СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕКОРАТИВНЫХ ОБЛИЦОВОЧНЫХ БЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1998 года по МПК B28B11/00 

Изобретение относится к строительной индустрии, к технологиям по получению декоративных облицовочных изделий.

Известен способ изготовления декоративных облицовочных строительных изделий из природного материала из мрамора, который добывают в карьерах в виде монолитных, крупногабаритных блоков с применением камнерезных и врубовых машин. Добытые монолитные блоки распиливают на крупногабаритные плиты, которые, в свою очередь, распиливают на плиты меньшего размера [1]
Однако для получения декоративных строительных облицовочных изделий данным известным способом необходим дорогостоящий природный материал. Кроме того, выпиливание монолитных блоков камнерезными машинами приводит к оставлению в местах добычи вокруг вырезаемого блока большого количества недобытого природного материала, что экономически не оправдано.

Известен способ изготовления облицовочных декоративных строительных изделий также из природного материала гипсового камня, из которого также выпиливают монолитные блоки, которые распиливают на плиты и подвергают химической обработке, повышающей декоративность природного материала [2]
Однако и в данном известном случае предусмотрено экономически не оправданное выпиливание монолитных блоков в местах добычи гипсового камня.

Кроме того, изделия, получаемые данным известным способом, требуют значительных трудозатрат по повышению декоративности природного материала, который при этом имеет невысокие прочностные характеристики и поэтому облицовочные им строительные сооружения нуждаются в частой замене облицовки.

Известен способ изготовления декоративных облицовочных бетонных изделий, включающий приготовление состава из цемента и технологических добавок, затворенного водой, укладку его в форму и последующее выполнение механических воздействий на полученную отформованную отвержденную бетонную массу [3]
Однако данным известным способом предусмотрено формование каждого отдельного целевого изделия с последующей его индивидуальной обработкой составами, повышающими его декоративность, с индивидуальной шлифовкой и полировкой внешней стороны каждого индивидуального целевого облицовочного изделия.

Однако данным известным способом предусмотрено использование форм, отвечающих габаритам и конфигурации целевого изделия, т.е. для каждого индивидуального целевого изделия необходима самостоятельная форма. Т.е. технология является материалоемкой с точки зрения необходимости изготовления большого количества форм, для размещения которых необходимы значительные производственные площадки. Каждое из полученных изделий подлежит индивидуальной механической обработке, что существенно повышает трудоемкость процесса. При этом приложение нормальных усилий при обработке /во время грубого полирования/ поверхности индивидуальных изделий может привести к сколам, образованию микротрещин и, следовательно, к снижению прочностных характеристик изделия. Приложение касательных усилий приводит к деформациям, к выворачиванию торчащих над поверхностью изделий крупных включений, например, гравия. Образовавшиеся при этом крупные глухие отверстия снижают декоративность изделия, а расходящиеся от них трещины снижают его прочностные характеристики. Малогабаритные глухие отверстия, образующиеся на поверхности изделия в процессе отверждения бетонной массы служат концентраторами напряжений, при выполнении механических воздействий в процессе грубого шлифования и полирования. Вокруг них образуются микротрещины, что приводит к непредсказуемости прочностных характеристик изделий.

В процессе эксплуатации изделий в качестве облицовочного материала на строительном сооружении эти микротрещины заполняют атмосферные осадки, замораживание которых при минусовых температурах приводит к увеличению размеров трещин, что в еще большей степени снижает прочностные характеристики изделий. Не все торчащие над поверхностью изделия крупные включения оказываются "вывороченными" при обработке поверхности. Оставшиеся на поверхности изделия выпирающие включения снижают его декоративность, с ними оно не воспринимается визуально как имитация природного материала. Это требует использования дополнительных приемов по химической обработке поверхности таких изделий растворами и составами, что повышает декоративность изделий, но повышает также трудозатраты и себестоимость продукции.

Из-за необходимости индивидуальной обработки каждого изделия, получаемого данным известным способом, продукция не может быть стандартизована. Образующиеся при механической обработке поверхности изделия пылевидные частицы забирают имеющиеся на поверхности изделия мелкие глухие отверстия, играющие декоративную роль. Мелкодисперсная пыль длительное время остается взвешенной в воздухе, загрязняет окружающую среду, приводит к профессиональным распираторным заболеваниям рабочих и к заболеваниям жителей прилегающих к предприятию территорий, а пыль, забивающаяся в глухие отверстия на поверхности изделий постепенно выдувается из них в процессе эксплуатации изделий на облицованном ими сооружении и постоянно пополняет окружающую среду трудно оседающих частицами. Специальное же принятие мер по удалению мелкодисперсных частиц из облицовочных изделий до их применения в строительстве требует дополнительных непроизводственных и малоэффективных трудозатрат.

Проведение отверждения бетонной массы в индивидуальных формах приводит к тому, что характеристики поверхностей готового изделия различны. Поэтому как по прочностным параметрам так и по внешнему виду при облицовке строительного сооружения таким изделиями рабочему необходимо сопоставить эти две поверхности и уложить так, чтобы свободной была шлифованная поверхность, что замедляет процесс их укладки, требует сосредоточения внимания рабочего, производящего укладку облицовки.

Индивидуальные изделия, полученные данным известным способом после их окончательного изготовления требуют укладки в пакеты для транспортировки к местам их применения для облицовки строительных сооружений, что также сопровождается непроизводительными трудозатратами.

Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, являются получение стандартных декоративных облицовочных бетонных изделий, имитирующих природный материал, повышение их прочностных характеристик при упрощении процесса их получения, снижением необходимых производственных площадей и материалоемкости производства, снижение загрязнения окружающей среды, упрощении процесса формирования декоративной укладки.

Достигается тем, что в способе изготовления декоративных облицовочных бетонных изделий, включающем перемещение цемента, воды и технологических добавок, укладку полученной сырьевой смеси в форму, формирование заготовки, последующее механическое воздействие на отвержденную заготовку до получения изделия с декоративной поверхностью, заготовку формируют в виде блока, форма сечения которого по площади и конфигурации совпадают с формой изделия, причем габариты пакета изделий соответствуют объему блока, при этом механическое воздействие выполняют поперечной распиловкой блока камнерезами на отдельные изделия. При этом, рабочие органы камнерезов выполнены в виде алмазных дисков.

Отличительной особенностью является то, что отвержденную бетонную массу получают в виде блока, форма сечения которого совпадает по площади и конфигурации с целевым изделием и объем которого совпадает с объемом пакета целевых изделий, а механическое воздействие выполняют поперечной распиловкой блока камнерезами на отдельные целевые изделия. Рекомендуется использование в камнерезах рабочих органов в виде алмазных дисков.

Неожиданно было установлено, что прочностные характеристики облицовочных бетонных изделий можно значительно повысить, если сразу готовить отдельные целевые изделия, а сначала изготовить из исходного цементного состава отвержденный монолитный блок, придать ему габариты и форму пакета целевых изделий, а потом распилить его многодисковыми алмазными фрезами на отдельные целевые изделия. Учитывая, что распил фрезами происходит в замкнутом пространстве, то не происходит сколов. Полученные таким образом изделия готовы к применению, не требуют дальнейшей шлифовки и полировки. Они стандартны, полученная достаточно ровная поверхность /поверхность среза/ полностью имитирует поверхность разрезанного природного материала туфа, известняка, травертина. При пропиле края пустот получения полностью ровными без сколов, как в природном известняке. Отсутствие необходимости шлифовки и полировки поверхности снижает загрязнение окружающей среды мелкодисперсной пылью. Отказ от нормальных касательных напряжений, прилагаемых к изделию снял риск образования сколов, деформаций, выворачивания крупных включений гравия, образования микротрещин особенно вокруг глухих отверстий, являющихся концентраторами напряжений, появляющихся при механических воздействиях в процессе шлифовки и полировки. "Мокрые опилки", образующиеся при распиливании стержня на отдельные целевые изделия являются более крупнодисперсным отходом технологии, чем пыль, образующаяся при шлифовке изделий, полученных по прототипу, что снижает загрязнение окружающей среды тонкой пылью. При распиливании стержня происходит распиливание и бетонной массы и включенных в нее крупногабаритных включений цветного гравия. Получаемый в результате срез имеет высокую декоративность и достаточно достоверно имитирует срез природного материала туфа. Формирование компактного стержня из исходного цементного состава позволяет значительно сократить потребность в производственных площадях.

Использование одной формы для изготовления прямоугольного блока вместо большого числа форм для изготовления индивидуальных целевых изделий по прототипу значительно снизило материалоемкость используемого оборудования.

Отсутствие необходимости шлифовать и полировать каждое изделие значительно снижает трудозатраты, а высокая декоративность изделий, полученных по способу согласно изобретению, позволяет исключить расходы трудозатрат и средств по химической модификации поверхности изделий.

Изделия, получаемые по способу согласно изобретению, имеют одинаковые поверхности с обеих сторон, что упрощает их укладку, снижает утомляемость рабочего-облицовщика.

После распиловки стержня сразу образуется пакет целевых изделий снижает трудозатраты по упаковке изделий для их транспортировки к месту их использования.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение.

Пример 1. Смесь, состоящую из песка с гравийным щебнем в количестве 120 кг, цемент марки 400 в количестве 100 кг, пигмент красный в количестве 3 кг загрузили в бетономешалку куда добавляли 50 л воды. Смешивание компонентов осуществляли 15 мин, затем в бетономешалку к полученной смеси добавили 0,1 кг поливинилацетата и продолжили смешивание в течение 5 мин. Полученную массу уложили в формовочную полость в виде параллелепипеда, имеющего размеры 600 x 225 x 185 мм. Форму с уложенной в нее массой сушили в помещении в течение 2 сут. Затем извлеченную из формы отвержденную бетонную массу поместили в паровую камеру и выдерживали в ней в течение 22 ч при влажности 85% при температуре 75^oC при атмосферном давлении. После извлечения полученного блока из камеры его помещали на открытый воздух, где досушивали в течение 20 сут, после чего его подвергали распиловке камнерезами на отдельные облицовочные изделия, оснащенными алмазными дисками. Изделия имеют достаточно ровную поверхность среза, имели высокую и успешно имитируют отделочные изделия из туфа. Прочностные характеристики полученных изделий /среднеарифметические значения/ представлены в таблице.

Пример 2. По методике примера 1 получили облицовочные изделия, имеющие форму шестиугольника, предварительно изготовив блок в виде шестигранника. При извлечении отвержденного стержня из форм поднимали вверх ее вертикальные /торцевые/ стенки и раздвигали в стороны ее продольные стенки. Прочностные характеристики полученных изделий /среднеарифметические значения/ представлены в таблице.

Использование: в строительной индустрии. Сущность изобретения: для получения декоративных бетонных строительных облицовочных изделий из смеси цемента и технологических добавок, затворенных водой, сначала изготавливают блок с торцом, совпадающим по размерам и конфигурации с целевым облицовочным изделием. Объем блока совпадает с объемом пакета целевых изделий. Полученный блок после отверждения бетонной массы подвергают распилке поперек его длины на отдельные облицовочные изделия, не требующие дальнейшей обработки их поверхностей. По декоративности получаемые изделия имитируют облицовочные изделия, выполненные из природного материала - туфа, травертина, известняка, воспроизводят их поверхностную фактуру. 1 з.п. ф-лы., 1 табл.

1. Способ изготовления декоративных облицовочных бетонных изделий, включающий перемешивание цемента, воды и технических добавок, укладку полученной сырьевой смеси форму, формование заготовки, последующее механическое воздействие на отвержденную заготовку до получения изделия с декоративной поверхностью, отличающийся тем, что заготовку формуют в виде блока, форма сечения которого по площади и конфигурации совпадает с формой изделия, причем габариты пакета изделий соответствуют объему блока, при этом механическое воздействие выполняют поперечной распиловкой блока камнерезами на отдельные изделия. 2. Способ по п.2, отличающийся тем, что рабочие органы камнерезов выполнены в виде алмазных дисков.