МНОГОСЛОЙНАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
MULTILAYERED STRUCTURAL PANEL, INDUSTRIAL EQUIPMENT AND METHOD OF ITS PRODUCTION

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности для возведения ограждающих самонесущих стен в каркасном малоэтажном строительстве и при сооружении гражданских или промышленных объектов по каркасной технологии, а также для декоративно-утепляющей облицовки фасадов зданий.
Известен блок строительный стеновой предпочтительно прямоугольный в плане, содержащий два бетонных слоя переменной толщины, разделенных сердечником из теплоизоляционного материала. Наружный и внутренний слои получены из керамзитобетона или другого бетона с заданными свойствами отвердеванием в форме с установленным в ней сердечником [1].
Технология изготовления такого блока трудоемка, выложенная из блоков стена требует значительных затрат для дополнительной наружной и внутренней отделки до товарного вида.
Известна слоистая панель, содержащая слой из теплоизоляционного материала, один или два наружных слоя переменной толщины из мелкозернистого бетона и, соответственно, один или два переходных слоя на границе поверхности утеплителя, наружные слои сформированы в углублениях, вырезанных непосредственно на поверхности теплоизоляционного слоя без применения дополнительной формирующей оснастки [2].
Технология изготовления такой слоистой панели требует сложной 3-х координатной выборки матрицы под заливку. Технологические буртики на пластине утеплителя подвержены повреждениям при заливке, складировании и транспортировке. В процессе изготовления каждой такой слоистой панели от 15% и более от исходной пластины утеплителя уходит в отходы.
Известен строительный элемент и технологическая оснастка для его изготовления. Элемент выполнен в виде пустотелого бетонного камня в форме параллелепипеда с отделочным слоем из белого или цветного цемента на лицевой поверхности, технологическая оснастка состоит из сборно-разборной формы, устройства для формирования пустот и фиксации его в форме [3].
Изготовление такого элемента предполагает существенную долю ручных операций в процессе подготовки формы для заливки выложенная из элементов стена требует дополнительных затрат для утепления, значительной наружной и внутренней отделки до товарного вида.
Известен способ изготовления многослойной строительной панели, включающей, по меньшей мере, теплоизоляционный слой из легкого бетона, два слоя из мелкозернистого бетона, который содержит операции поочередного укладывания слоев в опалубку. После укладки в первую часть опалубки слоя из мелкозернистого бетона смесь разравнивают в горизонтальной плоскости заподлицо с верхним срезом опалубки и закрывают слоем стеклосетки. Потом наращивают вверх вторую часть опалубки, укладывают слой из легкого бетона, смесь разравнивают и закрывают слоем стеклосетки. Наращивают вверх третью часть опалубки, укладывают слой из мелкозернистого бетона и разравнивают. Затем производят одновременное виброформование всех слоев, выдерживают до схватывания смеси и освобождают панель от опалубки [4].
Технология изготовления такой многослойной строительной панели трудоемка, указанный способ изготовления панели малопригоден для процесса непрерывной заливки панелей с использованием заливочной линии.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является многослойный строительный элемент и способ его изготовления, выполненный в виде моноблока, содержащий наружный и внутренний ограждающие слои из мелкопористого турбулентно-кавитированного пенобетона и самонесущий промежуточный слой из теплоизоляционного материала с открытой пористостью. Соединение между слоями выполнено неразъемным в виде переходного слоя со структурой, образованной дисперсной фазой пенобетона в пристеночном объеме теплоизоляции. Ограждающие слои сформированы в зазорах между технологической формой и теплоизоляционным слоем. При изготовлении блока сердечник из теплоизоляционного материала располагают и фиксируют в форме с промежутками по отношению к ее стенкам перед подачей в нее бетонной смеси [5].
Изготовление такого строительного элемента требует трудоемких операций по фиксации в форме теплоизоляционной пластины и последующего извлечения строительного элемента. Выложенная из блоков стена требует существенных затрат для наружной и внутренней отделки до товарного вида.
Задачей изобретения является снижение трудоемкости производства многослойных строительных панелей с возможностью непрерывной заливки цепочки панелей на заливочной линии, с минимальными отклонениями размеров панелей от заданных и обеспечением требуемых теплоизоляционных свойств панелей, при сохранении высоких эксплуатационных характеристик ограждающих слоев и их надежной адгезии с теплоизоляционным слоем, разнообразия отделки наружного ограждающего слоя из бетона, готовых к применению при строительстве и облицовке домов без дополнительной отделки наружной и с минимальной подготовкой под финишную отделку внутренней поверхностей.
Указанная задача достигается тем, что в многослойной строительной панели выполненной в виде моноблока, включающей слой из теплоизоляционного материала с открытой пористостью, выбранного из группы, включающей вспененные, волоконные, гранулированные композиции и их сочетания, один или два ограждающих слоя из бетона и, соответственно, один или два переходных слоя на границе поверхности теплоизоляционного слоя, образованных при затвердевании бетонной смеси и обеспечивающих неразъемное соединение слоев, согласно изобретению для ограждающего слоя или слоев применен мелкозернистый фибробетон, армированный неметаллической фиброй, например полипропиленовой, стеклянной, с пластифицирующими, гидрофобизирующими добавками и ускорителями твердения, для образования переходного слоя или слоев в бетонную смесь добавлены редиспергируемые порошки, обеспечивающие адгезию бетона к различным материалам, на боковых гранях пластины теплоизоляционного слоя по периметру вырезан паз. Наружный ограждающий слой выполнен на основе бетонной смеси с пигментными добавками. Наружный ограждающий слой имеет заводскую декоративную отделку, например посыпку каменной или иной декоративной крошкой, графление нарезанными рустами, шероховатость, штампованный или накатанный рисунок. На поверхности пластины теплоизоляционного слоя, предназначенной под заливку бетонной смеси, вырезаны углубления заданного профиля, например краевые по периметру пластины, для ребер жесткости, под графление панели.
Указанная задача достигается тем, что технологическая оснастка для изготовления многослойной строительной панели, состоящая из сборно-разборной формы, согласно изобретению выполнена в виде рамки, стенки формы имеют разъемное шарнирное крепление по углам, длина каждой из стенок формы равна длине соответствующих боковых граней пластины теплоизоляционного слоя, стенки формы по высоте превышают толщину пластины теплоизоляционного слоя, стенки образуют с поверхностью пластины теплоизоляционного слоя одну или две полости для заливки бетона, стенки формы с внутренней стороны имеют шип, соответствующий пазу на боковых гранях пластины теплоизоляционного слоя, для пакетирования в стопки форм после заливки бетонной смеси применены опорные рамки, с помощью которых формы установлены в стопку друг над другом с определенным зазором. Разъемное шарнирное крепление по углам формы выполнено в виде разъемной петли. Опорная рамка содержит опорные элементы в виде уголка и соосно жестко прикрепленного к нему стержня круглого, квадратного или иного сечения, при этом уголок выступает над стержнем с обеих сторон, например, на 10-15 мм, опорные элементы служат опорой для форм в стопке и связаны между собой жесткими связями по диагоналям и периметру.
Указанная задача достигается тем, что способ изготовления многослойной строительной панели, включающий формирование одного или двух ограждающих слоев из бетонной смеси и их неразъемное соединение с теплоизоляционным слоем в процессе затвердевания смеси, теплоизоляционный слой выполняют из теплоизоляционного материала с открытой пористостью, выбранного из группы, включающей вспененные, волоконные, гранулированные композиции и их сочетания, согласно изобретению для ограждающего слоя или слоев применяют мелкозернистый фибробетон, армированный неметаллической фиброй, например полипропиленовой, стеклянной, с пластифицирующими, гидрофобизирующими добавками и ускорителями твердения, для образования переходного слоя или слоев в смесь добавляют редиспергируемые порошки, обеспечивающие адгезию бетона к различным материалам, пластины теплоизоляционного слоя нарезают с высокой точностью, соответствующей длине и ширине рамки формы, по боковым граням пластины вырезают паз, для заливки бетона пластину теплоизоляционного слоя помещают в форму, шип, разомкнутой по одному из углов формы, вставляют в паз пластины теплоизоляционного слоя, смыкают форму на пластине и фиксируют угловое разъемное шарнирное крепление, форму с установленной в нее пластиной теплоизоляционного слоя помещают под заливку бетона, формирование одного или двух ограждающих слоев из бетона осуществляют путем заполнения полостей, образованных стенками формы и пластиной теплоизоляционного слоя, после заливки каждого ограждающего слоя бетонную смесь виброуплотняют и заглаживают в горизонтальной плоскости заподлицо с верхним срезом стенок формы, излишки смеси удаляют, затем формы, через опорные рамки, устанавливают в стопки с зазором друг над другом для транспортировки и размещения на участке выдержки или в камере тепловлажной обработки до набора распалубочной прочности, после разъединения углового шарнирного крепления многослойные строительные панели освобождают от форм, пакетируют и перемещают на склад. На поверхности пластины теплоизоляционного слоя вырезают углубления заданного профиля, например краевые по периметру пластины, для ребер жесткости, под графление панели. После заливки и заглаживания бетонной смеси, на поверхности наружного ограждающего слоя, выполненного с пигментными добавками, выполняют заданную декоративную отделку, например посыпку каменной или иной декоративной крошкой, графление нарезанными рустами, шероховатость, штампованный или накатанный рисунок. Для заливки бетоном второго ограждающего слоя, после выдержки до распалубочной прочности, формы переворачивают на 180° и помещают на повторную заливку. С целью более полного использования помещений для выдержки панелей и обеспечения эффективной циркуляции воздуха между панелями в процессе их выдержки после заливки бетонной смеси, формы с помощью опорных рамок устанавливают в стопку друг над другом с определенным зазором, например 40 или 50 мм. На опорных рамках форму углами устанавливают на стержни опорных элементов, а выступающие над стержнем стенки уголка фиксируют положение формы на опорной рамке.
Использование для ограждающих слоев мелкозернистого фибробетона с пластифицирующими, гидрофобизирующими добавками и ускорителями твердения обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики ограждающих слоев из бетона. Редиспергируемые порошки, добавленные в бетонную смесь, обеспечивают надежную адгезию ограждающих слоев из бетона с теплоизолирующим слоем и каменной или иной декоративной крошкой.
Применение для изготовления многослойной строительной панели сборно-разборной формы в виде рамки с разъемными шарнирными креплениями по углам формы и опорных рамок позволяет снизить трудоемкость производства за счет предложенного технического решения по фиксации теплоизоляционного слоя с формированием полостей для заливки бетонной смеси и возможности формировать стопки панелей после заливки бетонной смеси для транспортировки и выдержки.
Высокая точность заданных размеров панелей обеспечена точностью изготовления сборно-разборных форм и точностью размеров пластин теплоизоляционного слоя, прошедших соответствующую подготовку. Применение виброуплотнения и заглаживания заподлицо с верхним срезом стенок формы после заливки бетонной смеси обеспечивает высокое качество поверхности ограждающих слоев под декоративную отделку наружной и финишную отделку внутренней поверхности панелей.
Высота стенок сборно-разборной формы задается с учетом необходимой толщины пластины теплоизоляционного слоя и толщины пластин ограждающих слоев из бетона.
Сборно-разборные формы позволяют формировать цепочки для непрерывной заливки панелей на заливочной линии.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1, 2, 3, 4 представлены варианты многослойной строительной панели с двумя ограждающими слоями; на фиг.5 - вариант многослойной строительной панели с одним ограждающим слоем; на фиг.6 - сечение формы с установленной в ней пластиной теплоизоляционного слоя; на фиг.7 показан вариант опорной рамки; на фиг.8 представлен вариант опорного элемента.
Многослойная строительная панель содержит пластину теплоизоляционного слоя 1, один или два ограждающих слоя 2 из бетона, один или два переходных слоя 3 на границе поверхности пластины теплоизоляционного слоя 1, паз 4 на боковых гранях пластины теплоизоляционного слоя 1, углубления на поверхности пластины теплоизоляционного слоя 1 заданного профиля: краевые 5, ребер 6 жесткости, под графление 7 панели.
Сборно-разборная форма включает стенки 8 рамки, шип 9, закрепленный на стенке 8, разъемное шарнирное крепление в виде разъемной петли 10 по углам формы, стержень 11, фиксирующий петлю 10. Стенки 8 рамки сборно-разборной формы образуют с пластиной теплоизоляционного слоя 1 одну или две полости 12 для заливки бетона.
Опорная рамка содержит опорные элементы 13 в виде уголка 14 и соосно жестко прикрепленного к нему стержня 15. Опорные элементы 13 связаны между собой жесткими связями по диагоналям 16 и периметру 17.
Производство многослойных строительных панелей начинают с предварительной подготовки пластин теплоизоляционного слоя 1 для последующей установки в сборно-разборную форму. При превышении допусков по длине и/или ширине исходную пластину теплоизоляционного слоя подрезают до заданных размеров. Исходные пластины имеющие длину и/или ширину менее установленных допуском бракуют. На боковых гранях пластины теплоизоляционного слоя 1 по периметру вырезают паз 4 заданной формы и размеров. На поверхности пластины теплоизоляционного слоя 1, предназначенной под заливку бетонной смеси, могут быть вырезаны углубления заданного профиля, например краевые 5, для придания большей прочности краевой поверхности ограждающего слоя 2 из бетона, и/или для создания ребер 6 жесткости панели, и/или для приливов бетона по линиям графления 7 нарезанными рустами. Размеры, количество и форму углублений задают с учетом вариантов производимых панелей.
Пластины теплоизоляционного слоя 1, прошедшие необходимую обработку, передают на участок заливки панелей, где их устанавливают в сборно-разборные формы для заливки бетона. Шип 9 разомкнутой по одному из углов формы вставляют в паз 4 пластины теплоизоляционного слоя 1, смыкают рамку формы и фиксируют стержнем 11 петлю 10 углового разъемного шарнирного крепления. Готовые для заливки формы помещают цепочкой на заливочной линии. В процессе заливки бетонная смесь заполняет полости 12, после чего смесь виброуплотняют и заглаживают в горизонтальной плоскости заподлицо с верхним срезом стенок 8 формы, излишки смеси при виброуплотнении и заглаживании удаляют. По окончании процесса заливки формы снимают с заливочной линии и через опорные рамки устанавливают в стопки с зазором друг над другом. Величину зазора определяет стержень 15 опорного элемента 13. От сползания формы в стопке фиксируют уголки 14 опорных элементов 13. Заданную геометрию опорным рамкам обеспечивают жесткие связи по диагоналям 16 и периметру 17.
При изготовлении многослойных строительных панелей, имеющих два ограждающих слоя 2 из бетона, сначала заливают внутренний ограждающий слой. После набора бетоном распалубочной прочности форму переворачивают на 180°, заливают наружный ограждающий слой и после заглаживания выполняют заданную декоративную отделку.
Стопки панелей после заливки размещают на участке выдержки или в камере тепловлажной обработки до набора распалубочной прочности. Для панелей с одним наружным ограждающим слоем 2 из бетона процесс производства закончен и после разъединения углового шарнирного крепления панели освобождают от формы, пакетируют и перемещают на склад. Формы с многослойными строительными панелями, имеющими два ограждающих слоя 2 из бетона, переворачивают, помещают на повторную заливку и вновь размещают на участке выдержки или в камере тепловлажной обработки до набора распалубочной прочности, после освобождения от форм панели пакетируют и перемещают на склад.
Источники информации
1. Патент РФ №2131501. МПК Е04С 1/40, опубл. 10.06.1999
2. Патент РБ №6442. МПК Е04С 2/26, опубл. 30.08.2010
3. Патент РФ №2166037. МПК Е04С 1/40, С04В 28/04, В28В 7/18, В28В 7/28, опубл. 27.04.2001 - прототип
4. Патент РФ №2307902. МПК Е04С 1/40, опубл. 10.10.2007
5. Патент РФ №2194133. МПК Е04С 2/24, опубл. 10.12.2002 - прототип