ИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2005 года по МПК E04B1/62 B32B11/00 

Изобретение относится к области строительства и может найти широкое применение в мостостроении, дорожном строительстве, при возведении кровель, межэтажных перекрытий зданий, строительстве подземных сооружении, в том числе тоннелей, и т.д.

В настоящее время получает распространение сооружение открытых эстакадных линий метрополитена с путями на щебеночном основании.

Указанные линии могут возводиться в условиях сложившейся городской застройки, которая, согласно действующим нормативам должна располагаться на расстоянии не ближе 300 м от трассы, тогда как фактическое расстояние до существующей застройки может составлять менее 100 м.

Возведение открытой надземной линии сопряжено с необходимостью эффективной гидроизоляции пролетных строений с балластным корытом и действенного дренажа воды, попадающей на проезжую часть. Кроме того, конструкция пути предусматривает укладку шпал на щебеночное основание, которое, в свою очередь, располагается непосредственно на изолирующем слое. Следовательно, необходимо обеспечить надежную защиту гидро- и звукоизолирующих слоев от прокалывания щебнем.

Движению поездов метрополитена по открытой линии, расположенной в черте города, сопутствует высокий уровень шума, излучаемого подвижным составом и инфраструктурой железной дороги. Кроме обычного воздушного шума, излучаемого собственно подвижным составом, будет иметь место корпусной шум, вызываемый вибрациями и сотрясениями, а также вторичный воздушный шум: колебания подрельсового основания через почву могут передаваться в прилегающие здания и ощущаться в них. Возбуждающиеся при этом в элементах зданий колебания могут приводить к возникновению слышимого вторичного воздушного шума.

Следовательно, задача заключается в устройстве эффективной гидроизоляции, дренаже попадающих на полотно осадков, максимально возможном снижением уровня излучаемого корпусного шума, а также защите гидро- и звукоизолирующих слоев от механических повреждений.

Известен изоляционный материал, содержащий основу и расположенные по обеим сторонам слои, выполненные из битумсодержащих составов, на поверхности одного из которых размещено полотно из пористого материала из волокон [1].

Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога (прототипа) заявленного изобретения, поскольку является наиболее близким к нему по совокупности общих существенных признаков и достигаемому результату.

Данный изоляционный материал предназначен для устройства кровельного ковра зданий и сооружений и гидроизоляции строительных конструкций во всех климатических районах.

Вследствие того что данный материал изначально создавался для решения прежде всего технической задачи по гидроизоляции строительных конструкций, он не обладает достаточной звукоизоляцией. Кроме того, этот изоляционный материал не обладает способностью дренировать воду, попадающую на его поверхность. Его гидроизолирующие слои не защищены от механических повреждений с достаточной степенью надежности.

Целью изобретения является намерение найти техническое решение изоляционного материала, которое характеризовалось бы эффективной гидроизоляцией, дренажем попадающей на нее воды, максимально возможным снижением уровня излучаемого шума, а также защитой гидроизолирующих слоев от механического воздействия.

Для достижения поставленных целей заявляется изоляционный материал, содержащий основу и расположенные по обеим сторонам слои, выполненные из битумсодержащих составов, на поверхности одного из которых размещено полотно из пористого материала из волокон, причем согласно изобретению полотно выполнено из устойчивого к продавливанию изоляционного текстильного материала, обладающего защитными, дренирующими, армирующими, разделительными и фильтрующими свойствами, характеризующегося поверхностной плотностью не менее 70 г/м², прочностью на разрыв не ниже 50 кГс/5см, коэффициентом теплопроводности не более 0,17 ватт/м·град.С.

Данная совокупность общих существенных признаков представляет собой сущность заявляемого устройства. Она необходима и достаточна во всех случаях его реализации.

Заявитель считает необходимым особо подчеркнуть, что охарактеризованная совокупность общих существенных признаков заявленного изоляционного материала обеспечивает следующее (для наглядности преимущества заявленного технического решения проиллюстрированы на примере применения изоляционного материала для возведения упомянутой ранее открытой эстакадной линии метрополитена с путями на щебеночном основании):

- надежную и долговечную гидроизоляцию железобетонной проезжей части благодаря многослойности изоляционного материала и его высоким физико-механическим свойствам;

- звукоизоляцию от первичного, направленного вниз воздушного шума благодаря наличию в изоляционном материале текстильного высокопористого слоя значительной толщины, представляющего собой пористое устойчивое к продавливанию изоляционное текстильное полотно из синтетических и/или натуральных волокон, а также благодаря сочетанию в покрытии материалов с различными физическими характеристиками, в частности с различными модулями упругости;

- уменьшение отражения вторичного воздушного шума от пролетных строений;

- дополнительные потери звуковой энергии вследствие активного сопротивления битумсодержащих слоев изоляционного материала, обладающих гибким деформирующимся каркасом, вынужденным колебаниям под действием падающих звуковых волн;

- дренаж попадающей на проезжую часть влаги благодаря высоким дренирующим свойствам изоляционного текстильного полотна, располагающегося на водонепроницаемых слоях из битумсодержащих составов;

- повышение стабильности положения рельсового пути и снижение давления на щебень балластного корыта;

- ограничение возникающих при движении подвижного состава статических и динамических нагрузок в балластном слое, придание им большей равномерности. Амортизирующий эффект в подбалластных матах из заявленного изоляционного материала достигается за счет его многослойности и работе в условиях всестороннего сжатия, а также благодаря наличию многослойного армирования и эластичных битумсодержащих слоев;

- высокую технологичность и индустриальность изоляции, состоящей из взаимодополняющих друг друга совместимых рулонных материалов заводского изготовления;

- высокую заводскую готовность изоляции.

В описанном выше состоит сущность заявленного изобретения, которая не меняется.

Конкретные же конструкции отдельных слоев, их соединений между собой, а также способы их изготовления могут меняться в зависимости, например, от условий эксплуатации, вида строительного сооружения, на котором укладывается изоляционный материал, наличия необходимых строительных материалов и приспособлений и т.д.

При этом мы считаем необходимым выделить следующие развития и/или уточнения общей совокупности существенных признаков устройства, относящиеся к частным случаям его выполнения или использования.

Желательно, чтобы в изоляционном материале в качестве основы было бы использовано полотно из полиэфирных волокон, битумсодержащий состав содержал битум, порошкообразный наполнитель, пластификатор и модификатор типа стирол - бутадиен - стирол, а слой из пористого устойчивого к продавливанию изоляционного текстильного полотна был бы выполнен из полиэфирных волокон.

Целесообразно также, чтобы использовалось бы полотно из модифицированных полиэфирных волокон, например, с пониженной горючестью, полых или профилированных.

Как отмечалось ранее, цель настоящей изобретения заключается в том, чтобы из дешевых строительных материалов создать прочный гидро-, звукоизоляционный материал, с возможностью фильтрации и дренажа воды, попавшей на его поверхность. Кроме того, этот материал обеспечивает защиту от механических повреждений гидро- и звукоизолирующих слоев, а также способность перераспределять нагрузки на основание.

Он характеризуется также простотой и легкостью изготовления, удобством и безопасностью в эксплуатации и ремонте.

Важным преимуществом изобретения является также то, что оно относительно просто и легко может быть реализована на технологическом оборудовании, широко используемом в настоящее время в отечественной промышленности с использованием дешевых строительных материалов и значительно дешевле зарубежных и отечественных аналогов.

Эти и другие преимущества изобретения могут быть более подробно увидены после обращения к ниже приведенным чертежам и описанию настоящей заявки.

Изобретение поясняется чертежом.

На фиг.1 изображен заявленный изоляционный материал, поперечное сечение.

На фиг.2 изображено поперечное сечение эстакадной линии с путями, располагающимися на щебеночном основании.

Согласно заявленному изобретению, представленному на фиг.1, изоляционный материал 1 включает основу 2 и расположенные по обеим ее сторонам слои 3 и 4, выполненные из битумсодержащих составов. С одной стороны изоляционный материал 1 дополнительно содержит слой 5, представляющий собой полотно из пористого материала из волокон, выполненное из устойчивого к продавливанию изоляционного текстильного материала, обладающего защитными, дренирующими, разделительными, армирующими и фильтрующими свойствами, характеризующегося поверхностной плотностью не менее 70 г/м², прочностью на разрыв не ниже 50 кГс/5см, коэффициентом теплопроводности не более 0,17 ватт/м·град.С.

Все слои, образующие изоляционный материал, имеют различные модули упругости.

Рассмотрим особенности каждого слоя.

Основа 2 является несущим слоем. В качестве ткани для ее изготовления может быть использована базальтовая ткань или стеклоткань, а в качестве нетканого полиэфирного материала может быть использовано нетканое полиэфирное полотно.

Слои 3 и 4, выполненные из битумсодержащих составов, как отмечалось выше, могут представлять собой битумно-эластомерные и термопластичные композиции с модификатором типа стирол-бутадиен-стирол (или, иначе говоря, как принято в химии - являются SBS-модифицированными слоями). Слой 3 является приклеивающим изоляционным слоем, поскольку за счет его клеящих свойств обеспечивается присоединение слоя 5. За счет слоя 4 обеспечивается гидроизоляция, как и за счет слоя 3. Он присоединяется к основе 2 за счет подплавления.

Слои 3 и 4 представляет собой инвертированные системы "эластомер-битум", в которых матрицей (дисперсионной средой) является бутадиенстирольный термоэластопласт блочного строения типа SBS, а диспергированным веществом - битум. Указанные слои обладают высокой эластичностью (относительное удлинение при разрыве - не менее 1200%), морозостойкостью (до минус 45°С), теплостойкостью (свыше 100°С), высоким модулем упругости.

Как отмечалось выше, слой 5 представляет собой полотно из пористого материала из волокон, выполненное из устойчивого к продавливанию изоляционного текстильного материала, обладающего защитными, дренирующими, разделительными, армирующими и фильтрующими свойствами, характеризующегося поверхностной плотностью не менее 70 г/м², прочностью на разрыв не ниже 50 кГс/5 см, коэффициентом теплопроводности не более 0,17 ватт/м·град.С.

Он предназначен для защиты гидроизоляционных слоев от механических повреждений и продавливания, а также для дренажа и активной звукоизоляции.

В качестве примера материала слоя 5 можно привести нетканое иглопробивное или термоскрепленное полиэфирное или полипропиленовое полотно с поверхностной плотностью более 200 г/м, например, полотно иглопробивное геотекстильное для дорожного строительства или полотно нетканое иглопробивное - подоснова для линолиума. При этих характеристиках прочность всего слоистого материала будет составлять не менее 100 кГс/5см, а относительное удлинение при разрыве составит не менее 30%.

Ниже приведены конкретные примеры заявленного изоляционного материала.

Пример 1.

- Основа выполнена из нетканого полиэфирного полотна развесом 120 г/м² (с относительным удлинением при разрыве свыше 24%);

- Битумсодержащий состав состоит из 8 весовых частей бутадиенстирольного термоэластопласта, 75 весовых частей нефтяного битума марки БНК - 45/190, 17 весовых частей известнякового наполнителя и имеет морозостойкость - 48°С, относительное удлинение при разрыве 1250%, теплостойкость 105°С;

- Изоляционный текстильный материала представляет собой нетканое иглопробивное полотно из полиэфирных волокон с поверхностной плотностью 700 г/м², прочностью на разрыв 80 кГс/5 см, коэффициентом теплопроводности 0,08 ватт/м·град.С.

Пример 2.

- Основа выполнена из стеклоткани развесом 180 г/м (с относительным удлинением при разрыве свыше 3%);

- Битумсодержащий состав состоит из 11 весовых частей бутадиенстирольного термоэластопласта, 72 весовых частей нефтяного битума марки БНК - 40/180, 17 весовых частей талькомагнезита и имеет морозостойкость - 50°С, относительное удлинение при разрыве 1400%, теплостойкость 110°С;

- Изоляционный текстильный материала представляет собой термоскрепленное полотно из полипропиленовых волокон с поверхностной плотностью 150 г/м², прочностью на разрыв 75 кГс/5 см, коэффициентом теплопроводности 0,1 ватт/м·град.С.

Изоляционный материал 1 может изготавливаться в рулонах с длиной полотна 5-10 м и шириной 100 см. Ориентировочная его стоимость составляет 18,5 долл. США за 1 квадратный метр.

Изоляционный материал 1 крепится к балластному корыту 6 (фиг.2) или нижележащему гидроизоляционному слою материала, например, такой общеизвестной строительной марки как "Днепрофлекс Г", методом подплавления. Дополнительно крепление изоляционного материала 1 к балластному корыту 6 может быть усилено при помощи дюбелей, например, пластмассовых, забиваемых в балластное корыто 6. Поверх изоляционного материала 1 насыпается щебень 7 с последующей укладкой шпал 8 для рельс 9.

Изоляция строений с балластным корытом 6 может состоять также из одного (нижнего) слоя битумно-эластомерного гидроизоляционного материала "Днепрофлекс Г" и наклеенного на него одного верхнего слоя заявленного изоляционного материала,

Заявитель считает необходимым отметить, что возможны различные другие варианты использования заявленного изоляционного материала. Например, он может быть использован для гидро- и звукоизоляции в так называемых "плавающих полах". Как известно, они характеризуются отсутствием жесткого соединения между полом, с одной стороны, и стенами с плитами перекрытий, с другой стороны. Эта особенность значительно повышает звукоизоляцию, в частности, от ударного шума. Пол такого типа может быть по периметру отделен от стен и от междуэтажного перекрытия зданий заявленным изоляционным материалом, полотна (маты) которого должны иметь нахлест для создания звуко-, гидроизоляции. При этом заявленный изоляционный материал располагают так, чтобы выполненный из битумсодержащего состава его наружный слой оказался сверху с "выводом" краев изоляционного материала на стены с образованием "корытообразного профиля", для предотвращения попадания воды в слой, выполненный из пористого устойчивого к продавливанию изоляционного текстильного материала из химических и/или натуральных волокон и тем самым для обеспечения предотвращения ухудшения звукоизолирующих свойств и для предотвращения возникновения протечек с обеспечением эффективного удаления воды при ее появлении.

Заявленное изобретение может быть эффективно использовано для устройства надземных и подземных линий метрополитена.

Использование изобретения может быть также распространено на такие строительные сооружения, как мосты, дороги, кровли, междуэтажные перекрытия зданий, тоннели и т.д.

Источники информации

1. DE 3643041 С1 (BAUDER, GERHARD, MAUK, HANNS - JORG, DIPPER, MICHAEL), 20.04.1988 г.

Изобретение относится к области строительства и может найти широкое применение в мостостроении, дорожном строительстве, при возведении кровель, межэтажных перекрытий зданий, строительстве подземных сооружений, в том числе тоннелей, и т.д. Технический результат: устройство эффективной гидроизоляции, дренажа попадающих на полотно осадков, максимально возможное снижение уровня излучаемого корпусного шума, а также защита гидро- и звукоизолирующих слоев от механических повреждений. Изоляционный материал содержит основу и расположенные по обеим сторонам слои, выполненные из битумсодержащих составов, на поверхности одного из которых размещено полотно из пористого материала из волокон, причем полотно выполнено из устойчивого к продавливанию изоляционного текстильного материала, обладающего защитными, дренирующими, армирующими, разделительными и фильтрующими свойствами, характеризующегося поверхностной плотностью не менее 70 г/м², прочностью на разрыв не ниже 50 кГс/5см, коэффициентом теплопроводности не более 0,17 ватт/м·град.С. 1 с. и 5 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Изоляционный материал, содержащий основу и расположенные по обеим сторонам слои, выполненные из битумсодержащих составов, на поверхности одного из которых размещено полотно из пористого материала из волокон, отличающийся тем, что полотно выполнено из устойчивого к продавливанию изоляционного текстильного материала, обладающего защитными, дренирующими, армирующими, разделительными и фильтрующими свойствами, характеризующегося поверхностной плотностью не менее 70 г/м², прочностью на разрыв не ниже 50 кГс/5см, коэффициентом теплопроводности не более 0,17 Вт/м·°С.2. Изоляционный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве основы используют полотно из полиэфирных волокон, битумсодержащий состав содержит битум, порошкообразный наполнитель, пластификатор и модификатор типа стирол-бутадиен-стирол, а полотно из устойчивого к продавливанию изоляционного текстильного материала выполнено из полиэфирных волокон.3. Изоляционный материал по п.1, отличающийся тем, что полотно из устойчивого к продавливанию изоляционного текстильного материала выполнено из модифицированных полиэфирных волокон.4. Изоляционный материал по п.3, отличающийся тем, что используют полотно из модифицированных полиэфирных волокон с пониженной горючестью.5. Изоляционный материал по п.3, отличающийся тем, что используют полотно из полых модифицированных полиэфирных волокон.6. Изоляционный материал по п.3, отличающийся тем, что используют полотно из профилированных модифицированных полиэфирных волокон.