高强度的复合墙板系统.pdf

本发明涉及改善的复合作用墙壁，其具有夹在结构板层(60、80)中间的绝缘板层(70)。结构板层提供载荷承受功能并防止墙壁在高的风载荷下坍塌。结构板层表明结构板层之间存在复合作用，以致可以建造改善的更强的和花费更少的墙壁。本发明还涉及绝缘板层，它在本发明的复合作用墙壁中是有用的，绝缘板层具有形成在其中的凹槽(72)，以致结构板层的材料进入凹槽中以在结构板层和绝缘板层之间形成机械结合。本发明的墙壁制造简单并提供在约50％到约100％复合作用之间的可验证和一致的复合作用。

1.  一种结构泡沫和复合作用的混凝土墙壁，包括：
至少一个由聚合物泡沫形成的层(70)，其包括有在其中形成的多个凹槽(72)；和
至少一个由混凝土形成的层(60)，其中所述混凝土层进入至少一个所述凹槽并固定到所述泡沫层上。

2.  如权利要求1的结构泡沫和复合作用的混凝土墙壁，进一步包括至少一个台肩(72a)，所述台肩由所述多个凹槽中的至少一个凹槽附近的聚合物泡沫形成并提供在所述结构泡沫和所述混凝土之间的机械连接。

3.  如权利要求2的结构泡沫和复合作用的混凝土墙壁，进一步包括在所述多个凹槽的相对侧面上形成的台肩。

4.  如权利要求2的结构泡沫和复合作用的混凝土墙壁，其中所述凹槽是燕尾槽。

5.  如权利要求2的结构泡沫和复合作用的混凝土墙壁，其中所述凹槽总体上为圆筒形。

6.  如权利要求2的结构泡沫和复合作用的混凝土墙壁，其中所述凹槽总体上呈平截泪珠状。

7.  如权利要求1的结构泡沫和复合作用的混凝土墙壁，其中所述墙壁是一种结构墙构件，该结构墙构件包括第一和第二混凝土板层(60、80)和两者之间的聚合物泡沫板层(70)。

8.  如权利要求7的结构泡沫和复合作用的混凝土墙壁，进一步包括多个结构连接器(10a)，所述结构连接器贯穿所述聚合物泡沫板层并连接到所述第一和第二混凝土板层上。

9.  如权利要求8的结构泡沫和复合作用的混凝土墙壁，其中所述连接器包括本体，所述本体具有贯穿段(20a)、后部段(22a)和中间段(24a)，贯穿段(20a)构造成驻留在第一混凝土板层内，后部段(22a)构造成驻留在第二混凝土板层内，在贯穿段和后部段之间的中间段(24a)构造成在连接器使用时驻留在聚合物泡沫板层内。

10.  如权利要求9的结构泡沫和复合作用的混凝土墙壁，其中所述连接器本体包括：
两个侧壁(14a)，它们是间隔开的并具有宽度或直径；
片材部分(15a)，其在两个侧壁之间延伸，片材部分的厚度小于侧壁的宽度或直径；和
锥端(26)，其构造成便于连接器穿入绝缘层和在绝缘层附近的未硬化结构材料层。

11.  如权利要求9的结构泡沫和复合作用的混凝土墙壁，其中所述连接器本体包括凸边(44a)，其用于限制连接器在预定深度处贯穿绝缘层。

12.  如权利要求9的结构泡沫和复合作用的混凝土墙壁，其中所述连接器本体的侧壁和片材部分在中间段内具有基本上为I-形的横断面。

13.  如权利要求9的结构泡沫和复合作用的混凝土墙壁，其中所述连接器本体的侧壁是基本上平行的，片材部分基本上垂直于侧壁。

14.  如权利要求1的结构泡沫和复合作用的混凝土墙壁，其中所述凹槽是以栅格形成的。

15.  如权利要求14的结构泡沫和复合作用的混凝土墙壁，其中所述凹槽是以直角栅格形成的。

16.  如权利要求1的结构泡沫和复合作用的混凝土墙壁，其中所述凹槽是在聚合物泡沫层两个主表面上形成的。

17.  一种复合作用的结构墙构件，包括：
第一混凝土板层(60)；
第二混凝土板层(80)；和
以上两者之间的聚合物泡沫板层(70)，其中所述结构墙构件的载荷挠曲小于复合作用超过结构墙的理论最大复合作用的50％的结构墙构件的载荷挠曲。

18.  如权利要求17的复合作用的结构墙构件，其中所述结构墙构件的载荷挠曲小于复合作用超过结构墙的理论最大复合作用的60％的结构墙构件的载荷挠曲。

19.  如权利要求17的复合作用的结构墙构件，其中所述结构壁构件的载荷挠曲小于复合作用超过结构墙的理论最大复合作用的70％的结构墙构件的载荷挠曲。

20.  如权利要求17的结构泡沫和混凝土复合材料，进一步包括多个结构连接器(20a)，所述结构连接器贯穿所述聚合物泡沫板层并连接到所述第一和第二混凝土板层上。

21.  如权利要求20的结构泡沫和混凝土复合材料，其中所述连接器包括本体，所述本体具有贯穿段(20a)、后部段(22a)和中间段(24a)，贯穿段(20a)构造成驻留在第一混凝土板层内，后部段(22a)构造成驻留在第二混凝土板层内，在贯穿段和后部段之间的中间段(24a)构造成在连接器使用时驻留在聚合物泡沫板层内。

22.  如权利要求21的结构泡沫和混凝土复合材料，其中所述连接器本体包括：
两个侧壁(14a)，它们是间隔开的并具有宽度或直径；
片材部分(15a)，其在两个侧壁之间延伸，片材部分的厚度小于侧壁的宽度或直径；和
锥端(26)，其构造成便于连接器贯穿绝缘层和在绝缘层附近的未硬化结构材料层。

23.  如权利要求22的结构泡沫和混凝土复合材料，其中所述连接器本体包括凸边(44a)，其用于限制连接器在预定深度处贯穿绝缘层。

24.  如权利要求22的结构泡沫和混凝土复合材料，其中侧壁和片材部分在中间段内具有基本上为I形的横断面。

25.  如权利要求22的结构泡沫和混凝土复合材料，其中侧壁是基本上平行的，片材部分基本上垂直于侧壁。

26.  一种用作复合作用墙壁的绝缘板层的绝缘层，包括：
聚合物泡沫层(70)，其具有第一和第二相对的主表面；
在每个主表面中形成的至少一个凹槽(72)，在聚合物泡沫层中每个凹槽形成至少一个台肩(72a)。

27.  如权利要求26的聚合物泡沫绝缘层，其中所述聚合物泡沫层是从一组材料中选择出的，该组材料包括：挤压聚苯乙烯泡沫、膨胀聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、聚丙烯泡沫、聚异氰酸脂泡沫、聚异氰尿酸脂泡沫及其组合。

28.  如权利要求26的聚合物泡沫绝缘层，其中所述凹槽是正方形凹槽。

29.  如权利要求26的聚合物泡沫绝缘层，其中所述凹槽是燕尾槽。

30.  如权利要求26的聚合物泡沫绝缘层，其中所述凹槽是键孔槽。

31.  如权利要求26的聚合物泡沫绝缘层，其中所述凹槽是平截泪珠状凹槽。

32.  如权利要求26的聚合物泡沫绝缘层，其中在相对主表面上的所述凹槽是对齐的。

33.  如权利要求26的聚合物泡沫绝缘层，其中在相对主表面上的所述凹槽是偏位的。

34.  一种用于结构泡沫和复合作用混凝土墙壁的连接器(10a)，包括本体，所述本体具有贯穿段(20a)、后部段(22a)和中间段(24a)，贯穿段(20a)构造成驻留在第一混凝土板层内，后部段(22a)构造成驻留在第二混凝土板层内，在贯穿段和后部段之间的中间段(24a)构造成在连接器使用中时驻留在聚合物泡沫板层内。

35.  如权利要求34的连接器，其中所述连接器本体进一步包括：
两个侧壁(14a)，它们是间隔开的并具有宽度或直径；
片材部分(15a)，其在两个侧壁之间延伸，片材部分的厚度小于侧壁的宽度或直径；和
至少一个从所述片材部分延伸的腿部(102a、104a)，其中所述腿部包括锥端(100)，该锥端构造成便于连接器穿入绝缘层和在绝缘层附近的未硬化结构材料层。

36.  如权利要求35的连接器，其中所述连接器本体进一步包括：用于限制连接器在预定深度处贯穿绝缘层的凸边。

37.  如权利要求35的连接器，其中所述连接器本体的侧壁和片材部分在中间段内具有基本上为I形的横断面。

38.  如权利要求35的连接器，其中所述连接器本体的侧壁是基本上平行的，片材部分基本上垂直于侧壁。

39.  如权利要求35的连接器，其中所述锥端大于所述腿部。

高强度的复合墙板系统
技术领域
本发明涉及混凝土墙壁结构的领域，更特别地涉及高复合作用墙壁结构的领域。
背景技术
在建筑结构领域中，一直是先制造混凝土墙板，然后涂覆或覆盖具有较低强度的绝缘层，以提供良好绝缘的具有高强度的墙结构。典型地，先将结构墙建筑好，在墙壁完工时施加绝缘层。绝缘层禁止热能通过墙壁流动。
通常使用的材料热绝缘品质的度量是数学系数“R”，它是材料热阻的一个量度。系数R等于厚度除以热系数“K”。高的R值提供高程度的高热阻或绝缘能力。
由水凝水泥粘结剂、水和骨科构成的混凝土是较高强度的低成本的建筑材料。不利的是，混凝土具有K值低的缺点，因此几乎不提供热绝缘。8英寸(20.32cm)的混凝土板的R值约为0.64；1英寸(2.54cm)聚苯乙烯泡沫板R值约为5；3.5英寸(8.89cm)玻璃纤维建筑绝缘层R值约为13。聚苯乙烯和玻璃纤维提供高的R值，但是几乎不提供或不提供结构强度。
通常墙壁用结构层建成，装饰板层(wythe)固定到外或内表面。板层典型地包括用任何数量的绝缘材料来安装或更新的中间空间，绝缘材料包括玻璃纤维或聚苯乙烯泡沫。绝缘的两板层壁的R值由于在外壁和内壁之间的结构桥接而受到限制。结构桥接提供高的强度和完整性并防止壁坍塌。结构桥典型地是金属的双头螺栓、螺栓或梁。因为金属允许热量短路旁通绝缘层，所以结构桥也起热桥作用。这些热桥使得建造的墙壁的R值基本上低于绝缘板层的R值。授予Long的美国专利No.4393635，授予Long等人的美国专利No.4329821，授予Mclaughlin的美国专利No.2775018，授予Jones的美国专利No.2645929和授予Nelson的美国专利No.2412744公开了利用金属系杆或双头螺栓保持在一起墙壁结构。
授予Long的美国专利No.4829733提供了一种用于形成绝缘墙壁的塑料系杆，绝缘墙壁具有内外混凝土结构板层和夹在其中的高绝缘板层。塑料系杆用在建筑工业中，但是相对昂贵、难以制造并且不提供足够的复合作用。
复合作用描述了多层板或复合墙壁如何良好地在其不同板层之间传递剪切力，且典型地被表示为在0％和100％之间的一个百分率。高的复合作用导致在结构板层之间这样传递剪切力，以致复合墙壁的惯性矩接近具有三个板层的墙壁的总厚度的实心墙的惯性矩。低的复合作用不传递剪切力且墙壁的惯性矩接近各个板层的惯性矩之和。复合作用提供墙壁的结构完整性。因为复合作用加强墙壁抵抗风力和减少墙壁挠曲，所以复合作用是高度希望的。高的复合作用墙壁同样能够设计成满足规范要求，同时减少墙壁的质量和成本。相应地，一般希望产生具有高复合作用的复合墙壁，以致当载荷施加到墙壁时它们将仍然是紧密的。然而现有的连接器对于提供希望的复合作用的复合墙壁已经证明是远远不够的。虽然Long的No.4829733专利的受让人复合技术公司(Composite Technologies Corporation)已经要求这样的权利要求，即它的一些连接器能够提供40％到60％的复合作用，独立的试验已经表明这些连接器只提供约10％的复合作用。
绝缘的墙壁通常包括夹在结构板层和饰面板层之间的绝缘板层。结构板层典型地用作墙壁的载荷承受构件。由于饰面板层和结构板层之间存在不充分的复合作用，饰面板层典型地不用于承受与结构板层分开的载荷。然而，如果墙壁的复合作用是足够高的，例如在60％到100％之间，饰面板层能够潜在地用于承受总载荷的主要部分。
因此，目前在本领域中存在对于具有高复合作用的绝缘复合墙壁的需要。
发明内容
本发明涉及改善的复合作用墙壁，其具有夹在结构板层之间的绝缘板层。结构板层提供承载功能并防止墙壁在高的风载下坍塌。结构板层表明在结构板层之间存在复合作用，以致可以建造一种改善的更强的花费更少的墙壁。本发明还涉及绝缘板层，它在本发明的复合作用墙壁中是有用的，绝缘板层具有形成在其中的凹槽，以致结构板层的材料流入凹槽，以在结构板层和绝缘板层之间形成机械结合。
本发明的墙壁制造简单并提供可验证的和一致的从约50％到约100％的复合作用，优选地至少约60％的复合作用，更优选地至少约70％的复合作用，更特别优选地至少约80％的复合作用，和最优选地至少约90％的复合作用。墙壁的复合作用程度和强度是通过在第一、第二结构板层和在它们中间的绝缘板层之间的复合作用系杆的结构来改善的。    
根据连接器的强度和复合作用、结构板层的强度和厚度、绝缘板层的强度和厚度和可以确定影响整个复合墙壁作用的其他因素，本领域的普通技术人员将能够设计一种将提供所希望的复合作用的空间型式。
本发明的这些和其他优点、好处和特征将从下列描述和附录权利要求中更明显看出，或可以通过下面陈述的本发明的实践中了解。
附图说明
图1是本发明的连接器的透视图；
图2是本发明的连接器的另一个可选实施例的透视图；
图3A是可以用在本发明的复合墙壁结构中的具有凹槽型式的绝缘板层的平面视图；
图3B是可以用在本发明的复合墙壁结构中的具有凹槽型式的绝缘板层的平面视图；
图3C是可以用在本发明的复合墙壁结构中的具有凹槽型式的绝缘板层的平面视图；
图4A是绝缘板层的横断面视图，示出了可以用作本发明绝缘板层的凹槽结构；
图4B是绝缘板层的横断面视图，示出另一种可以用作为本发明的绝缘板层的凹槽结构；
图5A是结合了图1和2所示连接器的局部完成的复合墙壁结构的横断面视图；
图5B是结合了图1和2所示的连接器的完成的复合墙壁结构的横断面视图；
图6是示出包括有本发明的连接器的墙板系统中的挠曲的曲线图；和
图7是本发明的连接器的一个可选实施例的透视图。
具体实施方式
现在将通过具体参照示出了本发明各种实施例的附图来对本发明的连接器进行详细描述。应理解的是，同样的结构具有同样的附图标记。
本发明的实施例总体上涉及改善的连接器，它们用于绝缘复合墙壁的制造，这些墙壁包括夹在两个可硬化的结构材料的板层中间的绝缘板层。连接器是特别地构造的，以将两个结构材料的板层固定在绝缘板层上并提供所形成的具有从约50％到100％的复合作用的复合墙壁。
术语“复合作用”，它是本领域中熟知的术语，通常是指复合墙壁具有象单层墙壁一样的作用能力，与有多个分离的板层的墙壁不同。下列方程是混凝土产业(预浇/预应力混凝土协会(PCI))中使用的在0％到100％范围内用百分率定义的复合作用：K＝(I_exp-I_nc)/(I_c-I_nc)，式中I_exp是通过实验确定的试验墙壁的惯性矩，I_nc和I_c是0％复合作用墙壁的和100％复合作用墙壁各自惯性矩的理论值。
可硬化的结构材料可以是构造成从非硬化状态变化到硬化状态的任何材料。在非硬化状态中，材料通常的特征是非固化的、可变形的或流体的。在硬化状态中，材料通常的特征是固化的或固体的。可硬化结构材料的一个例子包括混凝土材料，后者包括水凝水泥粘合剂、水、骨料和其他合适混合物。可硬化结构材料的其他例子包括石膏、灰浆、塑料和树脂。可硬化结构材料在固体状态时可以互换使用术语“结构材料”。
典型的绝缘材料是挤压的聚苯乙烯，它的不同的型式、尺寸和厚度由Owens Corning of Toledo，ohio以FOAMULAR商标配送的。然而，可以使用其他泡沫材料，诸如膨胀的聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、聚丙烯泡沫、聚异氰酸脂泡沫、聚异氰尿酸脂泡沫及其组合。
绝缘复合墙壁典型地是包括一个或多个放置在结构材料板层之间的绝缘板层的墙壁或其他分层结构。绝缘复合墙壁一般地由三个板层构成；这些板层的每个也可以包括多个层。
本发明的连接器优选地是由任何合适的树脂或其他高强度塑性材料注模制成的，虽然它们也可以通过树脂传递模塑法、反应注模法(reaction injection molding)、或本领域中已知的任何其他单步模塑法或相对简单模塑法来模塑。利用多步制造法也在本发明的范围内，诸如使用组装和/或机加工步骤的那些方法。
优选的树脂材料是聚邻苯二甲酰胺(PPA)树脂，因为它易于注模。其他类似的树脂材料包括聚碳酸酯树脂和聚碳酸酯-聚丁烯-对苯二甲酸酯融合物，后者一般地比聚碳酸酯树脂便宜。其他可以用于制造本发明的连接器的树脂包括但不局限于环氧树脂和热固性塑料。其他的高强度高R值的材料也可以采用。高R值一般地使通过连接器形成的复合墙壁中的两个结构材料板层之间的热传递减到最小。
虽然在许多情况中不必要，也可以要求在树脂材料中结合其他塑性材料纤维，诸如玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、陶瓷纤维等以增加连接器的拉伸强度、弯曲强度、剪切强度和韧性。
图1和2示出了本发明的连接器，侧壁14a和隆起的纵向肋15a在第一段20a内通常其终端形成相应的尖端27a。尖端27a的这种结构形状特别适合于方便连接器10a通过复合墙壁的绝缘板层的插入。本发明的连接器10a可以包括后壁40a，在后部段22a内，后壁40a至少部分地在侧壁14a之间延伸。应理解的是，后壁40a可以根据本发明按任何希望的形状形成。图1示出一种后壁40a，后壁40a一般地是直线形的且带有圆形的边缘和角部。图2也示出一种后壁40b，它包括沿其长度的便于使用者抓持的凹陷部分。后壁40a、40b的一个用途是为了抓住连接器10a。壁40a、40b也能够用于接受足以驱动连接器10a通过复合墙壁的绝缘板层的驱动力。壁40a、40b的另一个功能是提供锚固件，以将第二段固定在结构材料板层内。例如壁40a、40b的突出部可以用作锚固件，用于在复合墙壁制造中将连接器10a固定在结构材料板层内，如下面所述。
图7示出了本发明的一个可选实施例。尖端100大于腿部102a、104a。这有利于连接器10a通过复合墙壁的绝缘板层更好地插入。
图1和2所示的连接器包括这样一个结构，其用于使连接器定向在复合墙壁的绝缘板层内并处在预定的深度。连接器可以通过凸缘44a定向，该凸缘44a连接到在第二段22a和中间段24a的交汇处的侧壁14a上且从其上凸出。凸缘44a特别地构造成接合复合墙壁的绝缘板层，来防止第二段22a穿过绝缘板层。
图1和2所示的连接器实施例还可以包括形成在尖端27a之间的一个或多个凹陷45a。该凹陷45a允许可能在第一结构板层中出现的加强筋(例如钢筋)插入在尖端26a之间的凹陷45a中。此外，凹陷45a可以增加连接器的复合作用。
图5A和5B示出连接器10a如何用于制造复合墙壁。连接器10a的使用下面将详细地描述。在一种用于制造复合墙壁结构的优选方法中，第一结构材料板层60被浇注成合适形状(未示出)。一般地，第一结构板层是矩形板，虽然它也可以包括其他设计的、装饰的或结构的特征。唯一限制是它具有足够大的厚度或深度，以赋予第一结构板层60足够的强度和坚固地将连接器10a锚固在其中的贯穿段20的能力。
在第一结构板层60得到这样的刚性，该刚性在使连接器10a不能插入其中而不损伤第一结构板层60最终结构完整性和强度之前，将绝缘板层70放置在邻接第一结构板层60的暴露侧。虽然不必要，绝缘板层70可以包括多个孔或槽，通过它们本发明的连接器可以插入。
连接器10a然后被推动或驱动通过绝缘板层70并进入第一结构板层60，同时结构材料仍然是未硬化的。连接器10a上的锥端26构造成便于连接器10a穿过任何预形成的孔，或在绝缘板层中没有任何预形成的孔时切穿绝缘层，由此便于连接器10a在任一情况下的插入。为了使连接器10a插入到希望深度，将驱动力施加在连接器10a的壁40上可能是必要的。这个驱动力可以通过手或工具诸如锤子或木锤施加。连接10a插入绝缘板层70，直至从片材部分16凸出的凸缘44接合在绝缘板层70上，由此表示所希望的深度已经达到。相应地，凸缘44可以形成为将连接器10a在绝缘板层70内定向在预定的深度处的任何合适的结构。
一旦连接器10a正确地定向在绝缘板层70内，第一结构板层60的结构材料流进孔系46或连接器10a的第一段20的其他锚固件并与其接合。结构材料还流进在绝缘板层70中形成的凹槽72。结构板层60的振动和/或绝缘板层70或连接器10a的运动可能是必要的，以确保凹槽72和贯穿段20与结构材料的充分接合。一旦结构材料固化，连接器10a有效地锚固在第一结构板层60内，绝缘板层70通过凹槽72锚固到结构板层60上。
在第一结构板层60已经达到足够水平的硬度或强度之后，第二板层的结构材料被浇注在绝缘板层70的表面上以形成第二结构板层80，如图4B所示。第二结构板层80的深度应当是这样的，即它完全地或至少基本上淹没连接器的头部40，并接合在连接器10的第二段22中形成的任何锚固件，由此提供连接器10在第二结构板层80内的足够的锚固效果。结构板层80的材料流进凹槽72，以将结构板层80锚固到绝缘板层70上。在硬化和向上倾斜或者定位使用时，凸缘44也协助防止硬化的第二结构板层80朝第一结构板层60坍塌。
图4B示出在绝缘板层70的主表面上形成的键孔或平截的泪珠状的凹槽72的使用。结构板层60、80的材料流进凹槽72并在结构板层60、80和绝缘板层70之间形成机械结合。在绝缘板层70的相对的主表面上的凹槽可以一致地形成，如图3B中所示，或者可以是偏位的或交错的，如图3A-3C中所示。
图5A和5B示出了利用图1和7的连接器10a制造复合墙壁结构的优选方法。第一板层60的结构材料被浇注成合适形状(未示出)。一般地，第一结构板层是矩形板，虽然它也可以包括其他设计的、装饰的或结构的特征。唯一的限制是它具有足够大的厚度或深度，足以赋予第一结构板层60足够的强度和坚固地将连接器10a的贯穿段20a锚固在其中的能力。
在第一结构板层60得到这样的刚度，该刚度在不损伤第一结构板层60的最终结构完整性和强度就不能使连接器10a插入其中之前，绝缘板层70放置成邻接第一结构板层60的暴露侧。结构板层60的振动和/或绝缘板层70或连接器10a的运动可能是必要的，以确保凹槽72和贯穿段20与结构材料的充分接合。一旦结构材料固化，连接器10a有效地锚固在第一结构板层60内，绝缘板层70通过凹槽72锚固到结构板层60上。
在结构材料仍然未硬化的时候，连接器10a然后被推动或驱动通过绝缘板层70并进入第一结构板层60。连接器10a上的尖端27a被构造成便于连接器10a穿过任何预形成的孔，或在绝缘板层中没有任何预形成的孔时切穿绝缘层，由此便于连接器10a在任一情况中的插入。为了使连接器10a插入到希望深度，施加一个驱动力到连接器10a的壁40a、40b上可能是必要的。这个驱动力可以通过手或工具诸如锤子或木锤施加。连接器10a插入通过绝缘板层70，直至从圆形侧壁14a凸出的凸缘44a接合在绝缘板层70上，由此表示所希望的深度已经达到。相应地，凸缘44a可以形成为任何合适的用于将连接器10a在绝缘板层70内定向在预定的深度处的结构。
当连接器10a插入通过绝缘板层70后，在尖端27a之间的凹陷45a可以接纳钢筋或可能在第一结构板层60中存在的其他加强筋。
一旦连接器10a正确地定向在绝缘板层70内，第一结构板层60的结构材料流进在连接器10a的第一段20a的尖端26a、凹陷45a、一部分侧壁14a和肋14b的周围。第一板层的振动和/或连接器10a的运动可能是必要的，以确保贯穿段20a和结构材料的充分接合。此外，振动和/或运动可以协助使钢筋62或其他加强筋接合在凹陷45a内。一旦结构材料固化，连接器10a有效地锚固在第一结构板层60内。
在第一结构板层60已经达到足够水平的硬度或强度之后，将第二板层的结构材料浇注在绝缘板层70的表面上方，以形成第二结构板层80，如图4A-4B中所示。第二结构板层80的深度应当是这样的，即它完全或至少基本上淹没连接器的头部40a、40b并与连接器10a的第二段22a中形成的孔46a或其他锚固件接合，由此提供连接器10a在第二结构板层80内的充分的锚固效果。结构板层80的材料流进凹槽72，以使结构板层80锚固到绝缘板层70上。在硬化和向上倾斜或者定位使用时，凸缘44a也协助防止硬化的第二结构板层80朝第一结构板层60坍塌。
图5B示出在绝缘板层70的主表面上形成的燕尾状凹槽72的使用。结构板层60、80的材料流进凹槽72并在结构板层60、80和绝缘板层70之间形成机械结合。在绝缘板层70的相对主表面上的凹槽可以一致地形成，如图5B中所示，或者也可以是偏位的或交错的，如图4A-4B所示。
利用图4A和4B或5A和5B所示的结构形式，可以希望的是将第二绝缘板层放置在尚未硬化的第二结构板层80上，接着将另外的连接器插入通过第二绝缘板层和第二结构板层。此后，第三结构板层可以如前面一样浇注在第二绝缘板层的表面上。由于模塑本发明的连接器的简单性，可以模塑将三个或更多的结构板层连接在一起的适合的连接器。可选地，利用图1-5B所示类型的搭接连接器，能够将三个或更多的结构板层保持在一起。
可以使用在结构板层60和绝缘板层70之间提供机械结合的任何凹槽结构形状。图3A-3C示出三种合适的凹槽结构形状。
图3A示出具有横向的或水平型式的凹槽72的绝缘板层70。在结构板层60、80和绝缘板层70之间提供改善的机械结合的凹槽72可以按任何距离间隔开。优选地，凹槽具有小于12英寸(30.48cm)的中心间隔，优选地小于6.5英寸(16.51cm)(中心间隔)或4英寸(10.16cm)(中心间隔)。如图4B所示，在绝缘板层70的相对主表面上的凹槽可以是偏位的，以改善完工结构的复合作用的程度。
图3B示出具有栅格或菱形凹槽型式的绝缘板层70。在结构板层60、80和绝缘板层70之间提供改善的机械结合的凹槽72可以按任何距离间隔。优选地，凹槽具有小于12英寸(30.48cm)的中心间隔，优选地小于6.5英寸(16.51cm)(中心间隔)或4英寸(10.16cm)。如图4A中所示，绝缘板层70的相对主表面上的凹槽可以是偏位的，以改善完工结构的复合作用的程度。凹槽可以按任何角度定位，虽然已经发现宽度大于高度的菱形型式，提供改善的复合作用程度。一种优选形状是在水平轴线上具有60°角和在竖直轴线上具有120°角的菱形。另一种合适形状是具有四个90°角的栅格。
图3C示出具有矩形凹槽型式的绝缘板层70。在结构板层60、80和绝缘板层70之间提供改善的机械结合的凹槽72可以按任何距离间隔。优选地，凹槽具有小于12英寸(30.48cm)的中心间隔，优选地小于6.5英寸(16.51cm)(中心间隔)或4英寸(10.16cm)。如上所述，绝缘板层70的相对主表面上的凹槽可以是偏位的，以改善完工结构的复合作用程度。
图4A和4B示出在相对主表面上形成的凹槽72的有槽绝缘板层70和结构板层60、80的互锁段61、81的详图。凹槽72在绝缘板层70的剩余材料中构成至少一个台肩72a。结构板层60、80的材料流进凹槽并在台肩下面在结构板层60、80和绝缘板层70之间形成机械接合。凹槽可以在绝缘板层制造中通过任何合适的在线方法形成或可以在绝缘板层70的材料制造之后离线形成。一种形成凹槽的合适方法是在离线步骤中利用刳刨机。凹槽可以是任何合适形状的，包括正方形、燕尾形、键孔或平截泪珠状。
已经发现本发明的连接器能够为组装后的复合墙壁提供从约50％到约100％的复合作用。将理解的是，对于根据独立试验已经发现仅提供10％复合作用的现有技术的连接器，这是一个重大改善。提供这样优良复合作用的一个好处是它使载荷能够由每个结构板层独立地承受。将理解的是，当复合作用小时，诸如当使用现有技术连接器时，这是不可能的，因为由独立载荷引起的剪切力可能使结构板层与复合墙壁分裂开。
根据本发明的连接器优选地提供至少约60％的复合作用，更优选地至少约70％的复合作用，更特别优选地至少约80％的复合作用，和最大优选地至少约90％的复合作用。
由连接器赋予的复合作用量还与它们的间隔有关。所有情况都相同，密集的连接器将产生具有较大复合作用的复合墙壁结构，而稀疏的连接器将产生具有较小复合作用的复合墙壁。这样，实际的复合作用能够在从约15％到约100％之间的任何点处实现。根据所希望的复合作用的多少，基于这里所描述的讲授，选择将提供希望水平的复合作用的间隔型式将是可能的。本领域中普通技术人员，基于连接器的强度和复合作用、结构板层的强度和厚度、绝缘板层的强度和厚度和可以确定影响整个复合墙壁作用的其他因素，将能够设计一种提供希望的复合作用的间隔型式。
示例
已准备用三个结构板作试验，它们都具有两个混凝土板层和一个聚苯乙烯泡沫绝缘的中间板层。混凝土板层是3英寸(7.62cm)厚，聚苯乙烯层是2英寸(5.08cm)厚。聚苯乙烯泡沫是FOAMULARF250(由Owens Corning of Toledo，Ohio提供)，它具有水平燕尾槽，该槽具有0.5英寸(1.27cm)的深度，底宽度为1英寸(2.54cm)，以及表面宽度为0.75英寸(1.91cm)。凹槽是沿该板长度按6英寸(15.24cm)中心间隔的。
完工的墙板是8英寸(20.32cm)厚、8英尺(2.44m)宽和32英尺(9.75m)高。这些墙板包括18排×6列的如图5B中所示的144个连接器。每排连接器以16英寸(40.64cm)为中心间隔。每排内的连接器以16英寸(40.64cm)为中心间隔。
墙板是以等于31英尺(9.45m)跨度支承，载荷试验是利用负的空气压力进行，以模拟均匀的风载荷。对于每个墙板测量板性能：混凝土的抗压强度(f_c-avg)、弹性模量(Ec)、断裂模量(f_R)和开裂力矩(Mcr)如下：