CN112262245A - 空隙形成器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在混凝土元件中形成空隙的方法，并且涉及一种可用于该应用的空隙形成器设备和系统。该空隙形成器单元包括第一空隙形成器元件和第二空隙形成器元件，第一空隙形成器元件包括第一表面和在第一表面中的第一开口，第二空隙形成器元件包括第二表面和在第二表面中的第二开口，其中，第一空隙形成器元件和第二空隙形成器元件可拆卸地连接以形成通道和空隙空间，通道在第一开口与第二开口之间，空隙空间围绕通道位于第一表面和第二表面之间。多个空隙形成器单元可以可拆卸地连接以形成包括单个连续空隙空间的空隙形成器系统。虽然例示了在混凝土元件中使用，但是设想了空隙形成器单元和空隙形成器系统的其他使用。

Description

空隙形成器

技术领域

本发明涉及在建筑元件中形成空隙的方法，并且涉及可用于本申请的空隙形成器单元和系统。虽然本发明将描述关于其用于在混凝土中形成空隙的使用，但应理解的是本发明不限于本申请，并且还设想了其他应用。

背景技术

空隙形成器通常用于在浇注过程中在混凝土元件内形成空隙或中空。这样的空隙可以有利地：

(a)降低了生产成本，因为生产混凝土元件需要更少的混凝土；

(b)减小了环境影响，因为混凝土生产涉及能量和材料的使用，以及二氧化碳的排放；

(c)减少了混凝土结构的总重量，这进而减少了特定设计内的载荷；以及

(d)提供了隔热和隔音的益处。

空隙形成器还用于提供在浇注混凝土元件的表面中的进入开口或凹陷。这可以允许在开口内进行操作，包括：

(a)使公用管道或空气通风系统或水系统穿过在混凝土元件中形成的通道；以及

(b)将浇注混凝土元件连接至包括其他浇注混凝土元件的其他建筑元件上。

空隙形成器通常由发泡聚苯乙烯(‘EPS’)生产，因为它：成本低且重量轻，提供足够的抗压强度，并且允许成形(即，被切割成形)。然而，EPS对于运输和存储而言是笨重的。虽然EPS是可再循环的，但是它在体积基础上仅产生少量的用于再利用的聚苯乙烯，从而使得其再循环成本高且不受欢迎。EPS还填充混凝土内创建的空隙，从而阻碍或防止空隙内的任何建筑操作。

EPS的替代物例如存在于如美国专利7897073和美国专利4495744中所描述的。

US 7897073公开了由锁定在金属格栅内的球形或半球形塑料球形成的空隙形成器。该空隙形成器可以相对简单地结合到板或预制混凝土元件中。然而，这些模块对于运输和储存而言仍然是笨重的；并且作为多个离散的和不连续的球体在混凝土元件内形成空隙空间。这些模块不适用于提供在混凝土元件的表面中的进入开口。

US 4495744还公开了一种用于在混凝土元件中形成空腔的移位本体。移位本体包括：交叉的纵向杆和横向杆的网格结构；以及应用到网格结构的两侧且彼此连接的塑料片，以及通过接合和/或热收缩与网格结构彼此连接。移位本体被描述为有成本效益、重量轻并且可容易储存。然而，由于移位本体是通过热收缩和/或塑料接合来组装的，因此可能难以现场生产、调整大小和/或再成形。所公开的移位本体似乎不适用于提供在混凝土元件的表面中的进入开口。

尽管在空隙形成器技术中有进步，但仍存在需要持续克服与该技术相关联的某些缺点，诸如：

(a)使用前储存困难和/或成本高；

(b)自然资源和材料的有效使用；

(c)阻止空隙空间的尺寸和形状的定制；

(d)提供几个离散的空隙空间而不是单个的连续的空隙空间；

(e)不适于提供在混凝土元件的表面中的可进入的空隙空间；以及

(f)未能实现相邻建筑元件之间的接合连接。

本发明的目的是提供一种解决上述缺点中的一个或更多个的空隙形成器。

当在说明书中使用并且除非上下文另外要求，术语‘混凝土’旨在不仅涉及传统的波特兰水泥混凝土(Portland cement concretes)，而且更广泛地涉及骨料基质和粘合剂的任何复合材料。此类混凝土可以包括聚合物混凝土、沥青混凝土、水硬水泥混凝土、地聚物水泥以及其他适合的建筑材料。

本说明书中对任何现有出版物的引用或从中得到的信息，或者对于任何已知的物质不是并且不应被视为对现有出版物的承认或认可或任何形式的建议或从其衍生的信息或已知物质形成了本说明书尽力涉及的领域中的公知常识的一部分。

发明内容

遍及本说明书和所附权利要求书，除非上下文另外要求，否则词语“包括(comprise)”及其变体诸如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”等，将理解为包括包含所陈述的整数或步骤或整数的组或步骤的组，但不排除任何其他整数或步骤或整数的组或步骤的组。

根据本发明的第一方面，提供了一种适于在混凝土元件中形成空隙空间的空隙形成器单元，空隙形成器单元包括：

(a)第一空隙形成器元件，第一空隙形成器元件包括第一表面和在第一表面中的至少一个第一开口；

(b)第二空隙形成器元件，第二空隙形成器元件包括与第一表面相对的第二表面和在第二表面中的至少一个第二开口，每个第二开口对应于第一表面中的第一开口，其中

第一空隙形成器元件和第二空隙形成器元件连接以形成通道和空隙空间，通道在每个第一开口与其对应的第二开口之间，空隙空间围绕通道。

在实施例中，第一表面和第二表面基本上是平坦的。

在实施例中，第一空隙形成器元件和第二空隙形成器元件基本上是相同的。

在实施例中，第一空隙形成器元件包括从第一表面围绕第一空隙形成器元件的外围边缘向外延伸的唇缘。

在实施例中，空隙形成器单元包括多个孔以允许少量混凝土在混凝土的灌注和固化期间渗漏穿过。

在实施例中，第一表面和第二表面各自包括表面凹痕或肋，以加强第一空隙形成器元件和第二空隙形成器元件，和/或增强所得到的混凝土元件中的界面负荷传递。在实施例中，表面凹痕或肋中的至少一些可以作为间隔件来操作，以将包含在所得到的混凝土元件中的任何加强材料从空隙形成器单元的其余部分分离。

在实施例中，第一空隙形成器元件可拆卸地连接至第二空隙形成器元件。进一步地，在实施例中，诸如舌槽互锁机构等的互锁机构将第一空隙形成件元件可拆卸地连接至第二空隙形成件元件。可替换地，第一空隙形成器元件和第二空隙形成器元件整体接合或形成为单个单元。

在实施例中，第一空隙形成器元件和第二空隙形成器元件在未连接到彼此时可嵌套地堆叠。

在实施例中，混凝土空隙形成器单元进一步包括将所述第一开口或每个第一开口连接至其对应的第二开口的中空间隔元件。在实施例中，中空间隔元件是可折叠的，以在不用作空隙形成器单元的部分时允许堆叠。

在实施例中，空隙形成器单元进一步包括隔离体，隔离体位于第一开口与对应的第二开口之间的通道中以改善第一表面与第二表面之间的隔热或隔音。

在实施例中，空隙形成器单元进一步包括至少一个侧边缘空隙形成器元件，其中，每个侧边缘空隙形成器元件沿着空隙形成器单元的外围边缘将第一空隙形成器元件连接至第二空隙形成器元件，以围绕所述通道或每个通道至少部分地包围空隙空间。

在实施例中，空隙形成器单元由注塑成型塑料形成。

在实施例中，空隙形成器单元在形状上是模块化的，以允许多个空隙形成器单元连接在一起，从而使：

(a)第一表面；以及

(b)第二表面，

基本上连续地延伸遍及多个空隙形成器单元。

在实施例中，空隙形成器单元包括连接装置，以将空隙形成器单元可拆卸地连接至类似的空隙形成器单元。在实施例中，连接装置包括互锁机构，诸如舌槽互锁系统等。

在本发明的第二方面中，提供了一种混凝土空隙形成器系统，混凝土空隙形成器系统包括根据本发明的第一方面的多个混凝土空隙形成器单元，其中空隙形成器单元连接在一起以提供遍及多个空隙形成器单元而基本上连续延伸的：

(a)第一表面；以及

(b)第二表面。

在实施例中，空隙形成器系统包括至少一个侧边缘空隙形成器元件，每个侧边缘空隙形成器元件沿着空隙形成器系统的外围将第一空隙形成器元件连接至其对应的第二空隙形成器元件，以至少部分地包围在空隙形成器系统内形成的空隙空间。

在实施例中，空隙形成器单元中的至少一个包括第一空隙形成器元件，第一空隙形成器元件包括从第一空隙形成器元件的第一表面围绕第一空隙形成器元件的外围边缘向外延伸的唇缘。

在实施例中，混凝土空隙形成器单元可拆卸地连接。在实施例中，可拆卸连接由舌槽互锁机构形成。

在本发明的第三方面，提供了一种生产混凝土元件的方法，该方法包括：

(a)将根据第一方面的空隙形成器单元或根据第二方面的空隙形成器系统定位在模具中，以提供在混凝土元件中的空隙；

(b)在空隙形成器单元或空隙形成器系统周围以及在第一开口与第二开口之间形成的通道内灌注混凝土，同时避免将混凝土灌注到围绕通道的空隙空间中；以及

(c)允许灌注的混凝土凝结和固化。

在实施例中，该方法进一步包括将加强材料定位在模具中和通道中以便加强所得到的混凝土元件。

在实施例中，该方法包括配置和/或定位空隙形成器单元或空隙形成器系统，以在所得到的混凝土元件的外表面内形成可进入的空隙空间。进一步地，在实施例中，该方法包括将一个或更多个可滑动地定位的接合加强杆放置在可进入的空隙中。

在本发明的第四方面中，提供了一种根据本发明的第三方面生产的混凝土元件。

在本发明的第五方面中，提供了一种将根据本发明的第四方面的混凝土元件连接至包括可进入空隙的类似混凝土元件的方法，该方法包括：

(a)将一个混凝土元件与另一个混凝土元件对齐放置，使得每个浇注混凝土元件的表面内的可进入空隙空间彼此相邻；以及

(b)将混凝土灌注到相邻的可进入空隙空间中以连接这两个浇注混凝土元件；以及

(c)允许灌注的混凝土凝结。

在实施例中，混凝土元件包括一个或更多个接合加强杆，并且方法进一步包括在将混凝土灌注到相邻的可进入空隙空间中之前将接合加强杆滑动到相邻混凝土元件的相邻可进入空隙空间中。

在本发明的第六方面中，提供了一种由当通过本发明的第五方面的方法生产时的建筑元件。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的第一空隙形成器元件。

图2示出了根据本发明的实施例的第二空隙形成器元件。

图3示出了根据本发明的实施例的包括第一空隙形成器元件和第二空隙形成器元件的空隙形成器单元。

图4示出了根据本发明的实施例的连接至中空间隔元件的第二空隙形成器元件。

图5示出了根据本发明的实施例的包括经由中空间隔元件连接的第一空隙形成器元件和第二空隙形成器元件的空隙形成器单元。

图6示出了根据本发明的实施例的可折叠的中空间隔元件。

图7示出了根据本发明的实施例的另一个可折叠的中空间隔元件。

图8示出了根据本发明的实施例的可替换的第一空隙形成器元件。

图9示出了根据本发明的实施例的诸如图8等所示的一系列第一空隙形成器元件，其中，所述空隙形成器元件包括第一开口，所述第一开口以不同的长度从第一表面突出，以允许用于第一空隙形成器元件与第二空隙形成器元件之间的各种长度的通道。

图10示出根据本发明的实施例的包括多个孔和表面凹痕的第一空隙形成器元件。

图11示出了根据本发明的实施例的包括多个孔和表面凹痕的另一个第一空隙形成器元件。

图12示出了根据本发明的实施例的在其第一表面中包括四个第一开口的第一空隙形成器元件。

图13示出了根据本发明的实施例的包括图12的第一空隙形成器元件的空隙形成器单元。

图14示出了根据本发明的实施例的在其第一表面中包括九个第一开口的空隙形成器单元。

图15示出了根据本发明的实施例的包括图14的第一空隙形成器元件的空隙形成器单元。

图16示出了包括侧边缘空隙形成器部件的部分完成的空隙形成器系统，并且其中一些第一空隙形成器元件包括从第一表面延伸的唇缘。

图17示出了图16的完成的空隙形成器系统。

图18示出了根据本发明的实施例的在第一表面的每个角部处包括开口的一部分的第一空隙形成器元件。

图19示出了包括如图18所示的第一空隙形成器元件的空隙形成器系统。

图20示出了根据在图8和图9中例示的实施例的第一空隙形成器和第二空隙形成器，该第一空隙形成器和第二空隙形成器接合在一起以形成具有侧边缘空隙形成器部件的空隙形成器单元。

图21-图30逐步的示出了根据本发明的实施例在模具中生产混凝土元件的方法。

图31示出了包括空隙形成器单元的混凝土元件，该空隙形成器单元进一步包括用于预加载接合加强杆的套筒元件。

图32示出了包括空隙形成器单元的另一个混凝土元件，该空隙形成器单元进一步包括用于预加载接合加强杆的套筒元件。

图33示出了根据本发明的实施例的混凝土元件的接合，其中这些混凝土元件是以平行的配置接合的。

图34示出了根据本发明的实施例的混凝土元件的接合，其中这些混凝土元件是彼此垂直地接合的。

图35示出了根据本发明的实施例的混凝土元件的接合，其中这些混凝土元件也是彼此垂直地接合的。

图36至图38示出了根据本发明的实施例的接合在一起以形成较大建筑元件的混凝土元件。

图39示出了单层建筑并且图40示出了使用根据本发明的实施例的接合的混凝土元件创建的多层建筑。

图41示出了根据本发明的实施例的使用空隙形成器单元形成的块。

图42和图43示出了混凝土元件，其中空隙形成器单元结合有隔离材料的主体，以改善从混凝土元件的一侧到另一侧的隔音和/或隔热。在图43中，示出了多层方式，其中例示了两层空隙形成器单元。

具体实施例

现在通过参见图1至图3描述根据本发明的第一方面的实施例。图3示出了空隙形成器单元1，该空隙形成器单元1包括第一空隙形成器元件2(类似于图1中所示的元件)和第二空隙形成器元件3(类似于图2中所示的元件)。

图1示出了第一空隙形成器元件2，第一空隙形成器元件2包括基本上平坦的正方形的第一表面4和在第一表面4中的第一开口5。与第一表面4相对，第一开口5向下突出以提供用于将第一空隙形成器元件2可拆卸地连接至第二空隙形成器元件3的位置。

虽然该装置被示出为具有正方形的、基本上平坦的第一表面4，但应注意的是，可以利用其他形状以例如允许其他几何形状，包括：弯曲的或成角度的几何形状。例如，在需要弯曲的混凝土表面或元件的情况下，第一表面可以相应地成圆形。在某些实施例中，可以使用其他形状，诸如三角形、五边形、六边形等，而不是使用如图1所示的正方形的几何形状。能够与其他空隙形成器元件1形成棋盘形布置的形状对于某些实施例可以是优选的，但不是必要的。

图2示出了第二空隙形成器元件3，第二空隙形成器元件3包括基本上平坦的第二表面6和在第二表面6中的第二开口7。与第二表面6相对，第二开口7向上突出以提供用于将第二空隙形成器元件3可拆卸地连接至第一空隙形成器元件2的机构。

如可以理解的，图2中示出的第二空隙形成器元件3实际上与图1的第一空隙形成器元件2相同，使得第一空隙形成器元件2可以通过简单地翻转元件而提供第二空隙元件3。进一步地，第一空隙形成器元件2和第二空隙形成器元件3是可嵌套地堆叠的，以便在断开连接时节省存储和运输空间。

图3示出了空隙形成器单元1，该空隙形成器单元1包括类似于图1的第一空隙形成器元件2，该第一空隙形成器元件2连接至类似于图2的第二空隙形成器元件3。如所示出的，空隙形成器单元提供在第一开口5和第二开口7之间的通道8。在使用中，混凝土被灌注到通道8中并且在通道8中固化，以便提供在混凝土元件中的支柱，而在通道8周围的空间中形成空隙空间9。不希望受理论束缚，该支柱被认为：

(a)在空隙空间9中浇注混凝土期间抵抗混凝土元件18上的流体静压力；以及

(b)提供在浇注混凝土元件中的永久剪切强度(尤其是‘剪切’和‘冲切剪力’强度)，尤其是在某些实施例中，混凝土在第二次灌注中填充由空隙形成器单元形成的空隙空间9时(如在图21-30中例示的)。

如图1-图3所示出的，第一空隙形成器元件2和第二空隙形成器元件3通过互锁舌槽式机构20可拆卸地连接。该机构可以类似地应用于将空隙形成器单元1的其他元件可拆卸地连接在一起。还可以使用外围互锁舌槽机构23将多个空隙形成器单元1连接在一起，该外围互锁舌槽机构23围绕第一空隙形成器元件2和第二空隙形成器元件3的外围边缘。虽然所示出的互锁机构是优选的，但是设想了其他连接装置，诸如胶合、用带子捆扎、焊接、魔术贴或点击-配合按钮等。关于图16和图17进一步例示了所提出的接合。

如图1-图3所示出的，第一空隙形成器元件2和第二空隙形成器元件3各自包括孔10以允许少量混凝土渗漏穿过，这些孔10：

(a)当灌注混凝土时释放流体静压力；以及

(b)将空隙形成器单元1嵌入混凝土中以最大程度地减小移动；以及

(c)能够从第二阶段灌注(如在图21-图30中例示的)与填充由空隙形成器单元1形成的空隙空间9的任何混凝土接触。

可以设想，空隙形成器单元1的其他部件也可包括孔10，例如如现在讨论的图4和图5所示出的。

在图4和图5所示出的实施例中，空隙形成器单元1进一步包括中空间隔元件11，该中空间隔元件11将第一空隙形成器元件2从第二空隙形成器元件3分离，从而调节所得到的通道8的长度和周围空隙空间9的高度。因此，可以经由不同长度的中空间隔元件11的使用来适应空隙空间9厚度的变化。在图4中，空隙形成器单元1被部分地组装以展示中空间隔元件11与第一空隙形成器元件2之间的连接的可拆卸性质。

图6示出了根据本发明的实施例的可折叠中空间隔元件11。可折叠中空间隔元件11包括沿着其长度的折叠线12，并且可折叠中空间隔元件11与折叠线12相对地分离。当不使用时，中空间隔元件11可以如图6中所示展开以允许在存储过程中堆叠。

图7示出了类似于图6的中空间隔元件的另一个中空间隔元件11，然而，中空间隔元件11包括三条不同的折叠线12。认为图7中所示的实施例提供了用于堆叠的轮廓比图6的轮廓更平坦，同时潜在地更易于制造。

空隙形成器元件中的每个可以经由注塑成型塑料技术使用塑料来制造，但是可以使用其他方法，诸如热成形、3D打印和数控工艺路线等，特别是在需要定制几何形状的情况下。为了确保耐火性能，应保持塑料空隙形成器元件充分隔离，以免暴露于火中。

其他类型的材料也可以用于形成空隙形成器元件，诸如金属板等，在这种情况下，生产过程可以包括冲压和压制。特别是在使用诸如钢或玻璃纤维等加强塑料的坚固材料的情况下，空隙形成器单元1可以有助于混凝土元件的整体强度/加强。否则，空隙形成器部件的刚度必须至少足以抵抗来自处于其湿状态下的混凝土的流体静压力并且在制造操作期间抵抗其他微小负荷。

在实施例中，所采用的材料将诸如经由废物的再循环等可持续地获得。

图8示出了第一空隙形成器元件2的另一个实施例，其中第一空隙形成器元件的第一表面4是带肋的来为第一空隙形成器单元2提供额外的结构强度，并且提供第一表面4与凝结混凝土之间的进一步接触。在所示的实施例中，第一开口5还进一步远离第一表面4突出，使得可以在空隙形成器单元1的第一表面4与第二表面6之间获得相当大的距离，而不需要中空的间隔件元件11。图9示出了第一空隙形成器元件2，其展示了第一开口5的突出部可以在本发明的实施例之间变化的方式。图20中展示了如图8和图9所示出的第一空隙形成器元件2和第二空隙形成器元件3的接合以形成空隙形成器单元1。

图10示出了根据本发明的实施例的第一空隙形成器元件2，其中，第一表面4包括凹痕13以增强混凝土浇注期间和混凝土浇注之后的界面负荷传递能力。如所示出的，凹痕13可以从第一表面5向外突出。在实施例中，这样的凹痕13可以在浇注过程中将加强材料与第一表面4的剩余部分间隔开，因此允许混凝土围绕加强材料充分流动。

图11示出了根据本发明的另一实施例的第一空隙形成器元件2，其中，凹痕从第一表面4向内突出。凹痕13可以在其自身内包括孔10，认为这些孔10进一步释放流体静压力，并且增强界面负荷传递能力。

虽然相对于第一空隙形成器元件2示出了凹痕13，但它们可相对于第二空隙形成器元件3(其可与先前描述的第一空隙形成器元件2相同)等同地应用。

图12-图15展示了空隙形成器单元1，其中，第一空隙形成器元件2包括多于一个的第一开口5，并且第二空隙形成器部件3相应地包括多于一个的第二开口7。因此，空隙形成器单元1包括多个通道8，以允许较大的空隙形成器单元1减少给定的空隙形成器系统15中所需的空隙形成器单元的数量。在图12和图13中，空隙形成器单元1提供四个通道8，而在图14和图15中，空隙形成器单元1提供九个通道8。

图1-图15展示了空隙形成器单元，其中元件诸如第一空隙形成器元件2和第二空隙形成器元件3等是可连接在一起的分离部件。然而，可以理解的是，空隙形成器单元1可以被提供为单个整体形成的单元，诸如经由注塑成型塑料或3D印刷等。可替代地，空隙形成器单元1可以由分离的部件组装，使得例如两个部件通过还形成第一空隙形成器单元2、第二空隙形成器单元3以及空隙形成器单元1的任何其他部分的两个半部而形成空隙形成器单元1的相应的半部。虽然未示出，但是这可以设想为将类似于图3或图5的空隙形成器单元的空隙形成器单元1垂直地分成两半。

现在通过参见图16和图17描述的根据本发明的第二方面的实施例。图16示出了部分完成的空隙形成器系统15，其包括多个空隙形成器单元1，多个空隙形成器单元1可拆卸地彼此连接，以提供延伸的第一表面4、延伸的第二表面6(未示出)以及单个连续的空隙空间9。这通过将第一空隙形成器元件2连接至相邻的第一空隙形成器元件2并且同样将第二空隙形成器元件3连接至相邻的第二空隙形成器元件3来实现。为了确保混凝土不进入空隙空间9，空隙形成器系统15进一步包括多个侧边缘空隙形成器16，每个侧边缘空隙形成器16沿着空隙形成器系统15的外围将第一空隙形成器元件2可拆卸地连接至其对应的第二空隙形成器元件3。如所示出的，沿着空隙形成器系统的一侧的第一空隙形成器元件2包括围绕延伸的第一表面4的外围边缘向上延伸的唇缘17，以防止混凝土流动越过唇缘17。包括带唇缘的第一空隙形成器元件2的空隙形成器单元1因此可以与模具协作，以提供在浇注混凝土元件中的进入开口，如参见图21-图30进一步解释的。图17示出了准备在模具中使用的空隙形成器系统15。

图18和图19示出了空隙形成器单元1和空隙形成器系统15的可替代实施例，其中，每个第一空隙形成器元件2的第一表面4在其外围的每个角部处包括开口部分14。因此，当形成空隙形成器系统15时，随着第一空隙形成器元件2连接在一起而形成协作开口。开口部分14可以提供附加的益处：提供机构以通过共同连接到单个中空间隔元件11将第一空隙形成器元件2连接在一起。在该实施例中，第一空隙形成器元件2的外围不必包括任何互锁机构23。

图20示出了第一空隙形成器元件2和第二空隙形成器元件3的接合，其中，两个空隙形成器元件根据图8和图9中示出的实施例被配置。如所示出的，第一开口5和第二开口7突出，使得在第一表面4与第二表面6之间实现相当大的距离，而不需要中空间隔元件11。与图8和图9中所示的实施例一致，第一表面4和第二表面6示各自带肋的以提供增加的结构支撑和增加的与混凝土的接触。类似地，所示出的侧边缘空隙形成器元件16也是带肋的，以提供增加的结构支撑和增加的与混凝土的接触。

现在参见图21-图30描述的使用空隙形成器系统15在匹配浇注模具中形成预浇注混凝土元件18的方法。所公开的匹配浇注系统允许将多个混凝土元件18浇注在一起、分开地运输到建筑地点并且然后作为建筑工程的一部分现场连接在一起。虽然例示了匹配浇注模具，但本领域技术人员将理解的是，混凝土元件可以另外浇注成任何数量的包括单一元件批量浇注的模制/浇注配置。

空的匹配浇注模具19的横截面在图18中示出。模具19使得能够在匹配浇注布置中一次生产多于一个混凝土元件，由此混凝土元件在模具19中由挡板30分离。

如图22所示出的，加强件20首先被放置在模具19中。如所示出的，加强件20被放置在挡板24的任一侧上以提供两个分离的浇注混凝土元件18。通常使用加强杆、网、预应力线、金属纤维和/或其他此类合适的纤维材料在两个方向上提供加强件。

然后，如图23所示出的，将空隙形成器系统15放置在加强件20上。在所示出的实施例中，空隙形成器系统15包括空隙形成器单元1，该空隙形成器单元1包括具有唇缘17的相对的第一空隙形成器元件2，该唇缘17与挡板24协作以分离浇注混凝土元件19。如图23所示出的，分离的混凝土元件19在模具中共享共同的空隙空间，该空隙空间通过在相对的具有唇缘17的第一空隙形成器元件2之间形成的间隙而保持开放。

一旦空隙形成器系统就位，加强螺栓组件21可以定位在空隙形成器系统15中的通道8内(如图24所示出的)。虽然例示了螺栓组件21，但是可以使用其他合适的加强材料，诸如加强纤维等。在实施例中，不需要使用加强材料。另外的加强件20被放置在该空隙形成器系统15之上以加强这两个混凝土元件18的顶层(如图25所示出的)。虽然未示出，但是设想模具可以允许多于一层的空隙形成器系统15，使得混凝土元件18提供有例如由两个空隙空间分离的三个水平混凝土层。这种配置的混凝土元件由图43例示。

在图26中，湿混凝土灌注到模具19中并且灌注在空隙形成器系统15之上。混凝土流动穿过通道8并进入模具19的底部，从而形成混凝土的底层。然后，混凝土将填充通道8并且进而填充空隙形成器系统15上方的顶层。在这个阶段，混凝土不被灌注到这两个混凝土元件18之间共享的空隙空间9中。即，没有将其灌注到相对的具有唇缘17的第一空隙形成器元件2之间形成的间隙中。

在灌注混凝土之后，允许其在模具19中凝结和固化。一旦混凝土已经获得足够的强度，浇注混凝土元件18可以从模具19中移除，如图27中所示出的。虽然未示出，但是浇注混凝土元件18可以被分离并且运输到建筑地点，在建筑地点它们可以再次彼此对齐地定位。

在运输之前或在建筑地点，混凝土元件18可装载有至少一个，在实施例中为多个接合加强杆25(见图28)，定位在其空隙空间9内的接合加强杆25，。接合加强杆25加强了所连接的混凝土元件18之间的连接，并且当该混凝土元件18被定位成邻近另一个混凝土元件18时，接合加强杆25滑动到另一个混凝土元件18的相应的空隙空间中，如图29所示出的。

然后将混凝土灌注到混凝土元件18之间的间隙中。当混凝土被灌注到间隙中时，混凝土填充了由两个混凝土元件18共享的空隙空间，从而将这两个混凝土元件18连接在一起，如图30所示出的。

虽然在图21-图30中未示出，但应理解的是，不需要填充在混凝土元件18内由空隙形成器系统15形成的整个空隙空间9来连接这两个混凝土元件18。事实上，这样做可以防止在混凝土元件中形成空隙空间的许多优点，如先前在第二段中所讨论的。为了防止混凝土完全填充空隙空间，空隙形成器系统15可以例如结合侧边缘空隙形成器元件16和内部空隙空间，该侧边缘空隙形成器元件在内部将空隙空间9划分成在混凝土元件18的表面中可进入的空隙空间。在接合两个类似的混凝土元件18时，只有两个可进入的空隙空间填充有混凝土，使得接合的结构元件仍然包括未填充的内部空隙空间。

在实施例中(在图31和图32中示出)，空隙形成器系统15可以包括一个或更多个套筒元件26，一个或更多个接合加强杆25可滑动地定位在接头加强杆内，在使用中，接合加强杆25在与混凝土元件18相邻的可进入的空隙内从存储位置滑动到加强位置。套筒元件26的使用允许两个特别的优点：

(a)在运输或定位混凝土元件18之前容易地预先定位接合加强杆25；以及

(b)当混凝土元件18被接合时(即，当混凝土在公共空隙空间中凝结时)，正确且简单的定位接合加强杆25。

套筒元件26可以完全设置在空隙形成器系统15的空隙空间9内(如图32所示出的)，或者其可以延伸超过空隙空间9，使得当混凝土元件18第一次被浇注时(如图31所示出的)，混凝土被浇注在套筒元件26周围(接合加强杆25被可滑动地容纳在套筒元件26内)。

如图33至35所示出的，混凝土元件18可彼此以各种角度接合在一起。例如，混凝土元件18可以平行接合(如图33所示出的)，或混凝土元件18可以彼此垂直接合(如图34和图35所示出的)。在所示出的实施例中，接合加强杆25不是容纳在套筒元件26中，而是由两个相邻的网壁27可滑动地容纳在混凝土元件18内(而不是通过使用套筒)。而且，在混凝土元件18的外表面中设置有进入孔28，以提供对接合加强杆25的进入。进入孔28可通过在混凝土浇注期间使用可移除的木块或类似物简单地封堵体积来提供。

如图27或图28中所示出的预浇注的混凝土元件18可以接合在一起以形成更大的建筑元件，该更大的建筑元件可以用作图36和图37中所示出的水平混凝土地板元件或图38中所示出的垂直混凝土壁元件。这进而可以用于创建如图39和图40中例示的层建筑。

在预浇注的混凝土建筑技术的可替代技术中，空隙形成器单元1可在原地用于通过现场灌注混凝土以形成较大的建筑元件。即，空隙形成器单元1可以现场放置，其中混凝土灌注在空隙形成器单元1上，以生产诸如地面支承板、基础垫、建筑核心和路面等。

在几何形状与模块化网格匹配不精确的情况下，旨在使用边缘挡板模板方法在构造几何形状外围(例如，板坯外围边缘)处建立几何形状差异。类似地，几何形状的区域可以保持没有空隙形成器系统以适应其他非网格尺寸和建筑细节，诸如：柱连接件、凹陷、台阶、穿孔、提升固定件、立面固定件、维修固定件等。

可替代地，浇注混凝土砌块29可以使用在图41中例示的根据本发明的实施例的空隙形成器单元1来创建。块29可以非常像标准块一样使用，但是提供更大的空隙空间，从而允许块29比标准块更轻。像标准砖一样，这些块此外可以用于构造墙壁，诸如使墙壁固定等。与传统的砖相比，这些块更轻并且使用更少的混凝土来生产。传统的砌砖方法可以被改进为将这些块铺设到墙壁或类似物上。在实施例中，可以将混凝土灌注到在使用块29铺设的块壁中形成的连续空隙之中。可替换地，空隙空间9可以经由诸如膨胀泡沫或吹制纤维的注射等手段填充隔离物。

在另一个实施例中，通过图42和图43所例示的，可以生产具有进一步改善的隔热性能的混凝土元件18。这样，在图42和图43中，在空隙形成器单元1内的通道8可以包括隔离材料30(诸如聚苯乙烯等)的主体，其在通道8内以及在空隙形成器单元1的第一表面4与第二表面6之间提供热屏障。在使用中，隔离材料30的本体接合至形成在通道8和空隙形成器单元1的任一侧上的混凝土，但是另外基本上分离形成在通道8和空隙形成器单元1的任一侧上的混凝土。当用作混凝土元件18的一部分时，可以在一个、一些或所有通道8中找到隔离材料30的主体，以改善从混凝土元件18的一侧到另一侧的隔离性能(即，通过减少穿过通道8的热和/或声音流动)。在包括中空间隔元件11的实施例中，隔离材料30的主体可以放置在中空间隔元件11中以使中空间隔元件11的一侧与另一侧热隔离。另外，空隙空间9可通过诸如膨胀泡沫或吹制纤维的注射等手段填充隔离物。

对于需要空隙以提供多种功能的建筑元件，可以提供多层空隙空间，如图43中所示出的。例如，空隙空间31可以保持为空的或填充有隔离物，并且空隙空间32可以保持为空的或填充有混凝土。以这种方式，另外的包含空隙空间31的第一层空隙形成器单元1可以提供更好的隔离性能，而另外的包含空隙空间32的第二层空隙形成器单元1可以提供更好的结构性能。

包括空隙形成器部件的建筑元件可与其他类似部件一起使用，或者与多种其他部件组合使用，诸如：‘空心’板、固体预浇注壁和柱、原地浇混凝土、钢梁等。总体建筑通常应当产生建筑物和其他土木工程形式。

空隙形成器元件、组件和系统可以在使用或不使用混凝土的配置中使用。可以使用其他材料，或者实际上不需要其他材料。部件可以用于广泛的应用中，诸如用于或形成以下部件的一部分：玩具，临时或永久的层/面板、声学面板、空调通风和/或灭火系统、气体/液体屏障、水/液体/气体储存/排水系统、灌溉、园艺应用(生长植物)、标牌面板、雕塑、道路、路面、爬行空间、动物/人类通道/居所以及地下/地上保水/曝气系统等。

Claims (37)

1.一种适于在混凝土元件中形成空隙空间的空隙形成器单元，包括：

(a)第一空隙形成器元件，所述第一空隙形成器元件包括第一表面和在所述第一表面中的至少一个第一开口；

(b)第二空隙形成器元件，所述第二空隙形成器元件包括与所述第一表面相对的第二表面和在所述第二表面中的至少一个第二开口，每个第二开口对应于所述第一表面中的第一开口，其中

所述第一空隙形成器元件和所述第二空隙形成器元件连接以形成通道和空隙空间，所述通道在每个第一开口与其对应的第二开口之间，所述空隙空间围绕所述通道或围绕每个通道。

2.根据权利要求1所述的空隙形成器单元，其中，所述第一表面和所述第二表面基本上是平坦的。

3.根据权利要求1或2所述的空隙形成器单元，其中，所述第一空隙形成器元件和所述第二空隙形成器元件基本上是相同的。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的空隙形成器单元，进一步包括至少一个侧边缘空隙形成器元件，其中，每个侧边缘空隙形成器元件沿着所述空隙形成器单元的外围边缘将所述第一空隙形成器元件连接至所述第二空隙形成器元件，以围绕所述通道或每个通道至少部分地包围所述空隙空间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的空隙形成器单元，其中，所述第一空隙形成器元件包括从所述第一表面围绕所述第一空隙形成器元件的外围边缘向外延伸的唇缘。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的空隙形成器单元，其中，所述空隙形成器单元包括多个孔，以允许混凝土在混凝土的灌注和固化期间渗漏穿过。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的空隙形成器单元，其中，所述第一表面和/或所述第二表面包括表面凹痕或肋，以加强所述第一空隙形成器元件和所述第二空隙形成器元件，和/或增强所得到的混凝土元件中的界面负荷传递。

8.根据权利要求7所述的空隙形成器单元，其中，所述表面凹痕或肋中的至少一些被配置成作为间隔件来操作，以将加强材料从所述空隙形成器单元的其余部分分离。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的空隙形成器单元，进一步包括一个或更多个套筒或一个或更多个定位元件，以在使用中可滑动地容纳或定位一个或更多个接合加强杆。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的空隙形成器单元，其中，所述第一空隙形成器元件可拆卸地连接至所述第二空隙形成器部件。

11.根据权利要求10所述的空隙形成器单元，其中，诸如舌槽互锁系统等互锁机构将所述第一空隙形成器元件可拆卸地连接至所述第二空隙形成器元件。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的空隙形成器单元，其中，所述第一空隙形成器单元和所述第二空隙形成器单元在未连接到彼此时可嵌套地堆叠。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的空隙形成器单元，进一步包括中空间隔元件，所述中空间隔元件将所述第一开口或每个第一开口连接至相应的第二开口。

14.根据权利要求13所述的空隙形成器单元，其中，所述中空间隔元件是可折叠的，以在不用作所述空隙形成器单元的部分时允许堆叠。

15.根据权利要求1至13中任一项所述的空隙形成器单元，进一步包括隔离体，所述隔离体位于第一开口与对应的第二开口之间的通道中，以改善所述第一表面与所述第二表面之间的隔热或隔音。

16.根据权利要求1至9和权利要求13中任一项所述的空隙形成器单元，其中，所述空隙形成器单元整体形成为单个部件。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的空隙形成器单元，其中，所述空隙形成器单元由注射成型塑料形成。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的空隙形成器单元，其中，所述空隙形成器单元在形状上是模块化的，以允许多个空隙形成器单元连接在一起，从而使：

(a)所述第一表面；以及

(b)所述第二表面，

基本上连续地延伸遍及多个空隙形成器单元。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的空隙形成器单元，其中，所述空隙形成器单元包括连接装置，以将所述空隙形成器单元可拆卸地连接至其他类似的空隙形成器单元。

20.根据权利要求19所述的空隙形成器单元，其中，所述连接装置包括互锁机构，诸如舌槽互锁系统等。

21.一种空隙形成器系统，包括根据权利要求17至20中任一项所述的多个混凝土空隙形成器单元，其中，混凝土空隙形成器单元连接在一起以提供遍及多个空隙形成器单元而基本上连续延伸的第一表面和第二表面。

22.根据权利要求21所述的空隙形成器系统，进一步包括：至少一个侧边缘空隙形成器元件，每个侧边缘空隙形成器元件沿着所述空隙形成器系统的外围将第一空隙形成器元件连接至其对应的第二空隙形成器元件，以至少部分地包围所述空隙形成器系统的空隙空间。

23.根据权利要求21或22所述的空隙形成器系统，其中，所述空隙形成器单元中的至少一个包括至少一个第一空隙形成器元件，所述至少一个第一空隙形成器元件进一步包括从所述第一空隙形成器元件的第一表面围绕所述第一空隙形成器元件的外围边缘向外延伸的唇缘。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的空隙形成器系统，其中，所述多个空隙形成器单元中的每一个可拆卸地连接至彼此。

25.根据权利要求24所述的空隙形成器系统，其中，所述多个空隙形成器单元通过诸如舌槽互锁机构等互锁机构可拆卸地连接。

26.根据权利要求21至25中任一项所述的空隙形成器系统，其中，将所述空隙空间分成多于一个的空隙空间。

27.根据权利要求21至26中任一项所述的空隙形成器系统，进一步包括一个或更多个套筒或一个或更多个定位元件，以可滑动地容纳或定位一个或更多个接合加强杆。

28.一种生产混凝土元件的方法，所述方法包括：

(a)将根据权利要求1至20中任一项所述的空隙形成器单元或根据权利要求21至27中任一项所述的空隙形成器系统定位在模具中，以提供在浇注混凝土元件中的空隙；

(b)在所述空隙形成器单元或空隙形成器系统周围以及在所述第一开口与所述第二开口之间形成的所述通道内灌注混凝土，同时防止混凝土进入围绕所述通道的空隙空间；并且

(c)允许所述混凝土固化。

29.根据权利要求28所述的方法，进一步包括将加强材料定位在所述模具中和所述通道中，以便加强所得到的混凝土元件。

30.根据权利要求28或29中任一项所述的方法，进一步包括在所述模具中配置和/或定位所述空隙形成器单元或空隙形成器系统，以在所得到的混凝土元件的表面中形成可进入的空隙空间。

31.根据权利要求230所述的方法，进一步包括将由所述空隙形成器单元或空隙形成器系统形成的所述空隙空间分成可进入的空隙空间和内部空隙空间。

32.根据权利要求21或32中任一项所述的方法，进一步包括可滑动地容纳一个或更多个接合加强杆，所述接合加强杆至少部分地位于所述可进入的空隙空间中，使得所述接合加强杆能够加强形成在两个相似的混凝土元件之间的接合。

33.一种根据权利要求28或29中任一项所述的方法生产的混凝土元件。

34.一种根据权利要求30至32中任一项所述的方法生产的混凝土元件。

35.一种将权利要求34所述的混凝土元件连接至包括可进入空隙的类似混凝土元件的方法，所述方法包括：

(a)将所述混凝土元件与所述类似混凝土元件对齐放置，使得每个混凝土元件的所述可进入空隙彼此相邻；以及

(b)将混凝土灌注到相邻的所述可进入空隙中以提供在所述两个混凝土元件之间的连接；以及

(c)允许所灌注的混凝土凝结。

36.一种根据权利要求35所述的方法，其中，根据权利要求32生产的所述混凝土元件，并且所述方法进一步包括：在将混凝土灌注到所述相邻空隙空间之前，将所述接合加强杆滑动到所述类似混凝土元件的相邻空隙空间中。

37.一种建筑元件，当通过根据权利要求35或36中任一项所述的方法生产时所述建筑元件由接合的混凝土元件形成。

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