Многослойная строительная панель, технологическая оснастка и способ ее изготовления

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Павучук Владимир Павлович Голубович Александр Эдуардович(72) Авторы Павучук Владимир Павлович Голубович Александр Эдуардович(73) Патентообладатель Павучук Владимир Павлович Голубович Александр Эдуардович(57) 1. Многослойная строительная панель, выполненная в виде моноблока, содержащая теплоизоляционный слой в виде пластины, выполненный из 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 пластины, образованные при затвердевании бетонной смеси и обеспечивающие неразъемное соединение слоев, ограждающий слой или слои выполнены из мелкозернистого фибробетона, армированного неметаллической фиброй, например полипропиленовой, или стеклянной, или с пластифицирующими, или гидрофобизирующими добавками и ускорителями твердения, а переходный слой или слои выполнены из бетонной смеси с добавленными в нее редиспергируемыми порошками, обеспечивающими адгезию бетонной смеси к различным материалам, при этом на боковых гранях пластины вырезан паз, а на ее поверхности, предназначенной под заливку бетонной смеси, вырезаны углубления требуемого профиля, например краевые по периметру пластины, или для ребер жесткости, или под графление панели. 2. Панель по п. 1, отличающаяся тем, что ограждающий слой выполнен из бетонной смеси с пигментными добавками. 17925 1 2014.02.28 3. Панель по п. 1, отличающаяся тем, что ограждающий слой имеет декоративную отделку, например посыпку каменной или иной декоративной крошкой, или графление нарезанными рустами, или шероховатость, или штампованный или накатанный рисунок. 4. Способ изготовления многослойной строительной панели по п. 1, при котором пластину нарезают с точностью, соответствующей длине и ширине сборно-разборной формы,выполненной в виде рамки, после чего пластину помещают в форму, стенки которой с внутренней стороны имеют шип, соответствующий пазу на боковых гранях пластины,причем шип, разомкнутой по одному из углов формы, вставляют в паз пластины, смыкают форму на пластине и фиксируют угловое разъемное шарнирное крепление, форму с установленной в нее пластиной помещают под заливку бетонной смеси, формируют один или два ограждающих слоя из бетона путем заполнения полостей, образованных стенками формы и пластиной, после заливки каждого ограждающего слоя бетонную смесь виброуплотняют и заглаживают в горизонтальной плоскости заподлицо с верхним срезом стенок формы, излишки смеси удаляют, затем форму транспортируют и размещают на участок выдержки или в камеру тепловлажной обработки до набора распалубочной прочности, затем разъединяют угловое шарнирное крепление и многослойную строительную панель освобождают от формы. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что на поверхности пластины вырезают углубления заданного профиля, например краевые по периметру пластины, или для ребер жесткости, или под графление панели. 6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что после заливки и заглаживания бетонной смеси на поверхности наружного ограждающего слоя, выполненного с пигментными добавками, выполняют декоративную отделку, например посыпают каменной крошкой, или осуществляют графление нарезанными рустами, или выполняют шероховатость, или штампованный или накатанный рисунок. 7. Способ по п. 4, отличающийся тем, что для заливки бетонной смесью второго ограждающего слоя после выдержки до распалубочной прочности, форму переворачивают на 180 и помещают на повторную заливку. 8. Технологическая оснастка для изготовления многослойной строительной панели по п. 1 способом по п. 4, содержащая сборно-разборную форму, выполненную в виде рамки,стенки которой имеют разъемное шарнирное крепление по углам в виде разъемных петель, длина каждой из стенок формы равна длине соответствующих боковых граней пластины, а высота превышает толщину пластины на высоту одного или двух ограждающих слоев из бетона, стенки формы имеют с внутренней стороны шип, соответствующий пазу на боковых гранях пластины, и выполнены с возможностью образования с поверхностью пластины одной или двух полостей для заливки бетона. 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, соответствен 2 17925 1 2014.02.28 но, 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-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, который включает, по меньшей мере, теплоизоляционный слой из легкого бетона, два слоя из мелкозернистого бетона и 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 создание многослойных строительных панелей с применением специальной опалубки, в которой функцию поддона для заливки бетонной смеси выполняет пластина теплоизоляционного слоя, снижение трудоемкости производства многослойных строительных панелей с возможностью непрерывной заливки цепочки панелей на заливочной линии, при высокой точности получения заданных размеров и формы обеспечение требуемых теплоизоляционных свойств панелей, при сохранении высоких эксплуатационных характеристик ограждающих слоев и их надежной адгезии с теплоизоляционным слоем и разнообразия отделки наружного ограждающего слоя из бетона. 3 17925 1 2014.02.28 Технический результат заключается в создании многослойных строительных панелей с заданными свойствами высокая точность получения заданных размеров и формы, обеспечение требуемых теплоизоляционных свойств панелей, сохранение высоких эксплуатационных характеристик ограждающих слоев и их надежная адгезия с теплоизоляционным слоем и разнообразие отделки наружного ограждающего слоя из бетона, что достигается применением специальной опалубки, в которой функцию поддона выполняет пластина теплоизоляционного слоя, а также снижение трудоемкости производства многослойных строительных панелей с возможностью непрерывной заливки цепочки панелей на заливочной линии путем реализации способа изготовления многослойной строительной панели. Поставленная задача достигается тем, что в многослойной строительной панели, выполненной в виде моноблока, содержащей теплоизоляционный слой в виде пластины, выполненный из 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 пластины, образованные при затвердевании бетонной смеси и обеспечивающие неразъемное соединение слоев, ограждающий слой или слои выполнены из мелкозернистого фибробетона, армированного неметаллической фиброй, например полипропиленовой, или стеклянной, или с пластифицирующими, или гидрофобизирующими добавками и ускорителями твердения, а переходный слой или слои выполнены из бетонной смеси с добавленными в нее редиспергируемыми порошками, обеспечивающими адгезию бетонной смеси к различным материалам, при этом на боковых гранях пластины вырезан паз, а на ее поверхности, предназначенной под заливку бетонной смеси, вырезаны углубления требуемого профиля, например краевые по периметру пластины, или для ребер жесткости,или под графление панели. Наружный ограждающий слой выполнен из бетонной смеси с пигментными добавками. Наружный ограждающий слой имеет декоративную отделку,например посыпку каменной или иной декоративной крошкой, или графление нарезанными рустами, или шероховатость, или штампованный или накатанный рисунок. Указанная задача достигается тем, что согласно способу изготовления многослойной строительной панели, выполненной в виде моноблока, содержащей теплоизоляционный слой в виде пластины, выполненный из 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 пластины, образованные при затвердевании бетонной смеси и обеспечивающие неразъемное соединение слоев, ограждающий слой или слои выполнены из мелкозернистого фибробетона, армированного неметаллической фиброй, например полипропиленовой, или стеклянной, или с пластифицирующими, или гидрофобизирующими добавками и ускорителями твердения, а переходный слой или слои выполнены из бетонной смеси с добавленными в нее редиспергируемыми порошками,обеспечивающими адгезию бетонной смеси к различным материалам, пластину нарезают с точностью, соответствующей длине и ширине сборно-разборной формы, выполненной в виде рамки, и на боковых гранях пластины вырезают паз, после чего пластину помещают в форму, стенки которой с внутренней стороны имеют шип, соответствующий пазу на боковых гранях пластины, причем шип, разомкнутой по одному из углов формы, вставляют в паз пластины, смыкают форму на пластине и фиксируют угловое разъемное шарнирное крепление, форму с установленной в нее пластиной помещают под заливку бетонной смеси, формируют один или два ограждающих слоя из бетона путем заполнения полостей,образованных стенками формы и пластиной, после заливки каждого ограждающего слоя бетонную смесь виброуплотняют и заглаживают в горизонтальной плоскости заподлицо с верхним срезом стенок формы, излишки смеси удаляют, затем форму транспортируют и размещают на участок выдержки или в камеру тепловлажной обработки до набора распалубочной прочности, затем разъединяют угловое шарнирное крепление и многослойную 4 17925 1 2014.02.28 строительную панель освобождают от формы. На поверхности пластины вырезают углубления заданного профиля, например краевые по периметру пластины, или для ребер жесткости, или под графление панели. После заливки и заглаживания бетонной смеси на поверхности наружного ограждающего слоя, выполненного с пигментными добавками,выполняют декоративную отделку, например посыпают каменной крошкой, или осуществляют графление нарезанными рустами, или выполняют шероховатость, или штампованный или накатанный рисунок. Для заливки бетонной смесью второго ограждающего слоя после выдержки до распалубочной прочности форму переворачивают на 180 и помещают на повторную заливку. Указанная задача достигается тем, что технологическая оснастка для изготовления многослойной строительной панели указанным способом содержит сборно-разборную форму, выполненную в виде рамки, стенки которой имеют разъемное шарнирное крепление по углам в виде разъемных петель, длина каждой из стенок формы равна длине соответствующих боковых граней пластины, а высота превышает толщину пластины на высоту одного или двух ограждающих слоев из бетона, стенки формы с внутренней стороны имеют шип, соответствующий пазу на боковых гранях пластины, и выполнены с возможностью образования с поверхностью пластины одной или двух полостей для заливки бетона. 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 позволяет снизить трудоемкость производства за счет предложенного технического решения по фиксации в форме пластины теплоизоляционного слоя в качестве поддона с формированием полостей для заливки бетонной смеси. Высокая точность заданных размеров панелей обеспечена точностью изготовления сборно-разборных форм и соответствием точности размеров пластин теплоизоляционного слоя, прошедших соответствующую подготовку, размерам длины и ширины рамки формы. 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 суммарной толщины пластины теплоизоляционного слоя и пластин ограждающих слоев из бетона. Сборно-разборные формы позволяют формировать цепочки для непрерывной заливки панелей на заливочной линии, что актуально для массового производства строительных панелей. В условиях массового производства для более полного использования помещений для выдержки панелей, обеспечения эффективной циркуляции воздуха между панелями в процессе их выдержки и защиты панелей от механических повреждений, 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, обеспечивая устойчивость стопки панелей при транспортировке и выдержке. 17925 1 2014.02.28 Сущность изобретения поясняется фигурами. 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 варианта 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, шип 9, закрепленный на каждой из стенок 8 формы, 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 сборноразборную 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, в которых пластина теплоизоляционного слоя выполняет функцию поддона, 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 выполнении виброуплотнения и заглаживания 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 6 17925 1 2014.02.28 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 2131501, МПК 04 1/40, 1999. 2. Патент 6442, МПК 04 2/26, 2010. 3. Патент 2166037, МПК 04 1/40, С 04 28/04,28 7/18,28 7/28, 2001 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 8