СТРОИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ

Полезная модель относится к области строительной техники и технологии и может быть использована для облицовки наружных стен зданий и сооружений различного назначения, в том числе в конструкциях фасадных систем с воздушным зазором - вентилируемых фасадов.
Известны различные конструкции панелей со слоем из стекловолокна RU №№24485, 41473, 2079612, 2102240, 2104252, 2336395, US №№4504533, 6579413, 6838163, 7976938, DE №2816769.
Известна конструкция внешней изоляции и отделки стены здания, содержащая воздухонепроницаемый барьер с двумя направленными в противоположные стороны поверхностями, первая из которых контактирует со стеной, а вторая обращена наружу от этой стены, изоляционный слой с первой и второй противоположно направленными сторонами, первая из которых примыкает к второй поверхности барьера с обеспечением покрытия заданной части стены, при этом изоляционный слой имеет периферийные края, проходящие между первой и второй поверхностями и ограничивающие покрываемую изоляцией часть стены, а внешняя отделка расположена на второй поверхности изоляционного слоя и на одном из его периферийных краев с предотвращением доступа влаги в изоляцию, причем изоляционный слой является воздухопроницаемым и часть второго периферийного края свободна от внешней отделки с обеспечением проникновения воздуха через изоляционный слой и выравнивания давления поперек внешней отделки, причем в грунтовку заложена армирующая сетка из стекловолокна, которая обработана средством для придания ей стойкости от воздействия щелочи (RU №2079612).
Выполнение армированной сеткой из стекловолокна только грунтовки не позволяет использовать свойства последнего для улучшения прочностных и массогабаритных свойств изделия в целом.
Известны комбинированные плиты, в которых полотно ядра непрерывно покрывают слоем раствора, армированным стеклотканью, полотно ядра, состоящее из пенопласта и/или волокон, шариков, обрезков, полос, кусочков органических и/или неорганических материалов, подают горизонтально в виде бесконечного полотна, распределяют твердеющий раствор, стекающий в жидком виде на покрываемую сторону полотна ядра, полотно стеклоткани кладут на верхнюю сторону полотна ядра так плотно, что между полотном стеклоткани и полотном ядра остается только клеевой слой, раствор распределяют с помощью скребка так, что полотно стеклоткани укладывается в слой раствора, сырой еще слой раствора подвергают сушке и твердению (RU №2102240).
Поскольку стеклоткань покрыта бетоном только с одной стороны, а с другой находится клеевой слой, невозможно достигнуть хороших прочностных и массогабаритных свойств изделия.
Известна многослойная стеновая панель, содержащая соединенные между собой слои, один из которых является несущим и формируемым между съемными опалубками, а другой является теплоизолирующим. Несущий слой выполнен внутренним из керамзитобетона с расположенной внутри него арматурой из ПВХ труб, установленных в вертикальном направлении, и из металлических стержней, уложенных в горизонтальном направлении. Теплоизолирующий слой выполнен из пенопласта, в котором проложены коммуникации. Дополнительно многослойная стеновая панель содержит фасадный слой из гипсоволокнистого листа влагостойкого (ГВЛВ), армирующий слой из мелкоячеистой стеклотканевой сетки, тепло-, влаго- и звукоизолирующий слой из экструдированного пенополистирола, слой для внутренней отделки из гипсокартонного листа влагостойкого (ГКЛВ). Слои соединены между собой склеиванием, а сверху между тепло-, влаго- и звукоизолирующим слоем из экструдированного пенополистирола и теплоизолирующим слоем из пенопласта сформирована полость за счет выполнения фасадного слоя из ГВЛВ с тепло-, влаго- и звукоизолирующим слоем из экструдированного пенополистирола и теплоизолирующего слоя из пенопласта со слоем для внутренней отделки из ГКЛВ большими по высоте, чем внутренний несущий слой из керамзитобетона (RU №2336395).
Поскольку стеклоткань покрыта с обеих сторон клеем, невозможно достигнуть хороших прочностных и массогабаритных свойств изделия.
Известна строительная конструкция, содержащая внутренний опорный слой с арматурным каркасом, соединенным с армирующей сеткой ее наружного покрытия, наружное покрытие выполнено в виде основы из песчано-цементной смеси и скульптурно-декоративного слоя из штукатурной смеси, между которыми установлена эластичная гидроизоляция, а армирующая сетка выполнена из стекловолокна (RU №41473, прототип).
Выполнение армированным сеткой из стекловолокна только наружного покрытия не позволяет использовать свойства последнего для улучшения прочностных и массогабаритных свойств изделия в целом.
Технической задачей полезной модели является создание эффективной строительной панели и расширение арсенала строительных панелей преимущественно, для вентилируемых фасадов.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи состоит в том, что увеличена прочность панели на поперечный и продольный изгиб, одновременно обеспечены оптимальные прочностные и массогабаритные свойства изделия в целом при минимальной конструктивной сложности, обеспечена возможность анкерного закрепления, т.е. высокая технологичность для осуществления простого и быстрого способа ее изготовления на строительной площадке, и для осуществления простого и быстрого способа возведения стен и перегородок здания.
Сущность полезной модели состоит в том, что строительная панель содержит размещенные вдоль всей ее площади с зазором между ними армирующие слои, каждый из которых выполнен в виде сетки из стеклянных волоконных нитей, монолитно залитой со всех сторон бетоном на основе портландцемента и кварцевого песка.
Предпочтительно, бетон содержит минеральные добавки мелких фракций до 1 мм для бетонов и пигмент, панель содержит стержневую стекловолоконную арматуру, монолитно залитую между армирующими слоями сетки из стеклянных волоконных нитей, бетон выполнен из смеси со следующим соотношением компонентов, масс %
Портландцемент марки не ниже М400
25,5%
Кварцевый песок
60%
Добавки для бетонов
1,65%
Вода
12%
Пигмент
0,5-1%
В частных случаях исполнения сетка выполнена тканной из стеклянных волоконных нитей, пропитанных антищелочным составом, сетка выполнена тканной из стеклянных волоконных нитей с размером ячеек от 10×10 мм. до 10×20 мм, слои тканной сетки расположены параллельно, с промежутком между ними.
Предпочтительно, слои тканной сетки расположены симметрично относительно плоскости симметрии панели, слои тканной сетки размещены с промежутком между ними между ними, составляющим 0,5-0,1 толщины панели.
Как правило, панель снабжена закладными втулками с внутренней резьбой.
На чертеже фиг. 1 изображена конструктивная схема панели, на фиг. 2 - оперечный разрез панели.
Строительная панель 1 содержит размещенные вдоль всей ее площади и ориентированные друг вдоль друга армирующие слои 2,3 (служат каркасом панели 1), каждый из которых выполнен в виде сетки из стеклянных волоконных нитей (стеклосетка), монолитно залитой с небольшим натягом до 0,5 Н/мм по ширине со всех сторон бетоном на основе портландцемента и кварцевого песка. Строительная панель 1 может дополнительно содержать также стержневую стекловолоконную арматуру 4 и закладные элементы (втулки) 5. На фиг. 1 слои 2, 3 поочередно отогнуты с одного угла панели.
Бетон содержит добавки для бетонов, а также может содержать пигменты неорганические цветные
Бетон панели 1 выполнен из смеси со следующим соотношением компонентов, масс %
Портландцемент марки не ниже М400
25,5%
Кварцевый песок
60%
Добавки для бетонов
1,65%.
Пигмент
0,5-1%
Таким образом, панели 1 бетонные “МРС” представляют собой армированные слоями 2, 3 тканной сетки из стеклянных волоконных нитей (стеклосетка) бетонные изделия, окрашенные в массе неорганическими цветными пигментами.
Стекловолоконный каркас (слои 2, 3), стержневую арматуру 4 и закладные элементы (втулки) 5 устанавливаются в массе и фиксируются в нужном положении с помощью специальных кондукторов.
Слои 2, 3 стеклосетки укладывается равномерно по всей площади панели в два слоя 2, 3 и выполняет функцию внутренней армировки. За счет данного вида армирования можно получить облегченные тонкостенные фасадные панели различной геометрии и дизайна.
Материалы, используемые для изготовления панелей, приведены в таблице 1.
Таблица 1
№ п/п
Наименование материала
Обозначение (наименование материала, устанавливающего требования к нему)
1
Портландцемент белый марки не ниже М400
ГОСТ 965
2
Песок кварцевый
ГОСТ 22551
3
Добавки для бетонов
ГОСТ 24211
4
Пигменты неорганические цветные
ГОСТ 7195, ГОСТ 7291, ГОСТ 4579, ГОСТ 5691, ГОСТ 6220, ГОСТ 8567, ГОСТ 14842, ГОСТ 16164
5
Сетка тканая из стеклянных нитей
ТУ 6-48-00205002-71-90
Для слоев 2, 3 сетки могут быть использованы нити стеклянные крученые (комплексные), производятся из стекла алюмоборосиликатного состава, с диаметром от 7 до 13 мкм, на силановых замасливателях и парафиновой эмульсии. Диапазон суммарной линейной плотности составляет 28-600 ТЕКС. По своим техническим характеристикам нити не являются токсичными, горючими, взрывоопасными. Выпускаются по ТУ 6-48-00205002-71-90. Характеристики нитей приведены в таблице 2.
Таблица 2
Показатели
Диаметр элементарной нити, мкм
7-13
Результирующая номинальная линейная плотность, текс
28-600
Допустимые отклонение фактической результирующей линейной плотности от номинальной, %
+5; -7
Удельная разрывная нагрузка, гс/текс, не менее
31-48
Количество кручений на 1 м нити
28-100
Направление крутки
Z,S
Тип замасливателя
Силановый, парафиновая эмульсия
Macсa нити
от 0,8 до 2,5 кг
Сетка слоев 2, 3, выполнена тканной из стеклянных (угле или базальтовых) волоконных нитей, пропитанных антищелочным составом.
Слои 2, 3 стеклокаркаса расположены параллельно, с промежутком между ними от 6 до 25 мм в зависимости от толщины панели 1.
Армирующая сетка слоев 2, 3 выполнена с размером ячейки 10×10, 10×20 и т.д., исходя из конструктивных требований.
Стекловолоконная стержневая (или стеклопластиковая) арматура 4 состоит из ориентированных в форме стержня плотно уложенных стеклянных волокон, скрепленных между собой специальным полимерным связующим составом. Для более крепкой связи с бетонным раствором на стержень арматуры накручивается по диагонали стеклянная нить - таким образом, стержень приобретает необходимую «ребристость».
Стекловолоконная арматура 4 практически не проводит тепло, а значит - не способствует перепаду температур к самой конструкции и, как следствие, не вызывает разрушение бетона Композитный материал арматуры 4 имеет коэффициент теплового расширения такой же, как и у бетона. А это исключает порывы армирования и образование трещин в самом бетоне, т.е. не допускает разрушения конструкции и направлено на повышение прочности при изгибе.
Панели 1 могут выпускаться с закладными втулками 5 с внутренней резьбой.
Панели 1 изготавливают, как правило, следующих номинальных размеров:
- длина × ширина: 900×600, 1800×600, 600×600, 1200×600, 2400×600, 2400×1200
- толщина: 8-35 мм.
2
Масса 1 м панели 1 составляет: 25 кг при толщине 12 мм.
Панели 1 выпускаются различных цветов, оттенков и фактуры лицевой поверхности.
Панели эксплуатируются следующим образом.
Панели отливаются на специализированном производстве, в соответствии с разработанным технологическим процессом.
Стеклосетка слоев 2, 3 укладывается равномерно по всей площади панели в два слоя и выполняет функцию внутренней армировки. За счет данного вида армирования можно получить облегченные тонкостенные фасадные панели различной геометрии и дизайна.
Готовые панели 1 бетонные “МРС” представляют собой армированные тканной сеткой из стеклянных волоконных нитей бетонные изделия, окрашенные в массе неорганическими цветными пигментами.
Панели 1 пригодны для облицовки наружных стен зданий и сооружений различного назначения, в том числе в конструкциях фасадных систем с воздушным зазором, т.е. вентилируемых фасадов.
Готовые панели 1 МРС доставляются на место монтажа. Установка панелей 1 производится вручную, с помощью подъемного оборудования. Размеры панелей МРС для применения на конкретном объекте выбираются при проектировании, с учетом архитектурного решения. Закладные элементы устанавливаются на панели исходя из способов крепления, высота здания, ветровой нагрузки и места расположении на фасаде (при необходимости дополнительного крепления изделий иной конфигурации)
Способ крепления панелей 1 может быть видимый - вытяжные заклепки, самонарезающие винты, кляммеры и т.д., или ”скрытый” - закладной элемент из некоррозионной стали. Закладные втулки с внутренней резьбой М16 позволяют легко устанавливать панели на ввинченных в них шпильки.
При скрытом способе крепления могут применяться панели 1 толщиной не менее 10 мм.
Панели 1 могут длительно эксплуатироваться в следующих условиях окружающей среды:
- зона влажности (по СНиП 23-02-2003) - сухая, нормальная и влажная.
- степень агрессивности наружной среды (по СНиП 2.03.11-85) - неагрессивная, слабоагрессивная и среднеагрессивная.
- максимальная температура на поверхности панелей - плюс 80°C.
- минимальная температура окружающего воздуха - минус 60°C.
Наличие слоев 2, 3 сетки из стеклянных нитей, имеющих хорошие показатели сцепления с бетоном, позволяет придать панели высокую стойкость к внешним разрушающим факторам, сформировать внутренний слой изделия, без включений, воздушных пузырьков, чрезвычайно компактным и однородным, частично перераспределять вертикальные нагрузки в горизонтальные, наиболее эффективно препятствует температурным деформациям и растрескиванию панели 1 в целом.
Физико-механические показатели панелей 1 приведены в таблице 3.
Таблица 3
№ п/п
Наименование показателя
Значение
1.
Предел прочности при изгибе, МПа, не менее
26,8
2.
Предел прочности при изгибе (водонасыщение 48 часов), МПа, не менее
23,0
3.
Ударная вязкость, кДж/м<sup>2</sup>, не менее
3,0
4.
Теплопроводность, Вт/м°C, не более
0,4
5.
Морозостойкость, циклов
200
6.
Остаточная прочность, % (не менее)
85
7.
Паропроницаемость, нг/м<sup>2</sup> с Па
200
8.
Водопоглощение, %, не более
8
9.
Светостойкость
Светостойкие
10.
Стойкость к воздействию 0,5% H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>
Стойкие
11.
Стойкость к воздействию 3% раствора морской соли
Стойкие (незначительное потемнение света, незначительное изменение блеска)
12.
Стойкость к воздействию H<sub>2</sub>O
Стойкие (незначительное потемнение цвета)
13.
Усилие вырыва анкера из плиты 250×250 мм, кг
185,2
14.
Горючесть по ГОСТ 30244
негорючие
Если панель 1 содержит стержневую стекловолоконную арматуру 4 из базальтовых, стекловолоконных, углепластиковых или других углеродных материалов, монолитно залитую между армирующими слоями 2, 3 сетки из стеклянных волоконных нитей, механические свойства панели 1 улучшаются еще на 5-15%. Арматура 4 не проводит электрический ток, не накапливает статическую энергию, абсолютно «прозрачна» для радиоволн и не подвержена воздействию электромагнитных полей. Арматура 4 характеризуется повышенной, по сравнению со сталью, прочностью, и, в отличие от стали, не подвержена ржавчине и развитию коррозий. Данные материалы легче, они лучше поддаются обработке, не обладают электропроводимостью и не подвержены действию химикатов. Все это позволяет сохранить внешний вид и качество панелей 1 в процессе их использования, снизить расходы на эксплуатацию за счет увеличения межремонтного периода.
В соответствии с данной полезной моделью увеличена прочность панели на поперечный и продольный изгиб благодаря наличию двух слоев армирующей сетки из стеклянных волоконных нитей при любом изгибе один слой работает на сжатие, а второй на растяжение, за счет чего обеспечены оптимальные прочностные и массогабаритные свойства изделия в целом при минимальной конструктивной сложности, обеспечена возможность анкерного закрепления, т.е. высокая технологичность для осуществления простого и быстрого способа ее изготовления на строительной площадке, и для осуществления простого и быстрого способа возведения стен и перегородок здания.