域的技术人员众所周知的。
[0033]本发明的高密度泡沫体玻璃瓷砖的另一优点是，当它暴露于爆炸振动波下时，它能吸收大部分振动波。因为这些瓷砖能吸收大部分爆炸的振动波，因此，它们尤其有利地作为建筑结构材料用于具有暴露于爆炸危险下的建筑物，例如政府建筑物、大使馆和高视野/著名建筑物的内和外表面上。
[0034]本发明的泡沫体玻璃瓷砖还比常规的泡沫体玻璃瓷砖厚。特别地，本发明的泡沫体玻璃瓷砖的厚度为至少2英寸，和优选厚度为至少3英寸，和甚至更优选厚度为至少4英寸。瓷砖增加的厚度添加体积，因此增加瓷砖的重量。增加的厚度赋予瓷砖增加的刚度，而无论从制造、运输还是从建造的角度考虑，增加的刚度会降低在处理过程中因粗心导致的断裂。增加的厚度还使得瓷砖吸收更多来自爆炸的能量，可暴露于地震、热和风负载和/或其它振动波下。
[0035]特定尺寸、厚度和密度的选择取决于所制造的瓷砖所打算的用途。例如，若瓷砖拟用于抗地震，则应当优化瓷砖具有最低的重量，其中最低的重量可耐受风压。相反，若瓷砖拟保护建筑或结构体避免与爆炸有关的振动波，则应当优化瓷砖以增加其密度并降低其孔径，使之足够坚固，以便吸收这种振动波。所需的厚度取决于暴露瓷砖接近潜在爆炸位置的程度。例如，在建筑物的外部，厚度必须考虑到其中具有爆炸物的机动车或卡车可能停泊的最近位置与瓷砖的距离。另一方面，在建筑物内部，如支持柱内，预期的接近位置可能就是靠近这一柱子，但预期的爆炸物负载可能显著较低。
[0036]为了抗与爆炸有关的振动波，本发明的瓷砖可结合刚性衬里，形成复合面板。
[0037]在制造抗地震结构所使用的瓷砖的情况下，可使用具有刚性结构的略微较轻的瓷砖。需要由这些瓷砖抵抗的因风压引起的负载涉及在支持柱之间的面积。因此，支持柱之间的面积越大，则从具有刚性结构的复合瓷砖的角度考虑，要求抗性更大和强度更大。待使用的瓷砖的厚度/密度因此通过这些参数来确定。因此，应当优化这些性能的选择，以提供具有合适安全系数的可耐受试图抵抗最大预期风压的最轻体系，正如典型地在建筑工业中建造的一样。瓷砖应当通过金属框架来支持，而所述金属框架反过来通过建筑物或其它结构体的结构金属支持件支持。
[0038]为了美学目的，具有精饰面层(finished layer)的瓷砖可处于公众视野下的任何表面上使用。因此，若仅仅一个表面暴露于公众视野下，则仅仅该表面需要具有带面层的瓷砖。另一方面，若试图通过本发明保护的墙壁的两侧均处于公众视野下，则可在第二暴露面，例如建筑物的内部上使用具有合适面层的第二瓷砖，或者，也可使用其它内表面。
[0039]本发明瓷砖的另一优点是，这种瓷砖还热绝缘以及防火，因此，这些瓷砖具有的附加优点是，能用于保护支持柱避免恐怖分子用火攻击，如Moltov鸡尾酒或其它火源。因此使用本发明的瓷砖可或者防止和/或延迟这种支持柱的破坏，从而增加被攻击建筑物的占用者具有充足的时间撤离的可能性。
[0040]本发明瓷砖的另一实施方案可用于翻新已有建筑物或其它结构体。特别地，瓷砖可安装在潜在地暴露的墙壁上。若这种墙壁已经足够坚硬，则瓷砖可直接安装在其上。如果不是，则可在合适坚硬的结构体或者背面保护层上安装瓷砖形成面板，所述面板然后可安装在暴露的墙壁上。合适的背面保护层可以是纤维复合材料，其中这种纤维由高拉伸强度材料，如石墨、Kelvar和/或玻璃纤维或水泥材料(其可含有卜特兰水泥、增强卜特兰水泥)、石灰、含铝水泥、塑料、聚合物材料、增强混凝土制造。这种衬里层可通过金属、Kelvar或其它支持材料增强。粘结促进剂或粘合剂，如Elmer′s预粘结混凝土凝结剂粘合剂-促进剂可施加在至少一层泡沫体玻璃层和衬里层之间。该复合材料也可具有在其内提供的悬挂硬件，和可安装在带负载的框架内，因此能吸收显著大量的振动波和振动能量。
[0041]在优选的实施方案中，可使用原材料制造本发明的瓷砖，所述原材料包括(但不一定限于)氧化硅、粉煤灰、火山灰、硅藻土、含硅矿物、碱金属碳酸盐、钙和镁矿物，例如白云石和石膏，硅酸钠、硼砂、玻璃粉(如碎玻璃)和发泡剂。发泡剂可选自含碳有机物，例如糖和淀粉、炭黑、碳化硅、碳酸盐、硫酸盐和其它类似材料。
[0042]在本发明的可供替代的实施方案中，可通过使用金属网、金属丝或备用的支持结构体，来增强泡沫体玻璃瓷砖，正如在美国专利Nos.4798758、4833015、4987028和4992321中所述，其内容在此通过参考引入。尽管一方面，这些额外的材料可辅助增强所得泡沫体玻璃瓷砖，但另一方面，它们也可使得它更难以切割。
[0043]为了制造本发明的瓷砖，可使用各种方法。在一个实施方案中，将制造瓷砖用的起始原材料与水一起掺混，形成均匀的淤浆。必须注意，即使优选的混合方法是湿法，但取决于在泡沫体玻璃配方中所使用的原材料的类型，也可选择干混。例如，当玻璃粉(钠钙玻璃的碎玻璃)用作主要的原材料时，可在常规的混合机，如球磨机内干混气化剂(gasifier)。当使用湿法掺混时，淤浆中的固体含铝优选介于30-80wt％，和更优选介于50-70wt％。
[0044]然后在常规的干燥器如喷雾干燥器内干燥淤浆，产生干燥粉末。若使用静态干燥器，则粉碎干燥的聚集体，形成干燥粉末。然后焙烧所得粉末状产品到所得泡沫体玻璃的粘度优选介于107-102泊，更优选介于105-103泊的温度。可在还原环境内进行焙烧，以便有效地热解有机气化剂成细微的含碳化合物。在碳化硅作为发泡剂的情况下，可在中性的空气氛围中进行焙烧。当玻璃粉用作泡沫体玻璃配方内的主要成分时，焙烧步骤与发泡步骤相同。可在旋转干燥炉内，在干燥炉内的静止模具内，或者在主要通过热气体加热的流化床反应器中进行焙烧。
[0045]若例如焙烧在静止模具内进行的话，则焙烧的产品可要求粉碎。若颗粒没有在流化床内聚集的话，则通过流化进行焙烧可不要求粉碎。焙烧的粉末优选筛分通过100目的筛网，更优选通过200目的筛网，以除去粗糙的颗粒。
[0046]然后，在金属模具内将粉末模塑成所需形状。优选的金属是滗析罐和含铬合金，例如InconelTMInco Alloys。优选InconelTM类型合金，这是因为与滗析罐相比，它们可抵抗热循环和氧化。优选使用脱模剂使脱模工艺容易，且还最小化泡沫体玻璃对金属的粘合，这种粘合可能引起在最终泡沫体玻璃产品内不想要的龟裂。模具脱模剂应当耐受峰值烘烤温度，结果可使用便宜的耐火氧化物，例如高氧化硅的矿物、高氧化铝的矿物粉末如硅藻土、氧化硅和各种粘土。可在模塑的泡沫体玻璃粉末前体上施加次级氧化物釉料或表面涂层，以便在最终的泡沫体产品上产生额外的表面装饰效果。
[0047]然后将该模具转移到可容纳具有温度均匀度的这一模具的或者电或者气体烘烤的加热炉内，其中所述加热炉的温度比整个模具的任何尺寸高50℃，更优选高20℃。基于泡沫体玻璃的厚度，在加热炉内部的产品负载，从而选择加热速度。一般来说，加热速度可介于2-10℃/min，和优选介于3-5℃/min。在峰值发泡温度下，泡沫体的玻璃粘度介于105-103泊。在峰值烘烤温度下的浸泡时间取决于泡沫体玻璃的尺寸。浸泡时间还影响表面上釉的厚度。较长的浸泡时间导致形成较厚的表面铀料或表层。较大的泡沫体可要求较长的浸泡时间以确保在整个泡沫体整体的温度平衡。
[0048]在冷却到室温下的冷却循环过程中，需要最小化在整个泡沫体玻璃上的热应力，以确保不具有残留热应力的坚固产品。结果，在退火和应变点温度附近的冷却速度(其对应于1012-1016的大致粘度范围)相对缓慢，介于1-5℃/min，优选介于1-3℃/min。取决于泡沫体的尺寸，在这一温度范围上下时，冷却速度为2-10℃/min，优选3-5℃/min。
[0049]使退火的泡沫体玻璃脱模，并视需要在其侧面上修整。可藉助各种方式，例如研磨和切割进行修整。优选用耐磨刀片如碳化物刀片切割，这是因为它产生比研磨少的粉尘。应当注意，泡沫体玻璃粉尘主要由非晶氧化硅组成，它的有害性比结晶氧化硅粉尘，例如混凝土粉尘小得多。
[0050]所生产的泡沫体玻璃板可单独用作瓷砖，或者可在制造泡沫体玻璃复合板中使用。粉碎在最后步骤过程中所收集的所有边角料和粉尘，并添加到起始原材料中。另外，粉碎任何产品废物，例如破碎的瓷砖或面板并循环回到起始原材料内。
[0051]熟练本领域的技术人员要理解，可改性制造本发明瓷砖的前述方法，或者可在没有脱离本发明的精神和范围的情况下使用其它制造方法。
[0052]如上所述，本发明的一个方面是在泡沫体玻璃瓷砖内包括衬里材料。以下的实施例1和2示出了卜特兰水泥作为衬里材料的应用。这些实施例证明在泡沫体玻璃瓷砖和含水泥的衬里层的界面处自然生成火山灰粘结。
[0053]或者，可将其它无机水泥衬里材料，优选最初作为糊剂，施加在泡沫体玻璃瓷砖上达到所需的厚度，所述糊剂将硬化成固体衬里。可将衬里制成多层结构，其中石灰或卜特兰水泥将是泡沫体的相邻层，以便形成火山灰粘结，接着是在该层上的其它水泥层。可通过添加玻璃、石墨、陶瓷、聚合物如纤维素、金属、Kelvar或类似物的纤维，从而增强水泥衬里材料。
[0054]还可藉助连接配料连接泡沫体玻璃瓷砖与其它固体层。例如，可在金属片材和泡沫体玻璃之间施加合适的接触粘合剂。可与铝片一起使用的一种这样的粘合剂是硅氧烷基粘合剂。其它实例是在泡沫体玻璃和另一衬里材料之间施加聚合物泡沫体，以保护聚合物泡沫体。聚氨酯泡沫体和水泥板是这类多层衬里的实例。聚氨酯泡沫体的优点是，它可原地施加到预放置的泡沫体玻璃板和包皮的衬里层之间的间隙内。聚合物衬里尤其可用于降低发脆层如泡沫体玻璃的断裂和更加降低水泥层的断裂。衬里层可含有与水泥、聚合物泡沫体或其它接触粘合剂粘结在一起的多层泡沫体玻璃。
[0055]可选择泡沫体玻璃衬里具有不同于主泡沫体玻璃板的密度用以最大化吸收振动波能量。泡沫体玻璃层的正面通常如前所述上釉。然而，可根据本发明施加面层，以赋予符合泡沫体玻璃结构体额外的保护和美学外观。面层可在安装衬里层之前或者之后施加。面层可以是起纹理的水泥和/或聚合物表面涂层，以显示例如砖的饰面或者大理石类型的外观。可在泡沫体层上原地模塑这些面层，或者可藉助具有火山灰活性的接触粘合剂或水泥层将这些面层作为独立的包皮粘合到泡沫体上。这些面层将赋予泡沫体玻璃复合结构体额外的建筑吸引力。另外，可在表面层上使用着色剂，以赋予结构体所需的颜色。纤维纤维可添加到表面层中，以赋予额外的增强并降低反复振动时的断裂。视需要，各种UV保护配料可加入到表面层中。
[0056]衬里层和表面层二者的厚度可根据设计的技术规格、所要求的能量吸收和强度而变化。可能不需要施加表面层，这是因为原样烘烤的泡沫体玻璃板的自然上釉在美学上将是足够的。
实施例1
[0057]通过掺混下表1列出的原材料，制造泡沫体玻璃瓷砖：
表1
粉煤灰(焙烧类型F) 2000g
氧化硅粉末 2000g
碳酸钠 600g
五水合偏硅酸钠 1600g
碳酸钾 0
硼砂 0
糖 120g
水 1415g
[0058]干燥所得淤浆，并在950℃下焙烧该粉末混合物约45分钟，使各原材料反应，并使糖分解成精细和均匀分散的含碳相。将焙烧的产物粉碎成精细的粉末，放置在InconelTM模具内，并通过加热到约850℃发泡，并在该温度下浸泡约30分钟。使所得泡沫体玻璃退火到室温并脱模。所得泡沫体玻璃的密度为约25磅/立方英尺，具有暗绿色的颜色，和完全上釉的表面。孔隙结构均匀且平均孔径为约2mm。在修整边缘之后，瓷砖的尺寸为约16英寸×12英寸×3英寸。
[0059]通过下述方法制造本发明的泡沫体玻璃混凝土复合材料。绕其四周修整泡沫体，并用胶合板条绕其四周装框，且上釉的表面面向下，从而在瓷砖上方留下约1英寸的间隙以接收水泥。根据制造商的说明制备卜特兰水泥砂混合物(Quickrete砂子混合物)。将所得糊剂放置在泡沫体的暴露表面上，其中所述暴露表面在烘烤过程中与模具接触，并在制造复合瓷砖之前不进行修整，以便暴露泡孔结构。允许混凝土固化约28小时，之后从模子中取出。在泡沫体与混凝土层之间的界面完全封接，从而表明形成坚固的水泥火山灰粘结。
实施例2
[0060]通过掺混下表2列出的原材料，制造泡沫体玻璃瓷砖：
表2
粉煤灰(焙烧类型F) 2000g
氧化硅粉末 2000g
碳酸钠 320g
五水合偏硅酸钠 800g
碳酸钾 320g
硼砂 400g
糖 120g
水 1370g
[0061]干燥所得淤浆，并在900℃下焙烧该粉末混合物约30分钟，使各原材料反应，并使糖分解成精细和均匀分散的含碳相。将焙烧的产物粉碎成精细形式的粉末，放置在InconelTM模具内，并采用约3.5℃/min的平均加热速度，通过加热到约860℃发泡。使所得泡沫体退火到室温并脱模。该泡沫体玻璃的密度为约52磅/立方英尺，具有绿色的颜色，和完全上釉的表面。孔隙结构均匀且平均孔径为约1-2mm。在修整边缘之后，瓷砖的尺寸为约17英寸×12英寸×1.4英寸。
[0062]通过下述方法制造本发明的泡沫体玻璃-混凝土复合材料。绕其四周修整泡沫体，并用胶合板条绕其四周装框，且上釉的表面面向下，从而在瓷砖上方留下约1英寸的间隙以接收水泥。施加Elmer′s预粘结的混凝土凝结剂粘合剂-促进剂的薄层到泡沫体上，根据制造商的说明制备卜特兰水泥灰浆混合物(Sakrete灰浆混合物)。将所得糊剂放置在装框的泡沫体玻璃瓷砖的暴露表面上，并流平。这一暴露表面是与烘烤模具接触的一面，且在制造复合瓷砖之前不进行修整，以便暴露泡孔结构。允许混凝土固化约28小时，之后从模子中取出。在泡沫体与混凝土层之间的界面完全封接，从而表明形成坚固的水泥火山灰粘结。
实施例3-9
[0063]通过掺混组成如下表3中列出的原材料，制造实施例3-9的泡沫体玻璃瓷砖：
表3
实施例 3 4 5 6 7 8 9
组成
硅砂(g) 80 80 80 80 80 80 50
粉煤灰(g) 0 20 20 20 20 20 50
Fe3O4(g) 3.4
硅酸钠，5H2O(g) 30 30 30 30 25 25 30
硼砂，5H2O(g) 25 15 25 25 30 30 25
氧化铝(g) 5
糖(g) 2 3 3 3 3 3 2
水(g) 25 25 24 25 25 25 25
批量大小因子 20x 20x 60x 40x 50x 50x 20x
工艺信息
焙烧温度℃ 970 970 970 970 970 970 970
焙烧时间，分钟 30 30 30 30 30 30 30
发泡温度，℃ 810 800 790 810 795 795 810
发泡时间，分钟 10 10 10 10 10 10 10
发泡mesch尺寸 100 100 100 100 100 100 100
特征
密度(PCF) 32 36 41 46 62 65 69
泡孔/cm 12 18 12 20 13 18 29
特征长度(mm) 0.8 0.6 0.8 0.5 0.8 0.6 0.3
泡孔尺寸 xx-大 大 x-大 大 大 中等 小
抗压强度(PSI) 2078 2400 4300 6000 10500 12500 14600
拉伸强度(PSI) 775 930 960 1250 1400 2500
上釉的顶部表面(闭孔外皮面) 是 是 是 是 是 是 是
[0064]为了进行有效的比较，归一化组合物的重量，从而假设氧化硅加粉煤灰的总量等于100。之后，为了确保使用合适用量的材料，将归一化的组合物重量乘以如表3所示的合适的批量大小因子，以计算所使用的模具的尺寸。例如，对于8英寸×14英寸×4英寸的模具来说，使用50x的批量大小因子。
[0065]干燥所得淤浆，并在如表3的工艺部分所述的介于900℃至1100℃的温度下焙烧粉末混合物如表3的工艺部分所述的5至60分钟，使原材料反应，并使糖分解成精细和均匀分散的含碳相。粉碎焙烧的产物成精细粉末，放置在InconelTM模具内，并如表3的工艺部分所述，通过在介于750℃至900℃的温度下加热发泡，和如表3的工艺部分所述，在该温度下浸泡10至60分钟。使所得泡沫体玻璃退火到室温并脱模。
[0066]在表3的特征部分示出了实施例3-9的所得泡沫体玻璃的特征。如表3的特征部分所述，所得泡沫体玻璃的密度为约30至70磅/立方英尺，且具有完全上釉的表面。孔隙结构均匀且具有如表3的特征部分所述的平均孔径。正如表3所示，提供有较小孔径、高密度和均匀结构体的瓷砖具有最大的拉伸和抗压强度。为了测定所制备的玻璃泡沫体样品的强度，努力遵照关于混凝土的标准ASTM试验工序。然而，由于证明样品比混凝土显著地更加坚固，因此，必须通过降低样品尺寸改性工序，为的是所使用的设备实际能使样品破碎。因此，将泡沫体玻璃块切割成直径介于1.0至1.5英寸和高度小于5英寸的圆柱体以供在没有上釉表面的情况下进行压缩测量。如表3的特征部分所示，实施例7-9的抗压强度超过10000磅/平方英寸，是混凝土抗压强度(4000磅/平方英寸.)的2.5倍多。类似地，如表3的特征部分所示，实施例7-9的拉伸强度超过1250磅/平方英寸，是混凝土的拉伸强度(500磅/平方英寸.)的2.5倍多。实施例9的拉伸强度为2500磅/平方英寸，是混凝土的拉伸强度的5倍多。
[0067]现已详细地示出并描述了本发明的优选实施方案，但对于熟练本领域的技术人员来说，在其上进行的各种改性和改进是显而易见的。因此，本发明的精神和范围应当较宽地解释并仅仅通过所附权利要求而不是通过前述说明书来限定。

Claims (89)

1.一种泡沫体玻璃瓷砖，它包括在至少一侧上的闭孔外皮面，平均孔径为1.0mm或更低，密度介于30磅/立方英尺至100磅/立方英尺，和抗压强度为6000磅/平方英寸或更大。
2.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述平均孔径为0.7mm或更低。
3.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述平均孔径为0.6mm或更低。
4.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述平均孔径为0.5mm或更低。
5.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述平均孔径为0.4mm或更低。
6.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述平均孔径为0.3mm或更低。
7.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述抗压强度为8000磅/平方英寸或更大。
8.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述抗压强度为10000磅/平方英寸或更大。
9.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述抗压强度为12000磅/平方英寸或更大。
10.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述抗压强度为14000磅/平方英寸或更大。
11.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖具有至少1英尺×1英尺的瓷砖表面积。
12.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖具有至少2英尺×2英尺的瓷砖表面积。
13.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖具有至少4英尺×4英尺的瓷砖表面积。
14.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述密度为40磅/立方英尺或更大。
15.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述密度为50磅/立方英尺或更大。
16.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述密度为60磅/立方英尺或更大。
17.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的厚度为至少2英寸。
18.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的厚度为至少3英寸。
19.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的厚度为至少4英寸。
20.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的重量为至少30磅。
21.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的重量为至少35磅。
22.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的重量为至少40磅。
23.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的重量为至少50磅。
24.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的重量为至少65磅。
25.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的重量为至少100磅。
26.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中组装所述瓷砖与至少一种其它类似结构的瓷砖，形成面板，所述面板用作轻质建筑面。
27.权利要求26的泡沫体玻璃瓷砖，其中将所述建筑面组装到至少一部分建筑物内，以便所述建筑物的所述部分显著抗地震损坏。
28.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述外皮面是所述泡沫体玻璃瓷砖的上釉的外表面。
29.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述闭孔结构被构造成具有建筑吸引力。
30.权利要求1的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖进一步包括里面部分，和所述瓷砖的外皮面包括使它的表面外观具有不同于瓷砖里面部分颜色的添加剂。
31.一种泡沫体玻璃瓷砖，其包括在至少一侧上的闭孔外皮面，平均孔径为1.0mm或更低，重量为10磅或更大，和抗压强度为6000磅/平方英寸或更大。
32.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述平均孔径为0.7mm或更低。
33.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述平均孔径为0.6mm或更低。
34.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述平均孔径为0.5mm或更低。
35.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述平均孔径为0.4mm或更低。
36.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述平均孔径为0.3mm或更低。
37.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述抗压强度为8000磅/平方英寸或更大。
38.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述抗压强度为10000磅/平方英寸或更大。
39.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述抗压强度为12000磅/平方英寸或更大。
40.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述抗压强度为14000磅/平方英寸或更大。
41.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖具有至少1英尺×1英尺的瓷砖表面积。
42.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖具有至少2英尺×2英尺的瓷砖表面积。
43.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖具有至少4英尺×4英尺的瓷砖表面积。
44.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的密度为40磅/立方英尺或更大。
45.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的密度为50磅/立方英尺或更大。
46.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的密度为60磅/立方英尺或更大。
47.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的厚度为至少2英寸。
48.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的厚度为至少3英寸。
49.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的厚度为至少4英寸。
50.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述重量为至少20磅。
51.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述重量为至少30磅。
52.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述重量为至少35磅。
53.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述重量为至少40磅。
54.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述重量为至少50磅。
55.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述重量为至少65磅。
56.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述重量为至少100磅。
57.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖与至少一种其它类似结构的瓷砖组装成面板，所述面板用作轻质建筑面。
58.权利要求57的泡沫体玻璃瓷砖，其中将所述建筑面组装到至少一部分建筑物内，以便所述建筑物的所述部分显著抗地震损坏。
59.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖与至少一种其它类似结构的瓷砖组装成预组装的结构体，所述预组装的结构体是在建筑物结构体内的柱子、面板或地板。
60.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述外皮面是所述泡沫体玻璃瓷砖的上釉的外表面。
61.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述闭孔结构被构造成具有建筑吸引力。
62.权利要求31的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖进一步包括里面部分，和所述瓷砖的外皮面包括使它的表面外观具有不同于瓷砖里面部分颜色的添加剂。
63.一种泡沫体玻璃瓷砖，其平均孔径为0.5mm或更低，密度为30磅/立方英尺或更大和抗压强度为12500磅/平方英寸或更大。
64.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述平均孔径为0.4mm或更低。
65.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述平均孔径为0.3mm或更低。
66.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述抗压强度为14000磅/平方英寸或更大。
67.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖具有至少1英尺×1英尺的瓷砖表面积。
68.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖具有至少2英尺×2英尺的瓷砖表面积。
69.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖具有至少4英尺×4英尺的瓷砖表面积。
70.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述密度为40磅/立方英尺或更大。
71.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述密度为50磅/立方英尺或更大。
72.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述密度为60磅/立方英尺或更大。
73.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的厚度为至少2英寸。
74.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的厚度为至少3英寸。
75.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的厚度为至少4英寸。
76.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的重量为至少20磅。
77.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的重量为至少30磅。
78.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的重量为至少35磅。
79.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的重量为至少40磅。
80.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的重量为至少50磅。
81.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的重量为至少65磅。
82.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖的重量为至少100磅。
83.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中组装所述瓷砖与至少一种其它类似结构的瓷砖，形成面板，所述面板用作轻质建筑面。
84.权利要求83的泡沫体玻璃瓷砖，其中将所述建筑面组装到至少一部分建筑物内，以便所述建筑物的所述部分显著抗地震损坏。
85.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中组装所述瓷砖与至少一种其它类似结构的瓷砖，形成预组装的结构体，所述预组装的结构体是在建筑物结构体内的柱子、面板或地板。
86.权利要求63的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖具有闭孔结构。
87.权利要求86的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述外皮面是所述泡沫体玻璃瓷砖的上釉的外表面。
88.权利要求86的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述闭孔结构被构造成具有建筑吸引力。
89.权利要求86的泡沫体玻璃瓷砖，其中所述瓷砖进一步包括里面部分，和所述瓷砖的外皮面包括使它的表面外观具有不同于瓷砖里面部分颜色的添加剂。
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