ОПАЛУБОЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
FORMWORK ELEMENT

Данное изобретение касается опалубочного элемента с защитой от кражи, причем по меньшей мере на одной поверхности опалубочного элемента нанесен грунтовочный слой, и причем предусмотрен по меньшей мере один сигнальный модуль для связи с по меньшей мере одной базовой станцией.
Под опалубочными элементами в рамках данного изобретения понимаются любые используемые для сооружения опалубки компоненты, как, например, опалубочные щиты, соответственно, опалубочные плиты, но также, например, опоры или элементы стальных каркасов, или подобные элементы.
Опалубочные щиты или опалубочные плиты состоят, например, из многослойной клееной фанеры и используются для сооружения опалубок при строительстве бетонных сооружений, причем они должны выдерживать давление бетона/цементной смеси вплоть до застывания. Для защиты поверхности опалубочных элементов она пропитывается или запечатывается.
Поскольку на строительных площадках количество находящихся в работе опалубочных элементов постоянно меняется в зависимости от фазы строительства, осуществление контроля возможно лишь с большими затратами. К тому же, окружающие условия на строительных площадках неблагоприятные, и имеются зоны, которые плохо просматриваются или загорожены толстыми стенами, так что постоянно происходит потеря или преднамеренная подмена опалубочных элементов различного качества.
Уже известные решения предусматривают размещение на опалубочных элементах или в них транспондеров, которые могут считываться активно или пассивно с помощью считывающего блока. Однако, с помощью такого рода транспондеров можно обеспечить лишь очень небольшой радиус действия, так что, тем самым, не может осуществляться контроль на большой площади.
Задача данного изобретения поэтому заключается в том, чтобы предложить опалубочный элемент, который оборудован эффективной защитой от кражи в неблагоприятных окружающих условиях и в котором исключена возможность обойти эту защиту от кражи, причем одновременно должна иметься поверхность контакта между бетоном и опалубочным элементом, которая обеспечивает легкую распалубку.
Другой задачей является обеспечение упрощенного обслуживания и проверки опалубочных элементов, чтобы можно было получать свойства поверхностей опалубочного элемента, остающиеся неизменными по качеству на протяжении длительного промежутка времени.
Согласно изобретению, это достигается благодаря тому, что указанный грунтовочный слой выполнен водостойким, и поверх грунтовочного слоя предусмотрен по меньшей мере частично пористый, бетоноотталкивающий разделительный слой.
Указанный соединяемый с по меньшей мере одной базовой станцией сигнальный модуль заделан, например, в грунтовочный слой, причем этот размещенный на поверхности опалубочного элемента грунтовочный слой защищает сигнальный модуль от внешних механических воздействий и от изъятия/доступа. При этом сигнальный модуль является модулем, который базируется на электромагнитном методе передачи сигнала, например, на методе передачи радиосигналов, и оборудован собственным энергоснабжением.
Указанный грунтовочный слой может окружать весь опалубочный элемент, или же грунтовочным слоем могут быть покрыты лишь отдельные области, например, только одна боковая поверхность.
Поскольку этот грунтовочный слой, согласно изобретению, является водостойким, то указанный сигнальный модуль защищен от воздействия влаги и от манипуляций. Грунтовочный слой при этом прочно соединен с поверхностью опалубочного элемента и на своей обращенной от опалубочного элемента стороне несет пористый разделительный слой, который создает относительно образуемой поверхности бетона гладкую поверхность, легко отделяемую от бетона после застывания.
Для того, чтобы при изготовлении бетонного конструктивного элемента с помощью такого опалубочного элемента добиться минимального налипания бетона на наружной поверхности опалубочного элемента и, тем самым, обеспечить максимально полную распалубку, указанный разделительный слой выполнен бетоноотталкивающим.
При этом важно подчеркнуть, что комбинация пористого разделительного слоя, который предоставляет также предпочтительно гладкую поверхность для опалубочного элемента по отношению к создаваемой поверхности бетона, и находящегося под ним водостойкого грунтовочного слоя, который защищает сигнальный модуль от влажности и от манипуляций, позволяет обеспечить как хорошую отслеживаемость и контролируемость предлагаемого изобретением опалубочного элемента, так и легкую распалубку опалубочного элемента после застывания бетона.
Для координации, промежуточного накопления данных и для определения физических величин в области опалубочного элемента согласно следующему примеру выполнения данного изобретения может быть также предусмотрено, что внутри грунтовочного слоя образованы печатные схемы и/или датчики, которые покрыты грунтовочным слоем или заделаны в него, и которые связаны с сигнальным модулем.
В другом варианте выполнения данного изобретения между грунтовочным слоем и разделительным слоем может быть выполнен слой с запасом разделяющего средства (Trennmittel–Reservoirschicht), в котором накоплено разделяющее средство, например, разделительное масло, для выдачи в указанный слой разделяющего средства. Этот слой с запасом разделяющего средства может содержать, например, полотно из бумажной массы или из волокнистого материала, в котором может сохраняться разделяющее средство.
В этой связи еще один вариант выполнения данного изобретения может состоять в том, что сигнальный модуль имеет вход для датчика, который связан с датчиком для измерения содержания разделяющего средства в слое с запасом разделяющего средства. Такое измерение может производиться (но этим не ограничивается), например, с помощью емкостного или резистивного датчика.
Контролируемое сигнальным модулем содержание разделяющего средства может непрерывно считываться базовой станцией, чтобы при снижении содержания разделяющего средства инициировать обслуживание опалубочного элемента путем новой пропитки разделяющим средством.
Следующий вариант выполнения данного изобретения может заключаться в том, что внутри слоя с запасом разделяющего средства или в грунтовочном слое предусмотрена печатная схема, которая включает в себя сигнальный модуль и источник энергоснабжения, так что эта печатная схема с сигнальным модулем и соответствующим источником энергоснабжения загерметизированы и защищены от манипуляций.
В другом варианте выполнения такая печатная схема может содержать датчик, который помещен в разделительный слой или слой с запасом разделяющего средства, или в области разделительного слоя или слоя с запасом разделяющего средства, чтобы определять содержание разделяющего средства.
Далее, печатная схема может содержать токоведущие дорожки и/или антенны, которые могут быть выполнены для сигнальной и питающей линии сигнального модуля, а также для соединения с антенной, благодаря чему может обеспечиваться простота в изготовлении.
Другой вариант выполнения данного изобретения может состоять в том, что грунтовочный слой и/или разделительный слой являются прозрачными, и в грунтовочном слое или в разделительном слое, или между грунтовочным слоем и разделительным слоем выполнена читаемая или машиночитаемая метка (Aufdruck), которая делает возможной идентификацию опалубочного элемента.
Согласно еще одному варианту выполнения данного изобретения разделительный слой может быть слоем эпоксидной смолы, содержание пор в котором может очень точно регулироваться для приема разделяющего средства.
Один предпочтительный вариант выполнения данного изобретения состоит в применении беспроводной технологии, которая работает в дальнем диапазоне, так что заделанные в опалубочные элементы сигнальные модули могут считываться издалека, в радиусе от 100 до 300 м и, тем самым, благоприятным образом может осуществляться центральная координация и контроль.
В этой связи может быть предусмотрено, что сигнальный модуль содержит чип с беспроводной технологией, предпочтительно технологией LoRaWAN с автономным источником напряжения. В частности, указанный протокол LoRaWAN оказался весьма предпочтительным для целей контроля и координации предлагаемых изобретением опалубочных элементов.
Предпочтительно помещенная на опалубочный элемент метка может быть читаемой или машиночитаемой меткой, например, штрихкодом, так что содержащаяся в метке информация может простым образом обеспечить привязку соответствующего опалубочного элемента к определенной серии или происхождению.
Для упрощения и улучшения считывания предпочтительно выполнять разделительный слой и грунтовочный слой прозрачными.
Согласно еще одному варианту данного изобретения указанная метка может быть образована посредством печатной схемы или электропроводящими слоями, которые могут быть выполнены как токоведущие дорожки или антенны. Таким образом, на поверхности опалубочного элемента может быть помещена печатная схема, которая может быть связана с сигнальным модулем, который посредством нанесенного поверх него грунтовочного слоя защищен от внешних влияний и манипуляций. Такого рода печатная схема может, однако, точно так же быть выполнена и внутри грунтовочного слоя.
Грунтовочный слой может изготовляться из любых подходящих полимерных материалов без всякого ограничения, которые делают возможной водостойкую защиту находящихся в опалубочном элементе или на нем средств защиты от кражи, таких как метка и сигнальный модуль, путем заклеивания или заливки поверхности, и у которых возникает хорошее соединение, т.е. не происходит никаких отслаиваний.
Согласно следующему предлагаемому изобретением варианту выполнения этот грунтовочный слой может быть водостойким полимерным слоем.
Согласно следующему примеру выполнения данного изобретения может быть предусмотрена метка на предлагаемом изобретением опалубочном элементе, например, на одной отдельной области одной боковой поверхности опалубочного элемента, которая посредством нанесенного на нее грунтовочного слоя и разделительного слоя, и при необходимости слоя с запасом разделяющего средства, защищена от внешних влияний и манипуляций, так что по соответствующей метке можно в любой момент установить серийный номер или происхождение опалубочного элемента. Такая метка сама может обладать и другими свойствами, например, электропроводностью, сенсорными свойствами и т.п. Благодаря грунтовочному слою, неразъемно соединенному с опалубочным элементом, на метку можно воздействовать только при разрушении опалубочного элемента, и тем самым не может произойти никакого изменения информации, хранящейся в этой метке.
Согласно следующему примеру выполнения сигнальный модуль может содержать чип с беспроводной технологией, предпочтительно технологией LoRaWAN с автономным источником напряжения. Заряда такого автономного источника напряжения достаточно на весь срок жизни опалубочного элемента. Однако, могут находить применение также сигнальные модули других конструктивных типов, если они пригодны для предусмотренной цели – передачи электромагнитных сигналов.
С помощью известной сетевой технологии LoRaWAN могут контролироваться на одном строительном участке, например, все сигнальные модули выполненных согласно изобретению опалубочных элементов, которые находятся внутри диапазона частот соответствующей базовой станции. Сеть LoRaWAN создается, например, в форме звезды, т.е. имеется установленная в центре стройплощадки базовая станция, и имеются сигнальные модули, которые помещены на контролируемых опалубочных элементах и коммуницируют с базовой станцией в режиме реального времени. Базовая станция автоматически опрашивает все находящиеся в этом диапазоне частот сигнальные модули и в режиме реального сообщает на интернет–сервер их статус, например, сигнал тревоги ВКЛ или ВЫКЛ, положение GPS, температуру, влажность и т.д.
Ниже данное изобретение будет рассмотрено подробнее на проиллюстрированных на чертежах примерах выполнения, без ограничения этим общей идеи изобретения. При этом на чертежах показано следующее.
Фиг.1 – частичное сечение предлагаемого изобретением опалубочного элемента в одном варианте выполнения; и
Фиг.2 – частичное сечение предлагаемого изобретением опалубочного элемента в другом варианте выполнения.
На Фиг.1 показан опалубочный элемент прямоугольной формы в виде опалубочного щита 1 для опалубки при строительстве бетонных сооружений, которая, например, может быть образована из многослойной клееной фанерной плиты. Под опалубочным элементом понимаются, однако, и другие элементы для сооружения опалубок, как, например, опоры, элементы каркасных конструкций или опалубочные элементы из металла, пластика или т.п.
В рамках данного изобретения нет, таким образом, никаких ограничений в отношении вида конструкции, выбора материала и геометрической формы опалубочных элементов, более того, данное изобретение может применяться во всех видах опалубочных элементов.
Все описанные в общем для опалубочного щита 1 признаки применимы в общем для любых опалубочных элементов.
На поверхности 30, например, на верхней поверхности (торце), опалубочного элемента 1 нанесен грунтовочный слой 4, в котором предусмотрен сигнальный модуль 3 для связи с по меньшей мере одной (не показанной) базовой станцией.
Согласно изобретению, этот грунтовочный слой 4 является водостойким, например, выполнен из влагонепроницаемого пластика, в котором размещен сигнальный модуль 3, причем он, например, залит в этот грунтовочный слой 4. Таким образом сигнальный модуль 3 защищен от проникновения влаги и от манипуляций.
Сигнальный модуль 3 оснащен автономным источником напряжения, который тоже помещен в грунтовочный слой 4.
Для обеспечения хороших отделяющих свойств, согласно изобретению, поверх грунтовочного слоя 4, т.е. на обращенной от опалубочного щита 1 стороне грунтовочного слоя предусмотрен по меньшей мере частично пористый, бетоноотталкивающий разделительный слой 5, причем поры 32 предпочтительно образованы так, что они могут принимать разделяющее средство, например, разделительное масло или антиадгезивный воск для облегчения отделения, что позволяет простую и чистую распалубку.
Разделительный слой 5 является бетоноотталкивающим, причем он во время изготовления соответствующего строящегося участка входит в контакт с бетонной или цементной смесью, и при этом практически не происходит никакого прилипания готового бетона.
Разделительный слой 5 может быть образован из любого подходящего полимерного материала, монопластов, реактопластов, смол и т.д., предпочтительно он выполнен из одного слоя эпоксидной смолы, которая является очень подходящей для целей бетонного строительства и обеспечивает очень гладкие поверхности бетона.
Разделительный слой 5 предпочтительно тянется по всей поверхности грунтовочного слоя 4 опалубочного щита 1, т.е. по боковым поверхностям и торцевым поверхностям, и образует гладкую поверхность 31 по отношению к застывающему бетону. Через имеющиеся в разделительном слое 5 поры 32 на эту гладкую поверхность 31 может выступать имеющееся в них разделяющее средство, чтобы обеспечить улучшение отделяющих свойств по отношению к застывшему бетону. После нескольких процессов распалубки в разделительный слой 5 может дополнительно диффундировать разделяющее средство из слоя 7 с запасом разделяющего средства, чтобы восполнить уже использованное разделяющее средство. Как только окажется, что в слое 7 с запасом разделяющего средства больше нет достаточного количества разделяющего средства, об этом может быть сообщено через сигнальный модуль 3, после чего этот опалубочный элемент пойдет на обслуживание.
Указанный разделительный слой 5 образован, например, слоем эпоксидной смолы, толщиной около 2 мм, поры 32 которого пропитываются разделительным маслом, благодаря чему разделяющее средство хранится внутри разделительного слоя 5, и это разделяющее средство при образовании поверхности бетона может через поры 32 выступать на внешней стороне разделительного слоя 5, т.е. на обращенной от грунтовочного слоя 4 стороне разделительного слоя 5, и оказывать свое действие.
Сигнальный модуль 3 содержит чип в технологии LoRaWAN с автономным источником напряжения. Этот сигнальный модуль 3 может использовать, однако, и другие формы беспроводной передачи сигналов или иную электромагнитную передачу. Для определения положения сигнальный модуль 3 имеет датчик положения, или на другом месте опалубочного щита 1 предусмотрен датчик положения, который связан с сигнальным модулем 3. Таким образом положение опалубочного щита 1 может постоянно контролироваться, и при несанкционированном изменении положения выдается сигнал оповещения о краже.
При нанесении грунтовочного слоя 4 указанный сигнальный модуль 3 заливается им.
Таким образом, с одной стороны, имеется защита от механических и химических воздействий, а, с другой стороны, эффективно предотвращаются манипуляции с сигнальным модулем 3. Чтобы добраться до сигнального модуля 3, необходимо было бы разрушить опалубочный щит 1.
В дополнение к сигнальному модулю 3 на опалубочном щите 1 или в нем предусмотрены (не представленные) печатные схемы и/или датчики, которые покрыты грунтовочным слоем 4 или заделаны в него, и которые соединены с сигнальным модулем 3.
Указанными датчиками могут быть, например, датчики расположения, положения, ускорения, давления, оптические, вибрационные и т.п., выходные сигналы которых передаются через сигнальный модуль 3 на базовую станцию.
Испытания на разбухание, проведенные с уложенным в воду опалубочным щитом 1, показали, что сигнальный модуль 3 и заделанные печатные схемы, и датчики достаточно защищены грунтовочным слоем 4 также и от влажности.
Далее, грунтовочный слой 4 и разделительный слой 5 выполнены прозрачными, причем в грунтовочном слое 4 выполнена читаемая или машиночитаемая метка 6, служащая для идентификации опалубочного щита 1.
Эта метка 6 выполнена как читаемая или машиночитаемая метка, например, номер, логотип, штрихкод, так что эта метка может считываться сквозь полимерный слой. Указанная метка 6 может быть предусмотрена также в разделительном слое 5 или между разделительным слоем 5 и грунтовочным слоем 4.
Метка 6 может располагаться на различной глубине, поскольку изготовление грунтовочного слоя 4 или разделительного слоя 5 осуществляется путем выполнения отдельных слоев, и в таком случае на одном из этих отдельных слоев помещается метка 6 и покрывается последующим отдельным слоем.
На Фиг. 2 показан другой вариант выполнения предлагаемого изобретением опалубочного элемента, причем между грунтовочным слоем 4 и разделительным слоем 5 дополнительно образован слой 7 с запасом разделяющего средства.
Этот слой 7 с запасом разделяющего средства может быть образован, например, в виде полотна из бумажной массы или волокнистого материала, в котором накоплено разделяющее средство, которое путем пропитки снаружи через разделительный слой 5 сначала помещается в слой 7 с запасом разделяющего средства, чтобы затем постепенно путем диффузии снова выпускаться из этого слоя в разделительный слой 5.
В примере выполнения по Фиг.2 дополнительно предусмотрена метка 8, которая образована печатной схемой, которая связана с размещенным на другом месте радиоблоком и устойчиво против подделки защищена посредством расположенного на ней полимерного слоя. Вместо печатной схемы или дополнительно к ней в грунтовочном слое 4 может быть заделан также выполненный плоским датчик, который электрически соединен с сигнальным модулем, чтобы можно было измеренные физические значения посредством сигнального модуля передавать на базовую станцию.
Сигнальный модуль 3 имеет вход для датчика, который соединен с (не представленным), например, емкостным датчиком для измерения содержания разделяющего средства в слое 7 с запасом разделяющего средства. Таким образом можно определять степень заполнения разделяющим средством слоя 7 с запасом разделяющего средства и считывать посредством сигнального модуля 3, так что при незначительном содержании разделяющего средства инициируется дополнительная пропитка опалубочного элемента, чтобы можно было всегда поддерживать на очень хорошем уровне отделяющие свойства разделительного слоя.
Сигнальный модуль 3 расположен в грунтовочном слое 4, как показано на Фиг.2, но он мог бы быть размещен и в слое 7 с запасом разделяющего средства, или располагаться, проходя по грунтовочному слою 4 и слою 7 с запасом разделяющего средства.
Далее, указанная метка 8, которая наносится, например, методом трафаретной печати, может быть реализована посредством электропроводящих слоев, которые выполнены как токоведущие дорожки или антенны, за счет чего могут быть созданы соответствующие соединения с сигнальным модулем и нанесенной на опалубочный щит печатной антенной.