СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЬ ИЗ БЕТОНА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
CONCRETE SANDWICH PANEL AND METHOD OF ITS MANUFACTURING

Настоящее изобретение относится к сэндвич-панели из бетона, содержащей корпусообразующий внутренний слой, уложенный на него слой изоляции из минеральной ваты и наружный слой, расположенный поверх слоя изоляции. Изобретение также относится к способу изготовления сэндвич-панели из бетона, содержащей корпусообразующий внутренний слой из бетона, уложенный на него слой изоляции из минеральной ваты и наружный слой, расположенный поверх слоя изоляции.
Современные сэндвич-панели из бетона обычно изготавливают способом, в котором поверх корпусообразующего внутреннего слоя 1 бетона уложен слой 2 изоляции, выполненный из плит минеральной ваты, а поверх слоя изоляции выполнен наружный слой 3 из бетона.
На фиг.1 схематично показана типичная конструкция такой известной из уровня техники сэндвич-панели из бетона. На фиг.2а и 2b показана конструкция известной из уровня техники сэндвич-панели из бетона, представленной на фиг.1, более подробно в вертикальном и горизонтальном разрезах соответственно. Согласно действующим в Финляндии строительным регламентам, высота сэндвич-панели из бетона равна 3 м, длина равна приблизительно от 3 до 6 метров. Размер плит 2а минеральной ваты, которые используют для изготовления панелей, обычно равен 600×1500 мм, причем две таких слоя укладывают поверх друг друга в несколько смежных рядов для согласования с размерами сэндвич-панели из бетона. В этих панелях волокна лежат в плоскости, по существу, параллельной поверхности слоев бетона. Каждый стык между смежно расположенными рядами плит из минеральной ваты оснащен связками 4а лестничного типа, которые соединяют внутренний и наружный слои из бетона, проходят через слой изоляции и покрывают панель по всей ее высоте, обеспечивая крепление наружного слоя бетона к внутреннему слою бетона. В традиционной бетонной сэндвич-панели такого типа толщина внутреннего слоя бетона лежит в пределах от 80 до 150 мм, толщина слоя изоляции равна 160 мм, а толщина наружного слоя бетона равна по меньшей мере 60 мм. Прочность на сжатие плиты из минеральной ваты, используемой в такой конструкции, обычно равна примерно 5 кПа, а ее сопротивление раскалыванию равно примерно 5 кПа или меньше. Для такой традиционной сэндвич-панели из бетона необходимо относительно большое количество арматуры, и в результате использования связок лестничного типа и креплений наружного слоя такая панель имеет большой вес.
Целью заявленного изобретения является обеспечение технического решения, которое позволяет уменьшить вес всей сборки, при этом количество связок, а также количество арматуры наружного слоя бетона, могут быть существенно сокращены. Для достижения этой цели в заявленном изобретении предложена сэндвич-панель из бетона, которая отличается тем, что слой изоляции из минеральной ваты имеет ламельную структуру, причем волокна минеральной ваты, по существу, перпендикулярны поверхности внутреннего и наружного слоев бетона, при этом наружный слой бетона выполнен из армированного волокнами бетона, а внутренний слой бетона и наружный слой бетона крепятся друг к другу связками, проходящими насквозь через слой изоляции. Толщина наружного слоя бетона, предпочтительно, лежит в пределах от 30 до 40 мм.
С другой стороны, настоящее изобретение обеспечивает способ, который отличается тем, что сэндвич-панель из бетона изготавливают в форме, на дне которой сначала выполняют отливку наружного слоя из бетонной смеси, содержащей перемешанные с бетоном пластиковые волокна, причем еще неотвердевшую смесь оснащают сквозными связками в нужных точках, и поверх отлитого наружного слоя бетона размещают слой минеральной ваты с ламельной структурой, в которой волокна минеральной ваты ориентированы, по существу, перпендикулярно поверхности наружного слоя бетона, и, наконец, выполняют отливку внутреннего слоя бетона поверх слоя изоляции.
Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
на фиг.1 схематически показана конструкция сэндвич-панели из бетона.
на фиг.2а, 2b схематически показана конструкция известной из уровня техники сэндвич-панели из бетона в вертикальном и горизонтальном разрезах, соответственно.
на фиг.3а, 3b схематически показана конструкция одного варианта реализации способа изготовления сэндвич-панели из бетона согласно настоящему изобретению в вертикальном и горизонтальном разрезах соответственно.
Сэндвич-панель из бетона согласно изобретению, показанная на фиг.3a, 3b, содержит внутренний слой 1 бетона, поверх которого выполнен слой 2 изоляции из минеральной ваты ламельной структуры. Размер ламелей 2b обычно равен 200×1500 мм, и толщина их может быть, например, в пределах 160-450 мм или даже больше 450 мм. Ламельная структура обеспечивает возможность увеличения толщины слоя изоляции как однослойной структуры, в то время как при использовании материала в виде плит для увеличения толщины изоляции необходимы по меньшей мере два слоя. Кроме того, в изоляции из минеральной ваты ламельной структуры волокна расположены перпендикулярно поверхности внутреннего и наружного слоев бетона, в результате чего обеспечены более высокие прочностные характеристики, чем у конструкции из плит, вследствие чего слой изоляции может иметь прочность на сжатие примерно 50 кПа и сопротивление раскалыванию примерно 80 кПа. Наружный слой 3 бетона выполнен из бетона, армированного волокнами, причем волокна перемешаны в бетонной смеси до заливки наружного слоя бетона. Благодаря такому армированию волокнами слой бетона может быть относительно тонким, например в пределах 30-40 мм, вследствие чего вес наружного слоя бетона может быть, по существу, меньше веса наружного слоя, известного из уровня техники. Кроме того, в этом случае, ввиду отсутствия стальной арматуры, фактически отсутствует опасность коррозии. Такая конструкция обеспечивает возможность крепления внутреннего и наружного слоев бетона друг к другу только посредством сквозных связок 4b, которых может быть всего лишь 4 штуки, например, по одной в каждом углу. Использование таких сквозных связок обеспечивает большую экономию металла по сравнению со связками лестничного типа, известными из уровня техники, которые покрывают всю панель по высоте. Сквозные связки 4b могут быть, например, стержневыми элементами, или указанные связки могут походить на связки лестничного типа, известные из уровня техники, но иметь, по существу, уменьшенный вертикальный размер, например 10-50 см. Кроме того, в самом предпочтительном случае, такие сквозные связки необходимы только на линии между двумя наиболее удаленными ламелями 2b минеральной ваты, находящимися в каждом вертикальном крае. В длинных панелях может быть необходимо использование сквозных связок также и в средней части панели.
Сэндвич-панель из бетона согласно настоящему изобретению изготавливают предпочтительно таким способом, в котором на дне формы сначала отливают наружный слой бетона из смеси бетона и волокон, который оснащают сквозными связками 4b в нужных точках, пока наружный слой бетона еще находится в незатвердевшем состоянии. После этого поверх наружного слоя 3 бетона укладывают ламели 2b минеральной ваты таким образом, что сквозные связки 4b проходят между двумя смежными рядами ламелей, вследствие чего указанные ламели минеральной ваты сохраняют сквозные связки неподвижными во время последующей отливки внутреннего слоя 1 бетона, выполняемого поверх слоя 2 изоляции. После затвердения бетона панель готова к доставке на строительную площадку. Сквозные связки 4b, предпочтительно, расположены таким образом, что в каждом углу сэндвич-панели из бетона находится одна связка, вследствие чего сквозные связки расположены на расстоянии примерно 200 мм от боковых краев панели и, предпочтительно, на таком же расстоянии - примерно 200 мм от верхнего края панели и нижнего края, соответственно.