專利名稱：結構護墻板的制作方法
背景技術：
本發明一般涉及在住宅和其它類型的輕型結構中應用于框架的護墻板。更具體地說，本發明涉及在其中建筑法規所要求的地區中能夠承受由大風和地震載荷施加的側向力的護墻板。這種通常稱作剪力墻或心墻的護墻板必須表明在確認試驗，如ASTM E72，中所顯示的抗剪強度。
如果考慮具有固定于框架的護墻板地簡單箱形結構，則能夠看到，作用在箱一側的強烈側向力(例如風壓)往往迫使該側壁承受該力以防矩形成為平行四邊形。不是所有的襯板護墻板(sheathing panel)都能夠抵抗這樣的力，它們也不是非常有彈性，并且一些將失效，特別是在護墻板固定到框架上的點處。在必須表明抗剪強度的場合，測量襯板護墻板以確定該護墻板在允許彎曲而不失效的范圍內能夠承受的載荷。
剪切等級(shear rating)一般基于三個相同的8×8英尺(2.44×2.44m)組件的測試，即固定到框架上的護墻板的測試。一個邊緣固定到位，同時把側向力施加到組件的自由端，直到不能再承受載荷并且組件失效。測量的剪切強度將依據在組件中使用的護墻板厚度和釘子的尺寸和間隔而變。例如，一種典型的組件，例如用8d釘(見下面的釘描述)固定到間隔16英寸(406.4mm)(在中心上)的名義尺寸為2×4英寸(50.8×101.6mm)的木立筋上的名義尺寸為1/2英寸(12.7mm)厚的膠合板，釘的間隔在周邊上釘為6英寸(152.4mm)而在周邊內為12英寸(304.8mm)，期望在失效發生之前表現出720lbs/ft(1072kg/m)的抗剪強度。(注意，測量強度將隨釘子的尺寸和間隔的變化而變化，如ASTM E72提供的那樣)。這種極限強度被一個安全系數減小，例如三的系數，以設定用于護墻板的設計抗剪強度。
在必須滿足剪切等級的地方使用的襯板護墻板通常是膠合板或定向條狀板(OSB)，所述板由粘結在一起的木塊構成。這些護墻板能提j供需要的剪切強度，但每一種都是可燃的并且當暴露于水中時是不耐用的。由水硬性水泥制成的護墻板耐水，但比木護墻板重得多，并且沒有足夠的剪切強度。相信目前沒有能提供必需的剪切強度、同時避免膠合板或OSB護墻板的缺陷的護墻板。
由于板的厚度影響其物理和機械性能，例如重量、載荷承受能力、擠壓強度等，所希望的性能隨板的厚度而改變。因而，名義厚度為0.5英寸(12.7mm)的剪切等級護墻板應該滿足所希望的性能包括如下
·護墻板在根據ASTM 661和美國膠合板協會(APA)測試方法S-1對在中心上16英寸(406.4mm)的跨度試驗時，在靜態加載下應該具有大于550lbs(250kg)的極限載荷能力，在沖擊加載下具有大于400lbs(182kg)的極限載荷能力以及在200lb(90.9kg)的靜態和沖擊加載下具有小于0.078英寸(1.98mm)的彎曲。
·使用上述釘子尺寸和間隔由ASTM E72測量的0.5英寸(12.7mm)厚護墻板的擠壓剪切強度，應該至少720lbs/ft(1072kg/m)。
·一塊4×8英尺、1/2英寸厚護墻板(1.22×2.44m、12.7mm厚)重量應該不大于99lbs(44.9kg)，并且最好不大于85lbs(38.6kg)。
·護墻板應該能夠用切割木材的圓形鋸切割。
·護墻板應該能夠用釘或螺釘固定到框架上。
·護墻板應該是可用機械加工的，從而在護墻板上制造出榫或槽邊緣。
·護墻板在暴露于水時應該是尺寸穩定的，即膨脹應該盡可能小，最好小于由ASTM C 1185測量的0.1％。
·護墻板不應該是生物可降解的，或者不受昆蟲或腐蝕的侵襲。
·護墻板應該具有用于外部拋光系統的可粘結基片。
·護墻板應該不可燃的，如由ASTM E136確定的那樣。
·在28天固化處理后，具有不大于65lb/ft3(1041kg/m3)干燥密度的0.5英寸(12.7mm)厚的護墻板在水中浸泡48小時之后的抗彎強度應該至少為1700psi(11.7MPa)，最好至少是2500psi(17.2MPa)，如由ASTM C 947測量的那樣。護墻板應該保持其干燥強度的至少75％。
顯然，膠合板和OSB護墻板滿足以上的一些性能特性，但不是全j部。因而，需要改進護墻板，使其能滿足在某些地方剪切等級的要求、并且通過提供非可燃性和耐水性超過當前使用的基于木材的護墻板能力。
現有技術的基于水硬性水泥的護墻板和結構，也不具有低密度、能釘釘和切割以使護墻板能用常規的木工工具切割或固定(用釘釘固或螺釘擰緊)的綜合性能。
本發明的護墻板一般可以描述為用玻璃纖維增強并且具有微球體添加劑的金氏水泥(gypsum-cement)成分，與水硬性水泥護墻板相比具有減小的重量。護墻板滿足以上列出的性能要求，并且可以與下面要討論的、包含類似組分但不能滿足所希望性能的其它成分區分開。
金氏水泥成分在美國專利Nos.5,685,903、5,858,083和5,958,131中一般地公開。在每個專利中，添加火山灰，在‘903和‘803專利中添加石英煙塵，及在‘131專利中添加變高嶺石。建議添加聚合物和纖維，但沒有描述滿足本發明要求的護墻板。
盡管玻璃纖維已經用來增強水泥，但業已知道隨時間的推移它們將失去強度，因為玻璃纖維受到固化水泥中存在的石灰的破壞。這可以通過涂敷玻璃纖維或通過使用專用抗堿玻璃補償到某種程度。業已提出增強水泥的其它纖維，如金屬纖維、木材或纖維素纖維、碳纖維、或聚合物纖維。
基于水泥的護墻板和結構也包含輕重量的玻璃、陶瓷和聚合物顆粒以便減小重量，但以減小強度為代價。業已提出其它的聚集體，但它們沒有輕重量顆粒的優點。
在美國專利No.4,379,729中，在護墻板中使用三層，打算用混凝土形式代替木材。最外兩層是玻璃纖維增強水泥，而中間層是包含空心球的水泥。盡管這樣的護墻板經受靜態加載，但不要求它們滿足風和地震載荷場合的建筑法規要求。
在俄羅斯專利No.SU1815462中，在制造管子而不是護墻板時也使用三層。同樣，外層由玻璃纖維增強水泥制成，而中間層包含玻璃纖維和玻璃球。
在美國專利No.4,259,824中，討論了厚模塊墻截面，而不是剪切等級護墻板。提出使用包括玻璃纖維的各種聚集體。
在美國專利No.5,154,874中，公開了包括紙纖維的石膏板。
在加拿大專利No.CA2,192,724中，討論了一種金氏水泥護墻板。該護墻板包含10至35％重量的木材或紙纖維，而不是玻璃纖維。類似地，在美國專利No.5,371,989中，公開了一種在外表面上有玻璃纖維墊的石膏板。
在國際公開的No.WO93/10972中，描述了一種內部護墻板，它包括用水泥包圍的且設置在發泡的水泥連續相中的低密度聚集體。該護墻板可以包括玻璃纖維。
在美國專利No.4,808,229中，提出了纖維素或玻璃纖維以代替在水泥護墻板中的石棉纖維。
在日本專利No.JP 62-238734A中公開了一種分層護墻板。在護墻板內使用微球體，而用碳或塑料纖維增強的水泥用在外表面上。
在美國專利No.4,504,320中，描述了一種包括飛灰煤胞(fly ashcenosphere)和石英煙灰的玻璃增強硅酸鹽水泥。
由以上討論顯然，使用纖維增強水泥，并且用包括玻璃、陶瓷和聚合物的微球體減小重量。其它例子在日本專利No.JP-2641707 B2、JP 53-034819、JP 54-013535及JP 94-096473 B2、瑞典專利No.SE8603488、及英國專利No.GB 1493203中找到。
盡管對增強水泥所做的所有努力，如上述各種專利和專利申請所指出的那樣，本發明者相信，在現有的護墻板中沒有一個能代替膠合板或OSB護墻板用在必須滿足法規要求的對剪切載荷的承受或具有類似處理特性，例如切割和釘釘。在如下討論中將表明，能制造一種金氏水泥護墻板，它能夠滿足或超過現在只有膠合板或OSB護墻板才可能達到的剪切載荷的。
本發明以如下三種方式之一實現對護墻板處理和可釘入性所要求的低密度和韌性(ductility)的組合
·使用均勻分布在貫穿護墻板整個厚度的輕重量陶瓷微球體。
·在貫穿護墻板整個厚度使用輕重量的陶瓷和聚合物微球體的混合物，作為一種選擇，調節在制造護墻板時使用的水量以提供類似于聚合物微球體或其組合的效果。
·形成一種包含至少一個外層的多層護墻板結構，該外層具有改進可釘入性和切割性。這是通過在制造外層時相對于護墻板芯部使用較高水對活性粉末(下面定義)的比率、或者通過在外層中相對于護墻板芯部加入相當相當大量輕重量聚合物微球體而提供的，而內部芯部與前面描述的護墻板相一致。
本發明概述
本發明的第一實施例是一種用抗堿玻璃纖維增強并包含陶瓷微球體的重量輕、尺寸穩定的護墻板。在該護墻板中，玻璃纖維和陶瓷微球體均勻地分布在包括活性粉末的固化含水混合物的整個連續相，該混合物包括硫酸鈣α半水化合物、水硬性水泥、石灰及活性火山灰。本發明的第二實施例是一種用抗堿玻璃纖維增強并包含微球體的重量輕、尺寸穩定的護墻板，這些微球體可以是陶瓷和聚合物微球體的混合物，均勻地分布在護墻板的全部厚度的整個連續相。作為一種選擇，可以增大水對活性粉末的比率以實現類似于添加聚合物微球體的效果，這些聚合物微球體可以全部或部分被代替。本發明的第三實施例是一種用抗堿玻璃纖維增強的使用多層結構的重量輕、尺寸穩定的護墻板，其中芯部具有一個或兩個外面層。在這個施例中，該外層(或諸層)在用玻璃纖維增強的第二連續相中加入相當大量的重量輕的聚合物微球體，該外層(或諸層)設置在具有均勻分布在整個連續相的陶瓷微球體或陶瓷和聚合物微球體混合物的芯部上，這種混合物可選擇地由水-活性粉末比率確定，并且用抗堿玻璃纖維增強。作為一種選擇，該外層(或諸層)可以用比護墻板芯部高的水對活性粉末的比率制成，以實現類似于添加聚合物微球體的效果，這些聚合物微球體可以全部或部分被代替。
在所有三個實施例中，當護墻板固定于框架上時，如在ASTM E72測試中提供的那樣，它能夠滿足或超過由建筑法規要求的剪切載荷，其中護墻板必須能夠承受大風或地震力。這些護墻板也可以用作結構底層地板或用作地板襯底。在這樣的用途中，護墻板最好采用錐形榫和槽接合。
在生產本發明第一實施例的護墻板時，陶瓷微球體用作輕重量填充劑。這些微球體均勻地分布在護墻板的整個厚度。在組分中，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％重量的硫酸鈣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)、陶瓷微球體及抗堿玻璃纖維，而濕成分是水和超塑化劑。干成分和濕成分結合以生產本發明第一實施例的護墻板。在干成分的總重量中，本發明的護墻板最好由約49至56％重量的活性粉末、35至42％重量的陶瓷微球體及7至12％重量的抗堿玻璃纖維構成。在寬廣范圍中，本發明的護墻板由根據總干成分的約35至58％重量的活性粉末、34至49％重量的陶瓷微球體及6至17％重量的抗堿玻璃纖維構成。添加到干成分中的水和超塑化劑的量對于任何特定制造工藝足以實現從加工考慮需要的所希望的砂漿流動性。對于水的典型添加率在活性粉末重量的35至60％之間(水對活性粉末0.35-0.6/1)，而對于超塑化劑的比率范圍在活性粉末重量的1至8％之間。玻璃纖維是具有約5至25微米直徑的單絲，典型地約10至15微米。單絲以幾種方式成束。在一種典型配置中，100股纖維結合成包含約50股的粗紗。其它配置是可能的。玻璃纖維的長度最好約1至2英寸(25至50mm)和廣泛地約0.25至3英寸(6.3至76mm)，并且纖維取向在護墻板的平面中是隨機的。
在生產本發明第二實施例的護墻板時，陶瓷微球體和聚合物微球體用作輕重量填充劑。業已發現，在護墻板中加入聚合物微球體有助于實現護墻板要求的低密度和較好可釘入性的組合，以便用常規木工工具能夠切割或固定(用釘釘入或螺釘擰緊)。由于水與活性粉末比率也影響密度和可釘入性，可以調節水的比率以提供類似于聚合物微球的效果，盡管通過調節水與活性粉末比率，聚合物微球體可以包括并且不必完全代替。還已經發現，通過在組分中利用陶瓷和聚合微球體的組合明顯地改進砂漿的流變性質。因此，在本發明的第二實施例中，組分的干成分是上述的活性粉末(即水硬性水泥、硫酸鈣α半水化合物、火山灰及石灰)、陶瓷微球體、聚合物微球體及抗堿玻璃纖維，而組分的濕成分是水和超塑化劑。干成分和濕成分結合以生產本發明的護墻板。陶瓷和聚合微球體均勻地分布貫穿護墻板的整個厚度的基質中。為了實現良好的固定和切割性能，在護墻板中聚合物微球體的體積百分比最好在干成分總體積的7至15％的范圍內。在干成分的總重量中，本發明的護墻板最好由約54至65％重量的活性粉末、25至35％重量的陶瓷微球體、0.5至0.8％重量的聚合物微球體、及6至10％重量的抗堿玻璃纖維構成。在寬廣范圍中，本發明的護墻板由基于總干成分的約42至68％重量的活性粉末、23至43％重量的陶瓷微球體、高達1.0％重量的聚合物微球體，最好0.2至1.0％重量，及5至15％重量的抗堿玻璃纖維構成。調節添加到干成分的水和超塑化劑的量，對于任何特定制造過程以實現從加工考慮需要的所希望的砂漿流動性。如果希望的話，則可以使用添加的水代替聚合物微球體，以提供在密度和可釘入性方面類似于聚合物球體的效果，或者可以使用聚合物球體和添加水。對于水的典型添加率范圍在活性粉末重量的35至70％之間，而對于超塑化劑的添加率范圍在活性粉末重量的1至8％之間。如果使用添加水，則水對活性粉末的比率將大于0.6/1(＞基于活性粉末的60％的水)，較好大于0.6/1至0.7/1，更好為0.65/1至0.7/1。當調節水對活性粉末的比率以代替聚合物球體時，將相應調節組分以生產具有適用于構成本發明的護墻板的密實度的含水混合物。
玻璃纖維是具有約5至25微米直徑的單絲，典型地約10至15微米。如上所述，單絲以幾種方式成束，例如對于100股纖維，可以結合成包含約50股的粗紗。玻璃纖維的長度最好約1至2英寸(25至50mm)和廣泛地約0.25至3英寸(6.3至76mm)，并且纖維取向在護墻板的平面中是隨機的。
在本發明的第三實施例中，在護墻板中形成一種多層結構，其中芯部具有至少一個外層，該外層具有改進的可釘入性(固定性能)。這通過在外層中加入相當大量的聚合物微球體、或通過使用比在制造芯部時高的水對活性粉末的比率或通過其組合實現。護墻板的芯層包含均勻分布貫穿該層厚度的空心陶瓷微球體，或者在一些實施例中包含陶瓷和聚合物微球體的混合物。如在第二實施例中那樣，可以調節在芯部中水與活性粉末的比率，以提供類似于聚合物微球體的效果。然而，應該使芯部強于外層，通常將選擇使用的聚合物球體的量或水與活性粉末的比率，以便使護墻板的芯部具有比僅具有陶瓷微球體的護墻板好的可釘入性，但提供適當的剪切強度。芯層的干成分是以上討論的活性粉末(即水硬性水泥、硫酸鈣α半水化合物、火山灰、及石灰)、微球體(僅有陶瓷微球體或陶瓷和聚合物微球體的混合物)及抗堿玻璃纖維，而芯層的濕成分是水和超塑化劑。干成分和濕成分結合以生產本發明護墻板的芯層。在干成分的總重量中，本發明護墻板的芯層最好由約49至56％重量的活性粉末、35至42％重量的陶瓷微球體及7至12％重量的抗堿玻璃纖維構成，或者作為一種選擇，由約54至65％重量的活性粉末、25至35％重量的陶瓷微球體、0.5至0.8％重量的聚合物微球體、及6至10％重量的抗堿玻璃纖維構成。在寬廣范圍中，本發明的多層護墻板的外層或護墻板的芯層由基于總干成分的約35至58％重量的活性粉末、34至49％重量的陶瓷微球體及6至17％重量的抗堿玻璃纖維構成，或者作為一種選擇，由約42至68％重量的活性粉末、23至43％重量的陶瓷微球體、高達1.0％重量的聚合物微球體，最好0.2至1.0％重量，及5至15％重量的抗堿玻璃纖維構成。調節添加到干成分的水和超塑化劑的量，對于任何特定制造過程以實現從加工考慮需要的所希望的砂漿流動性。對于水的典型添加率范圍在活性粉末重量的35至70％之間，而對于超塑化劑的添加率范圍在活性粉末重量的1至8％之間。
外層的干成分是活性粉末(水硬性水泥、硫酸鈣α半水化合物、火山灰、及石灰)、陶瓷微球體、聚合物微球體及抗堿玻璃纖維，而外層的濕成分是水和超塑化劑。干成分和濕成分結合以生產本發明護墻板的外層。在護墻板的外層中，加入相當相當大量的聚合物微球體以向護墻板供給良好固定和切割割性能的場合，在護墻板外層中聚合物微球體的體積百分比最好在干成分總體積的7至15％的范圍內。在干成分的總重量中，本發明護墻板的外層最好由約54至65％重量的活性粉末、25至35％重量的陶瓷微球體、0.5至0.8％重量的聚合物微球體、及6至10％重量的抗堿玻璃纖維構成。在寬廣范圍中，該外層由基于總干成分的約42至68％重量的活性粉末、23至43％重量的陶瓷微球體、高達1.0％重量的聚合物微球體，及5至15％重量的抗堿玻璃纖維形成。調節添加到干成分的水和超塑化劑的量，對于任何特定制造過程以實現從加工考慮需要的所希望的砂漿流動性。對于水的典型添加率范圍在活性粉末重量的35至70％之間(如果打算改進可釘入性，則大于60％)，而對于超塑化劑的添加率范圍在活性粉末重量的1至8％之間。外層的最佳厚度范圍在1/32至4/32英寸(0.8至3.2mm)之間。如果只使用一個外層，則它應該小于護墻板總厚度的3/8。
在芯部和外層中，玻璃纖維是具有約5至25微米直徑的單絲，典型地約10至15微米。單絲以幾種方式成束，例如對于100股纖維，可以結合成包含約50股的粗紗。玻璃纖維的長度最好約1至2英寸(25至50mm)并廣泛地約0.25至3英寸(6.3至76mm)，并且纖維取向在護墻板的平面中是隨機的。
在另一方面，本發明是一種用來制造剛剛描述的抗剪切護墻板的方法。制備活性粉末(即硫酸鈣α半水化合物、水硬性水泥、活性火山灰及石灰)和微球體(只有陶瓷微球體或陶瓷和聚合物微球體的混合物)的含水砂漿，并且然后以薄層沉積在護墻板模具中，同時把砂漿與斬斷的短玻璃纖維混合，并且產生一種均勻混合的芯部材料。在第三實施例中，使用相同的過程形成護墻板的所有層(即芯部、和一個或兩個外層)。用于芯部層的含水砂漿僅包含陶瓷微球體或陶瓷和聚合物微球體的混合物，用于外層的砂漿包含的聚合物微球體比用在芯部的量大，以便提供具有良好可釘入性的外層，同時給芯層提供適當的剪切強度。
附圖的簡要描述


圖1A和1B是例6試驗結果的曲線圖。
圖2是在例7中報告的試驗結果的條形圖。
圖3示出一種榫和槽結構護墻板。
圖4示出3/4英寸(19.1mm)厚護墻板的榫和槽的尺寸。
說明性實施例的描述
如以上討論的那樣，需要制造能代替膠合板和定向條狀板的的護墻板，其中它必須滿足要求承受由大風或地震載荷產生的剪切力的建筑法規。在不需要這種性能的場合，可以使用普通襯板護墻板，如紙蓋面石膏襯板、玻璃纖維墊襯蓋面石膏襯板及非結構水泥護墻板，因為這樣的護墻板沒有設計成承受剪切力。膠合板和OSB護墻板能提供必需的剪切載荷性能，但它們在遇水時不是尺寸穩定的，并且能受到腐蝕或昆蟲的侵襲。而且，當使用膠合板和OSB護墻板時，必須對它們使用輔助防水護墻板來保護它們不受潮濕，這明顯增加附加成本。此后，可以涂敷一個外部拋光層。相反，本發明的護墻板是抗水的、不可燃的、尺寸穩定的、及堅固得足以代替在使用膠合板或OSB襯板護墻板時需要的兩層，并且諸如灰泥之類的外部拋光層能直接涂敷到新護墻板上。該護墻板能用用于木材護墻板的工具切割，并且用釘或螺釘固定到框架上。在希望的場合，可以用榫和槽結構。用來制成本發明護墻板的主要起始材料是硫酸鈣α半水化合物、水泥、火山灰材料、抗堿玻璃纖維、陶瓷微球體以及聚合物微球體。
硫酸鈣半水化合物
在本發明的護墻板中使用的硫酸鈣半水化合物由石膏礦石——一種天然產生的礦物(硫酸鈣二水合物CaSO4·2H2O)——制成。除非另外指明，“石膏”指的是硫酸鈣的二水合物形式。在開采之后，粗石膏被熱處理以形成可凝固的硫酸鈣，這可以是無水的，但通常是半水化合物，CaSO4·1/2H2O。半水化合物具有兩種公認形態，命名為α半水化合物和β半水化合物。這些根據其物理性質和成本對于各種用途可以選擇。兩種形式與水反應以形成硫酸鈣的二水合物。β半水化合物形成較疏松的顯微結構，并且最好用于低密度產品。α半水化合物形成比β半水化合物較致密顯微結構，具有較高的強度和密度。α半水化合物最好用于本發明的襯板護墻板。因為已經發現，按照本發明的量包含硫酸鈣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，生產的護墻板具有增強的長期耐久性。
水硬性水泥
ASTM按如下定義“水硬性水泥”通過與水的化學反應凝固和變硬、并且在水下也能夠如此的水泥。用在結構和建筑工業中的水硬性水泥有幾種類型。水硬性水泥的例子包括硅酸鹽水泥、諸如高爐礦渣水泥和過硫酸鹽水泥之類的礦渣水泥、硫酸鋁鈣水泥、高鋁水泥、膨脹水泥、白水泥、及快速凝固和硬化水泥。盡管硫酸鈣半水化合物的確通過與水的化學反應凝固和硬化，但在本發明的上下文中它不包括在水硬性水泥的寬廣定義內。所有的上述水硬性水泥能用來制造本發明的護墻板。最流行和廣泛使用的密切相關的水硬性水泥族就是通常所說的硅酸鹽水泥。ASTM把“硅酸鹽水泥”定義為通過磨碎基本包括水凝硅酸鈣、通常包含硫酸鈣的一種或多種形式作為磨碎時的添加物的熔渣生產的水硬性水泥。為了制造硅酸鹽水泥，石灰石、泥質巖和粘土的均勻混合物在爐中燃燒，以生產然后進一步處理的熔渣。結果，生產如下四個主相的硅酸鹽水泥硅酸三鈣(3CaO·SiO2，也稱作C3S)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2，稱作C2S)、鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3或C3A)、及鐵鋁酸四鈣(4CaO·Al2O3·Fe2O3或C4AF)。在硅酸鹽水泥中以微量存在的其它化合物包括硫酸鈣和堿性硫酸鹽、氧化鈣和氧化鎂的其它復鹽。在各種公認種類的硅酸鹽水泥中，最好用III型硅酸鹽水泥(ASTM分類)來制造本發明的護墻板，因為業已發現它的細度提供較高強度。包括諸如高爐礦渣水泥和過硫酸鹽水泥之類的礦渣水泥、硫酸鋁鈣水泥、高鋁水泥、膨脹水泥、白水泥、諸如調節水泥和VHE水泥之類的快速固化和硬化水泥、及其它類型硅酸鹽水泥也能成功地用來制造本發明的護墻板。礦渣水泥和硫酸鋁鈣水泥具有較低的堿性，并且也希望用來制造本發明的護墻板。
纖維
玻璃纖維通常用作絕緣材料，但他們也已經用作具有各種基體的增強材料。纖維本身把抗拉強度提供給否則可能經受脆性失效的材料。纖維在加載時可能斷裂，但包含玻璃纖維的混合物的通常失效模式，由于在纖維與連續相材料之間的結合降低和失效而發生。因而，如果增強纖維是為了使該混合物在整個時間保持增大韌性和強度性能，則這樣的結合是很重要的。業已發現，玻璃纖維增強水泥的確隨時間過去而失去強度，這歸因于水泥固化時產生的石灰對玻璃纖維的侵襲。克服這種侵襲的一種可能途徑是用保護層，如聚合物層，覆蓋玻璃纖維。一般地說，這樣的保護層可以抵抗石灰的侵襲，但業已發現，在本發明的護墻板中減小強度，因而，保護層不是最好的。限制石灰侵襲的一種較昂貴途徑是使用特殊抗堿玻璃纖維(AR玻璃纖維)，如Nippon Electric Glass(NEG)350Y。已經發現這樣的纖維提供對基體的優良結合強度，并且因而希望用于本發明的護墻板。玻璃纖維是具有從約5至25微米直徑的單絲，并且典型地約10至15微米。絲一般組合成100個絲股，這些股可以成束為包含約50股粗紗。該股或粗紗一般短切為適當的絲和絲束，例如約0.25至3英寸(6.3至76mm)長，最好1至2英寸(25至50mm)。
盡管它們不會提供與玻璃纖維等效的強度，但有可能在本發明的護墻板中包括一些聚合物纖維。這樣的聚合物纖維，例如聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯腈和聚乙烯醇纖維，比抗堿玻璃纖維便宜，并且不會受到石灰的侵襲。
火山灰材料
如已經描述的那樣，大多數硅酸鹽水泥和其它水硬性水泥在水合(固化)期間產生石灰。希望反應石灰以便減小對玻璃纖維的攻擊。業已知道，當硫酸鈣半水化合物存在時，它與水泥中的鋁酸三鈣反應形成鈣礬石，鈣礬石能導致固化的制品有不希望的裂紋。這在本領域中常常稱作“硫酸鹽侵襲”。這樣的反應可以通過添加“火山灰”材料防止，“火山灰”材料在ASTM C618-97中定義為“…本身具有很小的或沒有粘結值、但以細分形式存在的含硅或含硅和含鋁材料，并且在水分存在時，在常溫度下與氫氧化鈣發生化學反應形成具有粘結性質的化合物。”一種經常使用的火山灰材料是石英煙灰，是硅金屬和鐵硅合金制造的產品的一種細分非晶石英。在特征上，它具有非常高的石英含量和低的礬土含量。各種天然和人造材料被認為具有火山灰性質，包括浮石、珍珠巖、硅藻土、凝灰巖、粗面凝灰巖、變高嶺石、微硅石、磨碎粒化高爐礦渣、及飛灰。盡管石英煙灰是用在本發明護墻板中的特別便利的火山灰，但可以使用其它火山灰材料。與石英煙灰不同，變高嶺石、磨碎粒化高爐礦渣、及磨碎飛灰具有低得多的石英含量和大量礬土，但能夠是有效的火山灰材料。當使用石英煙灰時，它將構成活性粉末(即水硬性水泥、硫酸鈣α半水化合物、石英煙灰、及石灰)的約5至20％的重量，最好10至15％的重量。如果用其它火山灰代替，則選擇使用的量以提供類似于石英煙灰的性能。
輕重量填充劑/微球體
兩種類型的微球體用在本發明的護墻板中。這些是
·陶瓷微球體，和
·聚合物微球體
微球體在本發明的護墻板中用來達到重要目的，否則這些護墻板將比希望用于建筑的護墻板重。用作輕重量填充劑，微球體有助于降低產品的平均密度。最好是組分中的微球體有足夠百分比，從而典型的1/2英寸厚、4×8英尺護墻板(12.7mm厚，1.31×2.62m)的重量小于約99lbs(44.9kg)，最好不大于85lbs(38.6kg)。當微球體是空心的時，它們有時稱作微氣球。
陶瓷微球體能由各種材料和使用不同的制造方法制造。盡管各種陶瓷微球體能用作本發明護墻板中的填充劑成分，但本發明的較佳陶瓷微球體作為煤炭燃燒的副產品生產的，并且是是在煤炭燃燒設施處，例如由PQ Corporation制造的Extendospheres-SG，發現的飛灰成分。本發明較佳陶瓷微球體的化學組成主要是在約50至75％范圍中的石英(SiO2)和在約15％至40％范圍中的礬土(Al2O3)，具有最高可達35％重量的其它材料。本發明的較佳陶瓷微球體是直徑在10至500微米范圍中的空心球形顆粒，其殼厚一般為球直徑的約10％，并且顆粒密度最好是約0.50至0.80g/mL。本發明較佳陶瓷微球體的破碎強度大于1500psi(10.3MPa)，并且最好大于2500psi(17.2MPa)。對于本發明護墻板中陶瓷微球體的偏愛主要歸因于這樣的事實，它們比大多數合成玻璃纖維微球體堅固約三至十倍。此外，本發明較佳陶瓷微球體是熱穩定的，并且為本發明的護墻板提供增強的尺寸穩定性。陶瓷微球體還用在一系列其它用途中，如粘合劑、密封劑、填隙劑、屋面復合物、PVC地板材料、油漆、工業涂料、及耐高溫塑料合成物。盡管它們是較佳的，但應該理解，微球體是空心的和球形的不是主要的，而是因為它提供本發明的護墻板的顆粒密度和抗壓強度具有重量輕和重要的物理性能。作為一種選擇，可以用多孔不規則顆粒取代，前提條件是生成的護墻板滿足希望性能。
聚合物微球體最好也是由諸如聚丙烯腈、聚甲基丙烯腈、聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯、或其混合物之類的聚合材料制成的具有殼體的空心球。該殼體可以封閉有在制造期間用來膨脹聚合物殼體的氣體。聚合物微球體的外表面可以具有某種類型的惰性涂料，如碳酸鈣、氧化鈦、云母、石英、及滑石粉。聚合物微球體具有的顆粒密度最好是約0.02至0.15g/mL，并且具有10至350微米范圍內的直徑。業已發現，聚合物微球體的存在有利于降低護墻板密度和增強可切割性與可釘入性的雙重目的的同時實現。盡管所有本發明的護墻板能使用常規木工工具切割，但包括聚合物微球體能減小對釘入的阻力。當釘子由人工釘入時，這是一種有價值的性能。當使用氣動釘入設備時，護墻板對于釘入的阻力較不重要，從而護墻板的強度比能由人工釘入的護墻板的強度高。此外，業已發現，當以一定比例使用陶瓷和聚合物微球體的混合物時，能夠實現改進砂漿的流變性能和增大護墻板干燥抗撓強度的復合效果。
在本發明的第一實施例中，貫穿護墻板的整個厚度僅使用陶瓷微球體。護墻板最好包含貫穿護墻板厚度均勻分布的約35至42％重量的陶瓷微球體。
在本發明的第二實施例中，貫穿護墻板的整個厚度使用輕重量陶瓷和聚合物微球體的混合物。為了實現希望性能，在本發明第二實施例的護墻板中的聚合物微球體的體積百分比最好在干成分總體積的7至15％的范圍內，其中組分的干成分是活性粉末(即水硬性水泥、硫酸鈣α半水化合物、火山灰、及石灰)、陶瓷微球體、聚合物微球體、及抗堿玻璃纖維。通過調節水與活性粉末的比率可以改變聚合物微球體的量，按照希望實現類似效果。
在本發明的第三實施例中，構成一種多層結構，其中至少一個外層通過減小在表面層中對釘入的阻力而具有改進的釘入性。這通過使用較高的對與活性粉末的比率、通過在表面層中加入相當大量的輕重量聚合微球體、或通過其組合來實現。護墻板的芯部可以僅包含陶瓷微球體作為均勻分布貫穿芯層整個厚度的輕重量填充劑，或者作為一種選擇，可以使用陶瓷和聚合物微球體的混合物，或者可以調節水與活生粉末的比率，如在本發明的第二實施例中那樣。在護墻板外層中的空心聚合物微球體的體積百分比最好在用來制造護墻板的干成分的總體積的7至15％的范圍內，其中干成分是活性粉末(如以上定義的那樣)、陶瓷微球體、聚合物微球體、及抗堿玻璃纖維。外層的較佳厚度范圍在1/32至4/32英寸(0.75至3.2mm)之間。在僅使用一個外層的場合，它最好小于總護墻板厚度的3/8。
配方
用來制造本發明抗剪切護墻板的成分是水硬性水泥、硫酸鈣α半水化合物、諸如石英煙灰之類的活性火山灰、石灰、陶瓷微球體、聚合物微球體、抗堿玻璃纖維、超塑化劑(例如，聚環烷磺酸鹽的鈉鹽)和水。可以添加少量的促凝劑和/或緩凝劑于組分中，以便控制生(即未固化)材料的固化特性。典型的非限制添加劑包括用于水硬性水泥的促凝劑，如氯化鈣；用于硫酸鈣α半水化合物的促凝劑，如石膏；緩凝劑，如DTPA(二亞乙基三胺五乙酸)、酒石酸或酒石酸的堿性鹽(例如酒石酸鉀)；收縮減小劑、如乙二醇；及夾雜空氣。
本發明的護墻板包括一個其中均勻分布抗堿玻璃纖維和微球體的連續相。連續相由活性粉末(即硫酸鈣α半水化合物、水硬性水泥、諸如石英煙灰之類的活性火山灰及石灰)，最好包括超塑化劑和/或其它添加劑的含水混合物的固化生成。
在本發明所有三個實施例中這些活性粉末的寬廣和較佳重量比例如下
石灰在本發明的所有配方中是不需要的，但已經發現，添加石灰提供優良的護墻板，并且通常以大于約0.2％重量的量添加。因而，在大多數情況下，在活性粉末中的石灰量約大約是0.2至3.5％的重量。
在本發明的第一實施例中，組分的干成分是活性粉末(水硬性水泥、硫酸鈣α半水化合物、火山灰、及石灰)、陶瓷微球體及抗堿玻璃纖維，而組分的濕成分是水和超塑化劑。干成分和濕成分結合以生產本發明的護墻板。陶瓷微球體貫穿護墻板整個厚度均勻地分布在基體中。在干成分的總重量中，本發明的護墻板由約49至56％重量的活性粉末、35至42％重量的陶瓷微球體及7至12％重量的抗堿玻璃纖維構成。在寬廣范圍中，本發明的護墻板由總干成分的約35至58％重量的活性粉末、34至49％重量的陶瓷微球體及6至17％重量的抗堿玻璃纖維夠成。添加于干成分的水和超塑化劑的量足以對于任何特定制造過程提供滿足加工考慮需要的希望砂漿流動性。對于水的典型添加率在活性粉末重量的35至60％之間，而對于超塑化劑的添加率范圍在活性粉末重量的1至8％之間。玻璃纖維是具有約5至25微米直徑的單絲，最好約10至15微米。單絲典型地以100個絲股結合，成束為約50股的粗紗。玻璃纖維的長度最好約1至2英寸(25至50mm)和廣泛地約0.25至3英寸(6.3至76mm)，并且纖維具有隨機的取向，在護墻板平面中提供各向同性的機械性能。
本發明第二實施例包含貫穿護墻板整個厚度均勻分布的陶瓷和聚合物微球體的混合物。已經發現，在護墻板中包含聚合物微球體有助于實現用常規木工工具切割開或固定(用釘釘入或螺釘擰緊)護墻板要求的低密度和韌性的組合。另外，已經發現，當把空心陶瓷和聚合物微球體的組合用作部分組分時，顯著地改進砂漿的流變性質。因而，在本發明的第二實施例中，組分的干成分是活性粉末(水硬性水泥、硫酸鈣α半水化合物、火山灰、及石灰)、陶瓷微球體、聚合物微球體、及抗堿玻璃纖維，而組分的濕成分是水和超塑化劑。干成分和濕成分結合以生產本發明的護墻板。為了實現良好的固定和切割性能，在護墻板中聚合物微球體的體積百分比最好在干成分總體積的7至15％的范圍內。在干成分的總重量中，本發明的護墻板由約54至65％重量的活性粉末、25至35％重量的陶瓷微球體、0.5至0.8％重量的聚合物微球體、及6至10％重量的抗堿玻璃纖維構成。在寬廣范圍中，本發明的護墻板由基于總干成分的約42至68％重量的活性粉末、23至43％重量的陶瓷微球體、0.2至1.0％重量的聚合物微球體、及5至15％重量的抗堿玻璃纖維構成。調節添加于干成分的水和超塑化劑的量，對于任何特定制造過程以提供滿足從加工考慮需要的希望砂漿流動性。當希望使用水與活性粉末的比率以減小護墻板密度和改進可釘入性時，對于水的典型添加率范圍在活性粉末重量的35至70％之間，但能大于60％高達70％，最好65％至75％。由于能調節水與活性粉末的比率以提供類似于聚合物微球體的效果，所以可以使用任一種、或者兩種方法的組合。超塑化劑的量范圍在活性粉末重量的1至8％之間。玻璃纖維是具有約5至25微米直徑的單絲，最好約10至15微米。如以上討論的那樣，它們典型地成束為股或粗紗。玻璃纖維的長度最好約1至2英寸(25至50mm)和廣泛地約0.25至3英寸(6.3至76mm)。纖維在護墻板平面中具有提供各向同性機械性能的隨機取向。
在本發明的第二實施例中，以上述量加入聚合物微球體作為陶瓷微球體的部分替代，有助于改進組分干燥抗撓強度(見例9)。另外，用聚合物微球體部分替代陶瓷微球體，減小實現給定砂漿流動性需要的水對活性粉末的比率(見例13)。包含陶瓷和聚合物微球體的砂漿與僅包含陶瓷微球體的砂漿相比具有優良的流動性能(可加工性)。當本發明護墻板的工業處理需要使用具有優良流動性能的砂漿時，這特別重要。
在本發明的第三實施例中，構成在護墻板中的一種多層結構，其中外層具有改進的可釘入性(固定能力)。這通過在外層中以相當大量加入聚合物微球體、或通過在外層增大水對活性粉末的比率、或通過其組合實現。護墻板的芯部包含貫穿層厚度均勻分布的陶瓷微球體，或者作為一種選擇，包含陶瓷和聚合物微球體的混合物。芯層的干成分是活性粉末(水硬性水泥、硫酸鈣α半水化合物、火山灰、及石灰)、微球體(僅有陶瓷或陶瓷和塑料微球體的混合物)、及抗堿玻璃纖維，而芯部層的濕成分是水和超塑化劑。干成分和濕成分結合以生產本發明護墻板的芯層。在干成分的總重量中，本發明護墻板的芯部最好由約49至56％重量的活性粉末、35至42％重量的空心陶瓷微球體及7至12％重量的抗堿玻璃纖維形成，或者作為一種選擇，由約54至65％重量的活性粉末、25至35％重量的陶瓷微球體、0.5至0.8％重量的聚合物微球體、及6至10％重量的抗堿玻璃纖維構成。在寬廣范圍中，本發明護墻板的芯層由基于總干成分的約35至58％重量的活性粉末、34至49％重量的陶瓷微球體、及6至17％重量的抗堿玻璃纖維構成，或者作為一種選擇，由約42至68％重量的活性粉末、23至43％重量的陶瓷微球體、最高達1.0％重量的聚合物微球體，最好0.2至1.0％重量，及5至15％重量的抗堿玻璃纖維構成。調節添加于干成分的水和超塑化劑的量，以對于任何特定制造過程以提供滿足加工考慮需要的所希望的砂漿流動性。對于水的典型添加率范圍在活性粉末重量的35至70％之間，但當希望使用水對活粉末的比率以減小護墻板密度和改進可釘入性時，將大于60％，高達70％，而對于超塑化劑的添加比率范圍在活性粉末重量的1至8％之間。當調節水與活性粉末的比率以得到類似于用聚合物微球體得到的效果時，將調節砂漿組分以提供具有所希望性能的本發明的護墻板。
外層的干成分是活性粉末(水硬性水泥、硫酸鈣α半水化合物、火山灰、及石灰)、陶瓷微球體、聚合物微球體、及抗堿玻璃纖維，而外層的濕成分是水和超塑化劑。干成分和濕成分結合以生產本發明護墻板的外層。在護墻板的外層中，以相當大的量加入空心聚合物微球體以向護墻板供給良好固定和切割性能。在護墻板外層中聚合物微球體的體積百分比最好是在干成分總體積的7至15％的范圍內。在干成分的總重量中，本發明護墻板的外層最好由約54至65％重量的活性粉末、25至35％重量的陶瓷微球體、0.5至0.8％重量的聚合物微球體、及6至10％重量的抗堿玻璃纖維構成。在寬廣范圍中，本發明護墻板的外層由基于總干成分的約42至68％重量的活性粉末、23至43％重量的陶瓷微球體、最高達1.0％重量的聚合物微球體、及5至15％重量的抗堿玻璃纖維構成。調節添加于干成分的水和超塑化劑的量，以對于任何特定制造過程提供滿足加工考慮需要的所希望的砂漿流動性。對于水的典型添加率范圍在活性粉末重量的35至70％之間，并且當調節水對活性粉末的比率以減小護墻板密度和改進可釘入性時，特別大于60％，最高達70％，而對于超塑化劑的添加率范圍在活性粉末重量的1至8％之間。外層的最佳厚度范圍在1/32至4/32英寸(0.8至3.2mm)之間，而當只使用一個外層時其厚度小于護墻板總厚度的3/8。
在芯部和外層中，玻璃纖維是具有約5至25微米直徑的單絲，最好10至15微米。單絲典型地成束為以上討論的股和粗紗。長度最好約1至2英寸(25至50mm)和廣泛地約0.25至3英寸(6.3至76mm)。纖維的取向是隨機的，在護墻板的平面中提供各向同性的機械性能。
制造本發明的護墻板
把水硬性水泥、硫酸鈣α半水化合物及微球體在適當的攪拌器中在干燥狀態下混合。然后，把水、超塑化劑(例如，聚環烷磺酸鹽的鈉鹽)、和火山灰(例如，石英煙灰或變高嶺石)在另一個攪拌器中混合1至5分鐘。如果需要，在該階段添加緩凝劑(例如酒石酸鉀)以控制砂漿的固化特性。將干成分添加到包含濕成分的攪拌器中，并且混合2至10分鐘以形成光滑的均勻的砂漿。
砂漿可以以幾種方式與玻璃纖維相結合，以得到均勻的混合物為目的。玻璃纖維典型地是斬斷成短長度的粗紗形式。在一個最佳實施例中，把砂漿和斬斷的玻璃纖維同時噴射入護墻板模具中。最好，噴射進行多遍以產生最好高達約0.25英寸(6.3mm)厚的薄層，這些薄層堆積成沒有特定圖案并具有1/4至1英寸(6.3至25.4mm)厚度的均勻護墻板。例如，在一種應用中，一塊3×5英尺(0.91×1.52m)的護墻板借助于在長度和寬度方向的六遍噴射制成。當沉積每一個層時，一個軋輥可以用來保證砂漿和玻璃纖維實現緊密接觸。在滾壓步驟之后，各層可借助于一個刮條或其它裝置弄平。
典型地，壓縮空氣用來霧化砂漿。當它從噴嘴射出時，砂漿與由安裝在噴槍上的斬斷機構已經由粗紗切斷的玻璃纖維相混合。砂漿和玻璃纖維的均勻混合物如上述那樣沉積在護墻板模具中。
在本發明的第三實施例中，護墻板的外表面層包含相當大量的聚合物球體，以便把護墻板固定到框架上的緊固件能容易地進入。這種層的較佳厚度是約1/32英寸至4/32英寸(0.8至3.2mm)。上述制造護墻板芯部的相同過程可以用來制造護墻板的外層。
熟悉護墻板制造技術的人員會想到沉積砂漿和玻璃纖維混合物的其它方法。例如，不是用分批法制造每塊護墻板，而是以類似方式制備連續的板，這種板在材料已經充分固化之后，能切割成所需要尺寸的護墻板。
在許多用途中，例如在側部，把護墻板將被釘到或擰到垂直框架上。在某些用途中，如在護墻板用作結構底層地板或地板襯底的場合，它們最好制造有榫和槽結構，這種結構可以通過在澆鑄期間成形護墻板的邊緣或在使用之前通過用開槽機切割榫和槽制成。最好，榫和槽是錐形的，如圖3和4中所示，錐形使本發明的護墻板容易安裝。
例1
用示于表A中的混合物組分以噴射工藝澆鑄護墻板。測量的砂漿密度是69.8lbs/ft3(1118kg/m3)。示于表中的7.1％纖維重量比例與護墻板中3％的纖維體積相對應。該澆鑄的護墻板覆蓋有塑料薄板，并且允許固化一個星期。
在一個星期之后，將護墻板從模具中取出，并且切成用于評估抗彎強度的尺寸為4×12英寸(101.6×304.8mm)、用于評估釘子抗拉強度的尺寸為6×6英寸(152.4×152.4mm)、及用于評估側向緊固件阻力的尺寸為4×10英寸(101.6×254mm)的試樣。把試樣分成兩組。把第一組的試樣放置在塑料袋中，并且在潮濕條件下固化28天，并在測試之前在131°F(55℃)的烘箱中進一步干燥4天。發現烘箱干燥過的試樣具有63.3lbs/ft3(1013kg/m3)的密度。根據ASTM C 947測量的抗彎強度發現是2927lbs/in2(20.2MPa)。對于1-5/8英寸(41.28mm)長螺釘的橫向緊固件阻力，當根據由R.Tuomi和W.McCutcheon描述的ASTM D 1761的改進版本(ASCE Structural Division Journal，1978年7月)測量時，發現是542.4lbs(246.5kg)。根據ASTM C 473測量的釘子抗拉強度發現是729.6lbs(331.6kg)。
把第二組的試樣放置在塑料袋中，并且在潮濕條件下固化28天，然后在131°F(55℃)的烘箱中干燥4天，并在測試之前最后進一步在水中浸泡48小時。發現浸泡過的試樣具有72.6lbs/ft3(1162kg/m3)的密度，抗彎強度等于2534lbs/in2(178.5kg/cm2)，橫向緊固件阻力等于453.2lbs(206kg)，及釘子抗拉強度等于779.5lbs(354kg)。
表A
(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
根據ASTM D 1037制成的護墻板測試水中浸泡的效果(在55℃烘箱干燥之后)，并且與競爭新性的定向條形板和膠合板護墻板的性能相比較。把4×10英寸(101.6×254mm)的試樣在水中浸泡24小時，此后測量每塊護墻板的水吸收和膨脹。結果在表B中給出。
表B
能夠看到，本發明的護墻板吸收的水和膨脹遠小于OSB或膠合板護墻板。因而，本發明的護墻板不像基于木材的護墻板那樣要求防潮。
例3
在剪切載荷下護墻板的失效可能出現在緊固件處，即釘子或螺釘處。對于失效的抵抗可以能通過在例1中描述的ASTM D1761的改進版本來測量。該測試把載荷施加到固定到襯板護墻板樣本的框架件上。測量失效載荷。進行這樣一種試驗，以便把本發明的護墻板與定向條形板和膠合板相比較。結果在表C中給出。
表C
(1)尺寸4×10英寸(101.6×254mm)
(2)24小時在水中浸泡
(3)USG Company
(4)釘子尺寸如在ASTM F 1667-97中所定義的(NLCMS型釘子)以上試驗的結果表明，本發明的護墻板在失效之前承受比試驗的定向條形板(OSB)和膠合板大的載荷，特別是當用釘子作緊固件時。
例4
應用于護墻板的另一種測試測量從樣本護墻板撤出緊固件需要的力。這些試驗根據ASTM D1761-88和APA Test Method S-4進行。結果在表D中給出。
表D
(1)試樣3×6英寸(76.2×152.4mm)
(2)在水中浸泡24小時
(3)USG Company
(4)釘子尺寸如在ASTM F 1667-97中定義的(NLCMS型釘子)
結果指出，本發明的護墻板相對于定向條形板或膠合板提供優良或至少等效的性能。
例5
對于本發明護墻板的一種潛在用途是作為結構地板護墻板。地板護墻板的性能能由ASTM E661和APA Test Method S-1測量。0.75英寸(19.1mm)厚和2×4英尺(610×1219mm)大小的護墻板支撐在中心間隔16英寸(406.4mm)的2×10英寸的桁條上(50.8×254mm)上。負載加到桁條之間的中部，并測量最終失效載荷和撓曲。進行本發明的三種護墻板的試驗。結果給出在表E中。
表E
(1)在75ft-lb沖擊(0.102kJ)后的靜態載荷
用于APA規定Sturd-I-Floor Panels的標準是在沖擊之后的550lbs(250kg)和400lbs(181.8kg)的最終靜態載荷。在靜態載荷下和沖擊之后允許的撓曲都是0.078英寸(1.98mm)。本發明的護墻板表明是明顯優良的表現者。因而，它們可以用作結構地板護墻板，而不是僅作為襯底，盡管本發明的護墻板也可以用于該目的。
例6
這個例子說明加速老化對利用本發明的組分制成的護墻板的抗彎強度(長期強度)的影響。將本發明護墻板得到的加速老化結果與利用包含現有技術的活性粉末混合物的組分制成的護墻板的加速老化性能相比較。現有技術的活性粉末混合物在組分中不包含硫酸鈣α半水化合物。在表F.1中，混合物(Mix)A和混合物B是本發明的組分，而混合物C和混合物D是包含現現有技術的活性粉末混合物的組分。以上四種混合物的活性粉末混合物如下 ◆ 混合物A硫酸鈣α半水化合物、III型硅酸鹽水泥、石英煙灰、
及石灰； ◆ 混合物B硫酸鈣α半水化合物、III型硅酸鹽水泥、變高嶺石、
及石灰； ◆ 混合物CIII型硅酸鹽水泥、水淬高爐礦渣及NSR(現有技術
活性粉末混合物)；及 ◆ 混合物DIII型硅酸鹽水泥和石英煙灰(現有技術活性粉末混
合物)。
在混合物A和B中，以活性粉末(硫酸鈣α半水化合物、III型硅酸鹽水泥、石英煙灰及石灰)總重量的0.07％的比率添加酒石酸鉀以延緩砂漿的固化。
在混合物C中，以活性粉末(即III型硅酸鹽水泥、礦渣及NSR)總重量的0.80％的比率添加基于氧化羧酸的固化控制劑(來自DenkiKagaku Kogya Co.，Ltd.)。NSR是包括鋁酸鈣和無機硫酸鹽的優良收縮摻和劑，有助于減小整個固化時間。
對于示于表F.1中的四種混合物組分，利用較早描述的噴射工藝澆鑄3×5英尺(0.91×1.52m)護墻板。所有護墻板包含在X-Y平面內隨機分布的1.57英寸(40mm)長的抗堿玻璃玻璃纖維。澆鑄的護墻板覆蓋有塑料薄板，并且允許固化一星期。在一星期后，從模具取出護墻板，并且切割成尺寸4×12英寸(101.6×304.8mm)的試樣，用于確定抗彎強度。來自每塊護墻板的試樣分成至少六組。試樣在潮濕塑料袋中固化28天，并且進一步在131°F(55℃)的烘箱中干燥4天。第一組試樣在從烘箱中取出它們之后進行撓曲(ASTM C 947)測試。相應結果列在表F.2中。干燥護墻板的性能是類似的。保留剩余五組的試樣分別用于在7、14、21、56和112天加速老化后的抗彎強度確定。為了加速老化過程，把4×12英寸(101.6×304.8mm)的試樣浸泡在60℃(140°F)的水中最長時間為112天。以不同的時間間隔取出試樣，并且測試斷裂模量和在彎曲測試(ASTM C 947)中的最大撓曲。在彎曲試驗中的最大撓曲定義為與波峰載荷相對應的試樣載荷點的位移。對于屬于混合物D的試樣，沒有進行112天加速老化試驗。
用于斷裂模量(抗彎強度)保持的結果示于圖1A中。可以看到，包含本發明的活性粉末混合物(混合物A和B)的護墻板的性能與使用現有技術的活性粉末混合物制成的護墻板相比明顯優良。本發明的護墻板在112天加速老化時段結束時保持大于其初始強度的80％。另一方面，具有現有技術Nippon活性粉末混合物(混合物C)的護墻板在少于28天的加速老化中幾乎失去其初始強度的50％。類似地，具有現有技術硅酸鹽水泥和石英煙灰混合物(混合物D)的護墻板在少于28天的加速老化中幾乎失去其初始強度的60％。最大撓曲保持結果示于圖1B中。同樣，能夠注意到，包含本發明的活性粉末混合物(混合物A和B)的護墻板的性能顯著優于利用現有技術活性粉末混合物制成的護墻板。本發明的護墻板在112天加速老化時段結束時保持大于其初始撓曲的80％。另一方面，利用現有技術的活性粉末混合物(混合物C和D)制成的護墻板變得極脆，并且在28天加速老化結束時僅保持其初始撓曲的約20％。由這些結果得出結論，本發明的護墻板與使用現有技術活性粉末制成的護墻板不同，隨著老化保持其強度和韌性。
表F.1
(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
例7
本發明的護墻板根據例1制成，其尺寸為32乘48英寸(813乘1219mm)和厚度為0.5英寸(12.7mm)。護墻板根據ASTM E 72的改進版本測試，以確定剪切強度(或擠壓強度)。具有相同尺寸的其它護墻板使用相同的程序測試，不同之處在于，定向條形板(OSB)、膠合板、及本發明的護墻板用8d釘子在中間立筋上釘在12英寸(304mm)間隔的6英寸(152mm)中心處，而Durock水泥護墻板(美國GypsumCompany)在邊緣和立筋上都釘在8英寸(203.2mm)中心上。測試膠合板和Durock護墻板，使纖維取向平行和垂直于施加的力。本發明的護墻板以3％的名義纖維體積包含1.57英寸(40mm)長離散玻璃纖維。該護墻板在進行28天的老化試驗后在干燥條件下測試。其它護墻板在試驗時也處于干燥狀態下。
擠壓(剪切)試驗的結果表示在圖2的條形圖中。本發明護墻板的優良性能是顯然的，特別是與Durock水泥護墻板承受的載荷相比。
例8
本發明護墻板、DurockExterior Cement Board、OSB及膠合板的樣本根據ASTM G 21測試抗霉能力。表G中的結果清楚地表明，本發明的護墻板不支持任何霉菌生長。另一方面，OSB和膠合板護墻板對于霉菌生長具有極差的抵抗力。
表G
例9
根據早先描述的方法和程序澆鑄包含不同數量的陶瓷微球體和聚合物微球體并具有恒定密度的六種半英寸(12.7mm)厚護墻板。六種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(以前定義的)總重量的0.07％重量的酒石酸鉀，以延緩砂漿的固化。所有護墻板包含在X-Y平面內隨機分布的1.57英寸(40mm)長玻璃纖維。使用的陶瓷微球體是由The PQ Corporation制造的Extendospheres-SG，而聚合物微球體是由Pierce & Stevens Corporation制造的Dualite MS7000。表H也表明水對活性粉末的比率隨聚合物微球體含量的增大而減小。護墻板用塑料薄板裹住，并且固化28天。此后，切割出尺寸為4英寸乘12英寸的十個撓曲試樣，并且在131°F(55℃)溫度的保溫烘箱中干燥4天。五個撓曲試樣在烘箱干燥之后立即測試(28天烘箱干燥)，而其余的在水中浸泡48小時之后試驗(28天濕潤)。撓曲測試根據ASTM C 947進行。對于各種混合物的結果在表I中比較。由結果證實，烘箱干燥抗撓彎度隨混合物中聚合物微球體含量的增大而增大。觀察到的增大主要歸因于纖維與連續相之間的增強相互作用。因而，這個例子表明，在聚合物微球體的最佳范圍處，組分的干燥抗彎強度增大。
表H
(1)在表F.1中給出的資源
(2)Pierce & Stevens Corporation
表I
例10
在噴射過程中用示于表J中的混合物組分澆鑄護墻板。以活性粉末的0.07％重量的比率添加酒石酸鉀以延緩砂漿的固化。測量的砂漿密度是69.8lbs/ft3(1118kg/m3)。護墻板包含在X-Y平面中隨機分布的1.57英寸(40mm)長的玻璃纖維。澆鑄護墻板覆蓋有塑料薄板，并且允許固化一個星期。
一星期之后，將護墻板從模具中取出，并且切割成用于評估抗撓強度的尺寸為4×12英寸(101.6×304.8mm)、用于評估釘子抗拉強度的尺寸為6×6英寸(152.4×152.4mm)、及用于評估側向緊固件阻力的尺寸為4×10英寸(101.6×254mm)的試樣。將試樣分成兩組。把第一組的試樣放置在塑料袋中，并且在潮濕條件下固化直到老化28天，并在測試之前在131°F(55℃)的烘箱中進一步干燥4天。發現烘箱干燥后的試樣具有63.3lbs/ft3(1013kg/m3)的密度。根據ASTM C 947測量的抗彎強度發現是2927lbs/in2(206kg/cm2)。當根據R.Tuomi和W.McCutcheon描述的ASTM D 1761的改進版本(ASCE StructuralDivision Journal，1978年7月)測量時發現，對于1-5/8英寸(41.28mm)長螺釘的橫向緊固件阻力是542.4lbs(246.5kg)。根據ASTM C 473測量的釘子抗拉強度發現是729.6lbs(331.6kg)。
將第二組的試樣放置在塑料袋中，并且在潮濕條件下固化28天，然后在131°F(55℃)的烘箱中干燥4天，并且最后在測試之前進一步在水中浸泡48小時。浸泡過的試樣發現具有72.6lbs/ft3(1162kg/m3)的密度，抗彎強度等于2534lbs/in2(178.5kg/cm2)，橫向緊固件阻力等于453.2lbs(206kg)，及釘子抗拉強度等于779.5lbs(354kg)。
表J
(1)在表F.1中給出的資源
例11
在噴射過程中用示于表K中的混合物組分澆鑄護墻板。為了與其中火山灰是石英煙灰的例10相比較，在制造該例子的護墻板的活性粉末混合物中使用的火山灰是變高嶺石。以活性粉末總重量的0.07％比率添加酒石酸鉀以延緩砂漿的固化。護墻板包含在X-Y平面中隨機分布的1.57英寸(40mm)長的玻璃纖維。測量的砂漿密度是67.5lbs/ft3(1081kg/m3)。澆鑄的護墻板覆蓋有塑料薄板，并且允許固化一星期。一星期之后，把護墻板從模具中取出，并且切割成用于評估抗撓強度的尺寸為4×12英寸(101.6×304.8mm)、用于評估釘子抗拉強度的尺寸為6×6英寸(152.4×152.4mm)、及用于評估側向緊固件阻力的尺寸為4×10英寸(101.6×254mm)的試樣。把試樣分成兩組。將第一組的試樣放置在塑料袋中，并且在潮濕條件下固化28天，并在測試之前在131°F(55℃)的烘箱中進一步干燥4天。發現烘箱干燥過的試樣具有63.7lbs/ft3(1019kg/m3)的密度。根據ASTM C 947測量的抗撓強度發現是2747lbs/in2(193.5kg/cm2)。當根據由R.Tuomi和W.McCutcheon描述的ASTM D 1761的改進版本(ASCE StructuralDivision Journal，1978年7月)測量發現，時對于1-5/8英寸(41.28mm)長螺釘的橫向緊固件阻力是569.2lbs(258.7kg)。根據ASTM C 473測量的釘子抗拉強度發現是681.6lbs(309.8kg)。
將第二組的試樣放置在塑料袋中，并且在潮濕條件下固化28天，然后在131°F(55℃)的烘箱中干燥4天，并且最后在測試之前進一步在水中浸泡48小時。浸泡過的試樣發現具有70lbs/ft3(1162kg/m3)的密度，抗撓強度等于2545.5lbs/in2(179.3kg/cm2)，橫向緊固件阻力等于588lbs(267.3kg)，及釘子抗拉強度等于625lbs(284kg)。
表K
(1)在表F.1中給出的資源
例12
對于地板用途，希望特征是具有形成在護墻板邊緣的榫和槽形狀。較佳的榫或槽形狀示于圖3中。榫和槽為垂直于基礎框架的邊緣在護墻板對護墻板接合處提供護墻板邊緣支撐。榫和槽限制相鄰護墻板邊緣之間的不同運動。結果，能形成在相鄰護墻板之間的接合，而不用建筑法規要求的粘連下面。榫和槽通過在一塊護墻板的邊緣中產生的槽、而在相鄰護墻中產生一個對應的凸出部分(榫)，將凸出部分該裝配到第一塊護墻板的槽中而形成。用于3/4英寸(19.1mm)厚的護墻板的榫和槽的實際尺寸示于圖4中。對于1/2英寸(12.7mm)和5/8英寸(15.9mm)厚度的護墻板也能產生榫和溝槽。榫和槽能在澆鑄期間通過在濕潤狀態下時成形護墻板而產生在護墻板中，或者榫和槽能在護墻板已經澆鑄和硬化之后通過用開槽機切割出榫和槽而產生。本發明的護墻板由于其強度、韌性及輕重量，能在其邊緣處采用榫和槽形狀，這些邊緣然后能用常規構造緊固件釘住或擰緊。現有技術的纖維增強水泥護墻板一直太重和太脆，不能采用能用常規緊固件固定的榫和槽邊緣。
例13
下面的試驗結果表明把聚合物球體添加到護墻板或增大水對活性粉末的比率對可釘入性的影響。示于表L中的組分用來制備0.5英寸(12.7mm)厚護墻板。通過釘入五十個8分釘子(ASTM F 1667-97NLCMS型釘子)并且記錄釘入每個釘子需要的錘擊的平均次數和不能完全釘入的彎曲釘子的數量，確定可釘入性。發現，當使用較高水對活性粉末的比率或添加聚合物微球體時，錘擊的平均次數減小。彎曲釘子的數量顯著減小，如在下面的表M中看到的那樣。
表L
表M
也可以得出論，增大水對活性粉末的比率(比較左邊兩列)具有改進釘入性的效果。因而，增大水對活性粉末的比率可以提供借助于聚合物球體能達到的改進。作為一種選擇，兩種手段可以按要求相結合。
盡管參照一個或多個具體實施例已經描述了本發明，但熟悉本專業的技術人員將認識到，對其可以進行各種變更，而不脫離本發明的范圍。這些實施例和其變更的每一個認為落在申請的本發明范圍內，該范圍在如下權利要求書中提出。
權利要求
1.一種增強的、重量輕、尺寸穩定當固定到框架上時能夠承受剪切載荷的的護墻板，包括一種由活性粉末的含水混合物的固化生成的連續相，這種活性粉末包括基于干成分的35至75％重量的硫酸鈣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，所述連續相用抗堿玻璃纖維均勻地增強，并且包含均勻分布的陶瓷微球體，所述球體的平均直徑約為10至500微米。
2.根據權利要求1所述的護墻板，其中所述護墻板由35至58％重量的所述活性粉末、6至17％重量的所述玻璃纖維、及34至49％重量的所述陶瓷微球體構成，每種都基于干成分。
3.根據權利要求2所述的護墻板，其中所述護墻板由49至56％重量的所述活性粉末、7至12％重量的所述玻璃纖維、及35至42％重量的所述陶瓷微球體構成，每種都基于干成分。
4.根據權利要求1所述的護墻板，其中所述護墻板進一步包括均勻分布聚合物球體，該聚合物球體的平均直徑約為10至350微米。
5.根據權利要求4所述的護墻板，其中所述護墻板由42至68％重量的所述活性粉末、5至15％重量的所述玻璃纖維、23至43％重量的所述陶瓷球體以及高達1.0％重量的所述聚合物球體成，每種都基于干成分。
6.根據權利要求5所述的護墻板，其中所述護墻板由54至65％重量的所述活性粉末、6至10％重量的所述玻璃纖維、25至35％重量的所述陶瓷球體以及0.5至0.8％重量的所述聚合物球體構成，每種都基于干成分。
7.一種多層護墻板，具有包括權利要求1或4的護墻板的芯部，進一步包括至少一個外層，所述外層的每一個包括一種由活性粉末的含水混合物的固化生成的連續相，這種活性粉末包括基于干成分的35至75％重量的硫酸鈣α半水化合物、20至55％重量的水硬性水泥、0.2至3.5％重量的石灰以及5至25％重量的活性火山灰，所述連續相用抗堿玻璃纖維均勻地增強，并且在形成的所述外層中具有減小的相密度，該減小的相密度由平均直徑約為10至350微米均勻分布聚合物球體或由在0.6/1至0.7/1范圍中的水對活性粉末比率引起的、或由其組合引起的，所述外層的所述連續相選擇性地包含陶瓷球體。
8.根據權利要求7所述的護墻板，其中所述外層由42至68％重量的所述活性粉末、5至15％重量的所述玻璃纖維、高達1.0％重量的所述聚合物球體以及23至43％重量的所述陶瓷球體構成，每種都基于干成分。
9.根據權利要求7所述的護墻板，其中所述外層由54至65％重量的所述活性粉末、6至10％重量的所述玻璃纖維、0.5至0.8％重量的所述聚合物球體以及25至35％重量的所述陶瓷球體構成，每種都基于干成分。
10.根據權利要求1所述的護墻板，其中所述護墻板具有約1/4至1英寸(6.3至25.4mm)的厚度。
11.根據權利要求7所述的護墻板，其中所述外層具有約1/32至4/32英寸(0.8至3.2mm)的厚度。
12.根據權利要求1所述的護墻板，其中0.5英寸(12.7mm)厚護墻板在根據ASTM E72測試方法測試、用8d普通釘子作為緊固件并且在周邊處中心上的緊固件間隔為6英寸(152mm)及在中間立筋中心上為12英寸(304mm)時，具有至少約720lbs/ft(1072kg/m)的剪切等級。
13.根據權利要求1所述的護墻板，其中0.5英寸(12.7mm)厚護墻板在根據ASTM 661和APA S-1測試方法對中心上16英寸(406.4mm)的跨度測試時，在靜態載荷下具有大于550lb(250kg)的極限載荷能力，在沖擊載荷下具有大于400lb(182kg)的極限載荷能力，并且在具有200lb(90.9kg)靜態和沖擊載荷下都具有小于0.078英寸(1.98mm)的撓曲。
14.根據權利要求1所述的護墻板，其中所述陶瓷球體是空心的，并且包括約50至75％重量的石英、約15至40％重量的礬土以及高達35％重量的其它材料。
15.根據權利要求4或7所述的護墻板，其中所述聚合物微球體由包括聚丙烯腈、聚甲基丙烯腈、聚氯乙烯及聚偏二氯乙烯的一組中的至少一種制成，并且選擇性地涂有從包括碳酸鈣、氧化鈦、云母、石英、及滑石粉的一組中選擇的粉末。
16.根據權利要求1所述的護墻板，其中所述玻璃纖維是具有約5至25微米直徑和約0.25至3英寸(6.3至76mm)長度的單絲。
17.根據權利要求1所述的護墻板，其中所述活性火山灰是包括石英煙灰、變高嶺石、磨碎粒化高爐礦渣以及粉碎的飛灰的一組中的至少一種。
18.根據權利要求17所述的護墻板，其中所述活性火山灰是石英煙灰。
19.根據權利要求17所述的護墻板，其中所述活性火山灰是變高嶺石。
20.根據權利要求1所述的護墻板，其中4×8ft、1/2英寸厚的護墻板(1.31×2.62m、12.7mm厚)重量不大于99lbs(44.9kg)。
21.根據權利要求1所述的護墻板，其中在在水中浸泡48小時之后具有不大于65lb/ft3(1041kg/m3)的干燥密度的護墻板的抗彎強度由ASTM C 947測試時所測量的結果是至少1700psi(11.7Mpa)。
22.根據權利要求1、4、或7所述的護墻板，其中其邊緣成形為允許相鄰護墻板提供榫和槽結構。
23.一種制造增強的、重量輕、尺寸穩定當固定到框架上時能夠承受剪切載荷的護墻板的方法，包括
(a)制備一種包括活性粉末和水的含水砂漿，該活性粉末包括基于干成分的35至75％重量的硫酸鈣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、及5至25％重量的活性火山灰，以及平均直徑約為10至500微米的空心陶瓷球體；所述水的重量是基于所述活性粉末的35至70％的重量；
(b)將(a)的所述砂漿沉積到護墻板模具中以形成護墻板，同時將所述砂漿與斬斷護堿玻璃纖維混合，以形成包括所述活性粉末、玻璃纖維、陶瓷球體、加上基于活性粉末的35至70％重量的水的組合沉積物。
24.根據權利要求23所述的方法，其中所述組合沉積物包括基于干成分的35至58％重量的所述活性粉末、6至17％重量的所述玻璃纖維以及34至49％重量的所述陶瓷球體。
25.根據權利要求24所述的方法，其中所述組合沉積物包括基于干成分的49至56％重量的所述活性粉末、7至12％重量的所述玻璃纖維、及35至42％重量的所述陶瓷球體。
26.根據權利要求23所述的方法，其中組合沉積物進一步包括平均直徑約為10至350微米的均勻分布聚合物球體。
27.根據權利要求26所述的方法，其中所述組合沉積物包括基于干成分的42至68％重量的所述活性粉末、5至15％重量的所述玻璃纖維、23至43％重量的所述陶瓷球體以及高達1.0％重量的所述聚合物球體，加上基于活性粉末的35至70％重量的水。
28.根據權利要求27所述的方法，其中所述組合沉積物包括基于干成分的54至65％重量的所述活性粉末、6至10％重量的所述玻璃纖維、25至35％重量的所述陶瓷球體、及0.5至0.8％重量的所述聚合物球體，加上基于活性粉末的35至70％重量的水。
29.根據權利要求23或26所述的方法，進一步包括
(c)把第二組合沉積物施加到在步驟(b)中形成的護墻板外表面的至少一個上，該第二組合沉積物包括基于干成分的42至68％重量的所述活性粉末、5至15％重量的所述玻璃纖維、23至43％重量的所述陶瓷球體以及高達1.0％重量的平均直徑約為10至350微米的聚合物球體，加上基于活性粉末的35至70％重量的水。
30.根據權利要求29所述的方法，其中所述第二組合沉積物包括基于干成分的54至65％重量的所述活性粉末、6至10％重量的所述玻璃纖維、0.5至0.8％重量的所述聚合物球體以及25至35％重量的所述陶瓷球體，加上基于活性粉末的35至70％重量的水。
31.根據權利要求23所述的方法，其中所述陶瓷球體是空心的，并且包括約50至75％重量的石英、約15至40％重量的礬土以及高達35％重量的其它材料。
32.根據權利要求26或29所述的方法，其中所述空心聚合物微球體由包括聚丙烯腈、聚甲基丙烯腈、聚氯乙烯及聚偏二氯乙烯的一組中的至少一種制成，并且選擇性地涂有從包括碳酸鈣、氧化鈦、云母、石英及滑石粉的一組中選擇的粉末。
33.根據權利要求23所述的方法，其中所述玻璃纖維是具有約5至25微米直徑和約0.5至3英寸(12至76mm)長度的單絲。
34.根據權利要求23所述的方法，其中所述活性火山灰是包括石1英煙灰、變高嶺石、磨碎粒化高爐礦渣、及粉碎的飛灰的一組中的至少一種。
35.根據權利要求34所述的方法，其中所述活性火山灰是石英煙灰。
36.根據權利要求34所述的方法，其中所述活性火山灰是變高嶺石。
37.根據權利要求23或26所述的方法，其中護墻板成形為允許有榫和槽結構。
38.根據權利要求1所述的護墻板，其中所述水硬性水泥是硅酸鹽水泥。
39.根據權利要求23所述的方法，其中所述水硬性水泥是普通硅酸鹽水泥。
40.根據權利要求23或26所述的方法，其中所述組合沉積物具有從大于0.6/1至0.7/1的水與活性粉末的比率。
41.根據權利要求29所述的方法，其中所述第二組合沉積物中水對活性粉末的比率為從大于0.6/1至0.7/1。
42.根據權利要求1或4所述的護墻板，其中所述護墻板由固化所述活性粉末的含水混合物形成，其中水對活性粉末的比率是從大于0.6/1至0.7/1的，由此改進所述護墻板的釘入性。
43.根據權利要求7所述的護墻板，其中所述外層的每一個由固化所述活性粉末的含水混合物形成，其中水對活性粉末的比率是從大于0.6/1至0.7/1，由此改進所述護墻板的釘入性。
44.根據權利要求7所述的護墻板，其中所述護墻板的芯部具有比所述外層高的強度。
45.根據權利要求1、4或7任一項所述的護墻板，其中所述活性粉末包括0.2至3.5％重量的石灰。
46.根據權利要求23、26或29任一項所述的方法，其中所述活性粉末包括0.2至3.5％重量的石灰。
47.根據權利要求1、4、或7任一項所述的護墻板，其中所述活性粉末包括45至65％重量的硫酸鈣半水化合物、25至40％重量的水硬性水泥、0.75至1.25％重量的石灰以及10至15％重量的活性火山灰。
48.根據權利要求23、26、或29任一項所述的方法，其中所述活性粉末包括45至65％重量的硫酸鈣半水化合物、25至40％重量的水硬性水泥、0.75至1.25％重量的石灰以及10至15％重量的活性火山灰。
全文摘要
一種增強的、重量輕、尺寸穩定的護墻板，當固定到框架上時能夠抵抗等于或超過由膠合板或定向條形護墻板提供的剪切載荷的剪切載荷。護墻板采用一種由固化硫酸鈣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連續相的芯部，連續相用抗堿玻璃纖維增強，并且包含陶瓷微球體、或陶瓷和聚合物微球體的混合物，或者由具有0.6/1至0.7/1的水對活性粉末重量比率的含水混合物或其組合構成。護墻板的至少一個外表面可以包括一個固化連續相，該連續相用玻璃纖維增強，并且包含改進釘入性的足夠聚合物球體，或借助于提供與聚合物球體相類似的效果的水與活性粉末比率、或其組合制成。
文檔編號C04B14/42GK1394167SQ0180351
公開日2003年1月29日 申請日期2001年11月16日 優先權日2000年11月21日
發明者T·D·湯揚, D·M·博南, A·迪貝, K·C·納特西葉爾 申請人:美國石膏公司