КОМБИНИРОВАННАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ

Полезная модель относится к области строительства, а именно, к комбинированным строительным панелям и может быть использована для утепления, внешней защиты и декоративной отделки фасадов зданий, в том числе, для изготовления вентилируемых фасадов.
Из уровня техники известна комбинированная строительная панель, края которой по бокам образуют замковые элементы, содержащая скрепленные между собой теплоизоляционную часть из пенополиуретана и декоративную облицовочную часть из клинкерной плитки (см. патент RU 2468165, кл. E04F 13/08, опубл. 27.04.2010). Недостатками известного устройства являются хрупкость декоративной облицовочной части, а также довольно ограниченная площадь, обусловленная высоким весом облицовочной клинкерной плитки. Кроме того, керамика не выдерживает сильных ударов, поэтому во время монтажа модулей и в процессе эксплуатации необходимо быть осторожным с данным материалом, что значительно увеличивает трудозатраты.
Технической проблемой является создание простой в эксплуатации универсальной и прочной комбинированной панели, обеспечивающей теплоизоляцию зданий и защиту от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Технический результат заключается в повышении прочности и срока службы комбинированной строительной панели при эксплуатации за счет повышения стойкости комбинированной строительной панели к неблагоприятным воздействиям окружающей среды.
Поставленная проблема решается, а технический результат достигается тем, что комбинированная строительная панель, содержит декоративную
облицовочную часть, и теплоизоляционную часть, боковые края которой выполнены в виде замковых элементов, при этом декоративная облицовочная часть содержит лист из керамического материала, выполненного из смеси глины, полевого шпата и кварцевого песка, спеченной при температуре не ниже 1220°С, а теплоизоляционная часть выполнена соединенной с тыльной стороной декоративной облицовочной части путем отверждения, с образованием слоя пенополиуретана, смеси полиола и полиизоцианата, нанесенной на тыльную сторону листа из керамического материала.
В частном случае реализации, декоративная облицовочная часть может иметь толщину от 3 до 5 мм, а комбинированная строительная панель дополнительно может содержать армирующую сетку из стекловолокна, закрепленную на декоративной облицовочной части перед нанесением на тыльную сторону декоративной облицовочной панели смеси полиола и полиизоцианата. При этом, керамический материал может быть выполнен со структурой керамогранита, а также может содержать минеральный краситель. Декоративная облицовочная часть может быть выполнена из сопряженных листов из керамического материала. Дополнительно комбинированная строительная панель может содержать прочную подложку, закрепленную на тыльной стороне декоративной облицовочной панели путем размещения прочной подложки на смеси полиола и полиизоцианата, перед окончанием ее отверждения с образованием слоя пенополиуретана.
На фиг. 1 представлено поперечное сечение предлагаемой панели с ортогональными замковыми элементами;
на фиг. 2 - то же с цилиндрическими замковыми элементами;
на фиг. 3 - то же с трапециевидными замковыми элементами;
Комбинированная строительная панель, в частном случае ее выполнения состоит из твердой подложки 1, центральной теплоизоляционной части 2 из пенополиуретана и декоративной облицовочной части 3, образующими монолитную конструкцию, сформированную в процессе производства панели. Боковые края панели по бокам образуют замковые элементы 4 в виде соответствующих друг другу выступов и выемок различной формы (прямоугольной (фиг. 1), полуцилиндрической (фиг. 2), трапециевидной (фиг. 3) и др.) Наличие замковых элементов существенным образом влияет на технический результат, поскольку соединение панелей с замковыми элементами является существенным образом герметичным и препятствует попаданию влаги на пенополиуретановый утеплитель без применения дополнительных герметиков.
Декоративная облицовочная часть 3 может быть выполнена, например, из керамического листа, производимого под товарным знаком ARCH-SKIN (АРХСКИН) сформированным при температуре не ниже 1220°С из смеси, в состав которой входит глина, полевой шпат и кварцевый песок, с добавлением минерального красителя. Указанная смесь может быть подвергнута прессованию без применения жестких форм, что обеспечивает шероховатость поверхности, отсутствие внутренних напряжений и усиление адгезии между пенополиуретаном и керамическим листом. Подбором режимов, например, температуры и времени спекания, керамический лист может быть выполнен со структурой керамогранита, то есть с повышенной прочностью на изгиб и разрыв и закрытыми порами на тыльной (обращенной внутрь комбинированной облицовочной панели) и лицевой (обращенной наружу) сторонах листа. Декоративная облицовочная часть 3 может быть выполнена из листа толщиной 3 мм, 5.6 мм, 14 мм или 20 мм. Предпочтительным является выполнение декоративной облицовочной части толщиной 3,5 мм с нанесенной поверх декоративной облицовочной части сетки из стекловолокна. Сетка (на чертежах не показана) может быть наклеена на декоративную облицовочную часть по всей длине волокон сетки, либо закреплена на тыльной стороне декоративной облицовочной части в отдельных точках. Гибкий тонкий лист совместно с армирующей сеткой, встраиваемой в структуру пенополиуретана в непосредственной близости с поверхностью керамического листа существенно улучшают механические свойства изделия. При выполнении декоративной панели 2 из нескольких керамических листов, армирующая сетка препятствует разделению изделия на несколько частей.
Теплоизоляционная часть 2 выполнена из пенополиуретана путем отверждения нанесенной на часть 3, например, в пресс-форме, смеси полиизоцианата и полиола. Указанная смесь может также содержать дополнительные модифицирующие добавки, повышающие, например, эластичность и стойкость к низким температура, что не является существенным для целей настоящей полезной модели. Такое формирование слоя пенополиуретана существенно повышает адгезию и прочность соединения частей 2-3 между собой, а также исключает возможность формирования участков, не скрепленных между собой. Подложка 1 может одновременно выполнять функции защиты панели от внешних воздействий и повышать прочность панели, например, при изгибающих нагрузках. Прикрепление подложки 1 к изделию осуществляется одновременно и в результате полимеризации пенополиуретана. Подложка может быть выполнена из различных пластиков, например из полиуретана, полистирола или других материалов, например, из листовой оцинкованной стали, древесной фанеры и стеклопластика.
Принципиальными отличиями плит ППУ с внешним слоем из ARCH-SKIN (материалов из тонкой керамики) от известных фасадных плит с клинкерной плиткой являются следующие факторы.
Предлагаемая комбинированная строительная панель имеет в 2-3 раза меньший вес, чем панель с клинкерной фасадной плиткой. При толщине от 3 до 5 мм, ее керамический лист выдерживает нагрузку в несколько раз больше, чем обычная клинкерная плитка, а, в случае добавления сетки из стекловолокна на оборотной стороне, способен выдерживать различные прямые удары. Это позволяет делать панели большей площади при том же весе, что повышает скорость покрытия необходимой площади фасада при монтаже, а также при сохранении площади панели облегчить процесс монтажа и снизить стоимость несущих конструкций (в случае их применения).
Ввиду практически неограниченной площади листа ARCH-SKIN лицевая сторона предлагаемой панели является автоматически защищенной от вредного воздействия УФ излучения на пенополиуретан. В традиционных фасадных панелях для этих целей применяется трудоемкий процесс затирки швов между элементами панелей, а также процесс нанесения кварцевого песка между клинкерными плитками уже в процессе производства панелей.
Ввиду отсутствия видимой регулярности внешнего вида поверхности (обусловленной фиксированными размерами прямоугольной клинкерной плитки) сильно снижаются архитектурные и дизайнерские ограничения, характерные для фасадов с клинкерной плиткой.
Применение предлагаемых панелей из ППУ с облицовкой из ARCH-SKIN позволяет одновременно решать несколько задач: утепление фасада (обычно выполняемое минеральной ватой или экструдированным пенополистиролом при применении вентилируемых фасадов), его внешняя защита и декоративная отделка.
В фасадных термопанелях с ARCH-SKIN, в отличие от вентилируемых фасадов, отсутствуют видимые швы и кляммеры, ухудшающие внешний вид фасада.
Отсутствие микропор и швов обеспечивает повышенную защиту поверхности панелей от загрязнений (антивандальное исполнение).
При толщине листа ARCH-SKIN от 3 до 5 мм, предлагаемая панель выдерживает нагрузку в несколько раз большую, чем традиционная, а добавление сетки из стекловолокна обеспечивает способность выдерживать различные прямые удары.
Принципиальными преимуществами плит ППУ с внешним слоем из ARCH-SKIN при внутренней отделке помещений являются обеспечение шумозащиты помещений при применении для отделки стен, полов, потолков и обеспечение термостабилизации помещений, отделанных ППУ.
Поверхность керамических листов ARCH-SKIN может быть обработана тонким слоем диоксида титана, который предварительно проходит процесс фотокатализа, благодаря чему лист приобретает уникальную способность к самоочистке с выделением в окружающую атмосферу кислорода. Это актуально при оформлении фасадов и обустройстве так называемых «чистых помещений» (операционных, медлабораторий и пр.), где важно минимизировать появление и размножение вредоносной микрофлоры.
3
Исходя из климатических условий и зоны применения (вне или внутри здания), предлагаемые панели на основе ППУ могут быть выполнены с различной толщиной пенополиуретановой части 2 в диапазоне 10…150 мм и площадью до 1000 мм×3000 мм. При этом плотность ППУ, необходимая для производства готовых панелей должна находиться в диапазоне 45-75 кг/м.
Предлагаемые комбинированные строительные панели производят следующим образом.
Из смеси глины, полевого шпата, кварцевого песка и минерального красителя при температуре не ниже 1220°С путем спекания и прессования без применения жестких форм формируют керамогранитный лист АРХСКИН.
Смазывают пресс форму (полностью соответствует всем размерам производимой панели) антиадгезионной смазкой.
В пресс-форму выкладывают лист АРХСКИН, соответствующий размерам производимой панели и образующий декоративную облицовочную часть 3.
При помощи автоматической заливочной установки подают в форму, полностью соответствующую размерам производимых панелей, смесь компонентов А (система на основе полиола) и В (полиизоцианат) для производства теплоизоляционной части 2 из вспененного полиуретана.
Залитую форму после начала вспенивания накрывают подложкой 1.
Форму закрывают и выдерживают 20…40 мин (в зависимости от толщины панели).
Извлекают готовую комбинированную строительную панель, очищают форму и проводят повторную заливку.
Для изготовления предлагаемых плит используют заливочное оборудование высокого давления с действительной максимальной производительностью до 196 кг/мин, обеспечивающее нужную адгезию вспенивающегося полиуретана к АРХСКИН с лицевой стороны и подложке - с оборотной. При производстве используют емкости для компонентов А и В по 500 литров каждая (то есть вместимостью не менее двух бочек сырья), которые оборудованы неконтактным комбинированным электрическим подогревом с электронной терморегуляцией раздельно для каждого компонента. Управление осуществляется с монитора (19'') на раме при помощи мыши и дистанционного пульта на кронштейне головки (кнопками). Интерфейс управления имеет 99 программ заливки и возможность присвоения программам названий и пометок. Так же имеются: бессрочный календарь заливок для контроля персонала и предотвращения «левой» работы, неограниченный таймер длительности заливки (точность до 0.001 сек.), калькулятор расхода сырья за любой выбранный период. Для защиты от перепадов давления (человеческий фактор), машина оборудована электронными датчиками давления, как на низком, так и на высоком давлении. Длина рычага выноса заливочной головки составляет 2.3 м и угол поворота до 180°, а также возможность изначальной регулировки по высоте и быстрый поворот головки на любой угол по вертикали. Самоочищающаяся одноцилиндровая заливочная головка прямоточного действия, с гидравлическим приводом выполнена из высокопрочной стали и имеет износостойкое покрытие рабочей камеры и штока и комплектуется набором сменных штуцер-форсунок с шагом 0.1 мм. Оба насоса высокого давления имеют точную плавную регулировку производительности (электронно), позволяя получить большой диапазон производительности и настройку соотношений сырьевых компонентов А:В от 200:100 до 100:350. Колбовые фильтры, пропускной способностью до 240 л/мин (каждый) имеют многоразовые фильтрующие элементы с ячейкой 100 мкм. Машина имеет два контура циркуляции для каждого компонента с ручным переключением режимов. В комплекте с машиной используется компрессор с устройствами контроля и очистки воздуха для создания подпорного давления и комплект для перекачки сырьевых компонентов из транспортной тары в расходные емкости росредством подпора воздухом.
Указанная температура обжига (не ниже 1220°С) обеспечивает оптимальные условия для формирования поверхности, обеспечивающей надежную адгезию части 3 из АРХСКИНА к прилегающей к ней части 2 из ППУ и надежного крепления их между собой (при других условиях адгезию к керамограниту приходится обеспечивать применением специальных добавок к клею или использованием праймеров). Благодаря основному свойству керамогранита указанного состава - закрытости пор на поверхности материала, даже необработанный керамогранит не впитывает жидкость, что надежно защищает панель от осадков и влажности.
Таким образом, за счет улучшения адгезии теплоизоляционной и декоративной облицовочной частей и повышения стойкости к воздействиям окружающей среды предлагаемая полезная модель позволяет значительно повысить прочность комбинированной строительной панели.