ПАНЕЛЬ СТРОИТЕЛЬНАЯ
BUILDING PANEL

За последние годы резко увеличилась доля каркасно-панельного деревянного домостроения [1]. Широкое применение нашли многослойные деревянные панели, которые изготовляют в заводских условиях. Наибольший объем каркасно-панельного домостроения осуществляется по технологии MiTeк. Для стеновых конструкций используют сэндвич-панели, где в качестве теплозвукоизолирующего материала, располагаемого между несущими плитами, разнесенными по высоте рамой из брусьев или досок, применяют теплоизоляционный материал - вспененый и экструдированый пенополистирол, базальтовую минеральную вату или плиты из нее, блоки теплоизоляционные из пеностекла, арболит, ксилобетон. Деревянные элементы панели подвергают биоогнезащитной обработке. В результате получают огнебиостойкую, теплозвукоизолированную панель и на ее основе хорошо защищенный деревянный дом.
2
Объем теплозвукоизоляции в конструкции панели достигает 70%. Стоимость 1 м жилой площади из отечественных материалов поднимается до 1000 долл. США. И в этом не малая доля стоимости теплозвукоизоляции. В настоящей заявке предлагается теплозвукоизоляция в виде жестких негорючих торфоопилочных блоков и пакетов с уплотненной экологически чистой огнебиостойкой опилочно-стружечной смесью. Известен способ получения связующего из торфа [2] для изготовления строительных блоков из смеси связующего и древесного заполнителя (опилки, стружка). Он предусматривает тонкое истирание в воде торфа на роторно-инерционной мельнице при температуре (60-100)°С. В результате получают водную дисперсию частиц торфа размером до 5 мкм. В эту дисперсию добавляют измельченные опилки, стружку в количестве (25-30)% общего конечного веса смеси. Смесь формуют в блоки, сушат. С целью повышения звукотеплоизолирующих свойств в блоках выполняют сквозные и тупиковые каналы [3].
Недостатками этой технологии и получаемых торфоопилочных блоков являются сложность технологии тонкого растирания торфа, использование роторно-инерционной мельницы и главное - их горючесть, низкие физико-механические свойства, необходимость использовать установку динамического уплотнения.
Все это обусловлено тем, что создание торфоопилочных блоков, брикетов проводят как последовательное выполнение механических, динамических и тепловых воздействий на исходные материалы.
Целью предлагаемого изобретения является упрощение технологии изготовления теплозвукоизолирующих элементов, придание конечной продукции свойств негорючести и биостойкости, повышение их физико-механических свойств.
2
Поставленные цели достигаются заменой воды при приготовлении торфоопилочной смеси из равных объемов опилок и торфа водным раствором азотно-фосфорных соединений [4], разогретым до (80-90)°С. В результате на этапе смешения компонентов начинается реакция химического взаимодействия раствора с целлюлозой и лигнином опилок и торфа, а при сушке - на начальном этапе при температуре (80-95)°С до относительной влажности смеси (12-16)%, и на конечном - при разогреве до температуры (125-145)°С и выдержке при ней в течение (1-1,5) часа происходит этерификация состава смеси, сопровождающаяся выделением аммиака. Прекращение его выделения указывает, что процесс этерификации закончился. В результате получаем пористые торфоопилочные блоки повышенной жесткости и прочности по сравнению с аналогичными блоками, выполненными с применением воды и получившими название Геокар [5]. Механические испытания на сжатие образцов жестких огнебиоатмосферостойких торфоопилочных блоков ⌀ 145 мм, толщиной 35 мм показали предел их прочности от 63 до 85 кг/см при обеспечении высокой теплозвукоизоляции и огнебиостойкости. В предлагаемом способе изготовления торфоопилочных блоков упрощается технология и комплекс оборудования. Получают жесткие теплозвукоизолирующие блоки, которые не горят, не подвергаются гниению и действию грызунов и могут быть использованы непосредственно для изготовления наружных и внутренних стен и перегородок жилых помещений. Но при производстве жестких торфоопилочных блоков по предлагаемой технологи усложняется процесс сушки из-за требования проведения этерификации.
При изготовлении строительных деревянных панелей с жесткими торфоопилочными теплозвукоизолирующими огнебиостойкими блоками получаем строительный элемент, позволяющий монтировать дом в короткие сроки.
Представляет интерес использование при изготовлении многослойных панелей теплозвукоизолирующих элементов в виде уплотненных в пакетах древесных опилок и стружки, прошедших обработку огнебиозащитным составом и сушку. В этом случае повышаются требования к каркасу панели, но упрощается процесс изготовления теплозвукоизоляции. Важно, что в обоих случаях идет речь о замене известных дорогостоящих теплозвукоизолирующих материалов на местное сырье - опилки, стружку из древесины, торф.
Заявляемая панель строительная для каркасного домостроения, фиг.1, состоит из следующих элементов: наружной 1 и внутренней 2 плит, рамы 3, теплозвукоизолирующих блоков или пакетов 4, уложенных в ячейки внутри рамы между плитами, ветро- 5 и пароизолирующих 6 листов пленки. Элементы плит, рамы подвергают обработке азотно-фосфорным защитным составом [4] без добавок. Наружную плиту панели выполняют из брусьев блок-хаус, а внутреннюю - из вагонки или плит фосфогипса, ориентировано-стружечных. На фиг.1 приведен общий вид панели. На фиг.2 приведено поперечное сечение панели. Размер Н - высота панели, размер S - ширина панели, δ - толщина панели.
Крепление элементов панели осуществляют гвоздями, шурупами, металлическими зубчатыми пластинами.
В случае использования в качестве теплозвукоизоляции полимерных пакетов с уплотненными огнебиоатмосферостойкими опилками и стружкой отпадает необходимость в укладке внутри панели ветропароизолирующей пленки.
Теплозвукоизолирующие опилочно-стружечные блоки и пакеты выполняют в следующем порядке.
Просеивают сухие опилки и стружку для отделения мелких фракций с размерами менее 2 мм. Засыпают крупную смесь в открытую герметичную емкость. Разогревают водный азотно-фосфорный раствор [4] до температуры (80-90)°С. Заливают его в разбрызгиватель. Из него мелкокапельным потоком ведут обработку смеси опилок со стружкой с наружной поверхности до проникновения защитного раствора в нижние слои смеси. Обработку ведут из расчета поглощения опилками и стружкой водного защитного состава в количестве (50-75)% исходного веса смеси. Разогретый мелкокапельный поток защитного состава хорошо пропитывает смесь опилок и стружку практически за время его прохождения от верхних до нижних слоев. После защитной обработки смесь опилок и стружки засыпают в емкость, образованную нержавеющей мелкоячеистой сеткой с размером 2×2 мм и рамой из нержавеющего проката.
Емкость со смесью помещают в камеру герметичной термовакуумной вентиляционной сушилки, закрывают крышку и начинают сушку. Для этого создают в камере сушилки вакуум величиной до 0,9 атм, в тепловые панели из ребристых труб подают разогретый до (100-110)°С теплоноситель, включают вентиляторы. Проницаемая емкость из сетки обеспечивает сквозное проникновение образующегося в сушилке паровоздушного потока через весь объем смеси опилок со стружкой, ее быструю сушку [6]. Температуру потока паровоздушной смеси поддерживают на уровне (80-95)°С. Вакуум за цикл сушки изменяется от 0,9 до 0,2 ати. Время цикла достигает (50-70) минут. Для обеспечения конечной относительной влажности смеси на уровне (8-12)% достаточно (4-7) циклов сушки. Перед последним циклом разогревают смесь опилок и стружки до (125-145)°С за счет перегрева паровоздушного потока на предпоследнем цикле при остаточном вакууме 0,2 ати, выдерживают при этой температуре (1-1,5) часа, охлаждают и засыпают с уплотнением получившуюся смесь в полимерные пакеты. Укладывают пакеты в ячейки рамы панели и перекрывают ее плитой 1 или 2.
Панели вставляют в проемы каркаса дома, образованного обвязочными брусьями, смонтированными на фундаменте дома.
Несколько измененная конструкция предлагаемой панели может быть использована в качестве перекрытия потолка и пола. Для этого наружную плиту из брусьев блок-хаус заменяют на соответствующие по прочности и жесткости доски.
При уменьшении толщины панели, замене плиты из блок-хауса набором пропитанной деревянной гонты или гибкой черепицей получаем панели кровли сооружаемого дома.
При изготовлении панелей в заводских условиях в отдельные из них вставляются окна и двери.
Источники информации
1. Деревянный дом. Тематическое приложение к журналу «Будмайстер». Ноябрь 2007 г., Киев.
2. Способ получения связующего. Патент РФ №2041185 С1.
3. Способ возведения наружных стен и строительный элемент. Патент РФ №2062843 С1.
4. Защитный состав. Патент №2133191, B27K 3/52, 1997.
5. ТУ 5768-001-03983434-99.
6. Вакуумна сушарка. Сушiння деревини. Львiв, 2007.