СТРОИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ

Е04С2/00, Е04С2/34, Е04С2/50
Строительная панель
Изобретение относится к области строительных конструкций, преимущественно для отдельных частей малоэтажных сооружений: стен, перекрытий и перегородок, в частности, к самонесущим теплоизолирующим панелям, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве.
Известна строительная панель, содержащая наружные слои из листового строительного материала и внутренний теплоизоляционный слой из пенополиуретана, размещенный между обращенными друг к другу сторонами наружных слоев (1).
Недостатками этой панели являются неоптимальные геометрические соотношения конструкции, неопределенность характеристик внутреннего слоя и его связи с наружными слоями, высокая стоимость, сложность монтажа в сооружении.
Известна также строительная панель, содержащая наружные слои из листового строительного материала, зафиксированные относительно друг друга, и внутренний теплоизоляционный слой из пенополиуретана, размещенный между обращенными друг к другу сторонами наружных слоев, имеющих соединительные участки поверхности для монтажа панели (2).
Недостатками этой панели являются сложность конструкции с использованием жесткого каркаса для фиксации наружных слоев, высокая стоимость, отсутствие достаточной сейсмостойкости, низкое качество изготовления, сложность монтажа в сооружении, негерметичность конструкций, получаемых из панелей.
Задачей изобретения является создание недорогой и несложной в изготовлении строительной панели для изготовления самонесущих, т.е. воспринимающих нагрузку, панелей для стен, перекрытий и перегородок, обладающих оптимальными эксплуатационными и технологическими свойствами, а также расширение арсенала панелей для изготовления строительных конструкций.
Технический результат, обеспечивающий рещение поставленной задачи, заключается в упрощении конструкции, снижении трудоемкости изготовления и монтажа, снижении материалоемкости, веса и стоимости.
упрощении контроля качества заливки пенополиуретана, повышении герметичности сооружений и теплоизоляционных показателей, увеличении долговечности, сейсмостойкости и пожаробезопасности, улучшении экологических показателей.
Сущность изобретения заключается в том, что в строительной панели, содержащей наружные слои из листового строительного материала, зафиксированные относительно друг друга, и внутренний теплоизоляционный слой из пенополизфетана, размещенный между обращенными друг к другу сторонами наружных слоев, имеющих соединительные участки поверхности для монтажа панели, внутренний слой выполнен из пенополиуретана с кажущейся плотностью не менее 40 кг/м с образованием на его периферии свободной оплавленной поверхности, а наружные слои зафиксированы относительно друг друга
за счет адгезионного соединения прочностью не менее 1,2 кг/см с внутренним слоем, размещенным между ними с образованием по периферии панели, по меньшей мере, одного технологического паза, ограниченного упомянутой свободной оплавленной поверхностью пенополиуретана и, по меньшей мере, одним из наружных слоев, выступающих за края внутреннего слоя с образованием соединительных участков на поверхностях, обращенных внутрь технологического паза.
Панель может быть выполнена трехслойной, при этом каждый из двух ее наружных слоев выполнен в виде неразъемного листа, адгезионное соединение внутреннего слоя с наружными слоями образовано при нагретом состоянии последних и затвердевании внутреннего слоя.
Внутренний слой может быть размещен между наружными слоями с образованием плоской торцевой оплавленной свободной поверхности и одного технологического паза, ограниченного упомянутой свободной поверхностью пенополиуретана и обращенными друг к другу участками поверхностей наружных слоев, выступающими за края внутреннего слоя.
В иных случаях реализации изобретения внутренний слой может быть размещен между наружными слоями с образованием ступенчатой торцевой оплавленной свободной поверхности и двух технологических пазов, разделенных выполненным на свободной поверхности пенополиуретана выступом.
Наружные слои панели преимущественно выполнены из материала с прочностью адгезионного соединения с пенополиуретаном в пределах 1,,7 кг/см.
По меньшей мере один из наружных слоев панели может быть выполнен из влагостойкого листового гипсоволокна.
По меньшей мере один из наружных слоев панели может быть выполнен из цементно-стружечной плиты.
По меньшей мере один из наружных слоев панели может быть выполнен из фанеры или древесно-волокнистой плиты.
По меньшей мере один из наружных слоев панели может быть выполнен из ориентированно-стружечной плиты с прочностью при изгибе вдоль ориентации стружки в пределах 18-7-28 МПа, а при изгибе поперек ориентации стружки - в пределах lO-r-15 МПа.
Внутренний слой панели выполнен преимуш;ественно с толщиной 25-г125 мм из жесткого пенополиуретана с кажущейся плотностью 40-Т-60 кг/м, не содержащего озоноразрушающих веществ.
В качестве элемента межпанельной связи для монтажа панели в сооружении используется, например,устанавливаемый в
технологический паз цельный или клееный брус, ширина которого равна ширине соответствующего технологического паза, а высота - одной или удвоенной глубине последнего.
В других случаях реализации изобретения в качестве элемента межпанельной связи для монтажа панели в сооружении используется, например, устанавливаемый в технологический паз металлический профиль, например, швеллер.
При монтаже панели в сооружении для крепления упомянутых соединительных участков к элементу межпанельной связи используются, предпочтительно, резьбовые крепежные средства, например, винтысаморезы.
Наружные слои панели выполнены преимущественно с шероховатостью поверхностей до 200 мм.
Внутренний слой панели выполнен преимущественно из пенополиуретана с ударной вязкостью не менее 0,25 КДж/м, разрушающим напряжением при сжатии не менее 150 КПа и теплопроводностью не более 0,03 Вт/м -К.
Панель выполнена преимущественно четырехугольной с отношением толщины внутреннего слоя к длине ее диагонали в пределах () lOl
Каждый из двух наружных слоев панели может быть выполнен составным из нескольких параллельно установленных неразъемных листов.
Пенополиуретан внутреннего слоя и материал по меньшей мере одного наружного слоя имеют предпочтительно значения прочности при растяжении, относящиеся как 1: (1,).
На фиг. 1 изображено объемное изображение строительной панели, на фиг. 2 и фиг.З - варианты соединения двух панелей, выполненных с одним или двумя технологическими пазами, соответственно.
Строительная панель (называемая в каталогах и в информационных изданиях сэндвич панелью или многослойной панелью) содержит наружные слои 1,2 из листового строительного материала и внутренний теплоизоляционный слой 3 из пенополиуретана, размещенный между обращенными друг к другу сторонами наружных слоев 1,2. Внутренний слой 3 выполнен из пенополиуретана с кажущейся плотностью не менее 40 кг/м с образованием на его периферии свободной оплавленной поверхности 4. Кажущаяся плотность - это плотность изделия (слоя) из пенополиуретана, в порах которого находится воздух (т.е. отнощение массы изделия к его объему). Наружные слои 1,2 зафиксированы относительно друг друга за счет
адгезионного соединения прочностью не менее 1,2 кг/см с внутренним слоем 3, размещенным между ними с образованием по периферии панели, по меньщей мере, одного технологического паза 5 (фиг. 1,2), ограниченного упомянутой свободной оплавленной поверхностью 4 пенополиуретана и наружными слоями 1,2, выступающими за края внутреннего слоя 3 с образованием соединительных участков 6,7 на
поверхностях, обращенных внутрь технологического паза 5. На фиг. 2 и 3 одноименные слои и другие элементы обеих соединяемых плит обозначены одинаково.
При этом панель может быть выполнена трехслойной, причем каждый из двух ее наружных слоев 1,2 выполнен в виде неразъемного листа, адгезионное соединение внутреннего слоя 3 с наружными слоями 1,2 образовано при нагретом состоянии последних и затвердевании внутреннего слоя 3 после его заливки, осуществляемой с помощью легко устанавливаемой и демонтируемой оснастки (не изображено).
Внутренний слой может 3 быть размещен между наружными слоями 1,2 с образованием плоской торцевой оплавленной свободной поверхности 4 и одного технологического паза 5, ограниченного упомянутой свободной поверхностью 4 пенополиуретана и обращенными друг к другу участками 6,7 поверхностей наружных слоев 1,2, выступающими за края внутреннего слоя 3.
Внутренний слой 3 может быть размещен между наружными слоями 1,2 с образованием ступенчатой торцевой оплавленной свободной поверхности 4 и двух технологических пазов 5,8, разделенных выполненным на свободной поверхности 4 пенополиуретана выступом 9 (фиг.З).
Наружные слои 1,2 панели преимущественно выполнены из материала с прочностью адгезионного соединения с пенополиуретаном в пределах 1,24-2,7 кг/см.
Спектр строительных материалов, применяемых для наружных слоев достаточно широк.
По меньшей мере один из наружных слоев 1,2 панели может быть выполнен из влагостойкого листового гипсоволокна.
По меньшей мере один из наружных слоев 1,2 панели может быть выполнен из цементно-стружечной плиты.
По меньшей мере один из наружных слоев 1,2 панели может быть выполнен из фанеры или древесно-волокнистой плиты.
По меньшей мере один из наружных слоев 1,2 панели может быть выполнен из ориентированно-стружечной плиты с прочностью при изгибе вдоль ориентации стружки в пределах 18-г28 МПа, а при изгибе поперек ориентации стружки - в пределах 10-7-15 МПа.
Материалы эти чрезвычайно прочны и долговечны.
Внутренний слой 3 панели выполнен преимуш;ественно с толщиной 25-f-125 мм из жесткого пенополиуретана с кажущейся плотностью 404-60 кг/м , не содержащего озоноразрущающих веществ. Выбор толщины внутреннего слоя 3 панели определяется
климатическими особенностями местности, где планируется построить здание.
Панели могут использоваться при возведении малоэтажных сооружений без применения каркаса. Соединение панелей производится в этом случае с помощью элементов межпанельной связи, устанавливаемых одновременно с панелями согласно фиг. 2 и 3 с обеспечением практически герметичного соединения.
В качестве элемента межпанельной связи для монтажа панели в сооружении используется, например,устанавливаемый в
технологический паз 5 или 8 цельный или клееный брус 10, ширина которого равна ширине соответствующего технологического паза, а высота - глубине последнего при установке панели на основание или его удвоенной глубине при парном последовательном соединении панелей.
В качестве элемента межпанельной связи для монтажа панели в сооружении используется, в других случаях, устанавливаемый в технологический паз металлический профиль, например, щвеллер (не изображено). Технологический паз может быть непрерывным по всей периферии панели или иметь прорези. Глубина технологического паза на разных торцах панели может быть одинаковой или разной.
При монтаже панели в сооружении для крепления упомянутых соединительных участков 6,7 к элементу межпанельной связи.
например, к брусу 10, используются предпочтительно резьбовые крепежные средства, например, винты-саморезы 11 с длиной, превышающей толщину слоев 1,2 и меньшей ширины технологического паза 5 и 8. Затяжка винтов 11 производится с обеспечением контакта соединительных участков 6,7 каждой панели с брусом 10. В результате конструкция допускает многократную сборку-разборку и перенос сооружения на новое место.
При этом обеспечивается слияние ограждающей, теплоизолирующей и несущей способности в одном изделии (панели), сочетающем легкость и высокую прочность.
Наружные слои 1,2 панели выполнены преимущественно с шероховатостью поверхностей до 200 мм.
Внутренний слой 3 панели выполнен преимущественно из
пенополиуретана с ударной вязкостью не менее 0,25 КДж/м , разрушающим напряжением при сжатии не менее 150 КПа и теплопроводностью не более 0,03 Вт/м -К.
Пенополиуретан представляет собой пенопласт, получаемый из полиэфирной смолы и специальных добавок, и обладает ничтожными водопоглощением и гигроскопичностью. Диапазон его рабочих температур несравненно выше, чем у других теплоизоляционных материалов: от минус 180 до +180 градусов Цельсия. Поразительно
f
низкая теплопроводность используемого пенополиуретана обусловлена тем, что он представляет собой однородную ячеистую пластмассу, в ячейках которой находится воздух. Слой 3 пенополиуретана толщиной 7 см равен по теплопроводности 45 см дерева или 2 м 15 см кирпича или 4 м 20 см железобетона. Превосходны также сочетание его прочности и эластичности, экологичность и долговечность. Стойкость к воздействию агрессивных химических препаратов, способность к сохранению первоначальной формы после некоторых деформаций и уникальная термическая стойкость, делают именно жесткий пенополиуретан незаменимым материалом для заявляемой панели и достижения высокого качества панельного строительства.
Панель выполняется преимущественно четырехугольной с отношением толщины внутреннего слоя 3 к длине ее диагонали (т.е. диагонали наружного слоя 1 или 2, определяющих наружные габариты панели) в пределах (7-ь57)10 При этом, если толщина слоя 3 составляет 65 мм, целесообразно изготавливать панели с размерами 1,2 х 2,8 м или 2,0 X 3,4м.
Каждый из двух наружных слоев 1,2 панели может быть выполнен составным из нескольких параллельно установленных неразъемных листов (не изображено).
Пенополиуретан внутреннего слоя 3 и материал по меньшей мере одного наружного слоя 1 и/или 2 имеют предпочтительно значения прочности при растяжении 150 кг/м и  кг/м, соответственно, т.е. относящиеся как 1: (1,).
Изготовление строительной панели производится с помощью стандартного режущего оборудования и оригинальной легкосплавной оснастки, задающей толщину слоя 3 и обеспечивающей его заливку и образование стекловидной оплавленной свободной поверхности.
Для улучшения адгезии слои 1,2 могут быть предварительно покрыты клеем, например, БФ-88.
Технологический процесс требует тщательного соблюдения температурных и иных технологических условий формирования ячеистой структуры и свободной поверхности внутреннего слоя и его адгезионного соединения с наружными слоями. Эти условия не входят в объем притязаний заявителя по данной заявке и в ней не рассматриваются.
При упрощенном изготовлении панелей возможно образование облоя (потеков) пенополиуретана на участках 6,7 поверхностей слоев 1,2. Для высококачественного изготовления панелей участки 6,7 предварительно (перед заливкой пенополиуретана) покрываются
смазкой, например, типа ЦИАТР1М, препятствующей образованию облоя.
Транспортирование и перемещение панелей на строительной площадке не требует применения специального грузоподъемного оборудования.
В результате использования изобретения достигаются упрощение конструкции, снижение трудоемкости изготовления и монтажа, снижение материалоемкости, веса и стоимости за счет многократного использования оснастки, а также оптимальных прочностных и геометрических характеристик и отсутствия профилированных элементов и узлов, упрощение контроля качества заливки пенополиуретана, поскольку состоящий из него внутренний слой доступен для визуального контроля, повышение герметичности сооружений и теплоизоляционных показателей, благодаря уменьшению зазоров между плитами при их монтаже в стык и использованию пенополиуретана с заданными свойствами, увеличение долговечности, сейсмостойкости и пожаробезопасности, связанное с используемыми материалами, прочностными и геометрическими характеристиками слоев и обеспечением возможности незначительных смещений наружных слоев относительно друг друга и внутреннего слоя и компенсации тем самым транспортных и сейсмических нагрузок. улучшение экологических показателей токсичных веществ.
Изготовление и опытная проверка экспериментальных образцов строительной панели подтвердили получение указанного технического результата.
Источники информации:
1US №5735092, 1998
2SU № 1479588, 1989 (прототип).
//4 при отсутствии выделения