CN108350674A - 胶凝复合材料垫 - Google Patents

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CN108350674A CN201680064474.XA CN201680064474A CN108350674A CN 108350674 A CN108350674 A CN 108350674A CN 201680064474 A CN201680064474 A CN 201680064474A CN 108350674 A CN108350674 A CN 108350674A
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Cortex Composites Inc
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Abstract

用于原位水化的胶凝复合材料，包括具有第一侧和相对的第二侧的结构层，布置于所述结构层内的胶凝材料，沿所述结构层的第一侧布置并与其耦连的密封层和沿所述结构层相对的第二侧布置的牵制层。所述结构层在所述密封层和至少部分无纤维的所述牵制层处具有交叉。所述胶凝材料包括多个胶凝粒子。所述牵制层配置用于防止多个胶凝粒子从所述结构层迁移出去。

Description

胶凝复合材料垫
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年7月5日提交的美国临时专利申请62/358,448，2015年11月5日提交的美国临时专利申请62/251,308，2015年11月5日提交的美国临时专利申请62/251,342，2015年11月5日提交的美国临时专利申请62/251,491和2015年11月5日提交的美国临时专利申请62/251,505的优先权。其整体内容在此通过引用并入此文本。
背景技术
本发明涉及用于原位水化的胶凝复合材料(即原位、就位、在构建处等水化)。局部应用生成液体的原位水化，并在胶凝复合材料中与一定量的胶凝材料反应。此反应反生时，胶凝材料保持在一个位置并不改变胶凝复合材料预制特性的定向。这种胶凝复合材料允许胶凝材料在胶凝复合材料中凝结和硬化并不要求传统的混合和倾倒程序。
纺织增强复合材料可包括一层二维或三维纺织物和一层胶凝材料以形成层叠复合材料，其中传统地纺织物以平面形式成层。这种层叠复合材料可呈现优秀的面内特性但通常缺乏厚度方向的强化(即，与复合材料平面表面垂直的方向)或具有减弱的层结合性。虽然传统水泥复合物包括平面编织织物或多层织物以改善性能，但这些系统在负载情况下会失效(即，脱层等)。
其他胶凝复合材料包括具有单丝线或纱的“间隔织物”复合材料，它们为理想的弹性体并在两层之间编织以形成具有空间分隔排列的织物，来配置成在两层之间俘获胶凝材料。外层为多孔的以允许纱、线等穿过外层，其中纱或线等穿过层的孔。另外，少孔织物或膜可附接于间隔织物的外层以减少每层上的开孔大小并防止胶凝材料从复合材料中逸出。可以需要粘合剂以附接附加的少孔织物层。间隔织物的纱线不会提供用于其他层附着的结构。这些纱线必须在多孔外层之间编织，其中多孔外层具有以设计成允许纱线通过的结构布置的孔。此间隔织物胶凝复合材料为劳动强度型制造。
发明内容
本发明一个示例性实施例涉及一种用于原位水化的胶凝复合材料。所述胶凝复合材料包括具有第一侧和相对的第二侧的结构层，布置在所述结构层内的胶凝材料，沿所述结构层第一侧布置并与其耦连的密封层和沿所述结构层第二侧布置的牵制层。所述结构层在所述密封层和至少部分无纤维的牵制层处具有交叉。所述胶凝材料具有多个胶凝粒子。所述牵制层配置成能防止多个胶凝粒子从所述结构层迁移出去。
本发明另一个示例性实施例涉及用于原位水化的胶凝复合材料。所述胶凝复合材料包括膜和沿着所述膜和在所述膜内中的至少一种布置的胶凝混合物。所述膜包括结构层和不可渗透层的至少一个。所述胶凝混合物包括胶凝材料、集料和吸水材料。所述吸水材料配置成吸收水分并在原位水化中膨胀以此锁住胶凝材料和集料以用于防止所述胶凝混合物从所述膜洗出。
本发明的另外一个示例性实施例涉及用于原位水化的胶凝复合材料。所述胶凝复合材料包括结构层、胶凝材料、密封层和牵制层。所述结构层包含至少一个以螺旋结构和聚簇结构的至少一种结构布置的绞线。所述结构层形成具有第一侧和相对的第二侧的垫。所述胶凝材料布置于所述结构层内。所述胶凝材料包含多个胶凝粒子。所述密封层沿所述结构层的第一侧设置并耦连至少一个绞线。所述牵制层沿所述结构层的相对的第二侧设置。所述牵制层配置用于防止多个凝胶粒子从所述结构层迁移出去。
本发明可实现其他实施例并能通过多种方式实现。涉及其他特征和特征组合的替代性的示例性实施例可在此引用。
附图说明
根据如下详细说明并结合附图，将能更好理解本发明公开内容，其中类似的标号表示类似的要素，其中：
图1是根据一个示例性实施例在渠道衬砌应用中正在安装胶凝复合材料的操作人员的透视图；
图2是根据一个示例性实施例胶凝复合材料的分解透视图；
图3是根据一个示例性实施例卷曲的胶凝复合材料的透视图；
图4A-4C是根据多个示例性实施例图2所示的胶凝复合材料的示意截面图；
图5是根据另一个示例性实施例胶凝复合材料的分解透视图；
图6A是根据一个示例性实施例图5所示的活化前的胶凝复合材料的示意截面图；
图6B是根据一个示例性实施例图5所示的活化后的胶凝复合材料的示意截面图；
图6C-6G是根据一个示例性实施例图6B所示的胶凝复合材料的示意详细的截面图；
图7A-7D是根据多个示例性实施例用于活化图5所示的胶凝复合材料的方法的示意截面图；
图8是根据又另一个示例性实施例胶凝复合材料的分解透视图；
图9A-9R是根据多个示例性实施例利用图8所示的胶凝复合材料的多种连接器的示意说明图；
图10A-10D是根据一个示例性实施例在图8所示的胶凝复合材料内的内部布置连接器的截面说明图；
图11A-14H是根据多个示例性实施例穿过图8所示的胶凝复合材料层的连接器的截面说明图；
图14I是根据一个示例性实施例在具有液体通道的图8所示的胶凝复合材料内的内部布置的连接器的截面说明图；
图14J-14R是根据多个示例性实施例与图8所示的胶凝复合材料使用的第一连接器层和\或第二连接器层的截面说明图；
图14S是根据一个示例性实施例在图8所示的胶凝复合材料内部注射连接器的截面说明图；
图15是根据又另一个示例性实施例胶凝复合材料的分解透视图；
图16A是根据一个示例性实施例图15所示的胶凝复合材料的结构层的绞线的说明图；
图16B是根据一个示例性实施例以第一聚簇结构布置的图16A所示的一个或多个绞线的说明图；
图16C是根据一个示例性实施例以第二聚簇结构布置的图16A所示一个或多个绞线的说明图；
图17A和17B是根据多个示例性实施例图16所示的胶凝复合材料的示意截面图；
图18是根据另一个示例性实施例胶凝复合材料的分解透视图；
图19A是根据一个示例性实施例与图18所示的胶凝复合材料使用网格的示意说明图；
图19B-19D是根据多个示例性实施例图19A所示的网格的示意截面图；
图20A是根据另一个示例性实施例与图18所示的胶凝复合材料使用的网格的示意说明图；
图20B-20G是根据多个示例性实施例图20A所示的网格的示意截面图；
图20H和20I根据多个其他示例性实施例图20A所示的网格的示意截面图；
图21A和21B是根据多个示例性实施例图18所示的胶凝复合材料的示意截面图；
图22A和22B是多个根据一个示例性实施例胶凝复合材料的修整层的图；
图22C是根据一个示例性实施例与胶凝复合材料使用的管层的示意说明图；
图22D是根据一个示例性实施例与胶凝复合材料使用的三维(3D)编结\编织层的示意说明图；
图23是根据一个示例性实施例制备图5所示的胶凝复合材料的方法的流程图；
图24是根据另一个示例性实施例制备图5所示的胶凝复合材料的方法的流程图；
图25是根据又另一个示例性实施例制备图5所示的胶凝复合材料的方法的流程图；
图26是根据一个示例性实施例制备图8所示的胶凝复合材料的方法的流程图；
图27是根据另一个示例性实施例制备图8所示的胶凝复合材料的方法的流程图；
图28是根据又另一个示例性实施例制备图8所示的胶凝复合材料的方法的流程图；
图29是根据又另一个示例性实施例制备图8所示的胶凝复合材料的方法的流程图；
图30是根据一个示例性实施例制备图15所示的胶凝复合材料的方法的流程图；
图31是根据一个示例性实施例制备图18所示的胶凝复合材料的方法的流程图。
具体实施方式
在参考详细说明示例性实施例的附图之前，应该理解的是，本申请不限于说明书阐述的或附图所示的细节或方法。也应该理解的是，术语仅由于描述，不应当理解为限定。
复合材料层
相对于利用传统材料(例如，纤维，钢筋等)强化的混凝土、传统单向织物增强的混凝土复合材料和编织或编结的三维织物混凝土复合材料，胶凝复合材料垫能提供增强的结构性能。胶凝复合材料垫包括嵌入和\或包含在结构层中的干性胶凝混合物。所述结构层置于不可渗透层和渗透层之间。所述胶凝混合物能在原位水化后经历其正常凝结和强度增益过程以产生刚性复合材料。渗透层能够保持水分(例如，一段可控时间)以改善胶凝复合材料垫的固化(例如，在一段时间内，促进水分释放到胶凝混合物中等)。不像传统混凝土，胶凝复合材料垫不要求胶凝部分的混合(例如，在独立搅拌机或混凝土搅拌车等)。本申请的胶凝混合物不会像传统的非配制的胶凝混合物那样容易(如,根本不)从胶凝复合垫中洗出并且保持固定在胶凝混合物垫中以在位置处硬化而不需要混合。所述胶凝混合物被布置在渗透层和不可渗透层之间并包括促进剂、缓凝剂、乳胶改性剂、固化剂、其他调节剂、纤维、玻璃附加剂、金属附加剂、石料添加剂、有机添加剂、减水外加剂、减缩外加剂、粘度调节剂、吸水材料(如，高吸水性材料、高吸水性聚合物、高吸水性粘土等)、互相连接粒子(如，珠子、小球和绞线等，由树脂、聚合物、弹性聚合物、PVC、聚丙烯、聚乙烯、金属或具有低熔点的金属合金制成)，和\或其他形成添加剂的凝胶，因此当水化时胶凝复合材料保持固定。保持固定的胶凝复合材料便于使用基于水化溶解的和\或具有孔的顶层(如渗透层等)。
所述胶凝复合材料垫的结构层形成为或包括独立的、无支撑材料(如，结构层等)。所述结构层能够通过分散贯穿结构层的负载能量来提高胶凝复合材料的负载承受能力。所述结构层也可在胶凝阶段桥连缝隙面以提高缝隙抵抗力和\或将缝隙局部化以减少裂化扩展。所述结构层能由粘合、加热处理过程、和\或机械性地(如倒钩、纤维等)耦连于渗透层和不可渗透层的至少一个。具有结构层的胶凝复合垫能够改善每单位体积的结构性能，成本更低并减低人力耗费，并相对于其他混凝土或混凝复合材料需要更少的处理过程，相对于灌胶混凝土可以减少规格中变化的可能性，和\或减少传统湿式混合的劣势(如，混凝土混合载具运输的限制范围等)，以及具有其他优点。除了将胶凝复合材料保持在一起和\或保留固定复合材料(如，预水化等)，结构层能结构性增强胶凝层和\或水化后的胶凝复合材料垫。
胶凝复合材料垫的水化可以原位开始(如当场，工作场所等)。胶凝复合材料垫可以以柔性复合材料在预封装结构中(如片材，滚等)被运输到地点(如沟渠等)并且可以现场水化。此胶凝复合材料可以提供商业上的、节水和可操作性的优势。举例来说，胶凝复合材料垫可以应用到如图1所示的沟渠衬砌。胶凝复合材料垫的其他应用可以包括如下方面：由低至高的流道、开道输水渠道、灌溉排水沟、洼地、涵洞、防波堤、堤坝、堤防、防洪堤、蓄水池、淤地坝、截流沟、水平排水沟、流恢复和暴雨水管理、海堤和舱壁冲刷防护、垃圾填埋分层和封盖、棕地分层和封盖、矿井加固、结构加固、机场或直升机场构建、船发射坡道、柱梁加固、管道修复、油田衬砌、持有盆地、池塘衬砌、煤矿衬砌、废水塘衬砌、斜坡设防、雪盆地设防、锚杆设防、桡道衬砌、海滩和海岸线修复、作为道路表面、车道、街道和人行道、技术练习衬砌、混凝防水、用于家居或其他结构材料、景观、地基衬砌、铺地板、池塘建造、庭院建造、屋顶、绝缘和耐候性、作为灰泥的替代、用于噪声衰减以及用于墙壁保持和路堤建设以及其他应用。
根据图2所示的示例性实施例，复合材料垫，显示为胶凝复合材料10，包括多个层。如图2所示，该层包括：牵制层，显示为渗透层20；胶凝层，显示为胶凝混合物30；三维体积层(如聚簇层、网格层、格栅层、非编织层、不编织层、非纤维层、无纤维层、销/连接器、相互连接粒子层、螺旋层、管层、3D编结\编织层、塑料层、金属层、配置用于与一个或多个卡扣连接相整合的层等)，显示为结构层40；和不可渗透层(如密封等)，显示为不可渗透层50。根据一个示例性实施例，渗透层20、胶凝混合物30、结构层40和不可渗透层50被布置成彼此相邻并组装成片材以形成胶凝复合材料10。如图2所示，结构层40布置(如夹在)于渗透层20和不可渗透层50之间。根据一个示例性实施例，水化之前，胶凝复合材料10具有介于5毫米和100毫米之间的厚度。例如，当添加剂被包含在胶凝混合物30(例如，膨胀水泥等)时，水化之后的胶凝复合材料10会超过水化之前的厚度。可以理解为关于结构层或胶凝混合物的引用包括任何随附公开的结构层和\或胶凝混合物。
根据一个示例性实施例，胶凝复合材料10包括互相耦连的层。此耦连可以降低水化前(如制造过程中、运输中、安装中)层间的相互运动。举例来说，不可渗透层50可以与结构层40耦连(如选择性结合等)。举另外例来说，渗透层20可与结构层40耦连(如选择性结合等)。该耦连可以通过促进渗透层20、结构层40和不可渗透层50之间的负载传递来改善胶凝复合材料10的结构特性。
根据一个替换性实施例，胶凝复合材料10包括层的不同组合。举例来说，胶凝复合材料10可以包括不可渗透层50、结构层40、胶凝混合物30、和\或渗透层20。此复合材料可利用结构层40保持胶凝混合物30，可以在运输中和胶凝复合材料10使用过程中包括可移除层以保持胶凝混合物30，和\或具有设计用于保持胶凝混合物30的其他系统。根据多个替换性实施例，胶凝复合材料10包括渗透层20和不可渗透层50，或仅包括不可渗透层50，或仅包括渗透层20，或都不包括渗透层20和不可渗透层50。举例来说，胶凝复合材料10可以包括不可渗透层50、结构层40、胶凝混合物30和渗透层20。举另外例来说，胶凝复合材料10可以包括不可渗透层50、结构层40和胶凝混合物30。举另外例来说，胶凝复合材料10可以仅包括结构层40，胶凝混合物30可以在现场引入(如，胶凝混合物30可以在现场并先于原位水化以分散、铺设、嵌入等方式通过、进入和\或沿着结构层40)。举又另外例来说，胶凝复合材料10可以仅包括不可渗透层50，胶凝复合材料30可以现场引入(如，胶凝复合材料30可现场并先于原位水化以分散、铺设、嵌入等方式通过、进入和\或沿着不可渗透层50)。进一步地，不可渗透层50可以具有一个或多个被配置成先于水化和\或水化之后促进保持胶凝混合物30、并附接于硬化水泥和\或被嵌入硬化混泥土中的表面瑕疵和\或粗糙(如纤维、构件和刺等)。举另外例来说，胶凝复合材料10可以仅包括渗透层20和胶凝混合物30。胶凝混合物30在现场引入(如，胶凝混合物30可以分散通过或其他方式布置于地面、加固土、非加固土、需要修复的开裂混凝土基层或其他基层上)并且现场压实。在胶凝混合物布置在地面或基层之后，引入渗透层20以帮助水化并且减少胶凝混合物30的洗出(如，为与吸水聚合物混合等)。举进一步例来说，胶凝复合材料10可以仅包括胶凝混合物30(如，以预包装袋形式、超级麻袋或便携式麻袋形式的成分材料混合物等)。此胶凝混合物30可以现场分散通过或以其他方式布置于地面(如，加固土、非加固土、需要修复的开裂混凝土基层或其他基层上)并且无需渗透层20、结构层40和\或不可渗透层50。胶凝混合物30的层可以先于原位水化利用手工工具或重型设备压实。
根据又另一个替换性实施例，胶凝复合材料10包括完全通过胶凝复合材料10延伸的切口空隙。举例来说，所述切口空隙可以允许液体通过硬化后的复合材料排出。具有切口空隙的胶凝复合材料可以在制备此复合材料之前或之后通过形成空隙的方式生成。所述切口空隙可以以任何形状形成(如三角形、圆形、椭圆形、菱形、正方形、矩形、八边形等)。去除形成切口空隙的所述复合材料的体积限定于总复合材料体积的1％和90％之间。
参照图3所示的示例性实施例，胶凝复合材料10可以被布置成柔性片材。如图3所示，渗透层20、结构层40和不可渗透层50各自为柔性并且布置为相邻。根据一个示例性实施例，此柔性层的组合促进胶凝复合材料10的卷曲以方便运输并且减少迁移通过渗透层20的胶凝混合物30的量。根据可替换性实施例，胶凝复合材料10可以以其他结构布置(如，可堆叠的多个片材，具有预形成形状的片材等)。
结构层
非织造结构层
结构层40可以包括低密度、高空隙间隔和不连续性以及其他特征。在一个实施例中，结构层40为一个独立的、结构性材料，其被配置于支持胶凝混合物30的重量从而降低预水化分层的风险(如，结构层40从不可渗透层50或渗透层20分离等)，同时提高水化后胶凝复合材料10的强度。举例来说，结构层40可以被配置成独立地支持具有每平方英尺1磅和5磅之间重量的胶凝混合物。这些特性可以改善胶凝复合材料10的强度、可运输性以及其他特性。结构层40也可以减少胶凝混合物30内的收缩诱导性裂缝的发生率和/或严重性。产生此减少是因为结构层40在胶凝阶段通过桥连缝隙面来限制裂缝扩大。
根据一个示例性实施例，结构层40为柔性的。在另外实施例中，结构层40为半刚性的。举例来说，结构层40可以具有预定义的形状(如，弯曲的等)因此胶凝复合材料10呈结构层40的形状。在某些实施例中，结构层40为可变形的(如塑性变形等)。根据一个示例性实施例，结构层40包括天然材料(如，椰壳纤维、纤维素纤维或其他天然材料等)、合成材料(如芳纶玻璃等)、聚合物材料(如塑料，尼龙，聚丙烯等)、金属材料(如金属、氧化铝等)和复合材料(如碳纤维、碳化硅等)中的至少一个。
根据一个示例性实施例，除了胶凝复合材料10的其他层的特性之外，结构层40可以具有独立的机械性能。举例来说，所述的机械性能包括抗拉强度、断裂伸长率和撕裂强度以及其他已知特性。结构层40可以具有设计成提供目标机械特性的目标厚度、长度和\或耦连的部分。结构层40可以具有可提供目标机械特性的构造。结构层40的弹性系数和几何形状可以影响胶凝复合材料10的柔性。具有低弹性系数或更开放几何形状其中之一的结构层40可以增加胶凝复合材料10(如为运输，牵制胶凝混合物30等)的柔韧性(如，降低曲率半径)。
根据一个替换性实施例，结构层40包括空隙格局(如，结构层40切出的形状、结构层40内形成的三维空隙等)。此空隙格局可通过切出、成型或其他工艺在结构层40内形成。所述空隙格局可在结构层40初级制备过程中形成或后续作为二级制备程序。根据示例性实施例，空隙格局随机分配或依序形成(如蜂窝状等)。空隙格局可以减少用于结构层40内布置胶凝混合物30所需时间，并且提高原位水化后胶凝复合材料10的物理特性，和\或提供其他优点。
根据一个替换性实施例，涂层可以围绕和\或沿着结构层40的至少一部分布置。举例来说，所述涂层可以被配置成提高结构层40的多种特性(如，强度、耐久度等)。作为又一示例，所述涂层可以改善结构层40内部分的结合强度、结构层40对渗透层20和不可渗透层50的结合强度和原位水化后结构层40对胶凝混合物30的结合强度。举例来说，所述涂层包括研磨涂层(如，类似于Scotch-清洁垫)、抵抗紫外光的涂层、保护结构层40免于胶凝混合物30影响的涂层(如改善耐碱性，提高水化后与胶凝混合物30的结合，减少从胶凝混合物30的脱层和\或分离)、和\或其他已知涂层。
在一些实施例中，胶凝复合材料10包括与结构层40耦连(如融合、整体成形、结合等)的网格布衬砌(如网格加强材料、格栅加强材料、土工织物、非织造材料、织造材料等)。网格布衬砌耦连于结构层40的一个或多个表面或布置于结构层40内。举例来说，网格布衬砌可以沿结构层40的顶面布置(例如，最顶层等)、沿结构层40的底面布置(例如，最底层等)、布置于结构层40的中部、沿结构层40边缘布置或在结构层40内对角线延伸等。所述网格布衬砌作为如渗透层20的类似材料以提高渗透层20和结构层40之间的结合(如当衬砌沿结合表面布置等)。所述网格布衬砌可以提高原位水化之前和之后的结构层40和胶凝复合材料10的抗拉强度。举例来说，松散组装的结构层40具有分离趋势，而网格布衬砌能增强结构层40以防止此分离。因此，所述网格布衬砌可以降低渗透层20和/或不可渗透层50的分层风险(如当所述网格布衬砌放置在结构层40的顶部和/或底部等)。
根据图4A-4C所示的示例性实施例，结构层40包括布置于非织造结构内一个或多个绞线，显示为绞线42。根据一个示例性实施例，绞线42不会相互结合(如，不能分子之间结合，不能整体相互结合等)，但因相互紧密成簇而相互结合。这种紧密接近促进绞线42之间互锁布置，并产生自支撑材料。在一个实施例中，绞线42具有多个由间隔或缝隙分隔开的螺旋或环的圆形螺旋结构。在其他实施例中，绞线42具有另外的形状和\或结构。举例来说，绞线42可具有方形螺旋结构、梯形螺旋结构、非对称螺旋结构、楔形螺旋结构或其他螺旋结构。举另外例子来说，绞线42具有非螺旋结构，例如波浪状和\或曲形结构、平面结构或其他可能结构。根据一个示例性实施例，绞线42的空隙或环能促进相同绞线42和\或一个绞线42与邻近绞线42的交织。根据一个示例性实施例，绞线42为柔性的。在其他实施例中，绞线42为半刚性的。在一些实施例中，绞线42为可变形的(如塑性变形的)。根据一个示例性实施例，绞线42包括天然材料(如椰壳纤维、纤维素纤维或其他天然材料等)、合成材料(如芳纶玻璃等)、聚合物材料(如塑料、尼龙、聚丙烯、聚乙烯等)、金属材料(如金属、氧化铝、钢材等)和复合材料材料(如碳纤维、碳化硅等)中的至少一个。绞线42可以包括多种组成绞线结构例如单纤维丝(如单材料绞线等)、多纤维丝(如多材料绞线等)、纺织纱、编织纱和/或线。
根据一个示例性实施例，相互布置的绞线42和/或相同绞线42的不同部分是独立的(如，不物理上连接、不融合或整体成形等)以至于绞线42和/或相同绞线42的不同部分是通过摩擦和缠绕来(如非编织等)相互结合。在一个实施例中，结构层40包括自我交织的单个、连续的绞线42。在另外一个实施例，结构层40包括多个相互交织的不连续的绞线40(如，相关交叉、相互重叠，或相互结合等)。根据一个示例性实施例，绞线42以随机地的方式布置(如随机分布、非均匀分布等)。绞状42可以卷曲、随机配置或被定向以至于绞线42可以频繁改变方向和具有多个相关定向。结构层40可以贯穿性地在不同区域包含不同密度的绞线42。在其他实施例中，绞线42被以均匀的方式布置于结构层40中(如，系统性布置、以特定格局布置等)。结构层40具有一个或多个柱或由相互交织的绞线42形成的其他结构。在一些实施例中，绞线42包括多个从一个或多个本体中凸出的延伸(如倒钩、纤维等)以促进保持绞线42以交织结构的形式形成结构层40。所述延伸可以防止绞线42分离。此延伸可以从绞线42主体上凸出。在一些实施例中，网格布衬砌布置绞线42内、或沿着绞线42布置、相互交织贯穿绞线42和\或邻近所述绞线42。在一些实施例中，绞线42覆盖或喷涂有粗粒材料(如通过在涂层包括研磨材料，然后涂覆涂层等)来帮助绞线42交织以形成簇。在一些实施例中，应用粘合剂于绞线42中以防止分散(如防止绞线42的分离等)。
根据一个示例性实施例，绞线42以紧密间隔结构聚集。所述紧密间隔结构可以形成间质的空隙，显示为空隙44。具有空隙44的结构层44的体积被设计成用于提供结构层40和/或胶凝复合材料10的目标密度、重量和/或其他特征。空隙44的数量通过指定绞线42的特性(如，大小、长度、厚度等)和\或结构层40的规格(如绞线42被压缩至相对大体积的小体积中等)来设计。绞线42的交织部分之间的长度在任何给定位置可以为0.1微米和超过500微米之间。根据一个示例性实施例，结构层40具有一定密度的绞线42，此绞线减少在胶凝复合材料10的运输和操作过程中胶凝混合物30的损失。
根据一个示例性实施例，结构层40支撑(如支持、牵制、增强等)胶凝混合物30。举例来说，结构层40的绞线42可以物理性支持空隙44内的胶凝混合物30。支撑胶凝混合物30的绞线42的大小、形状或方向可以设计成用于改善胶凝复合材料10的结构特性和/或水化特征。举例来说，胶凝复合材料10具有更紧密布置的绞线42的更少开放空间以改善结构层40的强度但会使其更难填充。
如图4A-4C所示，胶凝混合物30布置在结构层40的空隙44的至少一部分内。根据一个示例性实施例，胶凝混合物30可以利用重力、振动、压缩或重力、振动和压缩的任意结合的方式布置在空隙44内。胶凝混合物30的压缩程度会影响水流过胶凝混合物30的能力、胶凝混合物30的水化、凝结和固化所需时间、胶凝复合材料10的强度、胶凝混合物30的均匀性和/或胶凝混合物30通过渗透层20逸出的风险。
结构层40的顶面和底面可以由结构层40厚度而分离。在一个实施例中，结构层40具有5毫米和100毫米之间的厚度，例如15毫米。如图4A和4B所示，结构层40的底面沿一个面放置，显示为不可渗透层50的内侧52。根据一个示例性实施例，结构层40的底面通过加热(如加热焊接、熔化、熔炉中结合等)、粘合剂、化学反应、中间耦合材料(如双面胶粘带等)或其他方法耦连(如，附接、连接、结合等)于不可渗透层50的内侧52。在一个实施例中，在胶凝混合物30沿不可渗透层50和在结构层40内布置之前，结构层40的底面耦连于不可渗透层50的内侧。
如图4A所示，渗透层20的一个面，显示为内侧22，沿结构层40的顶面布置。根据一个示例性实施例，结构层40的至少一部分从胶凝混合物30暴露(如一个或多个绞线40的至少一部分暴露，等)，以此形成结构层40的暴露部分。在一个实施例中，暴露部分从胶凝混合物30凸出。例如，多个绞线40可以从胶凝混合物30凸出(如0.5毫米、1毫米、2毫米等)。每个绞线42的一个部分从胶凝混合物30凸出，或绞线42子集的部分从胶凝混合物30凸出(如垂直地、从侧面等)。从胶凝混合物30凸出的绞线42的长度限定了结构层的凸出部分。根据一个实施例，结构层40的凸出部分包括从胶凝混合物30垂直(如从顶部等)和/或水平(如从侧面等)延伸的绞线42。此绞线42可以以随机排列布置并从胶凝混合物30以多个方向延伸。在其他实施例中，结构层40具有特定格局(如对角相交、蜂窝状等)、并且根据相应的结合方式耦连与结构层顶面的渗透层20。所述暴露部分可以促进胶凝复合材料10多个其他层结合至结构层40。
在一个实施例中，渗透层20的内侧22耦连至结构层40的顶面的暴露部分(如渗透层20结合于从胶凝混合物30凸出的绞线42的长度等)。举例来说，渗透层20的内侧22可以利用加热(如加热焊接、熔化、熔炉中结合等)、粘合剂(如热熔粘合剂、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)粘合剂、具有高耐用性和\或紫外线耐性以增加利用水溶渗透层时的使用寿命(仅为举例)的粘合剂、具有颜色稳定性以改善利用水溶渗透层的表面状况(仅为举例)的粘合剂)、化学反应、中间耦合材料(如双面胶粘带等)或其他加工方法耦连于结构层40的顶面。在一个实施例中，在耦连之前，结构层40的暴露部分进行清洁(如利用加压空气、利用刷子等)以移除胶凝混合物30或其他来自结构层40的暴露部分的杂质。在其他实施例中，胶凝混合物30压缩至结构层40中(如均匀地、平整地等)，因此减少胶凝混合物30在结构层40暴露部分的普遍性。
连接器结构层
根据图8-14S所示的示例性实施例，胶凝复合材料10附加地或可替换地包括第二结构层(如非编织层、不编织层、低纤维层、非纤维层等)，显示为连接层240。根据一个示例性实施例，连接层240包括多个具有设计用于促进胶凝复合材料10操作的独特特性的连接器。如图8-14S所示，连接层240包括多个连接器，显示为连接器260，配置用于连接渗透层20和不可渗透层50以形成胶凝复合材料10。根据一个示例性实施例，连接器260在渗透层20和不可渗透层50之间垂直延伸。在其他实施例中，连接器260贯穿胶凝复合材料10水平延伸(如平行于渗透层20和不可渗透层50等)。仍在其他实施例中，连接器260在渗透层20和不可渗透层50之间以一定角度延伸(如产生桁架结构等)。在一个实施例中，连接器260布置在渗透层20和不可渗透层50之间并与渗透层20和不可渗透层50耦连。在其他实施例中，在渗透层20添加之前，连接器260插入到胶凝混合物30中。在其他实施例中，在胶凝混合物30布置于它们之间后，连接器260插入通过渗透层20和不可渗透层50的至少一个。在一个替换性实施例中，连接器260通过渗透层20和/或不可渗透层50插入到胶凝混合物30内。在一个实施例中，连接器260在胶凝复合材料10内均匀分隔(如以预定格局，每平方英寸、每三平方英寸等)。在替换性实施例，连接器260被随机分隔。在一些实施例中，连接器260被特殊分隔以针对特别的应用。举例来说，在胶凝复合材料10的额定负载相对更高的应用中，连接器260以更高密度的排列进行分隔(如每单位面积更多连接器260等)。举其他例来说，在胶凝复合材料10的额定负载相对更低的应用中，连接器260以更低密度排列进行分隔(如每单位面积更少连接器260等)。在一些实施例中，连接器260附着于一个或多个网格布衬砌(如以增加胶凝混合物30内的结合、提高强化等)。
根据一个示例性实施例，连接器260为聚合物材料(如树脂、多聚物、弹性聚合物、PVC等)。在其他实施例中，连接器260包含金属(如低熔点金属或合金等)。在一个实施例中，连接器260由单一的、均一材料制成。在替换性实施例中，相对于连接器其他部分，连接器260的至少一个部分(如端部)为不同材料或复合材料。举例来说，相对于中心部分，连接器260的端部为具有低熔点的材料或结构。此二重结构可以允许端部能够在加热处理过程中相对更快地熔化以使渗透层20利用连接器260连接至不可渗透层50。举另外例来说，连接器260端部可以包含热活化粘合剂和/或涂层(如热活化涂层、化学活化涂层等)以配置用于将连接器260连接至渗透层20和/或不可渗透层50。在一些实施例中，连接器260的端部分别采用与渗透层20和/或不可渗透层50相同的材料。此均一结构可以促进端部与渗透层20和/或不可渗透层50表面的连接或融合(如加热处理、使用粘合剂等)。
根据一个示例性实施例，连接器260的至少一个部分由柔性和/或半柔性材料制成。渗透层20、连接层240和不可渗透层50可以各自为柔性的。根据一个示例性实施例，此柔性层的组合允许胶凝复合材料10卷曲以促进运输并且减少穿过渗透层20迁移的胶凝混合物30的量。根据替换性实施例，连接器260为刚性的。因此，胶凝复合材料10可以以其他结构布置(如可以堆积的多个片材、具有预形成形状的片材等)。
如图9A-14S所示，具有多种形状、结构或/或功能的连接器260可以被用于耦连渗透层20和不可渗透层50。如图9A所示，连接器260为杆，显示为杆262，其具有第一端，显示为上端264和相对的第二端，显示为下端266。在一个实施例中，上端264和/或下端266为平的。在其他实施例中，上端264和/或下端266为其他形状或包括从其延伸的部件(如点、平头、倒钩等)。杆262可以具有用于特定应用的形状。在一个实施例中，杆262呈圆柱形。在其他实施例中，杆262具有不同形状(如沙漏形、矩形、菱形等)。杆262的规格可以根据应用而变化。在一个实施例中，杆262的长度是基于胶凝混合物30的厚度(如当杆262内部布置在胶凝复合材料10内时等)。在其他实施例中，杆262的长度是基于胶凝混合物30、渗透层20、不可渗透层50和胶凝复合材料10的至少一个的厚度(如当杆262穿过渗透层20和不可渗透层50的至少一个延伸时等)。杆262的宽度、厚度和/或直径也可以针对特定应用进行选择。举例来说，较厚的杆262(如更大直径等)可用于胶凝复合材料10的额定负载更大的应用中，而较薄的杆262(如更小直径等)可用于胶凝复合材料10的额定负载相对更小的应用中。在一些实施例中，连接器260为空心的以允许空气和/或水通过连接器260(如从其长或宽等)。此空心的连接器可以允许胶凝复合材料10为水渗透的以允许水通过连接器260。
如图10A-10D所示，杆262(如缺少附加的从其延伸的部件等)布置在渗透层20和不可渗透层50之间的胶凝复合材料10内(如布置在其之间、不延伸穿过等)。如图10A所示，上端264和下端266可以沿着渗透层20的内侧22和不可渗透层50的内侧52布置并且通过粘合剂分别与它们粘合耦连。如图10B-10D所示，上端264和下端266可以沿着渗透层20和不可渗透层50的内侧22和内侧52布置并且在加热处理过程中分别与它们热耦连。根据一个示例性实施例，热处理过程使杆262的上端264和/或下端266熔化或变形以至于它们附接于渗透层20和\或不可渗透层50。如图10B-10D所示，所述加热处理可以引起上端262和下端266的至少一个熔化和冷却成为耦连元件，如元件270。如图10C所示，位于上端264的元件270为平的并且包括面，显示为熔化面272，其加热处理过程中附接于渗透层20的内侧22，由此使杆262耦连于渗透层20。在一些实施例中，熔化面272可以渗入或穿透渗透层20和/或不可渗透层50。如图10D所示，在加热处理过程中，元件270的熔化面272在下端266处附接于不可渗透层50的内侧52以至于使杆262耦连于不可渗透层50。在一些实施例中，在加热处理过程中，杆262的一端利用粘合剂耦连于渗透层20和不可渗透层50中的其中一个，并且杆262的相对的第二端耦连于渗透层20和不可渗透层50中的另一个。在实施例中，在引入胶凝混合物30之前，杆262耦连于渗透层20和不可渗透层50。在其他实施例中，在引入胶凝混合物30之前，杆262耦连于渗透层20和不可渗透层50中的其中一个。仍在其他实施例中，杆262插入穿过胶凝混合物30并且耦连于渗透层20和不可渗透层50的其中一个，然后加入渗透层20和不可渗透层50的另一个并与杆262耦连。
如图9B所示，连接器260具有如图9A所示的杆262类似的形状，但具有端，显示为尖端280，其具有尖结构，显示为尖282。尖端280的形状和尺寸对应于杆262的形状和尺寸。根据一个示例性实施例，从杆262延伸的尖282促进连接器260插入穿过渗透层20、胶凝混合物30和不可渗透层50的至少一个。在其他实施例中，杆262包括一个从连接器260上端264或下端266延伸的尖282。
如图11A-11D所示，具有尖端280的连接器260配置成穿过渗透层20和不可渗透层50两者进行延伸。根据一个示例性实施例，在渗透层20、胶凝混合物30和不可渗透层50组装之后，具有尖端280的连接器260插入穿过胶凝复合材料10以至于分别在渗透层20和不可渗透层50内产生孔，显示为孔26和孔56。如图11B-11D所示，加热处理过程可以用于将尖端280的尖282熔化或变形成为熔化元件，显示为元件284，以基本上密封孔26和孔56，并且使上端264和下端266分别于渗透层20和不可渗透层50耦连。
如图11B-11D所示，加热处理可以引起上端264处的尖282和下端266处的尖282中的至少一个熔化和冷却成为元件284。如图11C所示，上端264的元件284为平的并且具有第一面，显示为内面286，其能在加热处理过程中耦连于渗透层20的第二侧，显示为外侧24，由此使杆262耦连于渗透层20。元件284可以具有其他形状(如圆顶形等)。元件284可以基本上填充孔26，以此胶凝混合物30不会通过孔26从胶凝复合材料10中迁移出去。如图11D所示，在下端266处的元件284的内面286能在加热处理过程中耦连于不可渗透层50的第二面，显示为外侧54，由此使杆262与不可渗透层50耦连。元件284可以基本上填充孔56，以此胶凝混合物39不会通过孔56从胶凝复合材料10中迁移出去。在一个替换性实施例中，杆262仅插入穿过渗透层20和不可渗透层50中的其中一个。例如，杆262下端266处的尖端280可以穿过渗透层20延伸至不可渗透层50内侧52。因此，加热处理过程之后，杆262下端266处的元件284的第二面，显示为外面288，可以耦连于不可渗透层50的内侧52，同时杆262上端264处的元件284的内面286在加热过程中耦连于渗透层29的外侧24，或反之亦然。在另外实施例中，具有尖端280的杆262的规格设置为在胶凝复合材料10内插入穿过和内部布置。在此实施例中，加热处理工程可以使在杆262的上端264和下端266处的元件284外面288分别耦连于渗透层20和不可渗透层50的内侧22和内侧52(如图10B所示等)，同时内部封闭孔26或孔56(如基于连接器260穿过的那层等)。
如图9C所示，连接器260包括头部，显示为头部290，其耦连于杆262的一端(如上端264，下端266等)，和尖端280，耦连于杆262(如类似钉等)的相对端(如下端266，上端264等)。尖端280的形状和大小可以对应于杆262的形状和大小。头部290相对杆262更大(如直径或宽度方面等)，以至于头部290延伸超出由在渗透层20或不可渗透层50内的尖282产生的孔的外周(如杆262直径的1.5倍，杆262直径的2倍等)，同时尖端280强制穿过胶凝混合物10。头部290包括第一面，显示为内面292，和相对的第二面，显示为外面294。内面292被配置成与渗透层20或不可渗透层50相互作用(如邻接等)以阻止连接器260进一步延伸到胶凝复合材料10中。外面294提供针对机械压力面或其他参与机构，由此使连接器260插入到胶凝复合材料10中。
如图12A-12D所示，具有头部290和尖端280的连接器260被配置成穿过渗透层20和不可渗透层50两者延伸。根据示例性实施例，在渗透层20、胶凝混合物30和不可渗透层50组装之后，具有头部290和尖端280的连接器260插入穿过胶凝复合材料10，分别在渗透层20和不可渗透层50内产生孔26和孔56。在一个实施例中，首先从渗透层20开始，连接器260插入穿过胶凝复合材料10(如以至于头部290邻接渗透层20等)。在其他实施例中，首先从不可渗透层50开始，连接器260插入穿过胶凝复合材料10(如以至于头部290邻接不可渗透层50等)。
如图12B和12C所示，头部290的内面292被配置成与渗透层20的外侧24连接(如邻接、相互作用等)。在一些实施例中，加热处理工程用于使头部290的内面290与渗透层20的外侧24结合并基本上封闭孔26，以至于胶凝混合物30不会从胶凝复合材料10中迁移出去。在一些实施例中，粘合剂施加于内面292以至于头部290的内面292耦连于渗透层20的内侧24并且基本上封闭孔26。在一些实施例中，连接器260被强制放入胶凝复合材料10内，由此头部290的外面294与渗透层20的外侧24齐平。
如图12B和12D所示，加热将杆262下端266处的尖282熔化或变形为元件284。如图12D所示，下端266处的元件284的内面286在加热过程中附接于不可渗透层50的外侧54，由此杆262耦连于不可渗透层50。元件284可以基本上填充孔56以至于胶凝混合物30不会从胶凝复合材料10中迁移出去。在替换性实施例中，杆262仅插入穿过渗透层20和不可渗透层50中的其中一个。例如，杆262下端266处的尖端280穿过渗透层20至不可渗透层50的内侧52延伸。因此，加热处理过程之后，元件284的外面288可以附接于不可渗透层50的内侧52，同时在加热处理过程中和/或使用粘合剂，上端264处的头部290的内面292附接于渗透层20的外侧24，或反之亦然。
如图9D-9F所示，连接器260包括用于一旦插入其中防止连接器260的端部穿过渗透层20和\或不可渗透层50回拉的保持件。如图9D所示，连接器260包括保持件，显示为保持件300，其耦连于杆262的上端264和下端266。在其他实施例中，保持件300仅耦连于上端264和下端266中其中一个。如图9D所示，保持件300包含尖端，显示为尖302，和面，显示为接合面304。根据一个示例性实施例，保持件300的尖302促进连接器260插入穿过渗透层20、胶凝混合物30和不可渗透层50的至少一个。根据示例性实施例，接合面304相对于杆262更大(如直径或宽度方面等)以至于当保持件300插入贯穿胶凝复合材料10时，结合面304可以延伸超出由在渗透层20或不可渗透层50内的尖302产生的孔的外围(如杆262直径的1.5倍，杆262的两倍等)。接合面304配置成阻止杆262的端部在与保持件300耦连处，从由保持件300或其他机构(如压力机等)在渗透层20和/或不可渗透层50内产生的孔回拉。在替换性实施例中，除此之外，保持件300具有一定结构(如圆顶形等)。举例来说，具有保持件300但无尖302的连接器260可以以其他方式与胶凝复合材料10的其他元件耦连。首先，杆262(如图9B或9C所示的杆262等)插入穿过胶凝复合材料10，以至于一个或多个杆262的端部从渗透层20和/或不可渗透层50延伸出去。然后，保持件300可以与一个或多个从胶凝复合材料10延伸出的杆262的端部耦连(如编织在、粘附固定、焊接等)。
如图9E所示，连接器260为图9C和9D所示连接器260的适应性改变，其具有与杆262一个端部耦连(如上端264，下端266等)和与耦连于相对的第二端部的保持件300耦连的头部290。头部290和保持件300具有关于9C和9D的如上描述的结构和功能。
如图13A所示，具有头部290和保持件300的连接器260延伸穿过渗透层20和不可渗透层50。根据一个示例性实施例，在渗透层20、胶凝混合物30和不可渗透层50组装之后，具有头部290和保持件300的连接器260插入穿过胶凝复合材料10并分别在渗透层20和不可渗透层50内产生孔26和孔56。在实施例中，首先从渗透层20开始，连接器260插入穿过胶凝复合材料10(如，因此头部290邻接渗透层20，保持件300延伸穿过不可渗透层50)。在其他实施例中，首先从不可渗透层50开始，连接器260插入穿过胶凝复合材料10(如以至于头部290邻接不可渗透层50，保持件300延伸穿过渗透层20等)。如图13A所示，接合面304延伸超出孔56的外围。此结构可以防止杆262的下端266穿过不可渗透层50回拉并机械性地耦连渗透层20和不可渗透层50。根据一个实施例，不可渗透层50和/或渗透层20由配置用于一旦尖302刺穿能够封闭杆262周围的材料制成。此结构可以基本上防止胶凝混合物30通过孔26和/或孔56从胶凝复合材料10迁移出去。在一些实施例中，头部290的内面292和/或保持件300的接合面304包含配置用于使头部290和/或保持件300分别耦连于渗透层20和/或不可渗透层50的粘合剂。在一些实施例，胶凝复合材料10加热处理以至于头部290的内面292和/或保持件300的接合面304分别附接于渗透层20和/或不可渗透层50。
如图9F所示，连接器260包括保持器，显示为保持器310，其耦连于杆262端部(如上端264，下端266等)和头部290，其耦连于杆262相对的第二端。在其他实施例中，保持器310耦连于上端264和下端266。如图9F所示，保持器310包括尖端，显示为尖310，和保持构件，显示为倒钩314。根据一个示例性实施例，保持器310的尖312促进连接器260插入穿过渗透层20、胶凝混合物30和不可渗透层50的至少一个。根据示例性实施例，当保持器310由此插入穿过时，倒钩314从保持器310延伸超出由在渗透层20或不可渗透层50内由尖312产生的孔的外围。倒钩314被配置用于防止杆262端部在与保持件300耦连处，从保持器310或其他机构在渗透层20和/或不可渗透层50内产生的孔回拉。
如图13B所示，具有头部290和保持器310的连接器260配置成延伸穿过渗透层20和不可渗透层50。根据一个示例性实施例，在渗透层20、胶凝混合物30和不可渗透层50组装后，具有头部290和保持器310的连接器260插入穿过胶凝复合材料10以分别在渗透层20和不可渗透层50内产生孔26和孔56。在一个实施例中，首先从渗透层20开始，连接器260插入穿过胶凝复合材料10(如以至于头部290邻接渗透层20，保持器310延伸穿过不可渗透层50等)。在其他实施例，首先从不可渗透层50开始，连接器260插入穿过胶凝复合材料10(如以至于头部290邻接不可渗透层50，保持器310延伸穿过渗透层20等)。如图13B所示，倒钩314延伸超出孔56的外围。此结构可防止杆262的下端266通过不可渗透层50回拉并且机械性地耦连渗透层20和不可渗透层50。
如图9G所示，连接器260包括与杆262的上端264和下端266耦连的头部290。在实施例中，图9G所示连接器260以类似的方式用作图9A的连接器260。举例来说，具有两个头部290的连接器260放置在渗透层20和不可渗透层50之间的胶凝复合材料10内(如之间布置，不延伸穿过等)。在此实施例中，头部290的外面294沿着渗透层20和不可渗透层50的内侧22和内侧52布置并且分别耦连于渗透层20和不可渗透层50的内侧22和内侧52(如加热处理中热耦连，粘附耦连等)。在其他实施例中，图9G的连接器260以类似方式用作图9D-9F的连接器260(如在杆262穿过胶凝复合材料10后，一个或两个头部290附接等)。在此实施例中，头部290的内面292可以沿渗透层20和不可渗透层50的外侧24和外侧54布置并且分别耦连于渗透层20和不可渗透层50的外侧24和外侧54(如加热处理中热耦连，粘附耦连，机械性耦连等)。
如图9H和9I所示，杆262的上端264限定孔，显示为孔268。如图9H所示，杆262限定有通孔，显示为槽267，其与孔268对齐并沿杆262长度延伸。在实施例中，槽267从上端264处的孔268延伸贯穿杆262的下端266。槽267可以促进水分和/或空气通过胶凝复合材料10。在其他实施例中，槽267至少从孔268部分延伸至杆264的下端266(如，杆262长度的25％、50％、75％、90％、100％等)。如图9I所示，杆262限定了连接接口，显示为互锁接口269(如卡扣接口等)，其与孔268对齐并在杆262的至少一个端部内延伸。根据图9I所示的示例性实施例，互锁接口269结构成配置用于接收对应的凸形接口的凹形接口。在其他实施例中，杆262不会限定孔268。在此实施例中，互锁接口269结构可以为配置用于与相应凹形接口结合的凸形接口。在一些实施例中，粘合剂和/或其他产品促进凸形接口和凹形接口的相互结合(如粘合剂布置在凹形接口内等)。其他接口替换和/或替代凸形接口和凹形接口的相互结合。
如图9J和9K所示，连接器260为U形钉构件，显示为U形钉320。U形钉320贯穿胶凝复合材料10。如图9J所示，U形钉320具有一对腿，显示为腿322，其可以弯曲结合腿322穿入通过的面(如外侧54、外侧24等)以机械性耦连渗透层20和不可渗透层50。如图9K所示，U形钉320包括三条腿322。在其他实施例中，U形钉320包括多于三条的腿322(如四条、六条等)。如图9K所示，U形钉320呈三角形状。在其他实施例中，U形钉320具有其他形状(如方形、矩形、具有多个线性布置的腿322、八角形等)。
如图9L所示，连接器260为线(如丝线、绳、绞线等)，显示为线370。在多个实施例中，线370包含纱线(如纤维等)、金属、塑料和/或其他合适材料。在多个实施例中，线370是单纤维、多纤维和/或编织的。根据示例性实施例，线370具有离散的、非连续的长度(如长度大约等于和/或稍微大于胶凝复合材料10的厚度，或大约等于胶凝复合材料10厚度的两倍等)。如图9L所示，线370包括第一端，显示为上端372，和相对的第二端，显示为下端374。上端372包括第一保持器，显示为上保持器376；下端374包括第二保持器，显示为下保持器378。在其他实施例中，线370不包括上保持器376和下保持器378的其中一个。在一些实施例中，连接器260包括在上保持器376和下保持器378之间延伸的多个线370(如两个、三个、五个、十个等)。上保持器376和/或下保持器378可以是或包括编织结、机械元件(如夹等)、粘合剂和/或其他保持元件。
如图9M和9N所示，固定板，显示为板380，包括主体，显示为主体382，其限定有至少一个孔(如一个、两个、三个、四个、十个等)，显示为孔384。根据示例性实施例，板380被配置成用于结合至少一根线370、销或其他装置。举例来说，孔384可以接受至少一根线370。孔384可以被配置(如限定大小等)用于一旦线370插入防止上保持器376和/或下保持器378从其穿过。
如图14A-14H所示，连接层240的连接器260包括线370和/或板380。根据一个示例性实施例，板380被配置用于增加保持强度和/或分散负载，以至于线370不会贯穿和/或防止相联合的保持器贯穿渗透层20和/或不可渗透层50。如图14A和14B所示，多个离散线370(如非连续编织等)的每根延伸穿过渗透层20和不可渗透层50(如单次、以间隔关系、不彼此接触等)。在实施例中，在线370插入其中之后，上保持器376和/或下保持器378形成或加入。举例来说，线370的下端374可以插入穿过渗透层20、胶凝混合物30和不可渗透层50。下保持器378可以形成(如扎系、编结等)、熔化或添加(如夹住、耦连、附接于、施加粘合剂等)以防止线的下端374通过不可渗透层50回拉。线370插入之前和/或之后，上保持器376可以形成(如扎系、编结等)、熔化或添加(如夹住、耦连、附接、施加添加剂等)。
如图14B所示，连接器260包括多个离散的(如，非连续编织等)、具有被放置以对应每个上保持器376和下保持器378的板380(如图9M的板380)的线370。如图14B所示，板380放置在每个上保持器376和渗透层20，和每个下保持器378和不可渗透层50之间。举例来说，线370的下端374可以插入通过上板380的孔384、渗透层20、胶凝混合物30、不可渗透层50和下板380的孔384。在一些实施例中，多个线370延伸穿过单板380的孔384。在一些实施例中，连接器260不会包含放置在不可渗透层50和下保持器378之间的板380(如仅包括放置在渗透层20和上保持器376的板380等)。在一些实施例中，渗透层20和/或不可渗透层50是和/或包括网格(如图20A-20I的绞线层482，耦连于或沿其布置等)。线370的上端372和\或下端374可以扎系于或附着于网格层(如粘附固定等)。
如图14C-14H所示，多个离散的(如非连续编织的等)线370的每根两次延伸穿过渗透层20和不可渗透层50。在其他实施例中，多个离散的线370的每根多于两次(如三次、四次等)延伸穿过渗透层20和不可渗透层50。然而，需要注意的是，不管线370延伸穿过胶凝复合材料10的次数，线370总是离散的(如相对于渗透层20和/或不可渗透层50具有截断长度，穿过渗透层20和/或不可渗透层50不连续编织的，相邻线370不结合等)。
如图14C-14E所示，线370被布置形成U形以至于具有上保持器376的上端372和具有下保持器378的下端374沿渗透层20的外侧24布置。举例来说，线370的下端374(i)可以插入穿过渗透层20、胶凝混合物30和不可渗透层50，和(ii)插回穿过不可渗透层50、胶凝混合物30和渗透层20以形成U-型。在其他实施例中，线370以U形布置来使具有上保持器376的上端372和具有下保持器378的下端374沿不可渗透层50的外侧54布置。
如图14D所示，连接器260包括多个离散的(如，非连续编织等)线370，每根线379具有放置以对应于每根线370的上保持器376和下保持器378的板380(如图9N的板380)。如图14D所示，板380被放置在(i)每个上保持器376和下保持器378和(ii)渗透层20之间。举例来说，线370的下端374(i)可以插入穿过上板380内的第一孔384、渗透层20、胶凝混合物30和不可渗透层50，和(ii)可以插回穿过(如第二次)不可渗透层50、胶凝混合物30、渗透层20和上板380的第二孔380，由此形成U形。在其他实施例中，具有多个孔384的板380可以具有单孔384的两块板380替换和/或替代(如上端372和下端374结合独立板380等)。
如图14E所示，连接器260附加地包括沿不可渗透层50外侧54放置的下板380。举例来说，线370的下端374(i)可以插入穿过上板380内的第一孔384、渗透层20、胶凝混合物30、不可渗透层50和下板380内的第一孔384，和(ii)可以插入穿过下板380的第二孔、不可渗透层50、胶凝混合物30、渗透层20和上板380的第二孔380，由此形成U形。在其他实施例中，连接器260不包括上板380(如仅包括下板380等)。
如图14F-14H所示，线370布置形成封闭环来使上端372和下端374沿渗透层20的外侧24相互连接。举例来说，线370的下端374(i)可以插入穿过渗透层20、胶凝混合物30和不可渗透层50，和(ii)插回穿过不可渗透层50、胶凝混合物30和渗透层20，和(iii)通过上保持器376连接于上端372(如扎系编结、粘合耦连、机械性耦连等)，由此形成封闭环。在其他实施例中，线370布置在封闭环内以使上端372和下端374沿不可渗透层50的外侧54相互连接。
如图14G所示，连接器260包括多个离散的(如非连续编织等)线370，每根线379具有放置以对应每根线370的上端372和下端374的板380(如，图9N的板380)。如图14D所示，板380放置在(i)上端372和下端374之间的连接和(ii)渗透层20之间。举例来说，线370的下端374(i)可以插入穿过上板380内的第一孔384、渗透层20、胶凝混合物30和不可渗透层50，和(ii)可以插回穿过不可渗透层50、胶凝混合物30、渗透层20和上板380的第二孔380，和(iii)通过上保持器376连接于上端372(如扎系编结、粘合耦连、机械性耦连等)，由此形成封闭环。在其他实施例中，具有多个孔384的板380可以被具有单孔384的两块板380替换和/或替代(如上端372和下端374结合独立板380等)。在一个实施例中，线370自身包括环和/或延伸穿过渗透层20、胶凝混合物30和/或不可渗透层50的多个绞线。
如图14H所示，连接器260附加地包括沿不可渗透层50的外侧54布置的下板380。举例来说，线370的下端374(i)可以插入穿过上板380内的第一孔380、渗透层20、胶凝混合物30、不可渗透层50和下板380的第一孔384，和(ii)可以插入穿过下板380的第二孔、不可渗透层50、胶凝混合物30、渗透层20和上板380的第二孔，和(iii)通过上保持器376连接于上端372(如扎系编结、粘合耦连、机械性耦连等)，由此形成封闭环。在其他实施例中，连接器260不包括上板380(如仅包括下板380等)。
如图9O所示，连接器360为块，显示为块390。块390具有：第一面、显示为上面392，第二面、显示为下面394，和耦连上面392和下面394的壁、显示为侧壁396。上面392限定多个孔，显示为孔397，并且侧壁396限定多个孔，显示为孔399。如图9O所示，块390限定多个通道，显示为内部通道398，其将上面392的孔397连接到侧壁396的孔399。在一些实施例中，下面394附加地或替换性地限定多个孔。内部通道398可以连接上面392的孔397到下面394的多个孔。
如图14I所示，块390布置于渗透层20和不可渗透层50之间以至于上面392沿渗透层20的内侧22布置并且下面394沿不可渗透层50的内侧52布置。上面392和/或下面394可以利用粘合剂、加热处理过程、中间耦连材料(如双面胶粘带等)、化学反应或其他加工过程分别耦连于渗透层20和/或不可渗透层50。根据示例性实施例，孔397、孔399和内部通道398布置以促进提高胶凝混合物30的水化。举例来说，孔397可以接收内部通道398输送至孔399的水化水。块390可以促进水化水输送至胶凝混合物30的内部。举另外例来说，孔397、内部通道398和/或下面394的多个孔可以联合促进从胶凝复合材料10的顶端(如渗透层20、胶凝混合物30的顶面等)通过胶凝复合材料10的排水(如雨水、融化雪等)，并且在一些实施例中，可以从胶凝复合材料10的底侧(如不可渗透层50等)流出(如可防止水在渗透层20的外侧24和/或胶凝混合物30的顶面积聚等)。不可渗透层50可以限定多个与块390的下面394的多个孔对齐的孔。
如图9P所示，连接器260包括第一连接器层，显示为连接器层242。连接器层242包括第一基底，显示为基层244。在一些实施例中，基层244为渗透层20。在一些实施例中，基层244为不可渗透层。在一些实施例中，基层24为独立于渗透层20和/或不可渗透层50的层。举例来说，基层244可以为和/或包括网格、第二渗透层、和/或第二不可渗透层。如图9P所示，连接器层242包括多个连接件(如，50、100、1000、10000个连接件等)，显示为母连机器246(如类似图9H或9I的连接器260等)。在一个实施例中，母连接器246与基层244整体形成。在另外实施例中，母连接器246耦连于基层244(如利用加热处理过程、双面胶粘带、粘合剂、化学反应等)。在一个实施例中，母连接器246包括限定有槽267的连接器260。在其他实施例中，母连接器246包括限定有互锁接口269的连接器260。在其他实施例中，连接器层242包括具有槽267和互锁接口269的母连接器246的组合。在替换性实施例，母连接器246不会限定孔268(如以此母连接器246具有相反的功能并且被配置成公连接器等)。公连接器可以限定有配置成结合相应母接口的延伸、突出和保持元件和/或公接口。
如图9Q和9R所示，连接器260包括第二连接器层，显示为连接器252。连接器层252包括第二基底，显示为基层254。在一些实施例中，基层254为渗透层20。在一些实施例中，基层254为不可渗透层50。在一些实施例中，基层254为独立于渗透层20和不可渗透层50的层。举例来说，基层254可以是和/或包括第二网格、第三渗透层和/或第三不可渗透层。如图9Q所示，连接器层252包括多个第一连接件(如，50、100、1000、10000个连接件等)，显示为公连接器256(如类似图9A的连接器260等)。在一个实施例中，公连接器256与基层254整体形成。在其他实施例中，公连接器256耦连于基层254(如利用加热处理过程、双面胶粘带、粘合剂、化学反应等)。在其他实施例中，公连接器256被配置成结合连接器层242的母连接器246的槽267并且被其接受。
如图9R所示，连接器层252包括多个第二连接件(如50、100、1000、10000个连接件等)，显示为公连接器258。在一个实施例中，公连接器258与基层254整体形成。在另外实施例中，公连接器258耦连于基层244(如利用加热处理过程、双面胶粘带、粘合剂、化学反应等)。如图9R所示，公连接器258限定有互锁元件，显示为保持器259。根据一个示例性实施例，公连接器258被配置成结合连接器层242的母连接器246的槽267并且被其接受。在一个替换性实施例中，公连接器258不会限定有保持器259，以此公连接器258被配置成母连接器。母连接器可以限定一个或多个互锁接口和/或一个或多个被配置成结合和接受对应公接口的母接口。在其他实施例中，接合器层252包括公接合器256和公接合器258的组合。
如图14J-14L所示，连接器层242和连接器层252被配置成接合另外一个以联合形成连接层240。如图14J所示，连接器层242的基层244为不可渗透层50并且连接器层252的基层254为渗透层20。在其他实施例中，连接器层242的基层244为渗透层20和连接器层252的基层254为不可渗透层50。
如图14K所示，连接器层242的基层244沿不可渗透层40的外侧54布置并且连接器层252的基层254沿渗透层20的外侧24布置。在另外实施例中，连接器层242的基层244沿渗透层20的外侧24布置并且连接器层252的基层254沿不可渗透层50的外侧54布置。在一些实施例中，基层244和/或基层254耦连于(或附接于、固定于等)渗透层20和/或不可渗透层50(如利用粘合剂、双面胶粘带、加热处理过程、机械耦连器等)。
如图14L所示，连接器层242的基层244为不可渗透层40并且连接器层252的基层254沿渗透层20的外侧24布置。在其他实施例中，连接器层242的基层244沿渗透层20的外侧24布置并且连接器层252的基层254为不可渗透层50。在另外实施例中，连接器层242的基层244为渗透层20并且连接器层252的基层254沿不可渗透层50的外侧54布置。在另外实施例中，连接器层242的基层244沿不可渗透层50的外侧54布置并且连接器层252的基层254为渗透层20。
如图14J-14L所示，母连接器246的槽267放置成接受公连接器256来耦连连接器层242和连接器层252从而联合形成连接层240。根据图14K和14L所示的示例性实施例，母连接器246和公连接器256放置成延伸穿过渗透层20和/或不可渗透层50内的对应孔。在一个实施例中，孔限定为连接器层242并且连接器层252贯穿胶凝复合材料10以相互结合。在一个实施例中，公连接器256被固定在母连接器246的槽267内(如使用粘合剂、利用加热处理过程结合等)。在其他实施例中，公连接器256可释放地固定在母连接器246的槽267内以使得连接器层252可以在胶凝复合材料10原位水化之前和/或之后移除。在一些实施例中，基层244和/或基层254耦连(如附接于、固定于等)于渗透层20和/或不可渗透层50(如利用粘合剂、双面胶粘带、加热处理过程、机械耦连器等)。
如图14M-14O所示，连接器层252配置成与渗透层20、不可渗透层50和/或第二层(显示为第二层248)中的至少一个结合。第二层248可以是渗透层(如类似于渗透层20、类似于绞线层482土木格栅等)和/或不可渗透层(如类似于不可渗透层50等)。如图14M所示，连接器层252的基层254为不可渗透层50并且第二层248沿渗透层20的外侧24布置以使得公连接器256从不可渗透层50延伸穿过渗透层20并且结合第二层248。在其他实施例中，连接器层252的基层254为渗透层20并且第二层248沿不可渗透层50的外侧54延伸以使得公连接器256从渗透层20延伸穿过不可渗透层50并且结合第二层248。在另外实施例中，胶凝复合材料10不包括第二层248，以此公连接器256从基层254延伸并且结合渗透层20或者不可渗透层50。
如图14N所示，连接器层252的基层254沿渗透层20的外侧24布置以至于公连接器256从基层254延伸穿过渗透层20并且结合不可渗透层50。在其他实施例中，连接器层252的基层254沿不可渗透层50的外侧54布置，由此公连接器256从基层354延伸穿过不可渗透层50并且结合渗透层20。
如图14O所示，连接器层252的基层254沿渗透层20的外侧24延伸并且第二层248沿不可渗透层50的外侧54延伸以至于公连接器256从基层254延伸穿过渗透层20和不可渗透层50并且结合第二层248。在另外实施例中，连接器层252的基层254沿不可渗透层50的外侧54延伸并且第二层248沿渗透层20的外侧24延伸使得公连接器256从基层254延伸穿过不可渗透层50和渗透层20并且结合第二层248。
在一个实施例中，渗透层20和/或不可渗透层50内的孔被预先限定。在其他实施例中，限定为连接器层252的孔穿过渗透层20和不可渗透层50的至少一个。在一个实施例中，公连接器256固定于第二层248、渗透层20和/或不可渗透层50(如利用粘合剂、利用加热处理过程结合等)。在一些实施例中，基层254和/或第二层248耦连于(如附接于、固定于等)渗透层20和/或不可渗透层50(如利用粘合剂、双面胶粘带、利用加热处理过程、机械耦连器等)。
如图14P-14R所示，连接器层242和连接器层252配置成与另外一个相互连接以联合形成连接层240。如图14P所示，连接器层242的基层244为不可渗透层50并且连接器层252的基层254为渗透层20。在其他实施例中，连接器层242的基层244为渗透层20和连接器层252的基层254为不可渗透层50。
如图14Q所示，连接器层242的基层244沿不可渗透层50的外侧54布置并且连接器层252的基层254沿渗透层20的外侧24布置。在其他实施例中，连接器层242的基层244沿渗透层20的外侧24布置并且连接器层252的基层254沿不可渗透层50的外侧54布置。在一些实施例中，基层244和/或基层254耦连于(如附接于、固定于等)渗透层20和/或不可渗透层50(如利用粘合剂、双面胶粘带、利用加热处理过程、机械耦连器等)。
如图14R所示，连接器层242的基层244为不可渗透层50并且连接器层252的基层254沿渗透层20的外侧24布置。在其他实施例中，连接器层242的基层244沿渗透层20的外侧24布置并且连接器层252的基层254为不可渗透层。在其他实施例中，连接器层242的基层244为渗透层20并且连接器层252的基层254沿不可渗透层50的外侧54布置。在其他实施例中，连接器层242的基层244沿不可渗透层50的外侧54布置并且连接器层252的基层254为渗透层20。
如图14P-14R所示，母连接器246的互锁接口269放置成接受公连接器258的保持件259来耦连连接器层242和连接器层252来联合形成连接层240。在其他实施例中，公连接器258被限定有互锁接口(如帽、紧缩帽等)的母连接器替换并且母连接器246被限定有接受在互锁接口(如纽/帽耦连、扣合等)内的保持部分的公连接器(如类似公连接器256等)替换。根据图14Q和14R所示的示例性实施例，母连接器246和公连接器258放置成延伸穿过渗透层20和/或不可渗透层50内的对应孔。在一个实施例中，渗透层20和不可渗透层50内的孔被预先限定。在其他实施例中，孔限定为连接器层242和/或连接器层252穿过胶凝复合材料10以彼此结合。根据一个示例性实施例，保持器259被配置成可释放地将公连接器258固定在母连接器246的互锁接口269内(如利用扣合、接口配合等)，由此连接器层252可以在胶凝复合材料10(如，如果需要等)原位水化之前和/或之后被移除。在一些实施例中，基层244和/或基层254耦连于(如附接于、固定于等)渗透层20和/或不可渗透层50(如使用粘合剂、双面胶粘带、加热处理过程、机械耦连器等)。
根据一个示例性实施例，连接器260的至少一个端部配置成能在利用加热元件加热胶凝复合材料10应用中熔化或变形。此加热处理引起连接器260端部依靠冷却过程融合于或结合于渗透层20和/或不可渗透层50。此加热系统可以提供热能给胶凝复合材料10(如直接或间接至胶凝混合物30、渗透层20、不可渗透层50、结合层240等)以增加胶凝复合材料10或部分的温度超出连接器260的熔点。在一些实施例中，渗透层20和/或不可渗透层50的熔点低于连接器260的熔点。因此，所述加热处理过程可以将渗透层20和/或不可渗透层50熔化到连接器260。
根据一个示例性实施例，多种加热系统和方法可以用于加热处理胶凝复合材料10以使连接器260、渗透层20和/或不可渗透层50熔化或变形。加热系统可以提供热能到渗透层20的外侧24、不可渗透层50的外侧54和直接到连接器260的一个或两个端部中的至少一个。在一个实施例中，加热系统包括第一加热元件(如上加热元件等)和第二加热元件(如下加热元件等)。第一加热元件可以直接将加热施加到渗透层20和/或杆262的上端264。第二加热元件可以直接将加热施加到不可渗透层50和/或杆262的下端266。在其他实施例中，加热系统包括第一加热元件或第二加热元件。根据一个示例性实施例，加热系统被配置成将加热施加到胶凝复合材料10一段时间(如，20秒、2分钟、5分钟等)以加热连接器260、渗透层20和/或不可渗透层50的至少一部分(如端部等)超出它们各自的熔点以使渗透层20和不可渗透层50耦连于连接器260。加热过程可以是连续过程(如传送系统、胶凝混合物10的一部分被加热处理等)或离散过程(如一个或多个胶凝混合物10的整体长度被一次性加热；索引操作中，材料被输送、停止以允许机器运行此操作，然后再次输送等)。在一些实施例中，两个或更多的加热处理过程被组合使用(如依顺序；加热、压缩、冷却等)。
在一个实施例中，加热系统包括上元件和下元件的至少一个。此元件可以被配置加热(如传导热传递、辐射热传递、对流热传递等)、冷却和压缩胶凝复合材料10的至少一个。元件施加的加热可以分别将杆262的上端264和下端266的至少一个融合到渗透层20(如内侧22、外侧24等)和不可渗透层50(如内侧52、外侧54等)。加热处理中，施加于胶凝复合材料10的压缩可以减少胶凝复合材料10的变形。在其他实施例中，此元件被配置成能够冷却和压缩胶凝复合材料10的至少一个。冷却会引起胶凝复合材料10的熔化部分固化，并且也能完成连接器260分别与渗透层20和/或不可渗透层50的结合过程。元件可以是或包括电阻加热元件、红外加热器、加热灯、板元件、辊元件、熔炉、风扇/鼓风机、冷却器、热交换器、锅炉、和/或包括用于加热和/或冷却工作流体的流体管线以及其他可能。
如图14S所示，注射机构，显示为注射机构332，被用于将液化或熔化形式(如液化树脂、液化金属等)的连接器260注射于渗透层20和不可渗透层5之间以相互耦连。注射机构332可以包括多个注射器管，显示为注射器334。注射器334可以将胶凝复合材料10的一层或多层推开或去核化(如移除等)。注射器334可被配置成刺穿渗透层20和不可渗透层50的至少一个并且从胶凝复合材料10内沉积连接器260。在一个实施例中，注射器334刺穿渗透层20并且不会刺穿不可渗透层50。注射器334可以从渗透层50的内侧52穿过渗透层20注射液化或熔化的连接器，显示为液化连接器330，以封闭由注射器334产生的孔。液化连接器330然后可以固化以形成连接器260。在其他实施例中，注射器334可以刺穿不可渗透层50并且不会刺穿渗透层20。注射器334可以从渗透层20的内侧22穿过不可渗透层50注射液化连接器330，以封闭注射器334产生的孔。在其他实施例中，注射器344可以刺穿渗透层20和不可渗透层50。注射器334可以将液化连接器330注射在不可渗透层50的外侧54至渗透层20的外侧24之间，以封闭注射器334产生的孔。
聚簇结构层
根据如图15-17B所示的示例性实施例，胶凝复合材料10附加地或替换地包括第三结构层(如非编织、不编织层等)，显示为结构层340。根据此示例，结构层340包括以具有用于促进胶凝复合材料10操作的特定特性的聚簇结构布置的一个或多个绞线。举例来说，此结构层340的特征可以包括低密度、高空隙间隔和不连续以及其他特征。在一个实施例中，结构层340为配置用于支撑胶凝混合物30的重量以减少水化前分层的风险的(如结构层340从不可渗透层50分离等)独立的、结构性材料，并且同时改善胶凝复合材料10水化后的强度。举例来说，结构层340可以能够独立地支撑具有每平方英尺1至5磅之间的胶凝混合物。这些特性提高胶凝复合材料10的强度、可运输性和其他特征。具有以聚簇结构布置的绞线的结构层340可以降低胶凝混合物30内的收缩诱导开裂的发生率和/或严重性。此降低可以产生是因为一个或多个聚簇绞线通过桥连胶凝阶段的断裂面来限制开裂的扩展。
如图16A-17B所示，结构层340包括一个或多个绞线，显示为绞线360。如图16A所示，绞线360具有圆形螺旋结构，其包含多个螺旋，显示为环363，并被空隙分隔，显示为间隙362。在其他实施例中，绞线360具有其他形状和/或构造。举例来说，绞线360具有方形螺旋结构、梯形螺旋结构、非对称螺旋结构、楔形螺旋结构或其他螺旋结构。举另外例来说，绞线360可以具有非螺旋结构(如环364被移除等)例如波浪形和/或弯曲结构、平面结构或其他可能结构。根据一个示例性实施例，间隙362促进相同绞线360的环364的交织(如成簇等)和/或绞线360的环364与邻近绞线360的环364的交织。根据一个示例性实施例，绞线360为柔性的。在其他实施例中，绞线360为半刚性的。在一些实施例中，绞线360是可变形的(如塑性变形等)。根据一个示例性实施例，绞线360包含纤维材料、聚合物材料和金属材料(如，金属、塑料、碳纤维、芳香聚酰胺玻璃、碳化硅、氧化铝、尼龙、聚丙烯、椰壳纤维、纤维素材料、其他合成材料或其他天然材料等)的至少一种。绞线360可以包含多种组成绞状结构，例如单纤维丝(如单材料绞线等)、多纤维丝(如多材料绞线等)、纺织纱、编织纱和/或线。绞线360可以具有均一的间隙362(如环364沿绞线360长度的相同频率)或可变间隙362。绞线360的大小(如长度、宽度、截面厚度、密度等)、结构和/或材料可以针对胶凝复合材料10的特定应用进行选择。
如图16B所示，绞线360可以以第一结构布置以形成绞线360簇，显示为簇366。根据一个示例性实施例，绞线360和/或相互布置的簇366的相同绞线360的不同部分为相互独立的(如不物理性结合、不融合或整体成形等)以至于绞线360和/或相同绞线360的不同部分通过摩擦和缠绕(如环364的缠绕等)相同结合。在一个实施例中，簇366包括自身缠绕的单个的、连续的绞线360。在其他实施例中，簇366包括多个相互缠绕的非连续绞线360(如相交、重叠或其他方式相互交接等)。在一个实施例中，簇366的绞线360包括相同材料、大小(如长度、截面厚度、间隙362的大小等)和结构(如形状等)。在其他实施例中，簇366的绞线360包括不同材料、大小和/或不同结构。根据一个示例性实施例，绞线360以随机方式布置于簇366内(如随机分布、非均一地分布等)。绞线360可以卷曲、随机配置、或定向以使绞线360能够频繁地改变方向并且具有不同相对的定向。簇366可以包括贯穿簇366不同区域并具有不同密度的绞线360。在其他实施例中，绞线360可以以均一的方式(如系统布置、特定格局布置等)布置于簇366内。簇366可以包括一个或多个由相互缠结的绞线360形成的柱或其他结构。在一些实施例中，绞线360包括多个可以促进绞线360以缠结结构结合形成簇366的延伸(如倒钩、纤维等)。所述延伸可以防止一旦聚簇后绞线360的分离。此延伸可以从绞线360主体突出。在一些实施例中，绞线360被涂覆或喷涂有粗喷雾(如通过包括涂层内的研磨材料等)，其可以帮助绞线360的缠结以形成簇366。在一些实施例中，粘合剂施加于于绞线360以防止分散(如防止一旦聚簇后绞线360的分离等)。
如图16C-17B所示，簇366形成为(如压缩、压紧等)垫(如聚簇层等)，显示为聚簇垫368。聚簇垫368可以形成结构层340。根据一个示例性实施例，聚簇垫368可以为非编织结构层340，形成非编织胶凝复合材料10。在一个实施例中，聚簇垫368由单簇366形成。在替换性实施例中，聚簇垫368由多个簇366形成。多个簇366可以为不同材料，具有不同密度，和/或具有不同特性。根据示例性实施例，第一簇366可以与一个或多个与第一簇366相比具有相同和/或不同特性的附加簇366。在一些实施例中，第一簇366与另外簇366缠结(如沿着、并排、一个在另外上面等)。根据一个示例性实施例，簇366可以与另外一个耦连(如利用粘合剂、结合等)。包含不同簇366的结构层340可以在原位水化之前和之后的胶凝复合材料10的横向、纵向和厚度方向上的至少一个(如垂直于复合材料表面方向)提供独特的机械和结构特性。举例来说，具有更小绞线360(如短、窄或相对较小长度等)的第一簇366可以配置成具有布置于其内(如缠结等)的局部强度，同时第二簇366可以具有更长绞线360(如长度更大等)，更长绞状簇366配置成提供耐久度并且防止结构层340的分离。同时，第一和第二簇366可以为胶凝复合材料10提供局部强度和耐久度。
根据一个示例性实施例，聚簇垫368包括以紧密间隔结构堆积的绞线360。此紧密间隔结构可以形成间质空隙，显示为空隙348。包含空隙348的结构层340的体积设计成用于提供结构层340和/或胶凝复合材料10的目标密度、重量和/或其他特征。空隙348的数量可以通过规范绞线360的特性(如大小、强度、厚度等)、施加于簇366以形成聚簇垫368的压缩力和/或聚簇垫的体积(如绞线360压缩成对应更大体积的小体积等)来进行设计。绞线360缠结部分之间的距离在聚簇垫368内的给定位置处可以为0.1微米至大于500微米之间。根据示例性实施例，结构层340具有能够在胶凝复合材料10运输和处理中减少胶凝混合物30的损失的绞线360的密度。
根据一个示例性实施例，结构层340支撑(如保持、牵制、增强等)胶凝混合物30。举例来说，结构层340的绞线360可以物理性支撑空隙348内的胶凝混合物30。支撑胶凝混合物30的绞线360的大小、形状或方向可以设计用于改善胶凝复合材料10的结构特性和/或水化特征。举例来说，胶凝复合材料10可以具有更紧密布置的绞线360的更少的开放空隙，以改善结构层340的强度但会使其较难填充。
如图17A和17B所示，胶凝混合物30被布置在结构层340的空隙348的至少一部分内。根据示例性实施例，胶凝混合物30利用重力、振动、压实或重力、振动和压实的任意结合的方式布置在空隙348内。胶凝混合物30的压实程度会影响水流过胶凝混合物30的能力、胶凝混合物30水化、凝结和固化所需时间、胶凝复合材料10的强度、胶凝混合物30的均匀性和/或胶凝混合物30通过渗透层20逸出的风险。
如图16C-17B所示，结构层340包括第一侧，显示为顶面342，和第二侧，显示为底面344。顶面342和底面344可以通过结构层340的厚度分离。在一个实施例中，结构层340具有5毫米和100毫米之间的厚度，如15毫米。如图17A和17B所示，结构层340的底面344沿不可渗透层50的内侧52放置。根据一个示例性实施例，结构层340的底面344利用加热处理(如加热焊接、融合、炉内结合等)、粘合剂、化学反应、中间耦连材料或其他加工过程耦连于(如附接于、连接于、接合于等)不可渗透层50的内侧52。在一个实施例中，在胶凝混合物30沿不可渗透层50和结构层340内布置之前，结构层340的底面344耦连于不可渗透层50的内侧52。
如图17A所示，渗透层20的内侧22沿结构层340的顶面342放置。在一些实施例中，结构层340包括沿顶面342布置的网格布衬砌和/或涂覆层。根据一个示例性实施例，结构层340的至少一部分从胶凝混合物30暴露(如一个或多个绞线360的至少一部分暴露等)，因此形成结构层340的暴露部分。在一个实施例中，暴露部分从胶凝混合物30突出。例如，多个绞线360可以从胶凝混合物30突出(如0.5毫米、1毫米、2毫米等)。每个绞线360的一部分可以从胶凝混合物30突出或绞线360子组的部分可以从胶凝混合物30突出(如垂直地、从两侧等)。从胶凝混合物30突出的绞线360的长度限定结构层340的暴露部分。根据一个实施例，结构层340的暴露部分包括从胶凝混合物30垂直(如从顶部)和/或水平(如从侧面)延伸的绞线360。此绞线360可以以随机结构布置并且从胶凝混合物30以多个方向延伸。在其他实施例中，结构层340具有限定的格局(如对角相交、蜂窝状等)、并且按照相应的结合格局与顶面342耦连的渗透层20。所述暴露部分可以促进胶凝复合材料10的多个其他层结合到结构层340。
在一个实施例中，渗透层20的内侧22耦连于结构层340顶面342的暴露部分(如渗透层20结合到从胶凝混合物30突出的绞线360的长度)。举例来说，渗透层20的内侧22可以通过加热(如加热焊接、融合、熔炉中结合等)、粘合剂、化学反应、中间耦合材料(如双面胶粘带等)或其他方法耦连于结构层340的顶面342。在一个实施例中，在耦连之前，结构层340的暴露部分进行清洁(如利用加压空气、利用刷子、类似于棉绒辊的粘性吸尘材料等)以移除胶凝材料或其他来自结构层40的暴露部分的杂质。在其他实施例中，胶凝混合物30压入结构层340中(如均匀地，平整地等)，以此减少胶凝材料在结构层340暴露部分的出现率。
根据一个示例性实施例，除了胶凝复合材料10的其他层之外，结构层340具有独立机械特性。举例来说，此机械特性可以包括抗拉强度、断裂伸长率和撕裂强度以及其他已知特性。结构层340可以包括具有目标厚度和/或长度、和/或用于提供目标机械特性而设计的绞线360之间的耦连的绞线360。绞线360可以具有提供目标机械特性的构造。结构层340的弹性系数和几何形状可以影响胶凝复合材料10的柔韧性。具有更低弹性系数或更开放几何形状之一的结构层340可以增加胶凝复合材料10(如为运输，牵制胶凝材料等)的柔韧性(如更低曲率半径等)。
根据替换性实施例，结构层340包括空隙格局(如切穿结构层340的形状、形成于结构层340内的三维空隙等)。此空隙格局可以通过剪切、成形或其他过程形成于结构层340内。所述空隙格局可以在结构层340初级制备过程中形成或后续作为二级制备程序。根据示例性实施例，所述空隙格局随机分配或依序形成(如蜂窝等)。所述空隙格局可以减少在结构层340内布置胶凝混合物30的所需时间，并且提高原位水化后胶凝复合材料10的物理特性，和\或提供其他优点。
根据一个替换性实施例，涂层可以布置成围绕纤维的至少一部分。举例来说，所述涂层可以配置成提高结构层340的多种特性(如强度、耐久度等)。作为又一示例，所述涂层可以改善结构层340内部的结合强度、结构层340对渗透层20和不可渗透层50的结合强度和原位水化后结构层340对胶凝混合物30的结合强度。举例来说，所述涂层包括研磨涂层(如类似于Scotch-清洁垫)、抵抗紫外光的涂层、用于保护绞线360免于胶凝材料影响的涂层(如改善耐碱性、提高水化后与胶凝混合物30的结合，减少从胶凝混合物30的脱层和\或分离)、和\或其他已知涂层。
根据示例性实施例，胶凝复合材料10包括耦连到(如，熔合、整体成形、结合等)结构层340的网格布衬砌(如强化材料、土工织物、土木格栅、其他非编织材料、编织材料等)。网格布衬砌可以耦连于结构层340的一个或多个面或布置于结构层340内。网格布衬砌可以采用类似于渗透层20的材料以改善渗透层20和结构层340的结合(如当此网格布沿结合面布置等)。所述网格布衬砌可以提供水化之前和之后的结构层340和胶凝复合材料10的抗拉强度。举例来说，松散组装的结构层340具有分离的趋势，而网格布衬砌能增强结构层340以防止此分离
网格结构层
根据图18-21B所示的示例性实施例，胶凝复合材料10附加地或替换性地包括第四结构层(如非编织层、不编织层、低纤维层、无纤维层等)，显示为结构层440。根据一个示例性实施例，结构层440包含具有用于促进胶凝复合材料10的操作而进行设计的特定特性的网格结构。举例来说，结构层440的特性可以包括低密度、高空隙间隔以及其他特征。在一个实施例中，结构层440为配置用于支撑位于渗透层20和不可渗透层50之间的胶凝混合物30重量的独立的、无支撑的结构性材料，因此减少预水化分层的风险(如结构层40从不可渗透层50分离等)，同时提高水化后胶凝复合材料10的强度。举例来说，结构层440可以独立地支撑具有每平方英尺1磅和5磅之间重量的胶凝混合物。这些特征可以改善胶凝复合材料10的强度和可运输性以及其他特性。布置于网格结构内的结构层440也可以减少胶凝混合物30内的收缩诱导的裂缝的发生率和/或严重性。产生此减少是因为结构层440的网格在胶凝阶段通过桥连缝隙面来限制裂缝扩大。
根据一个示例性实施例，结构层440为柔性的。在其他实施例中，结构层440为半刚性的。举例来说，结构层440可以具有预定义的形状(如弯曲的等)因此胶凝复合材料10呈结构层440的形状。在一些实施例中，结构层440为可变形的(如塑性变形等)。根据一个示例性实施例，结构层40包含聚合物材料、金属材料、复合材料的至少一种(如金属、塑料、碳纤维、芳纶玻璃、碳化硅、氧化铝、尼龙、聚丙烯、椰壳纤维、纤维素纤维、其他合成材料或其他天然材料等)。
根据一个示例性实施例，除了胶凝复合材料10其他层的特性之外，结构层440可以具有独立的机械性能。举例来说，所述的机械性能包括抗拉强度、断裂伸长率和撕裂强度以及其他已知特性。结构层440可以具有目标厚度、长度和\或设计成提供目标机械特性的耦连的部分。结构层440可以具有可提供目标机械特性的构造。结构层440的弹性系数和几何形状可以影响胶凝复合材料10的柔韧性。具有低弹性系数或更开放几何形状其中之一的结构层440可以增加胶凝复合材料10(如为运输，牵制胶凝混合物30等)的柔韧性(如降低曲率半径)。
根据图19A-19D和21A，结构层440包括网格，显示为网格460，其包括壁，显示为壁462。在一个实施例中，壁462形成单个的、连续性结构。在其他实施例中，壁462可选择性耦连形成网格460。举例来说，壁462可以为粘合性耦连、焊接、机械性耦连(如利用紧固件、接扣等)、整体成形、和或其他方式耦连以形成网格460。在一个实施例中，网格460的壁462包括相同材料、大小(如长度、截面厚度、高度等)和结构(如形状等)。在其他实施例中，网格460的壁462包括不同材料、大小和/或不同结构。如图19A-19D和21A所示，壁462以相交结构布置以使得壁464可以限定多个间隔，显示为腔464。
根据一个示例性实施例，具有腔464的结构层440的体积会影响结构层440和胶凝复合材料10的密度、重量和/或其他特征。腔464的体积可以随壁462的特性(如大小、长度、高度、厚度等)、壁464之间的间隔和壁464结构(如腔464的形状等)而变化。根据一个示例性实施例，具有更高密度的结构层440会减少在胶凝复合材料10的运输和处理中胶凝混合物30的损失。在一些实施例中，网格460的壁462包括用于更好与胶凝混合物30(如水化之后等)结合的倒钩、纤维和/或研磨涂层。
如图19A-19D所示，网格460的壁462可以以多种结构布置以限定不同形状的腔464。如图19B所示，壁462布置于第一结构内，显示为三角形结构470。三角形结构470包括布置的壁462，由此腔464呈三角截面形状。在一些实施例中，布置于三角形结构470内的壁464向内倾斜，由此壁462相会成点(如棱锥体形状)。此结构可以促进胶凝复合材料10的弯曲和/或卷曲。如图19C所示，壁462被布置在第二结构内，显示为矩形结构472。矩形结构472包括布置的壁462，由此腔464具有矩形截面形状(如矩形或方形等)。如图19D所示，壁462布置于第三结构内，显示为蜂窝状结构474。蜂窝状结构474包括布置的壁462，由此腔464具有六角形或蜂窝状截面形状。在其他实施例中，网格460包括布置于其他结构的壁462(如菱形结构、圆形结构、非对称性结构、梯形结构、波浪状结构等)，由此腔464具有此截面形状(如菱形、圆形、非对称形、梯形、波浪形等)。根据一个示例性实施例，壁462的布置使得腔464贯穿结构层440具有均一形状和大小(如腔464为全部相同的等)。在替换性实施例中，壁462的布置使得腔464为非均一形状和/或大小(如某些腔464是梯形的并且某些腔464是蜂窝状的，某些腔464是其他空腔464的两倍等)。根据示例性实施例，壁464被水平定向(如壁462垂直于不可渗透层50和/或渗透层20等)。在替换性实施例中，壁462以一定角度定向(如相对于不可渗透层50和/或渗透层20等)。某些壁462可以相对于网格460的其他壁462以不同角度定向(如彼此靠近倾斜、彼此远离倾斜等)。举例来说，壁462可以形成替换性结构(如其限定多个交替的岭或脊和谷或凹陷等)。在一些实施例中，腔464可以通过多个由网格460限定的交替的凹陷而形成(如其中交替结构的脊封闭腔464的一侧等)。
在一些实施例中，网格460包括布置于一个或多个网格460的腔464内的补充性网格。此补充性网格可以将一个或多个腔464分成更小的腔，以提高强度。根据示例性实施例，补充性网格的形状对应于壁464的布置和网格460的腔464的对应形状(如蜂窝状腔和蜂窝状补充性网格等)。在一个实施例中，补充性网格的腔的形状与补充性网格布置在其内的对应腔464的形状相同(如腔464为蜂窝状和补充性网格的腔也为蜂窝状等)。在其他实施例中，补充性网格的腔的形状与补充性网格布置在其内的对应腔464的形状不同(如腔464为蜂窝状形状而补充性网格的腔为圆形等)。
在一个实施例中，结构层440包括单一网格460。在一个替换性实施例中，结构层440包括多个网格460。多个网格460为不同材料，具有不同密度，具有不同壁结构，具有不同壁特性(如厚度、密度、高度等)，具有不同腔特性(如形状、大小、体积等)，和/或具有其他不同特征。根据一个示例性实施例，第一网格460可以与相对于第一网格460具有相同和/或不同特性的一个或多个附加网格460接合。在一些实施例中，第一网格460连续地与其他网格460耦连(如沿纵向边缘、侧向边缘等)。在其他实施例中，第一网格460与其他网格460形成层(如层叠等)。根据一个示例性实施例，多个网格460可以与其他耦连(如利用粘合剂、连接等)。具有不同网格460的结构层440可以在水化之前和之后的胶凝复合材料10的横向、纵向和厚度方向(如垂直于复合材料表面方向等)中至少一个方向提供独特的机械和结构特性。举例来说，具有更小腔464的第一网格460可以配置成提供局部强度，同时具有更大腔464的第二网格460可以配置成提供耐久度。同时，第一和第二网格460可以为胶凝复合材料10提供局部强度和耐久度。
根据一个示例性实施例，网格460支撑(即支持、牵制、增强)胶凝混合物30。举例来说，网格460的壁462可以物理性支持腔464内的胶凝混合物30。用于支撑胶凝混合物30的壁462的大小、形状和/或方向可以设计用于改善胶凝复合材料10的结构特性和/或水化特征。举例来说，具有更紧密布置的壁462的更少开放间隔(即更小腔464)可以改善结构层440的强度但会使其更难填充。
如图21A所示，腔464被配置成接受并且支持胶凝混合物30的成分，由此胶凝混合物30配置于网格460的腔464的至少一部分内。在一些实施例中，仅腔464的一部分接受胶凝混合物30的胶凝材料(如一些腔464是空的等)。根据一个示例性实施例，胶凝混合物30利用重力、振动、压实或重力、振动和压实的任意结合的方式布置在腔464内。胶凝混合物30的压实程度会影响水流过胶凝混合物30的能力、胶凝混合物30水化、凝结和/或固化所需时间、胶凝复合材料10的强度、胶凝混合物30的均一性和/或胶凝混合物30通过渗透层20逸出的风险。在一些实施例中，壁464限定有促进胶凝混合物30的胶凝材料从腔464移动到邻近腔464的孔或空隙(如壁462切出的形状、壁462内形成的空隙等)。此空隙可以在壁462内切出或形成。所述空隙可在网格460初级制备过程中形成或后续作为二级制备程序。在一些实施例中，空隙为随机分配或依序形成(如蜂窝等)。空隙可以减少在结构层440内布置胶凝混合物30的所需时间，并且提高原位水化后胶凝复合材料10的物理特性，和\或提供其他优点。
如图19A和21A所示，网格460包括第一侧，显示为顶面466，和相对的第二侧，显示为底面468。顶面466和底面468可以通过壁462的厚度分离。在一个实施例中，壁462具有5毫米和100毫米之间的高度，如15毫米。在一个实施例中，壁462具有十分之一毫米和5毫米之间的厚度。根据一个示例性实施例，网格460为胶凝复合材料10的独立结构，其可以选择性耦连于(如利用粘合剂、加热处理过程、化学反应、中间耦连材料等)渗透层20和不可渗透层50的至少一个。如图21A所示，网格460的底面468沿不可渗透层50的内侧52放置。根据一个示例性实施例，网格460的底面468利用加热处理(如加热焊接、熔化、熔炉内结合等)、粘合剂、化学反应、中间耦连材料或其他加工过程耦连于(如附接于、连接于、结合于)不可渗透层50的内侧52。在一个实施例中，胶凝混合物30沿不可渗透层50和在网格460的腔464内布置之前，网格460的底面468耦连于不可渗透层50的内侧52。在一个替换性实施例中，网格460从不可渗透层50的内侧52延伸(如整合或源自于等)。
如图21A所示，网格460的顶面466沿渗透层20的内侧22放置。根据一个示例性实施例，网格460的顶面466利用加热(如加热焊接、熔化、熔炉中结合等)、粘合剂、化学反应、中间耦合材料(如双面胶粘带等)或其他方法耦连(如附接于、连接、结合等)于渗透层20的内侧22。在一个实施例中，在胶凝混合物30沿不可渗透层50和在网格460的腔464内布置之后，网格460的顶面466耦连于渗透层20的内侧22。在一个替换性实施例，网格460从渗透层20的内侧22延伸(如整体形成或源自于等)。在一个实施例中，耦连之前，壁462的暴露部分(如从胶凝混合物30延伸的部分，顶面466等)被清洁(如利用加压空气，利用刷子等)以移除胶凝材料或其他来自壁462的暴露部分的杂质。在其他实施例中，胶凝混合物30压入网格460中(如均匀地，平整地等)，因此减少胶凝材料在结构层40暴露部分的出现率。
如图20A-20I和21B所示，结构层440具有网格结构(如骨架、间隔框架和微格子结构等)，显示为土木格栅480。土木格栅480包括至少一层(如两层、三层、四层等)，显示为绞线层482。如图20A-20I和21B显示，每个绞线层482包括多个绞线，显示为绞线484，其在接合处(显示为节点486)相互连接以联合形成绞线层482。如图20A、20H、20I和21B所示，绞线层482通过耦连件(如杆、延伸件、梁、桁架等)，显示为支柱488，在间隔分离结构内附接。根据示例性实施例，支柱488从一个绞线层482的节点486延伸至另一绞线层482的相应的节点486。在一些实施例中，土木格栅480包括三个或多个通过支柱499附接(如堆积等)的绞线层482。根据示例性实施例，支柱488从节点486垂直延伸(如垂直于绞线层482等)。在其他实施例中，支柱488沿绞线层482的平面水平延伸。在其他实施例中，支柱488从绞线层482以一定角度延伸(如形成桁架结构等)。仍在其他实施例中，支柱488垂直延伸、水平延伸、以一定角度延伸或其组合。在一些实施例中，多个支柱488从单个节点486延伸。在一些实施例中，某些节点486不会包括对应的支柱488(如，非所有节点486都具有从其延伸的支柱488等)。在其他实施例中，一个或多个支柱488附接于绞线484和/或相邻支柱488(即，具有不连接于节点486的端部)。
根据一个示例性实施例，支柱488与绞线层482相互耦连，以此土木格栅480具有均一厚度(如绞线层482为平行的，等)。在其他实施例中，支柱488与绞线层482相互耦连，以此土木格栅480具有可变厚度。举例来说，支柱488的长度可以沿绞线层482的纵向长度和/或横向长度增加，以此土木格栅480在斜面上构建(如斜坡，上绞线层482相对于下绞线层482成角度等)。举另外例来说，靠近土木格栅480纵向边缘的支柱488长度可以相对于靠近土木格栅480的中心的支柱488具有更小长度，以此上绞线层482具有弯曲结构(如，可以促进胶凝复合材料10安装和原位水化后的水分流出等)。举其他实施来说，支柱488可以横跨土木格栅480上为尺寸可变的以至于土木格栅480具有期望的、预形成形状。
在一个实施例中，支柱488与绞线层482整体性形成，以此土木格栅480为单一、连续结构。在其他实施例中，支柱488利用粘合剂、加热处理过程、化学反应、中间耦连材料和\或紧固件中至少一个附接于节点486。根据一个示例性实施例，土木格栅480的绞线层482包括相同材料、大小(如长度、截面厚度等)和结构(如形状、格局等)。在其他实施例中，土木格栅480的绞线层482包括不同材料、大小和/或不同结构。根据一个示例性实施例，支柱488包含括与绞线层482相同的材料，以促进增加在节点486处的支柱488的结合强度。在其他实施例中，支柱488包含与绞线层482不同的材料。举例来说，绞线层482可以包含增加绞线层482和渗透层20和不可渗透层50的至少一个之间的结合强度的材料，并且支柱488可以包括增加胶凝复合材料10柔韧性的第二材料。根据一个示例性实施例，土木格栅480是柔性的。在其他实施例中，土木格栅480为半刚性的以使得绞线层482和支柱488的至少一个为刚性的。举例来说，绞线层482的至少一个可以形成为预定形状(如弯曲等)以使得胶凝复合材料10呈土木格栅480的形状。举另外例来说，支柱488可以为柔性的以使得土木格栅480为可被压缩的。
如图20A-20I和20B所示，土木格栅480包括空隙间隔(如开放空间、空气间隙等)，显示为空隙间隔490，其被选用以针对结构层440和胶凝复合材料10的特定密度、重量和其他特性。在一个实施例中，土木格栅480的体积包括大部分的空隙间隔490(如，55％、75％、80％、90％、95％、99％、99.9％等)。空隙间隔490的体积量可以基于绞线484特征(如大小、长度、高度、厚度、形状等)、绞线484之间的间隔、绞线484的结构(如绞线层482的形状等)、支柱488的特征(如大小、长度、厚度、形状等)和土木格栅480内的支柱数量(如每单位体积支柱488的密度等)中至少一个。根据一个示例性实施例，更密集的土木格栅480可以减少胶凝复合材料10运输和处理过程中的胶凝混合物30的损失和/或增加土木格栅480的强度。在一些实施例中，土木格栅480的绞线层482包括可提供与胶凝混合物30(如水化后等)更好结合的倒钩、纤维和/或研磨涂层。
如图20A-20I所示，土木格栅480的绞线484在节点486处以多种不同结构结合以使得绞线层482具有不同结构。如图20B所示，绞线484设置在第一结构内，显示为单轴结构492。单轴结构492包括布置的绞线484以使得绞线484利用在纵向方向上连续附接的绞线层482的每个侧面的节点486来从第一侧面的节点486水平延伸穿过绞线层482至相对第二侧面的第二节点486。单轴结构492将绞线层482内的空隙间隔490限定为细长的空隙。如图20C所示，绞线484被布置在第二结构中，显示为双轴结构494。双轴结构494包括布置在矩形结构内的绞线484以至于绞线层482内的空隙间隔490为矩形形状(如矩形、方形等)。如图20D所示，绞线484被布置在第三结构中，显示为三轴结构496。三轴结构496包括布置在蜂窝状结构内的绞线484，其中每个蜂窝被分为三角形(如等边三角形等)以使得绞线层482内的空隙间隔490为三角形形状。如图20E所示，绞线484被布置于第四结构内，显示为四轴结构498。四轴结构498包括在方形结构内布置的绞线484，其中每个方形被分成更小的方形，并且每个更小的方形被分成三角形(如正三角形等)以使得绞线层482内的空隙间隔490为三角形形状。如图20F所示，绞线484被布置在第五结构内，显示为双轴结构497。双轴结构497包括布置在圆形结构内的绞线484，以使得绞线层482内的空隙间隔490为圆形形状。如图20G所示，绞线484被布置在第六结构内，显示为六角形结构499。六角形结构499包括布置在六边形结构内的绞线484，以使得在绞线层484内的空隙空间490为六角形形状。
在其他实施例中，绞线层484包括以其他结构布置的绞线484(如菱形结构、圆形结构、非对称性结构、梯形结构、波浪状结构等)以使得空隙间隔490根据绞线484的布置形成形状(如菱形、圆形、非对称、梯形、波浪状等)。根据一个示例性实施例，绞线484的布置使得空隙间隔490为贯穿绞线层482的均一形状和大小(如空隙间隔490为全部相同的等)。在替换性实施例中，绞线484的布置使得空隙间隔490为贯穿绞线层482的非均一形状和/或大小(如某些空隙间隔490为梯形并且某些空隙间隔490为蜂窝状，某些空隙间隔490为其他空隙间隔的两倍等)。
如图20H和20I所示，土木格栅480的布置使得其中一个绞线层482的节点486被间隔分离(如顶绞线层邻近渗透层20等)。此间隔可以促进土木格栅480和胶凝复合材料10具有更大的柔韧性和结合强度。如图20H所示，多个支柱488(如4个)从底绞线层482延伸并且在单个节点486处交汇。此土木格栅480的结构可以形成多个相互连接的棱锥体。形成于邻近棱锥体之间的间隔可以增加土木格栅480的弯曲能力。如图20I所示，多个棱锥体具有平面上部绞线层482。具有平面顶部的棱锥体结构也可以增加土木格栅480的弯曲能力，同时增加上部绞线层482与渗透层20和/或不可渗透层50的结合能力。
在一个实施例中，结构层440包括单个土木格栅480。在替换性实施例中，结构层440包括多个土木格栅480。多个土木格栅480具有不同材料，具有不同密度，具有不同绞线结构，具有不同绞线特性(如厚度、密度、高度等)，具有不同空隙间隔特性(如形状、大小、体积等)，具有不同支柱特征和/或特性，和/或具有其他不同特性。根据一个示例性实施例，第一土木格栅480可以与相较于第一土木格栅480具有相同和/或不同特性的一个或多个附加的土木格栅480相互接合。在一些实施例中，第一土木格栅480连续地与另外土木格栅480耦连(如沿纵向边缘、沿侧向边缘等)。在其他实施例中，第一土木格栅480与其他土木格栅480形成层(如，层叠等)。根据一个示例性实施例，多个土木格栅480可以与其他耦连(如利用粘合剂、连接、热处理熔合、整体成形等)。具有不同土木格栅480的结构层440可以水化之前和之后在胶凝复合材料10的横向、纵向和厚度方向(如垂直复合材料表面方向)中至少一个方向提供独特的机械和结构特性。举例来说，具有更小空隙间隔490的第一土木格栅480可以配置成提供局部强度，同时具有更大空隙间隔490的第二土木格栅480可以配置成提供耐久度。同时，第一和第二土木格栅480可以为胶凝复合材料10提供局部强度和耐久度。
根据示例性实施例，土木格栅480支撑(即支持、牵制、增强等)胶凝混合物30。举例来说，土木格栅480的绞线484和/或支柱488可以物理性支持的胶凝混合物30。用于支撑胶凝混合物30的绞线484和/或支柱488的大小、形状和/或方向可以设计以改善胶凝复合材料10的结构特性和/或水化特征。举例来说，具有更紧密布置的绞线484和/或支柱488的略微少开放间隔(如更少空隙间隔490等)可以改善结构层440的强度但会使其更难填充。
如图21B所示，空隙间隔490被配置成接受并且支持胶凝混合物30的成分以至于胶凝混合物30被配置于土木格栅480的空隙间隔490的至少一部分内。根据一个示例性实施例，胶凝混合物30利用重力、振动、压实或重力、振动和压实的任意结合的方式布置在空隙间隔490内。胶凝混合物30的压实程度会针对流过胶凝混合物30的目标水流能力、胶凝混合物30水化、凝结和/或固化所需时间、胶凝复合材料10的强度、胶凝混合物30的均匀性和/或胶凝混合物30通过渗透层20逸出的风险来进行选择。
如图21B所示，土木格栅480包括被支柱488长度分离的第一绞线层482(如底绞线层、下绞线层等)和第二绞线层482(如顶绞线层、下绞线层等)。在一个实施例中，支柱488具有5毫米和100毫米之间的长度，如15毫米。根据一个示例性实施例，土木格栅480为胶凝复合材料10的独立结构，其可以选择性耦连于(如利用粘合剂、加热处理过程、化学反应、中间耦连材料等)渗透层20和不可渗透层50的至少一个。在一些实施例中，胶凝复合材料10包括贯穿土木格栅480的空隙间隔490延伸的连接器260(如，结构层包括土木格栅480和连接器260的组合等)。如图21B所示，土木格栅480的第一绞线层482沿不可渗透层50的内侧52放置。根据一个示例性实施例，土木格栅480的第一绞线层482利用加热处理(如加热焊接、融合、炉内结合等)、粘合剂、化学反应、中间耦连材料或其他加工过程耦连于(如附接于、连接于、结合于)不可渗透层50的内侧52。在一个实施例中，在胶凝混合物30沿不可渗透层50和在土木格栅480的空隙间隔490内布置之前，土木格栅480的第一绞线层482耦连于不可渗透层50的内侧52。在一个替换性实施例中，土木格栅480从不可渗透层50的内侧52延伸(如整合于或源自等)。
如图21B所示，土木格栅480的第二绞线层482沿渗透层20的内侧22布置。根据一个示例性实施例，土木格栅480的第二绞线层482利用加热处理(如加热焊接、融合、炉内结合等)、粘合剂、化学反应、中间耦连材料(如双面胶粘带)或其他加工过程耦连于(如附接于、连接于、结合于)渗透层20的内侧22。在一个实施例中，在将胶凝混合物30沿不可渗透层50和土木格栅480的空隙间隔490内布置之后，土木格栅480的第二绞线层482耦连于渗透层20的内侧22。在一个替换性实施例中，土木格栅480从渗透层20的内侧22延伸(如整合于或源自等)。在一些实施例中，土木格栅480包括一个或多个布置于第一和第二绞线层482之间的附加的绞线层482。在一个实施例中，在耦连之前，第二绞线层482被清洁(如利用加压空气，利用刷子等)以移除胶凝材料或其他来自节点486和/或第二绞线层482的绞线484的杂质。在另外实施例中，绞线混合物30被压入土木格栅480中(如均匀地，平整地等)，因此减少第二绞线层480的胶凝材料的出现率。
根据可替换性实施例，土木格栅480不具有绞线层482。举例来说，支柱488被布置于间隔框架或微格结构内，其中每个支柱488在节点486处连接其他支柱488以形成框架和/或桁架结构。形成土木格栅480外面的节点486可以耦连于渗透层20和/或不可渗透层50。
根据其他替换性实施例，绞线层482可以耦连于网格460的顶面466和底面468的至少一个。绞线层482与网格460的顶面466和/或底面468的耦连可以增加结构层440分别耦连于不可渗透层50和/或渗透层20位置的出现率，因此可增加结构层440和不可渗透层50和/或渗透层20的结合强度。在一个实施例中，绞线层482包含与网格460的壁462相同的材料。在其他实施例中，绞线层482包括相对于网格460的壁462不同的材料。沿网格460的顶面466和底面468的至少一个布置的绞线层482可以减少胶凝混合物30从胶凝复合材料10中迁移出去的风险(如通过利用绞线484将腔464分成更小的腔等)。沿网格460的顶面466和底面468的至少一个布置的绞线层482可以提供原位水化之前和之后的网格460和胶凝复合材料10的抗拉强度。
根据可替换性实施例，涂层可以围绕结构层440的至少一部分布置。举例来说，所述涂层可以配置用于提高结构层440的多种特性(如强度、耐久度等)。作为又一示例，所述涂层可以改善绞线484、支柱488和/或壁462在结构层440内的耦合强度、结构层440对渗透层20和/或不可渗透层50的耦合强度和原位水化后结构层440对胶凝混合物30的耦合强度。举例来说，所述涂层包括研磨涂层(如，类似于Scotch-清洁垫)、抵抗紫外光的涂层、保护绞线484、支柱488和/或壁462免于胶凝材料影响的涂层(如改善耐碱性)和\或其他已知涂层。
管结构层
如图22C所示的示例性实施例，胶凝复合材料10附加的或替换性的包括第五结构层，显示为结构层600。如图22C所示，结构层600包括多个管状构件(如空心管等)，显示为管602。在其他实施例中，结构层600包括多个波浪状构件。如图22C所示，每个管602具有壁，显示为侧壁604，其限定多个孔，显示为孔606。管602为可渗透的。在一个实施例中，管602由可渗透织物制成。可渗透织物包括编织或编结的织物。在其他实施例中，管602由绞线层制成(如类似绞线层482等)以形成管状网格(如，土木格栅等)。根据示例性实施例，管602可以布置(如依顺序的和/或结构化的形式)形成独立的、自支撑结构层600(如，不与渗透层20和/或不可渗透层50编织等)。渗透层20和/或不可渗透层50耦连于管602的端部或沿管602的侧壁604耦连。
三维编结/编织结构层
根据如图22D所示的示例性实施例，胶凝复合材料10附加的或替换性的包括第六结构层，显示为结构层700。如图22D所示，结构层700包括三维编织或编结结构，显示为网702。网702可以布置于渗透层20和不可渗透层50之间。在一个示例中，网702可以聚集于渗透层20和不可渗透层50之间。渗透层20和/或不可渗透层50可以耦接于聚集的网702。在其他实施例中，网702沿胶凝复合材料10的外周延伸(如防止胶凝混合物30的迁移等)。
波浪或块结构层
根据示例性实施例，网格和/或织物片材(如编织织物片材等)被压制成具有波浪或块片材格局的自支撑结构层。波浪或块片材格局包括一个或多个片材。此一个或多个片材可以为或包含单个材料或多个材料。所述编织或块片材格局限定多个峰和谷。峰可以耦连于渗透层20和不可渗透层50的其中一个，并且谷可以耦连于渗透层20和不可渗透层50的另外一个。波浪或块片材格局可以是可渗透的。
胶凝混合物
具有吸水材料的胶凝混合物
如图4A-4C，10A-14S，17A，17B，21A和21B所示的示例性实施例，胶凝混合物30被布置于(i)结构层40的空隙44的至少一部分内，(ii)连接器260之间，(iii)结构层340的空隙348内，和/或(iv)腔464内和/或结构层440的空隙间隔490内。如图4A-4C，10A-14S，17A，17B，21A和21B所示，胶凝混合物30包括成分(如材料等)混合物，显示为胶凝材料32。胶凝材料32包括水泥(如波特兰水泥、氧化铝水泥、CSA水泥等)和/或补充性胶凝材料(如粉煤灰、硅粉、矿渣、高岭土或其他补充材料等)，显示为集料34。在一个实施例中，集料34贯穿胶凝混合物30均一地(如，均匀地)的分布。在其他实施例中，集料34贯穿胶凝混合物30非均一分布(如，随机地、不均匀地等)。集料34大小为大于三十目(即595微米)和小于五目(即，四千微米)之间。在一些实施例中，集料34大小为三百目(即，50微米)和30目之间。集料34的大小可以以在胶凝混合物30内产生空隙间隔的预期大小和数量来进行选择。凝结混合物30内空隙间隔的数量和大小可以直接影响胶凝复合材料10原位水化中的水流。
在一些实施例中，胶凝混合物30包括添加剂(如纤维、增塑剂、促进剂、缓凝剂、粘度调节剂、吸收剂、减水剂等)。此添加剂可用于改善胶凝混合物30的机械特性(如，强度、凝结时间、固化要求、热膨胀系数、渗透性、耐酸性等)或耐久度以及其他特性和/或可以用作胶凝材料32的一部分的替代物。根据一个示例性实施例，添加剂包括以特定混合比例添加的火山灰材料(如粉煤灰、底灰、硅粉、矿渣、高岭土或其他补充材料等)。
如图4A-4C所示，胶凝混合物30包括吸水材料，显示为吸水材料36。根据示例性实施例，吸水材料36可配置成吸收水分并且能在原位水化中膨胀以将胶凝材料32和/或集料34锁定在位置中(如，增加结构层40、连接层240、结构层340和结构层440内的胶凝混合物30的稳定性和/或粘性等)以防止水化中胶凝混合物30从胶凝复合材料10中洗出。吸水材料36可以促进胶凝复合材料10在斜坡(如，山坡、沟渠等)的应用和局部水化并且不存在胶凝混合物30在水化中从结构层洗出的风险。吸水材料36可以附加地或替换地通过固化过程中从胶凝混合物30内提供或释放水分的方式改善胶凝复合材料10的固化。胶凝复合材料10固化的改善可以提高(如，增加、增大等)其强度(如，增加至具有不包含吸水材料的混合物的胶凝复合材料的两倍等)。吸水材料36可以附加地或替换性的提高一个或多个水化后和固化后胶凝复合材料10的特性(如，耐磨性、弯曲强度、穿刺强度、抗压强度等)。吸水材料36可以附加地或替换性地保持水分以减少蒸发，然后在一段时间内释放水分，和/或控制水分至合适水泥掺入比。
根据一个示例性实施例，胶凝混合物30包括接近0.001-5％的吸水材料26(如，以胶凝混合物30的重量或体积计等)。吸水材料36可以包括粒子、颗粒、粉末、纤维、膜、微球等。在一些实施例中，吸水材料36包括被配置成能够吸收其自身重量0.001倍和1倍之间水分的吸水材料。在一些实施例中，吸水材料包括配置成能够吸收其自身重量1倍和1000倍之间水分的高吸水性材料。在一个实施例中，所述高吸水性材料被配置成能够吸收其自身重量75倍和300倍之间的水分，例如接近其自身重量200倍的水分。所述高吸水性材料包括高吸水树脂(SAP)。所述SAP可以包括聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酰胺共聚物、乙烯马来酸酐共聚物、交联羧甲基纤维素、聚乙烯醇共聚物、交联聚环氧乙烷、和/或淀粉接枝的聚丙烯腈共聚物以及其他可能的SAP。所述高吸水性材料可以附加地或替换性地包括高吸水性粘土(如，形成SAP复合材料(SAPC)等)。所述的高吸水性粘土可以包括蒙脱石和/或其他用于产生SAPC的物质。
根据一个示例性实施例，吸水材料36的粒度范围可以为从1微米至5000微米。在一个实施例中，大部分的吸水材料36在特定混合比例下具有90微米和300微米之间的粒度。举例来说，吸水材料36的特定混合比例可以包括0-30％的尺寸小于90微米的粒子(如，大约7％等)，10-60％的尺寸为90-150微米之间的粒子(如，大约37％等)，25-80％的尺寸为150-300微米之间的粒子(如，大约56％等)和0-30％的尺寸大于300微米的粒子(如，大约0％等)。申请人发现相较于吸水材料36的更小粒子(如，小于150微米的粒子)，吸水材料36的更大粒子(如，尺寸大约150微米)可以用于改善洗出抗性。举例来说，更大粒子可以在水化过程中和/或水化之后更快吸收水分并且形成能够将胶凝材料32和集料34锁定在结构层40、连接层240、结构层340、和/或胶凝复合材料10的结构层440内的凝胶状物质以来防止洗出。更快的水分吸收是有利的，因为胶凝复合材料10可以在斜坡和/或相对高压下快速地局部水化。申请人也发现吸水材料36的更小粒子可以改善胶凝复合材料10的固化过程(如，增加强度等)。申请人也发现更小粒子水化之后可以产生更细、更少的研磨材料并具有更低渗透性。
在一些实施例中，胶凝混合物30包括石灰(如，水化石灰等)。举例来说，胶凝混合物30可以包含吸水材料36、石灰或都包含吸水材料36和石灰。申请人发现相对于胶凝复合材料30其他一种或多种其他成分，石灰快速硬化和凝结(如利用合适的石灰混合比例时几乎为瞬间的等)。申请人进一步发现快速凝结石灰可以在位置中锁定胶凝混合物30的一种或多种其他成分，因此减少水化中胶凝混合物30的洗出。根据一个示例性实施例，胶凝混合物30包括大约0.01至大于30％的石灰(如，以胶凝混合物30的重量计等)。在一个实施例中，胶凝混合物30包括大约2-5％的石灰(如，以胶凝混合物30的重量计等)。
在一些实施例中(如，胶凝混合物包含石灰的实施例中)，胶凝混合物30包括纤维(如，细纤维等)。在其他实施例中，纤维可以与吸水材料36组合使用于胶凝混合物30内并无需添加石灰。所述纤维可以有利地减少胶凝复合材料10的开裂。根据示例性实施例，胶凝混合物30具有0.05毫米(mm)和20毫米之间的纤维。申请人发现小于1mm的纤维对开裂预防具有最大的影响。根据一个示例性实施例，胶凝混合物30包括大约0.05-2.5％的纤维(如，以胶凝混合物30的重量计)。在其他实施例中，胶凝混合物30具有更多或更少量的纤维。所述纤维可以由合成材料(如，聚丙烯、聚乙烯、尼龙、玻璃、聚酯、丙烯酸、芳纶等)和/或天然材料(如，纤维素纤维、椰壳纤维、草等)制造。所述纤维可以是单丝的、原纤化的和/或具有其他结构。根据示例性实施例，就提高洗出的预防、减少开裂、提高固化、增加强度(如，极限强度、弯曲强度、穿刺强度、抗压强度等)而言，包含石灰、纤维和/或吸水材料36的胶凝混合物30可以改善胶凝复合材料10的性能。
根据示例性实施例，胶凝混合物30的材料混合后沿不可渗透层50和/或渗透层20或在不可渗透层50和/或渗透层20之间布置。在一个实施例中，胶凝混合物30利用重力、振动和/或压实方式放置于(i)结构层40的空隙44内，(ii)连接层240的连接器260之间，(iii)结构层340的空隙348内，和/或(iv)腔464和/或结构层440的空隙间隔490内。根据一个示例性实施例，胶凝材料32、集料34和/或胶凝混合物30的吸水材料36基本上填充空隙44、连接器260之间的间隔、空隙348、腔464和/或空隙间隔490。胶凝混合物30可以布置于结构层40、连接层240、结构层340和/或结构层440内并且以均一厚度(如，0.25”,0.5”,0.75”等)沿着不可渗透层50布置。在一些实施例中，在压实之前，渗透层20沿胶凝混合物30布置以至于胶凝混合物30被压缩至渗透层20和不可渗透层50之间。应用所述压实以用于促进胶凝混合物30内成分的均匀分散(如吸水材料36、集料34、胶凝材料32、添加剂等)和/或影响胶凝混合物30内的空隙间隔的大小。压实过程可以用振动促进或替代。压实可以增加水化之后胶凝混合物30的结构性能。胶凝混合物30压实程度会影响胶凝混合物30从胶凝复合材料10洗出的风险(如减小洗出风险等)，以及水流过胶凝混合物30的能力、水化所需时间、胶凝混合物30的凝结和固化、胶凝复合材料10的强度和/或胶凝材料32、集料34和/或吸水材料36从胶凝复合材料10中迁移出去的风险。在一些实施例中，吸水材料(如吸水材料36等)附加地地或替换性地耦接于、喷涂到、接合到、和/或附接于(如与其整体成形等)渗透层20、结构层40、连接层240、结构层340、结构层340和/或不可渗透层50。吸水材料可以提高(如，进一步提高)胶凝混合物30的固化。
根据一个示例性实施例，胶凝复合材料30包括材料(如，胶凝材料32等)，其一旦暴露于液体后通过水化过程凝固和硬化。根据示例性实施例，胶凝复合材料30布置于和/或压实至渗透层20和不可渗透层50之间，并且原位水化之后经历正常凝固和硬化过程。一旦胶凝混合物30与液体(如水等)接触，凝固过程开始。此水化和凝固过程将胶凝混合物30从柔性材料变为刚性材料。当凝固产生刚性材料时，固化可以提高胶凝复合材料10的强度。根据一个示例性实施例，胶凝混合物30具有高达每平方英寸一万磅或更大的压缩强度。根据一个示例性实施例，胶凝混合物30利用高性能的胶凝成分和添加剂进行改性以获得每平方英寸超过一万镑的强度值。
根据示例性实施例，水加入到胶凝混合物30中以开始水化过程。操作人员可以局部地将水原位施加到胶凝复合材料10的表面以水化胶凝混合物30。在一些实施例中，即使胶凝混合物10是水平放置、以角度放置、或放置到弯曲面上，胶凝混合物10可以进行水化并不削弱胶凝复合材料10的强度。根据示例性实施例，即使胶凝复合材料10相对于水平以高达90度角放置，胶凝复合材料10也可以被水化。在这些或其他实施例中，胶凝复合材料30可以凝结而不从胶凝复合材料10上分离。在渗透层20不会快速溶解的实施例中，胶凝复合材料10可以以倒立的位置水化。举例来说，胶凝复合材料10可以应用到隧道应用中，其中胶凝复合材料10用于形成隧道的壁和/或顶板。
水化的胶凝复合材料10的特性可以被(i)吸水材料36的粒子大小、集料34和/或胶凝混合物30的胶凝材料32和(ii)结构层(如结构层40、连接层240、结构层340和结构层440等)的大小、形状、直径、材料成分、格局和结构(如，聚簇、非编织、不编织、刚性、相互连接粒子、连接器等)的至少一个影响。举例来说，粒子大小和密度会影响胶凝混合物30的一致性，因此会影响胶凝复合材料10的多个特性(如，强度、柔韧性等)。根据一个示例性实施例，胶凝混合物30的胶凝材料32具有大致相同的粒径(如，150微米内等)。根据替换性实施例，胶凝混合物30的胶凝材料32可以具有0.5微米和450微米之间变化的不同大小(如，大于150微米的变型等)。具有不同粒径的胶凝混合物30可以改善压紧并且减少胶凝混合物30内的开放间隔，同时基本上填充结构层40的空隙44、连接器260之间的间隔、结构层340的空隙348、结构层440的腔464、和/或结构层440的空隙间隔490。
根据示例性实施例，胶凝混合物30利用外部固化过程进行固化。举例来说，此外部固化可以包括积水处理。根据多个替换性实施例，外部固化处理包括喷水、湿麻布、片材化、固化剂、吸水砂和加速固化以及其他已知方法。在一些实施例中，渗透层20由亲水材料构成(如纸张、纤维基材料等)，其可以通过保持水分以延长胶凝混合物30对液体的暴露。在一些实施例中，渗透层20包含能够保持水分并且仅溶于温水或热水(如，大于华氏度数70、80、90、100、110、120、130等)的水溶性材料。此渗透层20可以由此将水保持到预期时间同时水化胶凝混合物30并且可以利用温水或热水去除(如，解体、分离等)。根据替换性实施例，渗透层20利用具有更少孔的涂层材料形成以通过减少水分从胶凝混合物30蒸发的方式改善固化。
根据另外替换性实施例，胶凝混合物30可以利用内部固化过程固化。根据示例性实施例，胶凝混合物30利用内部水分固化，其中胶凝混合物30包含可以作为胶凝混合物固化剂的成分。此成分可以包含吸水材料36、集料或在制造过程中引入到胶凝混合物30内的新成分(如添加剂、高吸水性树脂、特殊集料等)。再者，亲水性添加剂(如吸水材料36、高吸水性树脂等)可以通过促进水分进入到胶凝混合物30内而提高固化。根据一个示例性实施例，结构层40、连接层240、结构层340和/或结构层440为亲水性的(如吸水的等)并且促进水分吸收到胶凝复合材料30内。
在一些实施例中，胶凝混合物30包括相互连接粒子(如，珠子、小球和绞线等；由树脂、聚合物、弹性聚合物、PVC、聚丙烯、聚乙烯、具有低熔点的金属或金属合金制成)，其活化(如加热等)后形成相互连接层，如类似结构层40。所述相互连接层可以强化水化后的胶凝混合物30，减少裂缝扩大并且改善胶凝复合材料10的强度。所述相互连接粒子可以配置成熔化、融合或变形(如，膨胀等)来应对活化。举例来说，相互作用粒子可以在将加热施加到胶凝复合材料10(即加热处理过程)的过程中利用活化系统(如加热系统等)而熔化。此活化可以引起相互作用粒子(如活化前彼此靠近等)熔化或在结合位置相互结合。相互连接粒子可以熔化、膨胀或改变形状以形成结构层40(如网、非编织层、不编织层、相互连接层等)。活化之后(如，基于冷却等)结构层40可以具有结构性绞线。加热系统可以提供热量给胶凝复合材料10(如，直接或间接给胶凝混合物30、渗透层20、不可渗透层50等)以增加胶凝复合材料10或其部分的温度以超出相互连接粒子的熔点以此相互连接粒子熔化和/或膨胀以形成结构层40。
具有相互连接粒子的胶凝混合物
在一些实施例中，胶凝复合材料10附加地或替换性地包含第二胶凝混合物。根据如图5-7D所示的示例性实施例，胶凝复合材料10包括第二胶凝混合物，显示为胶凝混合物130。根据示例性实施例，胶凝混合物130可以去除对结构层的需要(如结构层40、连接层240、结构层340、结构层440等)。然而，胶凝混合物130可以与结构层(如结构层40、连接层240、结构层340、结构层440等)组合使用。如图6A-7D所示，胶凝混合物130包括各成分(如，材料等)的混合物，显示为胶凝材料136。胶凝材料136可以包括水泥(如，波特兰水泥等)和/或补充性胶凝材料(如粉煤灰、硅粉、矿渣、高岭土等)。胶凝混合物130包括相互连接粒子，显示为珠子132，其活化后可以形成相互连接层。在一些实施例中，胶凝混合物30包括珠子132。所述相互连接层强化水化后的胶凝混合物130，并减少缝隙扩大并且改善胶凝复合材料10的强度。在一个实施例中，珠子132为均一地(如，均匀地)贯穿胶凝混合物130分布。在一个实施例中，珠子132为非均一地(如随机地、不均匀地等)贯穿胶凝混合物130分布。在其他实施例中，胶凝复合材料130包括5％和20％之间重量的珠子132。在其他实施例中，胶凝混合物130包括大于20％重量的珠子132。根据一个示例性实施例，珠子132具有100微米和400微米之间的大小。在其他实施例中，珠子132具有大于400微米的大小。根据一个替换性实施例，珠子132包含聚合物材料(如树脂、聚合物、弹性聚合物、PVC、聚丙烯、聚乙烯等)。在其他实施例中，珠子132包含金属(如低熔点金属或金属合金等)。在一个实施例中，珠子132呈球形。在其他实施例中，珠子132呈纤维状并且可以具有百分之一毫米和20毫米之间的长度。呈纤维状的珠子132具有从每个珠子主体延伸的多种纤维延伸。在其他实施例中，珠子132可以为其他形状(如圆柱形、颗粒状、正方形、椭圆形、丸形等)。
如图6A-7D所示，胶凝混合物130包括集料材料或其他填充颗粒或添加剂(如细集料、粗集料、砂、石灰石、收缩添加剂、分解添加剂、多孔添加剂、热敏产品等)，显示为集料134。在一个实施例中，集料134为均一地(或均匀地等)贯穿胶凝混合物130分布。在其他实施例中，集料134为非均一地(或随机地、非均匀地等)贯穿胶凝混合物130分布。集料134可以具有小于30目(即，595微米)至5目(即，4000微米)范围的不同大小。胶凝混合物130内的空隙间隔的大小和形状可以与所述成分的大小和形状相关。根据示例性实施例，集料134的大小可以被选择用于在胶凝混合物130内产生期望大小和/或数量的空隙间隔，显示为空隙138。胶凝混合物130内的空隙138的大小和数量可以直接影响胶凝复合材料10原位水化中的水流。空隙138的大小和数量可以附加地或替换性地直接影响由珠子132形成的相互连接层的形状。
在一些实施例中，胶凝混合物130包含添加剂(如纤维、增塑剂、促进剂、缓凝剂、高吸水性树脂、粘度改性剂等)。此添加剂可以用于改善胶凝混合物130的机械特性(如强度、凝结时间、固化要求、热膨胀系数等)或耐久度以及其他特性或可以用作胶凝材料32的一部分的替代物。根据一个示例性实施例，添加剂包含以特定混合比例添加的火山灰材料(如粉煤灰、底灰、硅粉、矿渣、高岭土等)。
根据一个示例性实施例，胶凝混合物130的材料混合物相互混合并且沿不可渗透层50和/或渗透层20布置或位于不可渗透层50和/或渗透层20之间布置。在一个实施例中，胶凝混合物130以均一厚度(如，0.25”,0.5”,0.75”等)沿不可渗透层50布置。在一些实施例中，胶凝混合物130被压入不可渗透层50上。在其他实施例中，在压实之前，渗透层20沿胶凝混合物130布置以至于胶凝混合物130压缩至渗透层20和不可渗透层50之间。施加压实过程可以促进胶凝混合物130内成分(如珠子132、集料134、胶凝材料136、添加剂等)的均匀分散和/或改变胶凝混合物130内空隙138的大小或/形状。压实过程可以用振动促进或替代。胶凝混合物130的压实程度会影响水流过胶凝混合物30的能力、胶凝混合物30的水化、凝结和固化所需时间、胶凝复合材料10的强度和/或胶凝混合物130穿过渗透层20迁移的风险。
如图6A-7D所示，珠子132可被配置成熔化、融合或变形(如，膨胀等)来应答活化。举例来说，珠子132可以在利用活化系统(显示为加热系统150)将加热施加到胶凝复合材料10(即，加热处理过程等)的过程中熔化。举另外例来说，珠子132可以在施加加热过程中沿一个或多个方向膨胀。珠子132可以以特定方式定向以此所述膨胀可以产生目标的最终结构(如，珠子132的膨胀部分可以突出进入胶凝混合物130内邻近空隙和/或开口中等)。如图6C-6E所示，所述活化会引起珠子132(如，活化前相互靠近的珠子132)熔化或在结合位置相互结合，显示为互连点144。珠子132可以熔化、膨胀或改变形状以形成结构层(如网、相互连接层、非编织层、不编织层、低纤维层、非纤维层等)，显示为互相连接结构140。互相连接结构140具有活化后(如，基于冷却等)结构性绞线，显示为绞线148。加热系统150可以提供热量给胶凝复合材料10(如，直接或间接给胶凝混合物130、渗透层20、不可渗透层50等)以增加胶凝复合材料10或其部分的温度以超出珠子132的熔点以使得珠子132熔化和/或膨胀以形成互相连接结构140。在一个实施例中，珠子132的熔点位于300和500华氏度数之间。在其他实施例中，珠子132的熔点小于300华氏度数或大于500华氏度数。在另外实施例中，珠子132的材料选择为具有小于或等于渗透层20和/或不可渗透层50的熔点的熔点。
互相连接结构140的绞线148可以贯穿胶凝混合物130具有不同密度(如基于在胶凝混合物130的给定区域内珠子132的数量等)。绞线148的厚度、密度、形状和/或质量可以与空隙138的形状和大小相关，其中空隙138自身至少与集料134的数量和大小以及施加于胶凝混合物10的压缩力相关。根据示例性实施例，较大集料134被包含在胶凝混合物130内以产生更大空隙138从而在形成相互连接结构140时促进熔化或膨胀的珠子132的更大移动。
在一些实施例中，集料134对加热具有反应性以使得集料134在活化过程中解体和/或收缩并在胶凝混合物130内产生通道(如，膨胀空隙138等)。胶凝混合物130内的通道可用作活化后珠子132的通道通过熔化、膨胀和/或变形形成相互连接结构140。集料134可以包含热敏感和/或热反应材料，其可以在相对低温度(如，相对于珠子132、渗透层20、不可渗透层50等；150、180、200、250、300华氏度数等)下加热和/或以其他方式燃烧。如图6F所示，集料134具有第一大小(如，活化前大小)。所述位于活化前集料134之间的空隙138的大小可以与选择的集料134的大小、施加于胶凝混合物130的压缩力和/相对于珠子132和/或胶凝材料136的集料134的数量相关。如图6G所示，集料134具有活化过程之后(如，加热过程等)第二大小(如，活化后大小)。位于活化后集料134之间的空隙138的大小可以与选择的集料134的大小、集料134设计的收缩量、施加于胶凝混合物130的压缩力和/或相对于珠子132和/或胶凝材料136的集料134的数量相关。此反应性集料可以具有可以促进空隙138内活化珠子132的流动(或膨胀)的活化引起的设计收缩量。集料134的设计收缩量可以从凝集物134最初的、第一大小的1％变化到99％收缩(如，20％、40％、60％、90％等)。在其他实施例中，此反应性集料134可以在活化时解体。在一些实施例中，珠子132包含膨胀附加剂以使得珠子132在活化时(如，加热等)膨胀以更好填充胶凝混合物130的空隙138。在一些实施例中，胶凝混合物130包含添加剂，其为热导性的(如矿渣、金属纤维、其他细金属等)以增加穿过胶凝混合物130内部的热传导以使珠子132熔化、膨胀或以其他方式变形。在一些实施例中，在施加加热处理中，施加于胶凝混合物10的压缩来减少活化诱导的胶凝复合材料10的变形(如，因为热膨胀等)。在一些实施例中，压缩会随珠子132熔化、膨胀或变形而增加。压缩可以控制珠子32的膨胀。
根据示例性实施例，相互连接结构140形成结构层，其支撑(如支持、牵制、强化等)胶凝混合物130。举例来说，相互连接结构140的绞线148可以物理性支撑胶凝混合物130(如，通过填充空隙138，通过围绕胶凝混合物130的组成性粒子形成等)。形成绞线148的珠子132的大小、形状、定向和/或数量可以设计用于提供目标结构特性和/或胶凝复合材料10的水化特征。举例来说，更少空隙138可以产生更高密度的绞线148并且改善胶凝混合物130的强度但使其更难水化。
根据一个示例性实施例，作为活化结果，相互连接结构140的绞线148附接于渗透层20和不可渗透层50的至少一个。举例来说，当胶凝混合物130布置于不可渗透层50的顶部和相互连接结构140的绞线148附接于不可渗透层时，加热可以施加于胶凝复合材料10。举其他例来说，在胶凝混合物130布置于渗透层20和不可渗透层50之间和互相连接结构140的绞线148形成于它们之间并且附接于渗透层20和不可渗透层50时(如，因此互相耦连渗透层20和不可渗透层50等)，施加加热到胶凝复合材料10。根据一个示例性实施例，相互连接结构140为非编织层以使得胶凝混合物130内的相互连接结构140产生非编织胶凝复合材料10。
如图6B-6D和7A-7D所示，相互连接结构140的绞线148可以在结合点(显示为结合点142)附接于渗透层20的内侧22，并且/或在结合点(显示为结合点146)附接于不可渗透层50的内侧52。绞线148可以熔合到渗透层20和/或不可渗透层50或熔入渗透层20和/或不可渗透层50内。举例来说，渗透层20和不可渗透层50的至少一个可以具有编织的、蚀刻的或以其他方式粗糙化的面以接受珠子132的材料以形成结合点142和/或结合点146。在一些实施例中，渗透层20的内侧22包括从其延伸的纤维元件。沿渗透层20内侧22的纤维元件可以包括能够促进提高渗透层20和相互连接结构140的绞线148之间在结合点142处结合的密度。在一些实施例中，不可渗透层50的内侧52包括从其延伸的纤维元件。沿不可渗透层50内侧52延伸的纤维元件具有可以促进提高不可渗透层50和相互连接结构140的绞线148之间在结合点145处结合的密度。
绞线148和渗透层20内侧22之间结合点142出现的频率，绞线148和不可渗透层50内侧52之间结合点146出现的频率和/或邻近绞线148之间互连点144出现的频率(如，结合频率等)，可以与活化之前和/或活化中，尤其是这些因素影响空隙138大小和/或形状的情况下的胶凝混合物130的成分(如，珠子132、集料134和胶凝材料136的百分率等)、集料134的大小、施加于胶凝复合材料10的热量、珠子132的膨胀系数和施加于胶凝复合材料10的压缩力中的至少一个相关。例如，结合频率可以从每平方英寸十个结合点至每十分之一平方英寸十个结合点变化。绞线148结合到渗透层20和/或不可渗透层50的厚度和/或频率能够维持高剥离强度(如，绞线148和渗透层20和/或不可渗透层50之间的结合强度等)以此渗透层20和/或不可渗透层50保持附接。
如图7A-7D所示，多个加热系统150和方法可以用于加热处理胶凝复合材料10来使珠子132熔化、冷却、或变形以形成相互连接结构140。加热系统150可以包括一个或多个加热/或冷却元件。在其他实施例中，其他系统可被用于活化珠子132。加热系统150可以提供热量到胶凝混合物130、渗透层20的第二侧(显示为外侧24)、不可渗透层50的第二侧(显示为外侧54)中的至少一个。在一个实施例中，加热系统150包括第一加热元件(如，上加热元件等)和第二加热元件(如，下加热元件等)。第一加热元件可以将加热直接施加于渗透层20(即，和由于传导而间接施加于胶凝混合物130)，或直接施加到胶凝混合物130(如，加热处理之后，如果渗透层20被省略或耦合于胶凝混合物130)。第二加热元件可以将加热直接施加于不可渗透层50(即，和由于传导而间接施加于胶凝混合物130)。在其他实施例中，加热系统150包括第一加热元件或第二加热元件，以使得(i)渗透层20或胶凝混合物130直接通过第一加热元件加热或(ii)不可渗透层20直接通过第二加热元件加热。在一个替换性实施例，加热系统150被配置成在内部加热胶凝混合物130。根据一个示例性实施例，加热系统150被配置成将加热施加到胶凝复合材料10一段时间(如，20秒、2分钟、5分钟等)以加热珠子132超出其熔点以此在胶凝混合物130内形成相互连接结构140并且将相互连接结构140附接于渗透层20和不可渗透层50的至少一个。随着如图7A-7D方向箭头所示的发生的流动，所述活化过程可以为连续的(如，输送系统，胶凝混合物10的一部分加热处理等)。在其他实施例中，所述活化过程为离散过程(如一个或多个胶凝复合材料10的整体长度一次性加热处理；材料被输送、停止以允许机器运行此操作、然后再次输送的索引操作等)。在一些实施例中，如图7A-7D所示的两个或更多个的加热处理过程被组合使用(如，依顺序；加热、压实、冷却等)。在一些实施例中，两个或多个胶凝复合材料10利用加热、粘合剂或机械性的等相互附接以产生更厚和/或更长材料。在一些实施例中，胶凝复合材料10被刺穿以促进水流从其渗透。
如图7A所示，加热系统150包括第一(如，上部等)加热元件，显示为加热元件160，和第二(如，下部等)加热元件，显示为加热元件162。在一个实施例中，加热元件160和/或加热元件163配置成同时可以加热(如，通过传导性热传递、辐射热传递等)和压缩胶凝复合材料10。所述加热可以熔化珠子132以形成相互连接结构140并且在结合点142和结合点146处分别将渗透层20和不可渗透层50附接至绞线148(如，与相互连接结构140的形成同时，相互连接结构140形成之后等)。加热处理过程中，施加于胶凝复合材料10的压缩可以减少胶凝复合材料10的变形。在其他实施例中，元件被配置成冷却胶凝复合材料10。施加的冷却过程可以引起相互连接结构140固化，同时完成绞线148和渗透层20和/或不可渗透层50之间在结合点142和/或结合点146处的结合过程。加热元件160和/或加热元件162可以为或包含电阻加热元件、应用微波、或包括用于加热和/或冷却工作流体的流体管线以及其他系统。
如图7B所示，加热系统150包括第一(如，上部等)加热元件，显示为辊170，和第二(如，下部等)加热元件，显示为辊172。在一些实施例中，加热系统包括多个辊170和/或辊172。在一个实施例中，辊170和/或辊172配置成同时可以加热(如，通过传导热传递、辐射热传递等)和压缩胶凝复合材料10。所述加热可以熔化珠子132以形成相互连接结构140和分别在结合点142和结合点146处附接渗透层20和不可渗透层50至绞线148(如，与相互连接结构140的形成同时、相互连接结构140形成之后等)。加热处理过程中施加于胶凝复合材料10的压缩可以减少胶凝复合材料10的变形。在其他实施例中辊170和/或辊172被配置成冷却胶凝复合材料10。所述冷却过程可以引起相互连接结构140固化，同时完成绞线148和渗透层20和/或不可渗透层50之间在结合点142和/或结合点146处的结合过程。辊170和/或辊172可以为或包含电加热或冷却元件或接受加热和/或冷却的工作流体以及其他系统。
如图7C所示，加热系统150包括第一(如，上部等)加热元件，显示为对流元件180，和第二(如，下部等)加热元件，显示为对流元件182。在一些实施例中，加热系统150包括多个对流元件182和/或对流元件182。对流元件180和/或对流元件182可以被配置成利用对流加热传递(如，利用加热空气流动、冷却空气流动等)来加热和冷却胶凝复合材料10的至少一个。所述加热可以熔化珠子132以形成相互连接结构140并且分别在结合点142和结合点146处将渗透层20和不可渗透层50附接至绞线148。冷却过程可以引起相互连接结构140固化，同时完成绞线148和渗透层20和/或不可渗透层50之间在结合点142和/或结合点146处的结合过程。对流元件180和/或对流元件182可以为或可以包括风扇/鼓风机、加热交换器、和/或加热或冷却用于胶凝复合材料10的空气流动的锅炉以及其他系统。
如图7D所示，加热系统150包括第一(如，上部等)加热元件，显示为压机190，和/或第二加热元件(如，下部等)，显示为压机192。压机190和/或压机192可以包括多个延伸部分，显示为针194。针194可以以高密度结构配置。针194可以配置成刺穿渗透层20和不可渗透层50的至少一个，并且延伸至胶凝复合材料130的内部。在一个替换实施例中，压机192的针194或压机192自身可以省略使得不可渗透层50不被刺穿(如，保持不可渗透性等)。
在一个实施例中，压机190和/或压机192配置成压缩胶凝复合材料10以此针194延伸至胶凝复合材料130内。针194可以配置成加热和冷却胶凝混合物130的至少一个，同时压机190和/或压机192可以配置成加热和冷却渗透层20和/或不可渗透层50的至少一个(如，类似加热元件160等)。由针194施加的加热可以熔化和/或膨胀珠子132以形成相互连接结构140并且分别在结合点142和结合点146处将渗透层20和不可渗透层50附接至绞线148(如，与相互连接结构140的形成同时等)。针194也可以在胶凝混合物130内产生通道以使胶凝珠子132熔化和/或膨胀。由针194加热的过程中通过压机190和/或压机192施加到胶凝复合材料10的压缩可以减少胶凝复合材料10的变形。冷却过程可以固化相互连接结构140，同时完成绞线148和渗透层20和/或不可渗透层50之间在结合点142和/或结合点146处的结合过程。针194可以为或可以包括电阻加热元件或包含用于加热和/或冷却工作流体的流体管线以及其他系统。
根据一个示例性实施例，相互连接结构140为柔性的。渗透层20、相互连接结构140和不可渗透层50可以各自为柔性的。根据一个示例性实施例，此柔性层的组合促进胶凝复合材料10的卷曲和运输并减少迁移通过渗透层20的胶凝混合物130的量。根据替换性的实施例，相互连接结构140为半刚性的(如，当珠子132包括易熔金属等)。因此，胶凝复合材料10可以以其他结构布置(如，堆叠的多个片材，具有预形成形状的片材等)。
根据一个示例性实施例，胶凝复合材料130包括一旦暴露于液体(如，水分)就通过水化过程凝结和固化的材料(如，胶凝材料136等)。根据示例性实施例，胶凝材料130可以布置于和\或压缩至渗透层20和不可渗透层50之间，并且原位水化之后经历正常凝固和硬化过程。一旦胶凝混合物130与液体(如水等)接触，凝固过程开始。此水化和凝固过程将胶凝混合物130从粉末改变为固化材料。当凝固产生刚性材料时，固化过程可以提高胶凝复合材料10的强度。根据一个示例性实施例，胶凝混合物130具有高达每平方英寸五千镑的压缩强度。根据一个示例性实施例，胶凝混合物130利用高性能的胶凝组分和添加剂进行改性以获得每平方英寸超过五千磅的强度值。
根据一个示例性实施例，水分添加至胶凝混合物130以开始水化过程。操作人员可以局部地将水分原位地施加于胶凝复合材料10的表面以水化胶凝混合物30。在一些实施例中，即使胶凝混合物10是水平放置、以角度放置、或放置到弯曲面上，也能够发生原位水化而不削弱胶凝复合材料10的强度。根据一个示例性实施例，即使胶凝复合材料10相对于水平以高达90度角放置，胶凝复合材料10可以水化。在这些或其他实施例中，胶凝复合材料130可以凝结而不从胶凝复合材料10上分离。
水化的胶凝复合材料10的特性可以被集料34、珠子132(即相互连接结构140)和/或胶凝混合物130的胶凝材料136的粒度影响。举例来说，粒度和密度会影响胶凝混合物130的一致性，因此会影响胶凝复合材料10的多个特性(如，强度、柔韧性等)。根据一个示例性实施例，胶凝混合物130的胶凝材料136具有大致相同的粒径(如，150微米内等)。根据一个替换性实施例，胶凝混合物130的胶凝材料136可以具有0.5微米和450微米之间变化的不同粒径(如，大于150微米的变型等)。具有不同粒径的胶凝混合物130可以提高压紧并且减少胶凝混合物130内的开放间隔
根据一个示例性实施例，胶凝混合物130利用外部固化过程进行固化。举例来说，此外部固化可以包括积水处理。根据多个替换性实施例，外部固化处理包括喷水、湿麻布、片材化、固化剂、固化喷雾、吸水砂和加速固化以及其他已知方法。根据一个替换性实施例，由亲水材料构成的渗透层20(如，纸张、纤维基材料等)可以通过保持水分以延长胶凝混合物30对液体的暴露的方式提高固化。根据一个替换性实施例，由具有较少孔的涂层材料形成的渗透层20可以通过减少水分从胶凝混合物130蒸发的方式提高固化。
根据另外替换性实施例，胶凝复合材料130可以利用内部固化过程固化。根据一个示例性实施例，胶凝混合物130利用内部水分固化，其中胶凝混合物130包含可以作为胶凝混合物固化剂的成分。此成分可以包含集料或在制造过程中引入到胶凝混合物30内的新成分(如，添加剂、高吸水性树脂、特殊集料等)。进一步地，亲水性添加剂(如，高吸水性树脂等)可以通过促进水分进入胶凝混合物130内的方式提高固化。根据一个替换性实施例，相互连接结构140为亲水性的(如，吸水的等)并且促进水分吸收至胶凝复合材料130内。
渗透层
根据如图2-4A、5-6C、7A-8、10A-10C、11A-11C、12A-12C、13-15、17A、18、21A、21B和22B所示的示例性实施例，渗透层20促进液体(如，水等)分散至胶凝复合材料10中，同时保持胶凝混合物30和/或胶凝混合物130。渗透层20可以包含能够管理贯穿渗透层20的液体流动的特定特征。根据一个示例性实施例，此特定特征可以允许胶凝复合材料30和/或胶凝混合物130的水化而不允许胶凝材料32、集料34、吸水材料36、集料134、胶凝材料136和/或添加剂从胶凝复合材料10迁移出去(如，在原位水化之前的处理过程中、在原位水化中等)。在其他实施例中，此特定特征可以维持水化和硬化过程中，胶凝混合物30和/或胶凝混合物130的混合比例。进一步地，渗透层20可以通过分别施加恒定压力到胶凝混合物30和/或胶凝混合物130来维持胶凝混合物30和/或胶凝混合物130的压实程度。根据一个示例性实施例，原位水化之前，重量小于10％的胶凝混合物30和/或胶凝混合物130迁移通过渗透层20。在一些实施例中，重量高达10％的胶凝混合物30和/或胶凝混合物130可以迁移通过渗透层20同时维持原位水化之后胶凝复合材料10的足够的性能。
根据一个示例性实施例，渗透层20包含编织或非编织的聚烯烃(如，聚丙烯等)。渗透层20可以包含与结构层40、相互连接结构140(如，珠子132等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460、结构层440的土木格栅480、结构层600和/或结构层700相同或类似的材料。采用类似材料制造渗透层20和结构层40、相互连接结构140(如，珠子132等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460、结构层440的土木格栅480、结构层600和/或结构层700可以促进渗透层20耦接到结构层40、相互连接结构140(如，绞线148等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460、结构层440的土木格栅480、结构层600和/或结构层700(如，通过熔合、超声焊接、粘合剂等)并且提高渗透层20和结构层40、相互连接结构140(如，绞线148等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460、结构层440的土木格栅480、结构层600和/或结构层700之间的结合强度。根据一个替换性实施例，渗透层20和结构层40、相互连接结构140(如，珠子132等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460、结构层440的土木格栅480、结构层600和/或结构层700包含不同材料但仍可以互相耦连(如利用粘合剂、通过熔合两者等)。举例来说，渗透层20可以包含具有抵抗紫外线的喷砂织物(如，由TenCate制造的白FR/UV喷砂织物27600、由Colbond制造的NW6聚丙烯织物等)。根据示例性实施例，渗透层20具有大约每平方码六盎司的重量。根据一个替换性实施例，渗透层20包括Georgia-Pacific制造的Grade 354Airtex，其具有每平方英尺0.16和0.32盎司之间的重量。
根据一个示例性实施例，渗透层20包含具有特定形状、面积、频率和/或间隔的多个孔以及其他特征。举例来说，孔可以具有特定形状(如，圆形、卵形、矩形等)，这取决于胶凝复合材料10的特定应用。根据一个示例性实施例，孔的大小也可以是特定的。举例来说，过大的孔可以允许原位水化之前筛分胶凝混合物30和/或胶凝混合物130。相反的，较小的孔可以提供胶凝混合物30和/或胶凝混合物130太慢或不完全的水化。根据一个示例性实施例，将孔设计为防止小于15微米的粒子从胶凝复合材料10迁移并且具有0.001和3平方毫米之间的面积。根据一个示例性实施例，将孔的频率特定化可以促进水分转移至胶凝混合物30和/或胶凝混合物130内。根据一个示例性实施例，渗透层20包括每平方英寸1000和2000之间的孔。根据一个示例性实施例，渗透层20是不包含孔的渗透材料(如，纤维材料、纸张等)。
根据一个示例性实施例，在制造过程中，渗透层20耦连于结构层40、相互连接结构140(如，绞线148等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460、结构层440的土木格栅480、结构层600和/或结构层700。此渗透层20可以设计为贯穿胶凝复合材料10的使用寿命不与结构层40、相互连接结构140(如，绞线148等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460、结构层440的土木格栅480、结构层600和/或结构层700耦连的可移除产品。根据一个示例性实施例，渗透层20包括在胶凝复合材料10运输过程中固定胶凝混合物30和/或胶凝混合物130的牵制片材(如生物降解纸、水溶性材料等)。在一些实施例中，牵制片材可以在胶凝复合材料10在工作区域就位之前或之后移除。此牵制片材的移除可以在原位水合或之后发生。在另外实施例中，渗透层20可以包括用于促进水流入胶凝混合物30和/或胶凝混合物130内的流动通道(如，穿孔等)。在一些实施例中，渗透层20的外侧24具有利于水输送的结构和/或通道(如，从外侧24排除水分、或从外侧24引导水分等)。根据一个替换性实施例，渗透层20为不可移除的并且在工作区域受到风化侵蚀而不损害胶凝复合材料10的结构性能。根据一个示例性实施例，渗透层20可以经涂层处理(如，紫外线抵抗等)以延长工作区域内的使用寿命。
根据一个示例性实施例，渗透层20包括水溶性材料(如，冷水可溶性材料等)。在一些实施例中，水溶性材料可以为纤维材料或薄膜材料，并且此纤维材料可以为编织或非编织的。在一个实施例中，纤维材料是由部分水解的聚乙烯醇纤维制成的冷水可溶性非编织材料(PVA织物)。所述PVA织物可以对于胶凝材料为不可渗透的，因此减少胶凝混合物30和/或胶凝混合物130从胶凝复合材料10的迁移。在一些实施例中，PVA织物是水渗透的。在其他实施例中，PVA织物基本上可以保持水分直到水溶性材料分解。在其他实施例中，PVA织物基本上为水不可渗透的直到水溶性材料分解。根据一个示例性实施例，渗透层20具有一个表面(如，非编织面等)，其粗糙度用于促进结合(如，更大表面粗糙度使得绞线42、绞线148、连接器260、绞线360、网格460、土木格栅480、管602、网和/或702更好的结合到渗透层20的内侧22等)。根据另外一个示例性实施例，渗透层20经涂层处理以促进结合(如，易熔水溶性刺绣稳定剂，“Wet N Gone”等)。
根据一个示例性实施例，渗透层20的内侧22可以在加热处理过程之后，结合到结构层40、相互连接结构140(如，绞线148等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460、结构层440的土木格栅480、结构层600和/或结构层700。在一个实施例中，渗透层20的熔点大于结构层40、相互连接结构140(如，珠子132等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460、结构层440的土木格栅480、结构层600和/或结构层700的熔点。举例来说，PVA织物可以具有华氏度数356和374之间的熔点。渗透层20(如，PVA织物)的放置可以接触从胶凝混合物30和/或胶凝混合物130突出的结构层40、相互连接结构140(如，绞线148等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460、结构层440的土木格栅480、结构层600和/或结构层700的部分。随后施加加热到(如，局部地等)渗透层20(如，利用加热的辊、加热空气流、热板和熔炉等)以熔化结构层40、相互连接结构140(如，绞线148等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460、结构层440的土木格栅480、结构层600和/或结构层700的部分的端部而不会熔化渗透层20，因此将渗透层20结合到结构层40、相互连接结构140(如，绞线148等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460、结构层440的土木格栅480、结构层600和/或结构层700。
举例来说，施加的加热可以引起沿渗透层20(如，PVA织物等)的内侧22布置的结构层40、相互连接结构140(如，绞线148等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460、结构层440的土木格栅480、结构层600和/或结构层700的部分变形。即使施加加热之后，位于胶凝混合物30和/或胶凝混合物130内部的结构层40、相互连接结构140(如，绞线148等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460、结构层440的土木格栅480、结构层600和/或结构层700的部分可以保持完整(如，可以不熔化)。所述渗透层20可在加热之后与胶凝混合物30和/或胶凝混合物130接触(如，可以与胶凝混合物30熔合等)，因此保持胶凝混合物30和/或胶凝混合物130并且限制胶凝复合材料10内的胶凝材料32、集料34、吸水材料36、集料134、胶凝材料136和/或添加剂的移动。举例来说，加热的辊或板可以用于同时加热渗透层20和压缩胶凝复合材料10。举另外例来说，温度中等的辊或冷却的辊可以用于加热应用之后施加压缩到渗透层20。此附加的辊也可以冷却渗透层20。根据一个替换性实施例，渗透层20的熔点小于或等于结构层40、相互连接结构140(如，珠子132等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460、结构层440的土木格栅480、结构层600和/或结构层700的熔点。
在一个实施例中，渗透层20沿结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600和/或结构层700的顶面布置。根据另外实施例，渗透层20沿结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600和/或结构层700的顶面和至少一个侧面布置。根据多个实施例，渗透层20可以(i)仅结合结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600和/或结构层700的顶面，(ii)仅结合结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600和/或结构层700的至少一个侧面，或(iii)同时结合在结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600和/或结构层700的顶面和至少一个侧面。
根据另外实施例，渗透层20结合不可渗透层50。举例来说，渗透层20可以包含具有第一熔点的材料(如，具有华氏度数356和374之间熔点的PVA等)，和不可渗透层50可以包含具有第二熔点的材料(如，具有华氏度数266和340之间的熔点的聚丙烯材料等)。在一个实施例中，第一熔点大于第二熔点，因此施加于渗透层20和不可渗透层50之间的缝隙的加热可以熔化不可渗透层50以形成结合而不熔化渗透层20。在其他实施例中，第二熔点大于第一熔点，因此施加于渗透层20和不可渗透层50之间的缝隙的加热可以熔化渗透层20以形成结合而不熔化不可渗透层50。在另外实施例中，渗透层20和不可渗透层50具有相同熔点。仍在其他实施例中，加热熔化耦连材料以形成结合(如，其熔点低于渗透层20和不可渗透层50的材料等)。
渗透层20可以邻接或部分重叠不可渗透层50。双面胶粘带和/或粘合剂可以施加到渗透层20的外周以将渗透层20固定到不可渗透层50。举例来说，不可渗透层50可以包括从结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600和/或结构层700横向向外延伸的凸缘，并且渗透层20可以从结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600和/或结构层700的侧面并且沿不可渗透层50的凸缘向下延伸。此重叠可以促进两层的相互结合。在一个实施例中，渗透层20结合到不可渗透层50，因此形成密封口袋以包裹(i)胶凝混合物30和/或胶凝混合物130和(ii)结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600、和/或结构层700。可替换地，渗透层20可以折叠在不可渗透层50下以封闭胶凝复合材料10的边缘，以使得胶凝混合物30和/或胶凝混合物130不会在处理过程中沿边缘从胶凝复合材料10迁移出去。所述渗透层20可以利用粘合剂、加热和/或机械性地(如，利用紧固件等)固定于不可渗透层50的底部。
在一些实施例中，渗透层20的内侧22涂覆有配置用于将渗透层20附接于结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600、和/或结构层700顶面的粘合剂。粘合剂涂层可以为包含有固化剂的水溶性粘合剂。在其他实施例中，内侧22涂覆有其他类型的固化剂(如，不需要粘合剂等)。举例来说，水溶性粘合剂和/或固化剂可以在原位水化过程中被胶凝混合物30和/或胶凝混合物130吸收。水化过程中，此粘合剂和/或固化剂的吸收可以提高胶凝复合材料10在凝结、固化和硬化等方面的性能(如，抗弯强度等)。在一个实施例中，固化剂与水溶性粘合剂混合并且随后使用。在其他实施例中，固化剂被放置于水溶性粘合剂的下面(如，渗透层20的内侧22和水溶性粘合剂之间等)。
在一些实施例中，渗透层20的水溶性材料处理成提供预期的分解时间。举例来说，渗透层20可以用涂料、胶合纤维、胶砂、水溶性粘合剂和/或其他材料处理以改变原位水合中(如，增加、减少等)渗透层20的分解时间。此渗透层20的处理可以提供预期的分解时间来(i)增强胶凝复合材料10的固化特性，(ii)进一步防止和/或减少胶凝混合物30和/或胶凝混合物130从胶凝复合材料10洗出，和/或(iii)防止胶凝混合物30和/或胶凝混合物130过早暴露于周围环境(如，阳光暴露、风暴露等)。经处理的渗透层20(如，包含纤维、砂等)可以原位水化之后从胶凝复合材料10中冲离和/或原位水化之后压入胶凝复合材料10中以因此成为永久性部分。
胶凝复合材料10可以原位放置和水化。根据一个示例性实施例，渗透层20为水溶性材料(如，PVA织物等)。胶凝复合材料10安装之后，操作人员可以施加水分以局部水化胶凝混合物30和/或胶凝混合130。在一个实施例中，水溶性材料防止胶凝混合物30和/或胶凝混合物130的移位(如，防止胶凝材料冲离)直到水溶性材料分解。此保护可以促进水化过程中更高压水源的使用。选择水溶性材料的分解时间可以促进水化过程。举例来说，分解时间可以少于一分钟。根据一个示例性实施例，水溶性材料沿结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600、和/或结构层700的侧面放置以至于在施加水时，水溶性织物分解。施加水时，胶凝混合物30和/或胶凝混合物130开始其初始凝固阶段。
在一个实施例中，沿水溶性材料放置的胶凝材料32、吸水材料36、胶凝材料136和\或添加剂可以开始在结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600、和/或结构层700内锁定、凝结或“胶化”以防止混合物(如，沿胶凝混合物30和/或胶凝混合物130中间部分放置的胶凝材料32、集料34、集料134、胶凝材料136等)洗出。在其他实施例中，胶凝材料32内的混合物和/或胶凝混合物30内的吸水材料36和/或胶凝混合物130内的胶凝材料136的混合物可以部分地分散，以至于混合物的小部分在初始凝结之前或之中横向向外流动。此横向流动可以促进胶凝复合材料10的相邻板的耦连或卷曲(如，沿另外一个放置的板或卷曲，与另外一个接触的板或卷曲，与另外一个间隔2毫米或其他距离的板或卷曲等)。举例来说，沿渗透层两个相邻板的胶凝材料32、吸水材料36、胶凝材料136和/或添加剂可以在初始凝结时期开始胶化，相互结合，由此熔合相邻板或卷曲。举其他例来说，来自于相邻板或卷曲的胶凝材料32、吸水材料36、胶凝材料136和/或添加剂可以相互混合和硬化以形成刚性节点。在一些实施例中，胶凝混合物30和/或胶凝混合物130的成分可以设计成促进此横向耦连。在一个实施例中，水溶性材料促进水输送到胶凝复合材料10内。举例来说，水溶性材料可以包含促进水流的孔、输送水到胶凝混合物30和/或胶凝混合物130内的编织结构或其他结构。举其他例来说，沿水溶性材料布置的胶凝混合物30和/或胶凝混合物130的表面可以开始胶化和(i)保留(如，减少迁移、牵制、限制移动等)放置于胶凝混合物30和/或胶凝混合物130中间部分的胶凝材料32、集料34、集料134、胶凝材料136和/或添加剂和/或(ii)促进水流进胶凝混合物30和/或胶凝混合物130内。胶凝混合物30和/胶凝混合物130内的胶凝材料32、吸水材料36、胶凝材料136和/或添加剂可以在水溶性材料分解过程之中和之后被活化。分解时间之后，胶凝复合材料10可以具有裸露的表面(如，胶凝混合物30在硬化之后暴露等)。
根据另外替换性实施例，渗透层20可以包含涂层(如，弹性体涂层、丙烯酸涂层、丁基橡胶涂层、涂层、涂层、有机硅涂层、改性沥青涂层、丙烯酸漆涂层、氨基甲酸乙酯涂层、聚氨酯涂层、聚脲涂层、允许用于饮用水的多种涂层中的一种、两种或多种涂层材料的任何组合等)。此涂层可以通过多个已知技术(如，喷涂等)以单个和多个成分形式之一的方式施加以使得材料干燥(如，凝结、固化)成渗透涂层和不可渗透涂层中的一个。根据一个示例性实施例，渗透层20为Versaflex制造的AquaVers 405并且具有0.07和2.0毫米之间的厚度。根据一个替换性实施例，涂层为具有低弹性模量和5％和1000％之间伸长率的其他材料。根据一个替换性实施例，在渗透层20被喷涂之前，底漆施加到结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600、和/或结构层700的一侧以改善结合强度(如，环氧底漆、丙烯酸底漆等)。根据一个替换性实施例，附加的处理涂层可以施加到渗透层20(如，改变渗透层20的纹理、颜色等)。在一些实施例中，初始涂层施加之后，可以施加附加的处理涂层。在其他实施例中，附加的处理涂层被施加到如上讨论的用于渗透层20的多种其他材料上(如，编织的或非编织的聚烯烃等)。
根据一个示例性实施例，用于渗透层20的涂层材料包含三维空隙。所述三维空隙包括配置用于将胶凝混合物30和/或胶凝混合物130固定在胶凝复合材料10内的侧壁。根据一个示例性实施例，三维空隙呈圆锥形。此圆锥形三维空隙包括沿渗透层20外面的较大横截面区域以向内吸收水分和接近胶凝混合物30和/或胶凝混合物130的较小横截面区域防止胶凝混合物30和/或胶凝混合物130从胶凝复合材料10内迁移出去。根据替换性实施例，所述三维空隙可以呈其他形状(如，四面体的等)。具有其他形状(如，三角形、圆形、椭圆形、菱形、正方形、矩形、八角形等)的孔也可以在涂层内形成。
在渗透层20包含涂层情况下，当胶凝复合材料10被卷曲时，三维空隙或孔(如，四面体形、菱形等)可以部分地关闭。孔的部分关闭可以更好地固定胶凝混合物30和/或胶凝混合物130(如，运输过程中等)。特定形状(如四面体形、菱形等)比其他形状可以更安全地关闭。随着曲率半径因卷曲而增加，渗透层20的张力随之增加并且使涂层在弯曲方向上变形。此变形降低三维空隙或孔在弯曲相反方向上的大小(如，直径等)。根据一个示例性实施例，当展开时，三维空隙或孔可以恢复到其原始形状。
根据一个替换性实施例，使用材料移除工具(如，激光、电子束、刀片等)形成三维空隙或孔可以完全去除三维空隙或孔内的涂层材料。此过程可以防止三维空隙或孔关闭或重填。以此形成的孔(如，具有点等)可以重填并且要求后续过程。
根据一个替换性实施例，渗透层20由能够干燥透水的涂层材料制成，使得孔对于促进水化的水转递来说不是必需的。然而，穿孔可以增加至包含透水材料的渗透层20以进一步促进胶凝混合物30和/或胶凝混合物130的水化。根据替换性实施例，结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600和/或结构层700的一侧可以不完全被涂层覆盖，但是尽管如此仍牵制胶凝混合物30和/或胶凝混合物130并且允许水化(如，不需要分离三维空隙或孔等)。
根据一个示例性实施例，渗透层20喷涂在结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600和/或结构层700上，并且因此孔被限定在渗透层20内(如，具有尖的辊、具有尖的板等)。无论是作为片材，或通过喷涂施加的产品或其他产品，渗透层20也可以包括允许改善物体(如，载具、人等)穿过渗透层20的牵引力的纹理(如，通过在涂层内包含研磨剂等)或摩擦系数。根据替换性实施例，渗透层20可以具有平滑表面，此表面设计成促进水流入胶凝复合材料10内或作为装饰修整层。
不可渗透层
参照如图2-4B，5-6B，6D，7A-8，10A，10B，10D-11B，11D-12B，12D-15，17A-18，21A，21B和22B所示的示例性实施例，不可渗透层50包含与胶凝混合物30(如，胶凝材料32等)和/或胶凝混合物130(如，胶凝材料136等)结合之后能够保留胶凝材料30和水化水而不降解的材料。不可渗透层50可以作为放置胶凝混合物30的基底。在一个实施例中，不可渗透层50包含塑料基材料(如，聚丙烯、PVC、聚烯烃、聚乙烯等)。在一些实施例中，不可渗透层50包含与结构层40、相互连接结构140(如，珠子132等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460和/或结构层440的土木格栅480的相同的材料。采用类似材料制造不可渗透层50和结构层40、相互连接结构140(如，珠子132等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460、结构层440的土木格栅480、结构层600和/或结构层700可以促进不可渗透层50与结构层40、相互连接结构140(如，绞线148等)、连接层240的连接器260、结构层340的绞线360、结构层440的网格460、结构层440的土木格栅480、结构层600和/或结构层700的结合强度。
如图4A，4B，6B，6D，7A-7D，10A，10B，10D-11B，11D-12B，12D-14S，17A，17B，21A，21B和22B，不可渗透层50的内侧52可以沿结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600和/或结构层700的底面耦连。在不可渗透层50沿结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600和/或结构层700的底面布置时，不可渗透层50可以经历一部分的弯曲和拉伸应力。此布置可以提高胶凝复合材料10的强度和延展性。在一些实施例中，不可渗透层50为包含能够与结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600和/或结构层700耦接并且无需允许液体渗透的柔性材料(如，可以促进胶凝复合材料10的卷曲等)的片材。根据一个替换性实施例，渗透层50可以与结构层40、相互连接结构140、连接层240、结构层340、结构层440、结构层600和/或结构层700整体成形或以其他方式耦连。根据一个替换性实施例，渗透层50可以保护胶凝混合物30免于暴露于特定化学品(如，由工作区域土壤渗透的硫酸盐等)。在一些实施例中，不可渗透层的外侧54包含突出(如，延伸、倒钩等)。此突出可以促进胶凝复合材料10固定于多种基层(如，泥土、草、砾石等)。在一些实施例中，外侧54涂覆有粘合剂和被可移除性衬砌覆盖。所述可移除性衬砌可以在安装过程中移除，以使得不可渗透层50的外侧54上的粘合剂将胶凝复合材料附接于各自基层。
根据一个替换性实施例，不可渗透层50包括土工膜。此土工膜可以包含多种材料(如，合成片材、单层膜、其用于防水的其他类型膜等)。根据示例性实施例，土工膜包括厚度为0.075和2.5毫米之间的聚烯烃薄膜。根据示例性实施例，不可渗透层50包括可以相对于其他材料可提供改进的穿刺抗性和拉伸强度的挤出型聚丙烯或强化聚丙烯。强化材料(如，利用非编织聚酯织物外部强化、利用聚酯网格布内部强化、利用编织织物强化、利用非编织的织物或土木格栅强化或其他强化方式)可以允许较薄膜的使用，因此减少胶凝复合材料10的总体重量或厚度。具体示例性聚丙烯膜包括由Colbond制造的TT422和TG4000或有Firston制造的UltraPly TPO XR100。在其他实施例中，膜包括涂层膜，如Reef工业制造的Transguard 4000。
根据一个替换性实施例，不可渗透层50可以包含其他材料(如，沥青土木膜、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)。用于不可渗透层50的材料可以具有能够提高胶凝复合材料10的柔韧性、安装程序、使用寿命和/或性能的特点。举例来说，聚氯乙烯是柔性的并且可以适应不平坦表面而不撕裂。根据一个示例性实施例，具体制造技术、拉伸强度和/或延展性可以用到不可渗透层50以最好适应胶凝复合材料10的特定应用。
根据另外示例性实施例，不可渗透层50可以包括通过多种已知技术(如喷涂等)施加的涂层(如，弹性体涂层、丙烯酸涂层、丁基橡胶涂层、涂层、涂层、有机硅涂层、改性沥青涂层、丙烯酸漆涂层、氨基甲酸乙酯涂层、聚氨酯涂层、聚脲涂层、允许用于饮用水的多种涂层中的一种、两种或多种涂层材料的任何组合等)。可以理解的是，关于渗透层20的厚度、材料选择和其他讨论可以适用于不可渗透层50。在一个实施例中，不可渗透层50具有4毫米和100毫米之间的厚度，例如10毫米。根据一个示例性实施例，渗透层20、不可渗透层50和胶凝复合材料10的侧部分包含相同涂层材料。根据替换性实施例，渗透层20和不可渗透层50包含不同涂层材料。在另外实施例中，渗透层20和不可渗透层50可以同时或依次施加。
根据另外替换性实施例，胶凝复合材料10不包含不可渗透层50，并且替代地包含附加的渗透层。此渗透层可以允许胶凝复合材料10与基层(如存在的混凝土基层等)融合。举例来说，渗透材料可以允许胶凝复合材料30原位水化之后部分地分散并且与下面的基层结合。外部固化过程、内部固化过程(如，利用化合物如液态聚合物添加剂完成的固化等)或胶凝混合物30内的多种添加剂可以进一步提高胶凝复合材料10和基层的结合。
修整层
根据如图22A和22B所示的示例性实施例，胶凝复合材料10包括第二层，显示为修整层500。如图22A和22B所示，修整层500包括多个修整片，显示为修整块502。修整块502可以包含瓷砖、石材、砖块、砖摊铺机、瓷器、黏土铺机、怒来、玻璃、乙烯基和/或其他户外地板材料。根据示例性实施例，修整块502耦接与渗透层20的外侧24。修整块502可以利用粘合剂、中间耦连材料(如，双面胶粘带等)、机械附接器(如，卡扣等)和/或其他耦连材料耦连于(如，附接于、连接于、结合于等)渗透层20的外侧24。在一些实施例中，修整块502可以附加地或替换性地耦连于结构层40。
如图22A和22B所示，修整层500具有多个形成于每个修整块502之间的孔，显示为缝隙504。每个修整块502限定一个或多个穿孔，显示为通道506。在其他实施例中，修整块502不限定有通道506。根据一个示例性实施例，缝隙504和/或通道506促进胶凝混合物30和/或胶凝混合物130的原位水化。
制造
参照图23-25，胶凝复合材料10可以利用流水线装配机制造，其可以连续运行或可以以材料添加、停止(如允许机器运行某个操作等)和其后再添加的索引操作方式进行。根据示例性实施例，图23-25为制造图5-7D所示胶凝复合材料10的多种方法。
参照图23，根据一个示例性实施例，显示制备胶凝复合材料垫的方法2300。在过程2302，胶凝复合材料垫(如，胶凝复合材料10等)的胶凝层(如，胶凝混合物130等)的成分(如，珠子132、集料134、胶凝材料136、添加剂等)相互混合。此混合可以均匀分散所述成分。所述成分可以容器或漏斗中混合。在过程2304，胶凝层的成分沿第一层布置(如，基层、不可渗透层50、渗透层20等)。举例来说，漏斗或容器可以包括当第一层通过分配器的下方时将成分布置于第一层上的分散器/分配器。所述分散器/分配器的形状(如，矩形、可调整的等)能促进成分均匀布于第一层上。在一个实施例中，第一层通过配置应用于振动来进一步促进成分均匀分散和/或压缩以形成均匀的胶凝层的振动台。
在过程2306，成分和第一层的至少一个被压缩以将成分压入到胶凝层中。根据一个示例性实施例，接受来自分散器成分的第一层通过压实机。在一个实施例中，压实机包括辊。在多个实施例中，辊被配置成利用每平方英寸200和10,000磅之间的压力压缩成分。此辊可以取代振动台或放置于振动台之前、之后或一起放置。辊也可以移动第一层和胶凝层。在其他实施例中，压实机包括液压机或其他类型的物理压实机。在替换性实施例，压实机包含配置用于将胶凝材料拉伸成预定形状的真空系统。在另外替换性实施例中，压实机包括压缩空气系统。
在过程2308，第二层(如，顶层、渗透层20、不可渗透层50等)沿相对于第一层的胶凝层布置。第二层包括薄膜、片材或其他材料结构以用于形成围绕胶凝层的上部牵制层。举例来说，第二层可包括水溶性材料(如，冷水可溶性材料等)。在一些实施例中，水溶性材料为织物材料。此织物材料可以为编织的或非编织的。在一个示例中，织物材料为由部分水解的聚乙烯醇纤维制成的冷水可溶性非编织材料(如，PVA织物等)。此薄膜或片材可以熔化、焊接、粘合固定、机械性耦连(如，利用线、夹子等)或其他方式结合到胶凝层。第二层可以作为连续过程的部分，其中第一层和第二层以共同速度移动。在替换性实施例中，第二层为沿胶凝层布置并且随后穿孔(如，让第二层成可渗透的等)的不可渗透性材料。
在替换性实施例，涂层可以通过喷涂器相对于第一层沿胶凝层布置以形成渗透层。如上讨论，此涂层可以包括弹性体涂层、丙烯酸涂层、丁基橡胶涂层、涂层、涂层、有机硅涂层、改性沥青涂层、丙烯酸漆涂层、氨基甲酸乙酯涂层、聚氨酯涂层、聚脲涂层、允许用于饮用水的多种涂层中的一种、两种或多种涂层材料的任何组合或其他涂层。在一些实施例中，涂层被配置成固定成分。单喷涂器可以被配置到轨道上以移动穿过胶凝层或一个或多个喷涂单元为固定的并且被配置成将涂层施加到胶凝层顶部、侧面、端部的至少一个。
在过程2310，第一层和第二层中的至少一层被加热。在一些实施例中，胶凝层利用针额外地加热(如，针194等)。加热处理会引起胶凝层内的特定成分(如，珠子132等)形成相互连接结构(如，相互连接结构140等)。相互连接结构可以附接于第一层和第二层的至少一个以形成胶凝复合材料垫。根据示例性实施例，第一层和/或第二层利用作为连续过程的部分(如，利用加热辊、加热空气流、热板、熔炉等)的加热结合到相互连接结构。作为加热过程的部分或加热之后(如，利用冷却辊)，将压力施加于第一层和/或第二层(如，利用辊)以产生紧固复合物材料(如，在第一层和第二层之间具有低空隙间隔的胶凝复合材料等)。在一个实施例中，第二层仅沿胶凝层的顶层施加。在其他实施例中，第二层也可以施加到胶凝层的侧面。结合可以均一地或随机地穿过胶凝层的顶部和侧面。第二层可以附接于胶凝复合材料的侧面以形成清洁边缘(如，利用加热结合、粘合剂、机械性的、双面胶粘带等附接等)，以此边缘为直的(如，以90度、以大约90度、85度和95度之间以促进胶凝复合材料在工作区域相互结合等)。
根据一个示例性实施例，密封系统配置成封闭胶凝复合材料垫的侧面和端部。此密封系统可以包括配置用于将涂层施加于胶凝层侧面和端部的附加的喷涂器或利用初始喷涂器、配置用于在侧面和端部折叠第一层和/或第二层的部分的辊或其他系统。根据示例性实施例，封闭胶凝层的侧面和端部可以进一步牵制胶凝复合材料垫内的成分并且防止成分从胶凝复合材料垫中迁移(如，处理、运输、安装过程中等)。
根据一个示例性实施例，卷取辊和/或卷绕机被配置用于围绕一个核心卷曲胶凝复合材料垫。根据一个示例性实施例，所述核心耦连于驱动器以旋转和施加牵引胶凝复合材料垫的驱动力。根据一个示例性实施例，胶凝复合材料垫被真空密封成整卷或利用气密和/或防水包装进行包装。根据替换性实施例，胶凝复合材料垫的片材可以被单独地或作为堆叠组进行真空密封。此密封可以改善胶凝复合材料垫的运输和操作。
现在参照图24，根据另外示例性实施例，显示制备胶凝复合材料垫的方法240。在过程2402，胶凝复合材料垫(如胶凝复合材料10等)的胶凝层(如胶凝混合物130等)的成分(如，珠子132、集料134、胶凝材料136、添加剂等)相互混合。在过程2404中，胶凝层的成分沿第一层布置(如，基层、不可渗透层50、渗透层20等)。在过程2406中，成分和第一层的至少一个被压缩以使成分压入胶凝层中。在过程2408，加热第一层和胶凝层的至少一个。热传递引起胶凝层内的某些成分(如，珠子132)形成相互连接结构(如，相互连接结构140等)。所述相互连接结构可以附接于第一层以形成胶凝复合材料垫。在过程2410，第二层(如，顶层、渗透层20、不可渗透层50等)沿相对于第一层的胶凝层布置(如，作为片材、作为喷涂等)。举例来说，第二层可以利用加热(如，热焊接、熔合、熔炉内结合等)、粘合剂、化学反应、中间耦连材料或其他方法与胶凝层结合。
现在参照图25，根据另示例性实施例，显示制备胶凝复合材料垫的方法2500。在过程2502，胶凝复合材料垫(如，胶凝复合材料10等)的胶凝层(如，胶凝混合物130等)的成分(如，珠子132、集料134、胶凝材料136、添加剂等)相互混合。在过程2504，胶凝层的成分沿第一层布置(如，基层、不可渗透层50、渗透层20等)。在过程2506，第二层(如，顶层、渗透层20、不可渗透层50等)沿相对于第一层的胶凝层布置(如，作为片材、作为喷涂等)。在过程2506中，第一层和第二层的至少一个被压缩以使成分压入胶凝层中。在过程2510，第一层和第二层的至少一个被加热。热传递引起胶凝层内的某些成分(如，珠子132)形成相互连接结构(如，相互连接结构140等)。所述相互连接结构可以附接于第一层和第二层的至少一个以形成胶凝复合材料垫。
参照图26-29，胶凝复合材料10可以使用流水线装配机制造，其可以连续运行或可以以材料添加、停止(如允许机器运行某个操作等)和其后再添加的索引操作方式进行。根据示例性实施例，图26-29是制备图8-14S所示的胶凝复合材料10的多种方法。
现在参照图26，根据示例性实施例，显示为制备胶凝复合材料垫的方法2600。在过程2602，提供胶凝复合材料垫(如，胶凝复合材料10等)的基底层(如，不可渗透层50、渗透层20等)。在过程2604，胶凝层(如胶凝混合物30等)的成分沿基底层布置。胶凝层的成分可以包含胶凝材料(如，胶凝材料32等)、集料(如，集料34等)和/或添加剂(如，吸水材料36等)。胶凝层的成分可以相互混合以均匀分散成分。所述成分可以在容器或漏斗内相互混合，可以在胶凝混合材料垫内或基底层上相互混合，或其他方式先行混合然后沿基底层布置。举例来说，漏斗或容器包括当基底层通过分配器的下方时将成分布置于基底层上的分散器/分配器。所述分散器/分配器的形状(如，矩形、可调整的等)能促进成分均匀分散到基底层上。在一个实施例中，基底层通过配置利用振动进一步促进成分均匀分散和/或压缩以形成均匀的胶凝层的振动台。
在某些实施例中，施加压缩到成分和基层的至少一个以压实胶凝层的成分。根据一个示例性实施例，接受来自分散器的成分的基底层通过压实机。在一个实施例中，压实机包括辊。在多个实施例中，辊被配置成利用每平方英寸200和10,000磅之间的压力压缩成分。所述辊可以取代振动台或放置于振动台之前、之后或与其一起放置。在其他实施例中，压实机包括液压机或其他类型的物理压实机。在替换性实施例，压实机包含配置用于将胶凝材料拉伸成预定形状的真空系统。
在过程2606，顶层(如，渗透层20、不可渗透层50等)沿相对于基底层的胶凝层布置。所述顶层包括薄膜、片材或其他材料结构以用于形成围绕胶凝层的上部牵制层。举例来说，顶层可包括水溶性材料(如，冷水可溶性材料等)。在一些实施例中，水溶性材料为织物材料。此织物材料可以为编织的或非编织的。在一个示例中，织物材料为由部分水解的聚乙烯醇纤维制成的冷水可溶性非编织材料(如，PVA织物等)。此薄膜或片材可以熔化、焊接、粘合固定或其他方式结合于胶凝层。顶层可以作为连续过程的部分，其中基层和顶层以共同速度移动。
在过程2608，连接器(如，杆、钉子、钉、连接器260等)可以插入(如，推入、刺穿等)到胶凝复合材料垫中。在一个实施例中，连接器插入顶层。在其他实施例中，连接器穿入基底层。在一些实施例中，连接器延伸穿过基层和底层的至少一个。在其他实施例中，连接器延伸贯穿基底层和顶层。仍在其他实施例中，连接器布置于胶凝复合材料垫内(如，不延伸贯穿基底层或顶层等)。
在过程2610，连接器固定于基底层和顶层以形成胶凝复合材料垫。在一个实施例中，连接器可以粘合性地耦连于基底层和顶层的至少一个。在其他实施例中，连接器可以机械性耦连于基底层和顶层的至少一个(如，利用保持件300、保持器310和/或头部290等)。仍在其他实施例中，连接器为热耦连于基层和顶层的至少一个(如，利用热处理过程等)。连接器可以具有可以更容易融合或熔化以促进附接的元件。在一些实施例中，使用热耦连、机械性耦连和/或粘合剂耦连的组合。在一些实施例中，连接器利用与顶层不同的方法固定于基底层。
根据一个示例性实施例，密封系统配置用于封闭胶凝复合材料垫的侧面和端部。此密封系统可以包括配置用于将涂层施加于胶凝层侧面和端部的喷涂器、配置用于在侧面和端部折叠基底层和/或顶层部分的辊或其他系统。根据示例性实施例，封闭胶凝层的侧面和端部可以进一步牵制胶凝复合材料垫内的成分并且防止成分从胶凝复合材料垫中迁移(如，处理、运输、安装过程中等)。
根据一个示例性实施例，卷取辊配置用于围绕一个核心卷曲胶凝复合材料垫。根据一个示例性实施例，所述核心耦连于驱动器以旋转和施加可以拉伸胶凝复合材料垫的驱动力。根据一个示例性实施例，胶凝复合材料垫被真空密封成整卷。根据替换性实施例，胶凝复合材料垫的片材可以被单独地或作为堆叠组进行真空密封。此密封可以改善胶凝复合材料垫的运输和操作。
参照图27，根据另外的示例性实施例，显示为制备胶凝复合材料垫的方法2700。在过程2702，提供胶凝复合材料垫(如，胶凝复合材料10等)的基底层(如，不可渗透层50、渗透层20等)。在过程2704，胶凝层(如胶凝混合物30等)的成分沿基底层布置。在一些实施例中，施加压缩到成分和基底层的至少一个以压实胶凝层的成分。在过程2706，顶层(如，渗透层20、不可渗透层50等)沿相对于基底层的胶凝层布置。在过程2708，利用注射机构(如，注射机构332等)将连接器(如，液态连接器330等)注入胶凝复合材料垫内。在一个实施例中，所述连接器注射穿过顶层。在其他实施例中，连接器可以注射贯穿基底层层。在一些实施例中，连接器延伸贯穿基底层和顶层的至少一个。在其他实施例中，连接器延伸贯穿基层和顶层。
参照图28，仍根据另外示例性实施例，显示制备胶凝复合材料垫的方法2800。在过程2802，提供胶凝复合材料垫(如，胶凝复合材料10等)的基层(如，不可渗透层50、渗透层20等)。在过程2804，连接器的第一端部固定到基底层(如，利用粘合剂、利用加热处理过程熔化两者、连接器260等)。在过程2806，胶凝层的成分(如，胶凝混合物30等)沿基底层布置。在过程2808，顶层(如，渗透层20、不可渗透层50等)沿相对于基底层的胶凝层布置。在过程2810，连接器相对的第二端部固定于顶层(如，利用粘合剂、利用加热处理过程熔化两者等)以形成胶凝复合材料垫。在另外替换性实施例，在连接器固定于基底层之前，胶凝层沿基底层布置(如，连接器插入贯穿胶凝层等)。
参照图29，根据另外示例性实施例，显示制备胶凝复合材料垫的方法2900。在过程2902，提供胶凝复合材料垫(如，胶凝复合材料10等)的基底层(如，不可渗透层50、渗透层20等)。在过程2904，连接器的第一端部固定于基底层(如，利用粘合剂、利用加热处理过程熔化两者、连接器260等)。在过程2906，顶层(如，渗透层20、不可渗透层50等)沿相对于基底层的连接器的第二端部布置。在过程2908，连接器相对的第二端部固定于顶层(如，利用粘合剂、利用加热处理过程熔合两者等)。因此，基底层和顶层布置于被连接器分隔开的结构内。在其他实施例中，连接器的第一和第二端部同时固定于基底层和顶层。在过程2910，胶凝层(如，胶凝混合物30等)的成分可以沿胶凝复合材料垫的边缘和/或侧面布置于基底层和顶层之间。
参照图30，胶凝复合材料10可以利用流水线装配机制备，其可以连续运行或可以以材料添加、停止(如允许机器运行某个操作等)和其后再添加的索引操作方式进行。根据示例性实施例，图30为制备图15-17B所示胶凝复合材料10的多种方法。
在过程3002，提供胶凝复合材料垫的(如，胶凝复合材料10等)基底层(如，不可渗透层50等)。在过程3004，一个或多个绞线(如，绞线360等)布置成(如，随机地、以预定格局等)聚簇结构(如，簇366等)并且被压缩以形成结构层(如，结构层340、聚簇垫368等)。在过程3006，结构层沿基底层布置。在过程3008，结构层的第一侧(如，底面344等)固定于基底层。结构层的第一侧利用加热(如，加热焊接、融合、熔炉内结合等)、粘合剂、化学反应、中间耦连材料或其他过程固定于基底层。
在过程3010，胶凝层(如胶凝混合物30等)沿基底层和在结构层内布置。根据示例性实施例，沿基底层和在结构层内布置之前，胶凝层的成分(如，胶凝材料32、集料34、添加剂、吸水材料36等)可以相互混合。此混合可以均匀分散所述成分。所述成分可以在容器内或漏斗内相互混合。举例来说，漏斗或容器可以包括当不可渗透层和结构层通过分配器的下方时将成分布置于基层上的分散器/分配器。所述分散器/分配器的形状(如，矩形、可调整的等)能促进成分均匀分布。在一个实施例中，基底层和结构层通过配置用于振动的振动台以进一步促进成分均匀分散和/或压缩以在结构层内形成均匀的胶凝层。在其他实施例中，成分被压缩到结构层内。根据示例性实施例，接受来自分散器成分的基底层和结构层可以通过压实机。在一些实施例中，压实机包括辊。在多个示例中，辊配置成利用每平方英寸200和10,000磅之间的压力压缩成分。所述辊可以取代振动台或放置于振动台之前、之后或一起放置。辊也可以移动基底层、结构层和胶凝层。在其他实施例中，压实机包括液压机或其他类型的物理压缩机。在替换性实施例，压实机包含配置用于将胶凝材料拉伸成预定形状的真空系统。
在过程3012，顶层(如，渗透层20等)沿相对于基底层的结构层的第二侧(如，顶面342等)布置。所述顶层包括薄膜、片材或其他材料结构以用于形成围绕胶凝层的上部牵制层。举例来说，顶层可包括水溶性材料(如，冷水可溶性材料等)。在一些实施例中，水溶性材料为织物材料。此织物材料可以为编织的或非编织的。在一个实施例中，织物材料为由部分水解的聚乙烯醇纤维制成的冷水可溶性非编织材料(如，PVA织物等)。此薄膜或片材可以熔化、焊接、粘合固定或其他方式结合于胶凝层。顶层可以作为连续过程的部分，其中基底层和顶层以共同速度移动。在替换性实施例中，涂层可以通过喷涂器沿相对于基底层的胶凝层和结构层的第二侧布置以形成渗透层。在一些实施例中，涂层配置用于固定所述成分。单喷涂器可以配置到轨道上以移动穿过结构层的第二侧或一个或多个喷涂单元为固定的并且配置成施加涂层到胶凝层顶部、侧面、端部的至少一个。
在过程3014，结构层的第二侧固定于顶层。结构层的第二侧通过利用加热(如，加热焊接、融合、熔炉内结合等)、粘合剂、化学反应、中间耦连材料或其他过程固定于顶层。
根据示例性实施例，密封系统被配置用于封闭胶凝复合材料垫的侧面和端部。此密封系统可以包括配置用于将涂层施加于胶凝层侧面和端部的附加的喷涂器、配置用于在侧面和端部折叠渗透层和/或不可渗透层部分的辊或其他系统。根据示例性实施例，封闭胶凝层的侧面和端部可以进一步牵制胶凝复合材料垫内的成分并且防止成分从胶凝复合材料垫中迁移(如，处理、运输、安装过程中等)。
根据示例性实施例，卷取辊配置用于围绕一个核心卷曲胶凝复合材料垫。根据一个示例性实施例，所述核心耦连于驱动器以旋转和施加可以拉伸胶凝复合材料垫的驱动力。根据一个示例性实施例，胶凝复合材料垫被真空密封成整卷。根据替换性实施例，胶凝复合材料垫的片材可以被单独地或作为堆叠组进行真空密封。此密封可以改善胶凝复合材料垫的运输和操作。
参照图31，胶凝复合材料10可以利用流水线装配机制备，其可以连续运行或可以以材料添加、停止(如允许机器运行某个操作等)和其后再添加的索引操作方式进行。根据示例性实施例，图31为制备图18-21B所示胶凝复合材料10的方法。
在过程3102，提供胶凝复合材料垫(如胶凝复合材料10等)的基底层(如，不可渗透层50等)。在过程3104，结构层(如结构层440、网格460、土木格栅480、其组合等)沿基底层布置。在过程3106，结构层的第一侧(如，渗透层20、不可渗透层50等)固定于基底层。结构层的第一侧可以利用加热(如，加热焊接、融合、熔炉内结合等)、粘合剂、化学反应、中间耦连材料或其他过程固定于顶层。
在过程3108，胶凝层(如，胶凝混合物30)沿基底层并且在结构层内布置。根据示例性实施例，胶凝层的成分(如，胶凝材料32、集料32、添加剂、吸水材料36等)先于沿基层和结构层内布置之前相互混合。所述混合可以均匀分散成分。成分可以在容器或漏斗中相互混合。举例来说，漏斗或容器可以包括当不可渗透层和结构层通过分配器的下方时将成分布置于基层上和结构层内的分散器/分配器。所述分散器/分配器的形状(如，矩形、可调整的等)能促进成分的均匀分散。在一个实施例中，基底层和结构层通过配置用于振动的振动台以进一步促进成分均匀分散和/或压缩以在结构层内形成均匀的胶凝层。在其他实施例中，所述成分被压入结构层内。根据示例性实施例，接受来自分配器的成分的基底层和结构层通过压实机。在一个实施例中，压实机包括辊。在多个示例中，辊被配置成利用每平方英寸200和10,000磅之间的压力压缩成分。辊可以取代振动台或放置于振动台之前、之后或一起放置。辊可以移动基底层、结构层和胶凝层。在其他实施例中，压实机包括液压机或其他类型的物理压实机。在替换性实施例，压实机包含被配置用于将胶凝材料拉伸成预定形状的真空系统。
在过程3110，顶层(如，渗透层20等)沿相对于基底层的结构层的第二侧(如，顶面466、顶绞线层482等)布置。所述顶层包括薄膜、片材或其他材料结构以用于形成围绕胶凝层的上部牵制层。举例来说，顶层可包括水溶性材料(如，冷水可溶性材料等)。在一些实施例中，水溶性材料为织物材料。此织物材料可以为编织的或非编织的。在一个实施例中，织物材料为由部分水解的聚乙烯醇纤维制成的冷水可溶性非编织材料(如，PVA织物等)。此薄膜或片材可以熔化、焊接、粘合固定或其他方式结合于胶凝层。顶层可以作为连续过程的部分，其中基底层和顶层以共同速度移动。在替换性实施例中，涂层可以通过喷涂器沿相对于基底层的胶凝层和结构层的第二侧布置以形成渗透层。在一些实施例中，涂层配置用于固定所述成分。单喷涂器可以配置到轨道上以移动穿过结构层的第二侧或一个或多个喷涂单元为固定的并且被配置成施加涂层到胶凝层顶部、侧面、端部的至少一个。
在过程3112，结构层的第二侧固定于顶层。结构层的第二侧可以利用加热(如，加热焊接、融合、熔炉内结合等)、粘合剂、化学反应、中间耦连材料或其他过程固定于顶层。在替换性实施例中，过程3106和过程3112同时运行。例如，胶凝层布置于结构层内和顶层沿结构层布置之后(如，基底层没有附接于顶层之前的结构层)，结构层的第一侧和第二侧可以分别固定于基底层和顶层。
根据一个示例性实施例，密封系统配置用于封闭胶凝复合材料垫的侧面和端部。此密封系统可以包括配置用于将涂层施加于胶凝层侧面和端部的附加的喷涂器、配置用于在侧面和端部折叠不可渗透层和/或渗透层的辊或其他系统。根据示例性实施例，封闭胶凝层的侧面和端部可以进一步牵制胶凝复合材料垫内的成分并且防止成分从胶凝复合材料垫中迁移(如，处理、运输、安装过程中等)。
根据一个示例性实施例，卷取辊配置用于围绕一个核心卷曲胶凝复合材料垫。根据一个示例性实施例，所述核心耦连于驱动器以旋转和施加拉伸胶凝复合材料垫的驱动力。根据一个示例性实施例，胶凝复合材料垫被真空密封成整卷。根据替换性实施例，胶凝复合材料垫的片材可以被单独地或作为堆叠组进行真空密封。此密封可以改善胶凝复合材料垫的运输和操作。
如此处使用的，术语“接近”、“大约”、“基本上”和类似术语旨在具有与公众的并且被本领域技术人员接受的用法相一致的广义。阅读本申请的本领域技术人员可以理解这些术语旨在允许所描述和要求的特定技术特征的描述而无需限定这些特征至所提供的详细的数值范围。由此，这些术语应该被解释为表明，所述描述和要求的主题的非实质的或不重要的修改或变形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”旨在表明此实施例为可行示例、表达和/或解释(而且该术语不意味着该实施例为必须独特的或最佳示例)。
此处使用的术语“耦连”、“连接”和类似指的是两个部件直接或间接地相互连接。此连接可以为固定的(如永久性的)或可移动的(如，可移除的或可释放的等)。此连接可以通过两个部件或两个部件和任何附加中间部件与另外一个或两个部件整体地形成单个单体或两个部件和附加中间部件相互附接来实现。
同时，术语“或”用在其包括含义中(和不在其包括含义中)，以此例如，当使用于连接一系列元件时，术语“或”是指所列元件的一个、多个或所有。例如语句“X、Y和Z的至少一个”的连接语言，除特别说明外，通常用于传达文本来理解为条目、术语等可以为X，Y，Z，X和Y，X和Z，Y和Z，或X、Y和Z(即，X、Y和Z的任何组合)。因此，此连接语言不通常旨在暗示特定实施方式要求至少X、至少Y、至少Z的一个存在，除另外说明。
应该注意的是，各个元件的方向根据其他示例性实施例变化并且此变形也被本申请包含。
应该重点注意的是，示例性实施例所示的系统和方法的元素的结构和布置仅作为示意性。虽然仅仅详细地描述了本申请的若干实施例，但是阅读本申请的本领域技术人员容易理解的是，许多修改是可行的(如各元件的尺寸、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)而不实质脱离本申请主题的新颖教导和优点。例如，示为整体成形元件可由多个部分或元件组成。应该注意的是，本公开的元件和/或组件可以由可提供足够强度或耐久性并以多种颜色、纹理和组合的多种材料构成。另外，在本申请说明书中，词语“示例性”可被用于表示作为示例、实例或说明。此处描述为“示例性”的任何实施例或设计可以无需解释为相对于其他实施例或设计成优选的或有利的。相反，词语示例性的适用旨在以具体的方式提供概念。相应地，所有这种修改包含在本发明的范围内。任何过程或方法步骤的顺序或次序可以根据替换性实施例而变化或重新排序。任何装置加功能的句式旨在包含此处描述为执行所述功能的结构而且不仅是结构性等同也可为等同结构。任何其他替换、修改、变化和省略可以在本设计、操作条件、优选的布置和其他示例性实施例中完成，并且不脱离本发明的范围或不脱离所附权利要求的精神。

Claims (20)

1.用于原位水化的胶凝复合材料，其包括：
结构层，其具有第一侧和相对的第二侧；
胶凝材料，其布置于所述结构层内，其中所述胶凝材料包含多个胶凝粒子；
密封层，其沿所述结构层第一侧布置并且耦连到所述结构层的第一侧；和
牵制层，其沿所述结构层相对的第二侧布置，其中所述牵制层配置成防止多个胶凝粒子从所述结构层迁移出去；
其中，所述结构层在所述密封层和至少部分无纤维的所述牵制层处具有交叉。
2.如权利要求1所述的胶凝复合材料，其中，所述牵制层为水溶性的和可渗透的至少一个。
3.如权利要求1所述的胶凝复合材料，其中，所述结构层包括从所述密封层延伸到所述牵制层的多个独立连接器，所述多个独立连接器的每个包括耦连到所述密封层的第一端和耦连到所述牵制层的第二端。
4.如权利要求1所述的胶凝复合材料，其中，所述胶凝混合物进一步包括配置成熔化、融合、变形和膨胀的至少一个来应答活化的相互连接粒子，其中所述相互连接粒子的活化会引起所述相互连接粒子在附接到所述密封层和所述牵制层中至少一个的所述胶凝混合物内形成所述结构层。
5.如权利要求1所述的胶凝复合材料，其中，所述结构层包括具有相互连接壁的网格，其中所述相互连接壁限定多个配置用于接受所述胶凝材料的腔。
6.如权利要求1所述的胶凝复合材料，其中，所述结构层包括具有第一绞线层的土木格栅，其中所述第一绞线层利用多个耦连件附接到第二绞线层。
7.如权利要求1所述的胶凝复合材料，其中，所述牵制层包括水溶性粘合涂层，其中所述水溶性粘合涂层具有配置成在原位水化中被胶凝混合物吸收的固化剂。
8.如权利要求1所述的胶凝复合物材料，其中，所述牵制层被涂料、胶合纤维、胶砂和水溶性粘合剂中的至少一个处理以提供原位水化中所述牵制层的预期分解时间。
9.用于原位水化的胶凝复合材料，其包括，
膜，其包括结构层和不可渗透层中的至少一个；和
胶凝混合物，其沿膜布置和布置于膜内的至少一个，所述胶凝混合物包括胶凝材料、集料和吸水材料，所述吸水材料配置成吸收水分并且原位水化中膨胀和胶化的至少一个以此将所述胶凝材料和集料锁住在位置中以防止所述胶凝混合物从所述膜洗出。
10.如权利要求9所述的胶凝复合材料，其中，所述吸水材料吸收其自身重量75倍和300倍之间的水分。
11.如权利要求9所述的胶凝复合材料，其中，所述吸水材料包括高吸水性聚合物和高吸水性粘土中的至少一个。
12.如权利要求9所述的胶凝复合材料，其中，所述吸水材料包括在混合比例下具有粒度的粒子，其中所述混合比例包括0-30％的尺寸小于90微米的粒子，10-60％的尺寸为90-150微米之间的粒子，25-80％的尺寸为150-300微米之间的粒子和0-30％的尺寸大于300微米的粒子。
13.如权利要求9所述的胶凝复合材料，其中，所述胶凝混合物进一步包括配置成熔化、融合、变形和膨胀的至少一个来应答活化的相互连接粒子，其中所述相互连接粒子的活化引起所述相互连接粒子在与所述不可渗透层附接的所述胶凝混合物内形成所述结构层。
14.如权利要求9所述的胶凝复合材料，其中，所述结构层包括网格、土木格栅、多个独立连接器和非编织聚簇垫中的至少一个。
15.如权利要求9所述的胶凝复合材料，其进一步包括沿所述结构层的第一侧布置的牵制层，其中所述不可渗透层沿所述结构层相对的第二侧布置。
16.用于原位水合的胶凝复合材料，其包括
结构层，其具有以螺旋结构和聚簇结构中的至少一种结构布置的至少一个绞线，所述结构层形成具有第一侧和相对的第二侧的垫；
胶凝材料，其布置于所述结构层内，所述胶凝材料包含多个胶凝粒子；
密封层，其沿所述结构层的第一侧布置并且耦连至少一个绞线；和
牵制层，其沿所述结构层相对的第二侧布置，所述牵制层配置成防止多个胶凝粒子从所述结构层迁移出去。
17.如权利要求16所述的胶凝复合材料，其中，所述至少一个绞线包含布置形成所述结构层的所述螺旋结构和所述聚簇结构中的至少一种结构的单个、连续绞线。
18.如权利要求16所述的胶凝复合材料，其中，所述至少一个绞线包括布置形成所述结构层的所述螺旋结构和所述聚簇结构的至少一种结构的多个绞线。
19.如权利要求16所述的胶凝复合材料，其中，所述垫的至少一个绞线通过摩擦和缠绕相互结合。
20.如权利要求19所述的胶凝复合材料，其中，所述至少一个绞线包括多个延伸，其中所述多个延伸进一步支持以所述螺旋结构和所述聚簇结构中的至少一种结构的至少一个绞线。
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