УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ СООРУЖЕНИЯ ИЗ ВСПЕНЕННОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для возведения зданий, строительных оболочек, построек различного назначения из вспененных материалов.
В настоящее время известны различные способы и устройства для возведения сооружений из вспененных материалов (Авторское свидетельство СССР №1025836, Е 04 G 11/04, опубл. 1983 г.; Авторское свидетельство СССР №1828484, Е 04 G 11/04, опубл. 1993 г.; Патент США №3277219, 264-45, опубл. 1966 г.).
Основу этих технических решений составляет использование пневмоопалубки, на которую наносят слой вспененного материала, а после затвердевания этого слоя пневмоопалубку демонтируют.
Ограничением этих технических решений является возможность создания сооружений и оболочек из вспененного материала, имеющих очень простую криволинейную конфигурацию, что непосредственно связано с самой формой раздутой пневмоопалубки. Кроме того, в результате нанесения вспененного материала на пневмоопалубку получают слой, имеющий практически одинаковую толщину. При помощи пневмоопалубки невозможно создать сложную произвольную форму сооружения, например, с вертикальными стенами, или с частями стен и крыши, состыкованными под углами, или с частями здания, сопрягаемыми по различным криволинейным поверхностям, или с разнотолщинными участками стен и крыши.
В процессе патентного поиска не было выявлено устройств, обеспечивающих создание сооружений из вспененного материала любой произвольной конфигурации.
Решаемая изобретением задача - создание устройства, обеспечивающего возведение сооружения произвольной, заданной разработчиком или потребителем конфигурации.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, - увеличение ассортимента изготавливаемых изделий и расширение технических средств, обеспечивающих возведение конструкций с различной формой из вспененных материалов.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата согласно изобретению устройство для возведения сооружения из вспененного материала содержит стойку, установленную вертикально, два
формообразующих элемента, расположенные один под другим, пространство между которыми предназначено для заполнения вспененным материалом и соответствует продольному сечению стены и части крыши сооружения, направляющую, выполненную в форме кольца, установленного на горизонтальной поверхности вокруг стойки, причем формообразующие элементы кинематически связаны со стойкой и направляющей с возможностью их одновременного вращения вокруг стойки.
Возможен дополнительный вариант выполнения устройства, в котором целесообразно, чтобы было введено средство для подачи вспененного материала, которое выполнено в виде трубопровода с форсунками, направленными в пространство между формообразующими элементами, при этом трубопровод кинематически связан со стойкой и направляющей с возможностью его одновременного вращения с формообразующими элементами.
Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его выполнения со ссылками на прилагаемые фигуры.
Фиг.1 схематично изображает заявленное устройство, продольное сечение;
Фиг.2 - то же, что фиг.1, вид сверху;
Фиг.3 - то же, что фиг.1, вид слева;
Фиг.4-11, разнообразные конфигурации зданий, которые можно получить заявленным устройством за счет соответствующего подбора профиля формообразующих элементов.
Устройство для возведения сооружения из вспененного материала (фиг.1-3) содержит стойку 1, установленную вертикально. Два формообразующих элемента 2 расположены один под другим. Пространство между формообразующими элементами 2 предназначено для заполнения вспененным материалом 3 и соответствует продольному сечению стены и, по крайней мере, части крыши сооружения. Направляющая 4 выполнена в форме кольца, установленного на горизонтальной поверхности вокруг стойки 1, при этом стойка 1 расположена на центральной оси кольца. Формообразующие элементы 2 кинематически связаны со стойкой 1 и направляющей с 4 возможностью их одновременного вращения вокруг стойки 1.
В устройство может быть введено средство для подачи вспененного материала (фиг.2, 3), которое выполнено в виде трубопровода 5 с форсунками 6, направленными в пространство между формообразующими элементами 2. Трубопровод 5 кинематически связан со стойкой 1 и направляющей 4 с возможностью его одновременного вращения с формообразующими элементами 2.
На фиг.1-3 показана направляющая 4, выполненная в виде двух рельсов, а формообразующие элементы 2 снабжены колесами 7. Специалистам понятно, что могут быть использованы и другие типы направляющей 4. На фиг.1-3 также показаны:
шарнир 8 (подшипник) для связи стойки 1 с формообразующими элементами 2, гильза 9 для закрепления стойки 1 в грунте (фиг.1), растяжки 10 для стабильного положения стойки 1 в процессе работы устройства. Могут быть использованы и другие, известные из уровня техники усовершенствования заявленного устройства. На фиг.1 также показан фундамент 11, который может быть выполнен из вспененного армированного материала с гидроизоляцией 12.
Работает устройство (фиг.1-3) следующим образом. В цехе по сборке конструкции при небольших габаритах устройства на предварительно горизонтально спланированном грунте устанавливают вертикально стойку 1, к которой через шарнир 8 разъемно прикрепляют формообразующие элементы 2. Обращенные друг к другу поверхности формообразующих элементов 2 выбирают соответствующими профилю внутренней и внешней поверхности стены и крыши (фиг.4-11), а величину зазора между ними - толщине стены и крыши. Формообразующие элементы 2 могут быть выполнены из достаточно легкого и прочного материала, например, алюминия или пластика. Обращенный к горизонтальной поверхности основания сооружения край формообразующих элементов 2 устанавливают в направляющей 4. При сборке устройства в цехе ввиду небольшого его веса могут быть выбраны различные типы направляющих, использующих, например, скольжение формообразующих элементов 2 вдоль кругового направления. В этом случае, направляющая может быть выполнена в виде рельса, трубы, уголка, расположенного непосредственно под формообразующими элементами 2, или в виде какого-либо иного профилированного швеллера. При возведении сооружения непосредственно на грунте для улучшения опоры целесообразно использовать в качестве направляющей 4 два рельса (фиг.1-2), на которые устанавливают колеса 7. Для удобства монтажа и разборки устройства все его элементы могут быть закреплены при помощи разъемных соединений. На обращенные друг к другу поверхности формообразующих элементов 2 может быть нанесена полимерная пленочная оболочка, с которой сцепление вспененного материала не происходит (на фиг.1 условно показана в виде толстой линии) или на них может быть нанесен слой антиадгезива (солидола, вазелина, циатима или силиконовый состав).
После монтажа устройства в пространство между формообразующими элементами 2 при помощи ручного инструмента (баллона, заполненного вспененным материалом, или установок типа «Пена») подают вспененный материал, в качестве которого могут быть использованы различные марки пенополиуретанов: ППУ-3Н, ППУ-308Н, Изолан 2 и другие вспененные синтетические материалы. При первоначальной подаче вспененного материала в пространство между формообразующими элементами 2 противоположный подаче материала свободный торец формообразующих элементов 2 может быть закрыт заглушкой, поверхность которой покрывают антиадгезивом или саму заглушку выполняют из полимера, с которым сцепление вспененного материала не происходит. Кроме того, проникший с противоположного конца подачи пены вспененный материал в случае необходимости может быть легко удален после его затвердевания (полимеризации на воздухе).
При значительной высоте возводимого сооружения и для уменьшения времени его изготовления целесообразно использовать средство для подачи вспененного материала, которое выполнено в виде трубопровода 5 с форсунками 6 (фиг.2, 3).
После затвердевания первого слоя вспененного материала заглушку удаляют и перемещают формообразующие элементы 2 вместе со средством для подачи вспененного материала вокруг стойки 1 на один шаг, соответствующий такой длине, при которой функцию заглушки выполняет первоначально затвердевший слой вспененного материала. Кроме того, процесс может быть произведен непрерывно при соответствующей скорости перемещения формообразующих элементов 2 и подаче вспененного материала. При необходимости обращенные друг к другу поверхности формообразующих элементов 2 смачивают антиадгезивом, повторно вводят вспененный материал, осуществляют выдержку на время его затвердевания, и затем формообразующие элементы 2 передвигают вокруг стойки 1 еще на один шаг.
Операции пошагового перемещения формообразующих элементов 2 и заполнения пространства между ними вспененным материалом повторяют до тех пор, пока в результате почти полного вращения формообразующих элементов 2 по направляющей 4 вокруг стойки 1 не остается свободное пространство (в виде щели, по габаритам чуть большей ширины формообразующих элементов 2) достаточное для демонтажа устройства.
Устройство разбирают. После демонтажа образовавшуюся щель в стене используют для установки дверей, а щель в крыше и над дверью заделывают вспененным материалом. Для этого в зависимости от размеров щели изнутри по месту
натягивают полимерную пленку или устанавливают относительно жесткий пластик, закрепляя концы в затвердевшем вспененном материале, а с наружи наносят слой вспененного материала, постепенно доводя его толщину до полного соответствия с толщиной стен и крыши. После окончательного затвердевания слоя и заделки щелей в стене и крыше пленку (или пластик) удаляют.
При использовании заявленного устройства для возведения сооружений на местности целесообразно до монтажа устройства предварительно изготовить фундамент 11, форма и размеры которого соответствуют кольцу основания стен возводимого сооружения. Так как сооружение из вспененного материала получается сверх легким, то фундамент не испытывает значительной нагрузки от веса сооружения и в большей мере необходим для придания устойчивого положения сооружению к ветровым нагрузкам. Поэтому для лучшего сцепления с материалом стен фундамент может быть выполнен из того же вспененного материала, что и стены. Для изготовления фундамента 11 в кольцевую траншею укладывают материал гидроизоляции 12, армируют траншею и заполняют ее вспененным материалом. Затем посередине кольца кольцевой траншеи устанавливают стойку 1 и далее производят работы по возведению сооружения, как это описано выше. В результате получают монолитное сооружение, стены которого составляют единое целое с легким и прочным фундаментом 11. При необходимости, как и в известных аналогах, стены и крыша сооружения могут быть упрочнены за счет дополнительной их обшивки слоем полимерного материала или армированием.
В результате использования заявленного устройства могут быть получены сооружения имеющие различную форму, толщину стен и крыши (фиг.4-11). Допустимо возведение вертикальных стен (фиг.4, 6, 8) или поверхности стен, вертикальной изнутри (фиг.10), куполообразных крыш (фиг.1, 7, 8, 10), конусообразных крыш (фиг.5, 6), крыш и стен любого профиля (фиг.7, 9, 10). Возможно изготовление зданий, пригодных для жилья, или для их использования в хозяйственных нуждах. Могут быть изготовлены стены и крыши из полупрозрачного вспененного материала, и таким зданиям потребуется меньший расход электроэнергии при их освещении при помощи ламп. Кроме того, такие сооружения за счет введения красителя во вспененный материал могут иметь различный цвет.
Наиболее успешно заявленное устройство для возведения сооружения из вспененного материала промышленно применимо в строительстве при изготовлении зданий для сельской местности или зданий для хозяйственных нужд.