CN1153663C - 结构护墙板 - Google Patents

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Abstract

一种增强的、重量轻、尺寸稳定的护墙板，当固定到框架上时能够抵抗等于或超过由胶合板或定向条形护墙板提供的剪切载荷的剪切载荷。护墙板采用一种由固化硫酸钙α半水化合物、水硬性水泥、活性火山灰及石灰的含水混合物生成的连续相的芯部，连续相用抗碱玻璃纤维增强，并且包含陶瓷微球体、或陶瓷和聚合物微球体的混合物，或者由具有0.6/1至0.7/1的水对活性粉末重量比率的含水混合物或其组合构成。护墙板的至少一个外表面可以包括一个固化连续相，该连续相用玻璃纤维增强，并且包含改进钉入性的足够聚合物球体，或借助于提供与聚合物球体相类似的效果的水与活性粉末比率、或其组合制成。

Description

结构护墙板
发明背景
本发明一般涉及在住宅和其它类型的轻型结构中应用于框架的护墙板。更具体地说，本发明涉及在其中建筑法规所要求的地区中能够承受由大风和地震载荷施加的侧向力的护墙板。这种通常称作剪力墙或心墙的护墙板必须表明在确认试验，如ASTM E72，中所显示的抗剪强度。
如果考虑具有固定于框架的护墙板的简单箱形结构，则能够看到，作用在箱一侧的强烈侧向力(例如风压)往往迫使该侧壁承受该力以防矩形成为平行四边形。不是所有的衬板护墙板(sheathing panel)都能够抵抗这样的力，它们也不是非常有弹性，并且一些将失效，特别是在护墙板固定到框架上的点处。在必须表明抗剪强度的场合，测量衬板护墙板以确定该护墙板在允许弯曲而不失效的范围内能够承受的载荷。
剪切等级(shear rating)一般基于三个相同的8×8英尺(2.44×2.44m)组件的测试，即固定到框架上的护墙板的测试。一个边缘固定到位，同时把侧向力施加到组件的自由端，直到不能再承受载荷并且组件失效。测量的剪切强度将依据在组件中使用的护墙板厚度和钉子的尺寸和间隔而变。例如，一种典型的组件，例如用8d钉(见下面的钉描述)固定到间隔16英寸(406.4mm)(在中心上)的名义尺寸为2×4英寸(50.8×101.6mm)的木立筋上的名义尺寸为1/2英寸(12.7mm)厚的胶合板，钉的间隔在周边上钉为6英寸(152.4mm)而在周边内为12英寸(304.8mm)，期望在失效发生之前表现出720lbs/ft(1072kg/m)的抗剪强度。(注意，测量强度将随钉子的尺寸和间隔的变化而变化，如ASTM E72提供的那样)。这种极限强度被一个安全系数减小，例如三的系数，以设定用于护墙板的设计抗剪强度。
在必须满足剪切等级的地方使用的衬板护墙板通常是胶合板或定向条状板(OSB)，所述板由粘结在一起的木块构成。这些护墙板能提供需要的剪切强度，但每一种都是可燃的并且当暴露于水中时是不耐用的。由水硬性水泥制成的护墙板耐水，但比木护墙板重得多，并且没有足够的剪切强度。相信目前没有能提供必需的剪切强度、同时避免胶合板或OSB护墙板的缺陷的护墙板。
由于板的厚度影响其物理和机械性能，例如重量、载荷承受能力、挤压强度等，所希望的性能随板的厚度而改变。因而，名义厚度为0.5英寸(12.7mm)的剪切等级护墙板应该满足所希望的性能包括如下：
·护墙板在根据ASTM 661和美国胶合板协会(APA)测试方法S-1对在中心上16英寸(406.4mm)的跨度试验时，在静态加载下应该具有大于550lbs(250kg)的极限载荷能力，在冲击加载下具有大于400lbs(182kg)的极限载荷能力以及在200lb(90.9kg)的静态和冲击加载下具有小于0.078英寸(1.98mm)的弯曲。
·使用上述钉子尺寸和间隔由ASTM E72测量的0.5英寸(12.7mm)厚护墙板的挤压剪切强度，应该至少720lbs/ft(1072kg/m)。
·一块4×8英尺、1/2英寸厚护墙板(1.22×2.44m、12.7mm厚)重量应该不大于99lbs(44.9kg)，并且最好不大于85lbs(38.6kg)。
·护墙板应该能够用切割木材的圆形锯切割。
·护墙板应该能够用钉或螺钉固定到框架上。
·护墙板应该是可用机械加工的，从而在护墙板上制造出榫或槽边缘。
·护墙板在暴露于水时应该是尺寸稳定的，即膨胀应该尽可能小，最好小于由ASTM C 1185测量的0.1％。
·护墙板不应该是生物可降解的，或者不受昆虫或腐蚀的侵袭。
·护墙板应该具有用于外部抛光系统的可粘结基片。
·护墙板应该不可燃的，如由ASTM E136确定的那样。
·在28天固化处理后，具有不大于65lb/ft3(1041kg/m3)干燥密度的0.5英寸(12.7mm)厚的护墙板在水中浸泡48小时之后的抗弯强度应该至少为1700psi(11.7MPa)，最好至少是2500psi(17.2MPa)，如由ASTM C 947测量的那样。护墙板应该保持其干燥强度的至少75％。
显然，胶合板和OSB护墙板满足以上的一些性能特性，但不是全部。因而，需要改进护墙板，使其能满足在某些地方剪切等级的要求、并且通过提供非可燃性和耐水性超过当前使用的基于木材的护墙板能力。
现有技术的基于水硬性水泥的护墙板和结构，也不具有低密度、能钉钉和切割以使护墙板能用常规的木工工具切割或固定(用钉钉固或螺钉拧紧)的综合性能。
本发明的护墙板一般可以描述为用玻璃纤维增强并且具有微球体添加剂的金氏水泥(gypsum-cement)成分，与水硬性水泥护墙板相比具有减小的重量。护墙板满足以上列出的性能要求，并且可以与下面要讨论的、包含类似组分但不能满足所希望性能的其它成分区分开。
金氏水泥成分在美国专利Nos.5,685,903、5,858,083和5,958,131中一般地公开。在每个专利中，添加火山灰，在‘903和‘803专利中添加石英烟尘，及在‘131专利中添加变高岭石。建议添加聚合物和纤维，但没有描述满足本发明要求的护墙板。
尽管玻璃纤维已经用来增强水泥，但业已知道随时间的推移它们将失去强度，因为玻璃纤维受到固化水泥中存在的石灰的破坏。这可以通过涂敷玻璃纤维或通过使用专用抗碱玻璃补偿到某种程度。业已提出增强水泥的其它纤维，如金属纤维、木材或纤维素纤维、碳纤维、或聚合物纤维。
基于水泥的护墙板和结构也包含轻重量的玻璃、陶瓷和聚合物颗粒以便减小重量，但以减小强度为代价。业已提出其它的聚集体，但它们没有轻重量颗粒的优点。
在美国专利No.4,379,729中，在护墙板中使用三层，打算用混凝土形式代替木材。最外两层是玻璃纤维增强水泥，而中间层是包含空心球的水泥。尽管这样的护墙板经受静态加载，但不要求它们满足风和地震载荷场合的建筑法规要求。
在俄罗斯专利No.SU1815462中，在制造管子而不是护墙板时也使用三层。同样，外层由玻璃纤维增强水泥制成，而中间层包含玻璃纤维和玻璃球。
在美国专利No.4,259,824中，讨论了厚模块墙截面，而不是剪切等级护墙板。提出使用包括玻璃纤维的各种聚集体。
在美国专利No.5,154,874中，公开了包括纸纤维的石膏板。
在加拿大专利No.CA 2,192,724中，讨论了一种金氏水泥护墙板。该护墙板包含10至35％重量的木材或纸纤维，而不是玻璃纤维。类似地，在美国专利No.5,371,989中，公开了一种在外表面上有玻璃纤维垫的石膏板。
在国际公开的No.WO 93/10972中，描述了一种内部护墙板，它包括用水泥包围的且设置在发泡的水泥连续相中的低密度聚集体。该护墙板可以包括玻璃纤维。
在美国专利No.4,808,229中，提出了纤维素或玻璃纤维以代替在水泥护墙板中的石棉纤维。
在日本专利No.JP 62-238734A中公开了一种分层护墙板。在护墙板内使用微球体，而用碳或塑料纤维增强的水泥用在外表面上。
在美国专利No.4,504,320中，描述了一种包括飞灰煤胞(fly ashcenosphere)和石英烟灰的玻璃增强硅酸盐水泥。
由以上讨论显然，使用纤维增强水泥，并且用包括玻璃、陶瓷和聚合物的微球体减小重量。其它例子在日本专利No.JP-2641707 B2、JP 53-034819、JP 54-013535及JP 94-096473 B2、瑞典专利No.SE8603488、及英国专利No.GB 1493203中找到。
尽管对增强水泥所做的所有努力，如上述各种专利和专利申请所指出的那样，本发明者相信，在现有的护墙板中没有一个能代替胶合板或OSB护墙板用在必须满足法规要求的对剪切载荷的承受或具有类似处理特性，例如切割和钉钉。在如下讨论中将表明，能制造一种金氏水泥护墙板，它能够满足或超过现在只有胶合板或OSB护墙板才可能达到的剪切载荷的。
本发明以如下三种方式之一实现对护墙板处理和可钉入性所要求的低密度和韧性(ductility)的组合：
·使用均匀分布在贯穿护墙板整个厚度的轻重量陶瓷微球体。
·在贯穿护墙板整个厚度使用轻重量的陶瓷和聚合物微球体的混合物，作为一种选择，调节在制造护墙板时使用的水量以提供类似于聚合物微球体或其组合的效果。
·形成一种包含至少一个外层的多层护墙板结构，该外层具有改进可钉入性和切割性。这是通过在制造外层时相对于护墙板芯部使用较高水对活性粉末(下面定义)的比率、或者通过在外层中相对于护墙板芯部加入相当相当大量轻重量聚合物微球体而提供的，而内部芯部与前面描述的护墙板相一致。
本发明概述
本发明的第一实施例是一种用抗碱玻璃纤维增强并包含陶瓷微球体的重量轻、尺寸稳定的护墙板。在该护墙板中，玻璃纤维和陶瓷微球体均匀地分布在包括活性粉末的固化含水混合物的整个连续相，该混合物包括硫酸钙α半水化合物、水硬性水泥、石灰及活性火山灰。本发明的第二实施例是一种用抗碱玻璃纤维增强并包含微球体的重量轻、尺寸稳定的护墙板，这些微球体可以是陶瓷和聚合物微球体的混合物，均匀地分布在护墙板的全部厚度的整个连续相。作为一种选择，可以增大水对活性粉末的比率以实现类似于添加聚合物微球体的效果，这些聚合物微球体可以全部或部分被代替。本发明的第三实施例是一种用抗碱玻璃纤维增强的使用多层结构的重量轻、尺寸稳定的护墙板，其中芯部具有一个或两个外面层。在这个施例中，该外层(或诸层)在用玻璃纤维增强的第二连续相中加入相当大量的重量轻的聚合物微球体，该外层(或诸层)设置在具有均匀分布在整个连续相的陶瓷微球体或陶瓷和聚合物微球体混合物的芯部上，这种混合物可选择地由水-活性粉末比率确定，并且用抗碱玻璃纤维增强。作为一种选择，该外层(或诸层)可以用比护墙板芯部高的水对活性粉末的比率制成，以实现类似于添加聚合物微球体的效果，这些聚合物微球体可以全部或部分被代替。
在所有三个实施例中，当护墙板固定于框架上时，如在ASTM E72测试中提供的那样，它能够满足或超过由建筑法规要求的剪切载荷，其中护墙板必须能够承受大风或地震力。这些护墙板也可以用作结构底层地板或用作地板衬底。在这样的用途中，护墙板最好采用锥形榫和槽接合。
在生产本发明第一实施例的护墙板时，陶瓷微球体用作轻重量填充剂。这些微球体均匀地分布在护墙板的整个厚度。在组分中，干成分是活性粉末(基于干成分的20至55％重量的水硬性水泥、35至75％重量的硫酸钙α半水化合物、5至25％重量的火山灰、及0.2至3.5％重量的石灰)、陶瓷微球体及抗碱玻璃纤维，而湿成分是水和超塑化剂。干成分和湿成分结合以生产本发明第一实施例的护墙板。在干成分的总重量中，本发明的护墙板最好由约49至56％重量的活性粉末、35至42％重量的陶瓷微球体及7至12％重量的抗碱玻璃纤维构成。在宽广范围中，本发明的护墙板由根据总干成分的约35至58％重量的活性粉末、34至49％重量的陶瓷微球体及6至17％重量的抗碱玻璃纤维构成。添加到干成分中的水和超塑化剂的量对于任何特定制造工艺足以实现从加工考虑需要的所希望的砂浆流动性。对于水的典型添加率在活性粉末重量的35至60％之间(水对活性粉末0.35-0.6/1)，而对于超塑化剂的比率范围在活性粉末重量的1至8％之间。玻璃纤维是具有约5至25微米直径的单丝，典型地约10至15微米。单丝以几种方式成束。在一种典型配置中，100股纤维结合成包含约50股的粗纱。其它配置是可能的。玻璃纤维的长度最好约1至2英寸(25至50mm)和广泛地约0.25至3英寸(6.3至76mm)，并且纤维取向在护墙板的平面中是随机的。
在生产本发明第二实施例的护墙板时，陶瓷微球体和聚合物微球体用作轻重量填充剂。业已发现，在护墙板中加入聚合物微球体有助于实现护墙板要求的低密度和较好可钉入性的组合，以便用常规木工工具能够切割或固定(用钉钉入或螺钉拧紧)。由于水与活性粉末比率也影响密度和可钉入性，可以调节水的比率以提供类似于聚合物微球的效果，尽管通过调节水与活性粉末比率，聚合物微球体可以包括并且不必完全代替。还已经发现，通过在组分中利用陶瓷和聚合微球体的组合明显地改进砂浆的流变性质。因此，在本发明的第二实施例中，组分的干成分是上述的活性粉末(即水硬性水泥、硫酸钙α半水化合物、火山灰及石灰)、陶瓷微球体、聚合物微球体及抗碱玻璃纤维，而组分的湿成分是水和超塑化剂。干成分和湿成分结合以生产本发明的护墙板。陶瓷和聚合微球体均匀地分布贯穿护墙板的整个厚度的基质中。为了实现良好的固定和切割性能，在护墙板中聚合物微球体的体积百分比最好在干成分总体积的7至15％的范围内。在干成分的总重量中，本发明的护墙板最好由约54至65％重量的活性粉末、25至35％重量的陶瓷微球体、0.5至0.8％重量的聚合物微球体、及6至10％重量的抗碱玻璃纤维构成。在宽广范围中，本发明的护墙板由基于总干成分的约42至68％重量的活性粉末、23至43％重量的陶瓷微球体、高达1.0％重量的聚合物微球体，最好0.2至1.0％重量，及5至15％重量的抗碱玻璃纤维构成。调节添加到干成分的水和超塑化剂的量，对于任何特定制造过程以实现从加工考虑需要的所希望的砂浆流动性。如果希望的话，则可以使用添加的水代替聚合物微球体，以提供在密度和可钉入性方面类似于聚合物球体的效果，或者可以使用聚合物球体和添加水。对于水的典型添加率范围在活性粉末重量的35至70％之间，而对于超塑化剂的添加率范围在活性粉末重量的1至8％之间。如果使用添加水，则水对活性粉末的比率将大于0.6/1(＞基于活性粉末的60％的水)，较好大于0.6/1至0.7/1，更好为0.65/1至0.7/1。当调节水对活性粉末的比率以代替聚合物球体时，将相应调节组分以生产具有适用于构成本发明的护墙板的密实度的含水混合物。
玻璃纤维是具有约5至25微米直径的单丝，典型地约10至15微米。如上所述，单丝以几种方式成束，例如对于100股纤维，可以结合成包含约50股的粗纱。玻璃纤维的长度最好约1至2英寸(25至50mm)和广泛地约0.25至3英寸(6.3至76mm)，并且纤维取向在护墙板的平面中是随机的。
在本发明的第三实施例中，在护墙板中形成一种多层结构，其中芯部具有至少一个外层，该外层具有改进的可钉入性(固定性能)。这通过在外层中加入相当大量的聚合物微球体、或通过使用比在制造芯部时高的水对活性粉末的比率或通过其组合实现。护墙板的芯层包含均匀分布贯穿该层厚度的空心陶瓷微球体，或者在一些实施例中包含陶瓷和聚合物微球体的混合物。如在第二实施例中那样，可以调节在芯部中水与活性粉末的比率，以提供类似于聚合物微球体的效果。然而，应该使芯部强于外层，通常将选择使用的聚合物球体的量或水与活性粉末的比率，以便使护墙板的芯部具有比仅具有陶瓷微球体的护墙板好的可钉入性，但提供适当的剪切强度。芯层的干成分是以上讨论的活性粉末(即水硬性水泥、硫酸钙α半水化合物、火山灰、及石灰)、微球体(仅有陶瓷微球体或陶瓷和聚合物微球体的混合物)及抗碱玻璃纤维，而芯层的湿成分是水和超塑化剂。干成分和湿成分结合以生产本发明护墙板的芯层。在干成分的总重量中，本发明护墙板的芯层最好由约49至56％重量的活性粉末、35至42％重量的陶瓷微球体及7至12％重量的抗碱玻璃纤维构成，或者作为一种选择，由约54至65％重量的活性粉末、25至35％重量的陶瓷微球体、0.5至0.8％重量的聚合物微球体、及6至10％重量的抗碱玻璃纤维构成。在宽广范围中，本发明的多层护墙板的外层或护墙板的芯层由基于总干成分的约35至58％重量的活性粉末、34至49％重量的陶瓷微球体及6至17％重量的抗碱玻璃纤维构成，或者作为一种选择，由约42至68％重量的活性粉末、23至43％重量的陶瓷微球体、高达1.0％重量的聚合物微球体，最好0.2至1.0％重量，及5至15％重量的抗碱玻璃纤维构成。调节添加到干成分的水和超塑化剂的量，对于任何特定制造过程以实现从加工考虑需要的所希望的砂浆流动性。对于水的典型添加率范围在活性粉末重量的35至70％之间，而对于超塑化剂的添加率范围在活性粉末重量的1至8％之间。
外层的干成分是活性粉末(水硬性水泥、硫酸钙α半水化合物、火山灰、及石灰)、陶瓷微球体、聚合物微球体及抗碱玻璃纤维，而外层的湿成分是水和超塑化剂。干成分和湿成分结合以生产本发明护墙板的外层。在护墙板的外层中，加入相当相当大量的聚合物微球体以向护墙板供给良好固定和切割割性能的场合，在护墙板外层中聚合物微球体的体积百分比最好在干成分总体积的7至15％的范围内。在干成分的总重量中，本发明护墙板的外层最好由约54至65％重量的活性粉末、25至35％重量的陶瓷微球体、0.5至0.8％重量的聚合物微球体、及6至10％重量的抗碱玻璃纤维构成。在宽广范围中，该外层由基于总干成分的约42至68％重量的活性粉末、23至43％重量的陶瓷微球体、高达1.0％重量的聚合物微球体，及5至15％重量的抗碱玻璃纤维形成。调节添加到干成分的水和超塑化剂的量，对于任何特定制造过程以实现从加工考虑需要的所希望的砂浆流动性。对于水的典型添加率范围在活性粉末重量的35至70％之间(如果打算改进可钉入性，则大于60％)，而对于超塑化剂的添加率范围在活性粉末重量的1至8％之间。外层的最佳厚度范围在1/32至4/32英寸(0.8至3.2mm)之间。如果只使用一个外层，则它应该小于护墙板总厚度的3/8。
在芯部和外层中，玻璃纤维是具有约5至25微米直径的单丝，典型地约10至15微米。单丝以几种方式成束，例如对于100股纤维，可以结合成包含约50股的粗纱。玻璃纤维的长度最好约1至2英寸(25至50mm)并广泛地约0.25至3英寸(6.3至76mm)，并且纤维取向在护墙板的平面中是随机的。
在另一方面，本发明是一种用来制造刚刚描述的抗剪切护墙板的方法。制备活性粉末(即硫酸钙α半水化合物、水硬性水泥、活性火山灰及石灰)和微球体(只有陶瓷微球体或陶瓷和聚合物微球体的混合物)的含水砂浆，并且然后以薄层沉积在护墙板模具中，同时把砂浆与斩断的短玻璃纤维混合，并且产生一种均匀混合的芯部材料。在第三实施例中，使用相同的过程形成护墙板的所有层(即芯部、和一个或两个外层)。用于芯部层的含水砂浆仅包含陶瓷微球体或陶瓷和聚合物微球体的混合物，用于外层的砂浆包含的聚合物微球体比用在芯部的量大，以便提供具有良好可钉入性的外层，同时给芯层提供适当的剪切强度。
附图的简要描述
图1A和1B是例6试验结果的曲线图。
图2是在例7中报告的试验结果的条形图。
图3示出一种榫和槽结构护墙板。
图4示出3/4英寸(19.1mm)厚护墙板的榫和槽的尺寸。
说明性实施例的描述
如以上讨论的那样，需要制造能代替胶合板和定向条状板的的护墙板，其中它必须满足要求承受由大风或地震载荷产生的剪切力的建筑法规。在不需要这种性能的场合，可以使用普通衬板护墙板，如纸盖面石膏衬板、玻璃纤维垫衬盖面石膏衬板及非结构水泥护墙板，因为这样的护墙板没有设计成承受剪切力。胶合板和OSB护墙板能提供必需的剪切载荷性能，但它们在遇水时不是尺寸稳定的，并且能受到腐蚀或昆虫的侵袭。而且，当使用胶合板和OSB护墙板时，必须对它们使用辅助防水护墙板来保护它们不受潮湿，这明显增加附加成本。此后，可以涂敷一个外部抛光层。相反，本发明的护墙板是抗水的、不可燃的、尺寸稳定的、及坚固得足以代替在使用胶合板或OSB衬板护墙板时需要的两层，并且诸如灰泥之类的外部抛光层能直接涂敷到新护墙板上。该护墙板能用用于木材护墙板的工具切割，并且用钉或螺钉固定到框架上。在希望的场合，可以用榫和槽结构。用来制成本发明护墙板的主要起始材料是硫酸钙α半水化合物、水泥、火山灰材料、抗碱玻璃纤维、陶瓷微球体以及聚合物微球体。
硫酸钙半水化合物
在本发明的护墙板中使用的硫酸钙半水化合物由石膏矿石——一种天然产生的矿物(硫酸钙二水合物CaSO4·2H2O)——制成。除非另外指明，“石膏”指的是硫酸钙的二水合物形式。在开采之后，粗石膏被热处理以形成可凝固的硫酸钙，这可以是无水的，但通常是半水化合物，CaSO4·1/2H2O。半水化合物具有两种公认形态，命名为α半水化合物和β半水化合物。这些根据其物理性质和成本对于各种用途可以选择。两种形式与水反应以形成硫酸钙的二水合物。β半水化合物形成较疏松的显微结构，并且最好用于低密度产品。α半水化合物形成比β半水化合物较致密显微结构，具有较高的强度和密度。α半水化合物最好用于本发明的衬板护墙板。因为已经发现，按照本发明的量包含硫酸钙α半水化合物、水硬性水泥、火山灰、及石灰的活性粉末混合物，生产的护墙板具有增强的长期耐久性。
水硬性水泥
ASTM按如下定义“水硬性水泥”：通过与水的化学反应凝固和变硬、并且在水下也能够如此的水泥。用在结构和建筑工业中的水硬性水泥有几种类型。水硬性水泥的例子包括硅酸盐水泥、诸如高炉矿渣水泥和过硫酸盐水泥之类的矿渣水泥、硫酸铝钙水泥、高铝水泥、膨胀水泥、白水泥、及快速凝固和硬化水泥。尽管硫酸钙半水化合物的确通过与水的化学反应凝固和硬化，但在本发明的上下文中它不包括在水硬性水泥的宽广定义内。所有的上述水硬性水泥能用来制造本发明的护墙板。最流行和广泛使用的密切相关的水硬性水泥族就是通常所说的硅酸盐水泥。ASTM把“硅酸盐水泥”定义为通过磨碎基本包括水凝硅酸钙、通常包含硫酸钙的一种或多种形式作为磨碎时的添加物的熔渣生产的水硬性水泥。为了制造硅酸盐水泥，石灰石、泥质岩和粘土的均匀混合物在炉中燃烧，以生产然后进一步处理的熔渣。结果，生产如下四个主相的硅酸盐水泥：硅酸三钙(3CaO·SiO2，也称作C3S)、硅酸二钙(2CaO·SiO2，称作C2S)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3或C3A)、及铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3或C4AF)。在硅酸盐水泥中以微量存在的其它化合物包括硫酸钙和碱性硫酸盐、氧化钙和氧化镁的其它复盐。在各种公认种类的硅酸盐水泥中，最好用III型硅酸盐水泥(ASTM分类)来制造本发明的护墙板，因为业已发现它的细度提供较高强度。包括诸如高炉矿渣水泥和过硫酸盐水泥之类的矿渣水泥、硫酸铝钙水泥、高铝水泥、膨胀水泥、白水泥、诸如调节水泥和VHE水泥之类的快速固化和硬化水泥、及其它类型硅酸盐水泥也能成功地用来制造本发明的护墙板。矿渣水泥和硫酸铝钙水泥具有较低的碱性，并且也希望用来制造本发明的护墙板。
纤维
玻璃纤维通常用作绝缘材料，但他们也已经用作具有各种基体的增强材料。纤维本身把抗拉强度提供给否则可能经受脆性失效的材料。纤维在加载时可能断裂，但包含玻璃纤维的混合物的通常失效模式，由于在纤维与连续相材料之间的结合降低和失效而发生。因而，如果增强纤维是为了使该混合物在整个时间保持增大韧性和强度性能，则这样的结合是很重要的。业已发现，玻璃纤维增强水泥的确随时间过去而失去强度，这归因于水泥固化时产生的石灰对玻璃纤维的侵袭。克服这种侵袭的一种可能途径是用保护层，如聚合物层，覆盖玻璃纤维。一般地说，这样的保护层可以抵抗石灰的侵袭，但业已发现，在本发明的护墙板中减小强度，因而，保护层不是最好的。限制石灰侵袭的一种较昂贵途径是使用特殊抗碱玻璃纤维(AR玻璃纤维)，如Nippon Electric Glass(NEG)350Y。已经发现这样的纤维提供对基体的优良结合强度，并且因而希望用于本发明的护墙板。玻璃纤维是具有从约5至25微米直径的单丝，并且典型地约10至15微米。丝一般组合成100个丝股，这些股可以成束为包含约50股粗纱。该股或粗纱一般短切为适当的丝和丝束，例如约0.25至3英寸(6.3至76mm)长，最好1至2英寸(25至50mm)。
尽管它们不会提供与玻璃纤维等效的强度，但有可能在本发明的护墙板中包括一些聚合物纤维。这样的聚合物纤维，例如聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯腈和聚乙烯醇纤维，比抗碱玻璃纤维便宜，并且不会受到石灰的侵袭。
火山灰材料
如已经描述的那样，大多数硅酸盐水泥和其它水硬性水泥在水合(固化)期间产生石灰。希望反应石灰以便减小对玻璃纤维的攻击。业已知道，当硫酸钙半水化合物存在时，它与水泥中的铝酸三钙反应形成钙矾石，钙矾石能导致固化的制品有不希望的裂纹。这在本领域中常常称作“硫酸盐侵袭”。这样的反应可以通过添加“火山灰”材料防止，“火山灰”材料在ASTM C618-97中定义为“…本身具有很小的或没有粘结值、但以细分形式存在的含硅或含硅和含铝材料，并且在水分存在时，在常温度下与氢氧化钙发生化学反应形成具有粘结性质的化合物。”一种经常使用的火山灰材料是石英烟灰，是硅金属和铁硅合金制造的产品的一种细分非晶石英。在特征上，它具有非常高的石英含量和低的矾土含量。各种天然和人造材料被认为具有火山灰性质，包括浮石、珍珠岩、硅藻土、凝灰岩、粗面凝灰岩、变高岭石、微硅石、磨碎粒化高炉矿渣、及飞灰。尽管石英烟灰是用在本发明护墙板中的特别便利的火山灰，但可以使用其它火山灰材料。与石英烟灰不同，变高岭石、磨碎粒化高炉矿渣、及磨碎飞灰具有低得多的石英含量和大量矾土，但能够是有效的火山灰材料。当使用石英烟灰时，它将构成活性粉末(即水硬性水泥、硫酸钙α半水化合物、石英烟灰、及石灰)的约5至20％的重量，最好10至15％的重量。如果用其它火山灰代替，则选择使用的量以提供类似于石英烟灰的性能。
轻重量填充剂/微球体
两种类型的微球体用在本发明的护墙板中。这些是：
·陶瓷微球体，和
·聚合物微球体
微球体在本发明的护墙板中用来达到重要目的，否则这些护墙板将比希望用于建筑的护墙板重。用作轻重量填充剂，微球体有助于降低产品的平均密度。最好是组分中的微球体有足够百分比，从而典型的1/2英寸厚、4×8英尺护墙板(12.7mm厚，1.31×2.62m)的重量小于约99lbs(44.9kg)，最好不大于85lbs(38.6kg)。当微球体是空心的时，它们有时称作微气球。
陶瓷微球体能由各种材料和使用不同的制造方法制造。尽管各种陶瓷微球体能用作本发明护墙板中的填充剂成分，但本发明的较佳陶瓷微球体作为煤炭燃烧的副产品生产的，并且是是在煤炭燃烧设施处，例如由PQ Corporation制造的Extendospheres-SG，发现的飞灰成分。本发明较佳陶瓷微球体的化学组成主要是在约50至75％范围中的石英(SiO2)和在约15％至40％范围中的矾土(Al2O3)，具有最高可达35％重量的其它材料。本发明的较佳陶瓷微球体是直径在10至500微米范围中的空心球形颗粒，其壳厚一般为球直径的约10％，并且颗粒密度最好是约0.50至0.80g/mL。本发明较佳陶瓷微球体的破碎强度大于1500psi(10.3MPa)，并且最好大于2500psi(17.2MPa)。对于本发明护墙板中陶瓷微球体的偏爱主要归因于这样的事实，它们比大多数合成玻璃纤维微球体坚固约三至十倍。此外，本发明较佳陶瓷微球体是热稳定的，并且为本发明的护墙板提供增强的尺寸稳定性。陶瓷微球体还用在一系列其它用途中，如粘合剂、密封剂、填隙剂、屋面复合物、PVC地板材料、油漆、工业涂料、及耐高温塑料合成物。尽管它们是较佳的，但应该理解，微球体是空心的和球形的不是主要的，而是因为它提供本发明的护墙板的颗粒密度和抗压强度具有重量轻和重要的物理性能。作为一种选择，可以用多孔不规则颗粒取代，前提条件是生成的护墙板满足希望性能。
聚合物微球体最好也是由诸如聚丙烯腈、聚甲基丙烯腈、聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯、或其混合物之类的聚合材料制成的具有壳体的空心球。该壳体可以封闭有在制造期间用来膨胀聚合物壳体的气体。聚合物微球体的外表面可以具有某种类型的惰性涂料，如碳酸钙、氧化钛、云母、石英、及滑石粉。聚合物微球体具有的颗粒密度最好是约0.02至0.15g/mL，并且具有10至350微米范围内的直径。业已发现，聚合物微球体的存在有利于降低护墙板密度和增强可切割性与可钉入性的双重目的的同时实现。尽管所有本发明的护墙板能使用常规木工工具切割，但包括聚合物微球体能减小对钉入的阻力。当钉子由人工钉入时，这是一种有价值的性能。当使用气动钉入设备时，护墙板对于钉入的阻力较不重要，从而护墙板的强度比能由人工钉入的护墙板的强度高。此外，业已发现，当以一定比例使用陶瓷和聚合物微球体的混合物时，能够实现改进砂浆的流变性能和增大护墙板干燥抗挠强度的复合效果。
在本发明的第一实施例中，贯穿护墙板的整个厚度仅使用陶瓷微球体。护墙板最好包含贯穿护墙板厚度均匀分布的约35至42％重量的陶瓷微球体。
在本发明的第二实施例中，贯穿护墙板的整个厚度使用轻重量陶瓷和聚合物微球体的混合物。为了实现希望性能，在本发明第二实施例的护墙板中的聚合物微球体的体积百分比最好在干成分总体积的7至15％的范围内，其中组分的干成分是活性粉末(即水硬性水泥、硫酸钙α半水化合物、火山灰、及石灰)、陶瓷微球体、聚合物微球体、及抗碱玻璃纤维。通过调节水与活性粉末的比率可以改变聚合物微球体的量，按照希望实现类似效果。
在本发明的第三实施例中，构成一种多层结构，其中至少一个外层通过减小在表面层中对钉入的阻力而具有改进的钉入性。这通过使用较高的对与活性粉末的比率、通过在表面层中加入相当大量的轻重量聚合微球体、或通过其组合来实现。护墙板的芯部可以仅包含陶瓷微球体作为均匀分布贯穿芯层整个厚度的轻重量填充剂，或者作为一种选择，可以使用陶瓷和聚合物微球体的混合物，或者可以调节水与活生粉末的比率，如在本发明的第二实施例中那样。在护墙板外层中的空心聚合物微球体的体积百分比最好在用来制造护墙板的干成分的总体积的7至15％的范围内，其中干成分是活性粉末(如以上定义的那样)、陶瓷微球体、聚合物微球体、及抗碱玻璃纤维。外层的较佳厚度范围在1/32至4/32英寸(0.75至3.2mm)之间。在仅使用一个外层的场合，它最好小于总护墙板厚度的3/8。
配方
用来制造本发明抗剪切护墙板的成分是水硬性水泥、硫酸钙α半水化合物、诸如石英烟灰之类的活性火山灰、石灰、陶瓷微球体、聚合物微球体、抗碱玻璃纤维、超塑化剂(例如，聚环烷磺酸盐的钠盐)和水。可以添加少量的促凝剂和/或缓凝剂于组分中，以便控制生(即未固化)材料的固化特性。典型的非限制添加剂包括用于水硬性水泥的促凝剂，如氯化钙；用于硫酸钙α半水化合物的促凝剂，如石膏；缓凝剂，如DTPA(二亚乙基三胺五乙酸)、酒石酸或酒石酸的碱性盐(例如酒石酸钾)；收缩减小剂、如乙二醇；及夹杂空气。
本发明的护墙板包括一个其中均匀分布抗碱玻璃纤维和微球体的连续相。连续相由活性粉末(即硫酸钙α半水化合物、水硬性水泥、诸如石英烟灰之类的活性火山灰及石灰)，最好包括超塑化剂和/或其它添加剂的含水混合物的固化生成。
在本发明所有三个实施例中这些活性粉末的宽广和较佳重量比例如下：
活性粉末            重量比例(％)
    宽的     较佳
水硬性水泥     20-55     25-40
硫酸钙α半水化合物     35-75     45-65
火山灰     5-25     10-15
石灰     最高达3.50     0.75-1.25
石灰在本发明的所有配方中是不需要的，但已经发现，添加石灰提供优良的护墙板，并且通常以大于约0.2％重量的量添加。因而，在大多数情况下，在活性粉末中的石灰量约大约是0.2至3.5％的重量。
在本发明的第一实施例中，组分的干成分是活性粉末(水硬性水泥、硫酸钙α半水化合物、火山灰、及石灰)、陶瓷微球体及抗碱玻璃纤维，而组分的湿成分是水和超塑化剂。干成分和湿成分结合以生产本发明的护墙板。陶瓷微球体贯穿护墙板整个厚度均匀地分布在基体中。在干成分的总重量中，本发明的护墙板由约49至56％重量的活性粉末、35至42％重量的陶瓷微球体及7至12％重量的抗碱玻璃纤维构成。在宽广范围中，本发明的护墙板由总干成分的约35至58％重量的活性粉末、34至49％重量的陶瓷微球体及6至17％重量的抗碱玻璃纤维够成。添加于干成分的水和超塑化剂的量足以对于任何特定制造过程提供满足加工考虑需要的希望砂浆流动性。对于水的典型添加率在活性粉末重量的35至60％之间，而对于超塑化剂的添加率范围在活性粉末重量的1至8％之间。玻璃纤维是具有约5至25微米直径的单丝，最好约10至15微米。单丝典型地以100个丝股结合，成束为约50股的粗纱。玻璃纤维的长度最好约1至2英寸(25至50mm)和广泛地约0.25至3英寸(6.3至76mm)，并且纤维具有随机的取向，在护墙板平面中提供各向同性的机械性能。
本发明第二实施例包含贯穿护墙板整个厚度均匀分布的陶瓷和聚合物微球体的混合物。已经发现，在护墙板中包含聚合物微球体有助于实现用常规木工工具切割开或固定(用钉钉入或螺钉拧紧)护墙板要求的低密度和韧性的组合。另外，已经发现，当把空心陶瓷和聚合物微球体的组合用作部分组分时，显著地改进砂浆的流变性质。因而，在本发明的第二实施例中，组分的干成分是活性粉末(水硬性水泥、硫酸钙α半水化合物、火山灰、及石灰)、陶瓷微球体、聚合物微球体、及抗碱玻璃纤维，而组分的湿成分是水和超塑化剂。干成分和湿成分结合以生产本发明的护墙板。为了实现良好的固定和切割性能，在护墙板中聚合物微球体的体积百分比最好在干成分总体积的7至15％的范围内。在于成分的总重量中，本发明的护墙板由约54至65％重量的活性粉末、25至35％重量的陶瓷微球体、0.5至0.8％重量的聚合物微球体、及6至10％重量的抗碱玻璃纤维构成。在宽广范围中，本发明的护墙板由基于总干成分的约42至68％重量的活性粉末、23至43％重量的陶瓷微球体、0.2至1.0％重量的聚合物微球体、及5至15％重量的抗碱玻璃纤维构成。调节添加于干成分的水和超塑化剂的量，对于任何特定制造过程以提供满足从加工考虑需要的希望砂浆流动性。当希望使用水与活性粉末的比率以减小护墙板密度和改进可钉入性时，对于水的典型添加率范围在活性粉末重量的35至70％之间，但能大于60％高达70％，最好65％至75％。由于能调节水与活性粉末的比率以提供类似于聚合物微球体的效果，所以可以使用任一种、或者两种方法的组合。超塑化剂的量范围在活性粉末重量的1至8％之间。玻璃纤维是具有约5至25微米直径的单丝，最好约10至15微米。如以上讨论的那样，它们典型地成束为股或粗纱。玻璃纤维的长度最好约1至2英寸(25至50mm)和广泛地约0.25至3英寸(6.3至76mm)。纤维在护墙板平面中具有提供各向同性机械性能的随机取向。
在本发明的第二实施例中，以上述量加入聚合物微球体作为陶瓷微球体的部分替代，有助于改进组分干燥抗挠强度(见例9)。另外，用聚合物微球体部分替代陶瓷微球体，减小实现给定砂浆流动性需要的水对活性粉末的比率(见例13)。包含陶瓷和聚合物微球体的砂浆与仅包含陶瓷微球体的砂浆相比具有优良的流动性能(可加工性)。当本发明护墙板的工业处理需要使用具有优良流动性能的砂浆时，这特别重要。
在本发明的第三实施例中，构成在护墙板中的一种多层结构，其中外层具有改进的可钉入性(固定能力)。这通过在外层中以相当大量加入聚合物微球体、或通过在外层增大水对活性粉末的比率、或通过其组合实现。护墙板的芯部包含贯穿层厚度均匀分布的陶瓷微球体，或者作为一种选择，包含陶瓷和聚合物微球体的混合物。芯层的干成分是活性粉末(水硬性水泥、硫酸钙α半水化合物、火山灰、及石灰)、微球体(仅有陶瓷或陶瓷和塑料微球体的混合物)、及抗碱玻璃纤维，而芯部层的湿成分是水和超塑化剂。干成分和湿成分结合以生产本发明护墙板的芯层。在干成分的总重量中，本发明护墙板的芯部最好由约49至56％重量的活性粉末、35至42％重量的空心陶瓷微球体及7至12％重量的抗碱玻璃纤维形成，或者作为一种选择，由约54至65％重量的活性粉末、25至35％重量的陶瓷微球体、0.5至0.8％重量的聚合物微球体、及6至10％重量的抗碱玻璃纤维构成。在宽广范围中，本发明护墙板的芯层由基于总干成分的约35至58％重量的活性粉末、34至49％重量的陶瓷微球体、及6至17％重量的抗碱玻璃纤维构成，或者作为一种选择，由约42至68％重量的活性粉末、23至43％重量的陶瓷微球体、最高达1.0％重量的聚合物微球体，最好0.2至1.0％重量，及5至15％重量的抗碱玻璃纤维构成。调节添加于干成分的水和超塑化剂的量，以对于任何特定制造过程以提供满足加工考虑需要的所希望的砂浆流动性。对于水的典型添加率范围在活性粉末重量的35至70％之间，但当希望使用水对活粉末的比率以减小护墙板密度和改进可钉入性时，将大于60％，高达70％，而对于超塑化剂的添加比率范围在活性粉末重量的1至8％之间。当调节水与活性粉末的比率以得到类似于用聚合物微球体得到的效果时，将调节砂浆组分以提供具有所希望性能的本发明的护墙板。
外层的干成分是活性粉末(水硬性水泥、硫酸钙α半水化合物、火山灰、及石灰)、陶瓷微球体、聚合物微球体、及抗碱玻璃纤维，而外层的湿成分是水和超塑化剂。干成分和湿成分结合以生产本发明护墙板的外层。在护墙板的外层中，以相当大的量加入空心聚合物微球体以向护墙板供给良好固定和切割性能。在护墙板外层中聚合物微球体的体积百分比最好是在干成分总体积的7至15％的范围内。在干成分的总重量中，本发明护墙板的外层最好由约54至65％重量的活性粉末、25至35％重量的陶瓷微球体、0.5至0.8％重量的聚合物微球体、及6至10％重量的抗碱玻璃纤维构成。在宽广范围中，本发明护墙板的外层由基于总干成分的约42至68％重量的活性粉末、23至43％重量的陶瓷微球体、最高达1.0％重量的聚合物微球体、及5至15％重量的抗碱玻璃纤维构成。调节添加于干成分的水和超塑化剂的量，以对于任何特定制造过程提供满足加工考虑需要的所希望的砂浆流动性。对于水的典型添加率范围在活性粉末重量的35至70％之间，并且当调节水对活性粉末的比率以减小护墙板密度和改进可钉入性时，特别大于60％，最高达70％，而对于超塑化剂的添加率范围在活性粉末重量的1至8％之间。外层的最佳厚度范围在1/32至4/32英寸(0.8至3.2mm)之间，而当只使用一个外层时其厚度小于护墙板总厚度的3/8。
在芯部和外层中，玻璃纤维是具有约5至25微米直径的单丝，最好10至15微米。单丝典型地成束为以上讨论的股和粗纱。长度最好约1至2英寸(25至50mm)和广泛地约0.25至3英寸(6.3至76mm)。纤维的取向是随机的，在护墙板的平面中提供各向同性的机械性能。
制造本发明的护墙板
把水硬性水泥、硫酸钙α半水化合物及微球体在适当的搅拌器中在干燥状态下混合。然后，把水、超塑化剂(例如，聚环烷磺酸盐的钠盐)、和火山灰(例如，石英烟灰或变高岭石)在另一个搅拌器中混合1至5分钟。如果需要，在该阶段添加缓凝剂(例如酒石酸钾)以控制砂浆的固化特性。将干成分添加到包含湿成分的搅拌器中，并且混合2至10分钟以形成光滑的均匀的砂浆。
砂浆可以以几种方式与玻璃纤维相结合，以得到均匀的混合物为目的。玻璃纤维典型地是斩断成短长度的粗纱形式。在一个最佳实施例中，把砂浆和斩断的玻璃纤维同时喷射入护墙板模具中。最好，喷射进行多遍以产生最好高达约0.25英寸(6.3mm)厚的薄层，这些薄层堆积成没有特定图案并具有1/4至1英寸(6.3至25.4mm)厚度的均匀护墙板。例如，在一种应用中，一块3×5英尺(0.91×1.52m)的护墙板借助于在长度和宽度方向的六遍喷射制成。当沉积每一个层时，一个轧辊可以用来保证砂浆和玻璃纤维实现紧密接触。在滚压步骤之后，各层可借助于一个刮条或其它装置弄平。
典型地，压缩空气用来雾化砂浆。当它从喷嘴射出时，砂浆与由安装在喷枪上的斩断机构已经由粗纱切断的玻璃纤维相混合。砂浆和玻璃纤维的均匀混合物如上述那样沉积在护墙板模具中。
在本发明的第三实施例中，护墙板的外表面层包含相当大量的聚合物球体，以便把护墙板固定到框架上的紧固件能容易地进入。这种层的较佳厚度是约1/32英寸至4/32英寸(0.8至3.2mm)。上述制造护墙板芯部的相同过程可以用来制造护墙板的外层。
熟悉护墙板制造技术的人员会想到沉积砂浆和玻璃纤维混合物的其它方法。例如，不是用分批法制造每块护墙板，而是以类似方式制备连续的板，这种板在材料已经充分固化之后，能切割成所需要尺寸的护墙板。
在许多用途中，例如在侧部，把护墙板将被钉到或拧到垂直框架上。在某些用途中，如在护墙板用作结构底层地板或地板衬底的场合，它们最好制造有榫和槽结构，这种结构可以通过在浇铸期间成形护墙板的边缘或在使用之前通过用开槽机切割榫和槽制成。最好，榫和槽是锥形的，如图3和4中所示，锥形使本发明的护墙板容易安装。
例1
用示于表A中的混合物组分以喷射工艺浇铸护墙板。测量的砂浆密度是69.8lbs/ft3(1118kg/m3)。示于表中的7.1％纤维重量比例与护墙板中3％的纤维体积相对应。该浇铸的护墙板覆盖有塑料薄板，并且允许固化一个星期。
在一个星期之后，将护墙板从模具中取出，并且切成用于评估抗弯强度的尺寸为4×12英寸(101.6×304.8mm)、用于评估钉子抗拉强度的尺寸为6×6英寸(152.4×152.4mm)、及用于评估侧向紧固件阻力的尺寸为4×10英寸(101.6×254mm)的试样。把试样分成两组。把第一组的试样放置在塑料袋中，并且在潮湿条件下固化28天，并在测试之前在131°F(55℃)的烘箱中进一步干燥4天。发现烘箱干燥过的试样具有63.3lbs/ft3(1013kg/m3)的密度。根据ASTM C 947测量的抗弯强度发现是2927lbs/in2(20.2 MPa)。对于1-5/8英寸(41.28mm)长螺钉的横向紧固件阻力，当根据由R.Tuomi和W.McCutcheon描述的ASTM D 1761的改进版本(ASCE Structural Division Journal，1978年7月)测量时，发现是542.4lbs(246.5kg)。根据ASTM C 473测量的钉子抗拉强度发现是729.6lbs(331.6kg)。
把第二组的试样放置在塑料袋中，并且在潮湿条件下固化28天，然后在131°F(55℃)的烘箱中干燥4天，并在测试之前最后进一步在水中浸泡48小时。发现浸泡过的试样具有72.6lbs/ft3(1162kg/m3)的密度，抗弯强度等于2534lbs/in2(178.5kg/cm2)，横向紧固件阻力等于453.2lbs(206kg)，及钉子抗拉强度等于779.5lbs(354kg)。
表A
成分     重量比例(％)
硫酸钙α半水化合物(1)     23.7
III型硅酸盐水泥(2)     11.9
石英烟灰(3)     4.9
水化石灰     0.4
陶瓷微球体(4)(Estendospheres-SG)     27.4
超塑化剂(5)     1.8
水     22.8
抗碱玻璃纤维(6)     7.1
(1)USG Company
(2)Blue Circle Cement
(3)Elken Materials，Inc.
(4)PQ Corporation
(5)Geo Specialty Chemicals
(6)Glass Nippon Electric Company
例2
根据ASTM D 1037制成的护墙板测试水中浸泡的效果(在55℃烘箱干燥之后)，并且与竞争新性的定向条形板和胶合板护墙板的性能相比较。把4×10英寸(101.6×254mm)的试样在水中浸泡24小时，此后测量每块护墙板的水吸收和膨胀。结果在表B中给出。
表B
             水吸收(％)                膨胀(％)
护墙板类型     0.5”(12.7mm)     0.75”(19.1mm)     0.5”(12.7mm)     0.75”(19.1mm)
本发明     11.8     10.8     2.3     2.4
OSB     51.5     51.3     22.3     22.2
胶合板     46.2     48.1     9.1     7.8
能够看到，本发明的护墙板吸收的水和膨胀远小于OSB或胶合板护墙板。因而，本发明的护墙板不像基于木材的护墙板那样要求防潮。
例3
在剪切载荷下护墙板的失效可能出现在紧固件处，即钉子或螺钉处。对于失效的抵抗可以能通过在例1中描述的ASTM D1761的改进版本来测量。该测试把载荷施加到固定到衬板护墙板样本的框架件上。测量失效载荷。进行这样一种试验，以便把本发明的护墙板与定向条形板和胶合板相比较。结果在表C中给出。
表C
          极限载荷，lbs(kg)
护墙板类型(1) 护墙板厚度   紧固件   干燥 湿润(2)
本发明  0.5”(12.7mm)   6d普通钢丝钉子(4)   238(108.2) 270(122.7)
OSB  0.5”(12.7mm)   167(75.9) 190(86.4)
胶合板  0.5”(12.7mm)   158(71.8) 183(91.5)
本发明  0.75”(19.1mm)   8d普通钢丝钉子(4)   308(140) 291(132.3)
OSB  0.75”(19.1mm)   232(105.5) 235(106.8)
胶合板  0.75”(19.1mm)   248(112.7) 210(95.5)
本发明  0.5”(12.7mm)   15/8”(41.3mm)Hi-Lo螺钉(3)   445(202.3) 558(253.6)
OSB  0.5”(12.7mm)   443(201.4) 443(201.4)
胶合板  0.5”(12.7mm)   425(193.2) 511(232.3)
本发明  0.75”(19.1mm)   15/8”(41.3mm)Hi-Lo螺钉(3)   414(188.2) 481(218.6)
OSB  0.75”(19.1mm)   343(155.9) 353(160.5)
胶合板  0.75”(19.1mm)   404(183.6) 395(179.6)
(1)尺寸4×10英寸(101.6×254mm)
(2)24小时在水中浸泡
(3)USG Company
(4)钉子尺寸如在ASTM F 1667-97中所定义的(NLCMS型钉子)
以上试验的结果表明，本发明的护墙板在失效之前承受比试验的定向条形板(OSB)和胶合板大的载荷，特别是当用钉子作紧固件时。
例4
应用于护墙板的另一种测试测量从样本护墙板撤出紧固件需要的力。这些试验根据ASTM D1761-88和APA Test Method S-4进行。结果在表D中给出。
表D
       极限载荷，lbs(kg)
护墙板类型(1)   护墙板厚度   紧固件   干燥   湿润(2)
本发明   0.5”(12.7mm)   6d普通钢丝(4)   28(12.7)   32(14.6)
OSB   0.5”(12.7mm)   25(11.4)   32(14.6)
胶合板   0.5”(12.7mm)   27(12.3)   26(11.8)
本发明   0.75”(19.1mm)   8d普通钢丝钉(4)   60(27.3)   75(34.1)
OSB   0.75”(19.1mm)   73(33.1)   68(30.9)
胶合板   0.75”(19.1mm)   58(26.4)   88(40)
本发明   0.5”(12.7mm)   15/8”(41.3mm)Hi-Lo螺钉(3)   352(160)   293(133.2)
OSB   0.5”(12.7mm)   216(98.2)   148(67.3)
胶合板   0.5”(12.17mm)   279(126.8)   184(83.6)
本发明   0.75”(19.1mm)   15/8”(41.3mm)Hi-Lo螺钉(3)   522(237.3)   478(217.3)
OSB   0.75”(19.1mm)   372(169.1)   391(177.7)
胶合板   1.75”(19.1mm)   525(238.6)   383(174.1)
(1)试样3×6英寸(76.2×152.4mm)
(2)在水中浸泡24小时
(3)USG Company
(4)钉子尺寸如在ASTM F 1667-97中定义的(NLCMS型钉子)
结果指出，本发明的护墙板相对于定向条形板或胶合板提供优良或至少等效的性能。
例5
对于本发明护墙板的一种潜在用途是作为结构地板护墙板。地板护墙板的性能能由ASTM E661和APA Test Method S-1测量。0.75英寸(19.1mm)厚和2×4英尺(610×1219mm)大小的护墙板支撑在中心间隔16英寸(406.4mm)的2×10英寸的桁条上(50.8×254mm)上。负载加到桁条之间的中部，并测量最终失效载荷和挠曲。进行本发明的三种护墙板的试验。结果给出在表E中。
表E
           极限载荷lbs(kg)       在200lbs载荷下的挠曲英寸(mm)
 静态 在冲击之后(1)     静态 在冲击之后(1)
 1286(584.6) 2206(1002.7)     0.014(0.36) 0.038(0.97)
(1)在75ft-lb冲击(0.102kJ)后的静态载荷
用于APA规定Sturd-I-Floor Panels的标准是在冲击之后的550lbs(250kg)和400lbs(181.8kg)的最终静态载荷。在静态载荷下和冲击之后允许的挠曲都是0.078英寸(1.98mm)。本发明的护墙板表明是明显优良的表现者。因而，它们可以用作结构地板护墙板，而不是仅作为衬底，尽管本发明的护墙板也可以用于该目的。
例6
这个例子说明加速老化对利用本发明的组分制成的护墙板的抗弯强度(长期强度)的影响。将本发明护墙板得到的加速老化结果与利用包含现有技术的活性粉末混合物的组分制成的护墙板的加速老化性能相比较。现有技术的活性粉末混合物在组分中不包含硫酸钙α半水化合物。在表F.1中，混合物(Mix)A和混合物B是本发明的组分，而混合物C和混合物D是包含现现有技术的活性粉末混合物的组分。以上四种混合物的活性粉末混合物如下：
◆混合物A：硫酸钙α半水化合物、III型硅酸盐水泥、石英烟灰、及石灰；
◆混合物B：硫酸钙α半水化合物、III型硅酸盐水泥、变高岭石、及石灰；
◆混合物C：III型硅酸盐水泥、水淬高炉矿渣及NSR(现有技术活性粉末混合物)；及
◆混合物D：III型硅酸盐水泥和石英烟灰(现有技术活性粉末混合物)。
在混合物A和B中，以活性粉末(硫酸钙α半水化合物、III型硅酸盐水泥、石英烟灰及石灰)总重量的0.07％的比率添加酒石酸钾以延缓砂浆的固化。
在混合物C中，以活性粉末(即III型硅酸盐水泥、矿渣及NSR)总重量的0.80％的比率添加基于氧化羧酸的固化控制剂(来自DenkiKagaku Kogya Co.，Ltd.)。NSR是包括铝酸钙和无机硫酸盐的优良收缩掺和剂，有助于减小整个固化时间。
对于示于表F.1中的四种混合物组分，利用较早描述的喷射工艺浇铸3×5英尺(0.91×1.52m)护墙板。所有护墙板包含在X-Y平面内随机分布的1.57英寸(40mm)长的抗碱玻璃玻璃纤维。浇铸的护墙板覆盖有塑料薄板，并且允许固化一星期。在一星期后，从模具取出护墙板，并且切割成尺寸4×12英寸(101.6×304.8mm)的试样，用于确定抗弯强度。来自每块护墙板的试样分成至少六组。试样在潮湿塑料袋中固化28天，并且进一步在131°F(55℃)的烘箱中干燥4天。第一组试样在从烘箱中取出它们之后进行挠曲(ASTM C 947)测试。相应结果列在表F.2中。干燥护墙板的性能是类似的。保留剩余五组的试样分别用于在7、14、21、56和112天加速老化后的抗弯强度确定。为了加速老化过程，把4×12英寸(101.6×304.8mm)的试样浸泡在60℃(140°F)的水中最长时间为112天。以不同的时间间隔取出试样，并且测试断裂模量和在弯曲测试(ASTM C 947)中的最大挠曲。在弯曲试验中的最大挠曲定义为与波峰载荷相对应的试样载荷点的位移。对于属于混合物D的试样，没有进行112天加速老化试验。
用于断裂模量(抗弯强度)保持的结果示于图1A中。可以看到，包含本发明的活性粉末混合物(混合物A和B)的护墙板的性能与使用现有技术的活性粉末混合物制成的护墙板相比明显优良。本发明的护墙板在112天加速老化时段结束时保持大于其初始强度的80％。另一方面，具有现有技术Nippon活性粉末混合物(混合物C)的护墙板在少于28天的加速老化中几乎失去其初始强度的50％。类似地，具有现有技术硅酸盐水泥和石英烟灰混合物(混合物D)的护墙板在少于28天的加速老化中几乎失去其初始强度的60％。最大挠曲保持结果示于图1B中。同样，能够注意到，包含本发明的活性粉末混合物(混合物A和B)的护墙板的性能显著优于利用现有技术活性粉末混合物制成的护墙板。本发明的护墙板在112天加速老化时段结束时保持大于其初始挠曲的80％。另一方面，利用现有技术的活性粉末混合物(混合物C和D)制成的护墙板变得极脆，并且在28天加速老化结束时仅保持其初始挠曲的约20％。由这些结果得出结论，本发明的护墙板与使用现有技术活性粉末制成的护墙板不同，随着老化保持其强度和韧性。
表F.1
          成分                       重量比例(％)
    混合物A     混合物B     混合物C     混合物D
硫酸钙α半水化合物(1)     24.1     23.7     -     -
III型硅酸盐水泥类(2)     12.1     11.8     16.5     31.0
石英烟灰(3)     5.0     -     -     3.5
变高岭石(4)     -     4.9     -     -
水合石灰     0.4     0.4     -     -
NSR(Nippon)(5)     -     -     8.2     -
高炉矿渣(Nippon)(6)     -     -     16.5     -
陶瓷微球体(7)(Estendospheres-SG)     27.8     27.4     27.6     27.5
超塑化剂(8)     1.8     1.8     1.8     1.5
水     22.1     22.1     21.9     24.3
抗碱玻璃纤维(9)     6.7     6.6     7.5     12.2
(1)USG Company
(2)Blue Circle Cement
(3)Elkern Materials，Inc.
(4)Engelhard Corporation
(5)Denki Kagaku Kogyo Co.，Ltd.
(6)Lone Star Industries
(7)PQ Corporation
(8)Geo Specialty Chemicals
(9)Nippon Electric Glass Co.，Ltd.
表F.2
  护墙板标识   纤维体积(％)  断裂模量(psi)   最大挠曲(英寸)
  混合物A    2.68  3287   0.454
  混合物B    2.63  2704   0.389
  混合物C    3.10  2848   0.475
  混合物D    5.40  3863   0.414
例7
本发明的护墙板根据例1制成，其尺寸为32乘48英寸(813乘1219mm)和厚度为0.5英寸(12.7mm)。护墙板根据ASTM E 72的改进版本测试，以确定剪切强度(或挤压强度)。具有相同尺寸的其它护墙板使用相同的程序测试，不同之处在于，定向条形板(OSB)、胶合板、及本发明的护墙板用8d钉子在中间立筋上钉在12英寸(304mm)间隔的6英寸(152mm))中心处，而Durock水泥护墙板(美国GypsumCompany)在边缘和立筋上都钉在8英寸(203.2mm)中心上。测试胶合板和Durock护墙板，使纤维取向平行和垂直于施加的力。本发明的护墙板以3％的名义纤维体积包含1.57英寸(40mm)长离散玻璃纤维。该护墙板在进行28天的老化试验后在干燥条件下测试。其它护墙板在试验时也处于干燥状态下。
挤压(剪切)试验的结果表示在图2的条形图中。本发明护墙板的优良性能是显然的，特别是与Durock水泥护墙板承受的载荷相比。
例8
本发明护墙板、DurockExterior Cement Board、OSB及胶合板的样本根据ASTM G 21测试抗霉能力。表G中的结果清楚地表明，本发明的护墙板不支持任何霉菌生长。另一方面，OSB和胶合板护墙板对于霉菌生长具有极差的抵抗力。
表G
护墙板标识     生长(28天结果)
DurockExterior Cement Board     0
本发明护墙板     0
OSB护墙板     4
胶合板护墙板     4
例9
根据早先描述的方法和程序浇铸包含不同数量的陶瓷微球体和聚合物微球体并具有恒定密度的六种半英寸(12.7mm)厚护墙板。六种混合物的混合物比例示于表H中。所有混合物包含基于活性粉末(以前定义的)总重量的0.07％重量的酒石酸钾，以延缓砂浆的固化。所有护墙板包含在X-Y平面内随机分布的1.57英寸(40mm)长玻璃纤维。使用的陶瓷微球体是由The PQ Corporation制造的Extendospheres-SG，而聚合物微球体是由Pierce & Stevens Corporation制造的Dualite MS7000。表H也表明水对活性粉末的比率随聚合物微球体含量的增大而减小。护墙板用塑料薄板裹住，并且固化28天。此后，切割出尺寸为4英寸乘12英寸的十个挠曲试样，并且在131°F(55℃)温度的保温烘箱中干燥4天。五个挠曲试样在烘箱干燥之后立即测试(28天烘箱干燥)，而其余的在水中浸泡48小时之后试验(28天湿润)。挠曲测试根据ASTM C 947进行。对于各种混合物的结果在表I中比较。由结果证实，烘箱干燥抗挠弯度随混合物中聚合物微球体含量的增大而增大。观察到的增大主要归因于纤维与连续相之间的增强相互作用。因而，这个例子表明，在聚合物微球体的最佳范围处，组分的干燥抗弯强度增大。
表H
        成分(1)                               重量比例(％)
 混合物1  混合物2  混合物3  混合物4  混合物5  混合物6
硫酸钙α半水化合物    24.0    24.8    25.2    26.3    26.8    28.4
III型硅酸盐水泥类    12.0    12.4    12.8    13.2    13.4    14.2
石英烟灰    5.0    5.1    5.3    5.4    5.6    5.9
水合石灰    0.4    0.4    0.4    0.5    0.5    0.5
陶瓷微球体(Estendospheres-SG)    27.7    26.1    24.4    22.8    21.7    19.1
聚合物微球体(Dualite MS 7000)(2)    0.0    0.1    0.3    0.5    0.6    0.7
超塑化剂    1.8    1.9    1.9    2.0    2.0    1.5
水    22.0    22.1    22.2    22.4    22.3    22.5
抗碱玻璃纤维    7.1    7.1    7.2    7.2    7.1    7.2
(1)在表F.1中给出的资源
(2)Pierce & Stevens Corporation
表I
  混合物#   密度(pcf)28天烘箱干燥        抗挠强度(psi)
 28天烘箱干燥   28天湿润
  混合物1     65.3     3159     2824
  混合物2     63.6     3150     2890
  混合物3     64.6     3383     2690
  混合物4     65.8     3528     2791
  混合物5     65.3     3700     2846
  混合物6     65.6     3627     2827
例10
在喷射过程中用示于表J中的混合物组分浇铸护墙板。以活性粉末的0.07％重量的比率添加酒石酸钾以延缓砂浆的固化。测量的砂浆密度是69.8lbs/ft3(1118kg/m3)。护墙板包含在X-Y平面中随机分布的1.57英寸(40mm)长的玻璃纤维。浇铸护墙板覆盖有塑料薄板，并且允许固化一个星期。
一星期之后，将护墙板从模具中取出，并且切割成用于评估抗挠强度的尺寸为4×12英寸(101.6×304.8mm)、用于评估钉子抗拉强度的尺寸为6×6英寸(152.4×152.4mm)、及用于评估侧向紧固件阻力的尺寸为4×10英寸(101.6×254mm)的试样。将试样分成两组。把第一组的试样放置在塑料袋中，并且在潮湿条件下固化直到老化28天，并在测试之前在131°F(55℃)的烘箱中进一步干燥4天。发现烘箱干燥后的试样具有63.3lbs/ft3(1013kg/m3)的密度。根据ASTM C 947测量的抗弯强度发现是2927lbs/in2(206kg/cm2)。当根据R.Tuomi和W.McCutcheon描述的ASTM D 1761的改进版本(ASCE StructuralDivision Journal，1978年7月)测量时发现，对于1-5/8英寸(41.28mm)长螺钉的横向紧固件阻力是542.4lbs(246.5kg)。根据ASTM C 473测量的钉子抗拉强度发现是729.6lbs(331.6kg)。
将第二组的试样放置在塑料袋中，并且在潮湿条件下固化28天，然后在131°F(55℃)的烘箱中干燥4天，并且最后在测试之前进一步在水中浸泡48小时。浸泡过的试样发现具有72.6lbs/ft3(1162kg/m3)的密度，抗弯强度等于2534lbs/in2(178.5kg/cm2)，横向紧固件阻力等于453.2lbs(206kg)，及钉子抗拉强度等于779.5lbs(354kg)。
表J
           成分(1)    重量比例(％)
硫酸钙α半水化合物       23.7
III型硅酸盐水泥       11.9
石英烟灰       4.9
水合石灰       0.4
陶瓷微球体(Estendospheres-SG)       27.4
超塑化剂       1.8
水       23.4
抗碱玻璃纤维       7.1
(1)在表F.1中给出的资源
例11
在喷射过程中用示于表K中的混合物组分浇铸护墙板。为了与其中火山灰是石英烟灰的例10相比较，在制造该例子的护墙板的活性粉末混合物中使用的火山灰是变高岭石。以活性粉末总重量的0.07％比率添加酒石酸钾以延缓砂浆的固化。护墙板包含在X-Y平面中随机分布的1.57英寸(40mm)长的玻璃纤维。测量的砂浆密度是67.5lbs/ft3(1081kg/m3)。浇铸的护墙板覆盖有塑料薄板，并且允许固化一星期。一星期之后，把护墙板从模具中取出，并且切割成用于评估抗挠强度的尺寸为4×12英寸(101.6×304.8mm)、用于评估钉子抗拉强度的尺寸为6×6英寸(152.4×152.4mm)、及用于评估侧向紧固件阻力的尺寸为4×10英寸(101.6×254mm)的试样。把试样分成两组。将第一组的试样放置在塑料袋中，并且在潮湿条件下固化28天，并在测试之前在131°F(55℃)的烘箱中进一步干燥4天。发现烘箱干燥过的试样具有63.7lbs/ft3(1019kg/m3)的密度。根据ASTM C 947测量的抗挠强度发现是2747lbs/in2(193.5kg/cm2)。当根据由R.Tuomi和W.McCutcheon描述的ASTM D 1761的改进版本(ASCE StructuralDivision Journal，1978年7月)测量发现，时对于1-5/8英寸(41.28mm)长螺钉的横向紧固件阻力是569.2lbs(258.7kg)。根据ASTM C 473测量的钉子抗拉强度发现是681.6lbs(309.8kg)。
将第二组的试样放置在塑料袋中，并且在潮湿条件下固化28天，然后在131°F(55℃)的烘箱中干燥4天，并且最后在测试之前进一步在水中浸泡48小时。浸泡过的试样发现具有70lbs/ft3(1162kg/m3)的密度，抗挠强度等于2545.5lbs/in2(179.3kg/cm2)，横向紧固件阻力等于588lbs(267.3kg)，及钉子抗拉强度等于625lbs(284kg)。
表K
成分(1)     重量比例(％)
硫酸钙α半水化合物     23.7
类型III普通硅酸盐水泥     11.9
变高岭     4.9
水合石灰     0.4
陶瓷微球体(Estendospheres-SG)     27.4
超塑化剂     1.8
水     23.4
抗碱玻璃纤维     7.1
(1)在表F.1中给出的资源
例12
对于地板用途，希望特征是具有形成在护墙板边缘的榫和槽形状。较佳的榫或槽形状示于图3中。榫和槽为垂直于基础框架的边缘在护墙板对护墙板接合处提供护墙板边缘支撑。榫和槽限制相邻护墙板边缘之间的不同运动。结果，能形成在相邻护墙板之间的接合，而不用建筑法规要求的粘连下面。榫和槽通过在一块护墙板的边缘中产生的槽、而在相邻护墙中产生一个对应的凸出部分(榫)，将凸出部分该装配到第一块护墙板的槽中而形成。用于3/4英寸(19.1mm)厚的护墙板的榫和槽的实际尺寸示于图4中。对于1/2英寸(12.7mm)和5/8英寸(15.9mm)厚度的护墙板也能产生榫和沟槽。榫和槽能在浇铸期间通过在湿润状态下时成形护墙板而产生在护墙板中，或者榫和槽能在护墙板已经浇铸和硬化之后通过用开槽机切割出榫和槽而产生。本发明的护墙板由于其强度、韧性及轻重量，能在其边缘处采用榫和槽形状，这些边缘然后能用常规构造紧固件钉住或拧紧。现有技术的纤维增强水泥护墙板一直太重和太脆，不能采用能用常规紧固件固定的榫和槽边缘。
例13
下面的试验结果表明把聚合物球体添加到护墙板或增大水对活性粉末的比率对可钉入性的影响。示于表L中的组分用来制备0.5英寸(12.7mm)厚护墙板。通过钉入五十个8分钉子(ASTM F 1667-97NLCMS型钉子)并且记录钉入每个钉子需要的锤击的平均次数和不能完全钉入的弯曲钉子的数量，确定可钉入性。发现，当使用较高水对活性粉末的比率或添加聚合物微球体时，锤击的平均次数减小。弯曲钉子的数量显著减小，如在下面的表M中看到的那样。
表L
标准的 高w∶c 6％Dualite 9％Dualite 12％Dualite
  聚合物微球总体积％ 0 0 6 9 12
  w∶c(水∶活性粉末)重量％ 0.561 0.65 0.522 0.505 0.489
  III型硅酸盐水泥 重量％ 12.01 11.55 13.03 13.61 14.14
石英烟灰(干燥)重量％ 4.97 4.78 5.39   5.63   5.85
Ca(OH)2 重量％ 0.41 0.4 0.45   0.47   0.49
硫酸钙α半水化合物重量％ 24.03 23.11 26.06   27.22   28.28
超塑化剂(Diloflo)重量％ 1.82 1.75 1.98   2.07   2.15
酒石酸钾 重量％ 0.03 0.03 0.03   0.03   0.03
AR玻璃纤维 重量％ 6.94 6.97 6.92   6.95   6.95
SG陶瓷球体 重量％ 27.76 26.69 23.64   21.17   18.99
Dualite聚合物球体重量％ 0 0 0.36   0.54   0.7122.02
混合普通水 重量％ 22.02 24.72 22.13   22.32   22.41
总计 99.99 100 99.99   100.01   100
表M
 标准的  高w∶c    6％Dualite    9％Dualite    12％Dualite
聚合物微球总体积％    0    0     6     9    12
每钉的平均锤击    16    10     9     9    8
弯曲钉子    29    5     11     4    3
板损坏    没有    没有     没有     没有    没有
难度    同    中等     同     中等    中等
也可以得出论，增大水对活性粉末的比率(比较左边两列)具有改进钉入性的效果。因而，增大水对活性粉末的比率可以提供借助于聚合物球体能达到的改进。作为一种选择，两种手段可以按要求相结合。
尽管参照一个或多个具体实施例已经描述了本发明，但熟悉本专业的技术人员将认识到，对其可以进行各种变更，而不脱离本发明的范围。这些实施例和其变更的每一个认为落在申请的本发明范围内，该范围在如下权利要求书中提出。

Claims (48)

1.一种增强的、重量轻、尺寸稳定当固定到框架上时能够承受剪切载荷的护墙板，其特征在于包括：一种由活性粉末的含水混合物的固化生成的连续相，该活性粉末包括基于干燥成分的35至75％重量的硫酸钙α半水化合物、20至55％重量的水硬性水泥、0.2至3.5％重量的石灰、和5至25％重量的活性火山灰，所述连续相用抗碱玻璃纤维均匀地增强，并且包含均匀分布的陶瓷微球体，所述球体的平均直径为10至500微米。
2.根据权利要求1所述的护墙板，其特征在于，所述护墙板由35至58％重量的所述活性粉末、6至17％重量的所述玻璃纤维和34至49％重量的所述陶瓷微球体构成，每种都基于干燥成分。
3.根据权利要求2所述的护墙板，其特征在于，所述护墙板由49至56％重量的所述活性粉末、7至12％重量的所述玻璃纤维和35至42％重量的所述陶瓷微球体构成，每种都基于干燥成分。
4.根据权利要求1所述的护墙板，其特征在于，所述护墙板进一步包括其平均直径为10至350微米均匀分布的聚合物球体。
5.根据权利要求4所述的护墙板，其特征在于，所述护墙板由42至68％重量的所述活性粉末、5至15％重量的所述玻璃纤维、23至43％重量的所述陶瓷球体和高达1.0％重量的所述聚合物球体构成，每种都基于干燥成分。
6.根据权利要求5所述的护墙板，其特征在于，所述护墙板由54至65％重量的所述活性粉末、6至10％重量的所述玻璃纤维、25至35％重量的所述陶瓷球体和0.5至0.8％重量的所述聚合物球体构成，每种都基于干燥成分。
7.一种多层护墙板，具有包括权利要求1或4的护墙板的心部，其特征在于，进一步包括至少一个外层，所述外层的每一个包括一种由活性粉末的含水混合物的固化生成的连续相，这种活性粉末包括基于干燥成分的35至75％重量的硫酸钙α半水化合物、20至55％重量的水硬性水泥、0.2至3.5％重量的石灰和5至25％重量的活性火山灰，所述连续相用抗碱玻璃纤维均匀地增强，并具有减小的相密度，该减小的相密度是由在形成的所述外层中具有其平均直径为10至350微米均匀分布的聚合物球体、或由水对活性粉末的比率范围在0.6/1至0.7/1、或由该两者组合引起的，所述外层的所述连续相选择性地包含陶瓷球体。
8.根据权利要求7所述的护墙板，其特征在于，所述外层由42至68％重量的所述活性粉末、5至15％重量的所述玻璃纤维、高达1.0％重量的所述聚合物球体和23至43％重量的所述陶瓷球体构成，每种都基于干燥成分。
9.根据权利要求7所述的护墙板，其特征在于，所述外层由54至65％重量的所述活性粉末、6至10％重量的所述玻璃纤维、0.5至0.8％重量的所述聚合物球体和25至35％重量的所述陶瓷球体构成，每种都基于干燥成分。
10.根据权利要求1所述的护墙板，其特征在于，所述护墙板的厚度为6.3至25.4mm(0.25至1英寸)。
11.根据权利要求7所述的护墙板，其特征在于，所述外层的厚度为0.8至3.2mm(1/32至1/8英寸)。
12.根据权利要求1所述的护墙板，其特征在于，12.7mm(0.5英寸)厚的护墙板在根据ASTM E72测试方法测试、用8d普通钉子作为紧固件并且在周边处的中心上的紧固件间隔为152mm(6英寸)并且在中间立筋上的中心上为304mm(12英寸)时，具有至少1072kg/m(720lbs/ft)的剪切等级。
13.根据权利要求1所述的护墙板，其特征在于，0.5英寸(12.7mm)厚护墙板在根据ASTM 661和APA S-1测试方法，对中心上16英寸(406.4mm)的整个跨度测试时，在静态载荷下具有大于250KG(550lb)的极限载荷能力，在冲击载荷下具有大于182kg(400lb)的极限载荷能力，并且在90.9kg(200lb)静态和冲击载荷下都具有小于1.98mm(0.078英寸)的挠曲。
14.根据权利要求1所述的护墙板，其特征在于，所述陶瓷球体是空心的，并且包括50至75％重量的石英、15至40％重量的矾土和高达35％重量的其它材料。
15.根据权利要求4或7所述的护墙板，其特征在于，所述聚合物微球体由包括聚丙烯腈、聚甲基丙烯腈、聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯的一组中的至少一种制成，并且选择性地涂有选自包括碳酸钙、氧化钛、云母、石英和滑石粉的一组中的粉末。
16.根据权利要求1所述的护墙板，其特征在于，所述玻璃纤维是直径为5至25微米和长度为6.3至76mm(0.25至3英寸)的单丝。
17.根据权利要求1所述的护墙板，其特征在于，所述活性火山灰是包括石英烟灰、变高岭石、磨碎的粒化高炉矿渣和粉碎的飞灰的一组中的至少一种。
18.根据权利要求17所述的护墙板，其特征在于，所述活性火山灰是石英烟灰。
19.根据权利要求17所述的护墙板，其特征在于，所述活性火山灰是变高岭石。
20.根据权利要求1所述的护墙板，其特征在于，1.31×2.62m(4×8ft)、12.7mm厚(1/2英寸厚)的护墙板重量不大于44.9kg(99lbs)。
21.根据权利要求1所述的护墙板，其特征在于，在水中浸泡48小时之后具有不大于1041kg/m3(65lb/ft3)的干密度的护墙板的抗弯强度由ASTM C 947测试所测量的是至少11.7Mpa(1700psi)。
22.根据权利要求1、4或7所述的护墙板，其特征在于，将边缘成形为以允许相邻的护墙板形成榫和槽结构。
23.一种制造增强的、重量轻、尺寸稳定当固定到框架上时能够承受剪切载荷的护墙板的方法，其特征在于包括：
(a)制备一种包括活性粉末和水的含水砂浆，该活性粉末包括基于干燥成分的35至75％重量的硫酸钙α半水化合物、20至55％重量的水硬性水泥、0.2至3.5％重量的石灰和5至25％重量的活性火山灰，以及平均直径为10至500微米的空心陶瓷球体；所述的水基于所述活性粉末为35至70％的重量；
(b)把(a)的所述砂浆沉积到护墙板模具中以形成护墙板，同时把所述砂浆与斩断的防碱玻璃纤维混合，以形成包括所述活性粉末、玻璃纤维、陶瓷球体、加上基于活性粉末的35至70％重量的水的组合沉积物。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述组合沉积物包括基于干燥成分的35至58％重量的所述活性粉末、6至17％重量的所述玻璃纤维和34至49％重量的所述陶瓷球体。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述组合沉积物包括基于干燥成分的49至56％重量的所述活性粉末、7至12％重量的所述玻璃纤维、及35至42％重量的所述陶瓷球体。
26.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，该组合沉积物进一步包括平均直径为10至350微米均匀分布的聚合物球体。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述组合沉积物包括基于干燥成分的42至68％重量的所述活性粉末、5至15％重量的所述玻璃纤维、23至43％重量的所述陶瓷球体和高达1.0％重量的所述聚合物球体，加上基于活性粉末的35至70％重量的水。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述组合沉积物包括基于干燥成分的54至65％重量的所述活性粉末、6至10％重量的所述玻璃纤维、25至35％重量的所述陶瓷球体、及0.5至0.8％重量的所述聚合物球体，加上基于活性粉末的35至70％重量的水。
29.根据权利要求23或26所述的方法，其特征在于，进一步包括：
(c)把第二组合沉积物施加到在步骤(b)中形成的护墙板的至少一个外表面上，该沉积物包括基于干燥成分的42至68％重量的所述活性粉末、5至15％重量的所述玻璃纤维、23至43％重量的所述陶瓷球体和高达1.0％的重量平均直径的为10至350微米的聚合物球体、加上基于活性粉末的35至70％重量的水。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述第二组合沉积物包括基于干燥成分的54至65％重量的所述活性粉末、6至10％重量的所述玻璃纤维、0.5至0.8％重量的所述聚合物球体、及25至35％重量的所述陶瓷球体，加上基于活性粉末的35至70％重量的水。
31.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述陶瓷球体是空心的，并且包括50至75％重量的石英、15至40％重量的矾土和高达35％重量的其它材料。
32.根据权利要求26或29所述的方法，其特征在于，所述空心聚合物微球体由包括聚丙烯腈、聚甲基丙烯腈、聚氯乙烯及聚偏二氯乙烯的一组中的至少一种制成，并且选择性地涂有选自包括碳酸钙、氧化钛、云母、石英及滑石粉的一组中的粉末。
33.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述玻璃纤维是直径为5至25微米和长度为12至76mm(0.5至3英寸)的单丝。
34.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述活性火山灰是包括石英烟灰、变高岭石、磨碎粒化高炉矿渣和粉碎的飞灰的一组中的至少一种。
35.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，所述活性火山灰是石英烟灰。
36.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，所述活性火山灰是变高岭石。
37.根据权利要求23或26所述的方法，其特征在于，护墙板被成形为允许有榫和槽结构。
38.根据权利要求1所述的护墙板，其特征在于，所述水硬性水泥是硅酸盐水泥。
39.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述水硬性水泥是硅酸盐水泥。
40.根据权利要求23或26所述的方法，其特征在于，所述组合沉积物的水对活性粉末的比率从大于0.6/1至0.7/1。
41.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述第二组合沉积物水对性粉末的比率从大于0.6/1至0.7/1。
42.根据权利要求1或4所述的护墙板，其特征在于，所述护墙板由固化所述活性粉末的含水混合物构成，该含水混合物的特征在于水对活性粉末的比率是从大于0.6/1至0.7/1，由此改进所述护墙板的钉入性。
43.根据权利要求7所述的护墙板，其特征在于，所述每个外层由固化所述活性粉末的含水混合物构成，该含水混合物的特征在于水对活性粉末的比率是从大于0.6/1至0.7/1，由此改进所述护墙板的钉入性。
44.根据权利要求7所述的护墙板，其特征在于，所述护墙板的心部具有比所述外层高的强度。
45.根据权利要求1、4或7任一项所述的护墙板，其特征在于，所述活性粉末包括0.2至3.5％重量的石灰。
46.根据权利要求23、26或29任一项所述的方法，其特征在于，所述活性粉末包括0.2至3.5％重量的石灰。
47.根据权利要求1、4、或7任一项所述的护墙板，其特征在于，所述活性粉末包括45至65％重量的硫酸钙半水化合物、25至40％重量的水硬性水泥、0.75至1.25％重量的石灰和10至15％重量的活性火山灰。
48.根据权利要求23、26、或29任一项所述的方法，其特征在于，所述活性粉末包括45至65％重量的硫酸钙半水化合物、25至40％重量的水硬性水泥、0.75至1.25％重量的石灰和10至15％重量的活性火山灰。
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AU (1) AU2002216696A1 (zh)
BR (1) BR0107639B1 (zh)
CA (1) CA2398780C (zh)
DE (1) DE60110402T2 (zh)
DK (1) DK1272340T3 (zh)
MX (1) MXPA02005605A (zh)
PL (1) PL204906B1 (zh)
RU (1) RU2268148C2 (zh)
TR (1) TR200201604T1 (zh)
WO (1) WO2002042064A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI408274B (zh) * 2004-12-30 2013-09-11 United States Gypsum Co 用於地板之不可燃強化水泥輕質鑲板及金屬框架系統

Families Citing this family (109)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL358677A1 (en) 2000-03-14 2004-08-09 James Hardie Research Pty Limited Fiber cement building materials with low density additives
JP3968303B2 (ja) * 2000-10-30 2007-08-29 株式会社ヤマックス 膨張継手および膨張継手を用いた鉄筋接続工法
US7141284B2 (en) 2002-03-20 2006-11-28 Saint-Gobain Technical Fabrics Canada, Ltd. Drywall tape and joint
US7311964B2 (en) 2002-07-30 2007-12-25 Saint-Gobain Technical Fabrics Canada, Ltd. Inorganic matrix-fabric system and method
AU2003250614B2 (en) * 2002-08-23 2010-07-15 James Hardie Technology Limited Synthetic hollow microspheres
US7455798B2 (en) * 2002-08-23 2008-11-25 James Hardie International Finance B.V. Methods for producing low density products
US7993570B2 (en) 2002-10-07 2011-08-09 James Hardie Technology Limited Durable medium-density fibre cement composite
UA88764C2 (ru) * 2003-03-19 2009-11-25 Юнайтед Стейтс Джипсум Компани Акустическая панель, содержащая переплетенную фиксированную матрицу из затвердевшего гипса, и способ ее изготовления (варианты)
US7959991B1 (en) * 2003-06-30 2011-06-14 Albert C West Method of manufacturing an artificial stone material
US20100192808A1 (en) * 2003-08-25 2010-08-05 Amlan Datta Synthetic Microspheres and Methods of Making Same
US6869475B1 (en) 2003-10-28 2005-03-22 Bnz Materials, Inc. Calcium silicate insulating material containing blast furnace slag cement
US20090156385A1 (en) 2003-10-29 2009-06-18 Giang Biscan Manufacture and use of engineered carbide and nitride composites
US20050263925A1 (en) * 2004-05-27 2005-12-01 Heseltine Robert W Fire-resistant gypsum
US20050281979A1 (en) * 2004-06-17 2005-12-22 Toas Murray S Loose fill insulation product having phase change material therein
US8132382B2 (en) 2004-06-17 2012-03-13 Certainteed Corporation Insulation containing heat expandable spherical additives, calcium acetate, cupric carbonate, or a combination thereof
KR200370449Y1 (ko) * 2004-06-22 2004-12-17 주식회사 엘지화학 합성수지를 이용한 표면층 및 목질계 보드를 포함하는마루바닥재
US7998571B2 (en) 2004-07-09 2011-08-16 James Hardie Technology Limited Composite cement article incorporating a powder coating and methods of making same
JP4071756B2 (ja) * 2004-09-29 2008-04-02 ニチハ株式会社 防汚処理剤および建築板
US7732032B2 (en) * 2004-12-30 2010-06-08 United States Gypsum Company Lightweight, fiber-reinforced cementitious panels
US7849648B2 (en) * 2004-12-30 2010-12-14 United States Gypsum Company Non-combustible reinforced cementitious lightweight panels and metal frame system for flooring
AU2011213881B2 (en) * 2005-01-27 2012-05-17 United States Gypsum Company Non-combustible reinforced cementitious lightweight panels and metal frame system for roofing
US7849650B2 (en) * 2005-01-27 2010-12-14 United States Gypsum Company Non-combustible reinforced cementitious lightweight panels and metal frame system for a fire wall and other fire resistive assemblies
US7849649B2 (en) * 2005-01-27 2010-12-14 United States Gypsum Company Non-combustible reinforced cementitious lightweight panels and metal frame system for shear walls
US7841148B2 (en) * 2005-01-27 2010-11-30 United States Gypsum Company Non-combustible reinforced cementitious lightweight panels and metal frame system for roofing
JP2008530405A (ja) * 2005-02-15 2008-08-07 ジェイムズ ハーディー インターナショナル ファイナンス ビー．ブイ． フローリングシート及びモジュラー・フローリングシステム
AU2006216407A1 (en) 2005-02-24 2006-08-31 James Hardie Technology Limited Alkali resistant glass compositions
US20060292358A1 (en) * 2005-06-01 2006-12-28 National Gypsum Properties, Llc Water resistant low density cementitious panel
CA2632760C (en) 2005-12-08 2017-11-28 James Hardie International Finance B.V. Engineered low-density heterogeneous microparticles and methods and formulations for producing the microparticles
US7845130B2 (en) * 2005-12-29 2010-12-07 United States Gypsum Company Reinforced cementitious shear panels
DE102006008966A1 (de) * 2006-02-23 2007-08-30 Röhm Gmbh Additive Baustoffmischungen mit sprühgetrockneten Mikropartikeln
DE102006009840A1 (de) * 2006-03-01 2007-09-06 Röhm Gmbh Additive Baustoffmischungen mit Mikrovollpartikeln
WO2007106978A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Clausi Robert N Gypsum-based composition
CA2648966C (en) 2006-04-12 2015-01-06 James Hardie International Finance B.V. A surface sealed reinforced building element
US20070283650A1 (en) * 2006-06-12 2007-12-13 Joseph Schwan Masonry structures with spacers, spacer kit, and methods for building masonry structures with spacers
US7886488B2 (en) * 2006-06-19 2011-02-15 United States Gypsum Company Acoustical isolation floor underlayment system
US7870698B2 (en) * 2006-06-27 2011-01-18 United States Gypsum Company Non-combustible reinforced cementitious lightweight panels and metal frame system for building foundations
US20080016802A1 (en) * 2006-07-24 2008-01-24 Rheaume Paul R Building modular and panel system and method of construction thereof
US8065851B2 (en) 2006-08-25 2011-11-29 Huber Engineered Woods Llc Self-spacing wood composite panels
US20080092480A1 (en) * 2006-10-24 2008-04-24 Mullis Stanley Wall-mounted ornamental architectural members and mounting method
US20080099133A1 (en) * 2006-11-01 2008-05-01 United States Gypsum Company Panel smoothing process and apparatus for forming a smooth continuous surface on fiber-reinforced structural cement panels
US7513963B2 (en) 2006-11-01 2009-04-07 United States Gypsum Company Method for wet mixing cementitious slurry for fiber-reinforced structural cement panels
US7524386B2 (en) 2006-11-01 2009-04-28 United States Gypsum Company Method for wet mixing cementitious slurry for fiber-reinforced structural cement panels
US7754052B2 (en) 2006-11-01 2010-07-13 United States Gypsum Company Process and apparatus for feeding cementitious slurry for fiber-reinforced structural cement panels
JP4161002B1 (ja) * 2006-12-05 2008-10-08 積水化学工業株式会社 建物
WO2008094529A1 (en) * 2007-01-29 2008-08-07 Jeffrey Jacob Cernohous Compositions and methods for producing high strength composites
US8070895B2 (en) 2007-02-12 2011-12-06 United States Gypsum Company Water resistant cementitious article and method for preparing same
JP5324048B2 (ja) * 2007-03-20 2013-10-23 ニチハ株式会社 建築板
CN103898996A (zh) 2007-03-21 2014-07-02 阿什工业技术有限责任公司 结合微粒基质的实用材料
US8445101B2 (en) 2007-03-21 2013-05-21 Ashtech Industries, Llc Sound attenuation building material and system
US20090239429A1 (en) 2007-03-21 2009-09-24 Kipp Michael D Sound Attenuation Building Material And System
US7794221B2 (en) * 2007-03-28 2010-09-14 United States Gypsum Company Embedment device for fiber reinforced structural cementitious panel production
US8349435B2 (en) * 2007-04-04 2013-01-08 Certainteed Corporation Mineral surfaced asphalt-based roofing products with encapsulated healing agents and methods of producing the same
US8163352B2 (en) * 2007-06-29 2012-04-24 United States Gypsum Company Method for smoothing cementitious slurry in the production of structural cementitious panels
US8070878B2 (en) * 2007-07-05 2011-12-06 United States Gypsum Company Lightweight cementitious compositions and building products and methods for making same
US8209927B2 (en) 2007-12-20 2012-07-03 James Hardie Technology Limited Structural fiber cement building materials
CL2009000371A1 (es) 2008-03-03 2009-10-30 United States Gypsum Co Composicion cementicia, que contiene una fase continua que resulta del curado de una mezcla cementicia, en ausencia de harina de silice, y que comprende cemento inorganico, mineral inorganico, relleno puzolanico, policarboxilato y agua; y uso de la composicion en una panel y barrera cementicia.
CL2009000370A1 (es) * 2008-03-03 2009-10-30 United States Gypsum Co Sistema de paneles, que comprende un armazon y un panel cementicio, que contiene un nucleo cementicio de una fase curada constituida de cemento inorganico, mineral inorganico, relleno puzolanico, policarboxilato y agua, y una capa de recubrimiento unida a una superficie de la fase curada.
US8061257B2 (en) * 2008-03-03 2011-11-22 United States Gypsum Company Cement based armor panel system
CL2009000372A1 (es) * 2008-03-03 2009-11-13 United States Gypsum Co Panel cementicio blindado reforzado con fibra, que comprende un nucleo cementicio de una fase curada constituida de cemento inorganico, mineral inorganico, relleno puzolanico, policarboxilato y agua, y una capa de recubrimiento unida a una superficie de la fase curada.
CL2009000373A1 (es) 2008-03-03 2009-10-30 United States Gypsum Co Metodo para hacer un panel resistente a explosivos, con las etapas de preparar una mezcla cementicia acuosa de cemento, rellenos inorganicos y puzolanico, agente autonivelante de policarboxilato, y formar la mezcla en un panel con refuerzo de fibra, luego curar, pulir, cortar y curar el panel.
EP2136010A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-23 Rockwool International A/S A building system for a building structure
US8591677B2 (en) 2008-11-04 2013-11-26 Ashtech Industries, Llc Utility materials incorporating a microparticle matrix formed with a setting agent
US8590268B2 (en) * 2008-11-21 2013-11-26 Maxxon Corporation Installing underlayment systems
EP2213777A1 (en) * 2009-01-29 2010-08-04 Concrete Canvas Limited Impregnated cloth
US8770139B2 (en) * 2009-03-03 2014-07-08 United States Gypsum Company Apparatus for feeding cementitious slurry onto a moving web
US8329308B2 (en) 2009-03-31 2012-12-11 United States Gypsum Company Cementitious article and method for preparing the same
US8566041B2 (en) * 2009-08-20 2013-10-22 United States Gypsum Company Method for determining structural parameters of composite building panels
US8204698B2 (en) * 2009-08-20 2012-06-19 United States Gypsum Company Method for determining structural parameters of composite building panels
JP2014500228A (ja) * 2010-12-23 2014-01-09 ユナイテッド・ステイツ・ジプサム・カンパニー 強化セメント質軽量構造用セメントパネルのための向上した水耐久性および熱安定性を備えた高性能の不燃性石膏セメント組成物
US8038790B1 (en) * 2010-12-23 2011-10-18 United States Gypsum Company High performance non-combustible gypsum-cement compositions with enhanced water durability and thermal stability for reinforced cementitious lightweight structural cement panels
CN102183058B (zh) * 2011-03-28 2013-05-22 河南永立建材有限公司 无机地暖保温模板及其制备方法
AU2012312313B2 (en) 2011-09-23 2016-07-07 Georgia-Pacific Gypsum Llc Low thermal transmission building material
CA2851349C (en) 2011-10-07 2020-01-21 Russell L. Hill Inorganic polymer/organic polymer composites and methods of making same
US8864901B2 (en) 2011-11-30 2014-10-21 Boral Ip Holdings (Australia) Pty Limited Calcium sulfoaluminate cement-containing inorganic polymer compositions and methods of making same
US9321681B2 (en) 2012-04-27 2016-04-26 United States Gypsum Company Dimensionally stable geopolymer compositions and method
US9890082B2 (en) 2012-04-27 2018-02-13 United States Gypsum Company Dimensionally stable geopolymer composition and method
EP2855595B1 (en) 2012-05-30 2020-12-30 Magma Flooring LLC Polymeric composites, resulting panels, and method for producing the same
US9649663B2 (en) * 2012-11-21 2017-05-16 Zks, Llc Seamless reinforced concrete structural insulated panel
WO2014127426A1 (en) * 2013-02-21 2014-08-28 Laing O'rourke Australia Pty Limited Method for casting a construction element
US9540287B2 (en) 2013-03-13 2017-01-10 United States Gypsum Company Particle stabilized foam, and slurries, product, and methods related thereto
US10336036B2 (en) 2013-03-15 2019-07-02 United States Gypsum Company Cementitious article comprising hydrophobic finish
US9932271B2 (en) * 2013-12-06 2018-04-03 Georgia-Pacific Gypsum Llc Gypsum composites containing cementitious materials and methods
US9732002B2 (en) 2014-03-09 2017-08-15 Sebastos Technologies Inc. Low-density high-strength concrete and related methods
ES2559640B1 (es) * 2014-08-14 2016-12-19 Tobías Santiago GONZÁLEZ ROMERO Panel aislante de hormigón
RU2579779C2 (ru) * 2014-09-02 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) Способ изготовления композиционных силовых панелей
GB201420676D0 (en) * 2014-11-20 2015-01-07 Bpb Ltd Construction panel having improved fixing strength
CN107406601A (zh) 2015-01-18 2017-11-28 麦格玛地板有限责任公司 具有改进的热膨胀系数的聚合物基材及其制备方法
GB201503254D0 (en) * 2015-02-26 2015-04-15 Bpb United Kingdom Ltd Partition having increased fixing strength
CN107849303B (zh) 2015-05-20 2020-07-17 岩浆地板有限责任公司 聚(氯乙烯)基材及其制造方法
US10759701B1 (en) 2015-09-09 2020-09-01 Sebastos Technologies Inc. Low-density high-strength concrete and related methods
US10792846B2 (en) 2015-10-07 2020-10-06 Magma Flooring LLC Method for producing composite substrates
US9624131B1 (en) 2015-10-22 2017-04-18 United States Gypsum Company Freeze-thaw durable geopolymer compositions and methods for making same
ITUB20155712A1 (it) * 2015-11-18 2017-05-18 Italcementi Spa Calcestruzzo leggero a elevato modulo elastico e relativo uso
EA034809B1 (ru) * 2015-11-30 2020-03-24 Кнауф Гипс Кг Добавка для строительных материалов из гипса
WO2017147465A1 (en) 2016-02-25 2017-08-31 Interfacial Consultants Llc Highly filled polymeric concentrates
CN105924054A (zh) * 2016-04-16 2016-09-07 澧县方石坪镇杨朴矿山机械厂 一种泡沫夹心板生产方法
US11224990B2 (en) 2016-08-05 2022-01-18 United States Gypsum Company Continuous methods of making fiber reinforced concrete panels
US11173629B2 (en) 2016-08-05 2021-11-16 United States Gypsum Company Continuous mixer and method of mixing reinforcing fibers with cementitious materials
US10981294B2 (en) 2016-08-05 2021-04-20 United States Gypsum Company Headbox and forming station for fiber-reinforced cementitious panel production
US10272399B2 (en) 2016-08-05 2019-04-30 United States Gypsum Company Method for producing fiber reinforced cementitious slurry using a multi-stage continuous mixer
US11339572B1 (en) 2017-01-23 2022-05-24 Gold Bond Building Products, Llc Method of manufacturing gypsum board with improved fire
RU2708138C1 (ru) * 2017-07-18 2019-12-04 Общество с ограниченной ответственностью "Смарт Микс Текнолоджи" Смесь для изготовления цементсодержащего строительного материала
PL236608B1 (pl) * 2017-11-22 2021-02-08 Politechnika Krakowska Im Tadeusza Kosciuszki Sposób wytwarzania kompozytu mineralnego z proszków reaktywnych
US11149446B2 (en) 2018-09-10 2021-10-19 Champion Link International Corporation Floor panel comprising a ceramic material or a natural stone
WO2020125917A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-25 Knauf Gips Kg Gypsum based building material
US11674317B2 (en) 2019-12-23 2023-06-13 United States Gypsum Company Apparatus and process with a vibratory angled plate and/or fixed horizontal plate for forming fiber-reinforced cementitious panels with controlled thickness
EP4242189A1 (en) * 2022-03-11 2023-09-13 Saint-Gobain Placo Reactive binder mixture for cementitious article
WO2023200649A1 (en) 2022-04-11 2023-10-19 United States Gypsum Company Building with noncombustible exterior structural wall
NO347678B1 (en) * 2022-06-17 2024-02-19 Norsk Hydro As A composite product

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2407538B2 (de) 1974-02-16 1976-04-01 Jenaer Glaswerk Schott & Gen., 6500 Mainz Glaeser auf der basis sio tief 2 - zno als verstaerkungsmittel in beton und zum einbau in leichtbeton
NL7505525A (nl) * 1975-05-12 1976-11-16 Akzo Nv Werkwijze voor de bereiding van een vorstbesten- dig beton.
US4259824A (en) 1976-08-16 1981-04-07 Lopez Fred T Precast concrete modular building panel
JPS5334819A (en) 1976-09-14 1978-03-31 Hachirou Miyazaki Process for production of fibreereinforced cement sheet
JPS5413535A (en) 1977-06-30 1979-02-01 Matsushita Electric Works Ltd Glass fiber reinforced cement sheet
JPS5499126A (en) 1978-01-23 1979-08-04 Asahi Chemical Ind Self levelling flooring composition
US4379729A (en) 1979-08-09 1983-04-12 Tarmac Industrial Holdings Limited Method and apparatus for the production of composite sheet material and a sheet material produced thereby
US4350533A (en) 1981-08-03 1982-09-21 United States Gypsum Company High early strength cement
US4691490A (en) * 1982-09-20 1987-09-08 Leaver James M Cementitious modular panel and panel assembly for building walls and method of construction
JPS59232950A (ja) 1983-06-10 1984-12-27 菊水化学工業株式会社 モルタル組成物
US4494990A (en) 1983-07-05 1985-01-22 Ash Grove Cement Company Cementitious composition
US4504320A (en) 1983-09-26 1985-03-12 Research One Limited Partnership Light-weight cementitious product
US4488909A (en) 1983-11-25 1984-12-18 United States Gypsum Company Non-expansive, rapid setting cement
US4810569A (en) 1984-02-27 1989-03-07 Georgia-Pacific Corporation Fibrous mat-faced gypsum board
DE3409597A1 (de) 1984-03-15 1985-09-26 Baierl & Demmelhuber GmbH & Co Akustik & Trockenbau KG, 8121 Pähl Asbestfreie baustoff-formteile und verfahren zu ihrer herstellung
US4661159A (en) 1985-11-13 1987-04-28 Raymond Ortega Cementitious floor underlayment
JPS62238734A (ja) 1986-04-10 1987-10-19 川崎製鉄株式会社 繊維補強軽量セメント硬化体
US4944127A (en) * 1986-09-24 1990-07-31 The Dow Chemical Company Composite building panel and methods
JPS6389447A (ja) * 1986-10-01 1988-04-20 三菱マテリアル株式会社 繊維補強せつこう系硬化体の製造方法
ZA879217B (en) 1986-12-09 1989-04-26 Lorenzo Valenti Gian Hydraulic binders and building elements formed of non-traditional materials
JP2761750B2 (ja) * 1989-03-15 1998-06-04 淺野スレート株式会社 石こう成形板の製造方法
DE4008084A1 (de) 1990-03-14 1991-09-19 Pro Mineral Ges Verfahren zur herstellung von gipsfaserplatten, insbesondere von fussbodenplatten
RU1815462C (ru) 1991-06-27 1993-05-15 Научно-производственное объединение "Стеклопластик" Многослойна труба
WO1993010972A1 (en) 1991-11-26 1993-06-10 Massachusetts Institute Of Technology Lightweight composites
JP2777027B2 (ja) 1992-09-11 1998-07-16 シャープ株式会社 光メモリ素子用フレキシブル基板の製造方法
US5439518A (en) 1993-01-06 1995-08-08 Georgia-Pacific Corporation Flyash-based compositions
US5685903A (en) 1994-06-03 1997-11-11 National Gypsum Company Cementitious gypsum-containing compositions and materials made therefrom
US5858083A (en) 1994-06-03 1999-01-12 National Gypsum Company Cementitious gypsum-containing binders and compositions and materials made therefrom
JP2641707B2 (ja) 1994-12-26 1997-08-20 工業技術院長 高強度軽量セメント押出成形品の製造方法
US5718759A (en) 1995-02-07 1998-02-17 National Gypsum Company Cementitious gypsum-containing compositions and materials made therefrom
JP3590428B2 (ja) * 1995-02-13 2004-11-17 吉野石膏株式会社 床束形成用石膏組成物
GB9626320D0 (en) * 1996-12-19 1997-02-05 Ecc Int Ltd Cementitious compositions
US5935699A (en) * 1996-12-20 1999-08-10 Barber; Robert Frederick Lightweight composite material comprising hollow ceramic microspheres
JPH1112019A (ja) * 1997-06-20 1999-01-19 Mitsui Chem Inc 内装壁用石膏ボード及びその製造方法
CA2211984C (en) * 1997-09-12 2002-11-05 Marc-Andre Mathieu Cementitious panel with reinforced edges
US6241815B1 (en) * 1999-08-10 2001-06-05 United States Gypsum Company Gypsum-cement system for construction materials
US6197107B1 (en) 1999-09-13 2001-03-06 M. Gold Investments (1999) Ltd. Gypsum-rich Portland cement

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI408274B (zh) * 2004-12-30 2013-09-11 United States Gypsum Co 用於地板之不可燃強化水泥輕質鑲板及金屬框架系統

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