CN118354988A

CN118354988A - 氯氧化镁水泥板材的生产

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Publication number: CN118354988A
Application number: CN202280081416.3A
Authority: CN
Inventors: J·A·万宝格; N·帕格利; C·温伯格
Original assignee: Mitek Holdings Inc
Current assignee: Mitek Holdings Inc
Priority date: 2021-11-11
Filing date: 2022-11-11
Publication date: 2024-07-16
Also published as: WO2023086577A3; US20230145102A1; WO2023086577A2

Abstract

本发明涉及制造水泥基建筑材料、特别是氯氧化镁(MOC)水泥基建筑材料(例如MOC板材)的方法。所述方法涉及总体材料生产方法的一个或多个操作，包括材料储存和处置、材料的混合、固化以形成氯氧化镁水泥、板材处置和/或包装。本发明的各种方法涉及过程控制策略和/或算法，以提供改进的建筑材料生产方法。具体而言，本发明的方法提供了如下所述的板材性能的改进(例如，剥离强度)、板材生产速度、板材生产经济性、制造复杂性的降低、板材制造一致性的改进、以及品质控制的改进。

Description

氯氧化镁水泥板材的生产

技术领域

本发明涉及制造水泥基建筑材料、特别是氯氧镁水泥基(MOC)建筑材料(例如，MOC板材)的方法。所述方法涉及整体材料生产方法的一个或多个操作，包括材料储存和处置、材料的混合和反应、固化以形成氯氧化镁建筑材料、板材处置和/或包装。本发明的各种方法涉及过程控制策略和/或算法，以提供改进的建筑材料生产方法。具体而言，本发明的方法提供了如下详述的板材性能的改进(例如，剥离强度)、板材生产速度、板材生产经济性、制备复杂性的降低、板材制造一致性的改进、以及品质控制的改进。

背景技术

MOC建筑材料(包括MOC板材)被认为是诸如波特兰水泥水泥基板材、石膏板和定向刨花板(OSB)的建筑材料的替代品。与这些材料相比，MOC是比这些建筑材料更加环保(或“绿色”)的替代品。包括板材在内的MOC建筑材料已被制备并且在本领域公知。基于它们的建筑材料，与其它水泥基板材相比，MOC板材的一个优势是它们重量轻且易于处置(切割、钉合)。对于室内使用，MOC板材基于以下性质是有利的：由于它们的无机性质，从而对腐烂、发霉、白蚁和细菌具有抵抗性。MOC板材还是耐火、不易燃的，并且可以在无需使用结晶二氧化硅的情况下制造。

尽管MOC板材可以提供这些性能或优势中的一种或多种，但已知商用MOC板材存在阻碍其广泛用作建筑材料的一种或多种性能特征，这是由于不良生产的板材具有低的品质控制。在商业规模生产期间，没有按照精确配方和固化规范制造的MOC板材一个常见限制是，在安装之后存在水时或者在进行本文所述的温水稳定性测试时它们不稳定。不良生产的MOC板材的另一个问题是存在过量的游离氯化物，这会导致其它建筑材料和紧固件(例如钉子和螺钉)的腐蚀。

除了某些板材特性或特征外，以商业规模制造MOC板材时还存在与均匀品质相关的问题。尽管可以制备合适的板材或板材组，但是在大的时段期间，在生产率(例如，制造速度)和品质控制方面存在与商业制造相关的问题。由于已知生产方法的不足，MOC板材在关键特性上历来具有很大差异。因此，用于MOC板材生产的方法和设备通常产生结构品质差并且耐水性不足或较差的板材。因此，用于MOC板材生产已知的系统和方法通常生产出的MOC板材不具备使MOC板材适合于建筑的品质。例如，当以商业规模采用时，已观察到MOC板材存在一个或多个缺点，包括氯化物从板材中浸出，导致用于安装板材的配件的腐蚀。例如，参见Hansen等人的“MAGNESIUM-OXIDE BOARDS CAUSE MOISTURE DAMAGE INSIDE FACADES INNEW DANISH BUILDINGS”22-24August 2016,International RILEM Conference onMaterials,Systems and Structures in Civil Engineering,Technical University ofDenmark,Lyngby,Denmark,11页。

其它商业规模制造导致不良品质的固化氯氧化镁材料，这可导致不足的强度特性。具体而言，合适材料的一个指标是最终水泥基材料中存在的“5相”材料(在本文其它地方详述)的比例。已观察到先前的商业制造操作提供的氯氧化镁在最初制备时包含过少的5相材料，并且在某些条件下(例如，升高的温度和湿度条件)下储存一段时间后甚至更少。目前认为，MOC制造的环境温度和湿度条件可能导致形成这种劣质材料。

例如，已观察到先前的分批操作每批次需要高达二十四小时或更长的处理时间。在这段时间内，可观察到条件(如温度和湿度)的显著变化，因此，批与批之间的条件可能存在很大变化，这可导致产品品质、板材与板材之间以及一次生产运行与下一次生产运行之间的性能一致性存在很大变化。本发明的方法避免了这些冗长的加工时间，从而避免了与批与批之间条件变化相关的问题。

此外，已观察到，某些商业操作需要超过两星期的总固化时间(例如，高达17天或更长)，而本方法的总处理时间(包括固化)显著更短(例如，12小时以下，或甚至4小时以下)。如同冗长的处理时间，已经观察到与这种冗长的固化时间相关的固化条件、产品品质、产品一致性等的很大变化。仅仅过早终止固化过程并不能解决这些问题。也就是说，终止固化过程不会提供可接受的MOC板材，也许具有较差的品质，而根本无法提供任何合适的材料。除非允许固化过程进行至完成(如上所述，在目前的商业规模操作中已观察到该过程相当长)，否则将无法提供合适的材料。本发明的方法避免了如此长的固化时间，从而避免了其伴随的问题。

因此，对于表现出合适性能的MOC板材存在需求，诸如上述那些性能，包括水稳定性、低氯化物浸出、易于处置、抗霉、抗白蚁和抗细菌、耐火和不易燃性。

因此，对于具有一致且增强的板材个体性能特征(例如，改进的剥离强度)的改进MOC板材存在需求，并且对于商业制造具有这种一致且增强的个体性能特征的MOC板材的改进系统和方法存在需求。

发明内容

因此，简而言之，本发明涉及制造水泥基建筑材料的方法。

本发明的一个方面涉及一种制造氯氧化镁水泥基建筑材料的方法。该方法包括在预混机中将氯化镁盐水的源与氧化镁源混合并反应，从而形成氯氧化镁水泥预混料；将氯氧化镁水泥预混料转移到混合机；在混合机中将氯氧化镁水泥预混料与骨料混合，从而形成氯氧化镁混凝土混合物；在多个支承体上将氯氧化镁混凝土混合物成形为多个板材；将其上具有板材的多个支承体输送通过固化炉，所述固化炉包括进入口、离开口和位于其间的多个固化区，其上具有板材的多个支承体被输送通过所述固化区，每个固化区具有一个或多个固化空气入口以及一个或多个固化空气出口，当板材被输送通过该区时固化空气通过所述入口和出口流通与板材接触，其中在板材被输送通过固化区时，板材的氯氧化镁混合物固化从而形成氯氧化镁晶体并在一个或多个固化区内产生释放热量；并将在一个或多个固化区中生成的放热的至少一部分传递到位于由其传递释放热量的一个或多个固化区的上游的一个或多个固化区。

本发明的另一方面涉及一种制造氯氧化镁水泥基建筑材料的方法。该方法包括在预混机中将氯化镁盐水的源与氧化镁源混合并反应，从而形成氯氧化镁水泥预混料；将氯氧化镁水泥预混料转移到混合机；在混合机中将氯氧化镁水泥预混料与骨料混合，从而形成氯氧化镁混凝土混合物；在多个支承体上将氯氧化镁混凝土混合物成形为多个板材；将其上具有板材的多个支承体被输送通过固化炉，所述固化炉包括进入口、离开口和位于其间的多个固化区，其上具有板材的多个支承体输送通过所述固化区，每个固化区具有一个或多个固化空气入口以及一个或多个固化空气出口，当板材被输送通过该区时固化空气通过所述入口和出口流通与板材接触。在板材被输送通过固化区时，板材的氯氧化镁混合物固化从而形成氯氧化镁晶体，并且控制每个板材穿过固化炉所需的时间(即停留时间)以及固化空气的温度和湿度，使得离开固化炉的板材：包含式Mg₃(OH)₅Cl·4H₂O的5相氯氧化镁，其浓度为至少约65重量％、至少约70重量％、至少约72重量％、至少约74重量％、至少约76重量％、至少约78重量％、至少约80重量％、至少约82重量％、至少约84重量％、至少约86重量％、至少约88重量％或至少约90重量％，通过X射线衍射(XRD)测定；和/或表现出至少约5MPa、至少约6MPa、至少约10MPa或至少约16MPa的弯曲强度；和/或至少约6MPa/(g/cm³)、至少约10MPa/(g/cm³)、至少约15MPa/(g/cm³)或至少约20MPa/(g/cm³)的比弯曲强度。

本发明的其它方面涉及制造氯氧化镁水泥基建筑材料的方法，该方法包括：在预混机中将氯化镁盐水的源与氧化镁源混合并反应，从而形成氯氧化镁水泥预混料；将氯氧化镁水泥预混料转移到混合机；在混合机中将氯氧化镁水泥预混料与骨料混合，从而形成氯氧化镁混凝土混合物；将氯氧化镁混凝土混合物连续成形为具有期望尺寸的平面物料，以便在多个支承体上生产板材，并将所述平面物料切割成期望长度的板材；并将其上具有板材的支承体连续输送通过固化炉，所述固化炉包括进入口、离开口以及位于其间的多个固化区，其上具有板材的多个支承体被输送通过所述固化区，每个固化区具有一个或多个固化空气入口以及一个或多个固化空气出口，当板材被输送通过该区时固化空气通过所述入口和出口流通与板材接触，其中在板材被输送通过固化区时，板材的氯氧化镁混合物固化从而形成氯氧化镁晶体。

本发明的另一方面涉及一种氯氧化镁水泥基建筑材料。该材料包含氯氧化镁晶体并且呈板材的形式，该板材的第一表面大致平行于第二表面；以及在其至少一个表面上的至少一个耐候性阻隔层。

本发明的一个方面涉及一种氯氧化镁水泥基建筑材料，其中所述建筑材料的特征在于一种或多种以下性能：密度为至少约0.5g/mL、至少约0.6g/mL、至少约0.7g/mL、约0.5至约1.5g/mL、或约0.6至约1.4g/mL；和/或按照ASTM E72-13A测定的剥离强度为400磅/线性英尺(“plf”)至600plf；和/或弯曲强度为至少约5MPa、至少约6MPa、至少约10MPa或至少约16MPa；和/或比弯曲强度为至少约6MPa/(g/cm³)、至少约10MPa/(g/cm³)、至少约15MPa/(g/cm³)或至少约20MPa/(g/cm³)；和/或侧向螺钉拉拔厚度为至少约150lbf/英寸、至少约200lbf/英寸、至少约250lbf/英寸、至少约300lbf/英寸、至少约350lbf/英寸、至少约400lbf/英寸、至少约450lbf/英寸、至少约500lbf/英寸、至少约550lbf/英寸、或至少约600lbf/英寸；和/或比侧向螺钉拉拔厚度为至少约150lbf/in/(g/cm³)、至少约200lbf/in/(g/cm³)、至少约250lbf/in/(g/cm³)、至少约300lbf/in/(g/cm³)、至少约350lbf/in/(g/cm³)、至少约400lbf/in/(g/cm³)、至少约450lbf/in/(g/cm³)、至少约500lbf/in/(g/cm³)、至少约550lbf/in/(g/cm³)、至少约600lbf/in/(g/cm³)、至少约650lbf/in/(g/cm³)、至少约700lbf/in/(g/cm³)、至少约750lbf/in/(g/cm³)、或至少约800lbf/in/(g/cm³)；和/或通过落球(典型具有约532克的重量)冲击试验确定为无损伤所证实的冲击强度，使用12英寸的落差，按照ASTM D1037测定；和/或至少约1800PSI的抗压强度(Fc)，或约1800PSI至约2200PSI的抗压强度(Fc)；和/或按照ASTM D2394测定，在至少约1250PSI的压力下，或在约1500PSI至约3000PSI的压力下，压缩压痕深度为小于约2.5毫米(mm)(例如，小于1.3mm或小于约1mm)；和/或钉头拔穿为至少约90磅力(“lbf”)，或约150lbf至约300lbf，通过ASTMD1037测定；和/或螺钉拔穿为至少约175磅力(“lbf”)，或约175lbf至约350lbf，通过ASTMD1037测定；和/或热线性膨胀为小于约0.25％，或约0.01％至0.25％，通过ASTM E228测定；和/或湿线性膨胀为小于约0.25％，或约0.01％至0.25％，通过ASTM C1185测定；和/或由在约60℃的水中的稳定性持续约24小时至约56天所表现出的水分稳定性，使用克莱姆森大学化学工程系于2017年认证的温水稳定性测试；和/或通过AWPAE12-94紧固件腐蚀测试证明，以密耳/年为量度的金属腐蚀性为5密耳/年至30密耳/年，或小于35密耳/年；和/或满足ASTM E136的不易燃性要求(使用立式管式炉在750℃下评价材料可燃性的标准测试方法，如2012、2015和2018IBC模型规范中所定义的)；和/或蒸汽渗透性为约8至约30Perm；和/或超过3.1的地震冲击抵抗性；和/或不包括尖峰的地震等级或力-位移曲线；和/或在约2.5英寸的位移下维持至少约70％(至少70％)的强度，依照ASTM E72。

其它目的和特征将部分显现并且部分在下文中指出。

附图说明

图1描绘了本发明的生产线的整体示意图。

图2描绘了制备水泥预混料和混凝土混合物以固化形成MOC水泥基材料的示意图。

图3描绘了处置承载MOC混凝土材料的支承体以形成建筑材料(如板材)的过程的示意图。

图4描绘了用于转移承载MOC混凝土材料的支承体以便固化的过程的示意图。

图5是描绘用于本发明方法的固化区/炉的示意图。

图6描绘了根据本发明一个实施方案使用的固化炉的俯视示意图。

图7描绘了从固化炉进入口查看的图6所示固化炉的示意图。

图8和图9分别描绘了使用一个预混罐和两个预混罐制备水泥预混料并输送至混合机的过程控制策略。

图10提供了表明在现有技术方法和本发明方法的板材生产期间的性能目标(包括抗弯强度和MOC功效)的变化的代表性图示。

在整个附图中，相应的附图标记指示相应的部件。

具体实施方式

MOC水泥基建筑材料的制备通常包括：将氧化镁起始材料和氯化镁起始材料(例如氯化镁盐水)混合并反应，以形成这些组分的水泥预混料；将其它所需组分(例如骨料和/或添加剂)与预混料合并；将预混料和骨料和/或添加剂混合在一起以形成湿混凝土混合物；将湿混凝土混合物成形为用于板材生产的具有期望尺寸的平面物料；以及将成形的混凝土混合物转移或输送到炉中以进行固化，固化时间足以形成具有本文详述的特征的MOC水泥基建筑材料。

MOC是一种晶态陶瓷材料，适合用作结构建筑材料(包括板材)。期望的是，对于结构应用的MOC或其至少相当一部分具有化学计量式Mg₃(OH)₅Cl·4H₂O，其被称为5相“MOC”。本发明的各个方面涉及在活性成分基础上实现氧化镁、氯化镁和水之间的期望摩尔比，以形成5相MOC，特别是在生产过程中实现这些组分的摩尔比为5:1:13(MgO:MgCl₂:H₂O)。实现该比例(可能涉及在生产过程中相应地调节配方)对于提供具有本文列出的一种或多种期望特性的MOC非常重要。本文详述的各种策略和方法涉及在固化用以形成MOC建筑材料的混合物中实现该摩尔比。这些包括与形成预混料相关的各种策略和过程控制，包括在制备过程中控制其密度和控制其温度。这些策略还涉及控制各个起始材料的量及其物理特性、它们的总用量以及所得预混料的组成。

建筑材料的MOC典型包括5相MOC和多个晶体。在MOC的制备期间，通常由混合起始材料形成无定形相水泥基材料，并且通常加入稳定材料，包括亚磷酸和/或磷酸，如本文其它地方所详述。通常，一部分无定形相水泥基材料生长出多个晶体，所述晶体典型具有280至709范围内的分子量(MW)，所述无定形相水泥基材料包封所述多个晶体，其中具有含磷化合物的稳定材料的大部分被消耗到纳米分子饰面中，同时在固化期间增加所述多个晶体的表面积(例如，已观察到固化期间表面积增加2％至49％)，并且其中固化的纳米分子饰面的纳米分子元素不溶于水，并且固化的纳米分子饰面在约24小时至约56天内保护所成形的水泥基材料的多个晶体在约20℃至约60℃(68℉至140℉)温度的水中不降解。本发明的MOC通常为美国专利US 10,167,230、US10,167,231、US10,167,232和US10,227,259中描述的形式，通过引用将这些专利的全部内容并入本文用于所有相关目的。

本发明的其它各个方面涉及氧化镁和氯化镁之间的反应的放热性质以及与其相关的控制系统和策略。这些策略包括利用固化炉中的反应期间产生的热量来加热待固化的材料，以及维持和/或控制固化环境的湿度条件。

虽然下面的讨论关注于氯氧化镁水泥(MOC)，但本方法也适用于制备硫酸氧镁水泥(MOS)。此方法通常按照以下讨论进行，但经由氧化镁和硫酸镁溶液之间的反应进行。

图1提供了制造MOC板材的总体过程的方框流程图，包括与起始材料、预混合、混合、成形、固化、板材处置和包装相关的部分。下面将以单独或组合的方式更详细地讨论这些部分。

本发明涉及制造MOC水泥基建筑材料的改进方法，包括表现出一种或多种改进的MOC水泥基板材，例如包括：改进的水稳定性(特别是温水稳定性)、改进的耐火性(例如，满足不易燃性要求)和改进的剥离强度(racking s trength)。本发明的方法提供了一种MOC材料，该材料在制备过程中以及在某些条件下储存或测试之后都含有显著更高比例的5相材料。有利地，本发明的方法提供了基于这些特征的改良板材，基于绝对或大部分的基准，以及基于特定基准(即，每单位质量基准)。

本发明还提供了以一致的速率以商业规模生产MOC建筑材料和板材的方法；这些特性的变化最小(例如，满足设定的品质控制标准的最小百分比)；和/或生产速度显著提高(例如，将商业批次的生产时间从几天减小到几小时)。例如，本发明的制造方法能够以相对高的速率(以线性英尺/秒为单位)生产板材(例如，大于约20线性英尺/秒、大于约25线性英尺/秒、大于约30线性英尺/秒、大于约35线性英尺/秒、大于约40线性英尺/秒、大于约45线性英尺/秒、大于约50线性英尺/秒、或甚至大于约60线性英尺/秒)。除了实现有利的生产速率之外，本发明的制备方法还能够实现这些生产速率，同时在批次或生产运行过程中提供性能特性的低变化性(例如，小于10％的变化或更低)，特别是本文其它地方详述的性能特性(例如，弯曲强度)。

再次参考图1，列出了方法中包括的以下操作/活动：起始材料；预混合；混合；成形；固化；板材处置；和包装。如下所述，这些个体方法具有各种有利的特征，包括例如所使用的氧化镁起始材料。还存在涉及这些个体方法的组合的各种有利方法，包括例如基于起始材料的特征和/或固化的MOC水泥的特征来调节固化条件。

图2描绘了提供混合物以固化形成MOC建筑材料的本发明方法的各个步骤。通常，参考图2，氯化镁起始材料(盐水)和氧化镁(MgO)起始材料分别储存在容器5和7中，并且各自引入预混容器/反应器9中。如上所述，本发明方法的重要考虑是提供5相MOC水泥(即，基于活性成分，分别以5:1:13的摩尔比含有MgO:MgCl₂:H₂O的MOC)，其中的重要方面涉及起始材料的量和比例。在大规模操作中，通过如下方式实现该摩尔比：监测和控制用于在预混容器中形成水泥预混料的起始材料的量和比例，然后将其引入主混合机中以便与骨料和/或其它添加剂结合。

氯化镁

氯化镁起始起始材料为氯化镁的水混合物或溶液的形式。通常，该混合物(本文称为盐水)于水中含有约20重量％至约30重量％的氯化镁。

通过选择用于形成水泥预混料的起始材料的相对比例来控制实现5相MOC。根据本发明，氯化镁盐水提供三种反应成分中的两种，即水和氯化镁盐，而氧化镁提供另一种反应成分。实现5相MOC通常开始于在盐水中建立氯化镁和水的期望摩尔比。通常，制备氯化镁起始材料(即盐水)以提供约1:13的氯化镁与水的摩尔比(基于活性成分)。通过监测氯化镁盐水、预混料等的性质并相应调节其组分的浓度来实现该摩尔比。根据最终产品的精确组成、固化条件等，所用水量可能存在一些变化。例如，虽然1:13是氯化镁与水的目标摩尔比，但可以存在过量的水，例如，相对于氯化镁，高达约10％摩尔过量的水。例如，氯化镁与水的摩尔比可以为约1:13至约1:14.2，或约1:13至约1:13.5。

特别地，监测和控制氯化镁盐水的密度以确保将正确且所需量的氯化镁和水输送到预混容器中。使用盐水补充罐(图2中所示的容器5)上的连续密度控制计来监测氯化镁的密度。

通常，可以使用目标密度作为氯化镁盐水溶液的期望摩尔比1:13的设定点。在各种实施方案中，目标盐水密度为至少约1.15g/mL(例如，至少约1.20g/mL、至少约1.25g/mL或至少约1.28g/mL)。通常，氯化镁盐水的密度为约1.15g/mL至约1.30g/mL，或约1.17g/mL至约1.30g/mL。为了使盐水密度更准确地对应于氯化镁盐水溶液的期望摩尔比，可以使用高纯氯化镁。

如果盐水密度偏离期望设定点，从而表明偏离了期望的氯化镁与水的摩尔比，则调节氯化镁和/或水的浓度。为了调节摩尔比，可以分别从容器1(氯化镁)和/或容器3(水)向氯化镁盐水容器5中添加额外的氯化镁和/或水，如图2所示。

通常，当密度高于目标值时，向盐水中添加额外的水。相反，如果目标密度低于目标值，则向盐水中添加额外的氯化镁。

额外氯化镁的源包括储备的氯化镁盐水和固体氯化镁薄片。在某些实施方案中，氯化镁源是纯氯化镁。用于盐水的额外水的来源包括普通补充水和回收的工艺水。

再次参考图2，容器3提供水以与氯化镁源1(例如，储备氯化镁溶液或固体氯化镁薄片)结合从而提供有待储存在容器5中的氯化镁盐水。在某些实施方案中，盐水的主导且通常主要来源是从合适来源(例如市政供水)获得的工艺水。在这些和某些其它实施方案中，可以从工艺中的其它处回收一部分盐水(即回收的工艺水)。

工艺水的回收点包括来自预混机的洗涤水、来自混合机的洗涤水以及用于清洁将混合物从混合机输送到固化炉的主线的洗涤水(如本文其它地方所述，未在图2中显示)。无论其回收点在哪里，回收的工艺水都可以经由合适的管道或导管(图2中未示出)从回收点转移到氯化镁盐水的水源(例如图2中的容器3)和/或转移到镁盐水容器(例如图2中的容器5)。通常，在与初始或新鲜的水源结合之前对回收的工艺水进行过滤。

单独地或与密度一起，还控制并维持氯化镁盐水的温度以提供期望组成的盐水。通过连接到盐水储存容器的温度传感器并且经由盐水流经的热交换器之后的流量计监测盐水的温度。如果需要，可以经由储存容器(日常供应罐)上的加热/冷却夹套或使用热交换器将热量(图2中未显示)引入或提取到盐水储存容器中。

通常，氯化镁盐水的温度保持在至少约20℃(约68℉)、至少约30℃(约86℉)或至少约40℃(约104℉)的温度。通常，氯化镁盐水的温度为约20℃(约68℉)至约60℃(约140℉)，或约30℃(约86℉)至约50℃(约122℉)。

考虑到随着时间推移发生腐蚀的可能性，氯化镁盐水通常储存在耐腐蚀的容器中。如上所述，该容器通常还配备有用于监测密度的传感器、温度传感器和用于调节氯化镁盐水温度的装置。

氧化镁

再次参考图2，氧化镁起始材料储存在容器7中，并且是粉末形式的颗粒，其氧化镁含量为至少约80重量％，或约80重量％至约98重量％，用于与来自容器5的氯化镁盐水在预混容器9中结合。在各种实施方案中，氧化镁具有通过Brunauer-Emmet t-Tel ler(BET)测量的5m²/g至150m²/g范围的表面积，并且平均颗粒尺寸范围为约0.3至约90微米，其中超过约90重量％的氧化镁颗粒小于或等于约40微米，通过筛分法测定。

典型地，在某些实施方案中，氧化镁的BET表面积为约10m²/g至约120m²/g、约10m²/g至约100m²/g、约10m²/g至约80m²/g、约10m²/g至约60m²/g、约10m²/g至约40m²/g、约20m²/g至约40m²/g、约20m²/g至约30m²/g、或约25m²/g至约30m²/g。在某些实施方案中，氧化镁起始材料的BET表面积为约5m²/g至约50m²/g。

如上所述，氯化镁盐水提供两种反应组分，而氧化镁提供第三种反应组分，其中氯化镁盐水含有氯化镁和水，基于活性成分，摩尔比分别为约1:13且通常为1:13。选择氧化镁与氯化镁盐水的混合比例，以实现具有5相MOC的MOC水泥(以及将水泥与其它添加剂或成分(例如骨料)结合时的MOC混凝土)。通常，将适当比例的氧化镁与盐水结合以提供这种5相材料。根据本发明，已发现以氯化镁组分作为形成5相材料的反应中的限制变量具有优点。这些优点包括，例如，减少可从水泥基材料中浸出的游离氯化物，从而减少可能锈蚀金属紧固件的可用游离氯化物。为了解决这个问题，利用超出所需的过量MgO以提供上面列出的精确的5:1:13摩尔比。

因此，所添加的氧化镁的比例通常适合于提供基于活性成分的MgO:MgCl₂:H₂O的摩尔比＞5:1:13。通常，向预混料中引入的过量氧化镁提供超过5:1:13的MgO摩尔比。例如，通常，提供的MgO摩尔比为至少约5.1:1:13，至少约5.2:1:13，或甚至为至少约5.3:1:13。换而言之，相对于提供5:1:13的总体摩尔比(基于重量或摩尔)所需的比例，MgO至少过量约2％，至少过量约4％，或至少过量约6％。

除了采用上述策略来提供具有期望组成、密度等的氯化镁盐水之外，还开发了过程控制策略以确保将适量的氧化镁引入预混机。

例如，如下所述，使用定量X射线衍射(XRD)的结果来确定成品MOC建筑材料(例如板材)的性能，并且在必要时可根据这些结果对预混料的制备进行调节。此外，成品板材的水分测试过程中发现的游离氯化物也可表明需要调节起始材料的比例。相对高的游离氯化物比例可能需要减少进入预混机的氯化镁量(通过稀释盐水或使用更少的盐水)或增加氧化镁的比例。

由于预混料各组分的相对比例对于确保预混料适合于形成5相MOC是重要的，因此需要采用策略来确认用于形成预混料的所有组分的期望比例。具体地，多次测量起始材料的量，通常根据双重冗余，如果可能的话，根据三重冗余。

例如，通常确定氧化镁起始材料和氯化镁起始材料的量，通常使用与相应储存容器相关的失重秤来确定干燥材料的移出质量(例如，图2中所示的含有氧化镁的容器7)，并确定液体组分的移出流速(例如，图2中所示的含有氯化镁盐水的容器5)。

对于预混料中使用的固体材料，通过失重原料秤来测量，也将该材料加入预称重料斗中，随后将其引入混合机。除这些量以外，监测预混容器中的预混料的量，通常使用与预混容器相联系的称重传感器连续进行监测。因此，通过如下方式以三重冗余来监测固体材料的量：确定从储存容器中移出的量，确定在引入预混容器之前通过预称重料斗的材料量，以及从引入预混容器的材料总重量减去氯化镁溶液的重量来差分测定固体的量。类似地，通过如下方式以双重冗余来确定液体材料的量：监测从储存容器中移出的液体材料的流速并监测引入预混容器的材料的总量/流速。

如上所述，本方法特别涉及输送反应的两种成分(水和氯化物)的氯化镁盐水，将其密度调节至适当的密度，使得当盐水被输送到预混容器时，它提供正确量的水和氯化镁盐。这是使用对盐水补充罐(即图2所示的容器5)的连续密度控制计来进行。该补充罐还控制氯化镁盐水在进入预混容器之前的温度。

通常，失重秤、预混容器和称重传感器配备有合适的设备、控制机械和仪表，以便比较起始材料和总预混料的量，并根据需要进行调节。通常，将这些量的总和与预混容器中的预混料的重量进行比较，并且连续进行这种比较，包括例如使用称重传感器连续测量预混容器中的预混料的重量。

通常，预混容器中的预混料的期望重量被确立为设定点。连续测定容器中的预混料的重量，并将其与设定点进行比较，如有必要，调节预混料的重量。例如，可以响应于预混料重量与设定点的偏差，通过调节从其储存容器中移出的氧化镁起始材料的重量和/或从其储存容器中移出的氯化镁盐水的重量来调节混合机中的预混料的重量。作为补充或作为替代，可以通过从预混容器中移出预混料来调节预混料的重量。

骨料和添加剂

通常，本发明的方法涉及将一种或多种骨料(通常为固体)和一种或多种添加剂(通常为液体)与水泥预混料结合。骨料或添加剂可以在其引入混合机之前与水泥预混料的组分结合，或者可独立于预混料组分结合骨料/添加剂，然后在主混合机中与水泥预混料结合。

再次参考图2，骨料材料储存在一个或多个容器中(例如，在图2中以10所示)。合适的骨料选自木纤维、珍珠岩、聚苯乙烯泡沫珠、碳纤维、玻璃纤维、聚合物纤维、天然纤维和碳酸钙粉末。这些组分通常由这些通用术语来指代，但可能具有一种或多种特定功能。例如，珍珠岩充当不易燃的轻质组分，木纤维用于改善延展性，添加纤维填料以改善强度(例如，侧向螺钉拉拔和螺钉拔穿)，发泡聚苯乙烯(EPS)充当轻质组分。

MOC建筑材料可包含任何或所有的各种组分，并表现出2022年8月3日提交的共同待审美国申请序列号17/817,313中所述的水泥基建筑材料的任何或所有的期望性能，该申请题为“CEMENTITIOUS CONSTRUCTION MATERIAL CONTAINING MAGNESIUM OXYCHLORIDECRYSTALS”，通过引用将其全部内容并入本文，用于所有相关目的。其中所述的水泥基建筑材料包括碳纤维。独立于其中所述的碳纤维或与其一起，本发明的MOC可以包括一种或多种如上所述的“骨料”，包括木材、珍珠岩、聚苯乙烯泡沫珠、玻璃纤维、聚合物纤维、天然纤维、碳酸钙或回收的氯氧化镁。这些组分中的任何或全部都可以加入到本发明的水泥基材料中。

还可以将其它合适的骨料(可称为增强材料)添加到水泥基材料中。增强材料的纳入比率可以为水泥基材料的约0.1重量％至约25重量％，或约0.1重量％至约15重量％。合适的增强材料可以是含二氧化硅的非织造或织造的垫、含碳氢化合物的非织造或织造的垫。

纤维增强材料还可以是含二氧化硅的截切纤维；含有汉麻的纤维；碳纤维束；截切碳纤维(通常或根据上面引用的共同待审美国申请)；截切烃纤维；以及它们的组合。典型以水泥基材料的小于约5％的比率纳入此类纤维材料。

水泥基建筑材料可以包括至少一种表面活性剂或聚合物，其被添加到无定形相中以降低骨料的孔隙率并防止无定形相进入骨料的孔隙中。

表面活性剂和聚合物可以是任何能降低水泥中所用骨料表面孔隙率的分子。

根据本发明，还发现将硅醇盐(s i l iconate)作为表面活性剂纳入到本发明的水泥基材料中是有利的。通常，硅醇盐是化学式R-S iO₃-M⁺的有机改性碱金属硅酸盐，其中R是有机结构部分，M是碱金属阳离子。在某些实施方案中，R可以是选自以下的有机结构部分：取代或未取代的烷基、烯基、环烷基、芳基、杂芳基、杂环或芳烷基。在一些实施方案中，M⁺可以选自锂、钠、钾、铷、铯和钫。在某些实施方案中，M⁺是钠或钾。

在本发明的某些实施方案中，硅醇盐为碱金属有机硅醇盐，例如碱金属烷基硅醇盐或碱金属苯基硅醇盐。例如，所述硅醇盐选自甲基硅醇钠、乙基硅醇钠、丙基硅醇钠、甲基硅醇钾、乙基硅醇钾、丙基硅醇钾、苯基硅醇钠、苄基硅醇钠、苯基硅醇钾、苄基硅醇钾及其组合。在某些实施方案中，所述硅醇盐选自甲基硅醇钠、乙基硅醇钠、甲基硅醇钾、乙基硅醇钾及其组合。在更进一步的实施方案中，所述硅醇盐可以选自三甲基硅醇钠或三甲基硅醇钾。在各种实施方案中，碱金属是硅醇钾(例如，甲基硅醇钾，SiO₃CH₃K₃)。

合适的硅醇盐的非限制性实例包括XIAMETER OFS-0777硅醇盐、XIAMETER OFS-0772硅醇盐(可从Dow S i l icones Corporat ion商购获得)及其混合物。

在各种实施方案中，硅醇盐与稳定材料一起纳入，但不纳入碳纤维。在其它实施方案中，硅醇盐与稳定材料和碳纤维一起纳入。通常，将硅醇盐与预混料一起加入到混合机中。

通常，依照上文关于纳入碳纤维和稳定材料所述的过程纳入硅醇盐。已观察到纳入硅醇盐在建筑材料的最终性能方面提供了优势。例如，已观察到硅醇盐的存在充当孔隙率/孔容积和/或密度改变组分。也就是说，已观察到与未纳入硅醇盐而制备的水泥基建筑材料相比，纳入硅醇盐组分提供了具有高孔隙率/孔容积和/或较低密度的最终水泥基建筑材料。有利的是，孔隙率/孔容积的增加和/或密度的降低不会伴随着含硅醇盐水泥基建筑材料的结构强度或性能特性的任何牺牲。硅醇盐存在的优点与纳入碳纤维无关，但有利的是，还可与纳入碳纤维的优点相结合。通常，硅醇盐作为经处理的碳纤维的一部分而被纳入。

还可以将添加剂(通常是起到一种或多种功能的液体)添加到MOC材料中。此类添加剂通常储存在一个或多个容器中(例如，图2中以11所示)，将这些材料从中移出并与预混料混合，然后引入混合机15。

一种这样的添加剂是碳酸钙，它充当不燃性矿物填充材料，并且可以以固体(例如粉末)形式纳入。

再次参考图2，可以将含磷稳定材料(例如磷酸和/或亚磷酸)从容器11引入预混料中。

一般而言，稳定材料包括亚磷酸(H₃PO₃)和/或磷酸(H₃PO₄)。合适的稳定材料包括含有至少约40重量％、至少约45重量％、约40重量％至约70重量％、或约40重量％至约65重量％的H₃PO₃浓缩物的水溶液。其它合适的稳定材料包括含有约40重量％至约90重量％或约50重量％至约80重量％的H₃PO₄浓缩物的水溶液。

通常，以基于水泥基材料最终总重量约0.1重量％至约10重量％的比例引入稳定材料，并且在水泥预混料从预混容器9转移到主混合机12之前不久引入水泥预混料中。

将稳定材料(即含磷化合物)添加到预混容器9中的液体混合物中之后，使液体悬浮液与稳定材料反应。通常，使液体悬浮液与稳定材料反应约1分钟至约10分钟的时间段，或约1分钟至约4分钟的时间段。

如本文所述，在水泥基材料的后续固化期间，形成氯氧化镁晶体。在该固化期间，含磷稳定材料被消耗到纳米分子饰面中，这会增加氯氧化镁晶体的表面积，通常增加约2％至约49％。固化的纳米分子饰面的纳米分子元素不溶于水，并且固化的纳米分子饰面保护氯氧化镁晶体免于降解。例如，已观察到固化的纳米分子饰面在约24小时至约56天的时间内保护所形成的水泥基材料的晶体在约20℃至约60℃的温度的水中不降解。

通常，使用与容纳要引入预混料的骨料的一个或多个容器相关联的失重秤来确定与预混料结合的骨料和添加剂的量。在向其中引入骨料之后，确定预混料的总量并将其与期望设定点进行比较。根据该比较的结果，可以通过向其中添加氧化镁起始材料、氯化镁盐水和/或一种或多种骨料来调节预混料的总量。

再次参考图2，必要时可以经由泵送设备将材料从预混容器9转移到主混合机12。例如，在高度受限的环境中，混合机布置在预混容器上方。作为替代，预混容器可以在竖向布置在混合机上方，并且可以在重力流(例如，通过倒入或倾倒)下将预混料引入混合机。

在将水泥预混料引入主混合机12之后，将混合物掺混适当的混合时间。混合时间通常为至少约两分钟，至少约五分钟，更通常为约两分钟至约八分钟。优选的混合时间可能根据掺混物和掺混的条件而变化，包括例如混合叶片的组成和设计、混合的速度以及预混料和混合物的组成。通常，混合机包括外壳；多个水平桨；以及用于移动桨的驱动器。

总体上，MOC混凝土的组分为氧化镁、氯化镁、水和骨料或其它添加剂。本发明的各个方面涉及连续监测和确定从其各自的储存容器中移出的这些组分的量以及它们的组合所提供的混合物的量。例如，在某些实施方案中，将从其各自的储存容器中移出的氧化镁和氯化镁的量的总和连续不断地与预混容器中的预混料的重量进行比较。此类方法还涉及连续监测从其各自储存容器中移出的氧化镁和氯化镁的量。如果需要，这些方法还包括任选地通过向预混料中添加氧化镁和/或氯化镁盐水来调节预混料的重量。该方法还包括确定这些个体组分的量，它们的结合混合物的量，将这些量与设定点进行比较，并根据需要进行调节。

该方法还要求以相同的方式监测和控制引入预混料中的骨料的比例。具体地，将预混料在预混机中混合持续混合时段，从而形成氯氧化镁混合物，其中该方法还包括连续监测预混机中的氯氧化镁混合物的量，并且任选地响应于从设定点的偏离通过向其中添加氧化镁、氯化镁和/或一种或多种骨料来调节混合物的重量。例如，此类方法通常涉及确定从其各自的储存容器中移出的骨料的量、监测骨料的个体量和总量、连续监测预混料的该总量、以及基于与期望设定点的比较对预混料的一种或多种组分进行调节。

此外，将预混料在预混机中混合持续混合时段，从而形成氯氧化镁混合物，其中该方法还包括连续监测混合机中的氯氧化镁混合物的量，并且任选地响应于从设定点的偏离通过向其中添加氧化镁、氯化镁和/或一种或多种骨料来调节混合物的重量。

连续运行

再次参考图2，在主混合机12之后，生产线包括容器15(例如，泥浆料斗)，容器15包括挤出机或与挤出机流体流动连通。湿混凝土混合物(即，包含骨料的氯氧化镁水泥混合物)穿过挤出机，并在支承体(例如，承载托盘或模具)上成形为用于板材生产的期望尺寸的平面物料，并被送到固化炉内的固化区。关于固化炉和其中包含的一个或多个固化区的详细信息在本文其它地方提供(例如，见图4-7)。

从混合机收集来自混合机的MOC混合物，并将其传递或输送至容器15。如本文所述，容器15可被称为容纳容器或泥浆料斗。尽管容器15可被称为容纳容器，但其功能不限于仅从混合机收集MOC混合物，而是还起到控制送到固化炉的混合物量的作用。容纳容器/泥浆料斗包括挤出机21或与挤出机21流体连通。在某些实施方案中，容纳容器/泥浆料斗和挤出机是单件设备，其中泥浆料斗接收MOC混合物并将该混合物传送到挤出机。

为了以商业规模提供合适的效率和生产率，结合本文所限定的本发明的一个或多个方面的生产方法作为连续方法进行。因此，该连续方法通常涉及在预混机中掺混粒状氧化镁起始材料和氯化镁溶液形式的氯化镁盐水起始材料，所述预混机包括用于混合起始材料的一个或多个桨叶；在预混机中将预混料混合持续混合时段，从而使起始材料发生反应并形成氯氧化镁水泥混合物；从预混机中移出氯氧化镁水泥混合物；将预混料输送至主混合机以便与骨料和/或添加剂结合，并在其中混合持续指定的混合时段以形成MOC混凝土混合物；将MOC混凝土混合物转移到泥浆料斗；将MOC混凝土混合物连续挤出成为具有期望尺寸的平面物料以便在支承体上的板材生产；以及将支承体上的挤出混凝土混合物连续输送到固化炉内的固化区中；并在炉内连续加热混合物，从而形成包含氯氧化镁晶体的水泥基建筑材料。预混料和MOC混凝土混合物的制备可以是分批的或连续的，以及分阶段并进行控制，使得当泥浆料斗排空时，可以使用额外的MOC混凝土混合物并将其转移到泥浆料斗中，以允许将混合物连续挤出到支承体上，并连续固化成形的MOC混凝土混合物以生产板材形式的包含氯氧化镁晶体的水泥基建筑材料。

再次参考图2，将混合物连续地输送到包括炉的固化区涉及容纳容器(泥浆料斗)15，以将混合物从容纳容器传送到固化区涉及将混凝土混合物从容纳容器转移到一个或多个支承体上，这通常包括将MOC混凝土混合物传送通过与泥浆料斗连接或直接流体流动连通的挤出机。因此，本发明的连续操作涉及将MOC混凝土混合物从容纳容器连续传送到固化炉，通常涉及将一部分MOC混凝土混合物从容纳容器连续转移穿过挤出机并到达一个或多个支承体(例如，承载托盘或模具)上。与现有技术相比，能够在减小的时段内(例如，少于约8小时、少于约6小时或约4小时)运行固化炉以提供商业化生产的能力是允许连续运行的重要特征。

本发明生产方法的连续运行的一个方面涉及容纳容器的运行。通常，容纳容器的容量超过混合机的容量。以这种方式，可以连续制备预混水泥，在混合机中与骨料混合以形成混凝土混合物，并收集在容纳容器中。同样，MOC混凝土混合物可以从容纳容器中连续地移出以便输送至炉，并收集成品板材。

在混合、在容纳容器中容纳以及穿过挤出机之后，用于固化以便形成最终结构材料的MOC混凝土材料被传送到用于沿生产线输送材料的装置。参考图3，来自图1的混合区的输出物被传送到输送装置30，其中一个或多个层可以与水泥基建筑材料结合。图3描绘了四个辊(32A-32D)，两个辊用于在建筑材料的每一侧施加层。然而，应当理解的是，根据本发明，在建筑材料任一侧上的许多层布置都是合适的。然而，通常向水泥基建筑材料上施加至少一层。在各种实施方案中，本发明涉及首先施加聚乙烯层，然后施加玻璃纤维层，在其上放置建筑材料，然后将玻璃纤维层施加到建筑材料上，随后将聚乙烯层施加到玻璃纤维层上。在其它实施方案中，本发明涉及首先施加聚丙烯层，接着施加玻璃纤维层，向其上放置建筑材料，然后将玻璃纤维层施加到建筑材料上，接着将聚丙烯层施加到玻璃纤维层上。在另外的实施方案中，本发明涉及首先施加聚酯层，然后施加玻璃纤维层，向其上放置建筑材料，然后将玻璃纤维层施加到建筑材料上，随后将聚酯层施加到玻璃纤维层上。在各种实施方案中，该水泥基建筑材料可以具有选自聚乙烯层、聚丙烯层或聚酯层中的至少一层。

在各种实施方案中，应当理解，水泥基层可以与单层结合，例如不需要任何粘合剂以便与水泥基材料形成整合层压材料的可渗透或不可渗透的膜。避免对粘合剂的需要在工艺效率、成本等方面提供了优势。

在各种实施方案中，建筑材料与三个独立层结合。第一层是聚乙烯(例如，非织造的聚乙烯)、聚丙烯、聚酯或它们的组合，该第一层可以直接与水泥基材料接触而不使用粘合剂，或者使用粘合剂固定到水泥基材料。在该层之后通常添加耐候性阻隔层。合适的耐候性阻隔层的特点可以是排斥液态水的，并且根据板材应用中的期望品质，其可以是水蒸气渗透性的或不渗透性的。在某些实施方案中，耐候性阻隔层包含聚乙烯、聚丙烯、聚酯或它们的组合。在该层之后并且形成外层，可以包括耐久层。耐久层可以是聚乙烯、聚丙烯、聚酯或它们的组合。不管材料层和MOC材料的精确布置如何，输送装置30都将材料传送到切片设备38，其产生MOC材料(加上任何附加层)的分立部分40。如图3所示，然后将每部分MOC材料40收集在支承体45上，并送至固化区(图3中标记为50)。

在其它实施方案中，通过如下方法制备板材形式的氯氧化镁水泥基建筑材料，该方法包括：制备湿氯氧化镁混合物；将湿氯氧化镁混合物成形为板材；以及使耐候性阻隔材料与湿氯氧化镁混合物接触，从而在板材的至少一个表面上形成耐候性阻隔层。在一些实施方案中，该方法可包括将湿氯氧化镁混合物直接沉积到耐候性阻隔材料上，并将湿氯氧化镁混合物成形为板材，从而在板材的底面上形成耐候性阻隔层。在其它实施方案中，耐候阻隔材料被布置成使得在板材的顶部形成耐候性阻隔层。

如上所述，回收的工艺水可用于形成氯化镁盐水。在各种实施方案中，该回收工艺水是沿着输送装置产生的，该输送装置用于将来自混合机和泥浆料斗的MOC混合物沿着生产线传送以添加一层或多层MOC从而提供其上具有MOC混凝土的支承体以供固化。

再次参考图1，来自混合区的输出料被引向成形步骤，在该步骤中MOC混凝土材料被成形为期望尺寸的平面物料，以便在多个支承体上产生板材，并切割成期望的长度。随后，将承载板材的支承体转移到固化炉内的一个或多个固化区以进行固化从而形成最终的水泥基建筑材料(例如，板材)。

在图1的成形步骤中，将容纳在一个或多个支承体上的MOC混凝土材料成形为用于固化的水泥基建筑材料(即，板材形状)。成形步骤可以包括使容纳在一个或多个支承体上的MOC混凝土材料实现期望尺寸所需的任何步骤。在某些实施方案中，成形步骤可以包括用于确保容纳在一个或多个支承体上的MOC混凝土材料的厚度一致的装置。例如，支承体可以沿着输送带传送，其中定型装置位于一定高度以便从支承体上刮掉多余的MOC混凝土材料从而实现MOC混凝土材料的期望厚度。可以使用辊子来设定期望厚度并提供MOC混凝土材料的相对均匀和平坦的主表面。在另外的实施方案中，支承体可以沿着输送带传送，该输送带包括位于支承体侧面的一个或多个定型装置。支承体侧面上的一个或多个定型装置可被配置为除去过多的MOC混凝土材料并实现MOC混凝土材料的期望宽度或长度。此外，某些实施方案可以包括用于将MOC混凝土材料切割成期望长度的切割装置。例如，支承体可以沿着输送带传送，其中锯子通过在MOC混凝土材料沿着输送带行进时在其前部和/或后部进行切割而将MOC混凝土材料切割成预定长度。

成形步骤可被配置为制备容纳在一个或多个支承体上的具有期望尺寸的MOC混凝土材料。这些尺寸可被选择为与可商购得到的胶合板、干墙壁和类似的常规建筑材料的尺寸相对应的尺寸相似。在其它实施方案中，选择尺寸使得在随后的固化和精加工之后，可以回收具有与可商购得到的胶合板、干墙壁和类似的常规建筑材料的尺寸相对应的尺寸的水泥基建筑材料。例如，MOC混凝土材料的长度范围可为约3英尺至约10英尺，宽度为约3英尺至约5英尺，厚度为至多1.5英寸。

制备MOC水泥基建筑材料的先前方法存在的一个问题是，无法以商业可行的规模连续运行。就单位建筑面积的产出而言，本发明的方法允许以商业可行的规模连续运行。尽管现在认为本文报道的各种策略有助于实现这种有利产出，但最重要的驱动因素是能够以比先前方法明显更短的固化时间运行。先前的商业化方法通常会将方法的固化部分的运行时间延长，这通常总共耗费几天或甚至几星期。本发明的方法能够以商业规模生产有效的板材，同时固化步骤的运行时间少于约8小时，或少于约6小时(例如，约4小时)。

如图4所示，输送机401传输MOC支承体403和405，其中支承体(任选地)旋转90度，从而分别沿着输送机410和411的通道进入固化区500。然而，应当理解，从固化以形成最终的MOC水泥的观点来看，支承体在进入固化区时的重新定向并不重要。这被描述为一种选择，其中可能存在空间方面的限制，或者生产线的整体占地面积需要进行这样的重新定向。

动态炉

参考描绘固化区500的图5，固化炉501包括第一区(I)、第二区(I I)和第三(I II)区。通常，在I区内，MOC混合物从其进入温度被加热到合适的固化温度，在I I区内，MOC混合物暴露于期望的固化温度并保持在期望的固化温度持续合适的固化时间，固化的MOC然后在I I I区中冷却。尽管出于描述目的将这三个区标识为不连续区，但它们并不物理分隔的，因此MOC混合物可能存在于多于一个区内，并且可能在存在于单个区或多于一个区内时经历一种或多种上述效应。

总体而言，材料穿过固化炉涉及连续移动，以便减少且优选避免可能由区内滞留热量所引起的材料不均匀加热的风险。这种滞留热量可能是由固化操作期间发生的放热事件引起的，这种事件的最大风险是在(I I)区中，混凝土材料的固化全部或基本上全部在这里发生。

在某些实施方案中，尽管希望固化炉各处温度大致恒定，但随着固化进行，固化MOC混合物的放热反应会提高板材的温度。在该实施方案中，固化区内的温度可能会随着材料穿过固化炉而升高。也就是说，第二区内的温度高于第一区内的温度，并且第三固化区内的温度高于第二固化区内的温度。

如上所述，第一固化区的主要目的是将混凝土混合物加热到期望的固化温度或非常接近期望的固化温度。如上所述，本发明的各种策略涉及预混料、其组分和第一固化区的温度之间的温度控制。通常，第一固化区内的温度低于约80℃(约180℉)，例如约65℃(约150℉)至约80℃(约180℉)。

在第二固化区内，水泥基材料暴露于导致水泥基材料固化的温度条件从而以形成MOC建筑材料。第二固化区内的温度通常低于约60℃(约140℉)，例如约60℃(约140℉)至约50℃(约120℉)。

第三固化区将固化的水泥基材料冷却至适合于处置的温度。第三固化区内的温度通常低于约48℃(约120℉)。

固化温度的限制是承载水泥基材料的支承体能够承受的温度。在某些实施方案中，维持固化温度低于约165℉、约160℉、约155℉、约150℉、约145℉或约140℉的最高温度。

固化-温度控制

如本文其它地方所详述，根据本发明，将形成的MOC混凝土混合物(即，包含进一步的添加剂诸如骨料的MOC水泥)引入包括固化炉和相关设备的固化区。此类设备可以包括例如温度传感器、湿度传感器、处理器等。

在引入固化炉之前，MOC混凝土混合物通常被容纳在容纳容器内并且通过容纳容器(例如，图2中的泥浆料斗15)传送。通常，重要的参数是从混合机中移出和/或在引入固化炉之前容纳在容纳容器中的MOC混凝土混合物与固化炉的初始温度(例如，固化炉的多个区中的第一区内的温度)之间的温差。

在某些实施方案中，固化炉包括多个固化区，其中每个固化区的热量和/或湿度可独立控制。可以例如通过位于每个固化区中的一个或多个固化空气入口和一个或更多个固化空气出口来控制所述多个固化区中的每个固化区的热量。在某些实施方案中，固化空气供应入口位于固化炉的表面上，该表面与对应的固化空气返回出口所在的表面相对。在一个实施方案中，各个固化区包括位于固化炉相对侧上的相应固化空气入口和固化空气出口之间的固化炉空间。

在一个实施方案中，其上具有板材的多个支承体或承载托盘可水平地支承在机架上并且彼此在竖向间隔开，使得没有支承体与另一个支承体接触。机架沿着从固化炉的进入口到固化炉的离开口的路径输送，沿该路径经过多个固化区。固化炉的各固化区包含的入口(和对应的出口)数量等于或大于机架上存在的带有板材的支承体的数量。

在某些实施方案中，当板材行进通过固化炉时，固化空气入口和出口的方向交替变化。这种配置允许在板材输送通过固化炉的固化区时固化空气不断流通并与板材接触。通过在一个或多个固化区之间使入口和出口方向交替变化，可以实现在给定固化区中的所有板材上几乎均匀的热量和湿度分布。

在一些实施方案中，对入口进行定位使得至少每个入口都直接指向固化炉内的基本上相同高程的机架上存在的板材。这种配置允许加热的固化空气接触固化机架的每块板材并在其周围流通。在这种配置中，对于给定的固化区，可以进一步控制机架的所有板材上的热量分布为基本均匀。

在另外的实施方案中，引入固化区中的固化空气的至少一部分源自于从下游固化区(即，位于固化炉的中点和/或靠近出口的固化区)提取的热量。氯氧化镁混合物的固化是放热过程。在某些实施方案中，可能期望从相应的固化区中提取释放热量。例如，如果固化区内的热量达到一定值，则容纳板材的支承体或者存在于固化炉内的其它材料可能开始熔化或降解。另外，如果一个或多个固化区过热并且在水作为固化过程的一部分发生反应之前允许水蒸发，则固化过程可能会受到负面影响。为了保持固化炉和其中各种部件(即，其上具有混凝土混合物的支承体)的完整性以及固化反应的化学计量比，在一些实施方案中，将一个或多个固化区中生成的释放热量的至少一部分传递到位于传递释放热量的一个或多个固化区的上游的一个或多个固化区。在这样的实施方案中，有利地使用所传递的释放热量来提供在上游固化区中输送通过固化炉的板材的氯氧化镁混合物固化期间形成氯氧化镁晶体所需活化能的至少一部分。通过向上游固化区提供释放热量，可降低该固化区的外部能量需求(例如，制备加热空气的气体燃烧器)。向上游固化区的释放热量(例如，加热的空气)的传递可以通过一个或多个固化空气入口引向上游固化区。

如图5所示，固化炉包括入口503、出口505和用于沿着从炉入口到炉出口的路径输送水泥基建筑材料的装置507。在沿着该路径行进期间，本发明的各个方面涉及监测、控制和/或调节固化炉内的温度，特别是特定固化区内的温度。

尽管图5中未显示，但是炉(特别是各个固化区)包括用于监测固化炉内温度的温度传感器。传感器与合适的控制器和处理器连接并通信，以维持和调节固化炉和各个区内的温度条件。

再次参考图5，炉510的外壳包括与入口连通的管道511、512和513，用于将热量引入炉的所述区。类似地，炉510的外壳包括与出口连通的管道515、516和517，用于从炉中移除热量，更具体地，从一个或多个固化区移除热量。

如本文其它地方所讨论的，氧化镁和氯化镁之间的反应是放热的。在本发明的某些实施方案/方面中，该方法包括回收反应的释放热量，从而避免过度加热、不均匀加热等，并且还允许回收和利用该热量来加热第一区中的混凝土材料。

本发明的方法、特别是固化方法的另一改进是每单位材料产量的能量使用降低。这种改进归因于多种特征，包括例如引入炉中的混合物的温度相对接近第一固化区的温度，在固化区各处的温度变化有限因此浪费较少，利用来自固化过程放热的热量，和/或所需的最高固化温度相对较低。

图6示出固化炉的另一个实施方案。图6描绘了包括两个并行运行的炉段的固化炉的实施方案的一个自上而下的视图。链式输送机(或“chainveys”)(未示出)沿着轨道901将包含其上具有板材的多个支承体的机架输送通过固化炉。包含其上具有板材的多个支承体的机架902显示为沿着轨道路径行进通过固化炉。例如，其上具有板材的多个支承体可以在机架上水平地支撑并且在竖向间隔开，其中没有支承体与其上具有板材的多个支承体中的另一个支承体接触。机架沿着从固化炉的进入口到固化炉的离开口的路径输送，沿该路径经过多个固化区。通过调节链式输送机的速度来控制其上支承板材的每个机架穿过固化炉所需的时间(停留时间)。

固化炉包括用于引入加热和/或加湿的固化空气的入口903，以及用于从炉中移除固化空气的出口904。每个入口和出口之间的空间可被表征为炉内的各个固化区。图6显示每个炉段中具有并行运行的11个固化区。

如图6所示，当板材沿着轨道行进穿过炉时，入口和出口的方向交替变化。在这种配置中，当板材被输送通过炉的固化区时，加热和/或加湿的固化空气不断流通并且与板材接触。这允许在给定固化区中的机架的所有板材上几乎均匀的热量和湿度分布。

如图6进一步所示，固化炉可在入口和/或出口处包括前庭905。在一个实施方案中，入口包括前庭905(ves t ibule)，该前庭具有两个不同的内门和外门。在运行中，沿着朝向固化炉进入口的路径输送机架，第一外门906打开并且机架进入前庭905，第一外门906关闭，第二内门907打开，并且机架行进离开前庭并且进入固化炉的第一固化区。类似地，固化炉可包括位于固化炉出口端的前庭905，该前庭具有内门和外门。例如，第一内门906打开，机架行进离开最终固化区并且进入前庭905，第一内门906关闭，第二外门907打开，机架行进离开前庭以进行最终处理。以这种方式运行(即在入口和/或出口处具有前庭)允许更大程度地控制固化区的温度和/或湿度。具体而言，可以使从第一固化区到外部环境的热量损失最小化，并在第一固化区内导致更均匀的温度和/或湿度分布。

图7描绘了图6的实施方案的附加视图。图7描绘了在机架902进入图6的固化炉时，包含其上具有板材的多个支承体910的机架902。如图6所示，平行轨道901将载有其上具有板材的多个支承体的机架输送通过固化炉。

当板材行进通过固化炉时，机架存在于一个或多个固化区中(即，在用于引入加热和/或加湿的固化空气的入口903和用于从炉中移除固化空气的出口904之间)。

图7示出了一个实施方案，其中对入口903进行定位使得至少每个入口都直接指向固化炉内的基本上相同高程的机架上存在的板材。固化炉的每个固化区包括若干入口(和相应的出口)，其数量等于机架902上存在的具有板材的支承体的数量。在这种配置中，对于给定的固化区，机架上所有板材的热量和湿度分布甚至可被进一步控制为基本均匀。尽管图7中描绘了仅一个固化区，但是将理解，固化炉的每个固化区中可以存在相同配置的入口。如图6所示，固化区内的入口位置(即左侧或右侧)可以交替，以进一步改善板材表面处的气流和热量和湿度分布。

通过从在固化炉内处在与板材基本上相同高度的入口引导加热和/或加湿的固化空气，可以确保加热和/或加湿的固化空气接触固化机架的每个板材并在其周围流通。以这种方式，可以在固化炉的离开口处获得更加均匀且一致的水泥基建筑材料。

图6和图7中未显示的是任选的加热空气再循环，从固化区下游(即右侧)到相对于板材行进穿过炉而言上游的不同上游固化区(即到左侧)。正如本文其它地方所讨论的，氯氧化镁混合物的固化是放热过程。然而，必须达到一定的活化能才开始结晶(即固化)过程。在本公开的一个实施方案中，将一个或多个固化区中生成的释放热量的至少一部分传递到位于由其传递放热的一个或多个固化区上游的一个或多个固化区。这种热量传递提供了在输送通过固化炉的板材的氯氧化镁混合物固化期间形成氯氧化镁晶体所需活化能的至少一部分。在一个实施方案中，通过使从一个或多个下游固化区的出口904排出的加热的固化空气再循环并通过上游固化区中的一个或更多个入口903将其引入，将释放热量传递到上游固化区。

在某些实施方案中，第一固化区(即，最靠近炉入口的固化区)内的温度不超过约165℉、不超过约160℉、不超过约155℉、不超过约150℉、不超过约145℉、不超过约140℉、不超过约135℉、不超过约130℉、不超过约125℉、不超过约120℉、不超过约115℉、不超过约110℉、不超过约105℉、或不超过约100℉。在其它实施方案中，第一固化区(即，最靠近炉入口的固化区)内的温度为约100℉至约165℉、约100℉至约160℉、约100℉至约155℉、约100℉至约150℉、约100℉至约145℉、约100℉至约140℉、约100℉至约135℉、约100℉至约130℉、约100℉至约125℉、约100℉至约120℉、约105℉至约120℉、或约110℉至约120℉。

在某些实施方案中，预混料温度和初始固化温度(即，第一固化区内的温度)可变化小于上述指定的量，并且在某些实施方案中，可能几乎相同。例如，在某些实施方案中，初始固化温度比MOC水泥预混料的温度高出不超过约20℃(约68℉)、不超过约10℃(约50℉)、不超过约5℃(约40℉)或不超过约2℃(约35℉)。在其它实施方案中，初始固化温度比MOC水泥预混料的温度高出约0℉至约65℉、约5℉至约65℉、约5℉至约60℉、约5℉至约55℉、约5℉至约50℉、约5℉至约45℉、约5℉至约40℉、约5℉至约35℉、约5℉至约30℉、约5℉至约25℉、约5℉至约20℉、约5℉至约15℉、或者约5℉至约10℉。

通常，第一固化区(即最靠近炉入口的固化区)内的温度比引入容纳容器中的氯氧化镁混合物的温度高出不超过约20℃(约68℉)、不超过约10℃(约50℉)、不超过约5℃(约40℉)、或不超过约2℃(约35℉)。在其它实施方案中，第一固化区内的温度比引入容纳容器中的氯氧化镁混合物的温度高出约0℉至约65℉、约5℉至约65℉、约5℉至约60℉、约5℉至约55℉、约5℉至约50℉、约5℉至约45℉、约5℉至约40℉、约5℉至约35℉、约5℉至约30℉、约5℉至约25℉、约5℉至约20℉、约5℉至约15℉、或约5℉至约10℉。

作为补充或作为替代，第一固化区内的温度比从混合机中移出的氯氧化镁混凝土混合物的温度高出不超过20℃(约68℉)、不超过约10℃(约50℉)、不超过约5℃(约40℉)、或者不超过约2℃(约35℉)。在其它实施方案中，第一固化区内的温度比从混合机中移出的氯氧化镁混凝土混合物的温度高出约0℉至约65℉、约5℉至约65℉、约5℉至约60℉、约5℉至约55℉、约5℉至约50℉、约5℉至约45℉、约5℉至约40℉、约5℉至约35℉、约5℉至约30℉、约5℉至约25℉、约5℉至约20℉、约5℉至约15℉、或约5℉至约10℉。

以任何上述方式的运行都能够在工艺效率方面提供优势，因为在固化炉中需要的加热更少，从而总体固化时间更少。倘若发生导致全部或部分生产线离线的工艺扰动，这些优势也与风险相关。如果关闭固化炉上游的生产线则在接近固化炉初始温度的水泥预混料和MOC混凝土混合物温度下的运行会导致混凝土在进入固化炉之前固化，并且接近固化炉初始温度的混凝土混合物继续加热从而形成类似混凝土的团块，但在放置于支承体上之前。这种情况可能导致显著的工艺停机时间，因此，温差通常保持在上述温度或接近上述温度(例如，约0℉至约65℉、约5℉至约65℉、约5℉至约60℉、约5℉至约55℉、约5℉至约50℉、约5℉至约45℉、约5℉至约40℉、约5℉至约35℉、约5℉至约30℉、约5℉至约25℉、约5℉至约20℉、约5℉至约15℉、或约5℉至约10℉)。

固化-湿度控制

再次参考图5，通常对固化炉500内的相对湿度进行监测和控制。固化期间的湿度/水分条件是非常重要的，以达到期望的5:1:13化学计量比，从而在最终的固化材料中提供期望的5相MOC。如果在固化反应期间没有保持足够比例的水分，则固化反应的最终产物可能含有不期望的3相MOC。

通常，固化炉内(例如，所述多个区中的一个或多个内)的环境的相对湿度为至少约40％、至少约45％或至少约50％。通常，当高于这些极限值中的任何一个时，固化炉环境的相对湿度小于约70％、小于约65％或小于约60％。

更具体地，通常对每个特定区内的水分/湿度条件进行监测和控制。例如，在某些条件下观察到第二固化区内的湿度下降。已观察到相对湿度下降10％或更多。虽然控制湿度条件以保持期望的5:1:13化学计量比，但固化期间的湿度限制降低是不合意的。因此，在本发明的某些方面，对固化炉内的水分/湿度曲线进行监测和调节，以便将条件维持在期望水平。使用合适的传感器、处理器进行这种监测和调节，并与固化炉相关联进行控制(图5中未显示)。

如上所述，可配置每个固化区的固化空气入口和出口以允许固化空气在板材输送穿过炉的固化区时连续流通并与板材接触。除了固化空气提供足够的热量(即能量)以实现固化过程所需的活化能之外，还可以合意地控制每个固化区内的湿度。如果相对湿度过低，则周围的空气可能会从板材中提取水分并对固化过程的化学作用(chemis try)产生负面影响。此外，所得固化板材可能不平整或不具备商业用途可接受的状态。如果相对湿度过高，则水分可能从周围的空气中吸收到板材中，从而产生Mg(OH)₂并且不利影响固化过程的化学作用。

在某些实施方案中，通过将加湿的空气引入固化空气来控制固化区内的湿度。可以通过任何传统方法产生加湿的空气。例如，在一个实施方案中，水被雾化以产生加湿的空气。在某些实施方案中，加湿的空气是加湿的环境空气。也就是说，与固化炉外的环境空气相比，加湿的空气具有增加的湿度。在固化空气通过入口进入固化区之前，加湿的空气可以与固化空气合并。在一些实施方案中，通过固化区的每个入口引导的固化空气包括加湿的空气。在其它实施方案中，仅有通过固化区的一些入口引导的固化空气才包含加湿的空气。例如，在包括10个固化空气入口的固化区中，在某些实施方案中，固化空气入口中的仅9个、仅8个、仅7个、仅6个、仅5个、仅4个、仅3个、仅2个或仅1个可引入包含加湿空气的固化空气。

如上所述，在某些实施方案中，可能期望从相应的固化区中提取释放热量。例如，可能希望提取一个或多个固化区中产生的释放热量的一部分，并将所述热量(即，加热的空气)传递到位于传递出释放热量的一个或多个固化区上游的一个或多个固化区。在各种实施方案中，加湿的空气可与该传递的加热空气结合，以形成通过固化空气入口引入的固化空气的至少一部分。例如，可以将水雾化，与传递出释放热量的一个或多个固化区传递的加热空气合并，并且通过一个或多个固化空气入口引入上游固化区。

板材处置/包装

再次参考图1，固化的板材(通常在支承体上并且每一侧上具有一个或多个层)离开固化区15并被输送至板材处置区20。从固化区回收的在支承体上的板材沿着输送装置行进，在这里将支承体从板材移除。通常通过抽吸来移除支承体，然后收取、清洁和再循环以供再次使用。具有缺陷或者无法通过清洁移除MOC的支承体要么被返回以进一步清洁(通常是人工清洁)，要么如果缺陷过大而无法保证修复，则将其丢弃。

然后对从支承体收取的板材进行品质控制分析，包括对板材进行计算机控制的目视检查。检查板材的以下特性：长度、宽度、厚度、表面粗糙度和整体表面缺陷。通常，品质检查涉及利用高速摄像机进行自动视觉品质检查。计算机控制的视觉检查是由通过合适的处理器和控制器控制的算法来控制。在本发明的某些方面，检查算法包括了实验室生成的数据作为输入。

通过品质检查的板材可被切割或以其它方式确定尺寸，并堆放在机架上。在某些实施方案中，可以由机器人堆叠最终板材。

最终板材通过品质检查并被堆放之后，将板材放到载货盘(pa l let)上。然后用保护套覆盖堆叠板材的载货盘，然后使用张力带将其固定到位。这些最后步骤通常是人工完成的。

不满足品质控制标准的板材可以被重新利用以最大程度地减少浪费。例如，在生产过程的其它地方，不合格板材可被研磨成用过的填料。为了进一步提高工艺效率，可以从工艺中的一个或多个点回收氧化镁粉末材料或细料。这些包括对原材料的灰尘收集和最终定尺寸的锯末(或细料)。回收时，可将细料引入氧化镁储存容器，或与其它骨料一起引入最终的湿混合物中。

板材特性

尽管可能采用其它形式(例如，砌块和其它预选形式)，但MOC建筑材料通常为板材形式。

如上所述，通常将一种或多种骨料或添加剂引入预混料和/或混合物中，所述预混料和/或混合物被引入混合机。在各种实施方案中，引入碳纤维作为添加剂。目前认为碳纤维的存在有助于本发明MOC板材的一种或多种强度特性。目前还认为，使用碳纤维会影响固化期间的MOC，这产生出乎预料的优点。已观察到，含有碳纤维的MOC的体积在固化期间增加。例如，已观察到，与固化之前的厚度相比，最终的MOC板材的厚度可增加至少约5％或至少约10％。目前认为，这种厚度/体积的增加是由与碳纤维关联和附着的MOC内的滞留空气提供的，这些空气在固化期间因温度升高而体积膨胀。具体而言，目前认为碳纤维表面的分散剂(促进纤维分散遍布MOC混合物)会吸引和截留膨胀的空气。来自截留空气的这种厚度/体积增加与任何重量增加无关，因此会提供密度降低。降低的密度，同时仍表现出期望的强度特性，在成本、处置、加工等方面具有显著优势。因此，根据本发明，与现有技术的板材相比，提供了具有改进的强度特性的MOC板材，并且对于较轻的板材已观察到这些改进，所述较轻的板材在安装期间和安装之后仍然提供期望和要求的性能。厚度/体积的增加也可能归因于混合物中表面活性剂(例如，硅醇盐)的存在及其对固化反应条件的作用。

通常，固化板材的密度为至少约0.5g/mL、至少约0.6g/mL或至少约0.7g/mL(例如，约0.5至约1.5g/mL或约0.6至约1.4g/mL)。

本发明板材的重要考虑因素是剥离强度，它是板材抵抗剪切载荷的量度。通常，本发明的板材表现出400磅/线性英尺(“plf”)至600plf的剥离强度，根据ASTM E72-13A(自2022年11月11日起生效)测定。下面详述的其它特征也可与剥离强度结合使用或单独使用，以确定是否已制备出有效的板材。根据本发明，在绝对和相比的基础上(即，每单位重量)，制备了表现出有效和有利的剥离强度以及其它性能的板材。

在某些实施方案中，水泥基材料(即，板材)可具有一种或多种以下特征：(i)含磷无定形层为约5重量％或更少、约4重量％或更少、约3重量％或更少、约2重量％或更少、约1重量％或更少、约0.5重量％或更少、或者约0.25重量％或更少，通过X射线衍射(XRD)测定；和/或(ii)在60℃温度的水中浸泡24小时后，通过X射线衍射测定，氯氧化镁晶体含量为约2重量％至约50重量％、约4重量％至约50重量％、约6重量％至约50重量％、约8重量％至约50重量％、约10重量％至约50重量％、约15重量％至约50重量％、约20重量％至约50重量％、约25重量％至约50重量％、约30重量％至约50重量％、约35重量％至约50重量％、或者约40重量％至约50重量％；和/或(iii)BET表面积为约20m²/g至约30m²/g、约22m²/g至约30m²/g、约24m²/g至约30m²/g，约26m²/g至约30m²/g、或者约28m²/g至30m²/g。通常，该水泥基材料基本上不含磷酸镁。

本发明板材的弯曲强度通常为至少约5MPa、至少约6MPa、至少约10MPa或至少约16MPa。该板材通常表现出适合于建筑应用的比(即，基于每单位密度)弯曲强度。比弯曲强度通常为至少约6MPa/(g/cm³)、至少约10MPa/(g/cm³)、至少约15MPa/(g/cm³)或至少约20MPa/(g/cm³)。

通过本发明的方法制备的板材的侧向螺钉拉拔厚度通常为至少约150lbf/英寸、至少约200lbf/英寸、至少约250lbf/英寸、至少约300lbf/英寸、至少约350lbf/英寸、至少约400lbf/英寸、至少约450lbf/英寸、至少约500lbf/英寸、至少约550lbf/英寸或至少约600lbf/英寸。该板材通常还表现出以下的比侧向螺钉拉拔厚度：至少约150lbf/in/(g/cm³)，至少约200lbf/in/(g/cm³)，至少约250lbf/in/(g/cm³)，至少约300lbf/in/(g/cm³)，至少约350lbf/in/(g/cm³)，至少约400lbf/in/(g/cm³)，至少约450lbf/in/(g/cm³)，至少约500lbf/in/(g/cm³)，至少约550lbf/in/(g/cm³)，至少约600lbf/in/(g/cm³)，至少约650lbf/in/(g/cm³)，至少约700lbf/in/(g/cm³)，至少约750lbf/in/(g/cm³)，或至少约800lbf/in/(g/cm³)。

通常，通过本发明的方法制备的板材表现出由无损伤所证实的冲击强度，通过落球(通常具有约532克的重量)冲击试验确定，使用12英寸的落差，按照ASTM D1037(自2021年11月11日起生效)测定。

通过本发明的方法制备的板材通常表现出至少约1800PSI的抗压强度(Fc)，或约1800PSI至约2200PSI的抗压强度(Fc)。

通常，通过本发明的方法制备的板材在至少约1250PSI的压力下或者在约1500PSI至约3000PSI的压力下表现出小于约2.5毫米(mm)(例如，小于1.3mm或小于约1mm)的压缩压痕深度，按照ASTM D2394测定。

通过本发明的方法制备的板材的钉头拔穿通常为至少约90磅力(“lbf”)，或约150lbf至约300lbf，按照ASTM D1037测定(自2021年11月11日起生效)。

通过本发明的方法制备的板材的螺钉拔穿通常为至少约175磅力(“lbf”)，或约175lbf至约350lbf，按照ASTM D1037测定(自2021年11月11日起生效)。

本发明板材的热线膨胀系数通常为小于约0.25％，或约0.01％至0.25％，按照ASTM E228(自2021年11月11日起生效)测定。

本发明板材的湿线膨胀系数通常为小于约0.25％，或约0.01％至0.25％，按照ASTM C1185(自2021年11月11日起生效)测定。

有利地，本发明的板材表现出水分稳定性，包括在约60℃的水中保持稳定约24小时至约56天，使用由克莱姆森大学化学工程系认证的温水稳定性测试。水分稳定性使得板材可用于温暖、潮湿和/或凉爽干燥的气候。此外，水分稳定性使得该板材特别适合于飓风多发的气候。

通过本发明的方法制备的板材有利地表现出相对低的金属腐蚀性，如通过AWPAE12-94紧固件腐蚀测试证明，以密耳/年量度，典型范围为5密耳/年至30密耳/年，且通常小于35密耳/年。

本发明的板材还是耐火性的。例如，本发明的板材满足ASTM E136的不易燃性要求(使用立式管式炉在750℃下评估材料可燃性的标准测试方法，如2012、2015和2018IBC模型规范中所定义的)。

通常，本发明的板材表现出约8至约30Perm的蒸汽渗透性。

在某些实施方案中，可将非渗透性膜整合到板材中，并且板材不表现出明显的蒸汽渗透性。

本发明的板材可以包括附着于和/或围绕MOC混凝土板材层的一个或多个层。例如，2021年8月3日提交的共同待审美国临时专利申请系列号63/228,872中描述了这样的多层板材，该申请的题目为“CEMENTITIOUS CONSTRUCTION MATERIAL CONTAINING MAGNESIUMOXYCHLORIDE CRYSTALS”，通过引用并入本文其它地方。

板材分析

除了视觉和物理检查外，还对成品板材进行分析以确定5相MOC的组分构成。

对成品板材进行定量X射线衍射(XRD)以确定最终MOC水泥/混凝土中存在的相。例如，XRD可用于确定最终MOC水泥基建筑材料(例如，板材)中存在的摩尔分子式为Mg₃(OH)₅Cl·4H₂O的5相氯氧化镁的比例。如本文其它地方所述，期望最终的MOC材料含有尽可能高比例的5相材料，通常为至少约65重量％、至少约70重量％、至少约72重量％、至少约74重量％、至少约76重量％、至少约78重量％、至少约80重量％、至少约82重量％、至少约84重量％、至少约86重量％、至少约88重量％、至少约90重量％，并且优选更高。

根据XRD分析的结果，可以对预混料的组成和其它条件进行调节。最终的MOC水泥/混凝土的成分相包括镁晶体以及无定形相水泥基材料。结晶相的主要取代者是包括具有5相组成的MOC的氯氧化镁晶体(即，摩尔比为5:1:13，基于活性成分)。其它成分可包括游离氯化物(例如Cl^-)、氧化镁(MgO)和氢氧化镁(即Mg(OH)₂)。

已发现氧化镁的纯度是重要考虑因素，或至少已被确定为产生5相MOC的标志。目前认为氧化镁的纯度由两个独立的参数定义，即对于与氯化镁的反应而言氧化镁的存在或可用性，以及可用的氯化镁是否确实与氯化镁有效反应。如上所述，XRD测量MOC中的5相材料的比例、MgO的比例和Mg(OH)₂的比例。成品中相对高的MgO比例表明在起始材料中MgO存在且可用，但是未与氯化镁反应形成5相材料。相对高的Mg(OH)₂比例表明MgO存在且可用于反应，但是未反应形成5相材料。目前认为，氧化镁起始材料的表面积是关于前者的重要因素，而就起始材料的氧化镁含量而言，总体纯度是关于后者的主要特征。

因此，根据MOC的其它相的比例来调节氧化镁源的纯度和表面积已被确定为增加5相MOC比例的一种方式。通常，氧化镁占氧化镁的至少约80重量％，或至少约90重量％。已经观察到MOC的纯度(即可用MgO和有效反应可用的MgO)与MgO的某些表面积之间的相关性。因此，在可能期望5相MOC比例增加的情况下，调节氧化镁起始材料的表面积可能是顺理成章的。例如，如上所述，合适的氧化镁BET表面积包括:约10m²/g至约120m²/g，约10m²/g至约100m²/g，约10m²/g至约80m²/g，约10m²/g至约60m²/g，约10m²/g至约40m²/g，约20m²/g至约40m²/g，约20m²/g至约30m²/g，或约25m²/g至约30m²/g。在某些实施方案中，氧化镁起始材料具有约5m²/g至约50m²/g的颗粒尺寸。

虽然在制备水泥预混料时可以考虑MgO源的表面积、纯度、颗粒尺寸等，但首要考虑因素是提供充足比例的MgO以提供5相MOC的期望摩尔比。因此，只要提供足够比例的MgO，在各种实施方案中，MgO源可能不会表现出本文提供的范围内的一种或多种性能。

如果固化期间板材的温度过高，板材及其支承体将会变形。作为补充或作为替代，结晶MOC可能形成不良，从而导致材料性能不佳。为了避免这种情况，在进入炉之前，对混合物的温度进行监测。如果需要调节该混合物(即泥浆)的温度，则可按照本文其它地方详述的方式调节氯化镁盐水的温度和/或密度。

此外，根据前述内容，起始材料和所得混合物的纯度可用于监测和/或控制固化操作。以商业规模运行工艺的重要考虑因素是限制固化操作的时间。已经观察到本发明方法的各种策略允许这样的操作(例如，控制起始材料的量、氯化镁的密度、从混合机输送到固化炉的可用混合物量等)。确立固化时间的一个方面是基于有关各种氧化镁起始材料的反应性所收集的历史数据。已经生成了将氧化镁起始材料纯度和表面积与实际反应时间进行比较的数据。在反应期间，监测所有组分的重量百分比，并确定最终MOC材料的实际摩尔比。根据最终材料的实际摩尔比，确定氧化镁起始材料的反应性，然后可将其与氧化镁起始材料的性质相关联，从而基于特定的运行条件来确定优选的起始材料。例如，可基于起始材料的性质来调节固化炉的时间和温度条件，以便在商业上可接受的固化时间内提供合适的产量。因此，在本发明的各个方面，控制氧化镁起始材料的组成，并基于历史数据相应地调节固化的时间和温度，以便实现商业上可接受的固化时间(例如，少于约6小时，或约4小时)和合适的产出量。例如，对于氧化镁起始材料的已知表面积和选定的固化时间(例如，6小时或4小时)，从基于历史数据的曲线来确定最高固化温度(例如，所选固化区中要达到的期望温度)。

生产率

如上所述，已经以商业规模生产MOC建筑材料和板材，只是在生产率、产品品质等方面还存在某些限制。尽管已经以商业规模生产出具有可接受性能的板材，但合适的生产运行通常耗费大的时段，例如超过24小时或者甚至超过2天。已经观察到本发明的方法能够以商业上有意义的生产速率和水平制备可接受的板材。这样的商业上有意义的生产率和水平是按照一个或多个下列参数来衡量的：(i)生产的时间，(ii)生产率和/或产量，和/或(iii)生产品质。特别地，本发明的方法能够以连续方式进行，从而允许生产率和生产水平的显著改善。在某些实施方案中，从将氯氧化镁混凝土混合物成形为多个支承体上的多个板材、经过固化并回收最终的氯氧化镁水泥基建筑材料的过程可以连续进行。在其它实施方案中，制备水泥预混料和氯氧化镁混凝土混合物的过程可以连续进行或者以分批操作进行，使得成形到固化和回收可以继续从而以连续模式运行。

通过本发明的方法实现的合适生产时间是小于约24小时、小于约18小时、小于约12小时、小于约8小时、小于约6小时、小于约4小时，或者甚至小于约2小时或小于约1小时。

进一步有利地，本文公开的生产方法可提供提高的生产率。例如，可提供以下的生产率：大于约20线性英尺/秒，大于约25线性英尺/秒，大于约30线性英尺/秒，大于约35线性英尺/秒，大于约40线性英尺/秒，大于约45线性英尺(ft)/秒，大于约50线性英尺/秒，或甚至大于约60线性英尺/秒。

在一些实施方案中，所制造的板材具有的尺寸对应于可商购得到的胶合板、干墙壁和类似的常规建筑材料的尺寸。例如，本发明的板材通常具有约3英尺至约10英尺的长度，约3英尺至约5英尺的宽度以及至多1.5英寸的厚度。一般来说，产量(output)以生产的线性英尺来衡量，但也可以基于单位时间内生产的板材的长度、宽度和厚度按体积产量来表示。

此外，本发明的生产方法提供了表现出任何或所有以下性能的MOC建筑材料，特别是以商业上期望的目标值的任何或所有以下性能：弯曲强度、比弯曲强度、冲击强度、抗压强度、压缩压痕、侧向拔钉、比侧向拔钉、钉头拔穿、线性膨胀、水稳定性、腐蚀性、阻燃性能和蒸汽渗透性。在各种实施方案中，本发明方法生产的MOC建筑材料表现出这些性能的商业期望值，在整个生产批次或分批中与商业期望的目标值之间的差异不超过约10％、不超过约5％、不超过约3％、不超过约2％或甚至不超过约1％。可根据每小时生产的板材数量、每小时生产的板材/建筑材料的总线性英尺数、和/或每小时生产的板材/建筑材料的总平方英尺数来定义生产批次或分批。

算法

所述的系统和方法包括生产MOC板材的自动化方法。具体地，这些自动化方法包括用于管理MOC板材生产的各个方面的算法和计算机实现的方法，包括本文所述的方面，例如且不限于(a)起始材料(或前体)的整合、收集和/或组装，(b)预混合，(c)混合，(d)固化，(e)MOC板材处置、切割和创建，以及(f)包装。

在一些实例中，使用计算装置执行这些步骤，该计算装置可以包括托管和/或执行各种应用程序所需的计算硬件、软件和基础设施。因此，该计算装置可以包括物理计算资源，例如处理器、储存装置、网络基础设施等。此外，在一些实施方案中，该计算装置可以包括用于建立和管理托管在该计算装置上的硬件虚拟化(例如，虚拟机的创建和管理)的软件和/或固件。在一些实施方案中，计算装置可以容纳在数据中心内。在一些实施方案中，该计算装置可以包括在本文所述的机器内，或者由本文所述的机器操作，或者与本文所述的机器结合使用，或者可以由另一实体提供。在一些实例中，该计算装置可以与用于整合、收集和/或组装、预混合、混合、固化、MOC板材处置和包装的设备网络通信。在一些这样的实例中，该计算装置可位于各种不同的地理位置。在其它实例中，使用预先编程的处理器、印刷电路板(“PCB”)或等效逻辑电路执行这些步骤，并用于直接或间接地控制上述设备用以整合、收集和/或组装、预混合、混合、固化、MOC板材处置和包装。

在一个示例实施方案中，所述步骤包括图7和图8所示的过程，从步骤(a)-(c)(即，整合、收集和/或组装、预混合和混合)。更具体地，图7描绘了(a)-(c)的过程600，从启动泵605以填充MgCl₂储罐的步骤开始。在该示例实施方案中，启动泵605开始于从一个或多个储罐选项中选择601合适的MgCl₂储罐(使用合适的界面或预先配置的设定)，并结束于停止609泵。当用于供应MgCl₂的源(例如卡车或另一罐)为空时，或者当确定MgCl₂储罐要充满时，可以确定停止609泵。在示例实施方案中，该方法利用传感器，该传感器可以不同地识别和跟踪MgCl₂源，开始从所述源到MgCl₂储罐的泵送过程，并感测所述源或MgCl₂储罐的相对体积、重量、压力或其它状态。

过程600还包括启动615日常供应罐。在示例实施方案中，启动日常供应罐615开始于从一个或多个储罐选项中选择611合适的MgCl₂储罐(使用合适的界面或预先配置的设定)，并继续以下步骤：将MgCl₂ 616添加到日常供应罐，将水617添加到日常供应罐(使用任何水，包括公共/城市/市政用水、储罐水、再生水或任何其它合适的来源)，并根据本文所述的规范指示混合618日常供应罐以及加热619溶液。通常，氯化镁盐水的温度为至少约5℃(约40℉)、至少约10℃(约50℉)、至少约20℃(约65℉)或至少约30℃(约85℉)。通常，氯化镁盐水的温度为约5℃(约40℉)至约45℃(约110℉)，或约10℃(约50℉)至约40℃(约105℉)。通常使用合适的搅拌器来混合水和氯化镁盐水源。如本文其它地方所详述，控制并维持氯化镁盐水的密度和温度以提供期望组成的盐水(即氯化镁和水的摩尔比)。通过连接到盐水储存容器的温度传感器监测所述盐水的温度，并且如果需要，可以将热量引入盐水储存容器中。

过程600还包括启动625干料输送。在示例实施方案中，启动625干料输送包括暂存(s taging)材料621。暂存材料621可以包括暂存珍珠岩、木粉和发泡聚苯乙烯(“EPS”)散装袋，以及任何其它干成分。启动625干料输送还包括：在预称重料斗中称取626材料，使用链式输送机(或“chainveys”)输送627干材料，以及在缓冲料斗中暂存628干材料。

过程600还包括启动635预混合过程。在示例实施方案中，启动635预混合过程包括从来源(例如，散装袋)开始暂存631氧化镁(MgO)和碳酸钙，并继续进入预混合过程，该预混合过程包括使氧化镁和碳酸钙进入第一预混罐637(例如，预混罐1)。在一些实施方案中，可以省略碳酸钙。过程600进一步使氧化镁和碳酸钙被输送和预称重639，与此同时使氯化镁(MgCl₂)添加641到第一预混罐中。(在一些实例中，添加641氯化镁会驱使或导致向日常供应罐添加616MgCl₂。过程600还使第一搅拌器启动643以混合第一预混罐中的成分，并且根据需要向第一预混罐中添加包括氧化镁和碳酸钙在内的附加成分645。(在一些实例中，当添加附加成分645时，过程600重复步骤639和/或步骤641以输送和预称重所添加的成分，并进一步将氯化镁添加到第一预混罐中)。过程600还引起第一预混罐的混合647和向第一预混罐进一步添加649磷酸以及第一预混罐的进一步混合651。

处理器600进一步包括启动675主混合机过程。启动675主混合机过程进一步包括干材料添加677，使第一搅拌器启动679，以及预混料添加681。在一些实例中，干材料添加677驱使称重626。在一些实例中，预混料添加681用于驱动步骤637并向第一预混罐提供预混料。启动675还包括添加683水和添加685硅醇盐。启动675还包括混合687主混合机和将泥浆倾倒689在泥浆料斗中。在一些实例中，倾倒689要求返回到干材料添加677。在进一步的实例中，干材料添加677包括返回称重626步骤。

图8反映了对于过程600的第一变化过程700，其中预混过程735使用第一和第二预混罐(与使用第一预混罐的预混过程635不同)。正如所示，在其它实例中，可以通过不同数量的罐、日常供应罐、预混罐、主罐和其它相关仪器来引入变化。

图8描绘了(a)-(c)的过程700，开始于启动泵705以填充MgCl₂储罐的步骤。在示例实施方案中，启动泵705开始于从一个或多个储罐选项中选择701合适的MgCl₂储罐(使用合适的界面或预先配置的设定)，并结束于停止709泵。当用于供应MgCl₂的源(例如，卡车或另一个罐)为空时，或者当确定MgCl₂储罐要充满时，可以确定停止709泵。在一个示例实施方案中，该方法利用传感器，所述传感器能够以各种方式识别和跟踪MgCl₂源，开始从所述源到MgCl₂储罐的泵送过程，并感测所述源或MgCl₂储罐的相对体积、重量、压力或其它状态。

过程700还包括启动715日常供应罐。在示例性实施方案中，启动日常供应罐715开始于从一个或多个储罐选项中选择711合适的MgCl₂储罐(使用合适的界面或预先配置的设定)，并继续以下步骤：将MgCl₂添加716到日常供应罐，将水717添加到日常供应罐(使用任何水，包括公共/城市/市政用水、储罐水、再生水或任何其它合适来源)，并根据本文所述的规范指示日常供应罐的混合718和溶液的加热719。通常，氯化镁盐水的温度为至少约5℃(约40℉)、至少约10℃(约50℉)、至少约20℃(约65℉)或至少约30℃(约85℉)。一般来说，氯化镁盐水的温度为约5℃(约40℉)至约60℃(140℉)、约5℃(约40℉)至约45℃(约115℉)、或约10℃(约50℉)至约40℃(约105℉)。通常使用合适的搅拌器来混合混合水和氯化镁盐水源。如本文其它地方所述的，控制并维持氯化镁盐水的密度和温度以提供期望组成的盐水(即氯化镁和水的化学计量比)。盐水的温度由连接到盐水储存容器的温度传感器监测，并且如果需要，可以将热量引入盐水储存容器中。

过程700还包括启动725干料输送。在示例实施方案中，启动725干料输送包括暂存起始材料721。暂存起始材料721可以包括暂存珍珠岩、木粉和发泡聚苯乙烯(“EPS”)散装袋，以及任何其它干成分。启动725干料输送还包括：在预称重料斗中称取726材料、使用链式输送机(或“chainveys”)输送727干材料，以及在缓冲料斗中暂存728干材料。

过程700还包括启动735预混合过程。在示例实施方案中，启动735预混合过程包括从自源(例如，散装袋)开始暂存731氧化镁(MgO)和碳酸钙，并继续进入预混合过程，该预混合过程包括使氧化镁和碳酸钙进入第一预混罐737(例如，预混罐1)。在一些实施方案中，可以不适用碳酸钙。过程700进一步使氧化镁和碳酸钙被输送和预称重739，与此同时使氯化镁(MgCl₂)添加741到第一预混罐中。(在一些实例中，添加741氯化镁驱使或导致向日常供应罐添加716MgCl₂。过程700还使第一搅拌器启动743以混合第一预混罐中的成分，并且根据需要向第一预混罐中添加包括氧化镁和碳酸钙在内的附加成分745。(在一些实例中，当添加附加成分745时，过程700重复步骤739和/或步骤741以输送和预称量所添加的成分，并进一步将氯化镁添加到第一预混罐中)。过程700还引起第一预混罐的混合747和向第一预混罐进一步添加749磷酸以及第一预混罐的进一步混合751。启动735还包括使用第二个预混罐(例如，预混罐2)。因此，启动735还包括继续进入预混过程，包括使氧化镁和碳酸钙进入第二预混罐753(例如，预混罐2)。过程700进一步使氧化镁和碳酸钙被输送和预称重755，与此同时使氯化镁(MgCl₂)添加757到第二预混罐中。在一些实例中，添加757氯化镁驱使或导致向日常供应罐添加716MgCl₂。过程700还使第二搅拌器启动759以混合第二预混罐中的成分，并且根据需要向第二预混罐中添加包括氧化镁和碳酸钙在内的附加成分761。(在一些实例中，当添加附加成分761时，过程700重复步骤755和/或步骤757以输送和预称量所添加的成分，并进一步将氯化镁添加到第二预混罐中)。过程700还引起第二预混罐的混合763和向第二预混罐进一步添加765磷酸以及第二预混罐的进一步混合767。

过程700进一步包括启动775主混合机过程。启动775主混合机过程进一步包括干材料添加777，使第一搅拌器启动779，以及预混料添加781。在一些实例中，干材料添加777驱使称重726。在一些实例中，预混料添加781用于驱动步骤(737)并向第一预混罐提供预混料。启动775还包括添加783水和添加785硅醇盐。启动775进一步包括混合787主混合机和将泥浆倾倒789在泥浆料斗中。在一些实例中，倾倒789要求返回到干材料添加777。在进一步的实例中，干材料添加777包括返回称重726步骤。

如上文和本文所述，使用自动控制来实现过程600和700，所述自动控制可以包括使用计算装置，该计算装置可以包括用于托管和/或执行各种应用程序所需的计算硬件、软件和基础设施。作为替代，可以使用PCB或适合于控制一台或多台机器的运行的其它元件来执行过程600和700。在示例实施方案中，过程600和700(及其变型)的所有或基本上所有步骤都是自动执行的，其中机械元件(例如，泵、罐、混合机、输送机、称重仪器、加热器、冷却器、水注入、化学品注入、搅拌和装载)的操作由控制这些机械部件的自动化工具来执行。

以类似方式，如本文所述，此类计算装置和类似元件可用于控制创建和制备MOC板材的方法和算法，包括例如动态炉的管理和控制。

因此，在至少一些实例中，实施所述方法的计算装置、处理器、PCB或其它元件与执行所述功能的元件通信，包括例如泵、罐、混合元件、输送元件、称重元件、加热元件、冷却元件、水注入元件、化学品注入元件、搅拌器和装载元件。

此外，根据本发明，可以存在用于整合、收集和/或组装起始材料的自动化方法，所述自动化方法包括算法和计算机实施的方法。可以按上文结合图7和图8中描述的过程的说明进行这些步骤(即，利用计算装置，该计算装置可包括用于托管和/或执行各种应用程序所需的计算硬件、软件和基础设施)。在示例实施方案中，这些步骤可能涉及确定一个或多个工艺条件，并基于这些条件选择适当的起始材料。例如，根据这些条件，可以选择特定的氧化镁起始材料，或者可以选择特定强度的氯化镁盐水。这些工艺条件包括例如氯化镁盐水的温度和/或密度、混合时间、固化温度等。在另一实施方案中，这些步骤可能涉及确认成品板材的一种或多种期望性能并选择适当的起始材料。期望的板材性能可以包括例如成品板材的MOC含量、弯曲强度等。

本发明的方法通过提供具有一致和/或增强的个体性能特征的MOC板材以及用于商业化制造具有这样的一致且增强的个体性能特征的MOC板材的改进系统和方法来满足本领域的需要。

图10提供了表示现有技术方法在板材生产期间的性能目标变化(图线801)以及本发明方法提供的变化(图805)的代表性图示。这些性能目标可包括弯曲强度或MOC功效。MOC功效可被定义为实际5相MOC含量除以预期(或目标)5相MOC含量的比率。由于所需的弯曲强度可能根据应用而变化，因此这些图线并不表示弯曲强度的精确数值或绝对数值，而是表示本方法和现有技术方法中观察到的弯曲强度的变化。板材生产可根据总加工时间和/或板材总产量来表征。总体而言，合适的性能目标包括弯曲强度和MOC功效(图10中的y轴)，可以用加工时间和/或板材产量(图10中的x轴)对其表征。

在生产批次的过程中，已观察到本发明方法提供的弯曲强度变化小于约10％、小于约5％、小于约3％、或甚至小于约1％。已观察到这样的弯曲强度变化的生产批次可以由1小时、2小时、3小时甚至4小时的加工时间定义。已观察到这样的弯曲强度有限变化的生产批次也可以按照每单位时间所生产的板材的总线性英尺来定义。例如，生产批次可以产生至少约20线性英尺/秒、至少约25线性英尺/秒、至少约30线性英尺/秒、至少约35线性英尺/秒、至少约40线性英尺/秒、至少约45线性英尺/秒、至少约50线性英尺/秒、或至少约60线性英尺/秒的板材。以这些速率生产并且在目标性能的这些变化范围内的板材可以表现出超过5MPa的弯曲强度。

可以使用本领域已知的合适方法来测量弯曲强度。作为替代，可以通过在线XRD测量板材以确定MOC的组成(例如，最终板材中的MOC含量的百分比)。已观察到MOC含量与弯曲强度相关，因此，该组成测量可以作为生产具有期望性能的板材的指标。

还观察到，在提供具有期望或目标MOC含量的板材方面，本发明的方法提供了有利的工艺效率。具体而言，通过对成品板材进行在线XRD测量，通常将最终水泥基板材的MOC含量的目标值设定为性能目标。目标MOC含量可根据具体应用而变化，但通常在成品板材的约70重量％至约80重量％之间(例如，约75重量％)。根据本发明的方法，通常以大于90％的总工艺效率提供目标MOC含量，且通常以约95％至约99％的工艺效率。95％的工艺效率表示生产的所有板材与目标MOC值的偏差不超过5％。例如，对于80wt％的目标MOC含量，95％的工艺效率将包括MOC含量为80％+/-5％(即76％至84％)的所有板材。

再次参考图10，性能目标的变化可归因于各种因素，包括：(i)原材料、处置等的固有变化；(ii)人为(操作员)错误；(iii)过程中的固有变化；以及(iv)实验室配方的固有变化。通常，性能目标的一些量的变化归因于由各个这些因素的组合。例如，已观察到现有技术方法提供的工艺效率通常为约60％，或可能略高，为约70％。通常，已观察到所列因素中的任何或全部因素造成从性能目标的5％以上(例如10％)的性能变化。除了如上所述的改善的总工艺效率(例如90％以上)之外，还观察到本发明的方法就上面列出的各个因素而言提供了改善的效率。例如，由这些因素中每一个造成的工艺效率变化典型各自小于5％，更典型地，对于这些因素中的任何或所有因素而言，工艺效率变化小于4％或甚至2％。在各种实施方案中，已观察到由工艺的固有变化和实验室配方的固有变化造成的工艺效率的变化显著低于现有技术方法中预期的那些变化(例如，小于5％，或甚至小于2％)。

实施方案：

实施方案1是一种制造水泥基建筑材料的方法，该方法包括：

提供包含氯化镁在水中的混合物的氯化镁盐水；

在预混机中将氯化镁盐水与氧化镁源结合，从而形成包含氧化镁和氯化镁的预混料；

将预混料输送至混合机；

在混合机中将预混料混合持续混合时段，从而形成氯氧化镁混合物；

将氯氧化镁混合物输送通过具有入口和出口并且包含多个加热区的固化炉，其中在所述输送期间，氯氧化镁混合物固化从而形成包含氯氧化镁晶体的水泥基建筑材料，其中：

氯化镁盐水的密度保持在约1.15g/mL至约1.30g/mL的目标值；和/或

氧化镁源具有5m²/g至约50m²/g的颗粒尺寸；和/或

包含氯氧化镁晶体的水泥基结构以至少约40线性英尺/小时的速率穿过固化炉的出口；和/或

连续监测所述多个加热区的每一个内的相对湿度，并且如果需要则任选地进行调节以便将湿度保持在期望范围内。

实施方案2是如实施方案1所述的方法，该方法还包括：

将所述氯氧化镁混合物引入容纳容器(泥浆料斗)中；

从所述容纳容器中移出氯氧化镁混合物，并将氯氧化镁混合物输送到一个或多个支承体上；以及

将具有氯氧化镁混合物的一个或多个支承体输送到固化炉中，其中所述多个加热区包括第一加热区，该第一加热区内的温度比引入容纳容器中的氯氧化镁混合物的温度高出不超过约50℃(约120℉)。

实施方案3是实施方案2的方法，其中第一加热区内的温度比引入容纳容器中的氯氧化镁混合物的温度高出不超过约20℃(约68℉)。

实施方案4是实施方案2的方法，其中第一加热区内的温度低于约80℃(约180℉)，或者为约80℃(约180℉)至约65℃(约150℉)。

实施方案5是实施方案2至4中任一项的方法，其中将氯氧化镁混合物输送到一个或多个支承体上包括使该混合物穿过挤出机。

实施方案6是实施方案1所述的方法，该方法还包括：

监测混合机中的氯氧化镁混合物的温度；

将混合机中的氯氧化镁混合物的温度与期望温度进行比较；以及

任选地调节预混料的温度。

实施方案7是实施方案6的方法，其中通过向氯化镁盐水中添加热量来调节预混料的温度。

实施方案8是实施方案6的方法，其中通过向氯化镁盐水中添加水和/或氯化镁来调节预混料的温度。

实施方案9是前述实施方案中任一项的方法，其中氯化镁盐水的温度为至少约5℃(约40℉)、至少约10℃(约50℉)、至少约20℃(约65℉)、至少约30℃(约85℉)、约5℃(约40℉)至约60℃(140℉)、约5℃(约40℉)至约45℃(约115℉)、或约10℃(约50℉)至约40℃(约105℉)。

实施方案10是前述实施方案中任一项的方法，其中氯化镁盐水的密度为至少约1.20g/mL、至少约1.25g/mL或至少约1.28g/mL。

实施方案11是实施方案10的方法，其中通过向其中添加热量、氯化镁和/或水将氯化镁盐水的密度保持在期望范围内。

实施方案12是前述实施方案中任一项的方法，其中根据氯氧化镁混合物的温度从期望温度的偏差来调节氯化镁盐水的密度。

实施方案13是实施方案12的方法，其中通过向氯化镁溶液中添加氯化镁和/或水来调节氯化镁溶液的密度。

实施方案14是前述实施方案中任一项的方法，其中氯化镁盐水储存在耐腐蚀和耐盐水的容器中。

实施方案15是前述实施方案中任一项的方法，其中氯化镁盐水含有化学计量比为约1:13或1:13的氯化镁和水。

实施方案16是前述实施方案中任一项的方法，其中预混料含有氧化镁(MgO)、氯化镁(MgCl₂)和水(H₂O)，其化学计量比分别为至少约5.1:1:13、至少约5.2:1:13或至少约5.3:1:13。

实施方案17是前述实施方案中任一项的方法，其中提供氯化镁盐水包括从储存容器中移出氯化镁盐水，并且将氧化镁源与氯化镁盐水结合包括从储存容器中移出氧化镁源，该方法还包括：

通过失重秤确定从储存容器中移出的氧化镁的量；

通过失重秤确定从储存容器中移出的氯化镁盐水的量；和

将这些量的总和与预混容器中的预混料的重量进行比较，其中使用测量所述预混容器中的预混料重量的称重传感器连续进行所述比较。

实施方案18是实施方案17的方法，其中将预混容器中的预混料重量与设定点进行比较，该方法还包括：根据预混料重量从设定点的偏差，任选性地调节从储存容器中移出的氧化镁的重量和/或从储存容器中移出的氯化镁盐水的重量。

实施方案19是前述实施方案中任一项的方法，该方法还包括：

从一个或多个骨料储存容器中移出一种或多种骨料；和

将所述一种或多种聚料引入混合机中。

实施方案20是实施方案19的方法，该方法还包括使用与每个骨料储存容器相关联的失重秤来确定从一个或多个骨料储存容器中移出的一种或多种骨料的量；

测定含有一种或多种骨料的混合物的重量；

将所述混合物的重量与设定点进行比较；和

任选地通过向其中添加氧化镁起始材料、氯化镁起始材料和/或一种或多种骨料来调节混合物的重量。

实施方案21是实施方案19或20的方法，其中所述一种或多种骨料选自碳纤维、木材、珍珠岩、泡沫珠、玻璃和碳酸钙粉末。

实施方案22是前述实施方案中任一项的方法，该方法还包括在预混料引入混合机之前将亚磷酸(H₃PO₃)和/或磷酸(H₃PO₄)引入预混料中。

实施方案23是一种用于制造水泥基建筑材料的方法，该方法包括：

提供包含氯化镁在水中的混合物的氯化镁盐水；

将所述预混料输送到混合机中；

将所述氯氧化镁混合物输送通过具有入口和出口并且包括多个加热区的固化炉，其中在所述输送期间，氯氧化镁混合物固化从而形成包含氯氧化镁晶体的水泥基建筑材料；

确定氧化镁起始材料的纯度和/或表面积；和

基于氧化镁起始材料的纯度和/或表面积选择固化炉的一个或多个固化条件，其中所述一个或多个固化条件选自：将氯氧化镁混合物输送通过固化炉的时间，一个或多个加热区内的温度，或它们的组合。

实施方案24是一种制造水泥基建筑材料的方法，该方法包括：

提供包含氯化镁在水中的混合物的氯化镁盐水；

将所述预混料输送到混合机中；

将所述氯氧化镁混合物输送通过具有入口和出口并且包括多个加热区的固化炉，其中在所述输送期间，氯氧化镁混合物固化从而形成包含氯氧化镁晶体(MOC)的水泥基建筑材料；

确定该水泥基建筑材料的组分，其中所述组分包括5相MOC、氧化镁(MgO)和氢氧化镁(Mg(OH)₂)；和

基于该水泥基建筑材料中的5-相MOC的比例来调节固化炉的一个或多个固化条件，其中所述一个或多个固化条件选自：将氯氧化镁混合物输送通过固化炉的时间，一个或多个加热区内的温度，或它们的组合。

实施方案25是一种制造水泥基建筑材料的方法，该方法包括：

提供包含氯化镁在水中的混合物的氯化镁盐水；

将所述预混料输送到混合机中；

确定氧化镁源的一种或多种性质，其中一种或更多种性质选自氧化镁含量、BET表面积或其组合；和

基于氧化镁源的一种或多种性质建立固化炉的一个或多个固化条件，其中所述一个或多个固化条件选自：将氯氧化镁混合物输送通过固化炉的时间，一个或多个加热区内的温度，或它们的组合。

实施方案26是一种制造水泥基建筑材料的方法，该方法包括：

从储存容器中移出颗粒状氧化镁并将其引入预混容器中；

从储存容器中移出氯化镁盐水并将其引入预混容器中；

在预混容器中将氧化镁和氯化镁盐水结合，从而形成包含氧化镁和氯化镁的预混料；

监测氯化镁盐水的密度；

将氯化镁盐水的密度与期望的设定点进行比较；以及

任选地根据从所述设定点的偏差来调节氯化镁盐水的密度，其中调节包括向氯化镁盐水中添加氯化镁和/或水。

实施方案27是一种制造水泥基建筑材料的连续方法，该方法包括：

将颗粒状氧化镁起始材料与氯化镁溶液形式的氯化镁起始材料连续掺混，从而形成包含氧化镁和氯化镁的预混料；

将所述预混料连续引入混合机中，所述混合机包含一个或多个桨叶用于混合预混料；

在混合机中将预混料连续混合持续混合时段，从而形成氯氧化镁混合物；

从混合机中连续地移出氯氧化镁混合物；

将所述混合物连续输送到具有多个加热区的炉中，所述多个加热区包括第一加热区、第二加热区和第三加热区；和

在炉内连续加热混合物，从而形成包含氯氧化镁晶体的水泥基建筑材料。

实施方案28是一种制造水泥基建筑材料的连续方法，该方法包括：

从储存容器中移出氧化镁起始材料并将其引入预混容器中；

从储存容器中移出氯化镁盐水并将其引入预混容器中；

在预混容器中将氧化镁起始材料和氯化镁盐水结合，从而形成包含氧化镁和氯化镁的预混料；

将预混料引入混合机中以混合预混料；

在混合机中混合预混料持续混合时段，从而形成氯氧化镁混合物；

从混合机中移出氯氧化镁混合物并将其引入容纳容器(泥浆料斗)；

将一个或多个部分的氯氧化镁混合物从容纳容器转移到一个或多个支承体上；

将其上具有氯氧化镁混合物的一个或多个支承体输送通过具有多个加热区的炉，从而固化氯氧化镁混合物并在一个或多个支承体上形成包含氯氧化镁晶体的水泥基建筑材料；以及

从一个或多个支承体回收一个或多个板材，其中：

从容纳容器中连续地移出氯氧化镁混合物，同时从一个或多个支承体回收板材，

实施方案29是实施方案28的方法，其中容纳容器的容量大于混合机的容量，并且采用容纳容器保持的氯氧化物混合物的比例超过混合机的容量，同时从一个或多个支承体回收板材。

实施方案30是一种制造水泥基建筑材料的连续方法，该方法包括：

从储存容器中移出氧化镁并将其引入预混容器中；

通过失重秤确定从储存容器中移出的氧化镁的量；

从储存容器中移出氯化镁盐水并将其引入预混容器中；

通过失重秤确定从储存容器中移出的氯化镁盐水的量；

对氧化镁和氯化镁的量的总和与预混容器中的预混料的重量进行连续比较，并且任选地通过向其中添加氧化镁和/或氯化镁盐水来调节预混料的重量；

将一种或多种骨料引入预混料中；

通过一个或多个失重秤来确定引入预混料中的一种或多种骨料的量；

将包含一种或多种骨料的预混料引入包含一个或多个桨叶的混合机中以混合预混料；以及

在混合机中混合预混料持续混合时段，从而形成氯氧化镁混合物，其中该方法还包括连续地监测混合机中的氯氧化镁混合物的量，并且任选地根据从所述设定点的偏差，通过向其中添加氧化镁、氯化镁和/或一种或多种骨料来调节混合物的重量。

实施方案31是一种制造水泥基建筑材料的方法，该方法包括：

将其上具有氯氧化镁混合物的一个或多个支承体引入固化炉中；和

固化所述氯氧化镁混合物，从而形成包含氯氧化镁晶体的水泥基建筑材料；其中：

所述炉包括入口、出口、用于沿着从入口到出口的路径输送支承体的装置、沿着从入口到出口的路径纵向布置的多个区、以及与所述炉流体连通的一个或多个管道，用于炉内的热量循环和/或向炉中引入热量；其中：

所述多个区包括第一区、第二区和第三加热区；以及

当支承体沿着从炉入口到炉出口的路径行进时发生氯氧化镁混合物的固化，支承体在沿所述路径行进期间处于恒定移动。

实施方案32是实施方案31的方法，其中第二区内的温度高于第一区内的温度，第三区内的温度高于第二区内的温度。

实施方案33是实施方案31或32的方法，其中该炉包括外壳，所述外壳具有一个或多个通风口和/或管道，用于从炉中移出热量和/或向炉中添加热量。

实施方案34是实施方案31至33中任一项的方法，其中所述炉还包含用于每个区的温度传感器和温度控制器。

实施方案35是实施方案31至34中任一项的方法，其中：

在第一区中将氯氧化镁混合物的温度加热到固化温度；

在第二区中，将氯氧化镁混合物的温度保持在固化温度持续固化时间，从而形成包含氯氧化镁晶体的水泥基建筑材料；和

水泥基建筑材料在到达炉的出口之前在第三区中被冷却。

实施方案36是实施方案35的方法，其中在固化温度下氧化镁和氯化镁之间的反应是放热的，从而在第二区内产生热量。

实施方案37是实施方案36的方法，该方法还要求回收在第二区内产生的热量，并将回收的热量引入第一区。

实施方案38是实施方案31至37中任一项的方法，其中每个区包含一个或多个传感器，用于监测温度并与设定温度进行比较，任选地通过向其引入热量或从其移除热量将每个区的温度调节到其期望范围内。

实施方案39是一种制造水泥基建筑材料的方法，该方法包括：

使氯氧化镁混合物固化，从而形成包含氯氧化镁晶体的水泥基建筑材料；其中：

所述炉包括入口、出口、用于沿着从入口到出口的路径输送支承体的装置、沿着从入口到出口的路径布置的多个区；其中：

沿着从入口到出口的路径，所述多个区包括第一区、第二区和第三区；以及

当支承体沿着从炉入口到炉出口的路径行进通过所述多个区时，发生氯氧化镁混合物的固化，其中所述多个区中的每个区内的相对湿度大于50％。

实施方案40是实施方案39的方法，该方法还要求连续监测所述多个区中的每个区的相对湿度，并且任选地根据从设定点的偏差来调节一个或多个区的湿度。

实施方案41是实施方案1至40中任一项所述的方法，其中所述水泥基建筑材料包括多个板材的生产批次，所述多个板材各自具有弯曲强度，并且其中该生产批次的弯曲强度相对于目标值的变化小于约10％、小于约5％、小于约3％或小于约1％。

实施方案42是实施方案41中所述的方法，其中该生产批次的弯曲强度的目标值为至少约5MPa。

实施方案43是实施方案41或42所述的方法，其中所述水泥基建筑材料包括多个板材的生产批次，所述多个板材各自的MOC含量在MOC含量的目标值的约5％以内。

实施方案44是实施方案43中所述的方法，其中所述多个板材各自的MOC含量的目标值是约70重量％至约80重量％。

实施方案45是实施方案41至44中任一项所述的方法，其中所述多个板材的生产批次是以至少约45线性英尺板材/秒的速率生产。

实施方案46是实施方案41至45中任一项所述的方法，其中在约1小时至约4小时的时段内生产所述生产批次。

实施方案47是一种用于制造水泥基建筑材料的方法，该方法包括：

(i)将颗粒状氧化镁和氯化镁盐水掺混，从而形成包含氧化镁和氯化镁的预混料；

(ii)将所述预混料引入混合机中；

(iii)将预混料在混合机中混合持续混合时段，从而形成氯氧化镁混合物；

(iv)从混合机中移出氯氧化镁混合物并将其引入容纳容器；

(v)将所述氯氧化镁混合物的一部分或多部分从所述容纳容器输送到一个或多个支承体上；和

(vi)将其上具有所述氯氧化镁混合物的一个或多个支承体输送通过炉，其中所述氯氧化镁混合物在所述炉内固化从而形成包含氯氧化镁晶体的水泥基建筑材料，以及

(vii)从所述炉中回收所述一个或多个支承体，并从所述一个或多个支承体移出所述水泥基建筑材料，以及

(viii)由从所述一个或多个支承体移出的所述建筑材料形成板材的生产批次，其中：

所述板材的生产批次包括多个板材，所述多个板材各自具有在弯曲强度目标值的约10％以内的弯曲强度。

实施方案48是实施方案47所述的方法，其中所述多个板材各自具有在弯曲强度目标值的约5％、约3％或约1％以内的弯曲强度。

实施方案49是实施方案47或48的方法，其中所述多个板材各自的弯曲强度的目标值是至少约5MPa。

实施方案50是一种制造水泥基建筑材料的方法，该方法包括：

(ii)将所述预混料引入混合机中；

(iii)在混合机中将预混料混合持续混合时段，从而形成氯氧化镁混合物；

(iv)从混合机中移出氯氧化镁混合物并将其引入容纳容器；

(vi)将其上具有所述氯氧化镁混合物的一个或多个支承体输送通过炉，其中氯氧化镁混合物在所述炉内固化从而形成包含氯氧化镁晶体的水泥基建筑材料，以及

所述板材的生产批次包括多个板材，所述多个板材各自具有在MOC含量目标值的约5％以内的MOC含量。

实施方案51是实施方案50中所述的方法，其中MOC含量的目标值在约60重量％至约80重量％之间。

实施方案52是实施方案47至51中任一项的方法，其中所述生产批次的板材是以如下速率形成：至少约45线性英尺板材/秒，至少约50线性英尺板材/秒，或至少约60线性英尺板材/秒。

实施方案53是实施方案47至52中任一项的方法，其中所述生产批次在约1小时至约4小时的生产时间内形成。

实施方案54是一种用于混合成分以制备MOC板材的计算机实施的方法，其中通过处理器执行所述方法，所述方法包括：

使第一泵将氯化镁从第一容器放入储罐中；

使第二泵将氯化镁从储罐移至日常供应罐；

使日常供应罐注入元件将水注入日常供应罐中，以便与氯化镁在其中混合；

使日常供应罐加热元件对日常供应罐中的水和氯化镁进行加热；

使日常供应罐混合元件对日常供应罐中的水和氯化镁进行混合；

使预混泵泵送氧化镁和碳酸钙的混合物以放入第一预混罐中；

使加热并混合的水和氯化镁从日常供应罐注入第一预混罐中；

使磷酸在第一预混罐中与氧化镁、碳酸钙、水和氯化镁混合；

使第一预混罐中的成分与一组干材料添加剂、水和硅醇盐一起放入主混合罐中；和

使混合机对混合罐中的成分进行混合以制备用于产生MOC板材的MOC基体。

实施方案55是一种包括指令的非暂时性机器可读介质，当由一个或多个处理器执行该指令时，使所述一个或多个处理器执行以下操作：

使第一泵将氯化镁从第一容器放入储罐中；

使第二泵将氯化镁从储罐移至日常供应罐；

实施方案56是实施方案1至53中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于密度为至少约0.5g/mL、至少约0.6g/mL、至少约0.7g/mL、约0.5至约1.5g/mL、或约0.6至约1.4g/mL。

实施方案57是实施方案1至53或56中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于，根据ASTM E72-13A测定，其剥离强度为400磅/线性英尺(“plf”)至600plf。

实施方案58是实施方案1至53、56或57中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于弯曲强度为至少约5MPa、至少约6MPa、至少约10MPa或至少约16MPa。

实施方案59是实施方案1至53或56至58中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于，比弯曲强度为至少约6MPa/(g/cm³)、至少约10MPa/(g/cm³)、至少约15MPa/(g/cm³)或至少约20MPa/(g/m³)。

实施方案60是实施方案1至53或56至59中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于侧向螺钉拉拔厚度为至少约150磅力/英寸、至少约200磅力/英寸、至少约250磅力/英寸、至少约300磅力/英寸、至少约350磅力/英寸、至少约400磅力/英寸、至少约450磅力/英寸、至少约500磅力/英寸、至少约550磅力/英寸或至少约600磅力/英寸。

实施方案61是实施方案1至53或56至60中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于比侧向螺钉拉拔厚度为至少约150lbf/in/(g/cm³)，至少约200lbf/in/(g/cm³)，至少约250lbf/in/(g/cm³)，至少约300lbf/in/(g/cm³)，至少约350lbf/in/(g/cm³)，至少约400lbf/in/(g/cm³)，至少约450lbf/in/(g/cm³)，至少约500lbf/in/(g/cm³)，至少约550lbf/in/(g/cm³)，至少约600lbf/in/(g/cm³)，至少约650lbf/in/(g/cm³)，至少约700lbf/in/(g/cm³)，至少约750lbf/in/(g/cm³)，或至少约800lbf/in/(g/cm³)。

实施方案62是实施方案1至53或56至61中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于通过落球(典型具有约532克的重量)冲击试验确定为无损伤所证实的冲击强度，使用12英寸的落差，按照ASTM D1037测定。

实施方案63是实施方案1至53或56至62中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于抗压强度(Fc)为至少约1800PSI，或抗压强度(Fc)为约1800PSI至约2200PSI。

实施方案64是实施方案1至53或56至63中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于在至少约1250PSI的压力下，或在约1500PSI至约3000PSI的压力条件下，压缩压痕深度小于约2.5毫米(mm)(例如，小于1.3mm或小于约1mm)，按照ASTM D2394测定。

实施方案65是实施方案1至53或56至64中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于钉头拔穿为至少约90磅力(“lbf”)，或约150lbf至约300lbf，按照ASTMD1037测定。

实施方案66是实施方案1至53或56至65中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于螺钉拔穿为至少约175磅力(“lbf”)或约175lbf至约350lbf，按照ASTMD1037测定。

实施方案67是实施方案1至53或56至66中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于热线性膨胀为小于约0.25％，或约0.01％至0.25％，按照ASTM E228测定。

实施方案68是实施方案1至53或56至67中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于湿线性膨胀为小于约0.25％，或约0.01％至0.25％，按照ASTM C1185测定。

实施方案69是实施方案1至53或56至68中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于由在约60℃的水中的稳定性持续约24小时至约56天所表现出的水分稳定性，使用克莱姆森大学化学工程系于2017年认证的温水稳定性测试。

实施方案70是实施方案1至53或56至69中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于，通过AWPAE12-94紧固件腐蚀测试证明，以密耳/年为量度的金属腐蚀性为5密耳/年至30密耳/年，或小于35密耳/年。

实施方案71是实施方案1至53或56至70中任一项的方法，其中所述建筑材料为板材，其中所述板材满足ASTM E136的不易燃性要求(使用立式管式炉在750℃下评估材料可燃性的标准测试方法，如2012、2015和2018IBC模型规范中所定义的)。

实施方案72是实施方案1至53或56至71中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于蒸汽渗透性为约8至约30Perm。

实施方案73是实施方案1至53或56至72中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于超过3.1的地震冲击抵抗性。

实施方案74是实施方案1至53或56至73中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于不包括尖峰的抗震等级或力位移曲线。

实施方案75是实施方案1至53或56至74中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于按照ASTM E72，在约2.5英寸的位移下保持至少约70％(至少70％)的强度。

实施方案76是实施方案1至53或56至75中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于通过落球(典型具有约532克的重量)冲击试验确定为无损伤所证实的冲击强度，使用12英寸的落差，按照ASTM D1037测定。

实施方案77是实施方案1至53或56至76中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于抗压强度(Fc)为至少约1800PSI，或抗压强度(Fc)为约1800PSI至约2200PSI。

实施方案78是实施方案1至53或56至77中任一项的方法，其中在至少约1250PSI的压力下，或在约1500PSI至约3000PSI的压力下，所述建筑材料表现出小于约2.5毫米(mm)的压缩压痕深度(例如，小于1.3mm或小于约1mm)，按照ASTM D2394测定。

实施方案79是实施方案1至53或56至78中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于钉头拔穿为至少约90磅力(“lbf”)，或约150lbf至约300lbf，按照ASTMD1037测定。

实施方案80是实施方案1至53或56至79中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于螺钉拔穿为至少约175磅力(“lbf”)或约175lbf至约350lbf，按照ASTMD1037测定。

实施方案81是实施方案1至53或56至80中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于热线性膨胀小于约0.25％，或约0.01％至0.25％，按照ASTM E228测定。

实施方案82是实施方案1至53或56至81中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于湿线性膨胀小于约0.25％，或约0.01％至0.25％，按照ASTM C1185测定。

实施方案83是实施方案1至53或56至82中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于由在约60℃的水中的稳定性持续约24小时至约56天所表现出的水分稳定性，使用克莱姆森大学化学工程系于2017年认证的温水稳定性测试。

实施方案84是实施方案1至53或56至83中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于，通过AWPAE12-94紧固件腐蚀测试证明，以密耳/年为量度的金属腐蚀性为5密耳/年至30密耳/年，或小于35密耳/年。

实施方案85是实施方案1至53或56至84中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其满足ASTM E136的不易燃性要求(使用立式管式炉在750℃下评价材料可燃性的标准测试方法，如2012、2015和2018IBC模型规范中所定义的)。

实施方案86是实施方案1至53或56至85中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于蒸汽渗透性为约8至约30Perm。

实施方案87是实施方案1至53或56至86中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于超过3.1的地震冲击抵抗性。

实施方案88是实施方案1至53或56至87中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于不包括尖峰的地震等级或力位移曲线。

实施方案89是实施方案1至53或56至88中任一项的方法，其中所述建筑材料是板材，其特征在于在约2.5英寸的位移下维持至少约70％(至少70％)的强度，依照ASTM E72。

实施方案90为水泥基建筑材料，其中所述建筑材料的特征在于一种或多种以下性能：

密度为至少约0.5g/mL、至少约0.6g/mL、至少约0.7g/mL、约0.5至约1.5g/mL、或约0.6至约1.4g/m；和/或

剥离强度为400磅/线性英尺(“plf”)至600plf，根据ASTM E72-13A测定；和/或

弯曲强度为至少约5MPa、至少约6MPa、至少约10MPa、或至少约16MPa；和/或

比弯曲强度为至少约6MPa/(g/cm³)、至少约10MPa/(g/cm³)、至少约15MPa/(g/cm³)、或至少约20MPa/(g/cm³)；和/或

侧向螺钉拉拔厚度为至少约150磅力/英寸、至少约200磅力/英寸、至少约250磅力/英寸、至少约300磅力/英寸、至少约350磅力/英寸、至少约400磅力/英寸、至少约450磅力/英寸、至少约500磅力/英寸、至少约550磅力/英寸、或至少约600磅力/英寸；和/或

比侧向螺钉拉拔厚度为至少约150lbf/in/(g/cm³)、至少约200lbf/in/(g/cm³)，至少约250lbf/in/(g/cm³)、至少约300lbf/in/(g/cm³)、至少约350lbf/in/(g/cm³)、至少约400lbf/in/(g/cm³)、至少约450lbf/in/(g/cm³)、至少约500lbf/in/(g/cm³)、至少约550lbf/in/(g/cm³)、至少约600lbf/in/(g/cm³)、至少约650lbf/in/(g/cm³)、至少约700lbf/in/(g/cm³)、至少约750lbf/in/(g/cm³)、或至少约800lbf/in/(g/cm³)；和/或

通过落球(典型具有约532克的重量)冲击试验确定为无损伤所证实的冲击强度，使用12英寸的落差，按照ASTM D1037测定；和/或

抗压强度(Fc)为至少约1800PSI，或抗压强度(Fc)为约1800PSI至约2200PSI；和/或

在至少约1250PSI的压力下或在约1500PSI至约3000PSI的压力下，压缩压痕深度小于约2.5毫米(mm)(例如，小于1.3mm或小于约1mm)，按照ASTM D2394测定；和/或

钉头拔穿为至少约90磅力(“lbf”)，或约150lbf至约300lbf，按照ASTM D1037测定；和/或

螺钉拔穿为至少约175磅力(“lbf”)，或约175lbf至约350lbf，按照ASTM D1037测定；和/或

热线性膨胀系数小于约0.25％，或约0.01％至0.25％，按照ASTM E228测定；和/或

湿线性膨胀系数小于约0.25％，或约0.01％至0.25％，按照ASTM C1185测定；和/或

由在约60℃的水中的稳定性持续约24小时至约56天所表现出的水分稳定性，使用克莱姆森大学化学工程系于2017年认证的温水稳定性测试；和/或

通过AWPAE12-94紧固件腐蚀测试证明，以密耳/年为量度的金属腐蚀性为5密耳/年至30密耳/年，或小于35密耳/年；和/或

满足ASTM E136的不易燃性要求(使用立式管式炉在750℃下评价材料可燃性的标准测试方法，如2012、2015和2018IBC模型规范中所定义的)；和/或

蒸汽渗透性为约8至约30Perm；和/或

超过3.1的地震冲击抵抗性；和/或

不包括尖峰的地震等级或力位移曲线；和/或

在约2.5英寸的位移下维持至少约70％(至少70％)的强度，依照ASTM E72。

实施方案91是实施方案90的水泥基建筑材料，其中所述建筑材料为板材。

已经详细描述了本发明，显然，在不脱离所附权利要求限定的本发明范围的情况下，可以进行改变和变化。

在介绍本发明的要素或其优选实施方案时，冠词“一(a)”、“一(an)”、“该(the)”和“所述(sa ide)”意图表示存在一个或多个该要素。术语“包含”、“包括”和“具有”意图是包括性的并且意味着可能存在除所列要素之外的其它要素。

鉴于上述，可以看出，本发明的几个目的得以实现，并获得了其它有利的结果。

由于在不脱离本发明范围的情况下可以对上述做出各种改变，因此，以上描述中包含的和附图中所示的所有内容应被解释为说明性的而非限制意义。

Claims

1.一种制造氯氧化镁水泥基建筑材料的方法，该方法包括：

在多个支承体上将氯氧化镁混凝土混合物成形为多个板材；

将其上具有板材的多个支承体输送通过固化炉，所述固化炉包括进入口、离开口和位于其间的多个固化区，其上具有板材的支承体被输送通过所述固化区，每个固化区具有一个或多个固化空气入口以及一个或多个固化空气出口，当板材被输送通过该区时固化空气通过所述入口和出口流通与板材接触，其中在板材被输送通过固化区时，板材的氯氧化镁混合物固化从而形成氯氧化镁晶体并在一个或多个固化区内产生释放热量；和

将在一个或多个固化区中生成的释放热量的至少一部分传递到位于由其传递释放热量的一个或多个固化区的上游的一个或多个固化区。

2.根据权利要求1所述的方法，其中将受所述多个固化区中的一个或多个固化区中的氯氧化镁混合物的固化期间生成的释放热量加热的固化空气从所述固化炉中提取并引入一个或者多个上游固化区中。

3.一种制造氯氧化镁水泥基建筑材料的方法，该方法包括：

在多个支承体上将氯氧化镁混凝土混合物成形为多个板材；

将其上具有板材的多个支承体输送通过固化炉，所述固化炉包括进入口、离开口和位于其间的多个固化区，其上具有板材的支承体被输送通过所述固化区，每个固化区具有一个或多个固化空气入口以及一个或多个固化空气出口，当板材被输送通过该区时固化空气通过所述入口和出口流通与板材接触，其中在板材被输送通过固化区时，板材的氯氧化镁混合物固化从而形成氯氧化镁晶体，并且控制每个板材穿过固化炉所需的时间以及固化空气的温度和湿度，使得离开固化炉的板材：

包含式Mg₃(OH)₅Cl·4H₂O的5相氯氧化镁，其浓度为至少约65重量％、至少约70重量％、至少约72重量％、至少约74重量％、至少约76重量％、至少约78重量％、至少约80重量％、至少约82重量％、至少约84重量％、至少约86重量％、至少约88重量％或至少约90重量％，通过X射线衍射(XRD)测定；和/或

表现出至少约5MPa、至少约6MPa、至少约10MPa或至少约16MPa的弯曲强度；和/或

至少约6MPa/(g/cm³)、至少约10MPa/(g/cm³)、至少约15MPa/(g/cm³)或至少约20MPa/(g/cm³)的比弯曲强度。

4.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括：

在预混机中将氯化镁盐水的源与氧化镁源混合并反应，从而形成氯氧化镁水泥预混料；

将氯氧化镁水泥预混料转移到混合机；以及

在混合机中将氯氧化镁水泥预混料与骨料混合，从而形成氯氧化镁混凝土混合物。

5.一种制造氯氧化镁水泥基建筑材料的方法，该方法包括：

将氯氧化镁水泥预混料转移到混合机；

在混合机中将氯氧化镁水泥预混料与骨料混合，从而形成氯氧化镁混凝土混合物；

将氯氧化镁混凝土混合物连续成形为具有期望尺寸的平面物料，以便在多个支承体上生产板材，并将所述平面物料切割成期望长度的板材；以及

将其上具有板材的支承体连续输送通过固化炉，所述固化炉包括进入口、离开口以及位于其间的多个固化区，其上具有板材的支承体被输送通过所述固化区，每个固化区具有一个或多个固化空气入口以及一个或多个固化空气出口，当板材被输送通过该区时固化空气通过所述入口和出口流通与板材接触，其中在板材被输送通过固化区时，板材的氯氧化镁混合物固化从而形成氯氧化镁晶体。

6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述固化空气包括环境空气。

7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述固化空气包括加湿的环境空气，以增加引入每个固化区的固化空气的湿度。

8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中使用外部热源来加热固化空气。

9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中控制氯化镁盐水的温度以调节输送到所述固化炉进入口附近的第一固化区中的成形氯氧化镁(混凝土)板材的温度。

10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在将所述氯氧化镁混合物成形为板材之前，将氯氧化镁混合物保留在容纳容器中，并且将氯氧化镁混合物成形为板材包括将所述混合物从容纳容器挤出到要纳入氯氧化镁水泥基建筑材料中并且由支承体承载的材料层上。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述固化炉的进入口附近的第一固化区内的温度比保留在容纳容器中的氯氧化镁混合物的温度高出不超过约50℃(约120℉)。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一固化区内的温度比保留在容纳容器中的氯氧化镁混合物的温度高不超过约20℃(约68℉)。

13.根据任一前述权利要求所述的方法，所述方法还包括：

监测预混器中形成的氯氧化镁混合物的温度；

将预混器中形成的氯氧化镁混合物的温度与期望温度进行比较；和

任选地调节氯氧化镁预混料的温度。

14.根据权利要求13所述的方法，其中通过向氯化镁盐水中添加热量或冷却氯化镁盐水来调节所述氯氧化镁预混料的温度。

15.根据权利要求13所述的方法，其中通过向氯化镁盐水中加入水和/或氯化镁来调节氯氧化镁预混料的温度。

16.根据任一前述权利要求所述的方法，其中氯化镁盐水的温度为至少约5℃(约40℉)、至少约10℃(约50℉)、至少约20℃(约65℉)、至少约30℃(约85℉)、约5℃(约40℉)至约60℃(140℉)、约5℃(约40℉)至约45℃(约115℉)、或约10℃(约50℉)至约40℃(约105℉)。

17.根据任一前述权利要求所述的方法，其中氯化镁盐水的密度为至少约1.20g/mL、至少约1.25g/mL或至少约1.28g/mL。

18.根据权利要求17所述的方法，其中通过向其中添加热量、氯化镁和/或水将氯化镁盐水的密度保持在期望范围内。

19.根据任一前述权利要求所述的方法，其中根据所述氯氧化镁混合物的温度从期望温度的偏差来调节氯化镁盐水的密度。

20.根据权利要求19所述的方法，其中通过向氯化镁盐水中添加氯化镁和/或水来调节氯化镁盐水的密度。

21.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述氯化镁盐水含有摩尔比为约1∶13的氯化镁和水。

22.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述预混料包含氧化镁(MgO)、氯化镁(MgCl₂)和水(H₂O)，基于活性成分，其摩尔比为至少约5.1∶1∶13、至少约5.2∶1∶13或至少约5.3∶1∶13。

23.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述骨料包含选自木纤维、珍珠岩、聚苯乙烯泡沫珠、碳纤维、玻璃纤维、聚合物纤维、天然纤维和碳酸钙粉末中的一种或多种材料。

24.根据任一前述权利要求所述的方法，该方法还包括将亚磷酸(H₃PO₃)和/或磷酸(H₃PO₄)引入氯氧化镁预混料中，随后将其转移到混合机。

25.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，在其上具有板材的多个支承体水平地支撑在机架上并且在竖向彼此间隔开，使得没有支承体与所述多个支承体中的另一个支承体接触；并且其中所述机架沿着从固化炉的进入口到固化炉的离开口的路径输送，沿该路径经过所述多个固化区。

26.根据权利要求25所述的方法，其中每个固化区中的至少一个固化空气入口被布置在与其上具有板材的每个支承体基本上相同的高程，使得当机架穿过固化区时，通过一个或多个固化空气入口引入的固化空气的至少一部分基本上平行于每个板材的水平表面。

27.根据任一前述权利要求所述的方法，其中：

氧化镁源具有约10m²/g至约120m²/g的BET表面积；和/或

固化从而形成包含氯氧化镁晶体的水泥基建筑材料的多个板材以如下速率穿过固化炉的离开口：大于约20线性英尺/秒，大于约25线性英尺/秒，大于约30线性英尺/秒，大于约35线性英尺/秒，大于约40线性英尺/秒，大于约45线性英尺/秒，大于约50线性英尺/秒，或甚至大于约60线性英尺/秒；和/或

连续监测多个固化区中的每一个固化区内的相对湿度，并且任选地根据需要进行调节以便将湿度保持在期望范围内。

28.一种用于混合成分以制备MOC板材的计算机实施的方法，其中所述方法由处理器执行，所述方法包括：

使第一泵将氯化镁从第一容器放入储罐中；

使第二泵将氯化镁从储罐移至日常供应罐；

29.一种包含指令的非暂时性机器可读介质，当由一个或多个处理器执行该指令时，使所述一个或多个处理器执行以下操作：

使第一泵将氯化镁从第一容器放入储罐中；

使第二泵将氯化镁从储罐移至日常供应罐；

30.一种氯氧化镁水泥基建筑材料，其中所述建筑材料的特征在于一种或多种以下性能：

密度为至少约0.5g/mL、至少约0.6g/mL、至少约0.7g/mL、约0.5至约1.5g/mL、或约0.6至约1.4g/mL；和/或

根据ASTM E72-13A测定的剥离强度为400磅/线性英尺(“plf”)至600plf；和/或

弯曲强度为至少约5MPa、至少约6MPa、至少约10MPa或至少约16MPa；和/或

比弯曲强度为至少约6MPa/(g/cm³)、至少约10MPa/(g/cm³)、至少约15MPa/(g/cm³)或至少约20MPa/(g/cm³)；和/或

侧向螺钉拉拔厚度为至少约150lbf/英寸、至少约200lbf/英寸、至少约250lbf/英寸、至少约300lbf/英寸、至少约350lbf/英寸、至少约400lbf/英寸、至少约450lbf/英寸、至少约500lbf/英寸、至少约550lbf/英寸、或至少约600lbf/英寸；和/或

比侧向螺钉拉拔厚度为至少约150lbf/in/(g/cm³)、至少约200lbf/in/(g/cm³)、至少约250lbf/in/(g/cm³)、至少约300lbf/in/(g/cm³)、至少约350lbf/in/(g/cm³)、至少约400lbf/in/(g/cm³)、至少约450lbf/in/(g/cm³)、至少约500lbf/in/(g/cm³)、至少约550lbf/in/(g/cm³)、至少约600lbf/in/(g/cm³)、至少约650lbf/in/(g/cm³)、至少约700lbf/in/(g/cm³)、至少约750lbf/in/(g/cm³)、或至少约800lbf/in/(g/cm³)；和/或

至少约1800PSI的抗压强度(Fc)，或约1800PSI至约2200PSI的抗压强度(Fc)；和/或

按照ASTM D2394测定，在至少约1250PSI的压力下，或在约1500PSI至约3000PSI的压力下，压缩压痕深度为小于约2.5毫米(mm)(例如，小于1.3mm或小于约1mm)；和/或

钉头拔穿为至少约90磅力(“lbf”)，或约150lbf至约300lbf，通过ASTM D1037测定；和/或

螺钉拔穿为至少约175磅力(“lbf”)，或约175lbf至约350lbf，通过ASTM D1037测定；和/或

热线性膨胀为小于约0.25％，或约0.01％至0.25％，通过ASTM E228测定；和/或

湿线性膨胀为小于约0.25％，或约0.01％至0.25％，通过ASTM C1185测定；和/或

蒸汽渗透性为约8至约30Perm；和/或

超过3.1的地震冲击抵抗性；和/或

不包括尖峰的地震等级或力位移曲线；和/或