ФРАГМЕНТ ДЕКОРАТИВНОГО МОЗАИЧНОГО ПАННО

Полезная модель относится к технологии изготовления декоративных панно из стеклокремнеземистых отходов, более конкретно, к конструкции фрагментов декоративного мозаичного панно и может найти применение в архитектурном и художественном оформлении зданий для их наружной и внутренней отделки мозаичными композициями, а также для изготовления изделий декоративно-прикладного назначения.
Известно декоративное мозаичное панно, составленное из фрагментов, содержащих основание и уложенные на его поверхности пластины из цветного поделочного камня, размещенные по линиям эскиза рисунка и скрепленные с основанием и между собой с помощью связующего (см. Лебединский В.И. В удивительном мире камня. Изд. 3-е, М., «Недра», 1985 г., с.200).
Готовые фрагменты такого панно собирают в единую композицию на общем планшете, выравнивают и шлифуют. При создании панно сначала изготавливают тонкие цветные плитки из малахита, яшмы, опала, амазонита и других поделочных камней. Затем их подбирают по конфигурации и по тону с таким расчетом, чтобы они согласовывались друг с другом и эскизом панно, после чего подобранные элементы приклеивают к основанию с помощью минерального или синтетического связующего.
К недостаткам известного декоративного мозаичного панно следует отнести высокую стоимость и сравнительно сложную технологию его изготовления из-за необходимости формирования и подгонки цветных неповторяющихся форм множества мозаичных элементов.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является фрагмент декоративного мозаичного панно, содержащий несущий слой и укрепленный на нем декоративный слой из цветного стекла (см. журнал «Строительный сезона №40 от 20.10.2005 г., с.20 - прототип).
Известное декоративное панно и его фрагменты изготавливают в технике «Фьюзинг», позволяющей создавать витражную или мозаичную композицию на отдельном листе стекла, являющимся основанием или несущим слоем фрагмента. На несущем слое собирают композиционный рисунок из отдельных кусочков цветного стекла или смальты, затем все это спекают в печи в единое монолитное целое. Фрагменты декоративного панно скрепляют с помощью соединительных элементов на общем каркасе или по стыкам между собой.
Использование в качестве материала мозаичных элементов, вместо кусочков цветного технического стекла специально приготовленной смальты, способствует повышению декоративного эффекта мозаичного панно вследствие добавления к основным цветам множества дополнительных оттенков. Однако, изготовление декоративного панно по известной технологии связано с необходимостью осуществлять подбор элементов мозаики и стеклянной основы с равными или близкими коэффициентами термического расширения, поскольку их различие при спекании приводит к появлению в толще монолита микротрещин или к разрушению после отжига целого фрагмента панно.
Решаемой задачей полезной модели является создание сравнительно простой монолитной конструкции фрагмента декоративного мозаичного панно, обладающего после высокотемпературной обработки в печи достаточно высокими прочностными и художественно-декоративными характеристиками. Дополнительными являются задачи создания достаточно простой и эффективной технологии производства мозаичного панно с высоким качеством лицевой поверхности из дешевых промышленных отходов для отделки зданий и сооружений мозаичными композициями.
Указанная задача решается тем, что в фрагменте декоративного мозаичного панно, содержащем несущий слой и укрепленный на нем декоративный слой из смальты, согласно полезной модели, несущий слой выполнен из спеченной смеси частиц стекла и песка, а декоративный слой выполнен из кусочков смальты прямоугольной или произвольной в плане формы, вплавленных основанием в несущий слой и частично между собой.
Кроме того, кусочки смальты могут иметь толщину 3-12 мм и могут быть выполнены из плавленой смеси отходов стекла, кварцевого песка и добавок цветного глушенного стекла
Такое выполнение устройства решает задачу создания монолитной конструкции фрагмента декоративного мозаичного панно, обладающего достаточно высокими прочностными и декоративными характеристиками. Одновременно решается задача создания эффективной технологии производства фрагментов мозаичного панно высокого качества из дешевых промышленных отходов при существенном сокращении времени их изготовления для целей художественного оформления мозаичных композиций для внутренней и наружной отделки зданий и сооружений.
В результате экспериментальной отработки режимов получения различных типов фрагментов мозаичного панно найдены условия для подбора состава материалов несущего и декоративного слоев, а также оптимальные режимы их спекания.
Основными исходными компонентами смеси для изготовления смальты и ее применения в предложенном мозаичном панно являются расплавленная смесь стеклобоя (50-85 мас. ч.) и песка (49-14 мас. ч) с добавками глушенного цветного стекла. Соотношение ингредиентов в данной смеси определяется преобладанием стеклофазы и может варьироваться в широких пределах, позволяя менять декоративные и теплофизические характеристики смальты.
Для несущего конструкционного слоя предложенного фрагмента мозаичного панно используются отходы стекла или стеклогранулята (75-86 мас. ч.) и кварцевого песка (25-14 мас. ч.). При этом, в качестве исходных компонентов смеси для несущего и декоративных слоев, используются частицы стекла и кварцевого песка, преимущественно, фракции 0,1-5 мм.
Несмотря на имеющееся различие коэффициентов термического расширения ингредиентов, их спекание в предложенном устройстве осуществляется без нарушения прочностных характеристик получаемых образцов. Получаемые после отжига монолитные фрагменты декоративного мозаичного панно не содержат микротрещин, имеют прочное соединение несущего и декоративного слоев, а лицевая сторона фрагмента может обладать, при наличии мозаичного рельефа, гладкой или рельефной поверхностью.
Реализуемый в предложенном устройстве диапазон толщин несущего слоя при этом находится в пределах 5-20 мм, а декоративного слоя в пределах 3-12 мм. Указанные диапазоны толщин несущего и декоративного слоев также определены экспериментально. При этом уменьшение толщины декоративного слоя меньше 3 мм нецелесообразно из-за возможности полного расплавления фрагментов смальты, что нарушает декоративный эффект мозаичного панно, а увеличение данной толщины более 12 мм существенно увеличивает время спекания мозаичных элементов с несущим слоем.
На фиг 1 показана конструкция фрагмента декоративного мозаичного панно.
Фрагмент мозаичного панно содержит пластину основного несущего слоя 1 размером 200×300 мм и толщиной 12 мм, спеченной из смеси боя стекла и песка. На ее поверхности вплавлена мозаичная композиция в виде декоративного слоя из прямоугольных 2 и произвольных в плане формы 3 кусочков разноцветной смальты толщиной 3-5 мм. Кусочки смальты вплавлены основанием 4 в несущий слой 1. Некоторые частицы смальты могут быть частично сплавлены между собой по смежным границам.
Для изготовления кусочков смальты 2, 3 декоративного слоя и материала несущего слоя 1, как правило, используются продукты различных типов отходов стекольного производства. По этой причине они имеют различный физико-химический состав, различный цвет и различные коэффициенты термического расширения.
Каждый из фрагментов функционирует в качестве составной части декоративного мозаичного панно. Панно может включать, по крайней мере, два фрагмента, расположенных в одной плоскости и механически скреплены между собой с помощью соединительных элементов или общей рамой (не показаны). Монолитная конструкция фрагмента декоративного мозаичного панно обладает высокими прочностными и художественно-декоративными характеристиками. Технология изготовления фрагментов из дешевых промышленных отходов позволяет добиться высокого качества поверхности мозаичного панно для использования при отделке зданий и сооружений мозаичными композициями.
Фрагмент декоративного мозаичного панно изготавливают следующим образом.
Исходные компоненты дробленного стекла, кварцевого песка и добавок цветного глушенного стекла фракцией 0,5-5 мм смешивают и загружают в теплоизолированную форму слоем заданной толщины. Затем на поверхность засыпки укладывают по рисунку трафарета кусочки смальты, заранее приготовленные по известной технологии из стекла или по предложенной технологии из стеклокремнезита.
Термообработку подготовленной заготовки фрагмента панно осуществляют в замкнутом объеме колпаковым электронагревателем, который нагревает заготовку до температуры 850-1000°С, в зависимости от толщины несущего слоя и толщины кусочков смальты. Охлаждение и отжиг фрагмента панно осуществляют после удаления колпакового нагревателя под съемной теплоизолированной крышкой до температуры 40-50°С, после чего вынимают готовыей фрагмент панно и выполняют повторную загрузку формы.
Пример изготовления фрагмента мозаичного панно.
Подготовленную смесь, состоящую из дробленного стеклобоя с размерами частиц 0,5-5 мм и песка в количестве 20 мас. ч. засыпают на глубину 15 мм в форму размером 300×400 мм. На поверхность засыпки укладывают цветные кусочки смальты толщиной 3 мм и размером 10×40 мм из колотого стеклогранулята в соответствии с трафаретом - рисунком в виде цветка или иного художественного изображения.
Затем форму закрывают колпаковым передвижным электронагревателем. После включения нагревателя производят нагрев и выдержку фрагмента при температуре 900°С в течение 40 мин. Нагреватель отключают и отводят в сторону, а форму накрывают теплоизолированной крышкой. После охлаждения и самоотжига фрагмента панно под крышкой до температуры 50°С, ее снимают и вынимают готовый фрагмент декоративного мозаичного панно.
Выполнение устройства согласно полезной модели позволяет создавать достаточно прочные монолитные конструкции фрагментов декоративного мозаичного панно высокого качества из дешевых промышленных отходов при существенном сокращении времени их изготовления для целей художественного оформления малоформатных и монументальных мозаичных композиций.