CN104284774A - 用于原位水合的非织造胶凝复合物 - Google Patents

Abstract

本发明的一个实施例涉及一种用于原位水合的胶凝复合物材料，其具有：，网状层，其包括第一侧、第二侧、以及布置成非织造结构的多个纤维；胶凝材料，其包括布置在网状层内的多个胶凝微粒；密封层，其沿网状层的第一侧布置并耦接至多个非织造纤维；以及牵制层，其沿网状层的第二侧布置并被配置成防止多个胶凝微粒从网状层迁移出去。

Description

用于原位水合的非织造胶凝复合物

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年11月1日提交的No.61/554377的美国临时专利申请以及2012年9月20日提交的No.61/554377的美国临时专利申请No.61/703618的优先权，其整体内容在此通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及复合物，包括纺织及纤维增强胶凝复合物。具体地，本申请涉及能够原位(即，原地、就位、在构建处等)水合的柔性预制纺织及纤维增强胶凝复合物。

背景技术

原位水合使得液体能够从外部施加至胶凝材料并与之反应，同时复合物被布置成不干扰预制复合物的特性。这种胶凝复合物材料允许在复合物内凝结并硬化胶凝材料而不要求传统的混合程序。

传统的纺织增强复合物通常包括至少一层二维纺织物和一层混凝物以形成层叠复合物。由于厚度方向(即，与复合物的平面表面相垂直的方向)未得到增强，所以这种层叠复合物可呈现出特别好的面内特性及很差的层间特性，或较差的层结合性。这种缺陷使得复合物在经受层间应力时存在损坏或层离的危险。虽然传统复合物包括简单的织物制品或多层制品以改进性能，但是这些系统可能人容易在负载情况下失效。

其它胶凝复合物包括织造的或编织的三维纺织品，它们被配置成将胶凝材料俘获在两个层之间。这种织造的或编织的三维纺织品可能不能独立地起到作用以确保胶凝材料用于原位水合。这些织造的或编织的层在能够俘获胶凝材料之前可能需要被形成在其它层之前。

发明内容

本发明的一个示例性实施例涉及一种用于原位水合的胶凝复合物材料，所述复合物包括：网状层，其具有第一侧和第二侧并包括布置成非织造结构的多个纤维；布置在网状层内的胶凝材料，其中胶凝材料包括多个胶凝微粒；密封层，其沿网状层的第一侧布置并耦接至多个非织造纤维；以及牵制层，其沿网状层的第二侧布置并被配置成防止多个胶凝微粒从网状层迁移出去。

本发明的另一示例性实施例涉及一种用于原位水合的胶凝复合物材料，所述复合物包括：网状层，其具有第一侧和第二侧并包括介于第一侧和第二侧之间的布置成非织造结构的多个纤维；布置在网状层内的胶凝材料，其中胶凝材料包括多个胶凝微粒；密封层，其沿网状层的第一侧布置并耦接至多个非织造纤维；以及涂层，其沿网状层的第二侧布置并被配置成防止多个胶凝微粒从网状层迁移出去。

本发明的另一示例性实施例涉及一种用于制造胶凝复合物材料的方法，所述方法包括：提供网状层，该网状层具有第一侧和第二侧并且包括布置成非织造结构的多个纤维，而且多个纤维布置在片材和滚筒中的至少一个中，其中网状层内的多个非织造纤维之间的体积限定了打开空间；提供耦接至网状层的第一侧的薄膜；在网状层的打开空间内布置胶凝材料；以及沿着网状层的第二侧放置牵制层。

附图说明

根据以下结合附图的详细说明，将能够更全面地理解本发明，其中类似的标号表示类似的元素，其中：

图1是在渠道衬砌应用中安装非织造胶凝复合物的操作人员的透视图。

图2是柔性非织造胶凝复合物的分解透视图。

图3是卷起来的非织造胶凝复合物的透视图。

图4是非织造胶凝复合物的示意截面图。

图5是用于制造非织造胶凝复合物的设备和方法的侧视图。

图6-7是可在非织造胶凝复合物的表面内限定孔的滚筒系统的透视图。

图8a-11e是用于耦接非织造胶凝复合物的相邻部分的各种连接方法的侧视图。

图12a-12e是用于填充相邻非织造胶凝复合物的结构层之间的空间的方法的侧视图。

图13是非织造胶凝复合物的各种配置的实验应力对照位移数据的示意图。

具体实施方式

在参考详细图示出示例性实施例的附图之前，应该理解的是，本申请并不限于说明书中阐述的或者附图中图示出的这些细节或方法。还应该理解的是，术语仅仅用于便于描述，而不应当被理解为限制性的。

复合物层

相对于利用传统材料(例如，纤维，钢筋，等)、传统单向纺织增强混凝复合物以及织造或编织的三维纺织混凝复合物增强的混凝土，非织造胶凝复合物材料可提供增强的结构性能。非织造胶凝复合物包括嵌入或包含在结构层中的干胶凝混合物，该结构层使得胶凝材料能够在原位水合之后经历其正常的凝结和强度增益处理以产生刚性复合物。该非织造结构层可以是单独形成以及包括形成独立材料的互锁纤维。非织造胶凝复合物可提供了解决方案，相对于传统混凝物或混凝复合物，该解决方案具有每相等单位体积的改进的结构性能，成本更低，降低了人力耗费，并且要求更少的处理。而且，非织造纤维提供贡献纤维上的负载的能量而改进了负载承受能力。非织造纤维还桥接了胶凝阶段中的裂缝面以提供改进的防裂缝性并且局限了开裂以降低裂缝传播。

非织造胶凝复合物的水合可以是原始的原位(即当场，在工作场所，等)。因此，非织造胶凝复合物可被传递至地点(例如，渠道等)作为预封装结构(例如，片材，滚筒等)中的柔性复合物材料而且当前水合。该非织造胶凝复合物材料可提供商用的水利和操作优势。作为示例，可施加非织造胶凝复合物以形成渠道衬砌，如图1所示。用于非织造胶凝复合物的其它应用可包括以下：低至高渠道，开渠道输水沟渠，灌溉和排水沟，洼地，管路，防波堤，堤坝，排水沟，大堤，蓄水池，淤地坝，截流沟，水平式排水渠，流恢复和暴雨水管理，海堤和舱壁冲刷防护，垃圾填筑地分层和覆盖，褐地层分层和覆盖，矿井加固，结构加固，机场或直升机场建设，船发射坡道，柱梁的加固，管道修复，油田衬砌，持有盆地，池塘衬砌，煤矿衬砌，废水氧化塘衬砌，斜坡设防，雪盆地设防，锚杆设防，桡道衬砌，海滩和海岸线的恢复，作为道路表面，车道，街道和人行道，技术练习衬砌，混凝防水，用于家居和其它结构的材料，景观，地基衬砌，铺地板，水池施工，天井施工，天花板，绝缘性和耐候性，作为粉饰灰泥的替换，用于噪声衰减，以及用于保持墙壁及路堤施工，以及其它应用。

根据图2所示的示例性实施例，复合物(示出为非织造胶凝复合物10)包括多个层。如图2所示，该层包括牵制层(示出为可渗透层20)、胶凝层(示出为胶凝层30)、三维体层(即网)(示出为结构层40)、以及不可渗透(例如，密封)层(示出为不可渗透层50)。根据示例性实施例，可渗透层20、胶凝层30、结构层40和不可渗透层50可布置成彼此相邻并且组装成片材以形成非织造胶凝复合物10。如图2所示，结构层40可夹在可渗透层20和不可渗透层50之间。根据示例性实施例，水合之前，非织造胶凝复合物10可具有介于0.5和4.0厘米之间的厚度。然而，例如在粘合剂被包含在胶凝层30(例如，膨胀水泥等)中时，原位水合后，非织造胶凝复合物10的厚度可超过2.0英寸。根据示例性实施例，非织造胶凝复合物10不包括可渗透层20或不可渗透层50，但是包括包含胶凝层30的结构层40。如下文将详细描述的，已经经过实验证明了，在不使用诸如可渗透层20之类的牵制层的情况下能够在结构层40中硬化胶凝层30。该复合物可包括结构层40，其被设计成控制水流入和流出复合物。根据示例性实施例，可通过将其它层耦接至结构层40来执行控制水流入非织造胶凝复合物10。

根据示例性实施例，非织造胶凝复合物10包括耦接在一起的层。这种耦接可降低水合前层之间的相对移动(例如，在制造工艺期间，在传递期间，在安装期间等)。举例来说，不可渗透层50可与结构层40耦接(例如，熔合，集成形成，焊接，固定粘接，熔接等)。根据示例性实施例，可渗透层20与结构层40耦接。这种耦接可通过促进可渗透层20和结构层40之间的负载传递来改进非织造胶凝复合物10的结构特征。根据示例性实施例，耦接结构层40与可渗透层20或不可渗透层50可通过促进层之间的负载传递来改进非织造胶凝复合物10的结构特征。

根据替换实施例，在胶凝层30被布置在结构层40内或熔合(例如，热缩塑料包，压缩等)结构层40之后加热非织造胶凝复合物。举例来说，非织造结构层40可起始于1.0英寸的厚度，其上布置了0.5英寸的胶凝层30。加热后，结构层40可收缩至0.5英寸厚。根据示例性实施例，结构层40的部分(例如，熔合部分)可替代可渗透层20、不可渗透层50、或者可渗透层20及不可渗透层50两者。

接下来参考图3所示的示例性实施例，非织造胶凝复合物10可布置在柔性片材中。如图3所示，可渗透层20、结构层40和不可渗透层50的每一个都是柔性的并且被布置成彼此相邻。根据示例性实施例，柔性层的这种组合允许非织造胶凝复合物10被卷起来以促进传递并降低通过可渗透层20迁移的胶凝材料量。根据替换实施例，非织造胶凝复合物10可布置成另一结构(例如，可层叠的各种片材，预成型的片材，等)。

根据替换实施例，非织造胶凝复合物可包括多个不同层。举例来说，非织造胶凝复合物可包括不可渗透层、结构层和包括胶凝材料的混合物的胶凝层。这种复合物可利用结构层来保持胶凝材料，可包括可去除层以便在复合物10的传递及应用期间保持胶凝材料，或者可包括设计成保持胶凝材料的另一系统。根据各种替换实施例，非织造胶凝复合物10可包括可渗透层20和不可渗透层50，仅仅包括不可渗透层50，仅仅包括可渗透层20，或者既不包括可渗透层20又不包括不可渗透层50。

根据又一替换实施例，非织造胶凝复合物可包括延伸完全通过非织造胶凝复合物的切口空隙。举例来说，切口空隙可允许液体在复合物硬化之后通过排出。可通过在制造复合物之前或之后在结构层或其它层中形成空隙，来制作具有切口空隙的非织造胶凝复合物。根据示例性实施例，切口空隙可形成为任意形状(例如，三角形，圆形，椭圆形，菱形，正方形，矩形，八边形等)。为形成切口空隙而从复合物去除的体积可限定在复合物总体积的1％和90％之间。

结构层

根据图2-4所示的示例性实施例，结构层40包括具有被设计成促进非织造胶凝复合物10的操作的特定特征的三维材料。举例来说，such特征of结构层40可包括低密度、高空隙空间、以及不连续性，以及其它特征。这些特征改进了非织造胶凝复合物10的强度和传输能力以及其它特征。已经观察到，具有布置成非织造结构的绞状物的结构层40还降低了胶凝层30内的收缩开裂的盛行和严重性。这种降低产生的原因是非织造纤维通过在胶凝阶段中对开裂面进行桥接限制了开裂传播。

参见图4所示的示例性实施例，结构层40包括多个不连续纤维，如绞状物42所示。如图4所示，绞状物42被布置成非织造结构(例如，随机分布的，系统布置的，按指定模式布置的，分布不均匀的等)。这种结构层40可包括结构独立的材料。绞状物42可在它们交叉、重叠或彼此接口的位置处耦接。

根据示例性实施例，结构层40包括较高的敞开垫材料(例如，由碳化硅、氧化铝、尼龙等制成的百洁布)。美国专利No.2958593、No.3537121和No.4437271中讨论了这种敞开垫材料材料，这些专利在此通过引用整体并入本文。根据示例性实施例，非重叠绞状物42之间的距离大约介于0.5微米至几个毫米之间。

如图4所示，结构层40包括间隙体积(例如，敞开体积，空隙体积等)，其被示出为在结构层40内形成的并且由绞状物42之间间隙体积的限定的空隙44。根据示例性实施例，空隙44呈现为结构层40的体积的80％和99.8％之间。根据替换实施例，空隙44呈现为结构层40的体积的95％和99.8％。结构层40由空隙44构成的体积影响了结构层40和非织造胶凝复合物10的密度、重量、和其它特征。

仍参照图4所示的示例性实施例，胶凝层30被布置在结构层40的空隙44内。如图4所示，胶凝层30包括示出为微粒32的多个成分。根据示例性实施例，可利用物理振动、压紧、或者物理振动与压紧两者、或者其它处理将胶凝层30布置在空隙44内。此外，胶凝层30的压紧程度可影响水流经胶凝层30的能力，胶凝层30的水合、凝结和硬化所需的时间，非织造胶凝复合物10的强度以及胶凝材料将迁移通过可渗透层20的可能性。已经经过实验证明了，更密的结构层40可胶凝层30在非织造胶凝复合物的传递和处理期间的损失。

根据示例性实施例，结构层40支撑(即，保持、包含、强化等)胶凝层30。举例来说，结构层40的绞状物42可物理支撑空隙44内的胶凝层30。修改支撑胶凝层30的绞状物42的尺寸、形状或定向可改进非织造胶凝复合物10的水合特征的结构特性。举例来说，其中更密集地布置有绞状物42的少量打开空间(例如，其中空隙44介于结构层40的体积的80％和95％之间)可改进结构层40的强度，但是变得更难填充，这会降低制造非织造胶凝复合物10的效率。

根据替换实施例，结构层40的密度在横向、纵向及厚度方向中的至少一个方向上转变(即，改变)。在一个实施例中，结构层40包括形成在结构层40的内部中的更打开的间隙体积(例如，结构层40的95％和99.8％之间)以及形成在结构层40外部(即沿结构层40的外部的结构材料的更密集部分)的不那么打开的间隙体积(例如，结构层40的80％和95％之间)。在具有变化的密度的任意实施例中，转变可以是均匀的或者不均匀的。根据示例性实施例，结构层40的一部分(例如，更密集部分)可补充或者替换可渗透层20、不可渗透层50、或者可渗透层20及不可渗透层50两者。

根据替换实施例，结构层40可包括空隙图案(例如，结构层40切出的形状，结构层40内形成的三维空隙等)。可通过切割、成型或其它工艺在结构层40中形成这种空隙图案。可以在结构层40的主制造过程中形成空隙图案或者随后作为次制造工艺形成空隙图案。根据示例性实施例，空隙图案被依次随机分布或形成(例如，蜂巢状等)。空隙图案可减少将胶凝层30布置在结构层40中所需的时间，改进原位水合后复合物10的物理特性，或提供其它优势。

根据示例性实施例，结构层40可具有与非织造胶凝复合物10的其它层的机械特性分开的独立机械特性。举例来说，这种机械特性可包括抗张强度、扯断伸长率和抗扯强度，以及其它已知特性。例如，这些机械特性可根据绞状物42的厚度、长度和相互耦接而变化。根据示例性实施例，结构层40的厚度介于0.25英寸和3英寸之间。这种结构层40还可具有介于每平方英尺0.5和10盎司之间的重量。

结构层40的机械特性还可受到绞状物42的构成(可由各种已知材料制造而成)影响。根据示例性实施例，绞状物42是聚丙烯。根据替换实施例，绞状物42是另一材料(例如，碳化硅，氧化铝，聚丙烯，椰壳纤维，纤维素纤维，其它合成材料，其它天然材料等)。结构层40的弹性模量和几何模量可影响非织造胶凝复合物10的柔韧性。具有更低弹性模量或更大打开几何结构这两种特征之一的这种结构层40可增大非织造胶凝复合物10的可挠性(例如，更小的弯曲半径)(例如，为了装运，便于包含胶凝材料，等)。

根据替换实施例，涂层可被布置成围绕至少一部分纤维。举例来说，涂层可被配置成改进结构层40的各种特性(例如，强度，耐久性，等)。作为另一示例，涂层可改进结构层40内的纤维的结合强度，结构层40对可渗透层20和不可渗透层50的结合强度，以及原位水合之后结构层40对胶凝层30的结合强度。举例来说，涂层可包括磨蚀涂层(例如，类似于重型清洁垫)、抵抗紫外光的涂层、保护绞状物42以隔离胶凝材料的涂层(例如，改进的耐碱性)、或其它已知涂层。

根据替换实施例，非织造胶凝复合物10包括耦接(例如，熔合，集成形成，接合等)至结构层40的平纹棉麻织物衬砌(例如，加强材料，土工织物，土工格栅，其它非织造材料，织造材料，等)。平纹棉麻织物衬砌可被耦接至一个或多个表面of结构层40或被布置在结构层40内。由与可渗透层20类似的材料制成的平纹棉麻织物衬砌可改进可渗透层20与结构层40的接合(例如，当沿接合界面布置平纹棉麻织物时)。平纹棉麻织物衬砌可改进了原位水合之前和之后结构层40和非织造胶凝复合物10的抗张强度。举例来说，松弛地组装的结构层40可具有分离趋势，而平纹棉麻织物衬砌可增强结构层40以防止该分离。

根据替换实施例，结构层可包括耦接在一起的多个非织造部分。多个非织造部分可以是不同材料的，具有不同密度，或具有其它清晰特征。

根据示例性实施例，第一非织造部分可与具有与第一非织造部分不同的特性的一个或多个附加非织造部分相接。在一些实施例中，第一非织造部分与另一非织造部分缠结。在其它实施例中，第一非织造部分与另一非织造部分层叠。根据示例性实施例，各种部分可彼此耦接(例如，熔合，集成形成，接合等)。包括不同非织造部分的结构层可在原位水合之前及之后在非织造胶凝复合物的横向、纵向和厚度方向中的至少一个方向(即，与复合物平坦表面相正交的方向)上提供独特的机械和结构特性。举例来说，具有配置成提供局部强度的短绞状物的第一非织造部分被布置在具有配置成提供耐久性并防止结构层的分离的较长绞状物的第二非织造部分内(即，缠结)。共同地，第一和第二非织造部分可为非织造胶凝复合物同时提供局部强度和耐久性。

胶凝层

再次参考图2-4所示的示例性实施例，胶凝层30包括一旦暴露至液体(例如，水)则通过水合处理凝结并变硬的材料。根据示例性实施例，胶凝层30被布置在结构层40内并在原位水合之后经历其正常凝结和硬化处理。

一旦胶凝层30与液体(例如，水)相互作用，凝结处理可开始。这种水合和凝结处理将胶凝层30从粉末变成固态材料。在凝结产生了硬化的材料的同时，固化可改进非织造胶凝复合物10的强度。根据示例性实施例，胶凝层30具有介于每平方英寸2000磅和5000磅之间的耐压强度。根据替换实施例，利用高性能胶凝原料和添加剂修改胶凝层30以实现超过每平方英寸5000磅的强度值。

根据示例性实施例，水被添加至胶凝层30以启动水合处理。操作人员可外部地将水原位施加至非织造胶凝复合物10的表面以凝结并硬化胶凝层30。在一些实施例中，原位水合可发生，其中非织造胶凝复合物10水平布置、以角度布置、或布置在弯曲表面上方而不破坏非织造胶凝复合物10的强度。根据示例性实施例，非织造胶凝复合物10可被水合，即使被以相对于水平面的高达90度的角度进行布置。已经经过实验证明了，以更陡角度(例如，更陡平角，弯曲表面的更陡部分等)布置的非织造胶凝复合物10的一部分可要求更大量的水来进行水合。这种附加的水可以是有利的，因为所施加的水的部分流过非织造胶凝复合物10而不是被其吸收。在这些或其它实施例中，胶凝层30可凝结而不分离或渗水。

水合的非织造胶凝复合物10的特征可受到胶凝层30的组成成分的微粒尺寸影响。举例来说，微粒尺寸和密度可影响胶凝层30的同质性，从而影响非织造胶凝复合物10的各种特性(例如，强度，柔韧性等)。根据示例性实施例，胶凝层30的组成微粒具有大致相等的微粒尺寸(例如，150微米以内)。根据替换实施例，胶凝层30的组成微粒可具有在0.5和450微米之间变化的不同尺寸(即多于150微米的变化)。具有不同尺寸的微粒的胶凝层30可改进封装并且使得胶凝层30内的打开空间最小化。

根据示例性实施例，胶凝层30包括单个材料(例如，硅酸盐水泥等)。根据替换实施例，胶凝层30包括材料混合物，例如水泥、补充胶凝材料(例如，浮尘，硅粉，熔渣，偏高岭土等)、集料(例如，细集料，粗集料，砂等)和添加剂(例如，纤维，增塑剂，加速剂，缓凝剂，高吸水性高分子等)。根据示例性实施例，胶凝层30大约包括25％的硅酸盐水泥、25％的高铝水泥(例如，Quix)、48％的细集料、以及2％的无氯加速剂。如下文所述，该混合比例已经在实验上被确认为特别适合于用于非织造胶凝复合物10中。

根据另一示例性实施例，胶凝层30包括添加剂。这种添加剂可被用于改进水泥的机械特性(例如，强度，凝结时间，固化要求，热膨胀系数等)或耐久性以及其它特征，或者可被用作胶凝材料的一部分的替代物。根据示例性实施例，添加剂包括以特定混合比例添加的火山灰材料(例如，浮尘，底灰，硅粉，熔渣，偏高岭土等)。

根据示例性实施例，利用外部固化处理来固化胶凝层30。举例来说，这种外部固化可包括积水。根据各种替换实施例，外部固化处理包括喷水、湿法制麻、形成片材、固化化合物、吸水砂和加速固化，及其其它已知方法。根据替换实施例，由亲水性材料(例如，纸张，纤维素基材料等)形成的可渗透层20可通过保持水来延长胶凝层30暴露至液体的时间来改进固化。根据替换实施例，由具有更少孔的涂层材料形成的可渗透层20可通过减少水从胶凝层30的蒸发来改进固化。

根据又一替换实施例，利用内部固化处理来固化胶凝层30。根据示例性实施例，利用内部固化处理来固化胶凝层30，其中胶凝层30包括作为胶凝混合物的固化剂的成分。这种成分可包括在制造工艺期间引入胶凝层30的集料或新成分(例如添加剂，高吸水性高分子，特殊集料等)。而且，可通过促进水进入胶凝层30内来改进亲水性添加剂(例如，高吸水性高分子等)。

根据示例性实施例，结构层40可将水保持(例如，固定，捕获等)在打开空间内来改进胶凝层30的固化。根据替换实施例，结构层40是亲水性的(例如，吸收剂等)而且有利于水吸入胶凝层30。

可渗透层

再次参考图4所示的示例性实施例，可渗透层20促进液体(例如，水等)分散进入非织造胶凝复合物10同时保持胶凝层30。可渗透层20可包括管理液体流过可渗透层20的规定特征。

根据示例性实施例，规定特征实现了胶凝层30的水合而无需允许胶凝材料从结构层40迁移(例如，原位水合之前的处理，原位水合期间的处理等)。在其它实施例中，规定特征还可水合和硬化工艺期间保持胶凝层30的混合比。而且，可渗透层20可通过向胶凝材料持续施压来保持胶凝层30的压紧程度。根据示例性实施例，胶凝层30的重量的少于10％在原位水合之前迁移通过可渗透层20。在一些实施例中，胶凝层30的重量的高达10％可迁移通过可渗透层20而在原位水合之后不损害非织造胶凝复合物10的结构特性。

根据示例性实施例，可渗透层20包括与结构层40(例如，聚丙烯)同族的织造或非织造聚烯烃。

用类似材料制造这两层，有利于可渗透层20耦接至结构层40(例如，通过熔合、超声波焊接、粘合剂等)，并改进了键合强度。根据替换实施例，可渗透层20和结构层40包括不同材料但是仍可被耦接在一起(例如，利用粘合剂等)。举例来说，可渗透层20可包括耐紫外线的喷砂织物(例如，TenCate制造的白色FR/UV喷砂织物27600，Colbond制造的NW6聚丙烯织物等)。根据示例性实施例，可渗透层20具有每平方码大约6盎司的重量。根据替换实施例，可渗透层20包括Georgia-Pacific制造的Grade354Airtex，其具有介于每平方英尺0.16和0.32盎司之间的重量。

根据示例性实施例，除了别的特征之外，可渗透层20还包括具有规定形状、面积、频率或间隔的多个孔。举例来说，孔可具有规定形状(例如，圆形、长圆形、矩形等)，这取决于非织造胶凝复合物10的具体应用。根据示例性实施例，孔的尺寸也可被规定。举例来说，超大尺寸的孔可在原位水合之前允许胶凝层30的筛分。相反，尺寸不足的孔可提供胶凝层30的太慢或不完全的水合。根据示例性实施例，孔被设计成防止小于微米的微粒从非织造胶凝复合物10迁移并且具有介于0.001和3平方毫米的面积。

根据示例性实施例，孔的频率可被规定成促进将水传递至胶凝层30内。根据示例性实施例，可渗透层20包括每平方英寸1000个孔至12000个孔。根据替换实施例，可渗透层20是不包括孔的可渗透层材料(例如，纤维性材料，纸张等)。

根据示例性实施例，可渗透层20在制造工艺期间被耦接至结构层40。这种可渗透层20可被设计成不会在非织造胶凝复合物10的整个寿命期间保持与结构层40耦接的可去除产品。根据示例性实施例，可渗透层20包括在非织造胶凝复合物10的传递期间保护胶凝层30的牵制片材(例如，可生物降解纸张，水溶性塑料等)。在一些实施例中，牵制片材可在非织造胶凝复合物10就位或到场之前或之后被去除。牵制片材的这种去除可在原位水合之前或之后发生。在任一实施例中，可渗透层20可包括流通通道(例如，穿孔)，其被设计成促进水流入胶凝层30。根据替换实施例，可渗透层20未被去除并且由风化进行现场侵蚀而不损害非织造胶凝复合物10的结构特性。根据替换实施例，可渗透层20可用涂层进行处理(例如，用于防紫外线等)以延长现场使用寿命。

根据又一替换实施例，可渗透层20可包括涂层(例如，弹性涂层、丙烯酸塑料涂层、丁基橡胶涂层、涂层、涂层、硅树脂涂层、改性沥青涂层、丙烯酸清漆涂层、氨基甲酸乙酯涂层、聚亚安酯涂层、聚脲涂层、批准用于饮用水的各种涂层之一、两个或更多涂层材料的任意组合等)。可按照单成分和多成分形式之一通过各种已知技术(例如，喷涂等)涂覆这种涂层以使得材料干燥(即凝结、固化等)成可渗透层和不可渗透涂层之一。根据示例性实施例，可渗透层20是Versaflex制造的AquaVers405，并具有介于0.07和2.0毫米之间的厚度。根据替换实施例，涂层是具有低弹性模量和介于5％和1000％之间的伸长百分比的另一材料。根据替换实施例，底漆可在可渗透层20被喷涂以改进接合强度(例如，环氧底漆，丙烯酸底漆等)之前被涂覆至结构层40的一侧。

根据替换实施例，附加处理涂层可被涂覆至可渗透层20(例如，以便改变可渗透层20的纹理、颜色等)。在一些实施例中，附加处理涂层可在初始涂层被涂覆之后被涂覆。在又另一实施例中，附加处理涂层被涂覆在之前针对可渗透层20讨论的各种其它材料之上(例如，织造或非织造聚烯烃等)。

根据示例性实施例，用于可渗透层20的涂层材料包括三维空隙。这种三维空隙可包括被配置成保护非织造胶凝复合物10内的胶凝层30的侧壁。根据示例性实施例，三维空隙是圆锥体形的。这种圆锥体形三维空隙包括用以向内吸水的沿可渗透层20的外表面的更大的截面面积、以及用以防止胶凝材料迁移出非织造胶凝复合物10的靠近胶凝层30的更小截面面积。根据替换实施例，三维空隙可具有另一形状(例如，四面体形，等)。具有各种形状(例如，三角形，圆形，椭圆形，菱形，正方形，矩形，八边形等)的孔也可形成在涂层中。

在可渗透层20包括涂层的情况下，当非织造胶凝复合物10卷曲时，三维空隙或孔(例如，四面体形，菱形等)可部分地关闭。部分关闭孔可更好地保护胶凝材料(例如，在传输期间等)。具体形状(例如，四面体形，菱形等)可比其它形状更稳固地关闭。随着曲率半径由于卷曲而增大，可渗透层20上的拉伸使得弯曲方向上的涂层增大并变形。这种变形减小了三维空隙或孔在与弯曲相反的方向上的尺寸(例如，直径等)。

根据示例性实施例，当展开时，三维空隙或孔返回其初始形状和尺寸。

根据替换实施例，利用材料去除工具(例如，激光，电子束，刀片等)形成三维空隙或孔可完全去除三维空隙或孔中的涂层材料。这种处理可防止三维空隙或孔闭合或重填。否则形成的(例如，利用点等)孔可变得被重填并且要求后续处理。

根据替换实施例，从使得水可渗透层干燥以使得孔无需促进水合水的传递的涂层材料制造可渗透层20。然而，穿孔可被添加至包括水可渗透层材料的可渗透层20以进一步促进胶凝层30的水合。根据替换实施例，结构层40的一侧未完全被涂层覆盖而是包含胶凝材料并允许水合(例如，无需分开的三维空隙或孔)。

根据示例性实施例，可渗透层20被喷涂在结构层40一侧，并且孔此后被限定在可渗透层20内(例如，利用具有点的滚筒，具有点的板子等)。无论配置为片材、通过喷涂涂覆的产品、还是另一产品，可渗透层20还可包括纹理(例如，通过其中包含磨蚀料的涂层等)或摩擦系数，其被设计成允许改进对在可渗透层20上移动的对象(例如，车辆、人等)的牵引。根据替换实施例，可渗透层20可具有光滑表面、设计成有利于水流入非织造胶凝复合物10的表面、或装饰性修整。

不可渗透层

再次参考图4所示的示例性实施例，不可渗透层50包括能够胶凝层30和水合水而不在与胶凝材料相互作用之后受到损害的材料。如图4所示，沿着结构层40的一侧(例如，下侧)耦接不可渗透层50。

在沿结构层40的下侧布置不可渗透层50的情况下，不可渗透层50可承受挠曲和拉伸应力的部分。这种布置可改进强度和展延性of非织造胶凝复合物10。在一些实施例中，不可渗透层50是包括能够与结构层40结合而不允许液体渗透的柔性材料(例如，以促进使得非织造胶凝复合物10卷起来)的片材。根据替换实施例，不可渗透层50可与结构层40集成形成或者耦接至结构层40。根据替换实施例，不可渗透层50可保护胶凝层30不暴露至具体化学物质(例如，防止现场泥土引入的硫酸盐等)。

根据替换实施例，不可渗透层50包括土工膜。这种土工膜可包括各种材料(例如，合成片材，单层波纹薄膜，用于防水的另一类型薄膜等)。根据示例性实施例，土工膜包括具有介于0.075毫米和2.5毫米之间的厚度的聚烯烃膜。根据示例性实施例，不可渗透层50包括压成的聚丙烯或增强聚丙烯，其相对于其它材料提供了改进的耐穿透性和抗张强度。增强材料(例如，利用非织造聚酯织物外部增强，利用聚酯平纹棉麻织物内部增强，利用织造织物增强，利用非织造织物增强，土工格栅，或其它增强)允许使用更薄的薄膜，从而降低非织造胶凝复合物10的总重量或厚度。具体示例聚丙烯膜包括Colbond制造的TT422和TG4000或者Firestone制造的UltraPlyTPOXR100。

根据替换实施例，不可渗透层50可包括另一材料(例如，含沥青的土工膜，三元乙丙橡胶，低密度聚乙烯，高密度聚乙烯，聚氯乙烯，聚脲和聚丙烯，等)。为不可渗透层50选择的材料可具有改进非织造胶凝复合物10的柔韧性、按照程序、使用寿命、和性能的特征。举例来说，聚氯乙烯是柔性的而且可适应不均匀表面而无撕裂。根据示例性实施例，具体制造技术、抗张强度和展延性可选择用于不可渗透层50以便能够最好地适应非织造胶凝复合物10的具体应用。

根据又一替换实施例，不可渗透层50可包括可通过各种已知技术(例如，喷涂等)涂覆的涂层(例如，弹性涂层、丙烯酸塑料涂层、丁基橡胶涂层、涂层、涂层、硅树脂涂层、改性沥青涂层、丙烯酸清漆涂层、氨基甲酸乙酯涂层、聚亚安酯涂层、聚脲涂层、批准用于饮用水的各种涂层之一、两个或更多涂层材料的任意组合等)。应该理解的是，针对可渗透层20的厚度、材料选择以及其他讨论也适用于不可渗透层50。根据示例性实施例，可渗透层20、不可渗透层50和非织造胶凝复合物10的侧部包括相同涂层材料。根据替换实施例，可渗透层20和不可渗透层50包括不同材料。在另一实施例中，可渗透层20和不可渗透层50可同时或依次涂覆。

根据又一替换实施例，非织造胶凝复合物10不包括不可渗透层50，反而包括附加可渗透层层。这种可渗透层层可允许非织造胶凝复合物10与基板(例如，现有混凝结构等)熔合。举例来说，可渗透层材料可允许胶凝层30在原位水合之前部分地扩散并与下面的基板接合。外部固化处理、内部固化处理(例如，利用诸如液态聚合物添加剂之类的化合物执行的固化等)或胶凝层30中的各种添加剂，可进一步改进非织造胶凝复合物10与基板之间的接合。

制造和安装

接下来参考图5，利用示出为设备100的线路组装设备来制造非织造胶凝复合物。设备100可持续工作(即针对一个时间段在恒定速率下提供材料)或者可进入索引操作模式，其中材料被馈入、停止(例如，以允许设备100执行操作)，此后再次通过设备100馈入。如图5所示，设备100包括示出为馈料器110的材料初始辊。根据示例性实施例，馈料器110包括具有旋转装置的旋转系统(其被示出为齿轮减速器112和电机113)、与电机耦接的核以及示出为材料114的绕核卷曲的初始材料的长度。应该认识到的是，齿轮减速器112和电机113对核的旋转允许材料114从辊输出。

根据示例性实施例，材料114包括复合物，其具有沿结构层底部表面布置的不可渗透层。举例来说，制造商可从另一供应商接收具有不可渗透和结构层的材料114，或者可预先组装这些层，或者采取其它替换方式。根据替换实施例，材料114不包括结构层(例如，包括仅仅不可渗透层，等)。接收该材料114的组装设备可包括附加组件，其被配置成随后(例如，作为单独步骤等)沿不可渗透层第一侧布置结构层。根据又一替换实施例，材料114不包括不可渗透层(例如，包括仅仅结构层，等)。接收该材料114的组装设备可包括附加组件，其被配置成随后沿结构层第一侧布置不可渗透层。

再次参考图5所示的示例性实施例，设备100通过示出为胶凝分配器130的分配器馈送材料114。如图5所示，胶凝分配器130包括示出为容器132的储料器和示出为配发器136的分配端，配发器136被配置成在材料114在胶凝分配器130下方通过时将胶凝材料布置在材料114上。在一些实施例中，配发器136可被定形(例如，矩形，可调节，等)以促进胶凝材料在材料114上的均匀分布。

如图5所示，具有从胶凝分配器130接收到胶凝材料的材料114此后通过示出为振动台135的压实机。根据示例性实施例，来自振动台135的振动将胶凝材料压实(即填充，布置，灌注，等)在材料114的结构层中以形成均匀胶凝层。根据图5所示的示例性实施例，设备100包括示出为滚筒137的物理压实机。在一些实施例中，滚筒137被配置成以介于每平方英寸200和10000磅之间的压力去按压材料114。这种滚筒137可替代振动台135，或者可布置在设备100内的振动台135前面、后面或与之一起。滚筒137还可通过设备100移动材料114。根据替换实施例，设备100包括水压机或其它类似的物理压实机。根据替换实施例，设备100并入了真空系统，其被配置成将胶凝材料吸入结构层(例如，其中复合物材料不包括不可渗透层)。如图5所示，设备100包括第二胶凝分配器130和振动台135以便将附加胶凝材料分配并压入材料114的结构层内。

在一些实施例中，设备100进一步包括转动刷140，其被配置成暴露或清除材料114内的绞状物的至少一部分(例如，0.5毫米，1毫米，2毫米，等)(即结构层的顶部部分)。根据示例性实施例，去除一部分压紧的胶凝材料或更完全地清除非织造绞状物允许诸如可渗透层层之类的附加层接合至结构层。根据替换实施例，非织造绞状物的暴露或清除可通过另一装置(例如，空气喷嘴，真空系统等)来实现。根据又一替换实施例，设备100不包括转动刷140(例如，胶凝分配器130和振动台135可利用胶凝材料不完全填充结构层，可无需清除非织造绞状物，等)。

再次参考图5所示的示例性实施例，可利用示出为密度测量系统150的测量装置来进行质量测量。举例来说，密度测量系统150可包括配置成对材料114称重的测量器或测量材料114的密度的超声波装置，从而确保向胶凝分配器130提供优选量的胶凝材料。根据替换实施例，质量可不进行确定，而且设备100可不包括密度测量系统150。另一替换实施例采用测量装置来确定从结构层延伸的纤维的长度以确保分配了适当程度的胶凝材料。如果密度测量超出规范，设备100可进入问题模式(例如，通过停止处理材料114，通过发出报警声等)。操作人员可手动地添加胶凝材料至材料114，从问题模式清理设备，并重新启动设备100。根据替换实施例，设备100可自动添加适当量的胶凝材料以便使得密度处于规范内。

如图5所示，设备100可利用示出为喷料器160的敷料器将涂层布置在材料114上以形成上部牵制层。如上所述，该涂层可包括弹性涂层、丙烯酸塑料涂层、丁基橡胶涂层、涂层、涂层、硅树脂涂层、改性沥青涂层、丙烯酸清漆涂层、氨基甲酸乙酯涂层、聚亚安酯涂层、聚脲涂层、批准用于饮用水的各种涂层之一、两个或更多涂层材料的任意组合等，或者其它涂层。在一些实施例中，涂层被配置成确保胶凝分配器130提供的胶凝材料处于材料114内。单个喷料器可被配置在轨道上以在材料114上方移动，或者一个或多个喷料单元可固定并被配置成将涂层涂覆至材料114的顶部、侧部和底部中的至少一个。根据示例性实施例，以单成分和多成分之一涂覆涂层并允许涂层在沿固化部件170通行时固化(即干燥、凝结等)。

根据替换实施例，设备100可涂覆材料的膜、片材或其它结构以形成上部牵制层。这种膜或片材可被熔合、焊接或固定粘接至材料114的结构层。根据示例性实施例，熔合涉及使得上部牵制层、侧部牵制层或结构层的顶部部分的温度升高至刚好处于熔化点以下并随后将上部和侧部牵制层涂覆至材料114。根据替换实施例，超胜焊涉及将上部牵制层向结构层压缩并随后使材料114在超声波焊机下方通过，超声波焊机的臂被配置成向下折牵制层并使材料114的侧部和端部密封。根据又一替换实施例，上部或侧部牵制层可粘合紧固至结构层。

根据图5所示的示例性实施例，利用示出为穿孔器180的穿孔器在上部牵制层限定出孔和凹口。如上所述，该三维空隙或孔可被配置成促进水合处理同时将胶凝材料保持在非织造胶凝复合物内(例如，在传递、现场处理期间等)。根据示例性实施例，穿孔器180包括激光器(例如，连续、脉冲等)或电子束(如前面讨论的那些)，其被配置成产生三维空隙或孔。这种穿孔器180可创建三维空隙或孔而不接触或损害不可渗透层、结构层、或材料114的顶层。穿孔器180可具有一个或多个激光器，这取决于材料114的宽度及表面展开。

根据替换实施例，穿孔器180包括尖点以在施压时刺穿上部牵制层。这种点可被配置成产生优选的尺寸、形状和频率的穿孔。在一些实施例中，点的长度可被规定来防止损害结构层和不可渗透层中的至少一个。如图5所示，穿孔器180可包括压件，其被配置成垂直移动并物理接触上部牵制层以产生多个穿孔。

根据图6所示的替换实施例，可利用示出为滚筒182的旋转穿孔器形成多个孔和凹口。如图6所示，滚筒182包括示出为下部滚筒183的底部滚筒(其被配置成向材料114的底部施压)以及示出为点式滚筒184的上部滚筒。在一些实施例中，在初始制造工艺期间，材料114被拖在下部滚筒183和点式滚筒184之间。

根据替换实施例，操作人员可在初始制造工艺之后利用诸如图6所示的滚筒182之类的滚筒产生穿孔。操作人员所用的滚筒可被手工操作或可包括配置成促进滚筒182的操作的驱动系统。在一些实施例中，滚筒182被耦接至用于在现场展开非织造胶凝复合物10以使得材料114被拖在下部滚筒183和点式滚筒184之间来现场形成孔的设备。如图7所示，多个穿孔可由操作人员利用示出为滚筒186的滚筒来交替地实施。操作人员可在布置非织造胶凝复合物之前或之后使用这种滚筒186。

根据示例性实施例，设备100包括配置成密封材料114的侧部和端部的密封系统。这种密封系统可包括配置成将涂层涂覆至材料114的侧部和端部的附加喷料器、配置成在侧部和端部上折叠不可渗透薄膜的一部分的滚筒、或另一系统。根据示例性实施例，密封材料114的侧部和端部进一步包含材料114内的胶凝材料并防止其从结构层迁移出去(例如，在处理、传递、安装等期间)。

再次参考图5所示的示例性实施例，设备100包括示出为处理滚筒120的卷片滚筒。如图5所示，处理滚筒120包括围绕核布置的一些处理材料(示出为材料124)。根据示例性实施例，核被耦接至驱动器(示出为齿轮减速器122和电机123)。在一些实施例中，齿轮减速器122和电机123可旋转并施加将材料114拖过设备100的驱动力。

根据示例性实施例，材料124被真空密封为处于处理滚筒120上的整体卷或者在其通过固化部件170后被真空密封。

根据替换实施例，材料114的片材可单独被真空密封或者作为层叠组。这种密封有利于非织造胶凝复合物的传递和处理。

接下来参考图8a-lle所示的示例性实施例，非织造胶凝复合物10的两个片材或卷材可在初始制造工艺期间(即在操作人员接收产品之前)或者由操作人员在安装之前或之后接合在一起。每个片材可具有介于1英尺和15英尺之间的宽度，而且可被配置成介于1平方英尺和200平方英尺之间的面积的方形、矩形或其它形状。每个卷材可具有介于1英尺和20英尺之间的宽度以及介于10英尺和1000英尺之间的长度。

各种重叠结构可被用来接合非织造胶凝复合物10的相邻片材或卷材以产生连续的防水表面或挡水表面。如图8a-8d所示，片材或卷材具有不可渗透层50，其横向向外延伸以经过可渗透层20的边缘从而产生凸缘，凸缘的上部表面被配置成接收相邻非织造胶凝复合物10的底部表面。根据图9a-9c所示的替换实施例，相邻非织造胶凝复合物10都包括横向向外延伸以经过可渗透层20的边缘从而产生一对凸缘的不可渗透层50。根据示例性实施例，凸缘具有介于0.5英寸和8.0英寸之间的长度。

根据图l0a-1le所示的又一替换实施例，相邻非织造胶凝复合物10包括不横向向外延伸以经过可渗透层20的边缘的不可渗透层50。这种复合物可利用粘合剂接合至(例如，作为线，以图案等方式)非织造胶凝复合物10的表面或者背垫条(例如，不可渗透薄膜的分离段等)。根据替换实施例，粘合剂可以以固定至一个非织造胶凝复合物10的一部分的片材的形式或固定至背垫条的形式进行涂覆。应该理解的是，非织造胶凝复合物10的各种接触表面可被刻蚀、铺砂或刮擦以改进粘合剂接合的接合强度。

根据图8c、9c和10c所示的又一替换实施例，相邻非织造胶凝复合物10可利用背垫条或利用凸缘而焊接在一起(例如，利用热气、超声波等)。在使用焊接的实施例中，凸缘优选地具有大于焊接角宽度的相等长度(如图8c、9c和10c所示意)。现场焊接可由操作人员利用便携焊接器(例如，热气、超声波等)完成，该便携焊接器可具有引导器以便为焊接设置适当距离而不损害非织造胶凝复合物的不可渗透层或其它层。这种便携焊接器还可包括滚筒以有利于恒定运动来改进焊接连接的质量。根据又另一替换实施例，相邻非织造胶凝复合物10不包括凸缘，而是与砂浆或粘合剂接合(如图l0d所示)或与桩接合(如图1ld-e所示)。

根据图12a-12e所示的示例性实施例，集合的非织造胶凝复合物10可具有缝隙，如图12a所示为形成于相接凸缘上方的空间200。如图12b所示，接合通过非织造材料(如布置在空间200中的结构层210所示)得到增强。根据示例性实施例，结构层210的一部分可耦接(例如，粘附固定，超声波焊接，熔合等)至相邻非织造胶凝复合物10的凸缘。根据替换实施例，接合可不包括结构层210或可包括另一类型的增强材料。

如图12c所示，胶凝材料(示出为胶凝层220)被布置在结构层210内。根据示例性实施例，胶凝层220可包括前面讨论的胶凝混合物、快速凝结的胶凝材料、具有更高容积率以增大韧性的纤维的胶凝材料、或包括胶乳以改进接合的展延性。这种胶凝层220可被压实(例如，利用移动式压实机或物理压实等)至结构层210内。根据替换实施例，胶凝层220可被布置在没有结构层210的空间200内。

在任一实施例中，制造商或操作人员随后可水合胶凝层以形成水合的层230，如图12d所示。胶凝层220的这种水合可在非织造胶凝复合物10的水合之后发生或期间发生。根据示例性实施例，如图12e所示，涂层240被涂覆。这种涂层240可在原位水合之后涂覆，可提供防滑表面，可用于审美目的，或可用于另一目的。根据替换实施例，亲水性橡胶截水条被布置在空间200内。这种密封剂可包括AdekaultrasealMC-2010mn。

实验测试

申请人在开发本申请中公开的主题的过程中进行了多次实验。第一实验针对非织造胶凝复合物的可渗透层层、结构层、胶凝层和不可渗透层评估了各种材料和结构。各种实验期间针对每个层测试的材料将在下文进行讨论。第一实验确认了胶凝材料和非织造结构层提供复合物材料的组合相对于传统胶凝复合物具有没有预期到的高强度。实验还提供了针对非织造胶凝复合物的各种层的各种示例性材料和混合物。

第一实验的第一部分利用胶凝材料的恒定混合物测试了用于可渗透层层的各种材料。这种材料包括Propex提供的土工织物系统(NW401、NW601和NW801非织造土工织物以及NM104-F织造土工织物)，NilexCivilEnvironmentalGroup(NW1601非织造土工织物，GT4X4HF，200ST和315ST织造土工织物，C-125侵蚀控制毯，以及P-300和P-550侵蚀控制盘)，InnegraTechnologies(2800d，Absecon14343，Absecon14430以及VEL1200)，聚丙烯织造织物，和编织的织物。

第一部分涉及将前面讨论的产品组合组装至胶凝复合物的各种样本。胶凝材料常规地与液体(例如，水)混合，并随后被布置成型，其中材料凝结成刚性结构。实验首先证实了胶凝材料经历了适当水合、凝结和硬化而不会预混合胶凝材料和水。具体地，第一部分涉及采用布置在测量3英寸的直径和0.25英寸的深度的盘上方的每个可渗透层层材料构建样本。利用具有硅酸盐水泥和筛出的细集料的复合物的干胶凝材料填充盘。

水压机将干胶凝材料按压五秒。浸入水中24小时实现了各种水合现象，包括一些胶凝材料内由于缺乏正确而出现开裂以及一些样本进行了适当水合即使没有混合或搅拌，以及其它现象。覆盖有不可渗透薄膜的控制样本显示没有水合。

实验的第二部分利用相同可渗透层层测试了13种胶凝混合物。按照前面讨论的方式产生样本。这种混合物包括下述材料：硅酸盐水泥(TypeI/II)，凝结时间大约为五分钟的水凝水泥，凝结时间大约为十五分钟的膨胀水泥，修补砂浆，细砂，浮尘，细造型砂，石膏，氯化钙，高吸水性树脂，干加速剂，干燥超增塑剂和Qwix。下面的表1提供了样本的测试的组合以及相关现象。

表1

第一实验的第三部分利用相同胶凝混合物针对非织造胶凝复合物的结构层测试了22种材料。这种材料包括开孔海绵泡沫，交叉链接的纤维性泡沫系统，纤维性材料，以及非织造纤维性材料，以及其他类型的材料。具体地，测试的材料包括在下述处所制造或购买的产品：泡沫工厂(例如，1.0英寸厚的快速干燥泡沫，1.0英寸厚的超软泡沫，1.0英寸厚的聚苯乙烯泡沫，0.5英寸厚的多泡沫，0.5英寸厚的1.7磅聚乙烯，0.5英寸厚的2.2磅重的聚乙烯，以及0.5英寸厚的小单元泡沫)、MesaSells(0.5英寸厚的软泡沫，0.5英寸厚的层式泡沫，以及1.0英寸厚的纤维性泡沫)，HomeDepot(0.5英寸厚的空调海绵泡沫，以及1.0英寸厚的空调海绵泡沫)，ACEHardware(0.25-0.5英寸厚的重型擦洗纤维性泡沫，0.25-0.5英寸厚的擦洗海绵纤维性泡沫，以及0.25-0.5英寸厚的清洁垫纤维性泡沫)，MarvelMaterials(0.25-0.5英寸厚的工业擦洗纤维性泡沫)，以及GraingerIndustrialSupply(0.25-0.5英寸厚的合成或钢丝绒泡沫垫)。下面的表2提供了测试的材料和相关现象。

表2

第一实验的第三部分涉及利用表2的每种结构层材料构建4英寸的方形样本。每个样本包括恒定的可渗透层层、不可渗透层和胶凝材料的混合物，利用振动和压力中的每一个将其布置在结构层内。已知量的水被添加至复合物样本，其随后被塑料片材覆盖以防止蒸发并促进固化过程。利用三点弯曲实验来测试每个复合物样本的挠曲强度以总结该部分实验。图13示出了应力对照位移300的示例性示图，其中数据组310，320，330和340对应于表2的样本B-16，B-18，B-20和B-21。

第一实验的第四部分测试了包含优选非织造结构层、恒定可渗透层及不可渗透层、以及胶凝材料的各种混合物的各种样本的强度和韧性。每个样本被水合成0.5的水-胶凝材料比。混合物及相应7-天强度和韧性值在下述表3中予以提供。根据示例性实施例，非织造胶凝复合物的胶凝层大约包括25％的硅酸盐水泥、25％的Qwix、48％的细集料以及2％的无氯加速剂。

表3

第一实验的第五部分针对非织造胶凝复合物的不可渗透层测试了各种材料。对该层测试的材料包括薄的Kevlar基薄膜以及由CLIClear-WaterConstruction制造的产品(例如，0.92毫米厚的增强聚乙烯，1.02毫米厚的高密度聚乙烯，1.02毫米厚的线性低密度聚乙烯，以及XR-5)。

第一实验的最后部分测试了不同年龄下的单个相同非织造胶凝复合物样本。如下面的表4所示，在原位水合后的一天、七天和二十八天测试了挠曲强度和韧性。

表4

第二实验针对非织造胶凝复合物的可渗透层层、结构层和胶凝层评估了各种材料和结构。第二实验的各种部分包括根据第一实验的程序制备的多个样本。下面在表5-6中提供了第二实验的结果。具体地，第二实验显示出，涂覆的或未涂覆的超细纤维(例如，长度小于0.1毫米且直径小于10微米的绞状物)可与胶凝材料混合以增强韧性。从高密度聚乙烯(0.1毫米的标称长度，5微米的直径)和涂层(用于改进分散性)制成的纤维用于表5中描述的混合物6、9和10。

根据示例性实施例，非织造胶凝复合物包括胶凝层(其包括通过Mix5b描述的材料的组合)而且包括前面讨论的聚乙烯纤维。

表5

表6

对于此处的使用，术语"大致"、"大约"、"基本上"及类似术语旨在具有与公共地被本领域普通技术人员接受的用法一致的广义。阅读本说明书的本领域普通技术人员应该理解的是，这些术语旨在允许所描述和所请求的具体特征的说明而不将这些特征的范围限制成所提供的精确的数值范围。由此，这些术语应该被解释为表明，所描述及所要求的主体的非实质或不重要的变化或替换被认为处于所附权利要求所述的本发明的范围内。

应该注意的是，此处使用来描述各种实施例的术语"示例性"旨在表明，实施例是可行实施例的可行示例、表达和/或你是(而且该术语不意味着该实施例必须是独特或最佳示例)。

此处使用的术语“耦接”或“连接”指的是直接连接或者通过一种或多个中间元素连接的两个或多个元素。这种连接可以是固定的(例如，永久性的)或可去除的(例如，可去除或可释放)。通过使得两个部件或者两个部件与任意附加的中间部件总体形成为单个单体(其中两个部件或者两个部件与任意附加的中间部件彼此附接)，可以实现这种连接。

应该注意的是，各种元素的定向可根据其它示例性实施例改变，而且这种变化旨在包含在本发明内。

应该重点注意的是，示例性实施例中的系统和方法的元素的构造和布置仅仅是示意性的。

虽然仅仅已经详细描述了本发明的一些实施例，但是阅读本说明书的本领域技术人员将容易理解的是，许多修改是可行的(例如，各种元素的尺寸、大小、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、定向等的变化)而不实质地脱离所述主题的新颖指教和优势。例如，示出为整体形成的元件可由多个部件或元件构成。应该注意的是，本说明书的元件和/或组件可由提供足够强度或耐久性的、具有很大范围内的颜色、纹理和组成的大量材料构成。此外，在说明书中，术语"示例性"可被用于表示作为示例、实例或图示。此处描述的作为"示例性"的任意实施例或设计可无需解释为比其它实施例或设计更优选的或者有利的。相反，术语"示例性"的使用旨在展示混凝方式的构想。由此，所有这种修改都包含在本发明的范围内。任意处理或方法步骤的顺序或次序可变化或根据替换实施例重新定序。任意装置加功能的句式旨在覆盖此处描述为执行所述功能的结构，而且不仅仅是结构等效而且是等效结构。可对优选或其它示例性实施例的设计、操作条件和布置进行其它替换、修改、变化和省略，而不会脱离本发明的范围或者脱离所附权利要求的精神。

Claims (30)

1.一种用于原位水合的胶凝复合物材料，所述复合物包括：

网状层，其具有第一侧和第二侧并包括布置成非织造结构的多个纤维；

布置在网状层内的胶凝材料，其中胶凝材料包括多个胶凝微粒；

密封层，其沿网状层的第一侧布置并耦接至多个非织造纤维；以及

牵制层，其沿网状层的第二侧布置并被配置成防止多个胶凝微粒从网状层迁移出去。

2.根据权利要求1所述的复合物，其中网状层内的多个非织造纤维之间的体积限定了打开空间。

3.根据权利要求2所述的复合物，其中打开空间限定了网状层的体积的80.0％和99.8％之间。

4.根据权利要求3所述的复合物，其中打开空间限定了网状层的体积的95.0％和99.8％之间。

5.根据权利要求1所述的复合物，其中网状层包括具有布置成非织造结构的第一多个纤维的第一网状部分、以及布置成非织造结构的第二多个纤维的第二网状部分。

6.根据权利要求5所述的复合物，其中第一网状部分处于与第二网状部分层叠以及与第二网状部分缠结中的至少一种情况。

7.根据权利要求6所述的复合物，其中第二多个纤维被布置得比第一多个纤维更密。

8.根据权利要求1所述的复合物，其中胶凝材料包括39-44％的重量的胶凝微粒，47-52％的重量的砂，少于2％的重量的氯化钙，以及5.5-10.5％的重量的Qwix。

9.根据权利要求1所述的复合物，其中胶凝材料包括多个超细纤维，该超细纤维具有小于0.1毫米的标称长度以及小于10微米的直径。

10.根据权利要求1所述的复合物，其中牵制层以焊接、粘附固定以及熔接中的至少一种方式附接至网状层的第二侧。

11.根据权利要求10所述的复合物，其中牵制层包括厚度介于0.075毫米和2.5毫米之间的聚丙烯膜。

12.根据权利要求1所述的复合物，其中牵制层限定了保持表面以及配置成有利于液体流入胶凝材料的孔。

13.根据权利要求12所述的复合物，其中孔具有介于0.001平方毫米和3.0平方毫米之间的面积。

14.根据权利要求12所述的复合物，其中牵制层以介于每平方英寸1个至12000个孔之间的频率限定了多个孔。

15.根据权利要求1所述的复合物，其中多个非织造纤维被布置成使得网状层具有介于10毫米和50毫米之间的厚度。

16.根据权利要求1所述的复合物，其中牵制层包括片材，其被配置成在原位水合之前或之后去除。

17.根据权利要求1所述的复合物，其中不可渗透层与结构层集成形成。

18.一种用于原位水合的胶凝复合物材料，所述复合物包括：

网状层，其具有第一侧和第二侧并包括介于第一侧和第二侧之间的布置成非织造结构的多个纤维；

布置在网状层内的胶凝材料，其中胶凝材料包括多个胶凝微粒；

密封层，其沿网状层的第一侧布置并耦接至多个非织造纤维；以及

涂层，其沿网状层的第二侧布置并被配置成防止多个胶凝微粒从网状层迁移出去。

19.根据权利要求18所述的复合物，其中涂层限定了保持表面以及配置成有利于液体流入胶凝材料的孔。

20.根据权利要求18所述的复合物，其中涂层包括弹性涂层，其具有介于0.07毫米和2毫米之间的厚度。

21.根据权利要求18所述的复合物，其中涂层包括外表面和从外表面向内地延伸至孔的三维空隙。

22.根据权利要求21所述的复合物，其中三维空隙是圆锥形的或者四面体形的。

23.一种用于制造胶凝复合物材料的方法，所述方法包括：

提供网状层，该网状层具有第一侧和第二侧并且包括布置成非织造结构的多个纤维，而且多个纤维布置在片材和滚筒中的至少一个中，其中网状层内的多个非织造纤维之间的体积限定了打开空间；

提供耦接至网状层的第一侧的薄膜；

在网状层的打开空间内布置胶凝材料；以及

沿着网状层的第二侧放置牵制层。

24.根据权利要求23所述的方法，进一步包括：利用点脉冲激光和电子束中的至少一个在中牵制层形成穿孔。

25.根据权利要求23所述的方法，进一步包括：将牵制层喷涂至网状层的第二侧上。

26.根据权利要求23所述的方法，进一步包括：利用粘合剂、焊接工艺和熔接工艺中的至少一种将牵制层耦接至多个非织造纤维。

27.根据权利要求23所述的方法，进一步包括：振动系统、压紧滚筒和按压板中的至少一种在网状层内压紧胶凝材料。

28.根据权利要求23所述的方法，进一步包括：通过将第一薄膜耦接至第二复合物的层来结合两个复合物材料。

29.根据权利要求27所述的方法，进一步包括：利用粘合剂、焊接工艺和熔接工艺中的至少一种将第一薄膜耦接至第二复合物的凸缘。

30.根据权利要求29所述的方法，进一步包括：将网状层布置在第一复合物的层和第二复合物的层之间。