CN110650933A - 胶凝复合材料垫 - Google Patents

Abstract

用于原位水化的胶凝复合材料，包括第一层、第二层、胶凝混合物和粘合层。所述胶凝混合物沿所述第一层布置。所述胶凝混合物包括多个胶凝粒子。所述第二层沿相对于所述第一层的所述胶凝混合物布置。所述粘合层放置用于至少一个(i)将所述第一层固定于所述胶凝混合物，(ii)将所述第二层固定于所述胶凝混合物和(iii)将所述第一层和所述第二层相互固定。所述第一层和所述第二层配置成至少部分地防止多个胶凝粒子从所述胶凝复合材料迁移出去。

Description

胶凝复合材料垫

相关专利申请的交叉引用

本发明要求2017年4月19日提交的美国临时专利申请62/487,351,2017年7月7日提交的美国临时专利申请62/529,557，和2018年2月9日提交的美国临时专利申请62/628,763的优先权，其整体内容通过引用并入此文本。

背景技术

本申请涉及用于原位水化的胶凝复合材料(即原位、就位、在构建处水化)。当局部施加液体时发生原位水化，并在胶粘复合材料内与一定量的胶凝材料反应。此反应发生时，胶凝材料保持位置并且不会改变胶凝复合材料预制性质的定向。此种胶粘复合材料允许胶凝材料在胶粘复合材料中凝结和硬化而不要求传统的混合和倾倒程序。

纺织增强复合材料可以包括至少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，其中纺织物传统上以平面形式成层。这种层叠复合材料可以呈现优秀的面向特性但通常上缺乏厚度方向的强化(即与复合材料平面表面垂直的方向)或者具有减弱的层结合性。虽然传统水泥复合材料可以包括平面编织织物或多层织物以提高性能，但这些体系在负载情况下是失败的(如，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，其为理想为弹性体并在两层之间编织以形成配置用于捕获两层之间的胶凝材料的空间分隔排列的织物。外层是多孔的以允许纱、线等穿过外层，其中纱、线等贯穿所述层的孔。另外，少孔织物或膜可以附接到所述间隔织物的外层以减少每层上的开孔大小并且防止胶凝材料从所述复合材料中逸出。可以通过粘合剂附接额外的少孔织物层。间隔织物的纱线不会提供其他层附接的结构。所述纱线必须多孔外层之间编织，多孔外层具有以设计成用于纱线贯穿的结构来布置的孔。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用于原位水化的胶凝复合材料。所述胶凝复合材料包括第一层、第二层、胶凝混合物和粘合层。所述胶凝混合物沿所述第一层布置。所述胶凝混合包括多个胶凝粒子。所述第二层，相对于所述第一层，沿所述胶凝混合物布置。所述粘合层放置以用于至少一个(i)将第一层固定于所述胶凝混合物，(ii)将第二层固定于所述胶凝混合物，和(iii)将所述第一层和所述第二层相互固定。第一层和第二层配置用于至少部分地防止多个胶凝粒子从所述胶凝复合材料迁移出去。

本发明的另外一个示例性实施方式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第一层、第二层和胶凝混合物。所述胶凝混合物沿所述第一层布置。所述胶凝混合物包括多个胶凝粒子。所述第二层，相对于所述第一层，沿所述胶凝混合物布置。所述第一层和第二层配置用于至少部分地防止多个胶凝粒子从所述胶凝复合材料迁移出去。所述第一层和所述第二层利用绗缝方法和针刺方法的至少一个，固定于结构层和相互固定的至少一个。

本发明的另外一个示例性实施方式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具有第一端和相对的第二端的单外层，和沿所述单外层布置的胶凝混合物。所述单外层的第一端和相对的第二端相互耦合以将所述胶凝混合物围到所述单外层内。

本发明能够具有其他实施方式并且能够以多种方式实施。可选的示例性实施方式涉及本文引用的其他特征和其他特征组合。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，能够更充分理解本发明，其中，相同引用标记指代相同的构件，其中：

图1是根据一个示例性实施例在渠道堆砌应用中操作人员安装胶凝复合材料的示意图；

图2是根据一个示例性实施例的胶凝复合材料的分解示意图；

图3是根据一个示例性实施例的卷曲胶凝复合材料的示意图；

图4是根据一个示例性实施例的图2所示的胶凝复合材料的示意截面图；

图5-8是根据一个示例性实施例的图2所示的胶凝复合材料内的内部注射粘合剂的多个截面显示图；

图9是根据一个示例性实施例的与图2所示的胶凝复合材料一起使用的粘合格栅的示意性显示图；

图10是根据一个示例性实施例的具有图9所示的格栅的图2所示胶凝复合材料的示意性截面图；

图11是根据一个示例性实施例的先于粘合粒子活化的图2所示的胶凝复合材料的示意性截面图；

图12是根据一个示例性实施例的粘合粒子活化之后的图2所示的胶凝复合材料的示意性截面图；

图13是根据一个示例性实施例的胶凝复合材料的分解示意图；

图14A和14B是根据多个示例性实施例的图13所示的胶凝复合材料的示意性截面图；

图15是根据另外示例性实施例的胶凝复合材料的分解示意图；

图16A是根据一个示例性实施例的先于活化的图15所示的胶凝复合材料的示意性截面图；

图16B是根据一个示例性实施例的活化之后的图15所示的胶凝复合材料的示意性截面图；

图17是根据一个示例性实施例的胶凝复合材料的分解示意图；

图18是根据一个示例性实施例的图17所示的胶凝复合材料的示意性截面图；

图19A-19E是根据多个示例性实施例的多个绗缝胶凝复合材料的多个视图；

图20A-20C是根据一个示例性实施例的施加于胶凝复合材料的针刺方法的截面图；

图21A-21C是根据另外一个实施例的胶凝复合材料的截面图；

图22是根据一个示例性实施例的用于制备缝制胶凝复合材料的方法流程图；和

图23是根据一个示例性实施例的用于制备缝制胶凝复合材料的方法流程图。

具体实施方式

利用附图进一步说明示例性实施例之前，可以理解的是本申请不限于说明书中描述的或附图所示的细节内容或方法。可以理解的是，专门术语仅用于说明目的，不能理解为限定作用。

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、传统单向织物强化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，胶凝复合材料垫能够提供增强的结构性能。胶凝复合材料垫可以包括嵌入和\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。所述胶凝混合物能够在原位水化后经过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、固化调节剂、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)，粘合剂，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。所述结构层可以由粘合剂、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。在一些实施例，所述结构层至少部分地由粘合材料制成。在一些实施例中，所述胶凝复合材料不包含结构层，但其粘合层作为结构层。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，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，混凝土混合车辆运输的限制范围等)，以及具有其他优点。除了将胶凝复合材料垫保持在一起和\或保留固定胶凝混合物(如，预水化等)，结构层能结构性增强水化后的胶凝层和\或胶凝复合材料垫。在一些实施例中，所述胶凝复合材料垫不包括结构层。

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、河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、蓄水池、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；和一个或多个粘合层，显示为粘合层60。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和/或粘合层60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、不可渗透层50和粘合层60之间。在一些实施例中，所述胶凝复合材料10不包括结构层40。在此实施例中，粘合层60可以作为结构层。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，当添加剂包含在胶凝混合物30内(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、粘合层和/或胶凝混合物的引用包括任何随附公开的任何结构层、粘合层、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(如，粘合性耦连，缝制等)。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和/或具有粘合层60的胶凝混合物30耦连(如选择性结合等)。举另外例来说，渗透层20可以与结构层40和/或具有粘合层60的胶凝混合物30耦连(如选择性结合等)。举另外例来说，不可渗透层50可以与渗透层20耦连(如，相互缝制等)。该耦连可以通过促进渗透层20、结构层40、粘合层60和/或不可渗透层50之间的负载传递来改善胶凝复合材料10的结构特性。粘合层60和/或结构层40可以作为结合中介。多个结构层和/或粘合层可以减少分层风险。

根据多个实施例，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、粘合层60、胶凝混合物30、和\或渗透层20。此复合材料可以利用结构层40和/或粘合层60保持胶凝混合物30，可以包括可移除层以在运输中和胶凝复合材料10使用过程中保持胶凝混合物30，和\或具有设计用于保持胶凝混合物30的其他体系。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、粘合层60、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、粘合层60和胶凝混合物30。举另外例来说，胶凝复合材料10可以包括不可渗透层50、粘合层60、胶凝混合物30和渗透层20。举另外例来说，所述胶凝复合材料10可以包括不可渗透层50和粘合层60，并且胶凝混合物30可以现场引入(如，胶凝混合物30可以原位分散、铺设、嵌入等方式通过、进入和\或沿着不可渗透层50并且先于原位水化等)。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、并附接于硬化混凝土和\或被嵌入硬化混凝土中的表面瑕疵和\或粗糙(如纤维、构件和刺等)。举另外例来说，胶凝复合材料10可以仅包括结构层40并且胶凝混合物30在现场引入(如，凝混合物30可以原位分散、铺设、嵌入等方式通过、进入和\或沿着结构层40并且先于原位水化等)。举另外例来说，胶凝复合材料10可以仅包括(i)渗透层20或不可渗透层50和(ii)胶凝混合物30。胶凝混合物30可以原位引入(如，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、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等)并且原位压实。渗透层20或不可渗透层50可以在胶凝混合物布置到地面或基层等上之后引入以用于帮助水化和减少胶凝混合物30的洗出(如，针对具有吸水聚合物的混合物等)。举另外例来说，胶凝复合物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等)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为总复合材料体积的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

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、粘合层60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。此减少的产生是因为结构层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)中的至少一种。

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的弹性系数和几何结构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结构其中之一的结构层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内的部分的结合强度、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-

清洁垫等)、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(如熔合、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)。

根据多个示例性实施例，结构层40包括一个或多个：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、销和/或连接器、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。关于结构层40的进一步细节可见2016年11月4日提交的国际专利申请PCT/US2016/060684，其整体内容通过引用方式引入。

胶凝混合物

具有吸水材料的胶凝混合物

如图4-12，14A，14B和20B所示的示例性实施例，胶凝混合物30被布置于结构层40和/或粘合层60的空隙44的至少一部分内。根据图5-8，10-12，17，18和20C所示，胶凝复合材料10不包括结构层40以使得胶凝混合物30布置于无结构层40的渗透层20和不可渗透层50之间。在一些实施例中，粘合剂(如，液体粘合剂，胶粘合剂等)与胶凝混合物30的其他成分混合。举例来说，所述粘合剂可以促进粘层的形成(作为胶凝混合物30的部分)，不可渗透层50和/或渗透层20可以附接到粘层。所述粘层可以为十分之一和四英寸厚度。不可渗透层50和/或渗透层20可以利用粘合剂沿胶凝混合物30的顶侧和/或底侧耦连。在一个实施例中，所述粘合剂为水透性的。在其他实施例中，在不可渗透层50和/或渗透层20附接之前或之后，所述粘合剂可以移除(如加热去除等)和/或固化以促进胶凝混合物30的胶凝粒子的水化。举例来说，50％、80％或95％的粘合剂(例如，按面积、体积、重量等)可以移除和/或固化以促进水化。

如图4，11，12，14A，14B和20B所示，胶凝混合物30包括成分的混合物(如材料等)，显示为胶凝材料32。胶凝材料32可以包括水泥(如波兰特水泥，高铝水泥，CSA水泥等)和/或辅助胶凝材料(如粉煤灰，硅粉，矿渣，偏高岭土，其他辅助材料等)。胶凝混合物30可以进一步包括凝结材料或其他填料颗粒(如细集料、粗集料、砂、石灰石、非吸收材料等)，显示为集料34。在一个实施例中，集料34均匀地(如，均一地)分散在整个胶凝混合物30。其他实施例中，集料34非均匀地(如随机地、非均一地)分散在整个胶凝混合物30。集料34可以具有大于30目(即，595微米)至小于5目(即，4000微米)之间范围的大小。在一些实施例中，集料34具有300目(即，50微米)和30目之间的大小。集料30的大小选择用于产生预期大小和胶凝混合物30内的空隙空间的数量。胶凝混合物30内的大小和空隙空间的数量会直接影响胶凝复合材料10的原位水化过程中的水流。根据示例性实施例，选择集料30的大小和胶凝混合物30的压缩量以得到预期大小和/或孔隙空间的数量，显示为空隙38。胶凝混合物30内的空隙38的大小和数量会直接影响胶凝复合材料10原位水化过程中的水流。空隙38的大小和数量会额外地或可选地直接影响胶凝复合材料10的相互连接的粘合层的形状(可见图11和12)。

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、高岭土等)。

如图4，14A，14B，18，20B和20C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和粘合层60等内的胶凝混合物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。因此吸水材料36可以促进胶凝复合材料10在斜坡(如，山坡、沟渠等)的使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，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36(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36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，相对于吸水材料的更小粒子(如，尺寸小于150微米等)，吸水材料36的更大粒子(如，尺寸大于150微米等)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锁定在胶凝复合材料10的结构层40和/或粘合层60内以来防止洗出。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、石灰或同时包含吸水材料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在胶凝混合物30内组合使用并无需添加石灰。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，就提高洗出预防性、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、粘合层60和/或渗透层20或位于不可渗透层50、粘合层60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/或压实方式放置于结构层40和/或粘合层60的空隙44内。根据一个示例性实施例，胶凝混合物30的胶凝材料32、集料34和/或吸水材料36基本上填充空隙44。胶凝混合物30可以布置于结构层40和\或粘合层60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、粘合层60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(如，水等)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过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、集料34和/或胶凝混合物30的胶凝材料32的粒子大小，(ii)粘合层60的特性(如，结构、类型等)和(iii)结构层40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、格栅、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。

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、高吸水性聚合物、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和/或粘合层60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、熔合或变形(如，膨胀等)来应答活化。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16A和16B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等)。然而，胶凝混合物130可以与结构层(如结构层40等)组合使用。如图16A和16B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。在其他实施例中，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。根据一个示例性实施例，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132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16A和16B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136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被压到不可渗透层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。压实也会增加水化后胶凝混合物130的结构性能。胶凝混合物130的压实程度会影响水流过胶凝混合物130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16A-16B所示，珠子132可被配置成熔化、熔合或变形(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(如加热系统)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16B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。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。活化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的材料的熔点小于或等于渗透层20和/或不可渗透层50的熔点。

互相连接结构140的绞线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内的通道可用作珠子132的通道，活化后熔化、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。举例来说，集料134具有第一大小(如，活化前大小等)。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。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由可以促进空隙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，施加加热到胶凝复合材料10，相互连接结构140的绞线附接于不可渗透层。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之间时，施加加热到胶凝复合材料10，然后互相连接结构140的绞线形成于它们之间并且附接于渗透层20和不可渗透层50(如，因此互相耦连渗透层20和不可渗透层50等)。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16B所示，相互连接结构140的绞线可以在结合点附接于渗透层20的内侧22和/或不可渗透层50的内侧52。绞线可以熔合到渗透层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。在一些实施例中，渗透层20的内侧22包括从其延伸的纤维件。沿渗透层20内侧22的纤维件可以包括能够促进提高渗透层20和相互连接结构140的绞线之间在结合点处结合的密度。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件。沿不可渗透层50内侧52延伸的纤维件具有可以促进提高不可渗透层50和相互连接结构140的绞线之间在结合点处结合的密度。

绞线和渗透层20内侧22之间结合点142出现的频率，绞线和不可渗透层50内侧52之间结合点出现的频率和/或邻近绞线之间互连点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，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。

多个加热系统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。加热系统可以提供热量到胶凝混合物130、渗透层20的第二侧或外侧、不可渗透层50的第二侧或外侧中的至少一个。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(如，通过热导性热传递、辐射性热传递、对流性热传递)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(如，过热导性热传递、辐射性热传递、对流性热传递)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50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。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，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、粘合剂或机械性地等方式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。

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过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利用高性能的胶凝成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，胶凝混合物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130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130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。

粘合层

根据一个示例性实施例，施加粘合层60以将渗透层20和不可渗透层50耦连(如，连接等)到胶凝混合物30、结构层40和\或相互耦连。在一些实施例中，施加粘合层60相互耦连渗透层20和不可渗透层50，而不将渗透层20和/或不可渗透层50粘性耦连到胶凝混合物30和/或结构层40。在一些实施例中，粘合层60配置为完全行使结构层40的功能(如，替换和提供结构层40的效果，由此胶凝复合材料10不需要结构层40来将渗透层20和不可渗透层50连接到胶凝混合物30和/或相互连接，处理时将胶凝复合材料10固定在一起)。粘合层60可以包括多种材料，其包括一个或多个热熔胶，APO/APAO，PUR，聚氨酯，其他热熔胶，动物胶，单组分粘合剂，多组分粘合剂，环氧树脂，其他粘合剂，橡胶，硅组分粘合剂，氰基丙烯酸酯粘合剂，溶剂水泥，3M 94ca，DHM粘合剂4291等。根据一个示例性实施例，粘合层60的粘合剂为非水基粘合剂，以至于当粘合层60与其接触时，胶凝混合物30的胶凝材料32不被活化，或最少量或部分活化。胶凝混合物30内的集料34和其他较大粒子(如，除胶凝材料32之外的粒子，砂，其他颗粒等)配置用于促进粘合结合。

粘合层60可以具有永久结合强度和具有短的开放时间(如，暴露到空气的一段预定时间内发粘；一分钟，二分钟，五分钟，十分钟等)，由此所述材料在放置后(如，渗透层20上，不可渗透层50上，胶凝混合物30上，胶凝混合物30内等)快速干燥以将胶凝复合材料10的多层固定和能够快速卷曲。施加加热到粘合层60、粘合层60之上和/或沿粘合层60，施加加热后胶凝复合材料10加速固化和/或硬化之后。粘合层60可以干燥成半柔性形式并且由此配置为促进胶凝复材料10的卷曲。

在一些实施例中，粘合层60以特殊形式应用(如片层，网格层，钉层等)。根据这些形式，粘合层60可以提高胶凝复合材料10的结构特性，包括，仅举例来说，改善后水泥硬化(如，水化后结构特性等)，改善可塑性，改善应力硬化，减少裂缝，改善压缩强度，和/或改善弯曲强度或其他改善。在一个实施例中，第一粘合层60布置到不可渗透层50上，随后胶凝混合物30布置到第一粘合层60上，然后第二粘合层60布置到胶凝混合物30顶面上，最终渗透层20沿所述第二粘合层60布置。在一些实施例中，结构层40先于胶凝混合物30布置，沿所述第一粘合层60布置。在另外实施例，在渗透层20施加之前或之后，粘合层60贯穿胶凝混合物30施加(如，胶凝混合物30施加到不可渗透层50之后，利用注射器装置等)。

如图4所示，粘合层60包括第一粘合层，显示为下粘合层62，放置于不可渗透层50的内侧52和结构层40和胶凝混合物30的底侧之间以将结构层40和/或胶凝混合物30的底侧耦连到不可渗透层50。如图4所示，粘合层60包括第二粘合层，显示为上粘合层64，放置在渗透层20的内侧22和结构层40和胶凝混合物30的顶侧之间以将结构层40和/或胶凝混合物30的顶侧耦连到渗透层20。举例来说，制备图4所示的胶凝复合材料10可以包括(i)提供不可渗透层50，(ii)沿不可渗透层施加下粘合层62，(iii)沿下粘合层62布置结构层40的底侧，(iv)将胶凝混合物30布置入结构层40内并沿下粘合层62，(v)将第二粘合层64施加到结构层40和胶凝混合物30的顶侧，和(vi)沿上粘合层64布置渗透层20。在一些实施例中，图4所示的胶凝复合材料10不包括结构层40。

举例来说，粘合层60(如，下粘合层62，上粘合层64等)以行排列，网格排列和/或片材排列(如，沿胶凝复合材料10的长度和/或宽度等)。在一个实施例中，利用便于施加宽行的平头喷嘴施加行排列和/或网格排列。在另外实施例中，利用便于施加更细线(如0.5cm，1cm，2cm等直径)的另外类型喷嘴施加行排列和/或网格排列。在其他实施例中，粘合层60以不同形状布置(如，菱形，圆形，正方形，漩涡形；通过多个粘合剂施加组件施加)。举例来说，粘合层60(如，下粘合层62，上粘合层64等)喷涂到胶凝复合材料10上。在一些实施例中，形成通道以在特定区域内去除粘合结合，部分失活粘合剂，和/或在特定区域内去除部分粘合剂(如，加热去除等)以将胶凝混合物30保留以促进水化。

如图5-8所示，注射器，显示为注射器76，可以用于注射和/或泵入粘合层60的液体粘合剂70到胶凝复合材料10内，其会固化和/或硬化成为连接器72，所述连接器72内部布置于胶凝混合物30内并将不可渗透层50耦连到渗透层20。图5所示，所述注射器76包括多个注射器管，显示为注射器78。注射器78可以将胶凝复合材料10的一层或多层推开或去掉(如去除)。注射器78可以配置成刺穿渗透层20和不可渗透层50的至少一个，并且从胶凝复合材料10内布置液体粘合剂70。如图5所示，注射器78刺穿渗透层20并不刺穿不可渗透层50。注射器78可以从不可渗透层50内侧52穿过渗透层20注射液体粘合剂70，密封由注射器78产生的孔。然后，液体粘合剂70固化形成连接器72。在另外实施例，注射器78刺穿不可渗透层50并且不刺穿渗透层20。注射器78可以从渗透层20的内侧22穿过不可渗透层50注射液体粘合剂70，密封注射器78产生的孔。在另外实施例中，注射器78刺穿渗透层20和不可渗透层50。注射器78可以从不可渗透层50外侧54注射液体粘合剂70到渗透层20的外侧24，密封注射器78产生的孔。在另外实施例中，注射器78通过去除胶凝混合物30方式穿过胶凝复合材料10去掉空隙或通道。所述注射器78可以将液体粘合剂70从胶凝复合材料10外部注射到空隙或通道。

在一些实施例中，胶凝混合物30不是以100％填充密度进行填充。具有降低填充密度的胶凝混合物30可以促进粘合剂沉积。胶凝复合材料10可以在粘合剂施加时或之后进一步压缩。更低密度压缩胶凝混合物30可以促进液体粘合剂70流过和流入胶凝混合物30的空隙和/或促进将注射器78更容易压入胶凝混合物30内并且胶凝混合物30不会变形(如，太多等)。可替换地，胶凝混合物30高度压缩，并且当液体粘合剂70沉积时，粘合剂注射器78迫使胶凝混合物30脱离。胶凝复合材料10可以重压缩。

如图6所示，渗透层20和不可渗透层50不会被注射器78刺穿以在胶凝复合材料10内形成连接器72。举例来说，先于沿胶凝混合物30顶侧布置渗透层20，注射器78可以将液体粘合剂70注射或泵入胶凝混合物30内。注射器78可以将部分液体粘合剂70沉积到胶凝混合物30的顶侧以形成小的粘合剂池。粘合剂可以流入胶凝混合物30的缝隙和空隙。渗透层20可以沿其布置，利用连接器72将渗透层20耦连到不可渗透层50。

如图7和图8所示，一个或多个稳定层，显示为稳定层74，可以在不可渗透层50和渗透层20之间布置胶凝混合物30之前提供。举例来说，稳定层74可以施加到胶凝混合物30上(如，胶凝混合物30的顶侧、底侧或两者)。所述注射器78可以穿过一个或多个稳定层74和胶凝混合物30注射和/或泵入液体粘合剂70。先于液体粘合剂70固化和/或硬化，去除稳定层74(如，当粘合剂仍有粘性时，等)。此后，渗透层20和/或不可渗透层50可以施加到胶凝混合物30的各侧。在一些实施例，稳定层74去除后施加额外的粘合剂以促进渗透层20和/或不可渗透层50的结合。在连接渗透层20和/或不可渗透层50之前，稳定层74可以利用加热步骤或其他步骤去除或解体。

如图9和图10所示，粘合层60可以由干燥、硬化、固化等的粘合剂转化为刚性、三维结构(如骨架、间隔框架、微格子结构)，显示为土木格栅80。土木格栅80包括至少一层(如，二层、三层、四层等)，显示为绞线层82。每个绞线层82包括多个绞线，显示为绞线84，其在结合处相互连接，显示为节点86，以联合形成绞线层82。绞线层82通过耦连件(如杆、延伸杆、梁、桁架等)在间隔分离结构内附接，显示为支柱88。根据示例性实施例，支柱88从绞线层82的节点86延伸到另绞线层82等对应节点86。在一些实施例中，土木格栅80包括三个或多个通过支柱88附接(如堆积等)的绞线层82。根据一个示例性实施例，支柱从节点86垂直延伸(如垂直于绞线层82等)。在其他实施例中，支柱88沿绞线层82的平面水平延伸。在其他实施例中，支柱88从绞线层82以一定角度延伸(如形成桁架结构等)。在另外实施例中，支柱88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88从单个节点86延伸。在一些实施例中，某些节点86不会包括对应支柱88(如，非所有节点86都具有从其延伸的支柱88等)。在另外其他实施例中，一个或多个支柱88附接到绞线84和/或相邻支柱88(即，有不连接节点86的端部)。

如图9和10所示，土木格栅80包括空隙间隔(如开放空间、空气间隙等)，显示为空隙间隔90，其被选用以针对粘合层60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80的体积包括大部分的空隙间隔90(如，55％、75％、80％、90％、95％、99％、99.9％等)。空隙间隔90的体积量可以基于绞线84特征(如大小、长度、高度、厚度、形状等)、绞线84之间的间隔、绞线84的结构(如绞线层82的形状等)、支柱88的特征(如大小、长度、厚度、形状等)和土木格栅80内的支柱数量(如每单位体积支柱88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80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80的强度。在一些实施例中，土木格栅80的绞线层82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。

根据示例性实施例，土木格栅80支撑(即支持、牵制、增强等)胶凝混合物30。举例来说，土木格栅80的绞线84和/或支柱88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84和/或支柱88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84和/或支柱88的略微少开放间隔(如更少空隙间隔90等)可以改善粘合层60的强度但会使其更难填充。

如图10所示，空隙间隔90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80的空隙间隔90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90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。根据示例性实施例，胶凝复合材料10包括填充有粘合剂的空隙。举例来说，胶凝复合物30包含在其中的空隙(如，尤其内部形成的)。空隙可以为自然形成的(例如，由于胶凝混合物30成分的尺寸和/或性质等)和/或利用整形器形成(如，具有凸起的辊注射入胶凝复合材料中，由注射器76形成等)。在一个实施例中，液体粘合剂(如，液体粘合剂70等)泵入和/或注射入胶凝混合物30的空隙内。在另外实施例中，液体粘合剂沿胶凝混合物30的面施加，以至于胶凝混合物30的空隙在液体粘合剂渗入空隙时被重力式填充。胶凝混合物30的空隙可以形成多种结构。根据多个实施例，在形成后，液体粘合剂泵入、注射入和/或重力进入胶凝混合物30的空隙内，和/或在形成过程中，液体粘合剂泵入、注射入或/或重力进入胶凝混合物30的空隙。液体粘合剂设置形成结构组件。所述结构组件可以补充或替换土木格栅80。

如图9和图10所示，土木格栅80包括被支柱88长度分离的第一绞线层82(如底绞线层、下绞线层等)和第二绞线层82(如顶绞线层、下绞线层等)。如图10所示，土木格栅80的第一绞线层82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80的第一绞线层82利用加热处理(如活化、加热焊接、熔合、炉内结合等)耦连于(如附接于、连接于、结合于)不可渗透层50的内侧52以至于粘合剂熔化和附接于不可渗透层50。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80的空隙间隔90内布置之前，土木格栅80的第一绞线层82耦连于不可渗透层50的内侧52。在另外实施例中，在胶凝混合物30沿不可渗透层50和土木格栅80的空隙间隔90内布置之后，土木格栅80的第一绞线层82耦连到不可渗透层50的内侧52。

如图10所示，土木格栅80的第二绞线层82沿渗透层20的内侧22放置。根据一个示例性实施例，土木格栅80的第二绞线层82利用加热处理(如加热焊接、熔合、炉内结合等)耦连于(如附接于、连接于、结合于)渗透层20的内侧22，以至于所述粘合剂熔合和附接于渗透层20。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80的空隙间隔90内布置之后，土木格栅80的第二绞线层82耦连于渗透层20的内侧22。在一些实施例中，土木格栅80包括一个或多个布置于第一和第二绞线层82之间的附加的绞线层82。在一个实施例中，在耦连之前，清洁第二绞线层82(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86和/或第二绞线层82的绞线84的杂质。在另外实施例中，绞线混合物30被压入土木格栅80中(如均匀地，平整地等)，因此减少第二绞线层80的胶凝材料的出现率。

在可替换性实施例中，利用结构层40的部分和粘合层60以将结构层40附接到渗透层20和不可渗透层50的至少一个。另外地或可选地，网格层或其他渗透纤维层成层为胶凝混合物并且粘合剂可以用于将多个内部层材料连接到渗透层20和/或不可渗透层50。

如图11所示，胶凝混合物30内的多个粒子被包裹在粘合剂中，显示为粘合粒子100，其先于胶凝混合物30放置于渗透层20和不可渗透层50之间(如，作为预先步骤等)。粘合粒子100包括0.1mm和4cm之间的直径大小。粘合粒子100在混合到胶凝混合物30内之前喷涂粘合剂或吸附粘合剂(例如，粘合剂内其起始重量的10倍和50倍之间)。粘合粒子100可以是溶剂基的(非水基的)以防止胶凝混合物30的过早活化(如，防止水化之前活化等)。如图12所示，粘合粒子100可以加热活化以使得粘合粒子100熔合、熔化、膨胀或以其他方式变形以形成连接结构，显示为相互连接结构102，具有多个贯穿胶凝混合物30和在胶凝混合物30内延伸的绞线。

相互连接结构102的绞线贯穿胶凝混合物30，具有不同密度(如，基于胶凝混合物30的给定区域内粘合珠子100的数量等)。绞线的厚度、密度、形状和/或质量可以与空隙38的形状和大小相关，其中空隙38自身至少与集料34的数量和大小和施加到胶凝复合材料10的压缩力相关。根据示例性实施例，较大集料34包含在胶凝混合物30内以产生更大空隙38从而在形成相互连接结构102时促进胶凝混合物30内的熔化或膨胀的粘合粒子100更大移动。

根据示例性实施例，相互连接结构102形成结构层，其支撑(如支持、牵制、强化等)胶凝混合物30。举例来说，相互连接结构102的绞线可以物理性支撑胶凝混合物30(如，通过填充空隙38，通过围绕胶凝混合物30的组成型粒子形成等)。形成相互连接结构102的粘合粒子100的大小、形状、定向和/或数量设计用于提供胶凝复合材料10的目标结构特性和/或水化特征。举例来说，较少空隙38可以产生更高密度的绞线并且改善胶凝混合物30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102的绞线附接渗透层20和不可渗透层50的至少一个。举例来说，胶凝混合物30布置于不可渗透层50的顶部时施加加热于胶凝复合材料10，和相互连接结构102的绞线附接于不可渗透层50。举其他例来说，在胶凝混合物30布置于渗透层20和不可渗透层50之间时，施加加热到胶凝复合材料10，和互相连接结构102的绞线形成于它们之间并且附接于渗透层20和不可渗透层50(如，因此互相耦连渗透层20和不可渗透层50等)。

根据一个示例性实施例，相互连接结构102是柔性的。渗透层20、相互连接结构102、不可渗透层50可以各自为柔性的。根据示例性实施例，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。根据可替换性实施例，相互连接结构102是半刚性的。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)。

固定层

图14A、14B、16A、16B、18-19E、20B和20C所示，胶凝复合材料10包括固定层，显示为固定层160。根据示例性实施例，固定层160配置用于至少一个(i)将不可渗透层50固定到结构层40和/或相互连接结构140，(ii)将渗透层20固定到结构层40和/或相互连接结构140，和(iii)将渗透层20固定到不可渗透层50(如，在胶凝混合物30和/或胶凝混合物130布置于渗透层20和不可渗透层50之间以后，等)。如图14A、16A、16B和18-19E所示，固定层160包括绞线，显示为绞线162，其以相互连接的形式缝入渗透层20和不可渗透层50之间和在渗透层20和不可渗透层50之间以相互交叉形式延伸以相互固定两层。如图16A所示，在珠子132活化之前，绞线162的缝入胶凝复合材料10以将渗透层20固定到不可渗透层50。在一些实施例中，在珠子132活化之后，绞线162缝入胶凝复合材料10。如图14B所示，固定层160包括第一绞线，显示为上绞线164，其缝入和固定渗透层20到结构层40的顶侧(如，结构层40的接受点等)，和第二绞线，显示为下绞线166，其缝入和固定不可渗透层50到结构层40的底侧(如，结构层40的接受点等)。在其他实施例中，胶凝复合材料10的固定层160仅包括上绞线164和下绞线166的其中一个。在一些实施例中，胶凝复合材料10的固定层160包括绞线162以将渗透层20固定到不可渗透层50和至少一个(i)将渗透层20固定到结构层40的顶侧的上绞线164和(ii)将不可渗透层50固定到结构层40的底侧的下绞线166。绞线162、上绞线164和/或下绞线166可以包括细绳、线、粗绳、纱、金属、塑料和/或其他合适材料或由其制成。绞线162，上绞线164和/或下绞线16可以为粗绳、纱、纤维、非编织、单纤维(如单个纤维等)、多纤维或/或编织的。

根据示例性实施例，绞线162、上绞线164和/或下绞线166通过绗缝方法缝入胶凝复合材料10。在一些实施例中，绞线162、上绞线164和/或下绞线166为单个、连续的绞线，其沿胶凝复合材料10的宽度延伸(如，宽度方向连续编织等)。如图19A所示，胶凝复合材料10包括多个沿胶凝复合材料10的长度平行排列的绞线162、上绞线164和/或下绞线166，其各自以宽度方向延伸。在一些实施例中，绞线162、上绞线164和/或下绞线166为单个、连续的绞线，其沿胶凝复合材料10的长度延伸(如，长度方向连续编织等)。图19B所示，胶凝复合材料10包括多个沿胶凝复合材料10的宽度平行排列的绞线162、上绞线164和/或下绞线166，其各自以长度方向延伸。在一些实施例中，绞线162、上绞线164和/或下绞线166为沿胶凝复合材料10的长度和宽度延伸的单个、连续绞线(如，以长度和宽度方向连续编织等)。如图19C所示，胶凝复合材料10包括单个绞线162、单个上绞线164、和/或单个下绞线166，其沿胶凝复合材料10的纵向长度和宽度、持续地沿其纵向长度上下延伸胶凝复合材料10的宽度(如，之字形(zig-zag)等)。

在一些实施例中，绞线162、上绞线164和/或下绞线166以几何形状缝入胶凝复合材料10内。如图19D和19E所示，胶凝复合材料10包括排列的多个绞线162、上绞线164和/或下绞线166以至于在胶凝复合材料10内形成离散隔室，显示为袋168。每个袋168可以配置用于保持目标数量的胶凝混合物30和/或胶凝复合物130。如图19D所示，绞线162、上绞线164和/或下绞线166以方格形缝入胶凝复合材料10内，以至于袋168具有长方形或正方形的截面形状。如图19E所示，绞线162、上绞线164和/或下绞线166以一定形状缝入胶凝复合材料10以至于袋168具有八边形的截面形状。在其他实施例中，绞线162、上绞线164和/或下绞线166以其他形状缝入胶凝复合材料10以至于袋168具有其他几何形状的截面(如，三角形、菱形、梯形、六角形等)。在另外其他实施例中，绞线162、上绞线164和/或下绞线166以随机或伪随机形状缝入胶凝复合材料10内。

在一些实施例中，胶凝复合材料10包括两个渗透层20。举例来说，(i)第一渗透层20可以布置到胶凝混合物30和/或胶凝混合物130的底部，和(ii)第二渗透层20可以布置到胶凝混合物30和/或胶凝混合物130的顶部。第一和第二渗透层20可以与固定层160相互编织(如，绞线162、上绞线164、下绞线166等)。所述第一和第二渗透层20可以少于50％的空隙间隔。在一个实施例中，第一和第二渗透层20具有少于5％的空隙间隔(如，不基本上渗透的，仅部分渗透等)。

在一些实施例中，渗透层20、不可渗透层50、结构层40和/或相互连接利用针刺方法附加地或可替代地相互固定以形成固定层160。如图20A所示，针180刺穿渗透层20和/或不可渗透层50以至于倒钩182和/或针180的尖在胶凝复合材料10的整个厚度方向上拉动纤维170。如图20A所示，倒钩182向下成角度以至于倒钩180下击时拉动纤维170。在其他实施例中，倒钩182向上成角度以至于倒钩180上击时拉动纤维170。在另外其他实施例中，倒钩182向上和向下成角度，以至于倒钩在上击和下击时拉动纤维170。在可替换性实施例中，针180不会包括倒钩182，但针180的头部拉动纤维170。在此实施例中，针180的头部可以分叉为两个能够捕捉纤维170的相互紧靠在一起的尖。针180可以都包括倒钩182和分叉头部。在一些实施例中，针刺机器包括多个串联排列的针180(如，多于10、20、50、100、500等的针180)。根据机械结构，针刺机器可以配置为以相同时间和/或速度击发或刺多个针，或以不同时间和/或不同速度。

在一个实施例中，渗透层20为非编织纤维材料(如，毡制材料等)，以至于当针180刺穿时倒钩182拉动渗透层20的纤维170。在其他实施例中，不可渗透层50为非编织纤维材料(如，毡制材料等)以至于当针180刺穿时倒钩182拉动不可渗透层50的纤维170。在一些实施例中，渗透层20和不可渗透层50为非编织纤维材料。根据示例性实施例，渗透层20的纤维170和/或不可渗透层50的纤维170通过针180的倒钩182拉动并且刺穿其他层(如，渗透层20的纤维170刺穿不可渗透层50，不可渗透层50的纤维170刺穿渗透层20)以至于纤维170与其他层相互联结。如图20B和20C所示，渗透层20的纤维170(如，通过针180的倒钩182等)沿胶凝复合材料10的厚度方向拉动和刺穿不可渗透层50和相互联结以将渗透层20固定到不可渗透层50。在一些实施例中，不可渗透层50的纤维170附加地或可替换性地沿胶凝复合材料10的厚度方向拉动和刺穿渗透层20和相互连接以将不可渗透层50固定到渗透层20。纤维170可以拉出和以任何合适结构刺穿渗透层20和/或不可渗透层50(如类似图19A-19E相关的如上描述的绞线162、上绞线164和/或下绞线166的排列)。在一些实施例中，刺穿渗透层20和/或不可渗透层50的纤维170端部进一步通过粘合剂、加热处理方法、超声和\或其他结合方法结合到此层的外面。

在一些实施例中，胶凝复合材料10包括沿胶凝混合物30和/或胶凝混合物130延伸的目标体积的绞线162和/或纤维170。绞线162和/或纤维170的目标体积可以改善胶凝复合材料10的多种特性，包括应变硬化、裂缝抗性、弯曲强度和/或胶凝复合材料10的其他特性(如，原位水化之后等)。在一个实施例中，绞线162和/或纤维170可以占有至少5％渗透层20和不可渗透层50之间的体积。在一些实施例中，绞线162和/或纤维170占有渗透层20和不可渗透层50之间的体积10％、15％、20％、25％等。在一些实施例中，绞线162和/或纤维170占有少于5％的渗透层20和不可渗透层50之间的体积。

在一些实施例中，胶凝复合材料10的部分或区域相对其他胶凝复合材料10的部分区域具有更高浓度的绞线162和/或纤维170。绞线162和/或纤维170的更高浓度区域可以在胶凝复合材料10内形成袋，其提供局部强化(如，相对于具有更低浓度的绞线162和/或纤维170的胶凝复合材料10的其他部分等)。

渗透层

根据如图2-6、8、10-18、20B和20C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混合物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，小于10％重量的胶凝混合物30和/或胶凝混合物130迁移通过渗透层20。在一些实施例中，高达10％重量的胶凝混合物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和/或相互连接结构140(如，珠子132等)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和/或相互连接结构140可以促进渗透层20耦接到结构层40和/或相互连接结构140(如，通过熔合、超声焊接、粘合剂、其绞线等)并且提高渗透层20和结构层40和/或相互连接结构140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和/或相互连接结构140(如，珠子132等)包含不同材料但仍可以互相耦连(如利用粘合剂、通过粘合层60、通过粘合层60、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，较小的孔可以导致胶凝混合物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和/或粘合层60。此渗透层20可以设计为在胶凝复合材料10的使用寿命周期中，不与结构层40、相互连接结构140和/或粘合层60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具有利于水输送的纹理和/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、耐磨性等)以延长工作区域内的使用寿命(如，防止风化等)。涂层在绗缝和/或针刺工艺完成之前或之后施加到(如涂覆、喷撒等)到渗透层20。可替换性地，所述渗透层20由更耐用材料制成以防止风化(如，陶瓷材料、金属材料等，以至于不需要涂层)。

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，水溶性材料可以织物材料或薄膜材料，并且此织物材料可以为编织或非编织的。在一个实施例中，织物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。在一些实施例中，渗透层20、绞线162、上绞线164、和/或渗透层20的纤维170为水溶性的，但不可渗透层50、下绞线166和/或不可渗透层50的纤维170不可以为水渗透的(如，为强化胶凝复合材料10等)。在一些实施例中，渗透层20为颜色可变的或包括涂层，其在原位水化过程中添加特定数量的水到胶凝复合材料10时颜色变化以告知操作人员目标数量的水施加的时间。

在一些实施例中，渗透层20包括相互耦连的两层(如，结合、熔合、整体成形等)。举例来说，渗透层20可以包括第一或外层和第二或内层。外层可以配置用于提供相对平坦的面和内层可以为毡制材料。外层仍可以让针穿过(如，外层设置有多个预制孔以用于针穿过，针能够刺穿等)，但绞线162和/或纤维170(如，内层)不会突出到外层上(如，外层相对平整和光滑等)。此外层可以提高胶凝复合材料10的美学效果和/或提高渗透层20的外表面特性(如，相对于非编织毡制材料)。在一些实施例中，外层设置有涂层(如，用于提高抗风化、耐磨性等)。

根据一个示例性实施例，渗透层20具有面(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粘合层60、结构层40和/或相互连接结构140更好结合到渗透层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和/或粘合层60。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)和/或粘合层60的熔点。举例来说，PVA织物的熔点在356和374华氏温度之间。渗透层20(如PVA织物等)的放置可以接触(i)从胶凝混合物30和/或胶凝混合物130突出的结构层40和/或相互连接结构140的部分和/或(ii)粘合层60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和/或粘合层60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和/或粘合层60。

举例来说，施加的加热可以引起沿渗透层20的内侧22(如，PVA织物等)布置的结构层40、相互连接结构140和/或粘合层60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和/或粘合层60的部分可以保持完整(如，可以不熔化)。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辊可以用于在加热施加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)和/或粘合层60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、胶凝混合物30和/或胶凝混合物130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、胶凝混合物30和/或胶凝混合物130的顶面和至少一个侧面布置。根据多个可选实施例，渗透层20可以(i)仅结合结构层40和/或胶凝混合物30的顶面，(ii)仅结合结构层40、相互连接结构140、胶凝混合物30和/或胶凝混合物130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、胶凝混合物30和/或胶凝混合物130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、胶凝混合物30、胶凝混合物130和/或粘合层60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、胶凝混合物30、胶凝混合物130和/或粘合层60的侧面和沿不可渗透层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，因此形成包裹结构层40、相互连接结构140、胶凝混合物30、胶凝混合物130和/或粘合层60的密封袋。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、胶凝混合物30和/或胶凝混合物130顶面的粘合剂(如，粘合剂涂层、粘合层60等)。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具有预期分解时间。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(如，增加、减少等)原位水合中渗透层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中洗出和/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，操作人员可以局部施加水分以水化胶凝混合物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、粘合层60、胶凝混合物30和/或胶凝混合物130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和/或粘合层60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相邻板的耦连或胶凝复合材料10的卷曲(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，沿两个相邻板的渗透层的胶凝材料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的组合物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)保持(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AquaVers405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、胶凝混合物30、胶凝混合物130和/或粘合层60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、粘合层60、胶凝混合物30和/或胶凝混合物130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、粘合层60、胶凝混合物30和/或胶凝混合物130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2-6、8、10-18、20B和20C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)结合之后能够保持胶凝混合物30和/或胶凝混合物130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和/或相互连接结构140(如，珠子132等)相同的材料。采用类似材料制造不可渗透层50和结构层40和/或相互连接结构140可以提高不可渗透层50与结构层40和/或相互连接结构140的结合强度。

如图4-6、8、10-12、14A、14B、16A、16B、18和20B，不可渗透层50的内侧52可以沿结构层40、粘合层60、相互连接结构140和/或胶凝混合物30的底面耦连。在不可渗透层50沿结构层40、粘合层60、相互连接结构140和/或胶凝混合物30的底面布置时，不可渗透层50可以经过一部分的弯曲和拉伸应力。此位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、粘合层60、相互连接结构140和/或胶凝混合物30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，不可渗透层50可以与结构层40、相互连接结构140和/或粘合层60整体成形或以其他方式耦连。根据一个替换性实施例，不可渗透层50可以保护胶凝混合物30和/或胶凝混合物130免于暴露于特定化学物(如，来自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50的外侧54包含突出(如，延伸、倒钩等)。所述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10附接于各基层。

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)可以允许较薄的膜的使用，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(如存在的混凝土结构等)熔合。举例来说，渗透材料可以允许胶凝混合物30和/或胶凝混合物130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和/或胶凝混合物130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。

膜层

根据图13、14A-18、20B和20C所示的示例性实施例，胶凝复合材料10包括膜层，显示为膜190，与不可渗透层50耦连。在其他实施例中，胶凝复合材料10不包括膜190。在绗缝或针刺工艺之前或之后，膜190可以与不可渗透层50耦连。膜190可以利用粘合剂或加热过程(如，将膜190和/或不可渗透层50熔化以形成单层等)与不可渗透层50耦连。膜190可以进一步使不可渗透层50防水和/或防止化学物(如，硫酸盐等)从胶凝复合材料10布置的土壤渗入。膜190可以由多种合适材料制成和/或具有多种厚度。膜190可以包括网布(scrim)或其他材料以提高强度。

单外层

根据图21A-21C所示的示例性实施例，胶凝复合材料10包括单外层，显示为外层200，和内容物，显示为内部内容物210。外层200可以与渗透层20和/或不可渗透层50具有相同和/或相似特性。内部内容物210可以是和/或包括胶凝混合物30、胶凝混合物130和/或结构层40。如图21A-21C所示，(i)外层200包括第一端，显示为端202，和第二端，显示为端204，和(ii)内部内容物210包括第一端，显示为端212，和相对的第二端，显示为端214。

如图21A所示，内部内容物210可以沿外层200的至少一个部分布置(如，靠近端204、端202，或端202和端204之间的任何位置等)。如图21B所示，外层200的端202折叠到内部内容物210上方(如，端212上并朝向端214，在胶凝复合材料10内并位于内部内容物210的端212处产生封闭端，和在胶凝复合材料10内并位于内部内容物210的端214处产生开放端)。在一些实施例中，端204附加地或可替换性地折叠到内部内容物210上方。

如图21C所示，外层200的端202和端204耦连(如接合、结合等)形成缝，显示为缝206，将内部内容物210封闭在外层200内。如图21C显示，外层200的端204向上包裹，由此在缝206处接合外层200的端202。在另外实施例中，外层200的端204包裹在内部内容物210下(如，在外层200端204的内部，外层200端204的外侧等)，并且由此在缝206处接合外层200的端202(如，缝206可以位于内部内容物210的下部、侧部或上部)。在一些实施例中，外层200的端202和端204相互挤压(如，不需绕端212包裹等)，并随后相互结合(如，利用粘合剂、加热、超声、缝钉等)。在一些实施例中，内部内容物210持续沿胶凝复合材料10的长度延伸。在其他实施例中，外层200在胶凝复合材料10内形成分散的袋。外层200的端202和端204可以利用粘合剂、加热处理工艺、超声、缝、钉、粘带粘合、填塞和/或其他结合方式相互接合。如图21C所示，固定层160可以利用绗缝工艺(如，利用绞线162等)和/或针刺工艺(如，拉动纤维170等)在胶凝复合材料10内形成以将外层200围绕内部内容物210固定。在一些实施例中，图21C的胶凝复合材料10附加地或可替换性包括相互连接结构140、销(如，结构层40的，可见国际专利申请PCT/US2016/060684等)，和/或钉(如，结构层40的，可见国家专利申请PCT/US2016/060684等)以将外层200围绕内部内容物210固定。

制造

参照图22和23，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22和23为制造图13-20C所示胶凝复合材料10的多种方法。

参照图22，根据示例性实施例，显示为制备胶凝复合材料的方法2200。在过程2202，提供胶凝复合材料(如，胶凝复合材料10等)的基底层(如，不可渗透层50等)、顶层(如，渗透层20等)、结构层(如，结构层40等)、胶凝层(如，胶凝混合物30等)的成分(如，胶凝材料32、集料34、吸水材料36等)。在过程2204，结构层沿基底层布置。在过程2206，结构层第一侧(如，底面)通过固定方法(如，利用下绞线166、绗缝过程、针刺过程等)固定到基底层。在一些实施例中，方法2200不包括过程2206。

在过程2208，混合胶凝层的成分。混合可以均匀分散成分。所述成分可以在容器内或漏斗内相互混合。在过程2210，胶凝层成分沿所述基底层和在结构层内布置。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底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、偏切等)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振动台，其配置用于振动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。在一个实施例中，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2212，顶层(如，渗透层20等)沿结构层的相对的第二侧(如，顶面，相对于基底层等)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)。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。在过程2214，至少一个(i)顶层通过固定方法固定到基底层(如，利用绞线162、绗缝方法、针刺方法等)和(ii)顶层通过固定方法固定到结构层的相对第二侧(如，利用上绞线、绗缝方法、针刺方法等)。

根据示例性实施例，密封系统配置用于封闭胶凝复合材料的侧面和端部。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不渗透层和/或渗透层部分的辊或其他系统。根据示例性实施例，封闭胶凝层的侧部和端部可以进一步牵制胶凝复合材料内的成分并且防止成分从胶凝复合材料中迁移(如，在处理、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。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的驱动力。根据一个示例性实施例，胶凝复合材料被真空密封成整卷。根据替换性实施例，胶凝复合材料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23，根据示例性实施例，显示为制备胶凝复合材料的方法2300。在过程2302，提供胶凝复合材料(如，胶凝复合材料10等)的基底层(如，不可渗透层50等)、顶层(如，渗透层20等)、胶凝层(如，胶凝混合物30、胶凝混合物130等)的成分(如，胶凝材料32、集料34、吸水材料36、珠子132、集料134、胶凝材料136、添加剂等)。在过程2304，相互混合胶凝层的成分。混合可以平均分散成分。所述成分可以在容器内或漏斗内相互混合。在过程2306，胶凝层成分沿所述基底层布置。举例来说，漏斗或容器可以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、偏切等)能促进成分均匀分布到基底层。在一个实施例中，基底层通过振动台，其配置用于振动以进一步促进成分均匀分散和/或压缩以形成均匀的胶凝层。在一些实施例中，压缩至少一个成分和基底层以将成分压入胶凝层。根据示例性实施例，接受来自分散器成分的基底层可以通过压实机。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。在另外替换性实施例，压实机包含压缩空气系统。

在过程2308，顶层，相对于基底层，沿胶凝层布置。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)。在过程2310，顶层通过固定工艺固定到基底层(如利用绞线162、绗缝方法、针刺方法、纤维170等)。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，顶层为不可渗透材料，其沿胶凝层布置然后刺穿(如，以制得第二渗透层等)。

在过程2312，加热基底层和顶层的至少一个以活化胶凝层(如，胶凝混合物130等)内的特定成分(如，珠子132等)以形成相互连接结构(如，相互连接结构140等)。相互连接结构可以附接到基底层和顶层的至少一个以形成胶凝复合材料。在一些实施例中，过程2312先于过程2310运行。在一些实施例中，方法2300不包括方法2312(如，在胶凝复合材料10包含胶凝混合物30的实施例，等)。根据一个示例性实施例，基底层和/或顶层利用作为持续过程部分的加热处理(如，利用加热辊、加热空气流、热板、熔炉等)以结合到相互连接结构。施加压力到基底层和/或顶层(如利用辊)，作为加热过程的部分或在加热之后(如，利用冷却辊)，以产生紧密胶凝材料(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)。

根据示例性实施例，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不可渗透层和/或渗透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内的成分并且防止成分从胶凝复合材料中迁移(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/或缠绕器配置用于围绕一个核心卷曲胶凝复合材料。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或利用气封和/或水封包装。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。

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，此连接语言通常不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，所述胶凝复合材料包括：

第一层；

胶凝混合物，其沿所述第一层布置；所述胶凝混合物包括多个胶凝粒子；

第二层，其相对于所述第一层，沿所述胶凝混合物布置；和

粘合层，其放置以用于至少一个(i)将所述第一层固定于所述胶凝混合物，(ii)将所述第二层固定于所述胶凝混合物，和(iii)将所述第一层和所述第二层相互固定；

其中所述第一层和所述第二层配置用于至少部分地防止所述多个胶凝粒子从所述胶凝复合材料迁移出去。

2.如权利要求1所述的胶凝复合材料，其中所述粘合层包括非水基粘合剂。

3.如权利要求1所述的胶凝复合材料，进一步包括位于所述第一层和所述第二层之间布置的结构层；所述结构层通过所述粘合层固定到所述第一层和所述第二层的至少一个。

4.如权利要求1所述的胶凝复合材料，其中所述粘合层包括放置于所述第一层和所述胶凝混合物之间的第一粘合层，和进一步包括放置于所述第二层和所述胶凝混合物之间的第二粘合层。

5.如权利要求1所述的胶凝复合材料，其中所述粘合层包括在所述第一层和所述第二层之间延伸的多个离散连接器，其中所述多个离散连接器由固化的粘合剂形成。

6.如权利要求1所述的胶凝复合材料，其中所述粘合层包括由固化的粘合剂形成的刚性、三维结构，其中利用加热工艺(i)所述刚性、三维结构的第一侧粘合性地固定到所述第一层和(ii)所述刚性、三维结构的第二侧粘合性地固定到所述第二层。

7.如权利要求1所述的胶凝复合材料，其中所述粘合层包括粘合剂，其包裹所述胶凝混合物的多个粒子以在所述胶凝混合物内形成多个粘合粒子，其中所述多个粘合粒子配置成熔化、熔合、变形和膨胀的至少一个以应答活化，和其中所述多个粘合粒子的活化引起所述多个粘合粒子在与所述第一层和所述第二层的至少一个附接的所述胶凝混合物内形成的相互连接结构。

8.用于原位水化的胶凝复合材料，所述胶凝复合材料包括，

第一层；

胶凝混合物，其沿所述第一层布置；所述胶凝混合物包括多个胶凝粒子；和

第二层，其相对于第一层、沿所述胶凝混合物布置；和

其中所述第一层和所述第二层配置成至少部分防止所述多个胶凝粒子从所述胶凝复合材料迁移出去；

其中所述第一层和第二层通过至少一个绗缝方法和针刺方法，来至少一个固定于结构层和相互固定。

9.如权利要求8所述的胶凝复合材料，其中所述第一层和所述第二层通过绗缝方法至少一个固定于结构层和相互固定。

10.如权利要求9所述的胶凝复合材料，进一步包括绞线；所述绞线在绗缝过程中缝入所述胶凝复合材料中；所述绞线位于所述第一层和所述第二层之间延伸以将所述第一层和所述第二层相互固定。

11.如权利要求9所述的胶凝复合材料，进一步包括结构层；所述结构层布置于所述第一层和所述第二层之间。

12.如权利要求11所述的胶凝复合材料，进一步包括第一绞线和第二绞线的至少一个，其在绗缝过程中缝入胶凝复合材料中；所述第一绞线将所述第一层固定到所述结构层的第一侧和所述第二绞线将所述第二层固定于所述结构层的相对的第二侧。

13.如权利要求12所述的胶凝复合材料，其中所述胶凝复合材料同时包括所述第一绞线和所述第二绞线。

14.如权利要求8所述的胶凝复合材料，其中所述第一层和所述第二层利用所述针刺过程相互固定。

15.如权利要求14所述的胶凝复合材料，进一步包括位于所述第一层和所述第二层之间延伸的多个纤维以将所述第一层和所述第二层相互固定，其中所述多个纤维在针刺过程中从所述至少一个第一层和所述第二层拉动。

16.如权利要求15所述的胶凝复合材料，其中所述多个纤维同时从所述第一层和所述第二层拉动。

17.如权利要求8所述的胶凝复合材料，进一步包括与所述第一层的外面耦连的膜；所述膜配置用于至少一个使所述第一层防水和防止化学物从所述胶凝复合材料布置的底面渗入。

18.用于原位水化的胶凝复合材料，所述胶凝复合材料包括：

单外层，其具有第一端和相对的第二端；和

胶凝混合物，其沿所述单外层布置，其中所述单外层的所述第一端和所述的相对的第二端相互耦合以将所述胶凝混合物围在单外层内。

19.如权利要求18所述的胶凝复合材料，进一步包括固定层；所述固定层贯穿所述单外层和所述胶凝复合材料延伸；所述固定层利用(i)绗缝方法、(ii)针刺方法、(iii)销和(iv)钉的至少一个形成。

20.如权利要求18所述的胶凝复合材料，进一步包括至少一个布置在所述胶凝混合物内的结构层和相互连接结构；其中，所述相互连接结构由所述胶凝混合物内的多个粒子形成以应答所述多个粒子的活化。

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