Полимерная панель для опалубки бетонных стен или перекрытий

Полезная модель относится к строительству и ремонту зданий и сооружений, а именно к панелям опалубки стен и перекрытий.
3
Из патента на полезную модель РФ № 168326 известна панель опалубки из вспененного поливинилхлорида - ПВХ,  представляющая собой единую структуру с изменяемой плотностью по ширине от центра панели к, по меньшей мере, одной её внешней поверхности таким образом, что плотность, по меньшей мере, одной ее внешней поверхности выше, чем плотность в центре панели. При этом панель состоит из: ПВХ 50-55 мас.%; древесной муки 10-15 мас.%; карбоната кальция (СаСО) 20-30 мас.%; химических добавок до 10 мас.%.
Недостатками таких панелей являются высокая стоимость, низкая экологичность, а также при производстве таких панелей технологически затруднительно получить равномерную структуру.
Наиболее близким аналогом является опалубочная форма с ребрами жесткости известная из патента на полезную модель РФ №64242, которая монтируется перед заливкой бетона и используется для удерживания бетона и обеспечивает сушку бетона, и которая монтируется и поддерживается в смонтированном состоянии в течение некоторого периода времени после сушки бетона, изготовленная из гибкого поливинилхлорида - ПВХ, и имеющая стенки между верхним и нижним уровнями, которые обеспечат равномерное распределение нагрузки по ним.
Такие панели имеют ряд недостатков, а именно: высокая стоимость и сложность в изготовлении; отсутствует возможность восстановления повреждений, полученных в результате использования; неравномерное распределение нагрузки на одном листе, где есть стенки и в местах, где воздушные полости, использование только в опалубке перекрытий и невозможность применения для производства стеновой опалубки.
Задача настоящей полезной модели заключается в создании панелей опалубки стен и перекрытий, не имеющих вышеуказанных недостатков.
Решая поставленную задачу, достигается технический результат, заключающийся в повышении несущей способности панелей опалубки стен и перекрытий за счет механической прочности и равномерного распределения нагрузки по всей панели, что достигается использованием полипропилена и созданием ячеистой структуры.
Под несущей способностью понимается способность панелей выдерживать предельную нагрузку при поддержании нормального функционирования. Повышение предельной нагрузки конструкции приводит к пластическим деформациям панелей.
Указанный технический результат достигается в панели для опалубки бетонных стен или перекрытий, которая, согласно полезной модели, представляет собой продольную ячеистую структуру, слои которой выполнены из полипропилена, при этом ячейки изолированы друг от друга. В предпочтительном варианте можно использовать вторичный полипропилен. При этом панели можно использовать многократно, с возможностью восстановления поврежденных участков панели специальным полимерным материалом.
В одном из предпочтительных вариантов выполнения, панель содержит наружные слои, изготовленные из первичного полипропилена повышенной жесткости с модифицирующими добавками. При этом каждая ячейка в сечении представляет собой квадрат.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид панели опалубки с круглым сечением ячеек; на фиг. 2 - общий вид панели опалубки с квадратным сечением ячеек; фиг. 3 - фотография панели с круглым сечением ячеек; фиг. 4 - фотография панели с квадратным сечением ячеек.
Панель для опалубки бетонных стен или перекрытий представляет собой продольную ячеистую (сотовую) структуру (фиг. 1, 2), три слоя которых выполнены из вторичного полипропилена, при этом, ячейки внутри панели изолированы друг от друга и располагаются по всей длине панели.
При изготовлении панелей используется полипропилен (PP) с возможным  добавлением модифицирующих добавок около 20% массовых частей, куда могут входить: добавки полиэтилена для придания пластичности, специальные добавки для увеличения морозостойкости, пластичности, жесткости и проч., которые придают панелям требуемые физико-механические свойства, в отличие от панелей из ПВХ, которые используют сложную химическую формулу в процессе их производства. Кроме этого, из вспененного ПВХ нельзя сделать ячеистую структуру.
3
Рабочая поверхность - внешние слои панели, которые непосредственно соприкасаются с бетоном, имею толщину от 2 до 3 мм и состоят из полипропилена плотностью около 900 кг/м и формируются специальной матрицей в процессе изготовления изделия.
Полипропилен как материал характеризуется высокой влагостойкостью. Панели из этого материала не впитывают воду, на морозе остаются упругими, не ломаются, не увеличиваются в размерах за счёт набора воды, обладают высокой стойкостью к кислотам и щелочам, не гниют и не подвержены коррозии, т.е. при эксплуатации сохраняют свои размеры постоянными. Таким образом, использование полипропилена позволяет повысить несущую способность за счет механической прочности, а также позволяет изготавливать панели с ячеистой структурой, что также позволяет повысить несущие способности за счет равномерного распределение нагрузки по всей панели.
В панелях применена технология создания продольной ячеистой структуры по всей длине изделия (фиг. 3 и 4).
Использование ячеистой структуры из полипропилена обеспечивает равномерное распределение нагрузки по всей панели и высокую механическую прочность панели. Каждая ячейка разделена перегородкой. Каждая перегородка выступает дополнительным ребром жесткости, что приводит к увеличению несущей способности панели. Нагрузка на панель из полипропилена, в результате воздействия на неё бетонной смеси, распределяется равномерно по всей внешней поверхности и внутренней структуре панели, что обеспечивает постоянное качество бетонной поверхности по всему периметру заливки бетона.
Дополнительным результатом при изготовлении предложенных панелей является уменьшение себестоимости панелей, который достигается за счет использования при производстве вторичного полипропилена.
Ячейки панели, образующие сотовую структуру, могут иметь круглое внутреннее основание (см. фиг. 1, 3) или квадратное сечение (фиг. 2, 4). Ячеистая структура изделий одновременно позволяет уменьшить вес панелей и увеличить их несущие характеристики.
Тип панелей с круглым сечением ячеек лучше формирует изгибы при формировании сложных монолитных конструкций и лучше удерживает гвозди и шурупы во время монтажа опалубки, а также немного удешевляет продукт за счёт использования упрощенного процесса изготовления панели, с возможностью производства панелей в один слой и используются преимущественно для опалубки перекрытий.
В случае необходимости увеличения срока службы панели, что особенно актуально для опалубки стен, испытывающих большие нагрузки при изготовлении монолитных конструкций, их производят с квадратными ячейками и усиленными наружными слоями 3 (фиг. 2), состоящих из первичного полипропилена повышенной жесткости с модифицирующими добавками, которые придают дополнительную износостойкость панели опалубки и повышают водоотталкивающие свойства.
Изготовление всех слоёв панели происходит в течение одного производственного цикла и исключает отслоение внешних слоев.
Метод изготовления панелей - литье под давлением. Панели изготавливаются на специальной производственной линии, в состав которой входят: экструдер, формующая головка, калибровочное устройство, блок охлаждения готовых изделий,приемный стол, оборудование для автоматической укладки панелей, а также оборудование, используемое для разрезки панелей на типовые размеры 1220×2440 мм и 1500×3000 мм толщиной от 15 до 21 мм.
2
2
В качестве примера реализации панели с квадратным сечением ячеек может быть рассмотрена панель, каждая ячейка которой в сечении представляет собой квадрат 4×4 мм. Количество ячеек на 1 см составляет 9 штук. Толщина панелей составляет от 15 до 21 мм. При изменении размеров количество ячеек на 1 см не меняется.
Для панелей с круглым сечением диаметр ячейки может составлять 3,0-4,5 мм. Толщина панелей в этом случае также составляет от 15 до 21 мм.
В процессе производства панель получается однородной и монолитной по всему периметру конструкции. За счёт прокатных валиков, которые в процессе своей работы дорабатывают внешние слои панели на предмет уменьшения адгезии к бетону, слои получается гладкими и при эксплуатации не требуется применение смазочных материалов, что дает экономию при производстве строительно-монтажных работ.
Предложенная конструкция панелей для опалубки бетонных стен или перекрытий ячеистой конструкции помимо повышенной механической прочности дополнительно характеризуется уменьшенной стоимостью, простотой в эксплуатации, меньшим весом, удобством при использовании гвоздей и шурупов по сравнению с аналогами, способностью применимыми в строительной отрасли.
Использование гранул вторичного полипропилена при изготовлении панелей также позволяет уменьшить конечную стоимость изделия, а за счет специальной конструкции достигается увеличение оборачиваемость опалубки примерно на 50%. Обратный выкуп панелей у производителей монолитных работ дает возможность уменьшения стоимости изделия и дополнительно обеспечивает охрану окружающей среды.
Технические характеристики панелей
Твёрдость по Шору D
≤58
Ударная вязкость с надрезом Шарпи, кДж/м<sup>2</sup>
≤14
Прочность на изгиб, Мпа
≤30
Модуль упругости на изгиб, Мпа
≤3000
Водопоглощение, %
≤0,5