СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ В ИЗДЕЛИЯХ И КОНСТРУКЦИЯХ, ВЫПОЛНЕННЫХ НА ОСНОВЕ ВЯЖУЩЕГО
METHOD OF FORMING SURFACE LAYERS IN PRODUCTS AND STRUCTURES MADE ON BASIS OF BINDER

Изобретение относится к способу возведения конструкций при монолитном строительстве и изготовлению заводских изделий, выполненных на основе вяжущего.
В настоящее время поверхностный слой бетонных конструкций и изделий, при их изготовлении, упрочняется только за счет естественных факторов - повышения плотности слоя в неотвердевшем состоянии за счет давления основной массы на опалубку или стенки формы. Однако такое упрочнение не дает значительного эффекта, т.к. происходит только уплотнение твердой составляющей раствора без какого-либо армирования поверхностного слоя. Причем в некоторых случаях такое упрочнение, после отверждения конструкции, приводит к обратному эффекту, т.к. из-за уплотнения и выдавливания водной составляющей вяжущее может гидратировать не в полном объеме, что приводит к расслоению, отшелушиванию и растрескиванию поверхностного слоя. Для предотвращения этого необходимо применять различные добавки, что в большинстве случаев приводит к снижению прочности всей конструкции, или необходимо увлажнять наружную поверхность конструкции, что усложняет технологию, повышает трудоемкость и время возведения конструкций и изготовления изделий. Как в первом, так и во втором случае происходит существенное повышение материалоемкости и удорожание строительства.
В технологии строительства известно использование армирующих сеток для повышения трещиностойкости наружной поверхности. Однако сетка монтируется уже после отверждения конструкции или изделия в штукатурный слой, который наносится дополнительно, т.к. не возможен ее монтаж непосредственно в форме или в опалубке, т.е. фактически уже после изготовления изделия или конструкции осуществляют скрытие дефектов поверхностного слоя самого изделия или конструкции. Однако это не устраняет дефект поверхностного слоя, а только замедляет его разрушение из-за прикрытия его от внешних воздействий, и со временем происходит обрушение уже штукатурного слоя совместно с поверхностным слоем изделия или конструкции. Причем из-за существенного веса такого прикрытия процесс обрушения происходит в небольшой временной промежуток, от момента расслоения поверхностного слоя, и проконтролировать или заранее предсказать этот момент невозможно в силу большого количества факторов, влияющих на этот процесс. Это не только снижает межремонтное время эксплуатации, но и повышает травмоопастность таких конструкций со скрытыми дефектами. Кроме того, на лицо существенное повышение трудоемкости, материалоемкости, времени изготовления и, соответственно, стоимости конструкций или изделий при такой технологии.
Заявленное изобретение направлено на решение такой задачи, как исключение образования скрытых дефектов поверхностного слоя с одновременным снижением стоимости строительства конструкций или изготовления изделий, при этом единовременно достигаются такие технические результаты, как повышение прочности поверхностного слоя, что сказывается на повышении трещиностойкости, вандалоустойчивости, долговечности и надежности всей конструкции, снижение материалоемкости строительства, за счет исключения дорогостоящих компонентов и дополнительных операций, снижение времени строительства конструкций или изготовления изделий и упрощение технологии строительства.
Заявленные технические результаты достигаются способом формирования поверхностного слоя при возведении конструкций при монолитном строительстве, при котором осуществляют формирование несущего слоя на основе вяжущего, причем для формирования поверхностного слоя несущего слоя используют минераловатный слой, волокна которого направлены преимущественно перпендикулярно несущему слою, причем обеспечивают проникновение волокон минераловатного слоя в несущий слой.
При возведении конструкции осуществляют следующую последовательность операций: монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж минераловатного слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж минераловатного слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, монтаж арматурного каркаса несущего слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя. Прикладывают нагрузку по меньшей мере к одному щиту опалубки или к минераловатному слою таким образом, что происходит вдавливание волокон минераловатного слоя в несущий слой или проникновение волокон минераловатного слоя в несущий слой происходит без дополнительного воздействия. Все операции выполняют до отверждения несущего слоя.
Волокна проникают в несущий слой преимущественно на всю свою длину. Длина волокон минераловатного слоя преимущественно более 1 мм.
После отверждения конструкции осуществляют обрезку волокон минераловатного слоя, не проникших в несущий слой, и/или проводят штукатурные работы.
Перед минераловатным слоем в несущий слой вдавливают сетку.
Заявленные технические результаты также достигаются способом формирования поверхностного слоя при изготовлении изделий, при котором осуществляют формирование несущего слоя на основе вяжущего, причем для формирования поверхностного слоя несущего слоя используют минераловатный слой, волокна которого направлены преимущественно перпендикулярно несущему слою, причем обеспечивают проникновение волокон минераловатного слоя в несущий слой.
Прикладывают нагрузку таким образом, что происходит вдавливание волокон минераловатного слоя в несущий слой или проникновение волокон минераловатного слоя в несущий слой происходит под собственным весом несущего слоя. Все операции выполняют до отверждения несущего слоя.
Волокна проникают в несущий слой преимущественно на всю свою длину. Длина волокон минераловатного слоя преимущественно более 1 мм.
После отверждения конструкции осуществляют обрезку волокон минераловатного слоя, не проникших в несущий слой, и/или проводят штукатурные работы.
Перед минераловатным слоем в несущий слой вдавливают сетку.
При изготовлении осуществляют следующую последовательность операций: в форму укладывают минераловатный слой и осуществляют заливку или укладку несущего слоя; или в форму укладывают минераловатный слой, затем в форму укладывают или в форме формируют арматурный каркас несущего слоя и осуществляют заливку или укладку несущего слоя; или в форму заливают или укладывают слой на основе вяжущего, затем минераловатный слой, затем в форму укладывают или в форме формируют арматурный каркас несущего слоя и осуществляют заливку или укладку несущего слоя; или в форму заливают или укладывают слой на основе вяжущего, затем минераловатный слой и осуществляют заливку или укладку несущего слоя; или в форму заливают или укладывают несущий слой, затем укладывают минераловатный слой и прикладывают нагрузку к минераловатному слою, обеспечивающую его вдавливание в несущий слой; или в форму укладывают или в форме формируют арматурный каркас несущего слоя, затем заливают или укладывают несущий слой, затем укладывают минераловатный слой и прикладывают нагрузку к минераловатному слою, обеспечивающую его вдавливание в несущий слой; или в форму заливают или укладывают несущий слой, затем укладывают минераловатный слой, затем заливают или укладывают слой на основе вяжущего и к этому слою прикладывают нагрузку, обеспечивающую вдавливание волокон минераловатного слоя в эти слои; или в форму укладывают или в форме формируют арматурный каркас несущего слоя, затем заливают или укладывают несущий слой, затем укладывают минераловатный слой, затем заливают или укладывают слой на основе вяжущего и к этому слою прикладывают нагрузку, обеспечивающую вдавливание волокон минераловатного слоя в эти слои; или в форму укладывают минераловатный слой, затем осуществляют заливку или укладку несущего слоя, затем укладывают минераловатный слой и прикладывают нагрузку, обеспечивающую вдавливание волокон минераловатного слоев в несущий слой; или в форму укладывают минераловатный слой, затем в форму укладывают или в форме формируют арматурный каркас несущего слоя, затем осуществляют заливку или укладку несущего слоя, затем укладывают минераловатный слой и прикладывают нагрузку, обеспечивающую вдавливание волокон минераловатного слоев в несущий слой; или в форму заливают или укладывают слой на основе вяжущего, затем укладывают минераловатный слой, затем в форму укладывают или в форме формируют арматурный каркас несущего слоя, затем осуществляют заливку или укладку несущего слоя, затем укладывают минераловатный слой, в форму заливают или укладывают слой на основе вяжущего и прикладывают нагрузку, обеспечивающую вдавливание волокон минераловатного слоев в эти слои; или в форму заливают или укладывают слой на основе вяжущего, затем укладывают минераловатный слой, затем осуществляют заливку или укладку несущего слоя, затем укладывают минераловатный слой, в форму заливают или укладывают слой на основе вяжущего и прикладывают нагрузку, обеспечивающую вдавливание волокон минераловатных слоев в эти слои.
Способ формирования поверхностного слоя, при котором осуществляют формирование несущего слоя на основе вяжущего, отличающийся тем, что для формирования поверхностного слоя несущего слоя используют минераловатный слой, волокна которого направлены преимущественно перпендикулярно несущему слою, причем обеспечивают проникновение волокон минераловатного слоя в несущий слой путем вдавливания в поверхностный слой. Перед минераловатным слоем в несущий слой вдавливают сетку.
Благодаря тому что волокна минераловатного утеплителя направлены перпендикулярно несущему слою (слою, из которого формируется непосредственно изделие или конструкция), обеспечивается вдавливание (проникновение) волокон теплоизоляционного слоя в эти неотвердевшие слои на длину от 1 мм, т.е. происходит не только закрепление волокон на большой площади контакта слоев, но и армирование поверхностного слоя непосредственно изделия или конструкции. Таким образом, за счет введения минераловатных волокон, которые прекрасно взаимодействуют с вяжущими, и наличия между волокон в минераловатной плите пространства, обеспечивающего легкое проникновение раствора между волокон и равномерное распределение водной составляющей, обеспечивается полная гидратация частиц вяжущего поверхностного слоя. Благодаря этим факторам, после отверждения изделия или конструкции, образуется армированный поверхностный слой без скрытых дефектов с высокой прочностью, трещиностойкостью и износостойкостью, и отслоение такого слоя возможно только по вей площади его контакта со внутренним слоем, в который не проникли волокна, что маловероятно. Таким образом, изделия или конструкции, полученные заявленным способом, обладают не только преимуществами, характерными для поверхностного слоя, но и большей долговечностью в целом, т.к. внутренний слой надежно защищен от внешних воздействий, а в силу его повышенной прочности, для изделий, обеспечивается дополнительная стойкость к воздействиям при транспортировке, кантовке и монтаже на объекте.
Кроме того, минераловатные плиты имеют низкую стоимость, в отличие от дорогостоящих добавок, исключается необходимость увлажнения поверхности, что позволяет исключить излишний расход воды и операции, связанные с этим. Дополнительно, при наличии в поверхностном слое наполнителя (волокон) гидратация этого слоя происходит быстрее, а значит, снижается время изготовления или возведения конструкций, причем обеспечивается сохранение необходимой для гидратации вяжущего влаги во внутреннем слое, что способствует повышению конечной прочности изделия или конструкции.
Данный способ подходит как для монолитного строительства, так и для изготовления изделий, предназначенных для строительства, в заводских условиях, таких как плиты перекрытий, панели, балки и т.д.
Благодаря ниже описанным способам изготовления изделий или возведения конструкций снижается количество операций, необходимых для формирования упрочненного поверхностного слоя, что сказывается на времени изготовления изделий или возведения конструкций, а также способствует снижению материалоемкости и трудозатрат производства или технологии монолитного строительства.
При возведении конструкции, в зависимости от ее вида и назначения, осуществляют следующую последовательность операций: монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж минераловатного слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж минераловатного слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, монтаж арматурного каркаса несущего слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя.
При изготовлении изделий, в зависимости от вида и назначения, осуществляют следующую последовательность операций: в форму укладывают минераловатный слой и осуществляют заливку или укладку несущего слоя; или в форму укладывают минераловатный слой, затем в форму укладывают или в форме формируют арматурный каркас несущего слоя и осуществляют заливку или укладку несущего слоя; или в форму заливают или укладывают слой на основе вяжущего, затем минераловатный слой, затем в форму укладывают или в форме формируют арматурный каркас несущего слоя и осуществляют заливку или укладку несущего слоя; или в форму заливают или укладывают слой на основе вяжущего, затем минераловатный слой и осуществляют заливку или укладку несущего слоя; или в форму заливают или укладывают несущий слой, затем укладывают минераловатный слой и прикладывают нагрузку к минераловатному слою, обеспечивающую его вдавливание в несущий слой; или в форму укладывают или в форме формируют арматурный каркас несущего слоя, затем заливают или укладывают несущий слой, затем укладывают минераловатный слой и прикладывают нагрузку к минераловатному слою, обеспечивающую его вдавливание в несущий слой; или в форму заливают или укладывают несущий слой, затем укладывают минераловатный слой, затем заливают или укладывают слой на основе вяжущего и к этому слою прикладывают нагрузку, обеспечивающую вдавливание волокон минераловатного слоя в эти слои; или в форму укладывают или в форме формируют арматурный каркас несущего слоя, затем заливают или укладывают несущий слой, затем укладывают минераловатный слой, затем заливают или укладывают слой на основе вяжущего и к этому слою прикладывают нагрузку, обеспечивающую вдавливание волокон минераловатного слоя в эти слои; или в форму укладывают минераловатный слой, затем осуществляют заливку или укладку несущего слоя, затем укладывают минераловатный слой и прикладывают нагрузку, обеспечивающую вдавливание волокон минераловатного слоя в несущий слой; или в форму укладывают минераловатный слой, затем в форму укладывают или в форме формируют арматурный каркас несущего слоя, затем осуществляют заливку или укладку несущего слоя, затем укладывают минераловатный слой и прикладывают нагрузку, обеспечивающую вдавливание волокон минераловатного слоев в несущий слой; или в форму заливают или укладывают слой на основе вяжущего, затем укладывают минераловатный слой, затем в форму укладывают или в форме формируют арматурный каркас несущего слоя, затем осуществляют заливку или укладку несущего слоя, затем укладывают минераловатный слой, в форму заливают или укладывают слой на основе вяжущего и прикладывают нагрузку, обеспечивающую вдавливание волокон минераловатного слоя в эти слои; или в форму заливают или укладывают слой на основе вяжущего, затем укладывают минераловатный слой, затем осуществляют заливку или укладку несущего слоя, затем укладывают минераловатный слой, в форму заливают или укладывают слой на основе вяжущего и прикладывают нагрузку, обеспечивающую вдавливание волокон минераловатного слоев в эти слои.
Осуществление заявленных способов позволяет значительно сократить время возведения конструкций или изготовления изделий за счет естественных факторов, позволяющих формировать упрочненный наружный слой, например, под собственным весом несущего слоя или в силу жидкой консистенции раствора. Однако, в случае упрочнения поверхностного слоя, например поверхностного слоя плиты перекрытия, образующей пол, необходимо приложить дополнительную нагрузку по меньшей мере к одному щиту опалубки или к минераловатному слою для вдавливания волокон минераловатного слоя в несущий слой.
Для создания ровной поверхности, желательно, чтобы волокна проникали в несущий слой на всю свою длину, тогда образуется гладкая равная поверхность, не требующая дальнейшего оштукатуривания, что снижает дальнейшую материало- и трудоемкость строительства.
Однако в случае если минераловатный слой имел большую толщину или не была обеспечена необходимая нагрузка, после отверждения конструкции осуществляют обрезку волокон минераловатного слоя, не проникших в несущий слой, и/или проводят штукатурные работы, для создания ровной поверхности. При этом за счет выступающих волокон обеспечивается прочное сцепление штукатурного слоя с поверхностью, что не обеспечивается при оштукатуривании поверхностей конструкций или изделий, получаемых известным способом. Таким образом, выступающие волокна могут выполнять целенаправленно, например, для поверхностей, предназначенных для дальнейшего оштукатуривания, таких как фасады зданий.
Кроме того, таким способом можно создавать поверхности дорожек, которые в данном случае будут представлять несущий слой, выполняемых на основе цементных растворов, путем вдавливания минераловатного слоя, волокна которого направлены преимущественно перпендикулярно несущему слою, например, с помощью катка.
Для повышения трещиностойкости по всем направлениям в несущий слой, перед вдавливанием или с помощью вдавливания минераловатного слоя, необходимо вдавить армирующую сетку.
Помимо этого, таким способом можно изготавливать и изделия, которые подвержены интенсивному воздействию, такие как бордюрные камни, урны, железобетонные столбы и т.д.
Дополнительным эффектом также будет гладкая блестящая поверхность без каких-либо дополнительных добавок, в случае если отшлифовать поверхностный слой, т.е. с помощью данного способа можно легко получать декоративные поверхности, не затрачивая дополнительных средств на декоративные материалы.
Заявленные способы легко осуществимы с применением известного оборудования при использовании известных материалов.