СВЕТОПРОВОДЯЩИЙ КОНСТРУКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Предлагаемая полезная модель относится к области строительства, в частности к производству архитектурного бетона и натурального камня, к производству слоистых изделий общестроительного назначения, декоративных изделий, конструкционных деталей для внутренней и внешней декоративной отделки интерьеров, различных поверхностей, элементов ограждений, элементов ландшафтного дизайна, столешниц, пристенных элементов, в элементах декора колонн, ниш, пилястр.
В настоящее время широкое распространение приобретают светопроводящие конструктивные элементы, изготовленные из жидкотекучего раствора, в частности бетона, с формованными прозрачными элементами (матрицей).
Из уровня техники хорошо известен строительный камень, который содержит светопроводящие волокна, заглубленные в жидкотекучий раствор (патенты WO 03/097054 A1, DE 202007000753 U1, В DE 9310500 U1), где в качестве светопропускающего материала используется прозрачные оптические волокна или волокнистый композит, которые являются в свою очередь хрупким материалом, как в случае с оптиковолокном или невысокой износостойкостью, в случае волокнистого материала.
Известен Прозрачный строительный элемент и оборудование и способ производства прозрачного строительного элемента (патент RU на изобретение 2 457 107, МПК В28В 23/00, Опубл.: 27.07.2012, Бюл. №21). Изобретение относится к области строительства. Изобретение позволит обеспечить однородное распределение волокон в жидкотекучем растворе. Способ производства включает подачу прозрачного строительного элемента, имеющего волокнистый композит, который содержит прозрачные волокна к первому устройству транспортировки, которое непрерывно перемещает волокнистый композит к устройству для нанесения покрытия, в котором волокнистый композит покрывают жидкотекучим раствором. Из устройства для нанесения покрытия с помощью второго устройства транспортировки волокнистый композит с покрытием непрерывно перемещают в опалубку, в опалубке волокнистый композит с покрытием непрерывно укладывают в форме зигзагов, и жидкотекучий раствор с заключенными в нем прозрачными волокнами затвердевает до получения прозрачной заготовки, поверхности которой после ее извлечения обрабатывают так, чтобы поперечные сечения прозрачных волокон были открытыми.
Недостатком известного материала является сложность изготовления, сложность монтажа, а также хрупкость используемого оптического материала в конструкции подобного типа.
Известен Светопропускающий материал и способ его изготовления (патента RU на изобретение 2 604 040, МПК Е04С 1/42, Е04С 1/40, Опубл.: 10.12.2016 Бюл. №34). Изобретение относится к строительству, в частности к производству светопропускающих материалов. Технический результат - упрощение с одновременным снижением себестоимости. Светопропускающий материал содержит соответствующим образом уложенные в стопу слои оптического волокна, разделенные между собой слоями несветопропускающего материала с последующей обработкой поверхностей. В качестве несветопропускающего материала использован жесткий материал, выполненный в виде параллелепипеда, а слои, уложенные в стопу, жестко соединены между собой путем склеивания под давлением. Также описан способ изготовления материала.
В известных технических решениях Светопропускающих материалов (светопроводящих конструктивных элементов) применяются в качестве светопропускающего (светопроводящего) материала оптическое волокно, используемое для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Имеет такие недостатки, как трудоемкость процесса формирования при укладке оптического волокна.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является светопроводящий конструктивный элемент для сооружений и зданий, а также способ его изготовления (патент RU на изобретение 2 554 958, МПК Е04С 1/42, В28В 23/00, Опубл.: 10.07.2015, Бюл. №19). Изобретение относится к светопроводящему конструктивному элементу в форме камня для кладки стен и к способу его изготовления. Технический результат: усовершенствование конструктивного элемента, чтобы его изготовление занимало меньше времени и было менее затратным. Светопроводящий конструктивный элемент выполнен в виде камня для кладки стен, либо фасадной панели или панели для внутренней отделки для сооружений и зданий, который изготавливается в литейной форме посредством заливки, по меньшей мере, одной отверждающейся заливочной массы, а светопроводящий корпус выполнен из светопроводящего строительного материала, к примеру, из полимерного материала РММА или стекла, состоящего из плоского несущего мата, на верхней и/или нижней стороне которого сформированы соосные друг другу светопроводящие стержни, торцевые стороны которых выполнены светопоглощающими или светоизлучающими. Плоский несущий мат выполнен в виде мата со сквозными отверстиями, причем светопроводящий корпус состоит из литой детали, у которой светопроводящие стержни сформированы неразъемным образом посредством литья под давлением в процессе осуществления способа литья под давлением на несущем мате. Причем светопроводящие стержни в процессе осуществления способа литья под давлением отлиты под давлением в сквозные отверстия несущего мата. Также описан вариант конструктивного элемента и варианты способа изготовления конструктивного элемента.
Недостатком данного технического решения является сложность достижения технического результата, трудоемкость и затратность процесса литья под давлением для получения решетчатого мата, а также ломкость светопроводящих стержней (прутков).
Техническим результатом, на решение которого направлено создание полезной модели, является упрощение технологии изготовления с одновременным снижением себестоимости и повышением производительности, а также расширения возможностей в создании светопроводящего эффекта.
Указанный технический результат достигается созданием Светопроводящего конструктивного элемента, содержащего сочетание жидкотекучего раствора, такого как архитектурный бетон с наполнителями, и светопроводящего материала, выполненного в виде матрицы. Матрица может быть выполнена из любого светопроводящего материала, такого как оргстекло, полимерный материал РММА, ПЭТ и др. в виде самонесущего двух- или трехмерного решетчатого корпуса или же отдельными листами, причем матрица может иметь различный узор или рисунок. Использование в качестве светопроводящего материала светопроводящих пластмасс, обладающих высокой степенью светопропускания, не уступающих светопропусканию силикатных стекол, высокой статической и ударной прочностью, относительно небольшим объемным весом, что позволяет значительно уменьшить вес строительных и декоративных элементов, а использование широкой цветовой гаммы позволяет осуществлять различные оригинальные дизайнерские решения.
В случае двухмерной матрицы технический результат достигается чередованием слоев матрицы и бетона, когда из светопроводящего полимера создается матрица (слой), затем данная матрица укладывается на слой свежеприготовленного раствора бетона, внесенного в опалубку, затем вновь заливается раствором и так послойно заливается большой куб в специальной опалубке. Затем происходит созревание бетона в срок от 14 до 28 дней. Затем данный куб распиливают на плиты различной толщины, поперек уложенной матрице. Затем данные плиты шлифуются и подрезаются в размер. В итоге получаются плиты из бетона, которые пропускают свет за счет уложенного светопроводящего полимера.
В случае трехмерной матрицы технический результат достигается за счет внесения готовой матрицы в опалубку таким образом, чтобы эти матрицы были уложены друг на друга через специальные прокладки для того, чтобы оставалось расстояние между слоями, причем получаемая решетка имеет форму куба, которую крепят в опалубке определенным образом, после чего заливают раствором бетона получившуюся конструкцию. Затем происходит созревание бетона. Дальнейшую обработку осуществляют, также как в первом случае.
Расстояние между слоями, а также величина сторон матрицы и зазора между листами светопропускающего материала может варьироваться в зависимости от заданных требований и интереса заказчика, а матрица может иметь заданный рисунок или узор.
В случае использования в качестве матрицы отдельных листов светопроводящего материала, производится укладка заранее подготовленных листов светопроводящего материала вручную в уже подготовленную, залитую раствором бетона опалубку, создавая заданный, определенный рисунок.
Причем возможно использование в качестве светопроводящего материала как бесцветного, так и цветного материала с широкой цветовой гаммой.
Причем возможно использование в качестве наполнителя минерального материала.
В качестве минерального материала может быть использована мраморная или гранитная, или кварцевая крошка фракцией 0,1-0,5 мм для придания прочности и улучшению внешнего вида, а для удешевления, снижения веса и плотности - керамзитовая крошка фракцией 0,2-0,5 мм.
Заявляемая полезная модель поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 показана двухмерная матрица, на фиг. 2 - пример трехмерной матрицы в виде решетки, фиг. 3 показан пример ручной укладки.
Позициями обозначены: светопроводящий материал 1, крепеж 2, прокладка 3, жидкотекучий раствор 4, опалубка с дном 5.
Изготовление Светопроводящего конструктивного элемента происходит следующим образом:
- в случае использования двухмерной матрицы, по заданным лекалам создается матрица из светопроводящего полимера 1, где листы светопроводящего материала 1 путем крепления 2 создают необходимую форму матрицы, затем данная матрица укладывается на слой свежеприготовленного раствора бетона 4, внесенного в опалубку 5, заливается раствором бетона 4, затем вновь вносится матрица, и так послойно заливается большой куб в специальной опалубке. После чего дается время на созревание бетона (сроком до 28 дней; при внесении ускорителей созревания бетона этот срок может быть сокращен). После чего данный куб распиливают на плиты необходимой толщины, поперек уложенной матрице. Затем данные плиты обрабатываются: шлифуются и подрезаются в размер и проч. В итоге получаются плиты из бетона, которые пропускают свет за счет уложенного светопроводящего материала;
- в случае использования трехмерной матрицы, сначала собирается трехмерная матрица по готовым лекалам и чертежам, после чего они укладываются в опалубку 5 таким образом, чтобы эти матрицы были уложены друг на друга через специальные прокладки 3 для того, чтобы оставалось расстояние между слоями, формируя решетку в форме куба, которую крепят в опалубке 5 определенным образом, после чего заливают раствором бетона 4 получившуюся конструкцию; причем расстояния между слоями могут варьироваться в зависимости от заданной конфигурации;
- в случае использования в качестве матрицы отдельных листов светопроводящего материала («лапши»), производится укладка листов светопроводящего материала 1 вручную в уже подготовленную, залитую раствором бетона 4 опалубку 5. Для этого в опалубку 5 сначала заливается раствор бетона 4, затем вручную вставляется отдельная «лапша» из светопроводящего полимера 1, создавая разработанный заранее, определенный рисунок. Этот способ применим, для отдельных плит, нестандартных, крупногабаритных плит, например столешниц.
После чего дается время на созревание бетона (сроком до 28 дней; при внесении ускорителей созревания бетона этот срок может быть сокращен). Дальнейшую обработку осуществляют, также как в первом случае.
В готовом виде за данную конструкцию из светопроводящего конструктивного элемента устанавливается подсветка, позволяющая получить необычный эффект. Применяя светопроводящий конструктивный элемент, возможно создавать различные геометрические формы на поверхности, на которую через систему светопроводящих элементов проецируется свет, за счет этого возможно проектировать форму отсвета на отражаемой поверхности с возможностью проектировать свечение требуемой формы.
Таким образом, имея различные варианты изготовления светопроводящего конструктивного элемента, можно расширить диапазон использования как в интерьере: для внутренней и внешней декоративной отделки интерьеров, изготовления флеш-стен, межкомнатных и декоративных перегородо, различных поверхностей, в решении иных интерьерных и дизайнерских задач, и может быть применена в качестве панелей для столешниц, барных стоек, а также для украшения интерьеров помещений различного назначения.
Заявленная полезная модель позволяет упростить технологию изготовления и монтажа, снижение себестоимости изготовления с расширением диапазона использования, что является достоинством и преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом.