CN105313392A - 水泥质复合物 - Google Patents

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CN105313392A
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fluffy non
high fluffy
layer
compound
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兰道夫·S·科尔曼
大卫·E·温斯特鲁普
普拉迪普库马尔·巴胡库敦比
彼得·布雷温
威廉·克劳福德
马辛·库亚夫斯基
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Concrete Canvas Ltd
Concrete Canvas Technology Ltd
Milliken and Co
Original Assignee
Concrete Canvas Ltd
Milliken and Co
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Abstract

本发明涉及水泥质复合物。本发明提供一种能够通过例如施加液体而变成刚性或半刚性的改进的复合织物。该复合物包括具有第一面和第二面以及在第一面与第二面之间的中点的高蓬松性非织造层、位于高蓬松性非织造层中的可凝结粉末、在高蓬松性非织造层的第一面上的过滤层、在高蓬松性非织造层的第二面上的液体阻挡层。高蓬松性非织造层包括如在本文所述的在中点平面处形成非零角度的切线的与中点平面相交的疏松纤维。

Description

水泥质复合物
技术领域
本公开内容的主题一般性涉及一种能够通过例如施加液体而变成刚性或半刚性的改进的复合织物。
背景技术
能够被设置成期望的形状或构造然后在例如施加液体(例如水)或辐射时引起硬化或刚化的柔性织物或纺织品具有许多应用和益处。例如，该织物可以被设置以形成结构，然后被硬化以提供保护性硬包层阻挡物。类似地，该织物可以用于形成例如临时路面、临时墙壁、腐蚀阻挡物、废物封存结构、临时或永久的模板、用于管道、开沟或管路的结构性衬垫、斜坡保护和稳定层以及许多其他应用。根据例如应用的规模可以将多片这样的织物共同使用。
如此，根据预期的应用，期望能够提供可以容易制造成各种定制尺寸和厚度的这样的织物。还期望能够提供具有改进的机械性质(例如诸如改进的强度)的这样的织物。
该织物可以用在例如紧急情况或其他危险环境或者其中快速安装有益的建设项目中。例如，该织物可以在战区或在发生自然灾害的区域中安装和使用。在这样的情况下，使安装期间人员暴露最小化和/或尽可能快地利用硬化的织物可能是最重要的。因而，非常期望具有快速安装和凝结能力的织物。
发明内容
在一个示例性实施方案中，本发明提供了一种能够变成刚性或半刚性的柔性水泥质复合物。该示例性复合物包括具有第一面和第二面的高蓬松性非织造层，其中第二面与第一面通过间隔隔开。高蓬松性非织造层包括疏松纤维和粘结材料，其中疏松纤维中的至少一部分通过粘结材料在高蓬松性非织造层内与其他疏松纤维连接。高蓬松性非织造层的第一面与第二面之间的中点限定了中点平面，其中与中点平面相交的疏松纤维中按数量计的至少约50％的疏松纤维在中点平面处形成约45度与90度之间的切线。
该示例性复合物还包括位于高蓬松性非织造层中的可凝结粉末，其中该可凝结粉末能够在添加液体的情况下凝结成刚性或半刚性固体。在高蓬松性非织造层的第一面上设有过滤层，其中该过滤层包括至少部分地伸入高蓬松性非织造层的凸部。过滤层包括足够小以使可凝结粉末中的至少一部分保持在高蓬松性非织造层内但允许液体通过的孔。在高蓬松性非织造层的第二面上设置有液体阻挡层，其中液体阻挡层的透水系数小于约1×10-8m/s。
在另一示例性实施方案中，本发明提供了一种刚性或半刚性的水泥质复合物，该柔性水泥质复合物包括具有第一面和第二面的高蓬松性非织造层，其中第二面与第一面通过间隔隔开。高蓬松性非织造层包括疏松纤维和粘结材料，其中疏松纤维中的至少一部分通过粘结材料在高蓬松性非织造层内与其他疏松纤维连接。高蓬松性非织造层的第一面与第二面之间的中点限定了中点平面，其中与中点平面相交的疏松纤维中按数量计的至少约50％的疏松纤维在中点平面处形成约45度与90度之间的切线。
该示例性实施方案包括位于高蓬松性非织造层中的固化的刚性或半刚性固体。在高蓬松性非织造层的第一面上设有过滤层，其中该过滤层包括至少部分地伸入高蓬松性非织造层的凸部，并且其中过滤层包括孔，所述孔足够小以使可凝结粉末中的至少一部分保持在高蓬松性非织造层内但允许液体通过。在高蓬松性非织造层的第二面上设置有液体阻挡层，其中液体阻挡层的透水系数小于约1×10-8m/s。
参照下面的描述和所附权利要求，本发明的这些特征、方面和优点以及其他特征、方面和优点将变得更好理解。将附图并入该说明书并构成该说明书的一部分，附图示出本发明的实施方案并且与描述一起用于说明本发明的原理。
附图说明
图1是柔性水泥质复合物的一个示例性实施方案的横截面示图。
图2是高蓬松性非织造层的一个示例性实施方案的横截面示图。
图3示出了疏松纤维相对于中点平面的角度。
图4是柔性水泥质复合物的另一示例性实施方案的横截面示图。
图5A、图5B、图5C、图5D和图5E示出了在热和压力下压缩填充的高蓬松性非织造层的过程。
图6A是具有凸部的过滤层的一个示例性实施方案的横截面示图。
图6B是带有具有凸部的过滤层的复合物的一个示例性实施方案的横截面示图。
图7-图8示出了复合物中的过滤层中的皱褶。
具体实施方式
出于描述本发明的目的，现在将详细参考本发明的实施方案，在附图中示出本发明实施方案的一个或更多个实施例。每个实施例被提供作为描述本发明而非限制本发明的例子。事实上，对于本领域技术人员明显的是，可以在不脱离本发明的范围或精神的情况下对本发明进行各种修改和变化。例如，可以将作为一个实施方案的一部分示出或描述的特征与另一实施方案一起使用以产生又一实施方案。因此，本发明覆盖落入所附权利要求及其等同内容的范围内的这样的修改和变化。
图1示出了本发明的能够变成刚性或半刚性的柔性水泥质复合物10的第一示例性实施方案。柔性水泥质复合物10包含高蓬松性非织造层100、位于高蓬松性非织造层100中的可凝结粉末150、过滤层200以及液体阻挡层300。通常而言，高蓬松性非织造层100用于提供具有能够填充可凝结粉末150的容积的三维基体。过滤层200抵抗可凝结粉末移出柔性复合物，但是允许流体进入并与可凝结粉末相互作用以使可凝结粉末变成刚性或半刚性。液体阻挡层300在其所附接的面处抵挡流体移进或移出复合物。
如图2所示，高蓬松性非织造层100包括第一面100a和与第一面100a隔开一定空间的第二面100b。高蓬松性非织造层100包括疏松纤维110和粘结材料120。
粘结材料120可以是能够将疏松纤维110与其他疏松纤维110连接的任何适合材料。例如，粘结材料120可以由在熔融和冷却时形成热结合的材料制成。优选地，粘结材料120的熔融温度比疏松纤维的熔融温度低(在疏松纤维具有熔融温度的实施方案中)。在一个实施方案中，粘结材料120可以是粘合剂纤维的形式。这些粘合剂纤维能够在较低的温度下熔融(相比于疏松纤维110)并且可以例如是低熔点纤维、双组分纤维例如并列型纤维或具有较低的皮熔融温度的芯皮纤维等。在一个示例性实施方案中，低熔点纤维是具有熔融温度较低的皮的聚酯芯皮纤维。在一个实施方案中，疏松纤维110的平均旦尼尔数比粘合剂纤维的平均旦尼尔数大。
在一个实施方案中，粘合剂纤维的量大于非织造层100的约60％wt(重量百分比)。在另一实施方案中，粘合剂纤维的量大于非织造层100的约50％wt。在另一实施方案中，粘合剂纤维的量大于非织造层100的约40％wt。优选地，粘合剂纤维的旦尼尔数小于或约等于15旦尼尔数。
在另一实施方案中，粘结材料120为粘合剂粉末。该粘合剂粉末可以在层100形成时或形成后放置在高蓬松性非织造层100内。在该实施方案中，疏松纤维110之间的粘接由通过将粘合剂粉末熔融的后续热处理设置的热结合导致。在另一实施方案中，粘结材料120可以是喷式粘合剂。喷式粘合剂可以在形成高蓬松性非织造层100之前施加至疏松纤维110或者在形成高蓬松性非织造层100之后施加至高蓬松性非织造层100。在该实施方案中，疏松纤维之间的粘接通过喷式粘合剂的干燥、后续热处理、UV处理等设置。
疏松纤维110可以是任何适合的纤维。疏松纤维的类型包括每丝具有高旦尼尔数的纤维(每丝5旦尼尔数或更大、更优选25旦尼尔数或更大、更优选100旦尼尔数或更大)、高卷曲纤维、中空膨胀纤维(hollow-fillfiber)等。这些纤维为材料提供质量和体积。疏松纤维110的一些实例包括聚酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、棉以及其他低成本纤维。优选地，疏松纤维的旦尼尔数大于约12旦尼尔数。在另一实施方案中，疏松纤维110的旦尼尔数大于约15旦尼尔数。疏松纤维优选为短纤维。在一个实施方案中，疏松纤维110通过粘结材料120结合在一起，使得在第一面100a与第二面100b之间存在疏松纤维110的连续联接。
优选地，疏松纤维110为自支承的并且应该具有足够的刚度，即它们应该充分抵抗在趋向于挤压织物主体的力下的弯曲，以当可凝结粉末150装填到高蓬松性非织造层100中时维持面100a与100b之间的间距。当所述疏松纤维为自支承时，这包括疏松纤维个别为非自支承但疏松纤维110的集合为自支承的实施方案。疏松纤维110的密度(即每单位面积的纤维(或纱线)的数目)也是以下情况的重要因素：抵抗在添加可凝结粉末150时的挤压力；维持面100a与100b之间的间距；以及当疏松纤维夹在第一面100a与第二面100b之间时限制形成粉末材料150的颗粒的移动。优选的是疏松纤维110不将高蓬松性非织造层100中的空间划分成单个的小的封闭的隔间。这样的划分会潜在地限制可凝结粉末硬化成单一块。进而，这会使得能够形成裂缝并使裂缝在高蓬松性非织造层100内蔓延，使得可凝结粉末150在第一面100a与第二面100b之间凝结成刚性或半刚性固体时高蓬松性非织造层100的强度降低。
对于疏松纤维110可以使用各种不同材料。在一个示例性实施方案中，尽管其为织物主体105提供了最大刚度，但是疏松纤维110是单丝纱线。在一个实施方案中，疏松纤维110是亲水性的，以使得在可凝结粉末的水合作用期间水能够渗过。也期望的是疏松纤维110对于粉末材料150具有耐化学性。用作形成高蓬松性非织造层100的疏松纤维110的适合纤维包括：聚丙烯纤维，其对可凝结粉末150为胶结材料例如水泥时呈现的碱性环境具有优异的耐化学性；涂覆的玻璃纤维，其可以向粉末材料提供增强性；聚乙烯纤维；聚氯乙烯(PVC)纤维，其具有使用化学结合或热结合来结合相对容易的优点；聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维；聚乙烯醇(PVA)纤维；碳纤维；玄武岩纤维及其他。
除了疏松纤维110和粘合剂纤维120之外，高蓬松性非织造层100可以包括另外的纤维，例如具有不同旦尼尔数、纤维长度、组成或熔点的第二粘合纤维；具有不同旦尼尔数、纤维长度或组成的第二疏松纤维；以及耐燃纤维或阻燃纤维。另外的纤维也可以是功能纤维，以提供期望的美学效益或功能效益。这些功能纤维可以用来赋予色彩、耐化学性(例如聚苯硫醚纤维和聚四氟乙烯纤维)、耐湿性(例如聚四氟乙烯纤维和总体处理的聚合物纤维(topicallytreatedpolymerfiber))、耐热性、抗蠕变性、刚度或抗张强度例如AR玻璃纤维或玄武岩纤维或其他。
纤维(疏松纤维110、粘合剂纤维120和/或另外的纤维)可以另外地包括添加剂。适合的添加剂包括但不限于填料、稳定剂、塑化剂、增粘剂、流量控制剂、固化速率缓凝剂、粘接促进剂(例如硅烷和钛酸酯/盐)、佐剂、抗冲改性剂、可膨胀微球、导热颗粒、导电颗粒、氧化硅、玻璃、粘土、滑石、颜料、着色剂、玻璃珠或玻璃泡沫、抗氧化剂、光亮剂、抗微生物剂、表面活性剂、阻燃剂以及含氟聚合物。上述添加剂中的一种或更多种可以用来减小所产生的纤维和层的重量和/或成本；调整粘度；或者改变纤维的热特性；或者赋予由添加剂的物理特性活动中取得的包括电、光、密度相关、液体阻挡或粘合剂粘性相关特性的范围的物理特性。纤维也可以包括在纤维表面上的优选的胶料以在水合作用期间优选结合至可凝结粉末。
如图3所示，高蓬松性非织造层100的第一面100a与第二面100b之间的中点限定中点平面100c。在一些实施方案中，疏松纤维110优选地在该中点平面100c处沿z方向取向，这有助于高蓬松性非织造层100的蓬松性和耐压缩性以及改进所填充的复合织物的悬垂特性。在图3中示出了其中示出疏松纤维110与中点平面100c相交的角度θ。在疏松纤维110与平面110相交的点处，绘出了切线T。从切线T到平面100c的角度被示为角度θ。
可以以任何适合的方式形成在中点平面100c处具有高z轴取向度的疏松纤维110的高蓬松性非织造层100。
在一个实施方案中，高蓬松性非织造层100分层意味着在高蓬松性非织造层100中存在一种或更多种组分的浓度梯度。这样的分层非织造物仍然是一体的，原因是高蓬松性非织造层100被一次制造为一个单一层，而非具有不同浓度然后合并(例如使用针刺、粘合剂等)的不同的层。
在一个实施方案中，高蓬松性非织造层100的表面100a和/或100b的一者或二者可以包含较高浓度的粘结材料120。该粘结材料120(在作为低熔融粘合剂纤维的一个实施方案中)可以充分熔融并固结以降低表面对粉末的渗透率，使得其可以用作其自身上的过滤层。该熔融并固结的表面在现有技术中有时被称为“表皮”层。该表皮层对其自身是足够的，即可以不需要另外的单独的过滤层附接至高蓬松性非织造层100。该一体形成的过滤层200在一些应用中是有利的，原因是该过滤层是与高蓬松性非织造层100同时制造的，从而减少了过程步骤并且可以增强两个层100、200之间的结合。通过图2的实施例的方式示出了分层的高蓬松性非织造层，其中例如疏松纤维110的浓度在第二面100b附近增加。在一个实施方案中，复合物10可以包括通过使高蓬松性非织造层100的一个表面表皮化形成的一体过滤层200和附接至该一体过滤层的另外的过滤层200两者。在该实施方案中，另外的过滤层200可以通过位于高蓬松性非织造层100的表面处的粘结材料附接至高蓬松性非织造层100。
在一个示例性实施方案中，使用由FehrerAG(奥地利林茨)制造的K-12高蓬松性随机梳理机来形成高蓬松性非织造层100。在K-12过程中，通过使用具有不同旦尼尔数的纤维类型来实现非织造物中不同浓度的纤维，这导致主要在不同位置处的收集带上收集不同的纤维。纤维在与收集带的行进方向相同的方向上沿着收集带伸出。具有较大旦尼尔数的纤维将倾向于在落至收集带之前比较小旦尼尔数纤维沿收集带行进地更远。因此，更大浓度的较小旦尼尔数纤维将倾向于比较大旦尼尔数纤维更接近收集带。另外，更大浓度的较大旦尼尔数纤维将倾向于比较小旦尼尔数纤维距收集带更远。在一个实施方案中，该过程包括收集带处的真空。该过程除了产生分层以外还建立了疏松纤维的z轴取向。z轴(附图中示为Z)形成了也被称为垂直方向的z方向。这是有益的，原因是其增加了高蓬松性非织造层100在z方向上的刚度和强度也减小了在中间平面方向上的刚度，这两者减小了当材料弯曲时形成皱褶(pucker)的倾向。
在图4所示的另一实施方案中，柔性复合物10包括高蓬松性非织造层100，其为以如下方式构造的竖直重叠材料：连续折叠材料(疏松纤维110和粘结材料120)产生重叠结构、波纹结构或打褶结构。得到的高蓬松性非织造层100具有非常接近的褶，使得形成连续的非织造层。实现最大量的弹性、耐压缩性和回复性的一种有效方式是利用垂直纤维取向(“垂直纤维取向”或“垂直取向”意指纤维与z轴对齐)。在该实施方案中，高蓬松性非织造物包括蜿蜒布置的多个褶，其中邻接的褶物理上彼此接触从而使该结构为自支承结构，并且其中，褶大体平行于相邻褶。在该应用中，“自支承结构”被定义为由多个纤维或纱线制造的结构能够承受加工条件而不被不可逆地挤压。
在一个实施方案中，使用StrutoTM竖直打褶机(lapper)技术形成高蓬松性非织造层100，该技术提取非织造物并将其折叠或打褶以制造给定厚度的垂直折叠的产品。该工艺对于一些产品是优选的，原因是重叠在高蓬松性非织造层100的中点平面处建立了疏松纤维的高的z轴取向度。
Struto机器制造了与水平重叠纤维的取向相反取向的垂直重叠纤维。使用Struto系统的目的是当与其他结构比较时能够使用最少量的纤维来制造最有弹性的结构。如在任何非织造工艺中，纤维必须在混合之前开松。在适当地混纺后，纤维被梳理。经梳理的网状物被向上传送到倾斜的运输机并被供至Struto打褶装置中。然后竖直打褶机将该网状物折叠成均匀结构。可以将折叠物压缩成连续重叠结构并且可以将其热结合和冷却以使热结合结构变得更加耐久。具有垂直取向短纤维的打褶结构使高蓬松性非织造层100在z方向上的刚度最大化。另外，打褶结构允许优选地沿一个方向伸长/伸展，这在一些设施中会是有益的。
在一个实施方案中，疏松纤维110(个别地或整体地)在第一面100a和第二面100b处卷曲成C形状，在此处重叠结构面对面100a和100b并且朝向另一面回卷(进行约180度转向)。疏松纤维110在第一面100a和第二面100b上的形成使得能够更好地与另外的层(例如液体阻挡层300和过滤层200)相互作用和附接至另外的层。
在最初未填充的非织造制品和在填充可凝结粉末的柔性复合物两者中得到对纤维相对于该中点平面的角度的测量(在柔性复合物暴露于液体以使其刚化之前和之后两者)。在所有情况下，制备代表各种实施方式的样品并且在材料的顶面和底面之间的中间标记中心平面。利用显微技术，拍摄样品的其纤维角度正被测量的数字图像。利用充足的焦距和景深拍摄作为样品的侧轮廓的图像，使得可以清楚地识别中点平面，可以识别多个纤维；并且可以利用数字分析或通过打印出图像然后利用量角器(或等效物)来确定每个纤维在中点平面处的角度。与中点平面成直角相交的纤维(垂直于中点平面取向)的角度测量为90度；并且同样地，与中心平面平行延伸的纤维的角度测量为零。测量了侧轮廓中代表约10nm的样品长度的至少45个纤维以定义纤维在中点平面处的角度分布的直方图。以拍摄自角度为0-10、11-20、21-30、31-40、41-50、51-60、61-70、71-80、81-90的纤维的特定频率计数生成了中点平面纤维角度的直方图。基本在切平面外的纤维没有被计数以防止结果因缩短而失真。
在一个实施方案中，高蓬松性非织造物(在引入可凝结粉末之前)中与中点平面相交的疏松纤维的按数目计的总数目的至少约60％在中点平面100c处形成具有在约60度与约90度之间的角度θ的切线T。在另一实施方案中，与中点平面相交的疏松纤维的至少约70％在中点平面100c处形成约70度与约90度之间的切线T。在另一实施方案中，与中点平面相交的疏松纤维的至少约80％在中点平面100c处形成约70度与约90度之间的切线T。在另一实施方案中，与中点平面相交的疏松纤维的至少约90％在中点平面100c处形成约75度与约90度之间的切线T。
返回参照图1，示出了高蓬松性非织造层100中的可凝结粉末150，可凝结粉末150位于第一面100a与第二面100b之间的空间中并位于高蓬松性非织造层100内的空间或空隙中。可凝结粉末150能够凝结，使得高蓬松性非织造层在第一面100a与第二面100b之间变成刚性或半刚性体。可凝结粉末150在添加液体例如水的情况下可以是可凝结的，并且在一个实施方案中可以包含胶结材料例如水泥、可选地伴有沙或精细集料和/或塑化剂、以及在胶结材料或在添加水或水基溶液的情况下凝结成固体胶结材料或混凝土的胶结材料或混凝土复合物中发现的其他添加剂。可凝结粉末150和/或与其组合的液体可以包括现有技术中已知的与可凝结粉末有关的添加剂例如凝结催化剂、触媒、缓凝剂、防水剂、pH改性剂、循环填料材料、玻璃珠、火山灰质材料例如飞灰、颜料和其他着色剂、包含细菌的微胶囊、粘土、发泡剂、填料、轻质材料例如泡沫珠、增强材料、增强填料和纤维、抗菌添加剂等。
可凝结粉末150可以以任何适合的方式被引入到高蓬松性非织造层100中。在一个实施方案中，可凝结粉末150在形成高蓬松性非织造层100期间与纤维110、120混合。在另一实施方案中，可凝结粉末150在形成高蓬松性非织造层100之后被引入到高蓬松性非织造层100中。
在本实施方案中，通过面100a、100b之一上的孔将可凝结粉末150引入到非织造层中。当施加适合的力时，放置在高蓬松性非织造层100上的可凝结粉末150穿过三维扭曲多孔网络并且用可凝结粉末150填充孔容积。可以通过以下方式来辅助穿过孔：通过将高蓬松性非织造层100放置在振动床或机械打击(周期地击打或降落)床上；通过利用静电刷或转动刷将填料刷进孔中(可选地通过真空槽辅助等)。可凝结粉末150可以沿着台的长度以计量剂量引入以避免在沿着机器的任何一个位置处形成过重的可凝结粉末150，这会导致高蓬松性非织造层100因粉末150的重量被过度压缩，或者因过重的内聚力而产生不可接受的粉末流动。振动还具有以下优点：按照需要的密度将可凝结粉末150分散和封装在三维空间中，同时使空隙或气穴的形成最小化。在一个实施方案中，非织造层在粉末被引入的同时通过所施加的力机械伸长。当所施加的力减小时，织物的回复有助于进一步封装粉末。可以通过加热基材使基材收缩并封装粉末而进一步增强该封装效果。在一个实施方案中，通过高蓬松性非织造层的第二面添加可凝结粉末150，高蓬松性非织造层已经具有附接至高蓬松性非织造层100的第一面100a的过滤层200。在填充之后，可以将另外的层例如液体阻挡层300加至高蓬松性非织造层100的第二面100b。
在一个实施方案中，可凝结粉末150以小于可以完全填充高蓬松性非织造层100中的纤维之间的空隙空间的量被添加至高蓬松性非织造层100。通过控制所添加的可凝结粉末150的量，可以控制复合物10的每单位面积的质量。
在一个实施方案中，部分填充的高蓬松性非织造层100可以在热和压力下被压缩然后在压力下冷却以减小高蓬松性非织造层100的厚度(作为第一面100a与第二面100b之间的距离的厚度)，增加所得到的经压缩的高蓬松性非织造层100的密度。当经填充的高蓬松性非织造层被压缩时，高蓬松性非织造层100中的空隙空间减小并且所加的热活化粘合材料120(第一次或重新活化)；如果温度升高到纤维110相应的软化点之上则可选地软化疏松纤维110。当经填充的层100仍在压力下冷却时，所填充的高蓬松性非织造层的厚度和密度被设置为较低的厚度和较高的密度。本实施方案对于一些应用的有利之处在于可以更容易地制造具有特定厚度和密度的经填充的高蓬松性非织造层100。除了利用压缩来增加高蓬松性非织造层的封装密度外，该压缩也可以用于其他可凝结粉末填充结构例如间隔织物、泡沫以及几何结构。
图5A、5B、5C、5D和5E示出了示例性压缩过程。图5A示出了未填充的高蓬松性非织造层100(意味着其还未包含任何可凝结粉末)。过滤层200可选地在高蓬松性非织造层100的第一面100a上。图5B示出了部分填充有可凝结粉末150的高蓬松性非织造层100。可凝结粉末150未填充高蓬松性非织造层100中的全部空隙空间。
所产生的“经填充产品”(可以在振动台的出口处)具有密度在非织造物的第一面100a附近较高的可凝结粉末150。另外，高蓬松性非织造层100中通常较接近第二面100b的可用孔的容积的大部分可以保持为未填充可凝结粉末150。
在一个实施方案中，在可凝结粉末150注入步骤(图5B)之后，在在顶表面和底表面上引入加热压机410之前在高蓬松性非织造层100的第二面100b上方引入液体阻挡层300(图5C)。在图5D中，加热压机410对经填充的高蓬松性非织造层(100和150)进行压缩。
这些加热压机410可以是连续的，例如以加热带或滚压机或其组合的方式，或者可以是分立的如以加热压板的方式。在一个实施例中，加热压机可以是双带层压机(例如Schott&MeissnerThermoFix)。在一个替选实施方案中，加热压机410可以是用于按照期望密度来固结复合物10的液压滚筒压机。平型层压机的功能原理是接触加热和压力的组合。要被处理的复合物10通过固持在两个涂覆有特氟龙的传送带或钢传送带之间而穿过机器。热传递可以借助定位在顶部传送带和底部传送带正下方的加热板。另外，复合物10可以穿过作为平型层压机的一体部份的逐个同轴布置的一对或多对压辊(nip-rolls)，其中产品在被经调校的滚压机压缩的同时仍然固持在传送带之间。层压机用于通过将产品压缩成期望厚度来设置成品密度以及将可选的液体阻挡层300结合至高蓬松性非织造层100。
带的温度通常大于高蓬松性非织造层100中的粘合材料120的熔点。设置压辊的压力以实现成品密度。可凝结粉末150在达到一定阈值密度之后对进一步的压缩提供大的阻力。施加至复合物10的接触加热允许粘合材料120软化/熔融以利于产品压缩。
经压缩填充的高蓬松性非织造层然后优选在仍在压力下时被冷却。图5E示出了相比于压缩之前具有较高密度和较低厚度的所得到的柔性水泥质复合物10。该示例性压缩工艺具有使高蓬松性非织造层的厚度和密度固定的优点。通过准确地控制密度，可以获得当凝结时具有改进的机械特性的材料。特别地，密度影响凝结的复合织物的强度、渗透率、耐久性和硬度。
在加热压机410为层压机的实施方案中，在加热区域之后，平台层压机包括冷却区。该区域是用于借助也定位在顶部传送带和底部传送带正下方的冷却板将产品冷却以及“冻结”所获得的产品特性。连接至冷却板的另外的独立的提升单元允许冷却以及/或者在压力下或没有压力下调校复合物10的厚度。
该压缩工艺具有在制造时确定高蓬松性非织造层100和复合物10的厚度和密度的优点。封装密度极大地影响复合物10的强度、渗透率、耐久性和硬度。
在一个实施方案中，经填充的高蓬松性非织造层(高蓬松性非织造层100和可凝结粉末150)的密度为约1.2g/cm3、更优选为至少约1.4g/cm3。指定为非织造纤维和可凝结粉末的典型密度的该密度范围将非织造层的容积限制为在主要包含可凝结粉末的情况下充分填充有可凝结粉末使得仅可控量的水能够填充剩余的空间。这具有使水与干燥产品的重量比保持为小于约45％、并且更优选小于约35％的效果。通过限制可以被产品吸收的水的量，经固化的可凝结粉末的强度维持在期望的范围内。在另一实施方案中，纤维(高蓬松性非织造层100中的所有纤维)与可凝结粉末150的比率按重量计在约1∶100至约3∶50之间。通过将纤维与可凝结粉末的重量比保持在这些范围内，同时也通过在制造过程期间将非织造物的容积保持为比较容易用粉末填充，存在足够的纤维来提供产品的在水合作用和固化之前的处理和安装期间经填充非织造层所需的机械强度。可凝结粉末的相对大的开放容积允许密集封装可凝结粉末和经固化产品的较高强度。
本领域技术人员将理解的是，本发明的测量密度依赖于针对纺织复合物所测量的厚度。通常使用具有基座和指示器的比较器来测量厚度。厚度测量基于基座与指示器之间的高度差。不同的比较器对样品向下施加不同的压力。对于例如本发明的可压缩材料，所测量的厚度依赖于向下的力和接触部的表面面积。对于此处记录的密度范围，使用将40克的力向下施加到2英寸直径的圆形接触面积上方的比较器。
在制造柔性复合物10之后，可以通过工艺中涉及的力将高蓬松性非织造层100中的纤维的角度从输入的高蓬松性非织造物的最初角度进行一些改变。
对于暴露于刚化液之前的柔性复合物，测量使用特定工艺制备的样品上的纤维角度分布。使用转动织物切割机将样品从未凝结的柔性复合物切下，然后利用真空将可凝结粉末从切割边缘移除。利用如之前所述的20x放大率的显微镜来拍摄数字照片。生成如之前所述的纤维角度的直方图。
关于对最终刚性或半刚性制品中的纤维的测量，需要增加采样来获得足够的样品以建立中点平面纤维角度直方图，这是因为刚性或半刚性粉末材料会模糊纤维方向(并且通过该技术不能测量纤维角度)，除非以纤维长度足够清楚可见的角度在其侧轮廓上切割样品。制备具有不同侧轮廓角度切口的足够的样品并进行测量以拼凑成直方图。
对经测量的柔性复合物的横截面中的纤维取向的分析显示出在一个实施方案中，与中点平面相交的疏松纤维的至少约50％在中点平面100c处形成约45度与约90度之间的切线T。在柔性复合物的另一实施方案中，与中点平面相交的疏松纤维的至少约50％在中点平面100c处形成约50度与约90度之间的切线T。在复合物的又一实施方案中，与中点平面相交的疏松纤维的至少约80％在中点平面100c处形成约55度与约90度之间的切线T。将理解的是，可以通过将可凝结粉末从复合物移除(例如，利用真空)来测量这些纤维角度，以及利用上述显微镜分析技术来测量这些角度。
图1示出的过滤层200可以是任何适合的过滤层，并且可以是高蓬松性非织造层100的一部分或在高蓬松性非织造层100的第一面100a上附接至高蓬松性非织造层100的不同的层。过滤层用于允许液体穿过过滤层200到高蓬松性非织造层100中的可凝结粉末150同时将可凝结粉末150的大部分或全部保持在水泥质复合物10中。在一些实施方案中，过滤层200包括优选足够小的孔以防止可凝结粉末150穿过过滤层200但将允许液体穿过。在一个实施方案中，过滤层包括亲水性纤维并且为水可渗透性的以允许产品的水合作用。在一个实施方案中，过滤层200为织造、非织造、针织、水刺、水刺熔喷水刺复合物、穿透膜或以上的组合。
在过滤层200与高蓬松性非织造层100为一体的实施方案中，高蓬松性非织造层100的第一面100a被定义为高蓬松性非织造层100中的其中复合物10从高蓬松性非织造层100过渡到过滤层200的位置。在一个实施方案中，来自第一面100a上的高蓬松性非织造层的粘合材料经受加热以充分熔融并且熔合第一面100a上的粘合材料以制造过滤层200。在其中高蓬松性非织造层100分层的一个实施方案中，可以在高蓬松性非织造层100的第一面100a上存在较高浓度的粘结材料120，该粘结材料120可以被熔合以形成过滤层。在另一实施方案中，另外的粘合材料被加在高蓬松性非织造层100的第一面100a上，然后经受加热(并且可选地加压)以熔融粘合材料并形成过滤层。
在另一实施方案中，过滤层200附接至高蓬松性非织造层100的第一面100a并且不与高蓬松性非织造层100为一体。过滤层200可以通过以下任意适合的方式附接至高蓬松性非织造层100：例如包括来自高蓬松性非织造层100的粘合剂纤维、另外的粘合剂纤维、喷式粘合剂、可UV固化的粘合剂、机械互锁(例如，针刺、绗缝、锁绣结合、缠结和水刺)和/或凸部。
过滤层200可以在形成水泥质复合物10的任何步骤中加至高蓬松性非织造层100。在一个实施方案中，过滤层200附接至之前形成的高蓬松性非织造层100。过滤层可以在可选的热压缩和压力压缩之前或之后附接。在一个替选实施方案中，可以在过滤层200上形成高蓬松性非织造层100。
在一个实施方案中，过滤层200包括从过滤层200的表面延伸并且通过第一面100a进入高蓬松性非织造层100的厚度的至少一部分中的凸部。凸部将过滤层200与高蓬松性非织造层100中的纤维和/或可凝结粉末150(特别是在可凝结粉末已固化之后)机械互锁。在一个实施方案中，通过以下方式形成这些凸部：将过滤层200针刺到高蓬松性非织造层以将两层的纤维拖进其他层中并且将这些纤维机械缠结。
在优选实施方案中，通过将过滤层200针刺到高蓬松性非织造层来形成凸部。针刺的过程将纤维从过滤层拖过高蓬松性非织造层100，从而将两层的纤维机械取向和互锁在一起。使用数千个带刺制毯针反复地穿进和穿出网状物来实现该机械互锁。在另一优选实施方案中，也可以使用热熔融凹版层压工艺来将过滤层200附接至高蓬松性非织造层100。
在一个实施方案中，凸部200伸入高蓬松性非织造层100至少约0.4mm，使得过滤层的凸部充分延伸越过与高蓬松性非织造层的界面以便可以接触可凝结粉末，并且变成埋置在所使用的刚性凝结粉末材料中，并且抵抗过滤层的脱层。在另一实施方案中，凸部200伸入高蓬松性非织造层100至少约0.7mm，更优选至少约1.0mm。在另一实施方案中，凸部200伸入高蓬松性非织造层100约0.4mm与约5mm之间。在一个实施方案中，凸部200伸入高蓬松性非织造层100，占高蓬松性非织造层100的厚度(定义为第一面100a与第二面100b之间的距离)的至少约5％。在另一实施方案中，凸部200伸入高蓬松性非织造层100，占高蓬松性非织造层100的厚度的至少约10％，更优选至少约15％。在另一实施方案中，凸部200伸入高蓬松性非织造层100中，占高蓬松性非织造层100的厚度的约5％与约50％之间。
在图6A示出的一个实施方案中，如附图标记210所示的一些不同设计的凸部具有钩的形状，并且像钩环(VELCROTM)附接系统一样附接至高蓬松性非织造层100，其中钩从过滤层200延伸并且钩在高蓬松性非织造层100中的环和纤维上。一个实施方案中的凸部具有钩的形状。可以通过纺织工艺或挤压工艺来形成凸部210。这些凸部具有以下效果：增加将过滤层200从高蓬松性非织造层100移除所需的层压力以及将力分配穿过复合物10以抵抗局部起皱和皱褶。图6B示出了具有过滤层200的复合物10的实施方案的放大图，该过滤层200具有凸部210。凸部210伸入高蓬松性非织造层100中。
在另一实施方案中，凸部210可以由开叉双针梳栉经编针织物形成。双针梳栉经编织物形成了由刚性单丝纱线相互连接的两个表面，当沿着中间平面纵切时，两个表面形成了两个分开的织物，其中纱线以约45度至约90度的角度从一个平面伸至另一表面。当该材料被压在高蓬松性非织造层100上时，从开叉面伸出的纤维穿透高蓬松性非织造层100并且与高蓬松性非织造层100的疏松纤维110缠结。该开叉双针梳栉经编织物可以单独使用或与其他织物结合使用以形成具有凸部210的过滤层200。
可以将具有凸部例如凸部210的层设计成具有以下优点：1)当可凝结粉末凝结时，其将在产生过滤层200对高蓬松性非织造层100的强且持久的附接的凸部周围凝结。2)过滤层的凸部与具有足够强度的高蓬松性非织造层缠结以保持可凝结粉末但允许过滤层在湿化之后但凝结之前容易地被移除以利于复合物织物与其自身或其他材料接合。3)凸部可以从过滤层的底部向外延伸以帮助将复合物10结合至其他材料，或者提供复合物与下表面之间的摩擦。
在一个实施方案中，过滤层200可以形成为通过分离凸部210来容易地移除(在未凝结状态下)然后重新附接以利于复合物10之间或与其他表面的结合。在一个实施方案中，过滤层200可以用来例如通过延伸钩状表面的翼片(flap)来在相邻片之间连接并形成平头接头或搭接接头以利于在两个片之间进行接合。
在另一实施方案中，过滤层200可以形成为通过分离凸部210来容易地被移除(在未凝结状态下)，以露出填充可凝结粉末的高蓬松性非织造层以允许可凝结粉末在水合作用之后但其固化之前与其他材料直接相互作用。在这些情况下，将理解的是，过滤层在合适位置的情况下可以用于阻止可凝结材料通过可凝结材料的固化过程的动作结合至与其相邻的材料。如果期望复合物10与具有过滤层的另一材料在适合位置结合，则必须将另外的材料结合至过滤层，或者必须施加不同的粘结剂以建立另外的材料与复合物10的过滤层之间的结合。如果过滤层可以在固化之前被剥皮，则随着可凝结粉末固化可以在可凝结粉末与另外的材料之间形成结合。
对于一个实施例，在可凝结材料150基于胶结材料的情况下，移除过滤层200可以利于结合至混凝土表面，还有允许其他材料(例如，当地的卵石或沙子)能够更容易地容纳在表面中以改进机械性能或与当地地形外貌协调。在一个不同的实施例中，通过移除过滤层来露出填充可凝结粉末的非织造物可以允许接合设置在各自的顶部上的多个片以增加厚度或者在复合物10的两个层之间并入增强层(例如刚或玻璃纤维网格)，以及允许可凝结材料容易地建立相邻复合物10之间的结合。
在又一实施方案中，其中必须施加喷式混凝土(本领域技术人员已知为Shotcrete或Gunnite)或者形成其原位强度的一些其他材料的层以增加产品的厚度，例如在用于硬质盔甲保护的情况下，过滤层200中的凸部210可以从过滤层的表面向外延伸以提供喷式材料可以粘结的机械咬合表面。这具有向Shotcrete或Gunnite层提供更好的结合的优点并且有助于防止粘接失败。在还一实施方案中，凸部可以增加复合物10与其他材料的表面摩擦。
另外的层可以在制造水泥质复合物10之前、期间或之后加至过滤层以给予过滤层另外的功能性包括液体阻挡特性、耐燃特性、耐化学特性、增加的抗张强度和挠曲强度、增加的刚度等。
在一个实施方案中，水泥质复合物10可以包括高蓬松性非织造层100的第一面100a和第二面100b两者上的过滤层200。过滤层200可以与高蓬松性非织造层100直接相邻(意味着在层100、200之间除了粘合层之外可以没有其他层)，或者过滤层200和高蓬松性非织造层100可以具有在其之间的层例如液体阻挡层300或其他层。上述突出部也可以以相同的方式来附接具有类似优点的液体阻挡层300。
返回参照图1，示出了在高蓬松性非织造层100的第二面100b上的液体阻挡300。液体阻挡层具有对水的低渗透率，水渗透系数小于约1×10-8m/s。水渗透系数有时也被称为导水率。在另一实施方案中，液体阻挡层具有对水的低渗透率，水渗透系数小于约1×10-11m/s。水渗透系数是对材料的使流体例如水穿过的能力的测量。可以使用变水头试验BS1377-S1990或ASTMD2435-04或常水头渗透实验ASTMD2434-68来测量。
阻挡层300通常用于将可凝结粉末150容纳在高蓬松性非织造层100中以及形成液体阻挡层300。由于阻挡层300可以帮助在水合作用期间在可凝结粉末150周围保持过量的水，所以其也是有益的。
在一个实施方案中，水泥质复合物10可以在高蓬松性非织造层100的第一面100a和第二面100b两者上包括过滤层200。过滤层200可以与高蓬松性非织造层100直接相邻(意味着在层100、200之间除了粘合层以外可以没有其他层)，或者过滤层200和高蓬松性非织造层100可以具有在其之间的层例如液体阻挡层300或其他层。
阻挡层300可以在形成水泥质复合物10的任何步骤中添加到高蓬松性非织造层100。在一个实施方案中，阻挡层300附接至之前形成的高蓬松性非织造层100。阻挡层300可以在可选的热和压力压缩之前或之后附接。另外，热和压力压缩可以用于将阻挡层300熔合至高蓬松性非织造层100的表面。在一个替选实施方案中，可以在阻挡层300上形成高蓬松性非织造层100。
优选地，液体阻挡层300为膜。液体阻挡层300通过以下任何适合的方式附接至高蓬松性非织造层100的第二面100b：例如包括来自高蓬松性非织造层100的粘合剂纤维、另外的粘合剂纤维的粘合材料；另外的粘合剂涂料例如挤压热塑性溶液浇铸涂料或喷式粘合剂、粉末粘合剂、可UV固化粘合剂、机械埋置和/或突出部。在一个实施方案中，过滤层300通过高蓬松性非织造层100中的粘合材料120附接至高蓬松性非织造层100。在一个实施方案中，液体阻挡层作为涂料施加至高蓬松性非织造层100的第二面100b并且利用热来固化。在另一实施方案中，已形成的液体阻挡300附接至高蓬松性非织造层100的第二面100b。
在一个实施方案中，液体阻挡层300为高密度的聚乙烯(HDPE膜)并且在另一实施方案中，液体阻挡层为浇铸在第二面100b上的PVC土工膜。可以使用热层压、热熔融挤出或溶液涂覆来将阻挡层300施加到高蓬松性非织造层100上。液体阻挡层300可以由各种适合材料构造。例如，层300可以包括聚合物例如PVC、HDPE、LLDPE、LDPE、柔性聚丙烯fPP、氯磺化聚乙烯CSPE-R、聚氨酯和/或乙丙三元共聚物EPDM-R、聚硅氧烷、胶乳、天然橡胶和其他橡胶。也可以使用其他材料。在一个实施方案中，液体阻挡层300的厚度可以为约0.5mm。在另一实施方案中，液体阻挡层300可以为PVC并且具有约9mm或更大的厚度。液体阻挡层300也可以为不透气的。在一个实施方案中，液体阻挡可以由层压在一起或共同挤压的两个或更多个层组成，以确保极低水平(10-12m/s或更小)的液体渗透率。将两个或更多个层层压在一起可以有利于使任何单一层中导致泄漏路径的随机制造缺陷的可能性最小化，以及实现两种或更多种不同材料的有利特性。
液体阻挡层300也可以包括散纤维、稀洋纱、网眼织物或织物的形式的增强纤维。增强纤维用于增加液体阻挡层300和复合物10的抗张强度。增强纤维可以附接至液体阻挡层的一侧或两侧，并且可以部分或全部埋置在阻挡层300中。在增强纤维附接至液体阻挡层300的一侧的实施方案中，它们仍然被认识是液体阻挡层300的一部分。
阻挡层300中或阻挡层300上的增强纤维可以是任何适合的高抗张强度纤维(或纱线)。增强纤维的具体抗张强度可以使用ASTMD2101测量。在一个示例性实施方案中，增强纤维的具体抗张强度在约每旦尼尔数7克至约每旦尼尔数30克的范围内。在一个示例性实施方案中，增强纤维的具体抗张模量在约每旦尼尔数35克至约每旦尼尔数3500克的范围内。
阻挡层300(或者水泥质复合物10中的任何其他层)中使用的增强纤维可以是定长的或连续的。适合增强纤维的一些实例包括玻璃纤维、聚芳基酰胺纤维、以及高取向的聚丙烯纤维、玄武岩纤维和碳纤维。对于增强纤维适合的纤维的非包含列表也可以包括由高取向纤维制成的纤维，例如冻胶纺丝超高分子量聚乙烯纤维(例如，新泽西州莫里斯敦的HoneywellAdvancedFibers的纤维和荷兰的DSMHighPerformanceFibersCo.的纤维)、熔纺聚乙烯纤维(例如，北卡罗来纳州夏洛特的CelaneseFibers的纤维)、熔纺尼龙纤维(例如，堪萨斯州威奇托的Invista的高韧性类型尼龙6，6纤维)、熔纺聚酯纤维(例如，堪萨斯州威奇托的Invista的高韧性类型聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维)、经烧结的聚乙烯纤维(例如，北卡罗来纳州夏洛特的ITS的纤维)、以及玄武岩纤维。适合的增强纤维也包括由刚性棒状聚合物例如溶致性刚性棒状聚合物、杂环刚性棒状聚合物以及热致性液晶聚合物制成的纤维。由溶致性刚性棒状聚合物制成的适合的增强纤维包括聚芳基酰胺纤维，例如聚(对苯二甲酰对苯二胺)纤维(例如，特拉华州威明顿的DuPont的纤维和日本的Teiiin的纤维)和由3，4′-二氨基二苯甲醚和对苯二胺的1∶1聚对苯二甲酰胺制成的纤维(例如，日本的Teiiin的纤维)。由杂环刚性棒状聚合物例如对苯杂环制成的适合的增强纤维包括聚(聚对苯撑-2，6-苯并二唑)纤维(PBO纤维)(例如，日本的Toyobo的纤维)、聚(聚对苯撑-2，6-苯并二唑)纤维(PBZT纤维)、以及聚(2，5-二羟基-1，4-苯撑吡啶并二咪唑)(聚[2，6-二咪唑并[4，5-b∶4′，5′-e]吡啶亚基-1，4-(2，5-二羟基)苯撑])纤维(PIPD纤维)(例如，特拉华州威明顿的DuPont的纤维)。由热致性液晶聚合物制成的适合的增强纤维包括聚(6-羟基-2-萘甲酸-共聚-4-羟基苯甲酸)纤维(例如，北卡罗来纳州夏洛特的Celanese的纤维)。适合的增强纤维也包括硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维(例如，由比利时韦弗尔海姆的Basaltex制造的玄武岩连续纤维)、以及碳纤维例如由高温热解的人造丝、聚丙烯晴(例如，密歇根州米德兰的Dow的纤维)以及介晶态碳氢焦油(例如，南卡罗来纳州格林威尔的Cytec的纤维)支承的纤维。在另一示例性实施方案中，增强纤维可以选自耐碱性纤维例如聚乙烯醇(PVA)纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维等。在又一示例性实施方案中，可以使用具有耐碱性涂层的增强纤维例如涂覆PVC的玻璃纤维。
在优选实施方案中，柔性水泥质复合物10(以及得到的刚性或半刚性水泥质复合物)的过滤层200与液体阻挡层300的外表面之间的距离在柔性水泥质复合物10弯曲成半径不小于厚度T的情况下局部距离上变化不超过20％。
在本申请中，局部距离被限定为小于在过滤层200的表面上测量的复合物10的厚度T的八倍。当该变化大于25％时，因厚度减小可能形成会形成在成品中更易裂开的区域的皱褶。皱褶是其中一个外部表面朝向或远离其他外部表面局部移动超过20％的区域。皱褶是不利的，原因是其将改变复合物材料的密度和厚度两者并且将导致在凝结的复合物中更可能引发裂缝的薄弱区。
图7和图8示出了在复合物10被弯曲成大于复合物10的厚度Z的瞬时半径R的情况下在某些复合物物10中的可能的皱褶。皱褶形成为深度D(或高度H)大于复合物10的厚度T的0.2倍。图7示出在复合物10中的过滤层200内的横截面外皱褶；并且图8示出在复合物10中的过滤层200中的内皱褶。也可以在复合物沿相反方向被弯曲成使得液体阻挡层300在弧线的内侧(受压侧)上的情况下在液体阻挡层300中形成皱褶。在另一实施方案中，柔性水泥质复合物10(以及得到的刚性或半刚性水泥质复合物)中的过滤层200和液体阻挡层300的外表面之间的距离在局部距离上变化不超过15％。在另一实施方案中，柔性水泥质复合物10(以及得到的刚性或半刚性水泥质复合物)中的过滤层200和液体阻挡层300的外表面之间的距离在局部距离上变化不超过10％。
在一个实施方案中，液体阻挡层300与过滤层200之间在约-20％和+20％之间的应变范围内存在至少约200％的面内刚度差。在另一实施方案中，液体阻挡层300与过滤层200之间在约-20％和+20％之间的应变范围内存在至少约500％或大于1000％的面内刚度差。过滤层200和液体阻挡层300之间的该显著面内刚度差能够使层200、300中之一在-20％至0以及0至20％的应变范围内更容易拉伸或压缩，使得在复合物10被弯曲时，层200、300中之一将比层200、300中的另一层更大地拉伸，使得该复合物能够容易地与基材相适应，在该基材上，该复合物在无需通过销连接(pinning)或利用重量的情况下被放置；并且更优选地该复合物将在其自身重量下变形，并且重要的是在与基材进行相适应时该复合物将在没有局部厚度变化(例如皱褶)的情况下进行变形。优选的是，过滤层200和液体阻挡层300(包括任何强化物)的刚度较大者(面内刚度)将具有在0至20％的应变范围内的至少7kN/m的面内刚度，原因是这将确保完成的复合物在操作或现场放置该复合物期间没有过分地拉伸。还优选的是，过滤层200或液体阻挡层300中的刚度最小者将具有在0至20％的应变范围内以及更优选地还在0至-20％(压缩)的应变范围内的小于7kN/m以及更优选地小于3kN/m的面内刚度，以防止在弯曲的瞬时半径大于层的厚度时形成皱褶。
使编织织物作为过滤层200由于如下原因可以是有利的：一些编织构造在低水平的应变下具有低面内刚度(原因是对于小的应变纤维可以改变取向直至纤维与应变的方向对齐或者受结限制)。这种对齐通常发生在-20％至+20％的应变范围内，其可以有助于防止皱褶形成，原因是编织表面在材料被弯曲时可以拉伸或压缩。
如在本文中所使用的层(200或300)的面内刚度应该被定义为沿层的平面内的两个正交方向(表示产品的纵向以及横向，例如，图1中的X方向和Y方向(Y方向未在图中示出，但Y方向与X轴和Z轴均垂直))测量的杨氏模量E乘以层的厚度T而得到的平均刚度(杨氏模量E)。本领域普通技术人员将认识到的是，出于最实际的目的，可以仅测量在伸长(正向)范围内的织物刚度。通过示例的方式，过滤层的面内刚度使用如下过程进行测量。将过滤层200放置在拉力计中，通过拉伸过滤层去除过滤层的松弛直至没有可见松弛为止，通常跨试样施加5N以下的小正向力。然后测量未负荷长度。然后拉伸过滤层试样以得到20％的目标应变，其中应变(ε)使用如下公式计算：
ε＝e/L0
e＝延伸距离(Extension)，并且L0＝未负荷长度。绘制力-延伸距离曲线并且使用如下公式计算杨氏模量(E)：
E＝(FL0)/A0e
其中F为在拉紧状态下以给定延伸率施加至试样的力，A0为力所施加的试样的初始横截面面积，并且e和L0如上所定义。力-延伸距离曲线在所述范围的中点处的斜率给出F/e，F/e可以用于计算过滤层在执行试验的方向上的杨氏模量。特别地，F/e可以通过在应变范围的中点处(在该情况下载10％的应变处)绘制切线，并且测量该切线的斜率。本领域普通技术人员将理解的是，用于形成层200或300的某些材料不可以在没有断裂的情况下延伸至20％的目标应变。在样品不能被延伸至20％的应变的情况下，在零应变和在拉紧状态下产品失效或屈服的最大应变的中点处测量杨氏模量。本领域普通技术人员还将理解的是，在压缩(-20％至0％的应变)单独的层的情况下会难以测量平面刚度，原因是单独的层在其被隔离的情况下没有对其相同的机械约束。因此，在该文件的主体内，基于在压缩范围内测量面内刚度的实际性，在-20％至20％、-20％至0或0％至20％的情况下讨论应变范围。
在实施例中，一个具体过滤层在0与20％伸长应变之间具有沿X方向测量的5.36MPa的杨氏模量和沿Y方向测量的5.16MPa的杨氏模量，因此平均杨氏模量为5.26MPa。过滤层200的平均厚度(沿Z方向)为2.2mm。因此，对于该过滤层200，面内刚度被计算为11.6kN/m。
在将液体(优选水)添加至柔性复合物10的情况下，可凝结粉末被水合并且固化以形成刚性或半刚性复合物。可以在将复合物物放置在应用中之前或者在复合物被安装之后将液体添加至柔性复合物10。例如，柔性复合物10包含水泥质可凝结粉末。将柔性复合物10放置在管路中，然后用水饱和以固化并形成刚性(或半刚性)水泥质复合物。
复合物的柔性使其能够与其所接触的表面相适应。与水泥粘合板(例如水泥粘合背衬板)或刚性面板或建筑产品相比，柔性复合物的表面几何形状在其被安装时可能会非常复杂。这些水泥粘合板产品被制造成具有如连续生产/固化线所要求的非常规则的几何形状。然而所述柔性复合物在使用时被水合和固化并且与将其安装在上面的最接近表面接触，因此柔性复合物可以为跨产品以非均匀的方式基本偏离平面几何形状的刚性或半刚性水泥粘合板。事实上，柔性复合物可以呈现出弯曲部分具有两个或更多个非平行轴。这种偏离可以基本上使硬化的产品与其所接触的具体表面相适应，减小了使用中的板上的负荷，因此改善了板的耐久性。
在一个实施方案中，柔性复合物10装配有翼片以有利于使一个复合物10与另一复合物10接合。翼片可以通过若干种不同技术来产生。例如，可以修整或切割沿着高蓬松性非织造层100的面100a和100b的疏松纤维110和/或增强纤维来产生翼片。在又一实施方案中，可以使第二面100b形成有沿着高蓬松性非织造层100的第二面100b延伸的高拉伸强度纺线以形成翼片。在另一实施方案中翼片可以具有钩状凸部例如210以有利于使其与柔性水泥质复合物10的相邻板中的过滤层200或高蓬松性非织造层100接合。在上述构造中的每一种构造中，翼片可以仍然与水泥质复合物10成整体。然而，翼片也可以为通过例如机械方法例如缝合或者使用粘合剂被附加至水泥质复合物10的单独元件。
实施例
实施例1
如在本文中所述，使用STRUTOTM竖直重叠非纺机通过使疏松纤维和粘合剂纤维的纤维混合物气流成网来制造高蓬松性非织造层100。具体地，非织造物由包含大约20％重量份(基于纤维混合物的总重量)的15旦尼尔数的低熔点热塑性聚酯纤维(PET)粘合剂纤维、40％重量份的线密度为100旦尼尔数的高卷曲PET疏松纤维以及40％重量份的线密度为200旦尼尔数的高卷曲PET疏松纤维的纤维混合物制造。将上述纤维混合物开松并梳理成网状物。将梳理的网状物向上传输至倾斜的运输机并且被供至STRUTO重叠装置。然后竖直重叠机将网状物折叠成均匀结构。将折叠物压缩在一起成为连续结构。在该结构进入加热的热接合炉时将该结构保持在竖直方位，在该热接合炉中，被加热至大约175℃(347°F)的温度的空气用于使芯材料中的粘合剂纤维部分地熔化。一旦该结构已经热接合，使该结构进入使接合的结构变成持久的冷却区。高蓬松性非织造层具有大约300g/m2的基重并且为19mm厚。
使用将过滤层中的纤维与高蓬松性非织造层机械地互锁的针刺工艺来将170g/m2的PET针打孔过滤层在第一面上附接至高蓬松性非织造层。过滤层具有2.23mm的厚度、5.3MPa的杨氏模量以及11.7kN/m的面内刚度(在沿2个相垂直方向0至20％的应变上进行平均)。将富氧化铝胶结材料配量至高蓬松性非织造物的第二表面上(与第一表面相对)，然后在周期性刮削顶表面的刷子的帮助下使第二表面受振床作用以使富氧化铝胶结材料分散至高蓬松性非织造层中。
使用印压机将基重为100g/m2的0.15mm(6密耳)厚的聚乙烯膜层压至高蓬松性非织造层的第二表面(在高蓬松性非织造层被填充之后)以形成液体阻挡层。聚乙烯膜具有242MPa的杨氏模量和36.9kN/m的面内刚度(在沿2个相垂直方向0至10％的应变上进行平均)。层压过程在大约0.41MPa(60psi)和大约190℃的温度下执行。样品受该热和压力作用约2-5分钟，然后使用水冷或气冷压板使样品能够在受相同压力的同时冷却回室温。层压过程决定了填充有胶结材料的复合物的最终厚度和装填密度。柔性复合物10的厚度为大约10mm厚，密度为1.55g/cc。在填充的高蓬松性非织造层中的纤维与胶结材料的比为按重量计2％。
为了使试样固化，通过大约20℃的水使其饱和约10分钟，然后将其放置在大约20℃的水槽中的不锈钢板之间，在该水槽中其维持完全没入约一天。不锈钢板用于确保试样固化成平坦构造。在样品被从水槽移出之后，使用回转式锯将其切割成用于测试的试样。
固化的刚性复合物的密度为2.1g/cc。固化的产品的挠曲性质使用ASTMC1185的三点弯曲试验来测量。在约9.6MPa(1400psi)的第一裂缝(第一应力极点)处计算挠曲强度。
实施例2
实施例2的柔性复合物由实施例1的相同材料和过程形成，除了被配量至高蓬松性非织造物的顶表面上的高氧化铝胶结材料的量较少使得等同的层压过程得到的柔性复合物的厚度被减小至大约6mm厚，密度为1.5g/cc。在填充的高蓬松性非织造层中的纤维与胶结材料的比为按重量计3.4％。
为了使试样固化，通过大约20℃的水使其饱和约10分钟，然后将其放置在大约20℃的水槽中的不锈钢板之间，在该水槽中其维持完全没入约一天。不锈钢板用于确保试样固化成平坦构造。在样品被从水槽移出之后，使用回转式锯将其切割成用于测试的试样。
固化的产品密度为2.04g/cc。固化的复合物具有在第一裂缝处(如实施例1中所述)计算的7.6MPa(1100psi)的挠曲强度。
实施例3
实施例3的高蓬松性非织造层如实施例1中所述的那样制造。
使用将过滤层中的纤维与高蓬松性非织造层机械地互锁的针刺工艺来将170g/m2的PET针打孔过滤层在第一面上附接至高蓬松性非织造层。过滤层具有2.23mm的厚度、5.3MPa的杨氏模量以及11.7kN/m的面内刚度(在沿2个相垂直方向的0至20％的应变上进行平均)。将较大量的在实施例1和实施例2中所使用的富氧化铝胶结材料配量至高蓬松性非织造物的第二表面上，然后在周期性刮削顶表面的刷子的帮助下使第二表面受振床作用以使富氧化铝胶结材料分散至高蓬松性非织造层中。
使用刮刀来将厚度为2.8mm的聚氯乙烯(PVC)塑料溶胶(MarchemSoutheastV1337)的连续涂层施加至高蓬松性非织造层的第二表面上。在没有给复合物施加压力的情况下通过热气喷枪使涂层热固化。得到的填充柔性复合物的厚度为大约22mm厚，密度为1.3g/cc。在填充的高蓬松性非织造层中的纤维与胶结材料的比为按重量计1.2％。
为了使试样固化，通过大约20℃的水使其饱和约10分钟，然后将其放置在大约20℃的水槽中的不锈钢板之间，在该水槽中其维持完全没入约一天。不锈钢板用于确保试样固化成平坦构造。在样品被从水槽移出之后，使用回转式锯将其切割成用于测试的试样。
固化的产品密度为2.14g/cc。固化的复合物具有在第一裂缝处(如实施例1中所述)计算的3.24MPa(470psi)的挠曲强度。
实施例4
使用FehrerAG(Linz，Austria)的K-12HIGHLOFTRANDOMCARD通过使纤维混合物气流成网来制造高蓬松性非织造层100。具体地，高蓬松性非织造层由包含大约60％重量份(基于纤维混合物的总重量)的15旦尼尔数的低熔点热塑性PET粘合剂纤维以及大约40％重量份的线密度为45旦尼尔数的高卷曲PET疏松纤维的纤维混合物制造。将上述纤维混合物气流成网至移动带上。在气流成网步骤之后，让得到的复合物穿过空气预热炉，在该空气预热炉中，被加热至大约175℃(347°F)的温度的空气用于使芯材料中的粘合剂纤维部分地熔化。非织造物具有大约300g/m2的基重。
使用喷式粘合剂(3MQuickDryingTackyGlue)将50g/m2的PET纺粘过滤层附接至非织造物的第一表面。过滤层具有约0.25mm的厚度、28.8MPa的杨氏模量以及7.2kN/m的面内刚度(在沿2个相垂直方向的0至20％的应变上进行平均)。将富氧化铝胶结材料配量至高蓬松性非织造物的第二表面上，然后在周期性刮削顶表面的刷子的帮助下使上述第二表面受振床作用以使富氧化铝胶结材料分散至高蓬松性非织造层中。
使用刮刀来将厚度为约1.5mm的DarwenUK的SpecialityCoatingsLtd生产的PVC塑料溶胶的连续涂层施加至高蓬松性非织造层的第二表面。在没有给复合物施加压力的情况下通过热气喷枪使涂层热固化。完成的填充织品复合物的厚度为大约17mm厚并且密度为1.1g/cc。在填充的高蓬松性非织造层中的纤维与胶结材料的比为按重量计1.8％。
为了使试样固化，通过大约20℃的水使其饱和约10分钟，然后将其放置在大约20℃的水槽中的不锈钢板之间，在该水槽中其维持完全没入约一天。不锈钢板用于确保试样固化成平坦构造。在样品被从水槽移出之后，使用回转式锯将其切割成用于测试的试样。试样通常在被移出用于测试之前没入水中约一天。
固化的产品密度为1.8g/cc。固化的复合物具有在第一裂缝处(如实施例1中所述)计算的2.09MPa(303psi)的挠曲强度。
实施例5
如在实施例4中那样制造高蓬松性非织造层100。使用热熔照相凹版层压将175g/m2的包含30g/m2的具有高抗张强度G37玻璃纺线增强物的玻璃毡席的StabilonTM复合物棉织品附接至高蓬松性非织造层的第一表面。过滤层具有0.64mm的厚度、1.26GPa的杨氏模量以及800kN/m的面内刚度(在沿2个相垂直方向的0至3.5％的应变上进行平均)。将富氧化铝胶结材料配量至高蓬松性非织造物的第二表面上，然后在周期性刮削顶表面的刷子的帮助下使第二表面受振床作用以使富氧化铝胶结材料分散至高蓬松性非织造层中。
使用印压机将基重为100g/m2的0.15mm(6密耳)厚的聚乙烯膜层压至高蓬松性非织造层的第二表面(与棉织品相对的一侧上)以形成液体阻挡层。聚乙烯膜具有242MPa的杨氏模量和36.9kN/m的面内刚度(在沿2个相垂直方向0至10％的应变上进行平均)。层压过程在大约0.41MPa(60psi)和大约190℃的温度下执行。样品受该热和压力作用约2-5分钟，然后使用水冷或气冷压板使样品能够在受相同压力的同时冷却回室温。层压过程决定了填充有胶结材料的复合物的最终厚度和装填密度。柔性复合物10的厚度为大约10mm厚，密度为1.5g/cc。在填充的高蓬松性非织造层中的纤维与胶结材料的比为按重量计2％。
为了使试样固化，通过大约20℃的水使其饱和约10分钟，然后将其放置在大约20℃的水槽中的不锈钢板之间，在该水槽中其维持完全没入约一天。不锈钢板用于确保试样固化成平坦构造。在样品被从水槽移出之后，使用回转式锯将其切割成用于测试的试样。试样通常在被移出用于测试之前没入水中约一天。
固化的产品密度为2.06g/cc。固化的复合物具有在第一裂缝处(如实施例1中所述)计算的8.41MPa(1220psi)的挠曲强度。
实施例9
高蓬松性非织造层如在实施例1中所述的那样制造。使用将过滤层中的纤维与高蓬松性非织造层机械地互锁的针刺工艺来将170g/m2的PET针打孔过滤层附接至高蓬松性非织造层的第一表面。过滤层具有2.23mm的厚度、5.26MPa的杨氏模量以及11.74kN/m的面内刚度(在沿2个相垂直方向的0至20％的应变上进行平均)。因此过滤层面内刚度大于7kN/m。
将富氧化铝胶结材料配量至高蓬松性非织造物的第二表面上，然后在周期性刮削顶表面的刷子的帮助下使该第二表面受振床作用以使富氧化铝胶结材料分散至高蓬松性非织造层中。将PVC层(MarchemSoutheastV1337)浇至第二表面上，形成液体阻挡层。PVC层具有0.55mm的厚度、18.7MPa的杨氏模量以及10.3kN/m的面内刚度(在沿2个相垂直方向的0至20％的应变上进行平均)。因此PVC层的面内刚度也大于7kN/m。
过滤层和液体阻挡层的面对刚度在双方的15％之内。在平坦的情况下填充织品的厚度为大约18mm并且该厚度跨柔性复合物相对恒定。
以如下方式将样品绕直径为30mm的钢筋弯曲：过滤层为最外表面(距钢筋最远)并且PVC为最内表面。观察到弯曲样品的厚度基本上从18mm下降至大约10mm(一些地方为12mm)。该厚度降低与曲率半径对应并且是非均匀的。被类似地弯曲成50mm的半径的相同样品示出在18mm和14mm之间进行的厚度变化。
然后以如下方式将样品绕同一钢筋弯曲：现在过滤层为最内表面并且PVC层为最外表面。观察到厚度减小了大约1mm并且在内侧非织造过滤层的表面上形成了皱褶，在皱褶的顶点处厚度从18mm减小至13mm。
在该实施例中，使复合物沿两种方向弯曲成半径大约等于复合物的厚度引起了在弯曲的两种方向上大于20％的局部厚度变化。如果使材料在该弯曲状态下固化，则这些厚度变化可能引起更容易引发裂缝的薄弱区。复合物中的过滤层和液体阻挡层具有类似的面内刚度值。此外，两个层的面内刚度都没有小于7kN/m(这将有助于使复合物在没有皱褶或显著局部厚度变化的情况下弯曲)。
实施例10
高蓬松性非织造层如在实施例1中所述的那样制造。使用将过滤层中的纤维与高蓬松性非织造层机械地互锁的针刺工艺来将170g/m2的PET针打孔过滤层附接至高蓬松性非织造层的第一表面。过滤层具有2.23mm的厚度、5.26MPa的杨氏模量以及11.74kN/m的面内刚度(在0至20％的应变上进行平均)(显著大于7kN/m)。
将富氧化铝胶结材料配量至高蓬松性非织造物的第二表面上，然后在周期性刮削顶表面的刷子的帮助下使该第二表面受振床作用以使富氧化铝胶结材料分散至高蓬松性非织造层中。以如下方式将由乳胶(斯潘德克斯弹性织物)和聚酯纤维形成的编织、涂覆弹性织物层压至高蓬松性非织造层的第二表面以形成液体阻挡层：将RSHeavyDutyAdhesive(可从UK的RSLtd获得)施加至弹力纤维和填充的高蓬松性非织造层两者，然后在压板之间以2.5MPa的压力将所述两个层压在一起。与弹性织物接触的顶压板维持在大约120℃的恒定温度5分钟，然后在维持该压力的同时在另一5分钟时间段被水冷至大约27℃。编织的液体阻挡层300具有0.33mm的厚度、2.73MPa的杨氏模量以及0.90kN/m的面内刚度(在沿两个相垂直方向的0至20％的应变上进行平均)(面内刚度在3kN/m以下)。柔性复合物的厚度为大约13mm。
非织造过滤层显著比弹性织物层刚度更大(面内刚度是液体阻挡层的1200％)，形成的复合物在过滤层和液体阻挡层的面内刚度值之间具有大的差(一个层的刚度显著在7kN/m以上，而另一层的刚度在3kN/m以下)。
在第一表面(非织造过滤层)形成最外表面的情况下将样品绕直径为30mm的钢筋弯曲。观察到在弯曲状态下厚度几乎保持在13mm处不变并且在高蓬松性非织造层的第二表面(液体阻挡层)上没有形成可见皱褶。然后在现在使第一表面(非织造过滤层)在内侧的情况下将柔性复合物绕同一钢筋沿相反方向弯曲。观察到：虽然厚度减小了大约1mm，但是该柔性复合物几乎均匀并且在非织造过滤面200内侧看不到皱褶(或大于10％的局部厚度变化)。因此，即使其在该弯曲位置凝结，该复合物不太容易由于厚度方面的改变而具有薄弱区。
随着未水合产品的密度增加，挠曲强度增加。均通过相同基底非织造基材制成的实施例1至实施例3的比较证实了产品密度对最终复合物性能的影响。没有受任何压力作用以增加产品密度的实施例3显示出最低的产品挠曲强度。在密度从1.3g/cm3增加至1.55g/cm3的情况下，在第一裂缝处的挠曲强度为两倍多。
通过实施例3和对比使用K12高蓬松性非织造物的实施例5也可以看到该相同的情况。通过压缩非织造物，最终产品的密度从约1.1g/cm3增加至1.5g/cm3。得到的在第一裂缝处的挠曲强度从约2.07MPa(300psi)增加至超过8.27MPa(1200psi)。
密度最高的试样通过一起施加热和压力来使产品致密并且然后在压力下使其冷却来得到。因此，不论厚度如何，该一般过程给柔性复合物提供了最高的密度和挠曲强度。
使用相同的过程来给通过Struto高蓬松物以及K12高蓬松物制成的复合物填充胶结材料，但是根据筛透胶结材料的路径的曲折度如何，复合物中的每一种复合物在相同的时间之后得到不同的密度。对具体纤维旦尼尔数和复合物以及取向的选择影响填充的容易度。后续的用于设定厚度的在热下压缩以及在压力下冷却使得能够始终得到具有较高密度的最终产品。
将实施例1至实施例3的具有凸部的机械接合的过滤层与实施例4至实施例5的粘合层压的过滤层进行对比。机械接合的过滤层是结实的，而且难以移除，而粘合层压的过滤层较容易移除。
在实施例9中，过滤层和液体阻挡层之间面内刚度上的差小于15％。过滤层和液体阻挡层两者的面内刚度显著在7kN/m之上。物理特征的这种组合导致试样被弯曲时形成皱褶和在试样厚度方面的其他非均匀变化。形成皱褶的这些区域在其被凝结成刚性或半刚性之后将在复合物中较为薄弱，并且在复合物使用时容易引发裂缝。过滤层和液体阻挡层两者的高面内刚度还降低了试样在放置在不平整场地的情况下容易相适应的能力。
在实施例10中，过滤层200和液体阻挡层300之间面内刚度上的差为1200％。对于这种复合物，在材料被弯曲成与其自身厚度几乎相同的半径的情况下，在没有产生皱褶的情况下几乎没有厚度上的改变。刚度较大的过滤层的面内刚度在7kN/m以上，防止了在安装期间的过度应变；并且弹性液体阻挡层300的面内刚度显著在3kN/m以下，使在样品被弯曲时形成皱褶以及在厚度上的其他非均匀改变最小化。物理性质的这种组合还使得样品容易相适应。预期的是：如果阻挡层为刚度较大层并且过滤层为低面内刚度弹性层，则复合物将一样工作良好。
这些实施例证实了形成能够在基于不连续纤维的高蓬松性非织造物的基础上变成刚性或半刚性的织物复合物的能力。本发明虽然基于具有不规则、曲折体积，但是在暴露于液体(水)以使可凝结粉末(胶结材料)固化之后，具有与制作成较规则体积和连续纤维的材料等同的挠度性质。
通过引用将在本文中所引用的所有参考(包括出版物、专利申请和专利)以相同的程度并入，就好像每个参考被单独地或特定地指定被通过引用并入并且其全部内容在本文中阐述一样。
除非在本文中另外指出或通过明显与上下文抵触，在描述发明的上下文中(尤其是在所附权利要求的上下文中)使用术语“一”、“一个”和“该”以及类似的所指物被理解为包括单数和复数形式两者。除非另外指出，术语“包括”、“具有”“包含”以及“含有”被理解为开放式术语(即，意思是“包括但不限于”)。除非在本文中另外指出，在本文中值的范围的叙述仅旨在用作分别指代落在所述范围内的每个单独值；并且每个单独值被并入说明书，就好像其分别在本文中叙述一样。除非在本文中另外指出或者另外与上下文明显抵触，本文中所描述的所有方法可以以任何合适的次序来执行。除非另外要求，在本文中所提供的任何以及所有实施例或示例性语言(例如，“例如”)的使用仅旨在更好地说明本发明而非对本发明的范围进行限制。说明书中的语言不应该被理解为指出对于本发明的实践是关键的任何没有要求保护的要素。
在本文中描述了该发明的优选实施方案，其包括发明人已知的执行发明的最好模式。那些优选实施方案的变型在阅读前述说明时对于本领域普通技术人员可以变得明显。发明人期望技术人员合适地采用这样的变型，并且发明人希望以除在本文中具体描述的其他方式来实践本发明。因此，如可适用法律所许可的，该发明包括附在说明书的权利要求书中所阐述的主题的修改物和等同物。此外，除非在本文中另外指出或者另外与上下文明显抵触，上述要素以全部可能的变型进行的任何组合被本发明所囊括。

Claims (28)

1.一种能够变成刚性或半刚性的柔性水泥质复合物，包括：
具有第一面和第二面的高蓬松性非织造层，所述第二面与所述第一面由间隔隔开，其中所述高蓬松性非织造层包括疏松纤维和粘结材料，其中所述疏松纤维中的至少一部分借助所述粘结材料在所述高蓬松性非织造层内与其他疏松纤维连接，其中所述高蓬松性非织造层的所述第一面与所述第二面之间的中点限定中点平面，其中与所述中点平面相交的疏松纤维按数量计的至少约50％在所述中点平面处形成约45度与约90度之间的切线；
位于所述高蓬松性非织造层中的可凝结粉末，其中所述可凝结粉末能够在添加液体的情况下凝结成刚性或半刚性固体；
在所述高蓬松性非织造层的所述第一面上的过滤层，其中所述过滤层包括至少部分地伸入所述高蓬松性非织造层的凸部，并且其中所述过滤层包括孔，所述孔足够小以使所述可凝结粉末中的至少一部分保持在所述高蓬松性非织造层内但允许液体通过；和
在所述高蓬松性非织造层的所述第二面上的液体阻挡层，其中所述液体阻挡层的透水系数小于约1×10-8m/s。
2.根据权利要求1所述的柔性水泥质复合物，其中，与所述中点平面相交的疏松纤维按数量计的至少约70％在所述中点平面处形成约70度与约90度之间的切线。
3.根据权利要求1所述的柔性水泥质复合物，其中，所述凸部伸入所述高蓬松性非织造层至少0.4mm。
4.根据权利要求1所述的柔性水泥质复合物，其中，所述凸部伸入所述高蓬松性非织造层，伸入的长度占所述高蓬松性非织造层的所述第一面与所述第二面之间的距离的至少5％。
5.根据权利要求1所述的柔性水泥质复合物，其中，高蓬松性非织造物被分层，其中所述高蓬松性非织造层的所述第一面包括与所述疏松纤维相比浓度较高的粘结材料，并且其中所述粘结材料被熔融接合在一起以形成整体过滤层。
6.根据权利要求1所述的柔性水泥质复合物，其中，所述液体阻挡层借助所述高蓬松性非织造层的所述粘结材料被附接至所述高蓬松性非织造层的所述第二面。
7.根据权利要求1所述的柔性水泥质复合物，其中，高蓬松性非织造物包括蜿蜒布置的多个褶，其中邻接的褶物理上彼此接触从而使该结构为自支承的，并且其中，所述褶大体平行于相邻褶。
8.根据权利要求1所述的柔性水泥质复合物，其中，在-20％至20％、-20％至0％或0％至20％的应变范围内，所述液体阻挡层和所述过滤层在面内刚度上具有至少约200％的差。
9.根据权利要求1所述的柔性水泥质复合物，其中，在0至20％的应变范围内，所述液体阻挡层具有至少约7kN/m的面内刚度；并且在-20％至20％、-20％至0％或0％至20％的应变范围内，所述过滤层具有小于7kN/m的面内刚度。
10.根据权利要求1所述的柔性水泥质复合物，其中，在0％至20％的应变范围内，所述过滤层具有至少约7kN/m的面内刚度；并且在-20％至20％、-20％至0％或0％至20％的应变范围内，所述液体阻挡层具有小于7kN/m的面内刚度。
11.根据权利要求1所述的柔性水泥质复合物，其中，在所述高蓬松性非织造层处于平坦状态或所述高蓬松性非织造层的曲率半径不小于所述非织造层的厚度的情况下，所述第一面与所述第二面之间的距离在跨所述高蓬松性非织造层的局部距离上的变化不超过20％。
12.根据权利要求1所述的柔性水泥质复合物，其中，所述过滤层包括开叉双针梳栉经编针织物。
13.根据权利要求1所述的柔性水泥质复合物，其中，所述过滤层的所述凸部包括钩形状。
14.根据权利要求1所述的柔性水泥质复合物，其中，在所述高蓬松性非织造层处于平坦状态或所述高蓬松性非织造层的曲率半径不小于所述高蓬松性非织造层的厚度的情况下，所述第一面与所述第二面之间的距离在跨所述高蓬松性非织造层的局部距离上的变化不超过20％。
15.一种刚性或半刚性的水泥质复合物，包括：
具有第一面和第二面的高蓬松性非织造层，所述第二面与所述第一面由间隔隔开，其中所述高蓬松性非织造层包括疏松纤维和粘结材料，其中所述疏松纤维中的至少一部分借助所述粘结材料在所述高蓬松性非织造层内与其他疏松纤维连接，其中所述高蓬松性非织造层的所述第一面与所述第二面之间的中点限定中点平面，其中与所述中点平面相交的疏松纤维按数量计的至少约50％在所述中点平面处形成约45度与约90度之间的切线；
位于高蓬松性非织造物中的固化的刚性或半刚性固体；
在所述高蓬松性非织造层的所述第一面上的过滤层，其中所述过滤层包括至少部分地伸入所述高蓬松性非织造层的凸部，并且其中所述过滤层包括孔，所述孔足够小以使可凝结粉末中的至少一部分保持在所述高蓬松性非织造层内但允许液体通过；和
在所述高蓬松性非织造层的所述第二面上的液体阻挡层，其中所述液体阻挡层的透水系数小于约1×10-8m/s。
16.根据权利要求15所述的刚性或半刚性水泥质复合物，其中，与所述中点平面相交的疏松纤维按数量计的至少约70％在所述中点平面处形成约70度与约90之间的切线。
17.根据权利要求15所述的刚性或半刚性水泥质复合物，其中所述凸部伸入所述高蓬松性非织造层至少0.4mm。
18.根据权利要求15所述的刚性或半刚性水泥质复合物，其中，所述凸部伸入所述高蓬松性非织造层，伸入的长度占所述高蓬松性非织造层的所述第一面与所述第二面之间的距离的至少5％。
19.根据权利要求15所述的刚性或半刚性水泥质复合物，其中，高蓬松性非织造物被分层，其中所述高蓬松性非织造层的所述第一面包括与所述疏松纤维相比浓度较高的粘结材料，并且其中所述粘结材料被熔融接合在一起以形成整体过滤层。
20.根据权利要求15所述的刚性或半刚性水泥质复合物，其中，高蓬松性非织造物包括蜿蜒布置的多个褶，其中邻接的褶物理上彼此接触从而使该结构为自支承的，并且其中，褶大体平行于相邻褶。
21.根据权利要求15所述的刚性或半刚性水泥质复合物，其中，在-20％至20％、-20％至0％或0％至20％的应变范围内，所述液体阻挡层和所述过滤层在面内刚度上具有至少约200％的差。
22.根据权利要求15所述的刚性或半刚性水泥质复合物，其中，在0至20％的应变范围内，所述液体阻挡层具有至少约7kN/m的面内刚度；并且在-20％至20％、-20％至0％或0％至20％的应变范围内，所述过滤层具有小于7kN/m的面内刚度。
23.根据权利要求15所述的刚性或半刚性水泥质复合物，其中，在0至20％的应变范围内，所述过滤层具有至少约7kN/m的面内刚度；并且在-20％至20％、-20％至0％或0％至20％的应变范围内，所述液体阻挡层具有小于7kN/m的面内刚度。
24.根据权利要求15所述的刚性或半刚性水泥质复合物，其中，在所述高蓬松性非织造层处于平坦状态或所述高蓬松性非织造层的曲率半径不小于所述非织造层的厚度的情况下，所述第一面与所述第二面之间的距离在跨所述高蓬松性非织造层的局部距离上的变化不超过20％。
25.根据权利要求15所述的刚性或半刚性水泥质复合物，其中，所述过滤层包括开叉双针梳栉经编针织物。
26.根据权利要求15所述的刚性或半刚性水泥质复合物，其中，所述过滤层的所述凸部包括钩形状。
27.根据权利要求15所述的刚性或半刚性水泥质复合物，其中，所述复合物以跨产品非均匀方式偏离平面几何形状，呈现出具有两个或更多个非平行轴的弯曲部分。
28.根据权利要求15所述的刚性或半刚性水泥质复合物，其中，在所述高蓬松性非织造层处于平坦状态或所述高蓬松性非织造层的曲率半径不小于所述高蓬松性非织造层的厚度的情况下，所述第一面与所述第二面之间的距离在跨所述高蓬松性非织造层的局部距离上的变化不超过20％。
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