CN109562528A - 制造纤维增强混凝土板的连续方法 - Google Patents

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CN109562528A
CN109562528A CN201780047253.6A CN201780047253A CN109562528A CN 109562528 A CN109562528 A CN 109562528A CN 201780047253 A CN201780047253 A CN 201780047253A CN 109562528 A CN109562528 A CN 109562528A
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paddle
blender
fibre
slurry
cement
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A·杜贝
P·B·格罗扎
C·R·尼尔森
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United States Gypsum Co
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United States Gypsum Co
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    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/715—Feeding the components in several steps, e.g. successive steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/04—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
    • B05C1/08—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line
    • B05C1/0826—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line the work being a web or sheets
    • B05C1/0834—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line the work being a web or sheets the coating roller co-operating with other rollers, e.g. dosing, transfer rollers

Abstract

一种连续方法，其包含：搅拌水(7)和水泥粉末(5)以形成浆料(3)；在单程水平连续搅拌机(32，132)中搅拌所述浆料(3)和增强纤维(34)以形成纤维浆料混合物(36，46)，所述搅拌机(32)包含：细长搅拌室(62，163)，其具有增强纤维入口端口(74B，134A)，并且所述纤维入口端口(74B，134A)的上游是用于将水和水泥粉末作为一股流一起引入的入口端口(74A)或用于将水和干燥水泥粉末分别作为单独的流引入所述室(62，163)中的至少两个入口端口(105A，107A)；一个或多个旋转水平轴(88，129)，其处于所述室(62，163)内；所述室(62，163)的一部分，其用于搅拌所述纤维(34)和所述浆料(3)并将所述纤维浆料混合物移动到混合物出口；从所述搅拌机出口(78A，136A)排出所述纤维浆料混合物；在移动表面上形成并凝固所述纤维浆料混合物(36，46)；将所述凝固后混合物(36，46)切割成纤维增强混凝土板(55)并从所述移动表面移除所述板(55)。

Description

制造纤维增强混凝土板的连续方法
相关申请的交叉引用
此申请涉及以下共同未决的文献：
于2016年8月5日提交的标题为将增强纤维与水泥材料搅拌的连续搅拌机和方法的美国临时专利申请号62/371,578；
于2016年8月5日提交的标题为用于纤维增强水泥板生产的流浆箱和成型站的美国临时专利申请号62/371,569；
于2016年8月5日提交的标题为用于使用多级连续搅拌机生产纤维增强水泥浆料的方法的美国临时专利申请号62/371,590；
所有都通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本发明公开了一种在连续过程中生产纤维增强水泥材料的方法。
背景技术
通过引用以其整体并入本文的Dubey等人美国专利号6,986,812的特征在于用于结构水泥板(SCP)生产线或类似应用的浆料进料设备，其中可凝固浆料用于建筑物板或薄板的生产中。设备包含主计量辊和配对辊，所述配对辊以彼此紧密的、大致平行的关系放置，以形成辊隙，在其中保留浆料供应。两个辊优选地沿相同方向旋转，因此从计量辊上方的辊隙抽出浆料，以沉积在SCP板生产线的移动网上。厚度控制辊设置在靠近主计量辊的操作距离中，以保持所需的浆料厚度。
通过引用以其整体并入本文的George等人美国专利号7,524,386 B2公开了一种采用湿式搅拌机的过程，所述湿式搅拌机具有用于形成水泥粉末和液体的湿浆料的竖直搅拌室。竖直搅拌室被设计成提供所需的搅拌量，以在搅拌停留时间内提供彻底搅拌的均匀稀浆，从而允许足够的浆料供应以确保相关联水泥板生产线的连续操作。还公开了用于将水泥粉末和水供应到室的浆料搅拌区域的重力进料装置。在制备SCP板时，重要的步骤是搅拌水泥粉末以形成浆料。然后将浆料从室的底部抽出并通过空腔泵泵送到浆料进料设备。典型的传统连续水泥搅拌车是来自德国纳沙泰尔M-TEC有限公司的DUO MIX2000连续水泥搅拌车，用于建筑行业中以搅拌和泵送混凝土浆料。
通过引用以其整体并入本文的George等人美国专利号7513,963 B2公开了一种湿式搅拌机设备及其使用方法，所述搅拌机具有用于形成水泥浆料和水的湿浆料的竖直搅拌室。竖直搅拌室被设计成提供所需的搅拌量，以在搅拌停留时间内提供彻底搅拌的均匀稀浆，从而允许足够的浆料供应以确保相关联水泥板生产线的连续操作。还公开了重力进料，用于将水泥粉末和水分别供应到室的浆料搅拌区域，而不预先搅拌粉末和水。
通过引用以其整体并入本文的Dubey等人美国专利号8038790公开了用于抗横向的结构性水泥板，并且当固定在用于剪力墙、地板和屋顶系统的框架上时，剪切载荷等于横向和由胶合板和朝向应变薄板提供的剪切载荷。与其它结构水泥板相比，板提供了减少的热传递。板采用一层或多层连续相，所述连续相是由硫酸钙α半水合物、水硬性水泥、涂覆的膨胀珍珠岩颗粒填料、任选的额外填料、活性火山灰和石灰的水性混合物固化而得到的。涂覆的珍珠岩的粒度为1微米到500微米，中值粒径为20微米到150微米，并且有效粒子密度(比重)小于0.50g/cc。板用纤维增强，例如耐碱玻璃纤维。
通过引用以其整体并入本文的Dubey等人美国专利申请出版物号2005/0064164公开了一种用于生产结构性水泥板的多层方法，其包含：(a)提供移动网；(b)(i)在网上沉积第一层单独的松散纤维，然后在网上沉积一层可凝固浆料和(ii)在网上沉积一层可凝固浆料中的一种；(c)在浆料上沉积第二层单独的松散纤维；(d)将所述第二层单独的松散纤维主动地嵌入浆料中，以将所述纤维分布在整个浆料中；以及(e)重复步骤(ii)到(d)，直到获得可凝固纤维增强的浆料的层的所需数目，并且以便使纤维在整个板分布。还提供了通过方法生产的结构性板、适用于根据方法生产结构性水泥板的设备、以及具有多层的结构性水泥板，通过在移动网上沉积一层可凝固浆料，在浆料上沉积纤维并将纤维嵌入浆料中而形成每层，使得每层与相邻的层整体形成。
Chen等人美国专利申请出版物号2006/0061007公开了一种用于挤出水泥制品的方法和设备。挤出机包含外壳，所述外壳具有可旋转地安装在其中的一对互相啮合自擦拭螺杆。螺杆连续搅拌并捏合通过各种进料装置提供的纤维水泥组分，以形成基本上均匀的糊状物，并迫使糊状物通过模头，以形成适于浇铸的绿色水泥挤出物。用于挤出的水泥混合物非常粘稠，且不适用于如喷射混凝土或通过水泥板生产线上的成形组合件沉积等用途。
目前用于生产纤维增强水泥浆料的最先进搅拌技术通常涉及使用工业标准批量搅拌机，其中首先添加包含增强纤维的所有原料，并且然后搅拌几分钟以产生具有随机分散纤维的浆料混合物。旋转滚筒搅拌机和旋转盘式搅拌机是通常用于制备纤维增强水泥浆料混合物的混凝土搅拌机的实例。目前最先进的混凝土搅拌机和搅拌技术用于生产纤维增强水泥浆料混合物的一些主要限制和缺点包含：
间歇式搅拌机中的搅拌操作不连续，因此在需要连续供应浆料的应用中使其使用更加困难，如在连续板生产线的情况下。
间歇式搅拌机中的搅拌时间通常非常长，大约几分钟，以获得良好搅拌的均匀浆料混合物。
由于间歇式搅拌机中一次加入大量纤维，因此在搅拌操作期间导致纤维结块和成球。
与间歇搅拌过程相关的较长搅拌时间倾向于损坏和破坏增强纤维。
在处理快速凝固的水泥材料方面，间歇式搅拌机不是非常有用和实用。
需要一种单层方法，用于生产具有高增强纤维浓度的水泥板的浆料。因此，需要一种改进的湿式搅拌设备，其确保供应足够的搅拌流体水泥浆料，其含有增强纤维如玻璃纤维或聚合物纤维，以供应连续的板生产线。期望在搅拌机中提供水泥反应性粉末、增强纤维和水的搅拌程度，以产生具有适当流变性和足够流动性的浆料，以提供用于连续水泥板生产线的浆料。
发明内容
本发明的特征在于用于制备纤维增强混凝土(FRC)板的方法，所述板也被本说明书称为纤维增强水泥板或纤维增强水泥板。考虑到目前最先进技术的局限和缺点，本发明的一些目的如下：
开发一种促进纤维增强混凝土板产品形成的制造工艺，其是连续的方法。
开发一种促进纤维增强混凝土板产品在单一均质层中形成的制造工艺。
开发一种制造工艺，其促进纤维增强混凝土板产品形成正确的厚度和表面公差，从而消除了对耗时且昂贵的板精加工操作的需要。
开发一种促进形成纤维增强混凝土板产品的制造工艺，其中离散的增强纤维随机且均匀地分布在整个板中。
开发一种制造工艺，其促进以更快的线速度形成纤维增强混凝土板产品。
开发一种制造工艺，其促进纤维增强混凝土板产品的形成，所述产品具有不同且独特的复合设计和增强选项，所述增强选项包含添加如稀松布、织物和结构层压板等表面增强材料的能力。
与目前最先进的制造工艺相比，开发一种制造工艺，其促进以低得多的成本形成纤维增强混凝土板产品。
本发明提供了一种用于制备纤维增强水泥板的连续方法，其包括：
搅拌水和水泥粉末以形成水泥浆料；
在单程水平连续搅拌机中搅拌所述水泥浆料和增强纤维以形成纤维浆料混合物，
所述水平连续搅拌机包括
细长搅拌室，其由具有内侧壁的水平(通常为圆柱形)壳体限定，
至少一个纤维入口端口，其用于将所述增强纤维引入所述搅拌室中，并且
所述至少一个纤维入口端口的上游是(a)用于将水和水泥粉末作为一股流一起引入的至少一个入口端口；或(b)用于将水和干燥水泥粉末分别作为单独的流引入所述室中的至少两个入口端口，
纤维浆料混合物出口端口，其处于所述水平壳体的第二排出端区段处，用于排出由所述搅拌机产生的所述纤维增强水泥浆料混合物，以及
通风口，其用于移除从原料进料引入所述搅拌室中的任何空气，
旋转水平朝向轴，其安装在所述细长搅拌室内，从所述水平连续搅拌机的一端横穿到所述水平连续搅拌机的另一端，
其中所述水泥浆料和所述增强纤维是在所述搅拌室的用于搅拌所述增强纤维和所述水泥浆料并将被搅拌的所述水泥浆料和所述增强纤维移动到所述纤维浆料混合物出口的一部分中搅拌的；
其中所述搅拌室的用于搅拌所述增强纤维和所述水泥浆料并将被搅拌的所述水泥浆料和所述增强纤维移动到所述纤维浆料混合物出口的所述一部分中的所述轴包括选自由以下组成的组的至少一个搅拌元件：(1)螺旋推运器和(2)多个搅拌桨，其以规则的间隔和不同的圆周位置安装在所述轴上以从所述轴延伸，其中所述至少一个搅拌元件绕所述轴在所述壳体内旋转；
其中所述水泥浆料和所述纤维在所述水平纤维浆料搅拌机的所述搅拌室中搅拌约5秒到约240秒，优选地10秒到180秒，更优选地10秒到120秒、最优选地10秒到60秒的平均搅拌停留时间，同时所述至少搅拌元件施加剪切力，其中所述中心旋转轴在搅拌期间以30RPM到450RPM，更优选地40RPM到300RPM、且最优选地50RPM到250RPM旋转；
从所述水平搅拌机排出所述纤维浆料混合物；
其中将新鲜水、水泥粉末和纤维进料到所述搅拌机，同时从所述搅拌机排出所述纤维浆料混合物中的所述水、水泥粉末和纤维混合物；
将所述纤维浆料混合物进料到成形组合件(优选地“流浆箱”)，所述成形组合件将所述纤维浆料混合物均匀地沉积在板生产线的移动表面上，作为0.25英寸到2英寸厚，优选地0.25英寸到1英寸厚，更优选地0.4英寸到0.8英寸厚，典型地0.40英寸到0.75英寸厚的层；
在所述移动表面上平整所述纤维浆料混合物；
使所述纤维浆料混合物在所述移动表面上凝固；
将凝固后纤维浆料混合物切割成板并从所述移动表面移除所述板，其中在所沉积纤维浆料混合物层上不沉积额外的纤维浆料混合物层。
水平连续搅拌机轴连接到驱动机构和驱动马达，以在水平连续搅拌机在操作中时实现轴旋转，其中水平朝向轴外部连接到驱动机构和驱动马达与间歇式方法相反，本文公开的方法是连续方法。在连续方法中，制造最终产品所需的原料以等于生产最终产品的速率(质量平衡)的速率连续计量并进料，即原料进料在过程中流动并且最终产品同时流出过程。在间歇式方法中，首先将制备最终产品所需的原料大量组合以制备大批混合物以便储存在适当的一个或多个容器中；然后随后将这批混合物从一个或多个储存容器抽出，以生产最终产品的多个部分。
本发明的方法在支撑移动网的传送器型框架上连续地制造具有至多单层纤维增强水泥组合物的水泥板。水平搅拌机与框架处于操作关系中，并配置成用于将纤维浆料混合物排放到第一浆料进料站(优选地流浆箱)，所述第一浆料进料站与框架处于操作关系中并配置成用于在移动网上沉积可凝固的含纤维水泥浆料层。优选地，移动表面(移动网)以每分钟1英尺到100英尺，更优选地每分钟5英尺到50英尺的速度移动。这比使用粘性水泥混合物的常规水泥挤出方法快得多。通常，对于4英尺到8英尺宽的板，纤维浆料混合物以约0.10立方英尺每分钟到25立方英尺每分钟的速率沉积。这种生产水泥产品的方法也比工业中采用的典型挤出制造工艺快得多。纤维浆料混合物在其在移动网上行进时水平和凝固。下游是用于将凝固的纤维浆料混合物切割成水泥薄板的设备。
从水平搅拌机排出的纤维浆料混合物具有4英寸到11英寸的坍落度，如根据使用4英寸高和2英寸直径管的坍落度测试所测量。当使用Brookfield粘度计，型号DV-II+Pro测量时，其中主轴HA4附件以20RPM速度运行，从水平搅拌机排出的纤维浆料混合物还具有小于45000厘泊，优选地小于30000厘泊，更优选地小于15000厘泊、并且最优选地小于10000厘泊的粘度。通常，所得纤维浆料混合物具有至少1500厘泊的粘度。
纤维浆料混合物通常还包含增塑剂和超增塑剂。增塑剂通常由木质素磺酸盐制造，所述木质素磺酸盐是造纸工业的副产物。超增塑剂通常已经由磺化萘缩合物或磺化三聚氰胺甲醛、酪蛋白或基于多羧酸醚制备。本纤维浆料混合物优选地不含增稠剂或显著增加材料粘度的其它添加剂。
本发明的所得纤维浆料混合物区别于挤出过程中使用的水泥混合物。如根据使用4英寸高和2英寸直径管的坍落度测试所测量，这种挤出混合物具有0英寸到2英寸的坍落度，并且具有大于50000厘泊、更通常地大于100000厘泊、并且最通常地大于200000厘泊的粘度。挤出混合物通常也不包含存在于本发明的纤维浆料混合物中的减水剂和超增塑剂。如上所述，增塑剂通常由木质素磺酸盐制造，所述木质素磺酸盐是造纸工业的副产物。超增塑剂通常已经由磺化萘缩合物或磺化三聚氰胺甲醛、或基于多羧酸醚制备。
在方法中，水和水泥材料的搅拌可以在形成水泥浆料的第一搅拌机中进行。然后在第二纤维浆料搅拌机中进行水泥浆料和纤维的搅拌。
替代性地，水和水泥材料和纤维的搅拌可以在使用组合连续搅拌机的单个单元操作中组合，其中搅拌机的第一区段通过组合所有干粉、化学添加剂和水产生水泥浆料混合物；并且搅拌机的第二区段通过引入增强纤维并将其与组合搅拌机的第一区段中产生的进入的水泥浆料混合物组合来生产纤维增强水泥浆料混合物。
特别地，在第一搅拌机中搅拌水和水泥材料以形成水泥浆料，并且然后在第二纤维浆料搅拌机中搅拌水泥浆料和纤维的方法包括以下步骤：
将包括水的液体流通过液体流入口进料到连续浆料搅拌机中，并将干燥的水泥粉末流进料到连续浆料搅拌机中以形成水泥浆料，所述连续浆料搅拌机具有水平或竖直安装的叶轮；
水泥浆料从连续浆料搅拌机进入单程水平纤维浆料连续搅拌机中，并且增强纤维流进入水平纤维浆料连续搅拌机中，并搅拌水泥浆料和增强纤维，以形成纤维浆料混合物，
所述水平纤维浆料连续搅拌机包括
细长搅拌室，其由具有内侧壁的水平(通常为圆柱形)壳体限定，
至少一个纤维入口端口，其用于将增强纤维引入水平壳体的第一进料区段中的搅拌室中，以及
至少一个水泥浆料入口端口，其用于将水泥浆料混合物引入水平壳体的第二进料区段中的室中，以及
纤维浆料混合物出口端口，其处于所述水平壳体的第二排出端区段处，用于排出由所述搅拌机产生的所述纤维增强水泥浆料混合物，以及
通风口，其用于移除从原料进料引入所述搅拌室中的任何空气，
旋转水平朝向轴，其安装在所述细长搅拌室内，从所述纤维浆料搅拌机的一端横穿到所述纤维浆料搅拌机的另一端，
多个搅拌和传送桨，所述多个搅拌和传送桨以规则的间隔和不同的圆周位置安装在所述搅拌机的所述水平朝向轴上，所述桨绕所述水平朝向轴在所述水平壳体内旋转，所述桨组合件从所述轴上的位置径向延伸，所述桨组合件包括与桨头接合的销，所述销枢转地接合到所述水平朝向轴和/或所述桨头，以允许所述桨头相对于所述水平朝向轴上的相应位置枢转旋转，其中所述多个桨被布置成搅拌所述增强纤维和水泥浆料，并将被搅拌的所述水泥浆料和增强纤维移动到所述纤维浆料混合物出口；
其中所述水平朝向轴外部连接到例如由电、燃气、汽油或其它碳氢化合物提供动力的驱动机构和驱动马达以在所述搅拌机运行时实现轴旋转；
其中将水泥浆料和纤维在水平纤维浆料搅拌机的搅拌室中搅拌约5秒到约240秒，优选地10秒到180秒，更优选地10秒到120秒、最优选地10秒到60秒的平均搅拌停留时间，同时旋转桨施加剪切力，其中所述中心旋转轴在搅拌期间以30RPM到450RPM，更优选地40RPM到300RPM、并且最优选地50RPM到250RPM旋转，以产生具有均匀纤维浆料混合物，其具有将允许纤维浆料混合物从纤维浆料搅拌机排出的稠度；
从所述纤维浆料搅拌机排出所述纤维浆料混合物。
特别地，在单个单元操作中搅拌水和水泥材料和纤维的方法包括以下步骤：
将干燥的水泥粉末通过至少一个干燥的水泥粉末入口端口进料到水平连续搅拌机中；
所述水平连续搅拌机包括
细长搅拌室，所述细长搅拌室由具有内侧壁的水平(通常是圆柱形)壳体限定，所述细长搅拌室具有上游端进料区段、第一搅拌区段和第二下游端搅拌区段，其中所述第一搅拌区段位于所述上游端进料区段与所述第二下游端搅拌区段之间，
至少一对水平朝向相互啮合自擦拭叶轮，其从所述细长搅拌室的上游端横穿到所述细长搅拌室的下游端并在所述细长搅拌室内旋转，
其中所述细长搅拌室的所述上游端进料区段内的每个水平安装的叶轮包括螺旋推运器，其中所述干燥水泥粉末进料到所述细长搅拌室的所述上游端进料区段中并由所述螺旋推运器输送到所述第一搅拌区段，
将包括水的液体流通过所述至少一个干燥的水泥粉末入口端口下游的至少一个液体流入口端口进料到所述连续浆料搅拌机的所述细长搅拌室中，并且在所述第一搅拌区段中搅拌所述干燥的水泥粉末和所述液体流以形成水泥浆料；
其中所述第一搅拌区段内每个水平安装的叶轮包括第一多个搅拌桨，所述搅拌桨以规则的间隔和不同的圆周位置安装在所述叶轮的水平朝向轴上，所述桨绕所述水平朝向轴在所述水平，优选地圆柱形壳体内旋转，所述桨从所述轴径向延伸，
增强纤维流通过至少一个增强纤维入口端口进料到所述第二搅拌区段中，并且在所述第二搅拌区段中搅拌所述水泥浆料和所述增强纤维以形成纤维浆料混合物，
其中所述细长搅拌室的所述第二搅拌区段内的每个水平安装的叶轮的至少一部分包括选自由以下组成的组的至少一个构件：
螺旋推运器，和
第二多个搅拌桨，其以规则的间隔和不同的圆周位置安装在所述搅拌机的所述水平朝向轴上，所述桨绕每个相应的水平朝向轴在所述水平(优选地圆柱形)壳体内旋转，所述桨从所述相应的轴径向延伸，
纤维浆料混合物通过第二搅拌区段的下游端部分处的纤维浆料混合物出口端口从搅拌机排出，
其中将水泥浆料和纤维在水平连续搅拌机的搅拌室中搅拌约5秒到约240秒，优选地10秒到180秒，更优选地10秒到120秒、最优选地10秒到60秒的平均搅拌停留时间，同时旋转桨向纤维浆料混合物施加剪切力，其中中心旋转轴在搅拌期间以30RPM到450RPM，更优选地40RPM到300RPM、并且最优选地50RPM到250RPM旋转，以产生均匀纤维浆料混合物。
在两个替代性方案中，从水平搅拌机排出的纤维浆料混合物具有4英寸到11英寸的坍落度，如根据使用4英寸高和2英寸直径管的坍落度测试所测量。当使用Brookfield粘度计，型号DV-II+Pro测量时，其中主轴HA4附件以20RPM速度运行，从水平搅拌机排出的纤维浆料混合物还具有小于45000厘泊，优选地小于30000厘泊，更优选地小于15000厘泊、并且最优选地小于10000厘泊的粘度。通常，所得纤维浆料混合物具有至少1500厘泊的粘度。
本文公开的本发明的搅拌机和搅拌方法的显著特征是此搅拌机在连续操作中将增强纤维与其余的水泥组分搅拌，而不会过度损坏添加的纤维的能力。更进一步，此发明的搅拌机和搅拌方法允许生产具有所需工作稠度的纤维增强水泥浆料混合物。通过此搅拌机生产的具有良好流变性质的浆料可以有利地用于使用各种制造过程生产产品。例如，可加工的浆料稠度有助于在以高线速度运行的连续成形线上进一步加工和形成板产品。
本发明还提供了一种用于制备上述复合纤维浆料混合物的设备，其包括：
浆料搅拌机，其用于具有液体流入口和干燥的水泥粉末流入口，用于搅拌包括水的液体流和包括水泥、石膏和骨料的干燥水泥粉末流，所述浆料搅拌机具有水平或竖直安装的叶轮；
单程水平纤维浆料连续搅拌机；
导管，其用于使水泥浆料从浆料搅拌机进入单程水平纤维浆料连续搅拌机中，以及
导管，其用于使增强纤维流进入水平纤维浆料连续搅拌机中，
单程水平纤维浆料连续搅拌机，其用于搅拌水泥浆料和增强纤维，以形成纤维浆料混合物，
所述水平纤维浆料连续搅拌机包括
细长搅拌室，其由具有内侧壁的水平(通常为圆柱形)壳体限定，
至少一个纤维入口端口，其将增强纤维引入水平壳体的第一进料区段中的室中，以及
至少一个水泥浆料入口端口，其用于将水泥浆料混合物引入水平壳体的第二进料区段中的室中，以及
纤维浆料混合物出口端口，其位于所述水平圆柱形壳体的第二排出端区段处，用于排出由所述搅拌机产生的所述纤维增强水泥浆料混合物，以及
通风口，其用于移除从原料进料引入所述搅拌室中的任何空气，
水平朝向轴，其安装用于细长搅拌室中的旋转，水平朝向轴从搅拌机的一端横穿到另一端，
多个搅拌和传送桨，所述多个搅拌和传送桨以规则的间隔和不同的圆周位置安装在所述搅拌机的所述水平朝向轴上，所述桨从所述轴上的位置径向延伸，所述桨包括与桨头接合的销，所述销枢转地接合到所述水平朝向轴和/或所述桨头，以允许所述桨头相对于所述水平朝向轴上的相应位置枢转旋转，其中所述多个桨布置成搅拌所述增强纤维和水泥浆料，并将被搅拌的所述水泥浆料和增强纤维移动到所述纤维浆料混合物出口；
术语桨是指从轴径向延伸用于绕轴旋转的任何结构。桨可以具有各种形状中的任何一种。例如，优选的桨是扁平桨、螺旋桨或由具有相对端的销制成的桨，一端用于附接到轴，并且另一端用于附接到宽桨头。在没有桨头的情况下使用的销也被认为是本发明范围内的桨。
本文公开的新型制造方法的一个显著特征是它允许在连续操作中将增强纤维与其余的水泥组分搅拌以生产纤维增强水泥浆料混合物。更进一步，本文公开的制造方法允许使用连续搅拌方法生产具有可加工和可流动稠度的纤维增强水泥浆料。可加工的浆料稠度有利于在成形线上进一步加工和形成产品。此制造方法创新的一个关键方面是新颖的单元操作，其在连续过程中将增强纤维与其余的水泥组分组合，以生产纤维增强水泥浆料混合物，其在连续生产线上易于加工和成形。此制造创新的另一个关键方面是挤出具有均匀轮廓(厚度)的浆料层的方法。
使用此制造方法形成的纤维增强水泥产品具有多种用途，其包含：
结构性底层地板板
结构性屋顶护套板
结构性墙护套板
结构性基础墙板
永久性模板板
屋顶盖板
抗冲击和抗爆板
外部侧板和饰面
外墙外立面和建筑板
建筑天花板
屋面瓦
瓷砖背板
合成石、砖和瓷砖
台面
家具
预制墙组合件、地板和地板-天花板组合件和屋顶组合件
胶合板、朝向钢绞线板以及各种应用中的低、中、高密度光纤板的替代性产品
入户地板
其它用途
将通过本发明的方法和设备生产的纤维浆料混合物进料到成形组合件(优选地流浆箱)，所述成形组合件将所述纤维浆料混合物均匀地沉积在板生产线的移动表面上，作为0.25英寸到2英寸厚，优选地0.25英寸到1英寸厚，更优选地0.4英寸到0.8英寸厚，典型地0.40英寸到0.75英寸厚的层；
在所述移动表面上平整所述纤维浆料混合物；
使所述纤维浆料混合物在所述移动表面上凝固；
将凝固后纤维浆料混合物切割成板并从所述移动表面移除所述板，其中在所沉积纤维浆料混合物层上不沉积额外的纤维浆料混合物层。
本发明还提供了用于制造其纤维增强混凝土(FRC)板的方法和设备，所述板在板生产线上具有包裹在表面增强网，如非织造纤维垫中的边缘。通常，非织造纤维垫是聚丙烯垫或玻璃纤维垫。这包含将本发明的纤维浆料混合物沉积在板生产线的移动表面上的非织造纤维垫层上，并在凝固板上方应用另一层非织造纤维垫。板生产线的移动表面上的非织造纤维垫层从凝固板的右侧和左侧延伸，因此当薄板未完全设置时，它可以缠绕在薄板周围以包裹左右边缘，因此它仍然足够粘，以将翻转的网保持在适当的位置。然后翻转边缘以包裹右边缘和左边缘，并且然后本发明应用非织造纤维材料的顶部网并将顶部网胶合到凝固板，并且然后凝固板在成形板下面延伸。应用这些网以提供光滑的表面并有助于堆叠本发明的板。不是必须在固化期间单独放在架子中，如果它们充分凝固，则包裹的纤维增强混凝土(FRC)板可以在固化时彼此直接放置。这些网还有助于为本发明的纤维增强混凝土板提供结构加固。非织造纤维垫可以是可渗透的、半不可渗透的或非不可渗透液体的。优选地，非织造纤维垫不完全嵌入纤维增强水泥材料浆料材料中。优选地，垫对浆料是不可渗透的，或者它对浆料是最多可轻微渗透的。因此，浆料不通过垫渗出是足够不可渗透的。因此，即使当本发明的纤维浆料混合物振动和/或在生产线上的成形板下面行进时，垫也提供了足够的不渗透性以使本发明的纤维浆料混合物不渗透到暴露的表面。表面增强网优选地应用在板的两个主面上，但是替代性地，它可以仅应用在板的一个主面上，这取决于产品应用和所需的表面美观。
附图说明
图1示出了本发明方法的搅拌部分的框流程图，其采用浆料搅拌机，然后是纤维浆料搅拌机。
图2是水泥浆料搅拌机。
图3示出了本纤维浆料搅拌装置的水平单轴连续纤维浆料搅拌机实施例的示意性正视图。
图4示出了图3的本纤维浆料搅拌装置的水平单轴连续纤维浆料搅拌机实施例的桨的透视图。
图5示出了图3的本纤维浆料搅拌装置的水平单轴连续纤维浆料搅拌机实施例的桨和轴的一部分的顶视图。
图6示出了处于打开位置中的本纤维浆料搅拌装置的水平单轴连续纤维浆料搅拌机实施例。
图7示出了处于打开位置中的图4的本纤维浆料搅拌装置的水平单轴连续纤维浆料搅拌机实施例的一部分。
图8示出了处于打开位置中的图4的本纤维浆料搅拌装置的水平单轴连续纤维浆料搅拌机实施例的一部分。
图9是适合与本纤维浆料搅拌装置一起使用的水泥板生产线的示意性正视图。
图10示出了图1A作为成形组合件(流浆箱)上游的水泥板生产线部分的工艺流程图的复合视图和成形组合件(流浆箱)下游的水泥板生产线的顶视图的水泥板生产线。
图11示出了采用多级搅拌机的本发明方法的搅拌部分的框流程图。
图12A示出了搅拌机入口处的螺旋推运器区段和安装在本纤维浆料搅拌装置的水平双轴多级连续纤维浆料搅拌机实施例的第一搅拌区段中的两个轴上的扁平桨。
图12B示出了本纤维浆料搅拌装置的水平双轴多级连续纤维浆料搅拌机实施例中的搅拌机干粉入口处的螺旋推运器区段的一部分。
图12C示出了本纤维浆料搅拌装置的水平双轴多级连续纤维浆料搅拌机实施例的扁平搅拌桨。
图12D示出了适用于本纤维浆料搅拌装置的水平双轴多级连续纤维浆料搅拌机实施例的螺旋搅拌桨。
图12E示出了安装在本纤维浆料搅拌装置的水平双轴多级连续纤维浆料搅拌机实施例的第一搅拌区段中的两个轴上的扁平桨。
图13A示出了本发明的双轴多级连续纤维浆料搅拌机的第一种结构，其中第一区段具有搅拌桨，并且第二搅拌区段仅在两个轴上具有螺旋推运器。
图13B示出了本发明的双轴多级连续纤维浆料搅拌机的第二种结构，其中第一搅拌区段具有桨，并且第二搅拌区段在两个轴上的桨之前具有螺旋推运器。
图13C示出了本发明的双轴多级连续纤维浆料搅拌机的第三种配置，其中第一搅拌区段具有桨，并且第二搅拌区段在两个轴上具有螺旋推运器、随后是一个或多个桨、随后是螺旋推运器。
图13D示出了本发明的双轴多级连续纤维浆料搅拌机的第四种配置，其中第一搅拌区段具有桨，并且第二搅拌区段在两个轴上仅具有桨或销。
图14A示出了本发明的水平双轴(示出了一个轴)多级连续纤维浆料搅拌机的配置(在图13D中示意性地示出)的示意性正视图，其中第一搅拌区段具有桨，并且第二搅拌区段仅具有桨(为清楚起见，示出了一个轴)。
图14B示出了双轴(示出了一个轴)多级连续纤维浆料搅拌机的配置(在图13B中示意性地示出)，其中第一搅拌区段具有桨，并且第二搅拌区段在两个轴上具有螺旋推运器、随后是桨。
图14C示出了双轴(示出了一个轴)多级连续纤维浆料搅拌机的配置(在图13C中示意性地示出)，其中第一搅拌区段具有桨，并且第二搅拌区段在两个轴上具有螺旋推运器、随后是一个或多个桨、随后是螺旋推运器。
图14D示出了双轴(示出了一个轴)多级连续纤维浆料搅拌机的配置(在图13C中示意性地示出)，其中第一搅拌区段具有桨，并且第二搅拌区段在两个轴上具有螺旋推运器、随后是一个或多个销、随后是螺旋推运器。
图14E示出了本发明的双轴(示出了一个轴)多级连续纤维浆料搅拌机的配置(在图13D中示意性地示出)，其中第一搅拌区段具有桨，并且第二搅拌区段在两个轴上仅具有销。
图14F示出了本发明的双轴(示出了一个轴)多级连续纤维浆料搅拌机的配置(在图13A中示意性地示出)，其中第一搅拌区段具有桨，并且第二搅拌区段在两个轴上具有螺旋推运器，其中桨是扁平桨或螺旋桨。
图14G示出了具有本发明的双轴(示出了一个轴)多级连续纤维浆料搅拌机的配置(在图13B中示意性地示出)，其中第一搅拌区段具有桨，并且第二搅拌区段在两个轴上具有螺旋推运器、随后是桨，其中桨是扁平桨或螺旋桨。轴可见的空的空间旨在传送桨的存在。
图14H示出了具有本发明的双轴(示出了一个轴)多级连续纤维浆料搅拌机的配置(在图13C中示意性地示出)的示意性正面侧视图，其中第一搅拌区段具有一个或多个扁平桨和/或一个或多个螺旋桨，并且第二搅拌区段在两个轴上具有螺旋推进器、随后是一个或多个扁平桨和/或一个或多个螺旋桨、随后是螺旋推运器，其中桨是扁平桨和/或螺旋桨；轴可见的桨之间的空的空间旨在传送桨的存在。
图14I示出了具有本发明的双轴多级连续纤维浆料搅拌机的配置(在图13D中示意性地示出)，其中第一搅拌区段具有桨，并且第二搅拌区段在两个轴(为清楚起见，示出了一个轴)上具有桨，其中桨是扁平桨或螺旋桨；轴可见的桨之间的空的空间旨在传送桨的存在。
图14J示出了具有本发明的双轴多级连续纤维浆料搅拌机的配置的变型(在图13D中示意性地示出)的示意性正面侧视图，其中第一搅拌区段可以具有一种类型的桨，并且第二搅拌区段可以具有不同类型的桨，特别是图14J示出了此配置中的优选布置，其在第一搅拌区段中具有扁平桨和/或螺旋桨，并且在第二搅拌区段中具有销和头和/或仅销的桨。
图15是适合与本纤维浆料搅拌装置一起使用的水泥板生产线的示意性正视图。
图16示出了图15作为成形组合件上游的水泥板生产线部分的工艺流程图的复合视图和成形组合件下游的水泥板生产线的顶视图的水泥板生产线。
图17示出了适用于与成形组合件的上游的图16的本纤维浆料搅拌装置一起使用的水泥板生产线部分的工艺流程图的复合视图和成形组合件下游的生产线的顶视图的第一变化。
图18示出了适用于与成形组合件的上游的图11的本纤维浆料搅拌装置一起使用的水泥板生产线部分的工艺流程图的复合视图和成形组合件下游的生产线的顶视图的第二变化。
图19A示出了具有带粘接狭缝成形器和泄漏抑制器的成形带的俯视图。
图19B示出了具有带粘接狭缝成形器和泄漏抑制器的成形带的前视图。
图20A示出了边缘成形带的第二实施例的顶视图，所述边缘成形带具有带粘接狭缝成形器和泄漏抑制器。
图20B示出了边缘带的第二实施例的前视图，所述边缘带具有带粘接狭缝成形器和泄漏抑制器。
图21A示出了边缘成形带的第三实施例的顶视图，所述边缘成形带具有带粘接狭缝成形器和泄漏抑制器以及边缘成形带上的滑片或剥离纸。
图21B示出了边缘带的第三实施例的前视图，所述边缘带具有带粘接狭缝成形器和泄漏抑制器以及边缘成形带上的滑片或剥离纸。
图22A示出了边缘成形带的第四实施例的顶视图，所述边缘成形带具有带粘接狭缝成形器和泄漏抑制器、边缘成形带上的任选滑片或剥离纸以及边缘支撑导轨。
图22B示出了边缘带的第四实施例的前视图，所述边缘带具有带粘接狭缝成形器和泄漏抑制器、成形带上的任选滑片或剥离纸以及边缘支撑导轨。
图23A示出了边缘成形带的第四实施例的顶视图，所述边缘成形带具有带粘接狭缝成形器和泄漏抑制器以及成形带上的任选滑片或剥离纸。
图23B示出了边缘带的第五实施例的前视图，所述边缘带具有带粘接狭缝成形器和泄漏抑制器以及成形带上的任选滑片或剥离纸。
图23C示出了成形带上的带粘接狭缝成形器和泄漏抑制器。
图24A示出了边缘成形带的第六实施例的顶视图，所述边缘成形带具有边缘成形带以及成形带上的任选滑片或剥离纸。
图24B示出了边缘带的第六实施例的前视图，所述边缘带具有边缘成形带和成形带上的任选滑片或剥离纸或表面增强网或建筑装饰网。
图25A示出了边缘成形带的第七实施例的顶视图，所述边缘成形带具有边缘成形带和成形带上的任选滑片或剥离纸或表面增强网或结构增强层压板或建筑装饰层压板。
图25B示出了边缘带的第七实施例的前视图，所述边缘带具有边缘成形带以及成形带上的任选滑片或剥离纸。
图26示出了与此发明的成形组合件一起使用的振动台组合件的设计。
图27示出了与此发明的成形组合件一起使用的振动台组合件的弹簧的设计。
图28示出了其上安装振动台组合件的振动基座的设计。
图29示出了与本发明一起使用的流浆箱的透视图。
图30示出了流浆箱的前视图。
图31示出了流浆箱的顶视图。
图32示出了流浆箱的侧视图。
图33示出了流浆箱的横截面XXXIII-XXXIII。
图34示出了刚性安装在框架上的流浆箱。
图35示出了安装在板生产线上的本发明的流浆箱的第二实施例的透视图。
图36示出了安装在板生产线上的本发明的流浆箱的第二实施例的侧视图。
图37示出了安装在板生产线上的本发明的流浆箱的第二实施例的顶视图。
图38示出了沿图8的线XXXVIII-XXVIII的横截面。
图39示出了使用本发明的纤维浆料搅拌机制备的纤维增强浆料水泥混合物的坍落度馅饼的照片。
图40是使用此发明的成形流浆箱在FRC试线上作为单层生产的3/4″厚板的厚度分布。在铸造板的顶部表面上没有使用平滑装置或振动刮平板。
图41示出了使用本发明的纤维浆料搅拌机生产的纤维增强水泥浆料混合物，其使用成形流浆箱正在连续水泥板制造线上沉积。
图42是适用于与本纤维浆料搅拌装置一起使用的图9的水泥板生产线的示意性正视图，其示出了用本发明的纤维浆料搅拌机生产的纤维增强水泥浆料混合物，所述混合物使用成形流浆箱正在连续水泥板制造线上沉积，修改所述制造线用于将非织造玻璃垫应用到纤维浆料混合物上方和下方。
图43是适用于与本纤维浆料搅拌装置一起使用的图9的水泥板生产线的第二修改的示意性正视图，其示出了用本发明的纤维浆料搅拌机生产的纤维增强水泥浆料混合物，所述混合物使用成形流浆箱正在连续水泥板制造线上沉积，修改所述制造线用于将非织造玻璃垫应用到纤维浆料混合物上方和下方。
图44是包裹在垫子中的薄板(板)的示意图。
图45是三层聚合物纤维垫的示意图。
在图中，除非另有说明，否则相同的附图标记表示相同的元件。
具体实施方式
用于生产纤维增强混凝土(FRC)板(也称为纤维增强水泥板)产品的本发明制造方法的基本步骤和关键特征示于图9、10和15到18中。此发明的这些制造步骤和各种独特方面可以简要总结如下：
步骤1：使用连续进料器准确计量包含水泥材料、填料、化学添加剂和水的原料，并将这些原料传送到连续浆料搅拌机。
步骤2：使用连续浆料搅拌机搅拌包含水泥材料、填料、化学添加剂和水的原料，以形成水泥浆料混合物。
步骤3：将水泥浆料混合物传送到连续纤维浆料搅拌机。
将水泥浆料混合物传送到连续纤维浆料搅拌机可以使用合适的正排量泵，如螺杆抽油泵或蠕动泵进行，或者替代性地，可以将水泥浆料混合物从连续浆料搅拌机的口直接滴(重力滴)入连续纤维浆料搅拌机中。图2和4示出了本发明制造方法的一些替代性实施例的工艺流程图，其中将水泥浆料混合物从连续浆料搅拌机的口直接滴入连续纤维浆料搅拌机中。
步骤4：使用合适的连续纤维进料器准确计量增强纤维，并传送到纤维浆料搅拌机。
将增强纤维传送到连续纤维浆料搅拌机可以使用合适的传送机构，如气流进行，或者替代性地，可以将增强纤维从一个或多个纤维进料器的口直接滴(例如，重力滴)入连续纤维浆料搅拌机中。在此步骤中，纤维可以用水或其它添加剂(促进剂或分散剂)喷雾。
步骤5：在连续纤维浆料搅拌机中将增强纤维添加到制备的水泥浆料混合物并搅拌成分以形成具有可加工稠度的纤维增强水泥浆料混合物。
步骤6：将纤维增强水泥浆料混合物传送到板成形组合件，如位于传送线上的流浆箱组合件(或成形砂浆辊组合件或振动板组合件)。将纤维增强水泥浆料混合物传送到成形组合件可以使用合适的正排量泵如蠕动泵或活塞泵进行，或者替代性地，可以将纤维增强水泥浆料混合物从连续纤维浆料搅拌机的口直接滴(重力滴)入位于传送/成形线上的成形组合件中。
步骤7：添加二次复合增强材料(如果需要)，如连续稀松布、连续粗纱、来自粗纱的连续短切纤维、结构复合增强层压材料，作为传送和成形线上的板形成过程的一部分。
图10示出了在浆料搅拌机2(单轴或双轴浆料搅拌机)之后与浆料蓄积器和正排量泵30一起使用的方法。它还示出了纤维浆料搅拌机32之后的浆料蓄积器和正排量泵38。然而，在替代性方案中，方法在没有浆料蓄积器和正排量泵30以及浆料蓄积器和正排量泵38中的一个或两个的情况下执行。
在步骤2、3、5和6中进行的操作可以替代性地在使用组合连续搅拌机的单元操作中组合，其中搅拌机的第一区段通过组合所有干粉、化学添加剂和水产生水泥浆料混合物；并且搅拌机的第二区段通过引入增强纤维并将其与组合搅拌机的第一区段中产生的进入的水泥浆料混合物组合来生产纤维增强水泥浆料混合物。
组合连续搅拌机可以是单轴连续搅拌机或双轴连续搅拌机。使用组合连续搅拌机如此生产的纤维增强水泥浆料混合物然后可以使用合适的正排量泵，如蠕动泵或活塞泵传送到成形组合件，或者替代性地，可以将纤维增强水泥浆料混合物从组合连续搅拌机的口直接滴(重力滴)入位于传送/成形线上的成形组合件中。
图15到18示出了本发明的实施例，其中多级组合连续搅拌机用于生产纤维增强水泥浆料混合物。
图15和16表示实施例，其中将通过组合多级连续搅拌机132如此生产的纤维增强水泥浆料混合物136直接滴入位于成形线上的成形组合件40中。在这种实施例中，组合连续搅拌机物理地位于传送线的正上方，以便于将浆料转移到成形组合件。
图17表示本发明的另一个实施例，其利用适当的浆料蓄积器和泵36A将纤维增强水泥浆料混合物转移到成形组合件40中。在这种实施例中，连续纤维浆料搅拌机不需要物理地位于传送线的正上方。
图9、10和15到17示出了本发明的实施例，其中如稀松布或连续纤维粗纱或非织造纤维垫或结构增强复合材料层压材料等二次复合增强材料任选地用作制造过程的一部分。
图18示出了本发明的实施例的实例，其中在生产线上使用连续纤维切碎机，用于连续切碎来自连续纤维粗纱的纤维并有策略地将它们引入板底部和/或顶面处。如此引入的切碎纤维通常具有随机的二维朝向，并有助于提高板的拉伸和弯曲强度。在一个或两个板面上引入离散/切碎纤维的其它合适方法也是可能的，并且可以用于此发明的目的。
由位于成形组合件40正下方(成形带下方)的振动台产生的振动通常用于促进铺设的切碎纤维底层嵌入由成形组合件沉积的纤维增强水泥浆料层中。如果在成形组合件之后在纤维增强水泥浆料的沉积层的顶部引入一层切碎纤维，则可以例如，通过利用位于传送线上成形板的顶部表面上的一个或多个振动刮平板实现这种铺设的纤维层的嵌入。
步骤8：从成形组合件沉积具有所需厚度的连续纤维增强水泥浆料混合物层。替代性地，可以使用刮平成形辊代替成形组合件以沉积连续纤维增强水泥浆料混合物层。位于成形组合件和成形带正下方的成形板(台)通常用于实现真实和平坦的铸造表面，其有助于挤出具有均匀厚度和跨铸造板的宽度的表面轮廓的纤维增强水泥层的均匀层。成形台还可以任选地与振动组合件组合，所述振动组合件进一步有助于沉积具有均匀厚度和跨铸造板的宽度的表面轮廓的纤维增强水泥层的均匀层。由振动板组合件引入的振动的重要性随着浆料粘度的增加而增加。换句话说，如上所述的振动板组合件的使用便于使用纤维增强水泥浆料混合物，其更粘稠且具有减小的流动性质。
步骤9：使用合适的基材、模具和一个或多个边缘形成装置形成板和板边缘。
步骤10：如果需要，刮平板的顶部表面，以实现所需的板表面光洁度。
所形成的板的顶部表面可以任选地用一个或多个振动刮平板接触并抛光，所述振动刮平板位于沿连续成形线的不同位置。安装在成形组合件正后方的振动抛光刮平板用于嵌入可见纤维和少量的纤维浆料块，从而形成更均匀的板表面。安装在板已经实现部分凝固的位置处的振动刮平板用于进一步均匀化板表面并改善板外观。这些后面的振动刮平板也用于敲击当形成抵靠表面的边缘时通常在板边缘处观察到的凸起的浆料弯月面。如果需要，振动刮平板还可以伴随真空吸气以移除脱落的颗粒和刮平板的后端处积聚的块。刮平板沿成形线长度的位置可以根据材料凝固特性和环境条件进行调节。在生产线上使用顶部振动刮平板以实现更均匀的表面轮廓的重要性随着纤维增强水泥浆料的粘度的增加而增加。
步骤11：将连续形成的板色带切割成正确的板长度。可以采用用于在线上切割板的不同方法。这些包含圆形切割锯、水刀、旋转刀具等。
步骤12：堆叠并固化成形的板。
可以采用特殊的固化方法，如高湿度-高温固化室来加速固化过程，从而促进快速强度发展和待售板的释放。
步骤13：固化之后在成形线上形成的板可以任选地涂覆有特殊涂层和/或涂料，以赋予具体产品应用所需的所需性质。
将在此说明书的其它地方更详细地讨论图9、10和15到18。
采用单独的浆料搅拌机和纤维浆料搅拌机的方法
图1示出了本发明方法的搅拌部分的框流程图，其采用单独的浆料搅拌机和纤维浆料搅拌机。在方法中，干燥的水泥粉末流5通过第一导管，并且水性介质流7通过第二导管以进料到浆料搅拌机2以制备水泥浆料3。水泥浆料3通过第三导管，并且增强纤维流34通过第四导管以进料到纤维浆料搅拌机32以制备纤维浆料混合物流36。
所得纤维浆料混合物适用于各种用途。例如，所得浆料适于沉积并用作雕塑、喷射混凝土、松散岩石的固结、土壤稳定、预制混凝土产品、路面、修复应用、或作为板生产线的移动表面上的层，在板生产线的移动表面上均匀地作为0.125英寸到2英寸厚，优选地0.25英寸到1英寸厚、通常0.40英寸到0.75英寸厚的层，以生产纤维增强混凝土(FRC)板。所得纤维浆料混合物的粘度小于45000厘泊，更优选地小于30000厘泊、并且最优选地小于15000厘泊。根据使用4英寸高，2英寸直径管的坍落度测试，所得纤维浆料混合物也具有4英寸到11英寸的坍落度。所得纤维浆料混合物不适用于通常依赖于浆料混合物组合物具有极高粘度的挤出制造方法。
坍落度测试表征为通过此发明的方法和设备生产的水泥组合物的坍落度和流动行为。本文使用的坍落度测试使用约5.08cm(2英寸)直径和约10.16cm。(4英寸)长度的空心圆柱体，其竖直放置，一个开口端放在光滑的塑料表面上。用水泥混合物将圆柱体填充到顶部，然后刮平顶部表面以移除多余的浆料混合物。然后将圆柱体轻轻地竖直提起以允许浆料从底部出来并在塑料表面上铺展以形成圆形馅饼。然后测量馅饼的直径并记录为材料的坍落度。如本文所用，具有良好流动行为的组合物产生较大的坍落度值。
浆料搅拌机
可以采用各种连续或间歇式搅拌机中的任何一种作为浆料搅拌机2。例如，通过引用并入，2014年5月的国际混凝土修理协会，混凝土修理设备图集，技术指南，ICRI指南号320.5R-2014中描述的砂浆搅拌机可以用于此发明中，用于制备水泥浆料3。这些包含水平轴搅拌机、滚筒式砂浆搅拌机、旋转滚筒固定式搅拌机、盘式搅拌机、旋转桶旋转桨式搅拌机、行星桨式搅拌机、水平轴搅拌机-泵组合和立式轴搅拌机-泵组合。水平轴搅拌机-泵组合和立式轴搅拌机-泵组合是连续搅拌机。另外，通过引用并入的George等人美国专利号7513963B2中公开的连续浆料搅拌机也可以用于本发明中。通过引用并入的Dubey美国专利号7347896(第6栏，第36到56行)中公开的连续浆料搅拌机也可以用于以连续方式制备浆料。
例如，连续浆料搅拌机2可以是单轴或双轴水平搅拌机。图2示意性地示出了单轴水平搅拌机2。
当与搅拌机一起使用时，术语水平指通常是水平的。因此，以水平正或负20度变化朝向的搅拌机仍然被认为是水平搅拌机。
容积进料系统将以恒定速率(每单位时间体积，例如，每分钟立方英尺)从储存料斗箱60排出粉末。重力进料系统通常使用与称重系统相关联的容积进料器，以每单位时间恒定的重量，例如磅每分钟控制从储存料斗箱60排出粉末。通过反馈控制系统使用重量信号，以持续监测实际进料速率并补偿堆积密度、孔隙率等的变化。
图2示出了如波特兰水泥、骨料、填料等水泥材料的粉末混合物从干粉进料器(未示出)进料，所述干粉进料器通常是顶部料斗箱60，通过波纹管61到达水平室62，所述水平室含有轴63。轴63的至少一部分是螺旋推运器螺杆。图2示出了设置有螺旋推运器的整个轴63。然而，优选地，仅轴63的一部分是用于移动水泥粉末的螺旋推运器。轴63的其余部分优选地设置有机械部件(如桨，未示出)，以将干粉与水和其它添加剂搅拌以制备水泥浆料。优选地，轴63的上游部分(例如轴长度的上游20％到60％)具有螺旋推运器，并且轴的其余下游部分具有桨。轴63由侧安装马达64驱动，其由速度控制器65调节。固体可以通过容积进料器或重力进料器(未示出)从料斗箱60进料到轴63的螺旋推运器螺杆。进料到浆料搅拌机2中的干粉量由单独的干粉进料器提供，其可以是容积或重力操作的。
容积进料系统以恒定速率(每单位时间体积，例如，每分钟立方英尺)从储存料斗箱60排出粉末。重力进料系统通常使用与称重系统相关联的容积进料器，以每单位时间恒定的重量，例如磅每分钟控制从储存料斗箱60排出粉末。通过反馈控制系统使用重量信号，以持续监测实际进料速率并补偿堆积密度、孔隙率等的变化。
来自液体泵6的水性介质，如水通过喷嘴68进料到水平室62。然后将粉末和水浆料混合物从水平室62排出，并且然后进料到纤维浆料搅拌机32。
水平纤维浆料连续搅拌机
本发明的纤维浆料连续搅拌机优选地实现了以下结果：
允许纤维与其余水泥组分连续共混，以生成均匀搅拌的纤维增强水泥浆料混合物。
将所需的搅拌时间从几分钟减少到小于60秒，优选地小于30秒，以产生均匀搅拌的纤维增强水泥浆料混合物。通常，室提供的平均浆料停留时间为约5秒到约240秒，优选地10秒到180秒，更优选地10秒到120秒、最优选地10秒到60秒、通常20秒到60秒。
在搅拌操作期间不会导致纤维成球和结块。
由于搅拌作用，不会对增强纤维造成损害。
允许使用在制造和建筑应用中有用的快速凝固水泥材料。
作为此发明的一部分公开的水平纤维浆料连续搅拌机包括：
细长搅拌室，其由具有内侧壁的水平(通常为圆柱形)壳体限定，
中心旋转轴，其安装在所述细长搅拌室中，从所述搅拌机的一端横穿到另一端，其中所述中心轴外部连接到例如由电、燃气、汽油或其它碳氢化合物提供动力的驱动机构和驱动马达以在搅拌机运行时实现轴旋转；
多个搅拌和传送桨，其以规则的间隔和不同的圆周位置安装在所述搅拌机的所述中心轴上，所述桨从所述中心轴上的位置径向延伸，所述桨包括具有桨头的销，所述销枢转地接合到所述轴和/或所述桨头枢转地接合到所述销，以允许所述桨相对于所述轴上的相应位置枢转旋转，其中所述多个桨被布置成搅拌所述水泥浆料并将被搅拌的所述水泥浆料和所述增强纤维移动到所述纤维浆料混合物出口，
至少一个纤维入口端口，其用于将增强纤维引入所述水平壳体的第一进料区段中的所述室中；
至少一个水泥浆料入口端口，其用于将水泥浆料混合物引入所述水平壳体的所述进料区段中的所述室中；
纤维浆料混合物出口端口，其处于所述水平圆柱形壳体的第二排出端区段处，用于排出由所述搅拌机产生的所述纤维增强水泥浆料混合物，以及
通风口，其用于移除从原料进料引入所述搅拌室中的任何空气。
纤维浆料搅拌机可以具有额外的入口端口，以将其它原料或其它性能增强添加剂引入搅拌室中。
将水泥浆料和纤维在水平纤维浆料搅拌机的搅拌室中搅拌约5秒到约240秒，优选地10秒到180秒，更优选地10秒到120秒、最优选地10秒到60秒的平均搅拌停留时间，同时旋转桨向纤维浆料混合物施加剪切力，其中中心旋转轴在搅拌期间以30RPM到450RPM，更优选地40RPM到300RPM、并且最优选地50RPM到250RPM旋转，其中从搅拌机排出的纤维浆料混合物具有4英寸到11英寸，优选地6英寸到10英寸的坍落度，如根据使用4英寸高和2英寸直径管的坍落度测试所测量的，以及小于45000厘泊，优选地小于30000厘泊、并且更优选地小于15000厘泊的粘度。根据使用4英寸高，2英寸直径管的坍落度测试，所得纤维浆料混合物也具有4英寸到11英寸的坍落度。所得纤维浆料混合物不适用于通常依赖于浆料混合物组合物具有极高粘度的挤出制造方法。所得纤维浆料混合物是均匀的纤维浆料混合物，其具有将允许纤维浆料混合物从水平纤维浆料搅拌机排出的稠度，并且适合于作为连续层沉积在板生产线的移动表面上，均匀地作为0.25英寸到2.00英寸厚，优选地0.25英寸到1英寸厚，更优选地0.4英寸到0.8英寸厚、通常0.5英寸到0.75英寸厚的层，以生产纤维增强混凝土(FRC)板。通常，对于4英尺到8英尺宽的板，纤维浆料混合物以约0.10立方英尺每分钟到25立方英尺每分钟的速率沉积。这比使用极粘性浆料促进产品形成的传统挤出制造方法更快，因为粘性浆料通过模头挤出以获得产品形状。挤出制造方法通常用于形成三维中空形状的薄壁制品，其中高浆料粘度用于在材料挤出期间和之后保持产品形状。
中心轴外部连接到驱动机构和驱动马达，例如，由电、燃气、汽油或其它碳氢化合物提供动力，以在所述搅拌机运行时实现轴旋转。通常，电动马达和驱动机构将驱动搅拌室中的中心轴。
本文公开的搅拌机和搅拌方法的显著特征是此搅拌机在连续操作中将增强纤维与其余的水泥组分搅拌，而不会过度损坏添加的纤维的能力。更进一步，此发明的搅拌机和搅拌方法允许生产具有所需工作稠度的纤维增强水泥浆料混合物。通过此搅拌机生产的具有良好流变性质的浆料可以有利地用于使用各种制造过程生产产品。例如，可加工的浆料稠度有助于在以高线速度运行的连续成形线上进一步加工和形成板产品。
图3示出了纤维浆料搅拌机32的实施例的示意图。轴88和桨100。每个桨100具有销114和宽桨头116，其相对于销114横穿延伸。优选地，纤维浆料搅拌机2是单轴搅拌机。
如图3中所示，水平纤维-水泥浆料搅拌机32的实施例包括细长搅拌室，所述细长搅拌室包括圆柱形水平侧壁82、搅拌机32的进料区段的第一端壁84、搅拌机32的排出区段的第二端壁106。水平纤维-水泥浆料搅拌机32还包括中心可旋转轴88、水泥浆料入口74A、增强纤维入口74B和纤维浆料混合物排出出口78A。搅拌和传送桨100从中心可旋转轴88延伸。水平纤维-水泥浆料搅拌机32还包括其它入口端口77，示出了一个，以将其它原料和性能增强添加剂进料到搅拌机中。水平纤维-水泥浆料搅拌机32还包括通气端口90A，以从原料进料移除引入搅拌室中的任何空气。水平纤维-水泥浆料搅拌机32还包括电动马达和驱动机构92，以驱动搅拌室中的中心轴。
可旋转轴88绕其纵轴“A”旋转，以搅拌进料的成分并将它们作为纤维浆料混合物传送到排出出口78A。
将增强纤维和水泥浆料和其它成分以相应的速率进料到搅拌机32，在搅拌机中所得混合物上方留下开放空间，以促进搅拌和传送。如果需要，液位控制传感器用于测量搅拌机的水平室中浆料的液位。
可旋转轴88可以包含第一端组合件70和第二端组合件72。第一端组合件70和第二端组合件72可以采用本领域技术人员已知的各种形式中的任何一种。例如，第一端组合件70可以包含可操作地接合可旋转轴88的第一端的第一端接合部分、从第一端接合部分延伸的第一圆柱形部分74、从第一圆柱形部分74延伸的中间圆柱形部分76、以及从中间圆柱形部分76延伸并包含槽90的端圆柱形部分78。第二端组合件72可以包含可操作地接合可旋转轴88的第二端的第二端接合部分、从第二端接合部分延伸的第一圆柱形部分72、以及从第一圆柱形部分延伸的端圆柱形部分74。在至少一个实施例中，第一端组合件70的第一端接合部分可以接近第一圆柱形部分74接合到可旋转轴88。在一个或多个实施例中，端圆柱形部分78可以可操作地接合到马达或发动机92，所述马达或发动机能够使可旋转轴116和与其接合的所述一个或多个桨组合件100旋转(例如，高速旋转)以搅拌增强纤维和水泥浆料。在至少一个实施例中，第二端组合件72的第二端接合部分可以接合到接近第一圆柱形部分92的可旋转轴88的第二端(例如，与第一端相对的端)。在一个或多个实施例中，第二端组合件72的端圆柱形部分94可以优选地接合到轴承组合件，所述轴承组合件可以与水平纤维-水泥浆料搅拌机32的外壁成一体，以允许可旋转轴88的旋转。
在一个或多个实施例中，如图3中可见，多个桨组合件100可以永久地和/或可移除地接合(例如，固定、粘附、连接等)到可旋转轴88，并且配置成例如对齐的行和/或列(例如，沿可旋转轴116的长度的行，围绕可旋转轴116的圆周的列)。在一个或多个实施例中，桨组合件100可以根据需要永久地或可释放地接合到偏移行或列中的可旋转轴116。另外，旋转轴116可以根据需要适应桨组合件100的任何布置或配置，优选地但不限于螺旋和/或螺旋配置。
在一个或多个实施例中，可旋转轴88可以构造成在搅拌期间以30RPM到450RPM，更优选地40RPM到300RPM、并且最优选地50RPM到150RPM的预定速率旋转。
桨销114的宽度W1小于桨头116的宽度W2(参见图4)。搅拌和传送桨100的销114可以包含螺纹端部分115(参见图4)，其适于接合到可旋转轴88的螺纹开口中，使得搅拌和传送桨100可以旋转以实现期望的或选定的相对于可旋转轴88的间距(例如，角度)。在一个或多个实施例中，每个搅拌和传送桨100可以旋转所需的距离进入可旋转轴88，其中所述距离可以与一个或多个其它桨组合件，或与可旋转轴88接合的桨组合件的区段相同或不同。
此发明的纤维浆料连续搅拌机的上述特征和参数进一步描述如下：
细长搅拌室
细长搅拌室通常是圆柱形的。
搅拌室的长度通常在约2英尺到8英尺的范围内。搅拌室的优选长度为约3英尺到5英尺。
搅拌室的直径通常在约4英寸到24英寸的范围内。搅拌室的优选直径在约6英寸到12英寸的范围内。
中心旋转轴
中心旋转轴直径通常为约1英寸到8英寸。优选的中心轴直径在约2英寸到6英寸的范围内。
中心旋转轴以一定速度，优选地在约30RPM到450RPM的范围内，更优选地在约40RPM到300RPM的范围内，并且最优选地在约50RPM到150RPM的范围内旋转。已经发现，相对较低的搅拌机速度是优选的，以满足本发明的目的。令人惊讶地发现，即使在相对低的搅拌机速度下也可以获得水泥浆料混合物中的优异纤维分散。更进一步，使用较低搅拌速度的另一个重要益处是它导致纤维断裂减少和优异的材料加工和流动性能，用于进一步加工纤维增强水泥浆料混合物。可变频率驱动优选地与搅拌机一起使用，用于在搅拌机处于操作模式时转动中心旋转轴。可变频率驱动有助于调节和微调生产过程中涉及的用于原料给定组合的搅拌机速度。
本发明的连续搅拌机可以是单轴搅拌机、双轴搅拌机或多轴搅拌机。此公开更详细地描述了本发明的单轴搅拌机。然而，设想了根据本发明的双轴或多轴搅拌机也可以有利地用于生产具有所需性能的纤维增强水泥浆料混合物，所述性能用于包含连续生产方法的各种应用中。
搅拌和传送桨
安装在中心轴上的搅拌和传送桨100可以具有不同的形状和尺寸，以便于搅拌机中添加的组分的搅拌和传送。搅拌和传送桨包含具有销和相对较宽的头部的桨，以帮助向前移动材料。除了具有一种类型的销和头部的桨之外，纤维浆料搅拌机可以包含一种以上类型的具有销和相对较宽的头部或仅销的桨，以实现进一步加工材料所需的特性。然而，如图3中所见，本发明可以采用单式桨。桨的整体尺寸使得搅拌室的内圆周与桨距中心轴的最远点之间的间隙(空间)优选地小于％″，更优选地小于1/8″，并且最优选地小于1/16″。桨尖端与室内壁之间的距离太大将导致浆料积聚。可以使用不同的装置，包含螺纹附接件(如图所示)和/或焊接附接件(未示出)，将桨附接到中心轴。
搅拌机中组分的搅拌和传送质量也取决于搅拌机中桨的朝向。相对于中心轴的横截面的平行或垂直的桨朝向减小了桨的传送动作，因此增加了材料在搅拌机中的停留时间。增加材料在搅拌机中的停留时间可以导致显著的纤维损坏并产生具有不希望的特性的纤维增强水泥浆料混合物。桨头116的纵轴“LH”相对于中心轴88的纵轴“A”的朝向优选地在约10°到80°，更优选地约15°到70°，并且最优选地约20°到60°的角度“B”(图3C)。优选的桨朝向的使用导致浆料混合物的更有效的搅拌和传送作用，并且对搅拌机中的增强纤维造成最小的损害。
搅拌机中的桨组通常以螺旋形式配置在中心轴上，从搅拌机的一端到另一端。桨的这种布置进一步便于材料在搅拌机内的传送动作。搅拌机中桨布置的其它配置是可能的，并且设想了作为此发明的一部分。
桨可以由多种材料制成，包含金属、陶瓷、塑料、橡胶、或其组合。还设想了具有较软衬里材料的桨，因为它们倾向于使材料和纤维断裂最小化。
细长搅拌室的桨和/或内壁可以涂覆有释放材料，以最小化水泥浆料在桨和/或外壳内壁(细长搅拌室的筒)上的累积。
图6到8示出了纤维浆料搅拌机32的部分，其搅拌室的门37处于打开位置中，以通过拧入轴88中示出安装在轴88上的桨100的视图。
更进一步，图7示出了在搅拌机配置的此特定实施例中在搅拌机中具有四排线性桨(示出三排)的轴。
图8提供了搅拌机的近视图，示出了桨100相对于中心轴88的朝向。还可以观察到桨100以螺旋形式放置在中心轴88上。
入口端口
纤维浆料搅拌机的原料入口端口(入口导管)的尺寸、位置和朝向被配置成易于将原料引入纤维浆料搅拌机中并且最小化来自搅拌机中的浆料混合物堵塞端口的可能性。
来自浆料搅拌机的水泥浆料优选地使用浆料软管传送到纤维浆料搅拌机，并通过入口端口设置引入纤维浆料搅拌机中以接收浆料软管。替代性地，来自浆料搅拌机的水泥浆料可以重力进料到纤维浆料搅拌机。
可以使用各种计量设备，如螺旋进料器或振动进料器以重量分析或体积方式将纤维引入纤维浆料搅拌机中。可以通过各种传送装置，将纤维从纤维进料器传送到纤维浆料搅拌机。例如，可以使用螺钉(螺旋推运器)、空气传送或简单重力沉积来转移纤维。离散或切碎纤维可以由不同的增强纤维材料制成，包含玻璃纤维；聚合物材料，如聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯醇等；碳；石墨；芳纶；陶瓷；钢；纤维素或天然纤维，如黄麻或剑麻；或其组合。纤维长度约为2英寸或更低，更优选地小于1.5英寸或更低，并且最优选地小于0.75英寸或更低。
使用来自浆料搅拌机和纤维浆料搅拌机系统的纤维浆料混合物生产板
图9和10示出了用于板生产的来自纤维浆料搅拌机32的纤维浆料混合物。图示了水泥板生产线，并且通常用10表示。生产线10包含具有多个支腿13或其它支撑件的支撑框架或成形台12。支撑框架12上包含移动载体14，如具有光滑的不透水表面的环形橡胶状传送带，但是设想了多孔表面。如本领域中所熟知的，支撑框架12可以由至少一个桌子状链段制成，其可以包含指定的支腿13或其它支撑结构。支撑框架12还包含框架的远端18处的主驱动辊16，以及框架的近端22处的惰辊20。而且，通常设置至少一个带跟踪和/或张紧装置24，用于维持载体14在辊16、20上的所需张力和定位。在此实施例中，当移动载体沿从近端22到远端18的方向“T”行进时，连续地产生水泥板。
在此实施例中，可以提供用于在凝固之前支撑浆料的剥离纸、聚合物膜或塑料载体、滑片或成型模具的网26，并将其放置在载体14上以保护它和/或保持其清洁。然而，还设想了，可以将不是连续网26，而是相对刚性材料，例如，聚合物塑料片的单个片材(未示出)放置在载体14上。这些载体膜或片材可以在线末端从生产的板移除，或者它们可以作为整个复合材料设计的一部分作为永久性特征掺入。当这些膜或片材作为永久性特征掺入板中时，它们可以为板提供增强的属性，包含改善的美观性、增强的拉伸和弯曲强度、增强的抗冲击性和抗爆性、增强的环境耐久性，如耐水和水蒸汽透过性、抗冻融性、耐盐垢性和耐化学性。
可以提供连续增强件44，如粗纱或增强稀松布网，如玻璃纤维稀松布，用于在凝固之前嵌入浆料中并增强所得水泥板。连续粗纱和/或增强稀松布卷42通过流浆箱40进料以放置在载体14上。然而，还设想了不采用连续增强件44。连续稀松布或粗纱可以由不同的增强纤维材料制成，包含玻璃纤维；聚合物材料，如聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯醇等；碳；石墨；芳纶；陶瓷；钢；纤维素、纸或天然纤维，如黄麻或剑麻；或其组合。粗纱是连续增强单丝的组合。稀松布是在机器方向和横向上运行的连续纤维网。还可以提供增强件作为由离散增强纤维制成的非织造纤维网。非织造纤维网可以由有机纤维制成，如聚烯烃纤维或无机纤维、或玻璃纤维或其组合。由金属纤维制成的纤维网也被设想是本发明的一部分。
还设想了将本线10生产的水泥板直接形成在载体14上。在这种情况下，提供至少一个带清洗单元28。如本领域中已知的，载体14通过驱动主驱动辊16的马达、皮带轮、皮带或链条的组合沿支撑框架12移动。设想了成形线的载体14(成形带)的速度可以变化以适合于正在制造的产品。纤维浆料混合物沿方向“T”行进。
本生产线10包含连续浆料搅拌机2。浆料搅拌机可以是单轴或双轴搅拌机。干粉进料器4(可以采用一种或多种)将水泥组合物的干组分，增强纤维除外进料到浆料搅拌机2。液体泵6(可以采用一种或多种)将水性介质如水与液体或水溶性添加剂一起进料到浆料搅拌机2。浆料搅拌机将干组分和水性介质搅拌以形成水泥浆料8。将水泥浆料31进料到第一浆料蓄积器和正排量泵30，其将浆料泵送到纤维浆料搅拌机32。纤维进料器34(可以采用一种或多种)将纤维进料到纤维浆料搅拌机32。因此，在纤维浆料搅拌机32中，搅拌纤维和浆料以形成纤维浆料混合物36。将纤维浆料混合物36进料到第二浆料蓄积器和正排量泵38，其将纤维浆料混合物36泵送到成形组合件40(形成流浆箱)。
成形组合件40将纤维浆料混合物沉积在移动载体上的剥离纸、连续增强件、粗纱和/或增强稀松布和/或非织造纤维网(如果存在)的网26上。如果存在，由粗纱和/或稀松布卷和/或非织造纤维网42提供的连续增强件44可以沉积在在移动载体14上行进的纤维浆料混合物上。为了有助于平整纤维浆料混合物46，可以在成形组合件40沉积纤维浆料混合物46的位置下方或稍微下游提供成形振动板50。
浆料46在其沿移动载体14行进时凝固。为了有助于在浆料46凝固时使纤维浆料混合物46平整，浆料46从一个或多个振动刮平板52下方通过。在支撑框架12的远端18处，切割器54(板切割装置)将凝固的浆料切割成薄板55。然后将薄板(板)55放置在卸载和固化架57上(参见图10)并使其固化。因此，板55直接在成形带14或任选剥离纸/滑片/成形模具/非织造纤维网26上形成。
图9进一步示出了边缘形成和防泄漏装置80。如此说明书中其它地方所述，这些是边缘带、边缘导轨或其它合适的边缘形成和防泄漏装置，例如单独或组合使用的带粘接狭缝成形器。
通过此发明的方法和设备生产的纤维-水泥混合物含有水泥、水和其它水泥添加剂。然而，为了获得所需的粘度，水泥组合物优选地避免高剂量率的增稠剂或其它高粘度加工助剂，如与常规纤维水泥挤出方法一起常用的。例如，本浆料避免了以高剂量率添加高粘度纤维素醚。本浆料避免的高粘度纤维素醚的实例是甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羟乙基甲基纤维素。
由此发明的方法和设备生产的纤维-水泥混合物是水性浆料，其可以是各种可凝固水泥浆料。例如，基于水硬性水泥的组合物。ASTM将“水硬性水泥”定义如下：通过与水的化学相互作用凝固并硬化，并且能够在水下进行作用的一种水泥。合适的水硬性水泥的实例是波特兰水泥、铝酸钙水泥(CAC)、硫铝酸钙水泥(CSA)、地质聚合物、氯氧化镁水泥(硫酸盐水泥)和磷酸镁水泥。优选的地质聚合物基于C类飞灰的化学活化。
虽然硫酸钙半水合物通过与水的化学相互作用而凝固和硬化，但在此发明的上下文中，它不包含在水硬性水泥的广义定义内。然而，硫酸钙半水合物可以包含在由此发明的方法和设备生产的纤维-水泥混合物中。因此，这种水性浆料也可以基于硫酸钙水泥，如石膏水泥或巴黎石膏。石膏水泥主要煅烧石膏(硫酸钙半水合物)。在工业中通常将煅烧的石膏水泥称为石膏水泥。
纤维-水泥混合物含有足够的水以与纤维-水泥混合物的其它成分组合实现所需的坍落度测试值和粘度。如果需要，组合物的水与反应性粉末的重量比可以是0.20/1到0.90/1，优选地0.20/1到0.70/1。
纤维-水泥混合物可以含有火山灰质材料，如硅粉、细碎的无定形二氧化硅，其是硅金属和硅铁合金制造的产物。特征在于，它具有非常高的二氧化硅含量和低氧化铝含量。各种其它天然和人造材料已经被称为具有火山灰性质，包含浮石、珍珠岩、硅藻土、凝灰岩、火山灰、偏高岭土、硅微粉和磨碎的粒状高炉矿渣。飞灰也具有火山灰性质。纤维-水泥混合物可以含有陶瓷微球和/或聚合物微球。
然而，通过本方法制造的纤维-水泥浆料的一种用途是生产具有增强纤维，如玻璃纤维，特别是耐碱玻璃纤维的结构水泥板(SCP板)。这样，水泥浆料31优选地包括不同量的波特兰水泥、石膏、骨料、水、促进剂、增塑剂、超增塑剂、发泡剂、填料和/或本领域中熟知的其它成分，并且在已经通过引用并入的下面列出的专利中有所描述。这些成分的相对量，包含消除上述一些成分或添加其它成分，可以变化以适应最终产品的预期用途。
减水混合添加剂任选地可以包含在纤维-水泥混合物中，如例如超增塑剂，以改善水硬性浆料的流动性。这种添加剂将分子分散在溶液中，因此它们相对于彼此更容易移动，从而改善了整个浆料的流动性。磺化三聚氰胺和磺化萘以及基于聚羧酸盐的超增塑剂可以用作超增塑剂。减水混合添加剂可以以湿式精加工纤维浆料混合物重量的0％到5％，优选地0.5％到5％的量存在。
通过引用以其整体并入本文的Tonyan等人美国专利号6,620,487公开了一种增强的、轻质的、尺寸稳定的结构水泥板(SCP)，其采用从硫酸钙α半水合物、水凝水泥、活性火山灰和石灰的水性混合物的固化所得的连续相的核心。用耐碱玻璃纤维、和含有陶瓷微球、或陶瓷和聚合物微球的共混物、或由水与反应性粉末的重量比为0.6/1到0.7/1的水性混合物形成、或其组合增强连续相。SCP板的至少一个外表面可以包含用玻璃纤维增强并含有足够的聚合物球的固化连续相，以提高可钉性或者用水与反应性粉末比制成以提供类似于聚合物球的效果，或其组合。
如果需要，组合物的水与反应性粉末的重量比可以是0.20/1到0.90/1，优选地0.20/1到0.70/1。
出版的美国申请US2006/0185267、US2006/0174572；US2006/0168905和US 2006/0144005中也示出了当前方法中使用的复合浆料的各种配制品，所有所述文献都通过引用以其整体并入本文。典型的配制品将在干燥基础上包括35wt.％到75wt.％(通常45wt.％到65wt.％或55wt.％到65wt.％)硫酸钙α半水合物，20wt.％到55wt.％(通常25wt.％到40wt.％)水硬性水泥，如波特兰水泥，0.2wt.％到3.5wt.％石灰，以及5wt.％到25wt.％(通常10wt.％到15wt.％)活性火山灰作为反应性粉末。板的连续相将用耐碱玻璃纤维均匀地增强，并且将含有2重量％到50重量％，例如20重量％到50重量％的选自由以下组成的组的均匀分布的轻质填料颗粒：陶瓷微球、玻璃微球、塑料微球、飞灰空心微珠和珍珠岩。基于总干燥成分，用于复合浆料的配制品的实例包含42wt.％到68wt.％反应性粉末，23wt.％到43wt.％陶瓷微球，0.2wt.％到1.0wt.％聚合物微球，和5wt.％到15wt.％耐碱玻璃纤维。
Dubey等人美国专利8038790提供了用于复合浆料的优选配制品的另一个实例，其包含水泥组合物的水性混合物，所述水泥组合物在干燥基础上包括50wt.％到95wt.％反应性粉末、1wt.％到20wt.％涂覆的疏水性膨胀珍珠岩颗粒，其均匀分布在其中作为轻质填料，所述涂覆的疏水性珍珠岩颗粒的直径在约1微米到500微米(微米)的范围内，中值直径为20微米到150微米(微米)并且有效颗粒密度(比重)小于约0.50g/cc，0wt.％到25wt.％空心陶瓷微球，以及3wt.％到16wt.％用于增强并均匀分布的耐碱玻璃纤维；其中反应性粉末包括：25wt.％到75wt.％硫酸钙α半水合物，10wt.％到75wt.％包括波特兰水泥的水硬性水泥，0wt.％到3.5wt.％石灰，和5wt.％到30wt.％活性火山灰；并且板的密度为每立方英尺50磅到100磅。
虽然优选用于复合纤维浆料混合物的以上组合物，但这些成分的相对量，包含消除上述中的一些或添加其它可能发生变化，以适应最终产品的预期用途。
使用水平多级纤维浆料连续搅拌机的方法
作为使用单独的浆料搅拌机2和纤维浆料搅拌机32制造纤维浆料混合物的替代性方案，水和水泥材料和纤维的搅拌可以在单个单元操作中组合以使纤维浆料混合物使用组合连续搅拌机，其中水平搅拌机的第一区段通过组合所有干粉、化学添加剂和水产生水泥浆料混合物；并且搅拌机的第二区段通过引入增强纤维并将其与组合搅拌机的第一区段中产生的进入的水泥浆料混合物组合来生产纤维增强水泥浆料混合物。
图11示出了采用纤维浆料多级搅拌机132的本发明方法的搅拌部分的框流程图。在方法的搅拌部分中，来自干粉进料器102的干燥水泥粉末流105通过干燥水泥粉末入口导管105A，进料到纤维浆料搅拌机132的第一进料区段120。来自一个或多个泵103的水性介质流107通过至少一个水性介质流导管107A(示出了两个)以进料到纤维浆料搅拌机132的第一搅拌区段122并且任选地还是第一进料区段120。增强纤维流134从纤维进料器131通过，通过增强纤维流导管134A，以进料到纤维浆料搅拌机132的第二搅拌区段124。干燥水泥粉末流105、水性介质流107和增强纤维流134在纤维浆料搅拌机132中组合，以制备纤维-水泥混合物流136，其在搅拌机132的下游端处通过排出管道136A排出。
水平多级纤维浆料连续搅拌机
本发明的多级纤维浆料连续搅拌机优选地实现了以下结果：
允许纤维与其余水泥组分连续共混，以生成均匀搅拌的纤维增强水泥浆料混合物。
将所需的搅拌时间从几分钟减少到小于60秒，优选地小于30秒，以产生均匀搅拌的纤维增强水泥浆料混合物。通常，室提供的平均浆料停留时间为约5秒到约240秒，优选地10秒到180秒，更优选地10秒到120秒、最优选地10秒到60秒。
在搅拌操作期间不会导致纤维成球和结块。
由于搅拌作用，不会对增强纤维造成损害。
允许使用在制造和建筑应用中有用的快速凝固水泥材料。
使用作为此发明一部分公开的水平纤维浆料连续搅拌机的方法包括以下步骤：
将干燥的水泥粉末通过至少一个干燥的水泥粉末入口端口进料到水平连续浆料搅拌机中；
所述水平连续搅拌机包括
细长搅拌室，所述细长搅拌室由具有内侧壁的水平(通常是圆柱形)壳体限定，所述细长搅拌室具有上游端进料区段、第一搅拌区段和第二下游端搅拌区段，其中所述第一搅拌区段位于所述上游端进料区段与所述第二下游端搅拌区段之间，
至少一对水平朝向相互啮合自擦拭叶轮，其从所述细长搅拌室的上游端横穿到所述细长搅拌室的下游端并在所述细长搅拌室内旋转，
其中所述细长搅拌室的所述上游端进料区段内的每个水平安装的叶轮包括螺旋推运器，其中所述干燥水泥粉末进料到所述细长搅拌室的所述上游端进料区段中并由所述螺旋推运器传送到所述第一搅拌区段，
将包括水的液体流通过所述至少一个干燥的水泥粉末入口端口下游的至少一个液体流入口端口进料到所述连续浆料搅拌机的所述细长搅拌室中，并且在所述第一搅拌区段中搅拌所述干燥的水泥粉末和所述液体流以形成水泥浆料；
其中所述第一搅拌区段内每个水平安装的叶轮包括第一多个搅拌和传送桨，所述搅拌和传送桨以规则的间隔和不同的圆周位置安装在所述叶轮的水平朝向轴上，所述桨绕所述水平朝向轴在所述水平，优选地圆柱形壳体内旋转，所述桨从所述轴径向延伸，
增强纤维流通过至少一个增强纤维入口端口进料到所述第二搅拌区段中，并且在所述第二搅拌区段中搅拌所述水泥浆料和所述增强纤维以形成纤维浆料混合物，
其中所述细长搅拌室的所述第二搅拌区段内的每个水平安装的叶轮的至少一部分包括选自由以下组成的组的至少一个构件：
螺旋推运器，和
第二多个搅拌和传送桨，其以规则的间隔和不同的圆周位置安装在所述搅拌机的所述水平朝向轴上，所述桨绕每个相应的水平朝向轴在所述水平(优选地圆柱形)壳体内旋转，所述桨从所述相应的轴径向延伸，
纤维浆料混合物通过第二搅拌区段的下游端部分处的纤维浆料混合物出口端口从搅拌机排出，
其中将水泥浆料和纤维在水平连续搅拌机的搅拌室中搅拌约5秒到约240秒，优选地10秒到180秒，更优选地10秒到120秒、最优选地10秒到60秒的平均搅拌停留时间，同时旋转桨向纤维浆料混合物施加剪切力以产生均匀的纤维浆料混合物，其中中心旋转轴在搅拌期间以30RPM到450RPM，更优选地40RPM到300RPM、并且最优选地50RPM到250RPM旋转，其中从搅拌机排出的纤维浆料混合物具有4英寸到11英寸，优选地6英寸到10英寸的坍落度，如根据使用4英寸高和2英寸直径管的坍落度测试所测量的，以及小于45000厘泊，优选地小于30000厘泊、并且更优选地小于15000厘泊的粘度。与采用单独的浆料搅拌机和纤维浆料搅拌机的方法一样，所得纤维浆料混合物不适用于通常依赖于浆料混合物组合物具有极高粘度的挤出制造方法。
每个水平朝向轴外部连接到例如由电、燃气、汽油或其它碳氢化合物提供动力的驱动机构和驱动马达以在所述搅拌机运行时实现轴旋转；
第一和/或第二搅拌区段的桨可以是扁平桨或螺旋桨。扁平桨和螺旋桨是整体桨，其具有安装到轴的中心开口，使得桨环绕轴的一部分。而且，扁平桨和螺旋桨具有从轴沿相反方向延伸的相对端。优选地，如果在所述第二搅拌区段的桨部分中它们采用的所述第二搅拌区段中采用所述扁平桨或螺旋桨，并且在所述桨区段之前和/或之后，在所述第二搅拌区段中也采用螺旋推运器。
然而，在替代性方案中，第一和/或第二搅拌区段的桨包括与宽桨头接合的销，销枢转地接合到水平朝向轴和/或桨头，以允许桨头相对于水平朝向轴上的相应位置枢转旋转，其中桨布置成搅拌增强纤维和水泥浆料并将被搅拌的水泥浆料和增强纤维移动到纤维浆料混合物出口。优选地，如果第一和第二搅拌区段的桨各自包括与桨头接合的销，然后第二搅拌区段不具有螺旋推运器。第二搅拌区段可以任选地只具有销(没有桨头)以搅拌纤维与浆料。销的横截面形状可以是圆形、扁平(即正方形或矩形)、三角形、椭圆形或任何其它形状。当采用具有细长横截面的销(例如，矩形或椭圆形横截面)时，销优选地朝向成使得它们不仅有助于搅拌材料，而且还提供将材料向前移向搅拌机出口的功能。
中心轴外部连接到驱动机构和驱动马达，例如，由电、燃气、汽油或其它碳氢化合物提供动力，以在所述搅拌机运行时实现轴旋转。通常，电动马达和驱动机构将驱动搅拌室中的中心轴。
本文公开的搅拌机和搅拌方法的显著特征是此搅拌机在连续操作中将增强纤维与其余的水泥组分搅拌，而不会过度损坏添加的纤维的能力。更进一步，此发明的搅拌机和搅拌方法允许生产具有所需工作稠度的纤维增强水泥浆料混合物。从多级纤维浆料搅拌机排出的纤维浆料混合物适用于各种用途，例如雕塑、喷射混凝土、松散岩石的固结、土壤稳定、预制混凝土产品、路面、修复应用、或制作纤维增强混凝土(FRC)建筑板或薄板。例如，可加工的浆料稠度有助于在以高线速度运行的连续成形线上进一步加工和形成板产品。
生产的均匀的纤维浆料混合物具有将允许纤维浆料混合物从水平纤维浆料搅拌机排出的稠度，并且适合于作为连续层沉积在板生产线的移动表面上，均匀地作为0.25英寸到2.00英寸厚，优选地0.25英寸到1英寸厚、通常0.5英寸到0.75英寸厚的层，以生产纤维增强混凝土(FRC)板。
此发明的多级连续搅拌机可以是双轴搅拌机或多轴搅拌机。优选地，此发明的多级连续搅拌机是双轴搅拌机。
此发明的多级连续搅拌机具有初始螺旋推运器区段和至少两个搅拌区段。通过位于搅拌机一端处的入口端口将干粉引入搅拌机中。位于螺旋推运器区段中的螺旋推运器将干粉向前移动到第一搅拌区段中。第一搅拌区段旨在搅拌干粉与包含水的液体添加剂，以产生水泥浆料混合物的均匀共混物。将在搅拌机的第一区段中如此生产的水泥浆料混合物传送到第二搅拌机区段。第二搅拌区段是纤维与从第一搅拌机区段生产并传送的水泥浆料共混的地方。所得纤维增强浆料混合物通过位于第二搅拌机区段的端处的出口端口离开搅拌机。
作为此发明的部分公开的多级、双轴(或多轴)连续搅拌机的各种关键部件和特征可以如下突出显示：
细长搅拌室
细长的双筒搅拌室容纳连续搅拌机的双旋转轴(或多旋转轴)。
搅拌室的总长度通常为约2英尺到8英尺。搅拌室的优选长度通常为约3英尺到6英尺。
搅拌室的直径通常在约3英寸到24英寸的范围内。搅拌室的直径优选地为约5英寸到12英寸。
双旋转轴(或多旋转轴)安装在细长搅拌室中从搅拌机的一端横穿到另一端。轴外部连接到驱动机构和电动马达以实现搅拌机处于操作中时轴旋转。轴以30RPM到450RPM，更优选地40RPM到300RPM，并且最优选地50RPM到250RPM的速度旋转。作为搅拌机开发和优化工作的一部分，已经发现相对较低的搅拌机速度是优选的并且提供纤维在水泥浆料混合物中的优良分散性。更进一步，使用较低的搅拌速度对于此发明的目的的另一个重要的益处是它导致减少的纤维断裂和优良的材料加工性能，其用于纤维增强水泥浆料混合物的进一步加工。伴随齿轮、链条或带布置的可变频率驱动通常与搅拌机一起使用，用于当搅拌机处于操作中时，转动旋转轴。可变频率驱动有助于调节和微调生产过程中涉及的用于原料给定组合的搅拌机速度。
螺旋推运器区段用于将干粉从搅拌机入口端口传送到连续搅拌机的第一搅拌区段。搅拌机轴的初始长度以螺旋推运器的形式完成干粉向前的移动。当双轴(或多轴)在搅拌机中使用时，单个轴定位在搅拌机中，使得来自一个螺旋推运器区段的运动与来自第二螺旋推运器区段的运动处于重叠位置中。搅拌机中两个螺旋推运器区段的此重叠放置提供了到搅拌机的螺旋推运器区段的自清洁作用。双轴搅拌机配置中的初始螺旋推运器区段(位于干粉搅拌机入口附近)示出于图2A和2B中。
图12A示出了本纤维浆料搅拌装置的水平双轴多级连续纤维浆料搅拌机实施例的一部分。特别地，图12A示出了第一进料区段120(也称为螺旋推运器区段)，其在搅拌机入口处具有螺旋推运器126。图2A还示出了第一搅拌区段123，其具有安装在两个轴上的扁平桨125。
图12B示出了本纤维浆料搅拌机132的第一进料区段120(也称为螺旋推运器区段)中的螺旋推运器126的另一个视图。第一进料区段120的长度通常为约1英尺到3英尺。螺旋推运器推运器节距可以根据使用的原料、所需的原料进料速率、和搅拌机的两个搅拌区段的设计结构而变化。
第一搅拌区段120包括安装在搅拌机的单个旋转轴上的搅拌桨125。有两种类型的桨，其通常用于第一搅拌区段-扁平或螺旋。图2C示出了如图2A中使用的扁平搅拌桨125。图2D示出了可以用于此搅拌机的第一搅拌区段中的螺旋搅拌桨127。扁平桨125提供了对搅拌机中的材料具有可忽略的传送动作的高剪切搅拌动作。另一方面，螺旋桨127对搅拌机中的材料提供了搅拌和(有限的)传送动作两者。
扁平桨125和螺旋桨127是整体(一件)桨，其具有安装到轴的中心开口，使得桨环绕轴的一部分。而且，扁平桨和螺旋桨具有从轴沿相反方向延伸的相对端。扁平桨125和螺旋桨127具有中心孔，其中钥匙槽切入其中以允许桨滑动并安装到带键轴上。桨同心安装并键合到轴上。安装在双轴搅拌机的两个轴上的相邻桨的朝向使得它们提供擦拭动作而没有任何旋转干涉，
其它桨形状和几何形状也可以用于搅拌机的第一搅拌区段中。例如，分别包括接合到桨头的销的搅拌和传送桨可以用于第一和/或第二搅拌区段中，如下文关于图5更详细地解释。
当搅拌机轴在搅拌机操作期间处于旋转模式中时，安装在单个轴上的桨是处于重叠但非干扰朝向中的。图12A和12E示出了安装在双轴搅拌机的两个轴(在第一搅拌区段中)上的扁平桨125。特别地，图12E示出了安装在本纤维浆料搅拌装置的水平双轴多级连续纤维浆料搅拌机实施例的第一搅拌区段中的两个轴上的扁平桨125的放大视图。然而，螺旋桨127可以代替一些或所有扁平桨125。
位于搅拌机32的第一搅拌区段122中的桨的主要目的是使干粉与水和其它液体添加剂(如果有的话)共混，以产生均匀的水泥浆料混合物。由于桨的重叠但非干扰朝向，安装在单个轴上的桨125的旋转为搅拌机132的第一搅拌区段122提供了自清洁动作。安装在两个轴上的扁平搅拌桨125或螺旋搅拌桨127在这方面是特别有用的。由于桨对彼此和对搅拌机的桶(壳)的刮擦动作，这提供了优良的自清洁动作。与螺旋桨相反，扁平桨是最优选的桨，用于此发明目的的第一搅拌区段122中。第一搅拌区段122的长度通常为约1英尺到4英尺。更典型地，第一搅拌区段的长度为约3英尺或更小。单个扁平搅拌桨或螺旋搅拌桨的宽度为约0.25″到4″。更典型地，搅拌扁平桨或搅拌螺旋桨的宽度为1″到3″。无论是扁平或螺旋或另一种形状，搅拌桨距搅拌机外壳的内壁的间隙优选地小于1/4″，更优选地小于1/8″，并且最优选地小于1/16″。
搅拌机132的第二搅拌区段124是通常将增强纤维引入搅拌机中并与水泥浆料共混的地方。第二搅拌区段124基本上是第一搅拌区段122的延续并利用一个或多个方式将纤维共混到水泥浆料中。在第二搅拌区段124的开始处，将通过导管134的增强纤维引入连续搅拌机132中。使用搅拌桨或螺旋推运器或其组合，使增强纤维与第一搅拌区段122中产生的水泥浆料共混。搅拌桨和/或螺旋推运器安装在搅拌机的双旋转轴上，并有助于增强纤维与从第一搅拌区段传送的水泥浆料混合物共混。如第一搅拌区段122中所述和所用，搅拌桨(扁平桨125和/或螺旋桨127)也可以用于第二搅拌区段124中。然而，由于这些桨提供的高剪切作用，已经发现使用这种桨导致显著的纤维损伤。因此，在第二搅拌区段中单独使用这种桨不是优选的，特别是当使用大量这种桨时。在第二搅拌区段中，螺旋桨比扁平桨更适合，以满足此发明的目的。
在第二搅拌区段124中，螺旋推运器也可以用于纤维与水泥浆料共混。单独使用的螺旋推运器提供了快速的传送动作，以及比单独的桨提供相对较少的搅拌动作。在重叠配置中安装在两个平行轴上的螺旋推运器进一步有助于搅拌机的自清洁方面。
优选地，如果在第二搅拌区段124的桨部分中它们采用的第二搅拌区段124中采用扁平桨125或螺旋桨127，并且在桨区段之前和/或之后，在第二搅拌区段124中也采用螺旋推运器。螺旋推运器和有限数量的螺旋桨(或较不优选地扁平桨)的组合也可以用于第二搅拌区段24中。事实上优选并推荐这种组合，用于实现纤维与水泥浆料共混的最好搅拌结果。在第二搅拌区段24中的螺旋推运器之后，使用有限数量的螺旋(或扁平)桨产生对通过搅拌机的材料流动的阻力。对材料流动的这种阻力为搅拌机的第二搅拌区段中的纤维与水泥浆料提供了更好的搅拌和浸湿。
总之，可以以一种或多种方式如下高亮显示配置第二搅拌区段124，以促进纤维与水泥浆料混合物的搅拌。
图13A示出了本发明的双轴多级连续纤维浆料搅拌机132的第一配置，其中材料在搅拌机中沿方向“X”流动。搅拌机132具有干粉入口端口105A、液体入口端口107A、纤维入口端口134A、双搅拌机轴129和材料出口端口136A。材料沿方向“X”流动。它在搅拌机入口处具有螺旋推运器120，设置有搅拌桨的第一搅拌区段122和在两个轴129上具有螺旋推运器129A的第二搅拌区段124。在第一配置中，螺旋推运器129A安装在第一进料区段120中的两个叶轮轴129上，搅拌桨安装在第一搅拌区段122中的两个叶轮轴129上，并且螺旋推运器129A仅安装在第二搅拌区段124中的两个叶轮轴129上。螺旋推运器参数(例如，螺旋推运器节距、螺旋推运器长度)被选择以最大化材料保持并促进搅拌机132中的纤维与水泥浆料之间的更紧密接触。第二搅拌区段和螺旋推运器的总长度为约1英尺到5英尺，更优选地约2英尺到4英尺。在本说明书的此附图和其它附图中，除非另外指出，否则附图中的附图标记旨在标识相同的元件。
图13B示出了本发明的双轴多级连续纤维浆料搅拌机132的第二配置，其中材料在搅拌机中沿方向“X”流动。它在搅拌机入口处具有螺旋推运器120，设置有搅拌桨的第一搅拌区段122和在两个轴129上具有螺旋推运器，随后桨的第二搅拌区段124。因此，在第二配置中，螺旋推运器129A之后是搅拌/传送桨129B，其安装在第二搅拌区段中的两个轴129上。扁平桨125和/或螺旋桨127可以用作搅拌/传送桨129B。在第二搅拌区段中优选使用螺旋桨127。安装到第二搅拌区段中的单个轴的相邻扁平或螺旋桨可以相对于彼此具有相同的朝向，或者替代性地它们可以相对于彼此旋转。
当轴上的相邻桨相对于彼此旋转时，相邻桨的旋转角度可以为0°到90°，通常为20°到90°。当相邻的桨相对于彼此具有零度旋转时，可以在第二搅拌区段中使用更多数量的桨。如果需要，所使用的一些螺旋桨127也可以沿相反方向放置，以增加对螺旋推运器129A中发生的材料流动和纤维浆料搅拌作用的阻力。当使用扁平或螺旋桨时，第二搅拌区段124中的桨组(每个轴的桨)的数量优选地为1到20，更优选地1到10。桨参数(类型、尺寸、朝向、数量和配置)被选择为最小化材料在搅拌机132中经受的剪切作用。桨可以由多种材料制成，包含金属、陶瓷、塑料、橡胶、或其组合。还设想了将具有较柔和内衬材料的桨用于第二搅拌区段中，因为它们倾向于最小化材料和纤维损伤。具有销和头部或仅销的桨可以替代性地用于螺旋推运器之后的第二搅拌区段中。
螺旋推运器参数(例如，螺旋推运器节距、螺旋推运器长度)被选择以最大化材料保持并促进搅拌机132中的纤维与水泥浆料之间的更紧密接触。第二搅拌区段的总长度为约1英尺到5英尺，更优选地约2英尺到4英尺。桨129B仅占据此长度的一小部分，并且螺旋推运器129A覆盖大部分第二搅拌区段24。
图13C示出了本发明的双轴多级连续纤维浆料搅拌机132的第三配置，其中材料在搅拌机中沿方向“X”流动。它在搅拌机入口处具有螺旋推运器120，设置有搅拌桨的第一搅拌区段122和在两个轴129上具有螺旋推运器，随后桨，随后螺旋推运器的第二搅拌区段124。因此，第三配置具有安装在第二搅拌区段中的两个轴129上的螺旋推运器129A，随后搅拌/传送桨129B，随后螺旋推运器129C。扁平桨125和/或螺旋桨127可以用作搅拌/传送桨129B，但优选使用螺旋桨127。所使用的一些螺旋桨127也可以沿相反方向放置，如果需要以增加停留时间并提高前面螺旋推运器区段中的纤维浆料搅拌。安装到第二搅拌区段中的单个轴的相邻扁平或螺旋桨可以相对于彼此具有相同的朝向，或者替代性地它们可以相对于彼此旋转。当轴上的相邻桨相对于彼此旋转时，相邻桨的旋转角度可以为0°到90°，通常为20°到90°。当使用扁平或螺旋桨时，第二搅拌区段124中的桨组的数量优选地为1到20，更优选地1到10。当相邻的桨相对于彼此具有零度旋转时，可以在第二搅拌区段中使用更多数量的桨。桨参数(类型、尺寸、朝向、数量和配置)被选择为最小化材料在搅拌机132中经受的剪切作用。具有销和头部或仅销的桨可以替代性地用于螺旋推运器之后的第二搅拌区段中。螺旋推运器参数(例如，螺旋推运器节距、螺旋推运器长度)被选择以最大化材料保持并促进搅拌机中的纤维与水泥浆料之间的更紧密接触。第二搅拌区段的总长度为约1英尺到5英尺，更优选地约2英尺到4英尺。桨仅占据此长度的一小部分，并且螺旋推运器覆盖大部分第二搅拌区段。
图13D示出了本发明的双轴多级连续纤维浆料搅拌机132的第四配置，其中材料在搅拌机中沿方向“X”流动。它在搅拌机入口处具有螺旋推运器区段120，设置有搅拌桨的第一搅拌区段122和仅在两个轴129上具有桨129D的第二搅拌区段124。因此，第四配置具有仅安装在搅拌机132的第二搅拌区段124中的两个轴上的搅拌/传送桨129D。在此配置中第二搅拌区段中使用扁平桨和螺旋桨不是优选地，因为其使用导致非常高的剪切并导致显著的纤维损伤。当在第二搅拌区段中使用此搅拌机配置时，优选导致低搅拌剪切的搅拌和传送桨。在此搅拌机配置的第二搅拌区段中优选使用具有销和头部或仅销的桨。然而，在此实施例中，在第一搅拌区段中使用任何类型的桨，例如扁平和/或螺旋桨是可接受的。
以下描述的图14A到J是纤维浆料搅拌机的各种版本的侧视图。
图14A示出了使用在第一搅拌区122和第二搅拌区124两者中引起低搅拌剪切的这种桨100的双轴(示出了一个轴)纤维浆料搅拌机132的配置(在图13D中示意性地示出)的实施例的图。此搅拌机132可以是双轴或多轴搅拌机，但为清楚起见仅示出了一个轴。图14A示出了具有螺旋推运器126、轴129和桨100的第一进料区段120。桨100具有销114和宽桨头116，其相对于销114横穿延伸。
用于此搅拌机的桨100具有相同的结构，并且采用与图4和5中以上所述的图3的浆料-纤维搅拌机中相同的朝向。
图14A示出了将例如波特兰水泥、石膏、骨料、填料等的粉末混合物从干粉进料器，所述干粉进料器通常是顶部料斗箱160，通过干粉导管105A，其为波纹管161，进料到搅拌机132的细长水平搅拌室163。叶轮轴129由侧面安装的叶轮马达172驱动，所述叶轮马达由速度控制器(未示出)调节。粉末混合物固体可以通过容积进料器或重力进料器(未示出)从料斗箱160A进料到螺旋推运器螺杆163。
容积进料系统将使用以恒定速度运行的螺旋传送器(未示出)以恒定速率(每单位时间的体积，例如，每分钟立方英尺)从储存料斗箱160A排出粉末。重力进料系统通常使用与称重系统相关联的容积进料器，以每单位时间恒定的重量，例如磅每分钟控制从储存料斗箱160排出粉末。通过反馈控制系统使用重量信号来持续监测实际进料速率并通过调节螺旋推运器螺杆进料器的螺旋推运器螺杆的速度(RPM)来补偿堆积密度、孔隙率等的变化。这种容积进料系统也可以用于搅拌机132的任何其它实施例。
来自液体泵(未示出)的水性介质，如水通过至少一个水性介质流导管107A的喷嘴进料到水平室163。
图14A示出了细长水平搅拌室163包括圆柱形水平侧壁102、第一端壁104和第二端壁106。材料沿第一端壁104到第二端壁106的方向X流动。轴129从第一端壁104延伸到第二端壁106。水平纤维-水泥浆料搅拌机132还包括至少一个可旋转轴129(优选地，两个可旋转轴，其中为清楚起见未示出第二轴)，用于将包括水的液体进料到室163中的水性液体介质导管107A，用于将增强纤维进料到室163中的增强纤维导管134A，以及用于排出纤维浆料混合物的纤维浆料混合物排出出口136A。搅拌和传送桨100从中心可旋转轴129延伸。水平纤维-水泥浆料搅拌机132还包括其它入口端口167，示出了一个，以将其它原料和性能增强添加剂进料到搅拌机132中。水平纤维-水泥浆料搅拌机132还包括通气端口170A，以从原料进料移除引入搅拌室163中的任何空气。水平纤维-水泥浆料搅拌机132还包括电动马达和驱动机构172，以驱动搅拌室163中的中心轴129。
可旋转轴129绕其纵轴“A”旋转，以搅拌进料的成分并将它们作为纤维浆料混合物传送到排出出口168。可旋转轴在室第一进料部分120中具有螺旋推运器，并且在第一搅拌区段122和第二搅拌区段124两者中都具有桨100。
将增强纤维和水泥浆料和其它成分以相应的速率进料到搅拌机132，在搅拌机中所得混合物上方留下开放空间，以促进搅拌和传送。如果需要，液位控制传感器用于测量搅拌机的水平室中浆料的液位。
可旋转轴129可以包含第一端组合件160和第二端组合件162。第一端组合件160和第二端组合件162可以采用本领域技术人员已知的各种形式中的任何一种。例如，第一端组合件160可以包含可操作地接合可旋转轴129的第一端的第一端接合部分、从第一端接合部分延伸的第一圆柱形部分164、从第一圆柱形部分164延伸的中间圆柱形部分166、以及从中间圆柱形部分166延伸并包含槽170的端圆柱形部分168。第二端组合件162可以包含可操作地接合可旋转轴29的第二端的第二端接合部分、从第二端接合部分延伸的第一圆柱形部分172、以及从第一圆柱形部分延伸的端圆柱形部分174。在至少一个实施例中，第一端组合件160的第一端接合部分可以接近第一圆柱形部分164接合到可旋转轴129。在一个或多个实施例中，端圆柱形部分168可以可操作地接合到马达172或发动机，所述马达或发动机能够使可旋转轴129和与其接合的所述一个或多个桨组合件100旋转(例如，高速旋转)以搅拌增强纤维和水泥浆料。在至少一个实施例中，第二端组合件162的第二端接合部分可以接合到接近第一圆柱形部分172的可旋转轴129的第二端(例如，与第一端相对的端)。在一个或多个实施例中，第二端组合件162的端圆柱形部分174可以优选地接合到轴承组合件，所述轴承组合件可以与水平纤维-水泥浆料搅拌机132的外壁成一体，以允许可旋转轴129的旋转。
如图14A中可见，多个桨组合件100可以永久地和/或可移除地接合(例如，固定、粘附、连接等)到可旋转轴129，并且配置成例如对齐的行和/或列(例如，沿可旋转轴129的长度的行，围绕可旋转轴129的圆周的列)。在一个或多个实施例中，桨组合件100可以根据需要永久地或可释放地接合到偏移行或列中的可旋转轴129。另外，旋转轴129可以根据需要适应桨组合件100的任何布置或配置，优选地但不限于螺旋和/或螺旋配置。
在一个或多个实施例中，可旋转轴129可以构造成在搅拌期间以30RPM到450RPM，更优选地40RPM到300RPM、并且最优选地50RPM到250RPM的预定速率旋转。
桨销114的宽度W1小于桨头116的宽度W2(参见图4)。搅拌和传送桨100的销114可以包含螺纹端部分115(参见图4)，其适于接合到可旋转轴129的螺纹开口中，使得搅拌和传送桨100可以旋转以实现期望的或选定的相对于可旋转轴129的间距(例如，角度)。在一个或多个实施例中，每个搅拌和传送桨100可以旋转所需的距离进入可旋转轴129，其中所述距离可以与一个或多个其它桨组合件，或与可旋转轴129接合的桨组合件的区段相同或不同。可以使用不同的装置，包含螺纹附接件(如图所示)和/或焊接附接件(未示出)，将桨附接到中心轴。它们可以以上述角度B的范围内图5的角度B朝向。
图14B示出了双轴(示出了一个轴)多级连续纤维浆料搅拌机132的配置(在图13B中示意性地示出)，其中第一搅拌区段122具有桨100，并且第二搅拌区段124具有螺旋推运器129A，随后是桨129B，如两个轴129上的上述桨100。
图14C示出了双轴(示出了一个轴)多级连续纤维浆料搅拌机132的配置(在图13C中示意性地示出)，其中第一搅拌区段122具有桨100，并且第二搅拌区段124具有螺旋推运器129A，随后是桨129B，如两个轴129上的上述桨100，随后是螺旋推运器124C。
图14D示出了双轴(示出了一个轴)多级连续纤维浆料搅拌机132的配置(其也在图13C中示意性地示出)，其中第一搅拌区段122具有桨100并且第二搅拌区段124在两个轴129上具有螺旋推运器129A，随后是一个或多个销114，随后是螺旋推运器129C。
图14E示出了水平双轴(示出了一个轴)多级连续纤维浆料搅拌机132的配置(在图13D中示意性地示出)，其中第一搅拌区段122具有桨100，并且第二搅拌区段124仅在两个轴129上具有销114。
图14F示出了具有本发明的双轴多级连续纤维浆料搅拌机132的配置(在图13A中示意性地示出)，其中第一搅拌区段122具有桨，并且第二搅拌区段124在两个轴上具有螺旋推运器129A，其中桨是扁平桨125或螺旋桨127。
图14G示出了具有本发明的双轴(示出了一个轴)多级连续纤维浆料搅拌机的配置(在图13B中示意性地示出)，其中第一搅拌区段122具有桨，并且第二搅拌区段124在两个轴上具有螺旋推运器129A，随后是桨129B(为了清楚起见，示出了一个轴)，其中桨是扁平桨125或螺旋桨127。其中轴129可见的桨之间的空的空间125A旨在传送扁平桨125和/或螺旋桨127的存在。
图14H示出了具有本发明的双轴(示出了一个轴)多级连续纤维浆料搅拌机132的配置(在图13C中示意性地示出)，其中第一搅拌区段122具有扁平桨125和/或一个或多个螺旋桨127，并且第二搅拌区段124在两个轴129上具有螺旋推运器129A，随后是桨129B，即扁平桨125和/或一个或多个螺旋桨127，随后是螺旋推运器129C(示出了一个)，其中桨129B是扁平桨125和/或螺旋桨127。其中轴129可见的桨之间的空的空间125A旨在传送扁平桨125和/或螺旋桨127的存在。
图14I示出了具有本发明的双轴(示出了一个轴)多级连续纤维浆料搅拌机132的配置(在图13D中示意性地示出)，其中第一搅拌区段122具有桨，并且第二搅拌区段124在两个轴129上具有桨129D，其中桨129D是扁平桨125或螺旋桨127。其中轴129可见的桨之间的空的空间125A旨在传送桨125和/或螺旋桨127的存在。
图14I配置具有本发明的双轴多级连续纤维浆料搅拌机，其中第一搅拌区段122具有桨，并且第二搅拌区段124在两个轴129上具有桨。它可以在第一搅拌区段122中具有一种类型的桨，并且可以在第二搅拌区段124中具有不同类型的桨。
图14J示出了此配置中优选布置的示意性正视图(在图13D中示意性地示出)，其在第一搅拌区段122中具有扁平桨125和/或螺旋127桨，并且在第二搅拌区段124中具有销114和具有销114和头116的桨100。如果需要，尽管未示出，第二搅拌区段可以完全具有销114。最优选地，第一搅拌区段122中的桨是扁平的或螺旋的，并且第二搅拌区段124中的桨包括具有销和头的销和/或桨。
在第二搅拌区段中采用扁平桨和/或螺旋桨的本发明的搅拌机配置中，例如图14F、14G、14H、14I和14J的搅拌机中，扁平桨125和/或螺旋桨127位于轴129上；并且，第二搅拌区段124中的轴129上所有相邻的扁平桨和/或螺旋桨相对于彼此具有0度到90度的旋转。
如果需要，扁平桨和/或螺旋桨在第二搅拌区段中的轴上，并且在第二搅拌区段中轴上的所有相邻的扁平桨和/或螺旋桨相对于彼此具有零度旋转。
如果需要，扁平桨和/或螺旋桨在第二搅拌区段中的轴上，并且在第二搅拌区段中轴上的所有相邻的扁平桨和/或螺旋桨相对于彼此具有30度旋转。
如果需要，扁平桨和/或螺旋桨在第二搅拌区段中的轴上，并且在第二搅拌区段中轴上的所有相邻的扁平桨和/或螺旋桨相对于彼此具有45度旋转。
如果需要，扁平桨和/或螺旋桨在第二搅拌区段中的轴上，并且在第二搅拌区段中轴上的所有相邻的扁平桨和/或螺旋桨相对于彼此具有60度旋转。
如果需要，扁平桨和/或螺旋桨在第二搅拌区段中的轴上，并且在第二搅拌区段中轴上的所有相邻的扁平桨和/或螺旋桨相对于彼此具有90度旋转。
此发明的纤维浆料连续搅拌机的上述特征和参数进一步描述如下。通常除非另有说明，否则这不仅适用于附图的实施例，而且适用于本发明。
细长搅拌室
细长搅拌室通常是圆柱形的。搅拌室的长度通常在约2英尺到8英尺的范围内。搅拌室的优选长度为约3英尺到5英尺。搅拌室的直径通常在约4英寸到24英寸的范围内。搅拌室的优选直径在约6英寸到12英寸的范围内。
旋转轴
双旋转轴或多旋转轴的直径通常为约1英寸到4英寸。中心轴的优选直径为约1英寸到3英寸。
中心旋转轴以优选地约30RPM到450RPM，更优选地40RPM到300RPM，并且最优选地50RPM到250RPM的速度旋转。已经发现，相对较低的搅拌机速度是优选的，以满足本发明的目的。令人惊讶地发现，即使在相对低的搅拌机速度下也可以获得水泥浆料混合物中的优异纤维分散。更进一步，使用较低搅拌速度的另一个重要益处是它导致纤维断裂减少和优异的材料加工和流动性能，用于进一步加工纤维增强水泥浆料混合物。
可变频率驱动优选地与搅拌机一起使用，用于在搅拌机处于操作模式时转动中心旋转轴。可变频率驱动有助于调节和微调生产过程中涉及的用于原料给定组合的搅拌机速度。
本发明的连续搅拌机可以是单轴搅拌机、双轴搅拌机或多轴搅拌机。此公开更详细地描述了本发明的单轴搅拌机。然而，设想了根据本发明的双轴或多轴搅拌机也可以有利地用于生产具有所需性能的纤维增强水泥浆料混合物，所述性能用于包含连续生产方法的各种应用中。
搅拌桨
安装在中心轴上的搅拌桨可以具有不同的形状和尺寸，以便于搅拌机中添加的组分的搅拌和传送。
如上所述，本发明可以采用扁平桨和螺旋桨。
适用于本发明的搅拌桨还包含具有销和相对较宽的头的桨，以帮助向前移动材料，例如桨100。除了具有一种类型的销和头部的桨之外，纤维浆料搅拌机可以包含一种以上类型的具有销和相对较宽的头部或仅销的桨，以实现进一步加工材料要求的所需特性。但是，如图14B中所见，本发明可以在第一搅拌区段122和第二搅拌区段124两者中采用单式桨。然而，在第四搅拌机配置的第一搅拌区段中最优选使用扁平桨或螺旋桨，其在第一搅拌区段122和第二搅拌区段124两者中都具有桨。进一步，在第四搅拌机配置的第二搅拌区段124中最优选使用具有销114和头116或仅销114的桨100。在第四搅拌机配置中允许在两个搅拌区段中使用相同类型的桨，但不是优选的。
桨的整体尺寸使得搅拌室的内圆周与桨距中心轴的最远点之间的间隙(空间)优选地小于1/4″，更优选地小于1/8″，并且最优选地小于1/16″。桨尖端与室内壁之间的距离太大将导致浆料积聚。销114可以代替桨100中的至少一些。例如，销可以是桨100的销114，而没有宽桨头116。
搅拌机中组分的搅拌和传送质量也取决于搅拌机中桨的朝向。相对于中心轴的横截面的平行或垂直的桨朝向减小了桨的传送动作，因此增加了材料在搅拌机中的停留时间。增加材料在搅拌机中的停留时间可以导致显著的纤维损坏并产生具有不希望的特性的纤维增强水泥浆料混合物。当采用具有销和头的桨，例如桨100时，桨头116的纵轴“LH”相对于中心轴118的纵轴“A”的朝向优选地在约10°到80°，更优选地约15°到70°，并且最优选地约20°到60°的角度“B”(图4D)。优选的桨朝向的使用导致浆料混合物的更有效的搅拌和传送作用，并且对搅拌机中的增强纤维造成最小的损害。
对于纤维浆料搅拌机，图8提供了搅拌机32的近视图，其中搅拌室63的门37打开，示出了桨100相对于中心轴29(所示的一个轴)的朝向。还可以观察到桨100以螺旋形式放置在中心轴118上。多级搅拌机中朝向的桨是同样朝向的。
当采用具有销和头部的桨，例如桨100时，搅拌机中的桨组通常以螺旋形式配置在中心轴上，从搅拌机的一端到另一端。桨的这种布置进一步便于材料在搅拌机内的传送动作。搅拌机中桨布置的其它配置是可能的，并且设想了作为此发明的一部分。
桨可以由多种材料制成，包含金属、陶瓷、塑料、橡胶、或其组合。还设想了具有较软衬里(涂层)材料的桨，因为它们倾向于使材料和纤维断裂最小化。
细长搅拌室的桨和/或内壁可以涂覆有释放材料，以最小化水泥浆料在桨和/或外壳内壁(细长搅拌室的筒)上的累积。
其它配置：
实现此发明目的的螺旋推运器和搅拌/传送桨的其它组合是可能的并且设想作为此发明的一部分。当采用具有销和头的桨，例如桨100时，这些类型的桨可以用于其自身的第一搅拌区段122和第二搅拌区段124中，如上所述和图14B中所示，它们可以与螺旋推运器组合使用。例如，可以通过用具有销和头的桨，例如桨100代替图13B到13C中的桨129B来使用它们。
入口端口
用于如干燥水泥粉末、水性液体介质以及纤维等原料的入口导管105A、107A、134A在搅拌室的入口端口处进料到搅拌机中。纤维浆料搅拌机的原料入口端口的尺寸、位置和朝向被配置成易于将原料引入搅拌机中并且最小化来自搅拌机中的浆料混合物堵塞端口的可能性。
多级连续纤维浆料搅拌机至少有一个入口端口，用于将干粉引入搅拌室中。此入口端口位于搅拌机的第一进料区段(螺旋推运器区段)的开始处。
多级连续纤维浆料搅拌机至少有一个入口端口，用于将包括水的水性介质引入搅拌室中。进水口通常位于连续纤维浆料的第一进料区段(螺旋推运器区段)的末端处。连续纤维浆料搅拌机可以具有额外的入口端口，以将其它性能增强添加剂引入搅拌室中。这些入口端口通常位于螺旋推运器区段的末端处或连续纤维浆料的第一搅拌区段的开始处。
多级连续纤维浆料搅拌机具有至少一个入口端口，以将增强纤维引入搅拌室中。纤维入口端口通常位于连续纤维浆料搅拌机的第二搅拌区段的开头。可以使用各种计量设备，如螺旋进料器或振动进料器以重量分析或体积方式将纤维引入连续纤维浆料搅拌机中。可以通过各种传送装置，将纤维从纤维进料器传送到纤维浆料搅拌机。例如，可以使用螺钉(螺旋推运器)、空气传送或简单重力沉积来转移纤维。离散或短切纤维可由不同的增强纤维材料制成，包括玻璃纤维；聚合物材料，如聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯醇等；碳；石墨；芳纶；陶瓷；钢；纤维素或天然纤维，如黄麻或剑麻；或其组合。优选地，纤维是玻璃纤维。纤维长度约为2英寸或更低，更优选地小于1.5英寸或更低，并且最优选地小于0.75英寸或更低。
多级连续纤维浆料搅拌机具有出口端口，以排出由连续纤维浆料搅拌机产生的纤维增强水泥浆料混合物。出口端口位于连续纤维浆料搅拌机的第二搅拌区段的末端。
多级连续纤维浆料搅拌机具有通气端口，以移除从原料进料引入搅拌室中的任何空气。
用于驱动轴的电动马达和驱动机构与搅拌室相关联。
使用多级纤维浆料搅拌机生产板
使用此多级连续纤维浆料搅拌机制造的纤维增强水泥浆料可以用于板生产。特别地，生产纤维增强混凝土(FRC)板，也称为纤维增强水泥板用作结构水泥板(SCP)是一种优选用途。
现在参考图图15和16，示意性地示出了水泥板生产线并且通常标记为110。图15示出了具有单个连续多级搅拌机132的生产线110，其用于制备水泥浆料并将纤维搅拌到水泥浆料。图11示出了单个连续多级搅拌机132的更多细节。来自干粉进料器102的干燥水泥粉末流105进料到纤维浆料搅拌机132的第一进料区段120。来自一个或多个液体泵103的水性介质流107进料到第一搅拌区段122，并且任选地(图11中所示)还进料到纤维浆料搅拌机132的第一进料区段120。增强纤维流134从纤维进料器131通过，以进料到纤维浆料搅拌机132的第二搅拌区段124。干燥水泥粉末流105、水性介质流107和增强纤维流134在纤维浆料搅拌机132中组合，以制备纤维-水泥混合物流136，其在搅拌机132的下游端处排出。
图16示出了生产线110包含具有多个支腿13或其它支撑件的支撑框架或成形台12。支撑框架12上包含移动载体14，如具有光滑的不透水表面的环形橡胶状传送带，但是设想了多孔表面。如本领域中所熟知的，支撑框架12可以由至少一个桌子状链段制成，其可以包含指定的支腿13或其它支撑结构。支撑框架12还包含框架的远端18处的主驱动辊16，以及框架的近端22处的惰辊20。而且，通常设置至少一个带跟踪和/或张紧装置24，用于维持载体14在辊16、20上的所需张力和定位。在此实施例中，当移动载体沿从近端22到远端18的方向“T”行进时，连续地产生水泥板。
在此实施例中，可以提供用于在凝固之前支撑浆料的剥离纸、聚合物膜或塑料载体的网26，并将其放置在载体14上以保护它和/或保持其清洁。然而，还设想了，可以将不是连续网26，而是相对刚性材料，例如，聚合物塑料片的单个片材(未示出)放置在载体14上。这些载体膜或片材可能可以在线末端从生产的板移除，或者它们可以作为整个复合材料设计的一部分作为永久性特征掺入。当这些膜或片材作为永久性特征掺入板中时，它们可以为板提供增强的属性，包含改善的美观性、增强的拉伸和弯曲强度、增强的抗冲击性和抗爆性、增强的环境耐久性，如耐水和水蒸汽透过性、抗冻融性、耐盐垢性和耐化学性。
任选地，一层离散的增强纤维(未示出)可以直接沉积在成形组合件40上游的传送带(载体)、剥离纸或成形片材上。
在此实施例中，可以提供连续增强件44，如粗纱或增强稀松布网，如玻璃纤维稀松布或非织造纤维垫，用于在凝固之前嵌入浆料中并增强所得水泥板。连续粗纱和/或增强网卷42通过成形组合件40进料以放置在载体14上。然而，还设想了不采用连续增强件44。连续稀松布或粗纱可以由不同的增强纤维材料制成，包含玻璃纤维；聚合物材料，如聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯醇等；碳；石墨；芳纶；陶瓷；钢；纤维素、纸或天然纤维，如黄麻或剑麻；或其组合。粗纱是连续增强单丝的组合。稀松布是通常在机器方向和横向上运行的连续纤维网。还可以提供增强件作为由离散增强纤维制成的非织造纤维网。
还设想了将本线110生产的水泥板直接形成在载体14上。在后一种情况下，提供至少一个带清洗单元28。如本领域中已知的，载体14通过驱动主驱动辊16的马达、皮带轮、皮带或链条的组合沿支撑框架12移动。设想了载体14的速度可以变化以适合于正在制造的产品。
本生产线110包含上述连续多级纤维浆料搅拌机132。多级连续纤维浆料搅拌机优选地是双轴搅拌机。干粉进料器104将除了增强纤维之外的水泥组合物的干组分进料到连续多级纤维浆料搅拌机132的进料区段120。液体泵106将水性介质如水与液体或水溶性添加剂一起进料到纤维浆料搅拌机132的第一搅拌区段122。纤维浆料搅拌机132的第一搅拌区段122将干组分和水性介质搅拌以形成水泥浆料。水泥浆料进入多级连续纤维浆料搅拌机132的第二搅拌区段124。纤维进料器134将纤维进料到纤维-纤维浆料搅拌机132的第二搅拌区段124。因此，在纤维浆料搅拌机132的第二搅拌区段124中，搅拌纤维和浆料以形成纤维浆料混合物136。纤维浆料混合物136进料到成形组合件40。
成形组合件40将纤维浆料混合物沉积在在移动载体14上行进的剥离纸网26(如果存在)上。粗纱或稀松布形式的连续增强件可以沉积在板的一个或两个表面上。如果需要，由纤维粗纱或线轴和/或稀松布卷42提供的连续增强件44也穿过成形组合件40，如图15和16中所示，沉积在沉积的纤维浆料混合物46的顶部。如果需要，在流浆箱40后面进料底部连续增强件，并且将它直接放在传送/成形带的顶部。底部连续增强件通过流浆箱下面，并且当连续增强件向前移动时，将流浆箱40中的浆料直接倒在其顶部上。例如，除了提供网26以在网26上方铺设连续增强件之外，可以通过网26或流浆箱上游的辊(未示出)提供连续增强件。为了有助于平整纤维浆料混合物46，可以在成形组合件40沉积纤维浆料混合物46的位置下方或稍微下游提供成形振动板50。
纤维浆料混合物46在其沿移动载体14行进时凝固。为了有助于在其凝固时使纤维浆料混合物46平整，纤维浆料混合物46从一个或多个振动刮平板52下方通过。在支撑框架12的远端18处，切割器54将凝固的纤维浆料混合物切割成薄板55。然后将薄板(板)55放置在卸载和固化架57上(参见图16)并使其固化。
任选地，不是将稀松布42或粗纱应用到沉积的纤维浆料混合物46的顶部，而是可以在成形组合件40与第一刮平板52之间的纤维浆料混合物46的表面上沉积离散的增强纤维(未示出)。然后通过刮平板52嵌入沉积的纤维。
图16进一步示出了边缘形成和防泄漏装置80。这些是边缘带或边缘导轨或带粘接狭缝成形器(单独使用或组合使用)。带粘接狭缝成形器是带上的凸起部分，在横向于行进的方向上具有狭缝。狭缝是狭窄的，并且因此由狭缝划分的带粘接狭缝成形器的相邻部分彼此紧密，以在沿直线方向行进时密封并阻挡纤维浆料混合物，但在弯曲方向上行进时打开，例如围绕辊。
通过此发明生产的纤维-水泥混合物含有水泥、水和其它水泥添加剂。然而，为了获得所需的粘度，水泥组合物优选地避免高剂量率的增稠剂或其它高粘度加工助剂，如与纤维水泥挤出一起常用的。例如，本浆料避免了高剂量率的高粘度纤维素醚。本浆料避免的高粘度纤维素醚的实例是甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羟乙基甲基纤维素。
图17示出了适用于与成形组合件40的上游的图16的本纤维浆料搅拌装置一起使用的水泥板生产线部分的工艺流程图的复合视图和成形组合件40下游的生产线的顶视图的第一变化。它增加了浆料蓄积器和泵136A。
图18示出了适用于与成形组合件40的上游的图11的本纤维浆料搅拌装置一起使用的水泥板生产线部分的工艺流程图的复合视图和成形组合件40下游的生产线的顶视图的第二变化。图18示出了本发明的实施例的实例，其中在生产线上使用任选连续纤维粗纱切碎机40A，用于连续切碎来自连续纤维粗纱的纤维并有策略地将它们引入板底部和/或顶面处。如此引入的切碎纤维通常具有随机的二维朝向，并有助于提高板的拉伸和弯曲强度。在一个或两个板面上引入离散/切碎纤维的其它合适方法也是可能的，并且可以用于此发明的目的。
传送线边缘形成和防漏装置
图19A到25B示出了本发明的不同实施例，其中不同的基板用于在传送线上铸造并形成产品。
可以直接在连续成形带14上形成板，如图9、10和15到18中所示。这种具有带粘接狭缝成形器和泄漏抑制器14A的成形带14示出于图19A到20B中。它们可以进一步具有环形边缘形成带14B，其穿过边缘形成带返回部14C。
各种类型的成形带14在本领域中是熟知的，其允许直接在其上形成产品。用于此发明目的的优选带是多层工程复合材料，其包括由如热塑性/热固性树脂(例如聚酯、聚氨酯等)等材料制成的层，所述材料用连续纤维和/或网(如玻璃纤维和/或其它高强度增强材料)增强。当板直接形成在成形带上时，在成形带上涂覆薄的脱模剂层，以便于在带上快速释放浇注的材料。而且，当以这种方式形成板时，通常采用带清洗站以在其返回到线成形端的路径上适当地清洁并干燥带。在已经清洁并干燥带之后，在带上涂覆另一层脱模剂，然后在成形组合件处挤出新的层纤维增强水泥浆料。
替代性地，板可以形成在连续剥离纸上或成形板上，如FRC滑片14D，如图21A到24B中所示。成形板(例如，FRC滑片)在传送线上彼此邻接地堆叠，并且将纤维增强水泥浆料混合物直接浇注到成形板上。当水泥板(纤维增强混凝土(FRC)板)达到一定程度的凝固和强度发展时，这些成形板被移除。
如果需要，生产线也可以具有边缘支撑轨14E，如图22A到22B中所示。
图23A到23B示出了带粘接狭缝成形器和泄漏抑制器14A以及边缘形成带14B。图23C示出了在成形带14上具有狭缝14G的带粘接狭缝成形器和泄漏抑制器14A。
图24A到24B示出了边缘形成带14B。
板也可以在容纳模具中形成，如图25A到25B中所示。特别是图25A到25B示出了板成形模具14F、14G。图25A到25B还示出了模具导向器/模具传送器14H。这些模具在传送线上彼此相邻地堆叠，并且随着线前进，将纤维增强水泥浆料混合物连续地倒入模具中。通过制造具有所需设计特征的模具，可以在板底部表面上容易地设计精细的建筑特征。
板也可以在永久模塑片或三维永久形状上形成。当纤维增强水泥浆料固化和硬化时，这些模塑片或形状成为板的固有部分。当需要这个方面时，模塑片或形状通常是粗糙的纹理或它们带有剪切螺柱或锚，纤维增强水泥浆料混合物倒入其中。粗糙的纹理和/或锚增强了板与永久形状/模具之间的结合。在这方面，特别希望用作永久形状或模具的特殊FRC复合层压板，因为它们允许形成具有特殊属性的复合FRC板，包含显著增强的耐久性、抗冲击性和抗爆性能。
图19A到25B还示出了用于形成板边缘的不同方法。这些方法包含使用边缘带、边缘条、密封模具和带粘接狭缝边缘成形器和泄漏抑制器。边缘带和密封模具的设计可以设计成生产具有具体尺寸的精加工边缘的板产品。
成形组合件(浆料进料设备)
在使用由单独的浆料搅拌机2和纤维浆料搅拌机32生产的纤维浆料混合物36(例如，如图1、9和10中所见)，以及使用由多级纤维浆料搅拌机132生产的纤维浆料混合物136(例如，如图11和15到18中所见)两者的板生产中，纤维浆料进料器(也称为纤维浆料流浆箱40)接收来自纤维浆料搅拌机132的纤维浆料混合物36、136的供应。
不同类型的成形组合件(浆料进料设备)适合于成形线以生产最终产品。流浆箱是优选类型的成形组合件。适用于本发明的其它类型的成形组合件包含：圆柱形刮板辊、辊涂机、底部有间隙的振动板、中间有间隙的振动板(顶部和底部)。图10、16、17和18示出了流浆箱或刮板辊形式的成形组合件(浆料进料设备)40。不同类型的成形组合件也可以组合和/或串联使用以生产产品。例如，流浆箱可以与刮板辊或振动板组合使用。
一种优选的成形组合件(浆料进料设备)，用于将浆料沉积在结构水泥板(SCP板)生产线等的移动成形网上，其中可凝固浆料用于生产具有某一行进方向的纤维增强混凝土(FRC)建筑板或薄板，其包括：
-流浆箱，其横向于移动网的行进方向安装、具有横向后壁、侧壁、凹入的横向前壁、敞开的顶部和用于将浆料引导到成形网上的敞开的底部；
-可移动的挡板，其可释放地附接到后壁；密封件，其附接到挡板的底壁；以及
-流浆箱高度调节和支撑系统，其从相对的所述侧壁延伸。
优选的流浆箱40横向于载体14的行进方向“T”安置。纤维浆料混合物沉积在流浆箱40的腔中，并通过流浆箱的排放开口排放到移动载体网14(传送带)上。
优选的流浆箱40由耐腐蚀材料(例如，不锈钢)组成，并且具有特定的几何形状以提供浆料的储存器，高度调节和支撑安装件以调节浆料间隙开口，并且弯曲过渡到直唇缘以平滑并均匀分布浆料流动。弯曲过渡还提供了从流浆箱上方引入增强玻璃纤维稀松布(如果需要)的方法。在流浆箱的后部设置可调节的密封件，以防止任何泄漏。也可以从流浆箱下方添加增强玻璃纤维稀松布。两种稀松布系统都具有调节用于跟踪目的。振动单元是单一的质量系统，其由工作台、弹簧和两个马达组成，所述马达将力直接引导到垫子中并在其它方向上抵消。此单元位于流浆箱下方，并且在流浆箱外延伸约2英寸到24英寸、或约3英寸到12英寸或约3英寸到6英寸。流浆箱高度调节和支撑系统可以手动调节、机械操作或电动驱动。整个成形组合件具有几个优点：
纤维增强水泥浆料可以通过软管和软管振荡器系统泵送到流浆箱40中，或者可以直接从纤维浆料搅拌机32滴入流浆箱40中。在任何情况下都可以使用振荡器系统来搅动浆料。使用流浆箱40形成的产品的厚度由流浆箱40中的浆料流动速率、流浆箱40中的浆料提升头的量和给定线速度的流浆箱排放开口间隙控制。流浆箱40的排放开口间隙是横向开口，纤维浆料混合物通过所述横向开口从流浆箱40排出到移动载体网14上。来自流浆箱的纤维浆料混合物在接近所需厚度和最终板55的光洁度的一个步骤中沉积到移动载体14上。可以添加振动以改善形成，并且可以添加不同形式的连续增强件，如稀松布和粗纱，以提高成形产品的弯曲强度。例如，振动单元50可以位于传送带14下方的流浆箱40下方。
振动单元50通常是工作台、弹簧和两个马达的单一的质量系统，所述马达将力直接引导到纤维-水泥浆料的沉积垫子中并在其它方向上抵消。此单元50放置在流浆箱40下方并且在流浆箱外延伸约3英寸到6英寸。
流浆箱40将相对受控厚度的纤维浆料混合物的均匀层沉积在移动载体网14上。合适的层厚度为约0.125英寸到2英寸厚，优选地0.25英寸到1英寸厚，通常0.40英寸到0.75英寸厚。
将纤维浆料混合物完全沉积为连续的帘或浆料片，均匀地向下引导到载体网14的约1.0英寸到约1.5英寸(2.54cm.到3.81cm.)的距离内。
图29到33示出了本发明的成形流浆箱40的设计。流浆箱可以与任何上述搅拌机配置一起使用，例如，使用由单独的浆料搅拌机2和纤维浆料搅拌机32生产的纤维浆料混合物36的板生产(例如，如图1、9和10中所见)，以及使用由多级纤维浆料搅拌机132生产的纤维浆料混合物136(例如，如图11和15到18中所见)两者。此流浆箱设计代表了本发明的一个实施例。在不脱离此公开的范围的情况下，还设想了成形流浆箱组合件的若干修改设计以满足本发明的目的。这些修改包含弯曲过渡的尺寸和形状、储存器的尺寸、用于制造弯曲过渡和直唇的板的厚度、在弯曲过渡外延伸的直唇的长度、保持储存器中的浆料搅动的机构、防止储存器中的材料积聚的机械和振动装置、控制储存器后端处浆料泄漏的方法等。
现在参考图29到33，纤维浆料流浆箱40(也称为纤维浆料进料器)从纤维浆料搅拌机32或多级搅拌机132接收纤维浆料混合物36的供应。
图29示出了限定腔352的流浆箱40的透视图。流浆箱40具有可调节的UHMW挡板353，其具有调节开口373(通常示出为槽)，以及放置在槽373中的紧固件硬件356(通常示出为螺钉或螺栓)，用于将挡板353附接到流浆箱40。流浆箱40具有侧壁360、362，后壁354(图32)和限定浆料室352的前成型板364。流浆箱40还具有从侧壁360、362延伸的相对的流浆箱安装件374、376。每个流浆箱安装件374、376具有侧向调节槽，以与螺纹杆或千斤顶螺钉一起使用以进行高度调节。
图30示出了流浆箱40的正视图。
图31示出了流浆箱40的顶视图。它绕其中心线“C”对称。流浆箱40具有侧壁360、362，后壁54(图32)和限定浆料室352的前成型板364。可调节挡板53用于调节流浆箱40在成形带14上方的高度，并且通过螺栓356通过相应的槽373附接到后壁354。流浆箱安装件374、376各自具有角撑板380。密封唇366位于可调节挡板353的底部。辊带导向器365通过螺栓358(图33)附接到后壁354。这有助于引导通过板生产线10上的流浆箱40下方的辊。
图32示出了流浆箱的侧视图。
优选的流浆箱40横向于载体14的行进方向“T”安置。纤维浆料混合物沉积在流浆箱40的腔352中，并通过流浆箱40的成形板364与移动载体网14之间限定的排放开口排放到移动载体网14(传送带)上。
纤维增强水泥浆料可以通过软管和软管振荡器系统泵送到流浆箱40中，或者可以直接从纤维浆料搅拌机32滴入流浆箱40中。在任何情况下都可以使用振荡器系统来搅动浆料。使用流浆箱40形成的产品的厚度由流浆箱40中的浆料流动速率、流浆箱40中的浆料提升头的量和给定线速度的流浆箱排放开口间隙控制。线速度优选地为每分钟1英尺到100英尺。基于线速度和正在生产的产品厚度调节流浆箱的浆料室352的尺寸(体积)。优选地，浆料以每分钟约0.10立方英尺到25立方英尺的速率沉积在流浆箱中。
流浆箱40的排放开口间隙是横向开口，纤维浆料混合物通过所述横向开口从流浆箱40排出到移动载体网14上。来自流浆箱的纤维浆料混合物在接近所需厚度和最终板55的光洁度的一个步骤中沉积到移动载体14上。
可以添加振动以改善形成，并且可以添加不同形式的连续增强件，如稀松布和粗纱，以提高成形产品的弯曲强度。
例如，振动单元50可以位于传送带14下方的流浆箱40下方。振动单元50通常以每分钟500周期到3000周期，优选地每分钟1000周期到2000周期的速率振动。振动单元50通常是工作台、弹簧和两个马达的单一的质量系统，所述马达将力直接引导到纤维-水泥浆料的沉积垫子中并在其它方向上抵消。此单元50放置在流浆箱40下方并且其在流浆箱外延伸约3英寸到6英寸。
图26到28示出了振动单元50的实施例。图26示出了振动单元50是振动台51，其具有四个弹簧加载支腿59(示出三个)和两个马达51A(示出一个)，其将力直接引导到纤维-水泥浆料的沉积垫子中并在其它方向上抵消。弹簧的弹簧常数在50lbs/英寸到500lbs/英寸之间，优选地100磅/英寸到300磅/英寸之间。选择电动机使得它们能够向工作台递送足够的力以提供+/-1/64″到+/-1/4″，优选地+/-1/32″到+/-1/8″范围内的行程。
图27示出了弹簧腿59的细节。优选地，振动台51安装在振动基座59A上，如图28所示。图38示出了具有振动台51的额外细节的横截面视图。
流浆箱40将相对受控厚度的纤维浆料混合物的均匀层沉积在移动载体网14上。合适的层厚度为约0.125英寸到2英寸厚，优选地0.25英寸到1英寸厚，通常0.40英寸到0.75英寸厚。
将纤维浆料混合物完全沉积为连续的帘或浆料片，均匀地向下引导到载体网14的约1.0英寸到约1.5英寸(2.54cm.到3.81cm.)的距离内。
当纤维浆料混合物46向移动载体网14移动时，重要的是所有浆料都沉积在网上。
图33示出了沿视图XXXIII-XXXIII的流浆箱的横截面。这示出了弯曲的成形板364。成形板364具有弯曲部分364A，所述弯曲部分的曲率半径为1英寸到24英寸。弯曲部分364A延伸30度到90度。
图34示出了用于将流浆箱40与生产线10安装在一起的支架342。每个流浆箱安装件374、376将附接到相应的支架342(示出一个)。图34示出了用于流浆箱安装件376的支架。用于流浆箱安装件374的支架将是相同的。支架342包含通过横杆346连接的两个直立构件344。横杆346具有孔，螺栓347穿过所述孔。两个螺母348将螺栓347固定在横杆347上的适当位置。螺栓347还穿过流浆箱安装件376的槽377并通过两个螺母349保持就位。螺母的移动允许调节流浆箱形成板364与移动板载体14之间的流浆箱间隙“G”，以设置沉积的纤维-水泥浆料混合物46的层的厚度。流浆箱安装件374、376优选地由角撑板80加强(为清楚起见在图29中省略，但在图30中示出)。
图35示出了安装到生产线10的工作台12的本发明的流浆箱140的第二实施例的透视图。用于流浆箱140的支撑件90各自具有两个直立构件94和横杆92。支撑件90还具有U形托架95，用于保持横向稀松布卷保持器93，用于保持稀松布卷42(图38)。为浆料软管引导件96和震动软管引导件/致动器97提供另一个支撑件91。带14还具有带铸造边缘141。
图35示出了尚未附接到支撑件90的流浆箱140。然而，图36示出了通过流浆箱高度调节器100附接到横杆92的流浆箱140。
图36还示出了成形带上的位置下方的振动器50，其中流浆箱140沉积纤维浆料混合物。图36还示出了U形托架95，其支撑横向稀松布卷保持器93，用于保持稀松布卷42(图38)。代替稀松布卷42，可以提供一卷粗纱或非织造纤维垫。
图37示出了板生产台12的上游端的顶视图。这包含流浆箱140的顶视图。这示出了成形带14和横向稀松布卷保持器93，用于保持稀松布卷42(图38)。代替稀松布卷42，可以提供一卷粗纱或非织造纤维垫。图37还示出了浆料软管引导件96和震动软管引导件/搅动器97、浆料室152A和侧壁102。
流浆箱140具有侧壁102(图37)、后壁155A和前成形板164，其限定浆料室152A(图37)。
图38示出了沿视图XXXVIII-XXXVIII的流浆箱140的横截面侧视图。这示出了流浆箱140具有流浆箱配重155。这也示出了来自保持在嵌套于U形托架95中的横向稀松布卷保持器93上的稀松布卷42的稀松布44如何穿过流浆箱140以沉积在沉积的纤维浆料混合物的顶部表面上。图38还示出了流浆箱密封件166A(密封唇)和流浆箱配重155。图38还示出了流浆箱140下方的振动台51。用于调节成形带14上方的流浆箱140的高度的可调节挡板153通过螺栓156(示出一个)通过槽附接到后壁155A。流浆箱密封唇166A位于可调节挡板153的底部。
稀松布42穿过浆料室152A以沿前成形板164的内壁延伸。如果需要，可以修改图10的装置，以添加顶部粗纱板以引导粗纱通过流浆箱。
形成和平滑和切割
在使用由单独的浆料搅拌机2和纤维浆料搅拌机32生产的纤维浆料混合物36(例如，如图1、9和10中所见)，以及使用由多级纤维浆料搅拌机132生产的纤维浆料混合物136(例如，如图11和15到18中所见)两者的板生产中，如上所述，当纤维嵌入可凝固浆料的层沉积时，框架12可以具有形成装置用于使在带14上行进的凝固浆料-纤维混合物46的上表面成形。
除了上述有助于使通过成形组合件40正在沉积的浆料平滑的振动台(成形和振动板)50之外，生产线10可以包含平滑装置，也称为振动刮平板52，以轻柔地平滑板的上表面(参见图5和6)。
通过向浆料46施加振动，平滑装置144便于纤维30、68在整个板92中的分布，并提供更均匀的上表面。平滑装置144可以枢转或刚性地安装到成形线框架组合件。
在平滑之后，浆料层已经开始凝固，并且各个板55通过切割装置54彼此分离，所述切割装置在典型的实施例中是水刀切割器。切割装置54相对于线10和框架12安置，因此生产具有所需长度的板，其可以与图1中所示的代表不同。当载体网14的速度相对较慢时，切割装置54可以安装成垂直于网14的行进方向切割。利用更快的生产速度，已知这种切割装置与网行进方向成一定角度安装到生产线10。在切割时，分离的板92被堆叠以进一步处理、包装、储存和/或运输，如本领域中所熟知的。
本发明的另一个特征是所得水泥板55构造成使得纤维30均匀地分布在整个板中。已经发现这使以相对更少、更有效的纤维使用来生产相对更强的板。纤维的体积分数相对于每层中浆料的体积优选地约占纤维浆料混合物46的按体积计1％到5％，优选地按体积计1.5％到3％。
图10示出了图9作为适用于与流浆箱的上游的本纤维浆料搅拌装置一起使用的水泥板生产线部分的工艺流程图的复合视图和流浆箱下游的生产线的顶视图的方法。图10示出了在浆料搅拌机2之后的浆料蓄积器和正排量泵30以及在纤维浆料搅拌机32之后的浆料蓄积器和正排量泵32。浆料蓄积器和正排量泵30、32两者都是任选的。
图41示出了使用本发明的纤维浆料搅拌机生产的纤维增强水泥浆料混合物，其使用成形流浆箱在连续水泥板制造线上沉积。
将纤维增强混凝土(FRC)板包裹在非织造纤维层中
本发明还涵盖在板生产线上制造包裹在非织造纤维垫中的薄板，通常是非织造聚合物纤维垫，如聚丙烯垫或基本上无机的非织造纤维垫，如玻璃纤维垫。无机非织造纤维垫可以任选地涂覆有各种涂层材料，所述涂层材料赋予连续网处理特性并增强物理和化学耐久性。非织造纤维垫优选地应用在板的两个主面上，但是任选地可以仅应用在板的主面中的一个上。
图42是与本纤维浆料搅拌装置一起使用的水泥板生产线210的示意性正视图，所述生产线是图9的生产线10，修改用于在纤维浆料混合物下方应用非织造纤维垫44A，并在纤维浆料混合物46上方应用非织造纤维垫44以包裹所生产的薄板55。(然而，这种修改也可以用于修改本发明的任何版本，例如，具有图15到18的多级连续搅拌机的本发明的版本)。在图42中，来自图9的相同的附图标号用于表示相同的元件。
来自进料辊42A的非织造(优选地玻璃纤维或多层聚烯烃)纤维44A的第一连续垫从辊42B下方通过移动带14的表面。然后使用成形流浆箱220，将用本发明的纤维浆料搅拌机生产的纤维增强水泥浆料混合物46沉积在第一非织造纤维垫44A上。
板生产线210的移动表面上的非织造纤维垫44A从用于薄板55的凝固纤维浆料混合物46的右侧和左侧延伸。折叠单元230翻转垫44A的边缘44B、44C(参见图43)以包裹用于薄板55的凝固纤维浆料混合物46的右侧和左侧。因此，当薄板55未完全凝固时，垫44A可以包裹在薄板55的凝固纤维浆料混合物46周围，以包裹垫44A的右边缘和左边缘44B、44C(图44)。特别地，包裹右边缘和左边缘44B、44C，同时纤维浆料混合物46仍然足够粘，以将非织造纤维44A的翻转垫(网)保持在适当位置。然后，本发明将来自进料辊42的非织造纤维材料的顶垫(网)44，然后在应用辊42C下进料到纤维浆料混合物的上表面上，并将顶垫(网)44胶合到用于薄板55的正在凝固的纤维浆料混合物46。然后，用于薄板55的正在凝固的纤维浆料混合物46在成形板52下面运行。然后，如上面针对图9的生产线10所述，加工用于薄板55的包裹的正在凝固的纤维浆料混合物46。图44示出了所得薄板55。
因此，方法可以包括在板生产线的移动表面上应用第一非织造纤维网44A，第一网44A足够不可渗透，以防止纤维浆料混合物在板生产线上渗漏；第一网44A比正在制备的水泥薄板55宽；通过将第一网44A的外部部分弯曲直立形成连续的槽；将来自流浆箱200的纤维浆料混合物46连续地沉积在第一网44A上并横向分布纤维浆料混合物46以将槽填充到基本均匀的深度；将第一网44A的直立部分向内折叠并在纤维浆料混合物上方折叠，使得边缘被翻转以包裹凝固纤维浆料混合物的左右边缘；将非织造纤维的第二网44应用到板生产线10上的凝固纤维浆料混合物46的上表面，并将第二网44胶合到用于薄板55的凝固纤维浆料混合物46，并且然后凝固的板55在成形板52下面运行。生产线210将非织造纤维的第二网44应用到凝固纤维浆料混合物46的上表面，以与第一筛网44A的折叠部分重叠，这在应用上和下非织造纤维垫44、44A时是优选的。在替代性方案中，图42A中所示并在下面进一步详细描述，第一筛网44A的直立部分在应用顶网之后被折叠。
折叠单元230可以是任何合适的折叠单元。例如，通过引用并入本文的Esminger等人US 5221386描述了一种用于包裹凝固水泥板的裸露表面的设备，所述设备在顶部、底部和纵向边缘表面下面具有增强纤维的织造筛网(换句话说，嵌入)。Esminger等人的设备可以适配成折叠单元230，通过用用于薄板55的凝固纤维浆料混合物46和非织造纤维垫44、44A替换其水泥和织造网(不嵌入)。Esminger等人设备包含一对磨边机导轨，其可滑动地搁置在传送带上并限定正在传送带上制造的水泥薄板的路径，以及用于折叠和压制其底部筛网的外边沿的装置，其包括安装在横向于移动纤维浆料混合物的行进方向的横杆上的传送带上方的第一对弯曲的刮刀。
因此，为了实现折叠，本发明可以采用安装在纤维浆料混合物46上方的第一对弯曲刮刀(未示出)。例如，刮刀可以横向于移动纤维浆料混合物的行进方向安装在横杆(未示出，但在Esminger等人US 5221386中公开)上。当纤维浆料混合物46的槽接近第一对弯曲的刮刀时，第一垫44A的边缘和它们形成的槽的壁接触刮刀以便塞在刮刀下面以引发连续接近的垫44A的折叠。优选的将底垫44A的直立边缘44B、44C折叠到纤维浆料混合物46上方，并在应用顶部第二垫44之前，使用弯曲的刮刀刀片的压力将折叠的第一垫边缘44B、44C向下压到纤维浆料混合物46上。
优选地，垫基本上不嵌入水泥芯中。优选地，每个垫的厚度的小于约50％嵌入水泥芯中，更优选地小于约30％嵌入水泥芯中，更进一步优选地垫的厚度的小于约15％，小于约5％或小于约1％嵌入水泥芯中。
在此生产线210中，可以提供用于在凝固之前支撑浆料的剥离纸、聚合物膜或塑料载体的任选网26，并将其放置在载体14上以保护它和/或保持其清洁。还设想了，可以将不是连续网26，而是相对刚性材料，例如，聚合物塑料片的单个片材(未示出)放置在载体14上。这些载体膜或片材可以在线末端从生产的板移除，或者它们可以作为整个复合材料设计的一部分作为板的永久性特征掺入。当这些膜或片材作为永久性特征掺入板中时，它们可以为板提供增强的属性，包含改善的美观性、增强的拉伸和弯曲强度、增强的抗冲击性和抗爆性、增强的环境耐久性，如耐水和水蒸汽透过性、抗冻融性、耐盐垢性和耐化学性。非织造纤维垫44、44A可以任选地与连续网26(例如，连续网26可以是防止任何渗透的浆料通过非织造纤维垫44A到达成形带的剥离纸)结合使用。当采用网26作为板的永久特征并采用相对不可渗透的非织造纤维垫44、44A时，网26可以用粘合剂固定到非织造纤维垫44、44A(例如，网26可以与压敏性粘合剂一起提供)。然而，网26或相对刚性材料(未示出)的单个片是任选的，并且当采用相对不可渗透的垫44A、44时，优选地不用于图42的此生产线10中。或者优选地，连续网26是相对不可渗透的非织造纤维垫，并且在那种情况下，不采用相对不可渗透的非织造纤维垫44A。
图43示出了具有两种修改的图9的生产线的第二种改进生产线310。(然而，这些修改也可以用于修改本发明的任何版本，例如，具有图15到18的多级连续搅拌机的本发明的版本)。其第一种改进是采用连续网26作为相对不可渗透的非织造纤维垫。因此，不采用相对不可渗透的非织造纤维垫44A。其第二种改进是将来自卷42的第二连续非织造(优选地玻璃纤维或多层聚烯烃)纤维垫44进料通过流浆箱40，以铺设在载体14上的纤维浆料混合物的上表面上。然后，具有网44、44A的移动纤维浆料混合物进料到折叠站210，以使右边缘和左边缘44B、44C在顶垫44的边缘上方折叠。图42的生产线10可以修改成具有这些修改中的任一个或两个。
图44是图42的薄板55的横截面的示意图，所述薄板包裹在根据生产线210制造的非织造纤维垫中。非织造纤维垫覆盖物包含凝固纤维浆料混合物46的芯、前垫44和后垫44A，所述后垫具有围绕板55的右侧和左侧包裹到板前部的右边缘和左边缘。垫44和44A优选地由相同的材料制成，但是可以根据产品应用要求任选地由不同的材料制成。在一些实施例中，非织造纤维垫可以仅用于板的主面中的一个上。
非完全嵌入的非织造纤维垫的材料和结构
设计用于不完全嵌入纤维浆料混合物中的本发明中的这些非织造纤维垫，如例如图42的垫44、44A，包括任何合适类型的聚合物纤维、玻璃纤维或其组合。优选地，非织造纤维垫中的大部分纤维是玻璃纤维或聚合物纤维。合适纤维的非限制性实例包含玻璃纤维、聚酰胺纤维、聚芳酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))、聚乙烯醇(PVOH)、聚乙酸乙烯酯(PVAc)、纤维素纤维(例如棉、人造丝等)以及其组合，优选地玻璃纤维。更进一步，垫的纤维可以是疏水的或亲水的，涂覆的或未涂覆的。
这些非织造纤维垫对纤维浆料混合物是不可渗透的，或者它们对纤维浆料混合物至多是可微渗透的。特别地，即使当本发明的纤维浆料混合物振动和/或在生产线上的成形板下面行进时，非织造纤维垫提供了足够的不渗透性以使本发明的纤维浆料混合物不渗透。当在板生产线上振动或铺展时，本发明的纤维浆料混合物可以经历剪切变薄。这使选择合适的非织造片材以防止渗漏很重要。如果垫子是非织造纤维玻璃垫，则它们是涂覆的非织造玻璃纤维垫，因此它们不能完全嵌入纤维增强水泥浆料材料中。具有未嵌入垫的本发明的这个方面不使用织造玻璃垫，因为织造玻璃垫不够紧密以防止浆料渗透通过它。当需要嵌入时，本发明设想使用上筛网和/或下筛网和稀松布，例如织造玻璃垫。
在替代性方案中，非织造纤维垫优选地由聚烯烃(优选地聚丙烯和/或聚乙烯)制成。
非织造纤维垫可以各自为单层。例如，优选的涂覆玻璃纤维垫是单层。然而，聚合物垫优选地由多于一层制成。例如，优选的聚合物纤维垫具有层压复合结构，所述层压复合结构由纤维的一个纺织粘合层和相对不可渗透的纤维熔喷层组成。更优选地，垫44是图45中所示的聚烯烃垫，其具有纤维的两个纺织粘合层46A、46C和夹在纺织粘合层之间的纤维熔喷层46B。即使当本发明的纤维浆料混合物振动和/或在生产线上的成形板下面行进时，熔喷层也提供了足够的不渗透性以使本发明的纤维浆料混合物不渗透。
非织造玻璃垫中使用的纤维应当至少0.25英寸长或更长，更优选地至少半英寸或四分之三英寸长，并且最优选地至少约一英寸长，但不同长度和/或纤维直径的纤维混合物可以如已知使用。优选的，这些纤维涂覆有含硅烷的粒度组合物，这在工业上是众所周知的。用于纤维网的优选连续玻璃纤维是选自由以下组成的组的至少一个成员：E、C和T型和硼硅酸钠玻璃及其混合物。如在玻璃领域中已知的，C玻璃通常具有钠-钙-硼硅酸盐组合物，其在腐蚀性环境中提供增强的化学稳定性，并且T玻璃通常具有硅铝酸镁组合物并且特别是长丝形式的高拉伸强度。本垫子优选地由E玻璃构成，其也称为电玻璃，并且通常具有铝硼硅酸钙组合物，且最大碱含量为2.0％。E玻璃纤维通常用于增强各种制品。主要部分的切碎纤维可以具有不同的长度，但更常见的是基本上具有类似的长度。E玻璃纤维具有足够高的强度和其它机械性能以产生可接受的垫，并且成本相对较低并且可广泛获得。最优选的是E玻璃，其平均纤维直径为约11+/-1.5μm，并且长度为约6mm到12mm。
非织造纤维垫通常包括通过粘合剂、溶剂处理或加热结合在一起的纤维。粘合剂可以是垫业中通常使用的任何粘合剂。合适的粘合剂包含但不限于脲甲醛、三聚氰胺甲醛、硬脂酸三聚氰胺甲醛、聚酯、丙烯酸树脂、聚乙酸乙烯酯、脲甲醛或改性或与聚乙酸乙烯酯或丙烯酸共混的三聚氰胺甲醛、苯乙烯丙烯酸聚合物及其组合。典型的聚合物纤维是尼龙、聚酯、聚乙烯或聚丙烯中的任何一种。可以使用任何合适量的粘合剂。然而，熔喷非织造纤维垫不需要粘合剂。
通常，纤维垫可以具有任何合适的重量，以有效防止制造期间的渗透。通常，对于玻璃垫，基本重量为约18lbs/1000ft2或更高(例如，约18lbs/1000ft2到30lbs/1000ft2)，相当于约88g/m2或更高(例如，约88g/m2到147g/m2)。在一个实施例中，纤维垫，尤其是玻璃纤维垫的基本重量为约20lbs/1000ft2或更高(例如，约20lbs/1000ft2到261bs/1000ft2，或约23lbs/1000ft2到26lbs/1000ft2)，相当于约98g/m2或更高(例如，约98g/m2到127g/m2或更高)。
通常，对于聚合物垫，基本重量为约81bs/1000ft2或更高(例如，约8lbs/1000ft2到301bs/1000ft2)，相当于约39g/m2或更高(例如，约39g/m2到147g/m2)，优选地基本重量为约151bs/1000ft2或更高(例如，约15lbs/1000ft2到201bs/1000ft2)，相当于约73g/m2或更高(例如，约73g/m2到98g/m2或更高)。
垫优选地各自由单层非织造玻璃纤维制成。在替代性方案中，优选地，它们各自由具有多层层压结构的非织造聚合物(优选地聚烯烃)垫制成。图44是具有三层46A、46B、46C的优选多层结构的非织造聚合物的前垫44的示意图。此聚合物垫44具有纤维的两个纺织粘合层46A、46C和夹在纺织粘合层46A、46C之间的纤维熔喷层46B。即使当本发明的纤维浆料混合物振动和/或在生产线上的成形板下面行进时，熔喷层也提供了足够的不渗透性以使本发明的纤维浆料混合物不渗透。
应用到板表面的非织造纤维垫为成品提供了光滑的表面，并且还有助于在制造期间堆叠纤维增强混凝土板。不是必须在固化期间将板分别堆叠在架子中，如果板足够凝固，则包裹的板可以在固化时彼此直接放置。在非织造纤维垫中浇铸纤维增强混凝土板边缘将使边缘形成和清理变得容易。由足够不透气的垫子制成的背面、侧面和正面铸造的板将具有更好的表面、更容易的清理和简化的薄板堆叠(在制造期间)的益处。此过程还将产生需要零精加工的结构水泥板。非织造玻璃垫的使用具有比非织造聚合物垫更好粘合的优点。非织造聚合物垫的使用具有比非织造玻璃垫更好的耐碱性的优点。
实例
实例1
图39示出了使用本发明方法制备的纤维增强水泥浆料混合物的坍落度饼101的照片，所述方法采用浆料搅拌机、随后是单独的纤维浆料搅拌机。
实例2
图40是通过本发明的方法生产的3/4″厚的纤维增强水泥板的厚度分布，所述方法采用浆料搅拌机、随后是单独的纤维浆料搅拌机。它示出了沉积单层时达到的一致厚度。纤维浆料混合物含有波特兰水泥、石膏和玻璃纤维。
虽然已经示出并描述了用于纤维-增强结构水泥板生产的本浆料进料设备的特定实施例，但是本领域技术人员将理解，在不背离本发明的更广方面和如以下权利要求所述的情况下，可以对其做出改变和修改。

Claims (13)

1.一种用于制备纤维增强混凝土板的连续方法，其包括：
搅拌水和水泥粉末以形成水泥浆料；
在单程水平连续搅拌机中搅拌所述水泥浆料和增强纤维以形成纤维增强水泥浆料的纤维浆料混合物，
所述水平连续搅拌机包括
细长搅拌室，其由具有内侧壁的水平壳体限定，
至少一个增强纤维入口端口，其用于将所述增强纤维引入所述搅拌室中，并且
所述至少一个纤维入口端口的上游是(a)用于将水和水泥粉末作为一股流一起引入的至少一个入口端口；或(b)用于将水和干燥水泥粉末分别作为单独的流引入所述室中的至少两个入口端口，
纤维浆料混合物出口端口，其处于所述水平壳体的下游排出端区段处，用于排出由所述搅拌机产生的所述纤维增强水泥浆料混合物，以及
通风口，其用于移除从原料进料引入所述搅拌室中的任何空气，
旋转水平朝向轴，其安装在所述细长搅拌室内，从所述水平连续搅拌机的一端横穿到所述水平连续搅拌机的另一端，
其中所述水泥浆料和所述增强纤维是在所述搅拌室的用于搅拌所述增强纤维和所述水泥浆料并将被搅拌的所述水泥浆料和所述增强纤维移动到所述纤维浆料混合物出口的一部分中搅拌的；
其中所述搅拌室的用于搅拌所述增强纤维和所述水泥浆料并将被搅拌的所述水泥浆料和所述增强纤维移动到所述纤维浆料混合物出口的所述一部分中的所述轴包括选自由以下组成的组的至少一个搅拌元件：(1)螺旋推运器和(2)多个搅拌桨，其以规则的间隔和不同的圆周位置安装在所述轴上以从所述轴延伸，其中所述至少一个搅拌元件绕所述轴在所述壳体内旋转；
其中所述水泥浆料和所述纤维在所述水平纤维浆料搅拌机的所述搅拌室中搅拌约5秒到约240秒的平均搅拌停留时间，同时所述至少一个搅拌元件施加剪切力，其中中心旋转轴以30RPM到450RPM旋转；
从所述水平搅拌机排出所述纤维浆料混合物；
其中将新鲜水、水泥粉末和纤维进料到所述搅拌机，同时从所述搅拌机排出所述纤维浆料混合物中的所述水、所述水泥粉末和所述纤维；
将所述纤维浆料混合物进料到成形组合件，所述成形组合件将所述纤维浆料混合物均匀地沉积在板生产线的移动表面上，作为0.25英寸到2英寸厚的层；
在所述移动表面上平整所述纤维浆料混合物；
使所述纤维浆料混合物在所述移动表面上凝固；
将凝固后纤维浆料混合物切割成板并从所述移动表面移除所述板，其中在所沉积纤维浆料混合物层上不沉积额外的纤维浆料混合物层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动表面(移动网)以1英尺每分钟到100英尺每分钟的速度移动，并且所述纤维浆料混合物以约0.10立方英尺每分钟到25立方英尺每分钟的速率沉积以形成4英尺到8英尺宽的板。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述水和水泥材料在形成所述水泥浆料的第一搅拌机中搅拌，并且然后所述水泥浆料和所述纤维在包括所述水平连续搅拌机的第二纤维浆料搅拌机中搅拌以形成所述纤维浆料混合物。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述水平连续搅拌机是执行水和水泥材料以及纤维的所述搅拌的单个组合式连续搅拌机容器，其中所述组合式连续搅拌机容器的第一区段通过组合所有干粉、化学添加剂和水产生所述水泥浆料；并且所述组合式连续搅拌机容器的第二区段包括所述搅拌室，所述搅拌室通过引入所述增强纤维并将其与所述组合式搅拌机的所述第一区段中产生的进入的水泥浆料组合来产生所述纤维增强水泥浆料混合物。
5.根据权利要求1所述的方法，
其中包括水的液体流通过液体流入口进料到连续浆料搅拌机中，并且干燥水泥粉末流进料到所述连续浆料搅拌机中以形成所述水泥浆料，所述连续浆料搅拌机具有水平或竖直安装的叶轮；
其中所述水泥浆料从所述连续浆料搅拌机传递到作为单程水平纤维浆料连续搅拌机的所述水平连续搅拌机中，并且增强纤维流传递到所述水平纤维浆料连续搅拌机中并与所述水泥浆料搅拌以形成所述纤维浆料混合物，
其中所述水平纤维浆料连续搅拌机包括所述至少一个纤维入口端口的上游，所述至少一个入口端口用于将所述水和所述水泥粉末作为一股水泥浆料流一起引入所述室中；
其中所述水平纤维浆料连续搅拌机包括多个搅拌和传送桨，所述多个搅拌和传送桨以规则的间隔和不同的圆周位置安装在所述水平连续搅拌机的所述水平朝向轴上，所述桨绕所述水平朝向轴在所述水平壳体内旋转，所述桨组合件从所述水平朝向轴上的位置径向延伸，所述桨组合件包括与桨头接合的销，所述销枢转地接合到所述水平朝向轴和/或所述桨头以允许所述桨头相对于所述水平朝向轴上的相应位置枢转旋转，其中所述多个桨被布置成搅拌所述增强纤维和所述水泥浆料并将被搅拌的所述水泥浆料和所述增强纤维移动到所述纤维浆料混合物出口；
其中所述水平朝向轴外部连接到例如由电、燃气、汽油或其它碳氢化合物提供动力的驱动机构和驱动马达以在所述搅拌机运行时实现轴旋转；
其中所述水泥浆料和所述纤维在所述水平纤维浆料搅拌机的所述搅拌室中搅拌约5秒到约240秒的平均搅拌停留时间，同时所述旋转桨施加剪切力，其中所述中心旋转轴在搅拌期间以30RPM到450RPM旋转以产生均匀纤维浆料混合物，所述均匀纤维浆料混合物具有将允许所述纤维浆料混合物从所述纤维浆料搅拌机排出的稠度；
从所述水平纤维浆料连续搅拌机排出所述纤维浆料混合物。
6.根据权利要求1所述的方法，
其中所述干燥水泥粉末通过至少一个干燥水泥粉末入口端口进料到所述水平连续搅拌机中；
所述水平连续搅拌机包括
所述细长搅拌室，其由具有所述内侧壁的所述水平壳体限定，所述细长搅拌室具有上游端进料区段、第一搅拌区段和第二下游端搅拌区段，其中所述第一搅拌区段处于所述上游端进料区段与所述第二下游端搅拌区段之间，
至少一对水平朝向相互啮合自擦拭叶轮，其从所述细长搅拌室的上游端横穿到所述细长搅拌室的下游端并在所述细长搅拌室内旋转，
其中所述细长搅拌室的所述上游端进料区段内的每个水平安装的叶轮包括螺旋推运器，其中所述干燥水泥粉末进料到所述细长搅拌室的所述上游端进料区段中并由所述螺旋推运器传送到所述第一搅拌区段，
其中包括水的液体流通过所述至少一个干燥水泥粉末入口端口下游的至少一个液体流入口端口进料到所述连续浆料搅拌机的所述细长搅拌室中，并且所述干燥水泥粉末和所述液体流在所述第一搅拌区段中搅拌以形成所述水泥浆料；
其中所述第一搅拌区段内的每个水平安装的叶轮包括第一多个搅拌桨，其以规则的间隔和不同的圆周位置安装在所述叶轮的水平朝向轴上，所述桨绕所述水平朝向轴在所述水平壳体内旋转，所述桨从所述水平朝向轴径向延伸，
其中由所述增强纤维构成的流通过所述至少一个增强纤维入口端口进料到所述第二搅拌区段中，并且所述水泥浆料和所述增强纤维在所述第二搅拌区段中搅拌以形成所述纤维浆料混合物，
其中所述细长搅拌室的所述第二搅拌区段内的每个水平安装的叶轮的至少一部分包括选自由以下组成的组的至少一个构件：
螺旋推运器，和
第二多个搅拌桨，其以规则的间隔和不同的圆周位置安装在所述搅拌机的所述水平朝向轴上，所述桨绕每个相应的水平朝向轴在所述水平壳体内旋转，所述桨从所述相应的轴径向延伸，
其中所述纤维浆料混合物通过所述水平壳体的作为所述第二搅拌区段的下游端部分的所述下游排出端区段处的所述纤维浆料混合物出口端口从所述搅拌机排出，
其中所述水泥浆料和所述纤维在所述水平连续搅拌机的所述搅拌室中搅拌约5秒到约240秒的平均搅拌停留时间，同时所述旋转桨向所述纤维浆料混合物施加剪切力，其中所述中心旋转轴在搅拌期间以30RPM到450RPM旋转以产生均匀的所述纤维浆料混合物。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一搅拌区段和/或所述第二搅拌区段的所述桨选自由以下组成的组：扁平桨和螺旋桨，其中所述扁平桨和所述螺旋桨是具有中心开口的一体桨，所述中心开口装配到所述轴，使得所述桨环绕所述轴的一部分，其中所述扁平桨和所述螺旋桨具有从所述轴沿相反方向延伸的相对端，
其中所述扁平桨或所述螺旋桨在所述第二搅拌区段中用于所述第二搅拌区段的桨部分中，并且在所述第二搅拌区段中在所述第二搅拌区段的所述桨区段之前和/或之后也采用了螺旋推运器。
8.根据权利要求7所述的方法，其中扁平桨和/或螺旋桨处于所述第二搅拌区段中的所述轴上，并且所述第二搅拌区段中每个轴上的所有相邻的扁平桨和/或螺旋桨相对于彼此进行零度到90度的旋转。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一搅拌区段和/或所述第二搅拌区段的所述桨包括接合到桨头的销，所述销枢转地接合到所述水平朝向轴和/或所述桨头以允许所述桨头相对于所述水平朝向轴上的相应位置枢转旋转，其中所述多个桨被布置成搅拌所述增强纤维和所述水泥浆料并将被搅拌的所述水泥浆料和所述增强纤维移动到所述纤维浆料混合物出口，其中所述第一搅拌区段和所述第二搅拌区段的所述桨各自包括接合到所述桨头的所述销，并且所述第二搅拌区段不具有螺旋推运器。
10.根据权利要求9所述的方法，其中相对于所述中心轴竖直横截面具有宽表面的所述桨头的朝向为约10°到80°，其中所述桨的整体尺寸为使得所述搅拌机室的内圆周与所述桨距所述中心轴的最远点之间的间隙(空间)小于1/4″。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述水泥浆料和所述纤维在所述水平纤维浆料搅拌机的所述搅拌室中搅拌以产生均匀的纤维浆料混合物，并且然后所述纤维浆料混合物从所述纤维浆料搅拌机排出并且作为0.4英寸到1.25英寸厚的连续层均匀地沉积在所述板生产线的所述移动表面上以产生所述纤维增强混凝土板。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动表面是具有带粘接狭缝成形器的移动环形带，所述带粘接狭缝成形器包括所述带上的凸起部分，所述凸起部分在横向于行进的方向上具有狭缝，所述狭缝很窄以便所述带粘接狭缝成形器的被狭缝分开的相邻部分在沿直线方向行进时彼此紧密密封并保持纤维浆料混合物但在弯曲方向行进时打开。
13.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
在板生产线的所述移动表面上应用第一非织造纤维网，所述第一网具有足够的不渗透性以防止所述纤维浆料混合物渗漏在所述板生产线上，所述第一网比所制造的所述水泥板宽；
通过将所述第一网的外部部分直立弯曲来形成连续的槽；
将来自流浆箱的所述纤维浆料混合物连续沉积在所述第一网上；以及
横向分配所述纤维浆料混合物以将所述槽填充到基本均匀的深度；
将所述第一网的直立部分向内折叠并折叠在所述纤维浆料混合物上方，使得边缘被折叠成包裹所述凝固纤维浆料混合物的左边缘和右边缘；
将第二非织造纤维网应用到所述板生产线上的所述凝固纤维浆料混合物的上表面，
将所述第二网胶合到所述板，并且然后使所述凝固板在成型板下面延伸。
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