СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЦВЕТНОГО АРХИТЕКТУРНОГО БЕТОНА И ИЗДЕЛИЕ, ПОЛУЧЕННОЕ ЭТИМ СПОСОБОМ Российский патент 2013 года по МПК B28B3/00 

Изобретение относится к изготовлению строительных материалов из бетона по технологии полусухого вибропрессования, в частности, к производству тротуарной плитки и других изделий из бетона в многоцветном исполнении типа «колормикс». Техническое решение направлено на модернизацию существующего промышленного способа изготовления цветного архитектурного бетона.

Из уровня техники известны технические решения, в которых реализована идея получения цветных изделий из бетона. Включения разного цвета создаются в изделиях, как правило, при помощи размещения перегородок в загрузочном оборудовании, либо в матрице пресс-формы.

При размещении перегородок в ячейках матрицы пресс-формы и заполнении полученных отсеков бетонной смесью выбранного цвета указанные перегородки остаются в готовом изделии, что отрицательно влияет на прочностные свойства. (См. RU 2358862 от 20.06.2009, CN 2059126 от 11.07.1990, RU 2006123742 от 10.01.2008 и др.).

В других вариантах перегородки устанавливают в загрузочном ящике с гидроприводом. В разные отсеки загрузочного ящика помещают бетонную смесь разного цвета. При этом загрузку декоративного слоя выполняют прерывисто многократно и многослойно (RU 2175913 от 20.11.2001, RU 2007128344 от 27.01.2009 и др.). Таким образом, например, имитируют расцветку природного камня.

В качестве наиболее близкого аналога заявленного способа выбран способ изготовления декоративных строительных изделий, раскрытый в патенте RU 2084416 от 20.07.1997.

Указанный способ изготовления декоративных строительных изделий включает перемешивание с водой вяжущего, содержащего портландцементный клинкер, твердый модификатор, наполнители (гипс и пигменты), заполнители, функциональные добавки, выдерживание полученной смеси с последующей ее укладкой, формовкой, уплотнением и термообработкой. Причем для получения многоцветных изделий готовят несколько смесей, различающихся по цвету или тону, которые через систему сит, например, через колосниковые решетки, подают в бункер, поддерживая при этом стационарный поток каждой смеси.

В соответствии с примером для изготовления декоративных изделий с мраморовидной структурой используют цветные смеси, а также устройство, представляющее собой бункер, разделенный внутренней перегородкой на два отсека. В нижней части бункера предусмотрен шибер, перекрывающий выход из обоих отсеков. Под ним расположен другой бункер, образуемый в нижней части стенками, две из которых прикреплены к осям, вокруг которых они могут поворачиваться. Подвижные стенки имеют отверстия и представляют собой систему сит, в данном случае колосниковых решеток, так как отверстия выполнены в форме щелей, с колосниками. На центральном колоснике закреплены на крючках цепи, которые могут регулировать угол наклона колосниковых решеток. Как правило, они находятся в положении, открывающем вид на них сверху.

При изготовлении изделий с мраморовидной структурой цветные смеси помещают в указанные отсеки. После этого открывают шибер и смеси перетекают во второй бункер, а из него через щели колосников в формы. При этом не происходит разрывов сплошности потоков каждой смеси и в результате на лицевой поверхности изделий формируется четкая мраморовидная текстура, то есть имеется четкая граница при переходе от одного оттенка цвета к другому.

Заявленное изобретение решает задачу по разработке нового приема укладки облицовочного слоя бетона в матрицу пресс-формы с обеспечением плавного перехода друг в друга всех изначально поданных цветов бетонной смеси, что обеспечивает получение бетонных изделий (строительных материалов) с более широкими функциональными возможностями для создания новых цветовых решений при реализации архитектурно-строительных проектов.

Из уровня техники не выявлены аналоги, относящиеся к технологии полусухого вибропрессования бетона, которые позволяют получить плавный переход цветов в готовом изделии с расцветкой типа «колормикс».

Техническим результатом изобретения является обеспечение плавного перехода цветов облицовочного слоя бетона с получением каждой единицы продукции в многоцветном исполнении типа «колормикс» при высоком уровне механических свойств изделий.

Сущность изобретения

Заявлен способ изготовления изделий из цветного (архитектурного) бетона методом полусухого вибропрессования, включающий формирование основного и облицовочного слоя изделий путем подачи бетонной смеси из смесителя в приемочные бункеры, дозирование ее в трансферкары, формование слоев изделий возвратно-поступательным движением трансферкары над матрицей пресс-формы, профилирование смеси основного слоя пуансоном, последующее формование облицовочного слоя и вибропрессование изделий. При этом приемочный бункер облицовочного бетона разделяют в поперечном направлении шибером на промежуточный бункер и основной бункер, а промежуточный бункер снабжают продольными перегородками, не допускающими смешивания при загрузке порций облицовочного бетона разного цвета. Облицовочный бетон каждого цвета подается в промежуточный приемочный бункер вибропрессовальной машины раздельно, а после завершения подачи облицовочного бетона всех цветов открывают шибер, облицовочная смесь поступает в основной бункер, из которого дозируется в трансферкару. Трансферкара перемещается к матрице и совершает возвратно-поступательные движения над матрицей, чтобы бетон облицовочного слоя поступил в матрицу, в ячейках которой уже находится слой основного бетона.

После завершения процесса вибропрессования полуфабрикат в виде полусухой смеси выдавливают пуансоном на технологический поддон и подают в сушильную камеру.

В соответствии с заявленным способом перегородки внутри промежуточного приемочного бункера облицовочного бетона устанавливают вдоль движения трансферкары по всей длине бункера, а подачу цветного облицовочного бетона осуществляют адресно в каждую ячейку промежуточного приемочного бункера отдельно.

В результате осуществления заявленного способа получают изделия разнообразной формы и размеров из цветного бетона, содержащие основной и облицовочный слои, при этом облицовочный слой каждого изделия выполнен многоцветным с плавным переходом друг в друга двух, трех и более цветов бетонной смеси.

Изделие в соответствии с заявленным изобретением может быть выполнено, например, в форме брусчатки или тротуарной плитки, или в форме бетонного бордюра, или в форме поребрика, или в виде плоского изделия любой другой формы.

Изобретение иллюстрируется фигурами 1-4 и примерами.

На фигуре 1 в виде схемы показан поперечный разрез загрузочного оборудования для подачи смеси облицовочного бетона на вибропрессовальную машину.

На фигуре 2 показан вид сбоку загрузочного оборудования, представленного на фигуре 1.

На фигуре 3 представлена фотография партии готовых изделий из цветного бетона, размещенной на поддоне.

На фигуре 4 показана укладка тротуарной плитки на объекте строительства с чередованием переходов цвета между соседними плитками.

Как показано на фиг.1, в соответствии с заявленным способом после формования основного слоя осуществляют подачу бетонной смеси облицовочного слоя в промежуточный приемочный бункер 1, который отделен от основного бункера 2 шибером 3.

Промежуточный приемочный бункер 1 снабжен продольными перегородками, не допускающими смешивания порций облицовочного бетона разного цвета. Указанные перегородки разделяют промежуточный приемочный бункер 1 на независимые ячейки, количество которых соответствует количеству разноцветных смесей облицовочного бетона, используемых в одном цикле получения изделий. Облицовочный бетон каждого цвета подается в промежуточный приемочный бункер 1 раздельно, а после завершения подачи всех цветов облицовочного бетона шибер 3 открывают, то есть переводят из положения «закрыт», как показано на фиг.2, в положение «открыт». Облицовочная смесь опускается (выпадает) в основной бункер 2 облицовочного бетона. При перемещении бетона из промежуточного приемочного бункера 1 в основной бункер 2 происходит частичное смешивание порций разноцветного бетона, которое продолжается на этапе формования изделий. Для формования изделий из основного бункера 2 бетон дозируется в трансферкару 4. Трансферкара 4 представляет собой вагонетку без дна, размещенную под бункером 2 на плоском металлическом столе (на чертеже стол не показан). Этот стол находится на одном уровне с матрицей 5 пресс-формы и примыкает к ней. Трансферкара 4 перемещается к матрице 5 и совершает возвратно-поступательное движение над матрицей 5 пресс-формы, чтобы бетон облицовочного слоя поступил в ячейки матрицы, в которых уже находится слой основного бетона. Возвратно поступательное движение трансферкары дополнительно размывает границы между раздельно загруженными в бункер порциями цветного бетона, обеспечивая плавный переход друг в друга разных цветов с получением готового бетонного изделия с расцветкой типа «колормикс».

Пример 1

В соответствии с заявленным изобретением методом полусухого вибропрессования изготовили тротуарную плитку квадратной формы с размерами: длина 200 мм, ширина 200 мм, высота 60 мм. Плитку изготовили в два слоя: основной слой и облицовочный слой. Цветовая гамма облицовочного слоя варьировалась в пределах основных цветовых пигментов, а также в зависимости от процентного содержания этих пигментов в составе слоя. Основные цвета облицовочного слоя, опробованные при реализации изобретения, - это красный, зеленый, синий, оранжевый, желтый, коричневый, черный, серый (изготавливается без применения цветовых пигментов на сером цементе), белый (изготавливается без цветовых пигментов с применением белого цемента), горчичный, розовый, бежевый и песочный. Также возможно изготовления и других цветов в зависимости от процентного отношения пигментов при их смешивания в по выбранному рецепту.

Готовая бетонная смесь для формирования основного слоя тротуарной плитки подается навесным кюбелем из смесителя в приемочный бункер основного бетона.

Готовая бетонная смесь для получения облицовочного слоя продукции подается навесным кюбелем из смесителя в приемочный бункер облицовочного бетона.

Основным принципом укладки облицовочного бетона нескольких цветов является не смешивание цветов друг с другом при загрузке в промежуточный приемочный бункер. Это достигается установлением перегородок в верхней части бункера, отделенной шибером от остального объема бункера. Эта верхняя часть бункера условно называется промежуточным приемочным бункером облицовочного бетона. В соответствии с примером в ней установили две перегородки и получили три ячейки для использования трех исходных цветов бетона: белого, бежевого и коричневого. Перегородки не допускают смешивания между собой указанных цветных смесей облицовочного бетона.

Перегородки внутри облицовочного приемочного бункера установили вдоль движения трансферкары по всей длине бункера. Подача цветного облицовочного бетона осуществляется адресно в каждую ячейку отдельно. Т.е. отдельный цвет укладывается отдельно в каждую ячейку. После подачи всех цветов облицовочного бетона начинается обычный рабочий цикл вибропрессовальной машины.

Из бункера основного бетона и из бункера облицовочного бетона смесь последовательно дозируется в трансферкару.

Трансферкара основного бетона находится по левую сторону от матрицы пресс-формы, а трансферкара облицовочного бетона находится по правую сторону от матрицы пресс-формы.

Матрица пресс-формы представляет собой металлическую пластину со сквозными отверстиями по форме изделия с размерами: длина 200 мм, ширина 200 мм.

Рабочий цикл формовки начинается с движения трансферкары основного бетона, которая перемещается по направляющим в правую сторону (к матрице) и совершает несколько возвратно-поступательных движений над матрицей. Бетон из трансферкары просыпается в матрицу. После совершения засыпки трансферкара возвращается на свое исходное положение по левую сторону от матрицы.

В матрицу под давлением опускается пригруз (пуансон) вибропрессовальной машины и производит профилирование, продавливая смесь основного бетона в матрицу.

После профилирования начинается движение трансферкары облицовочного бетона по направляющим в левую сторону (к матрице) и совершается несколько возвратно-поступательных движений над матрицей. Бетон из трансферкары просыпается на матрицу, в ячейках которой уже находится профилированный слой основного бетона. После завершения засыпки трансферкара возвращается на свое исходное положение по правую сторону от матрицы.

В матрицу под давлением опускается пуансон вибропрессовальной машины, продавливая всю смесь, находящуюся в матрице. В этот момент включаются вибраторы, находящиеся под матрицей. Полусухая смесь прессуется под действием вибрации снизу и пуансона сверху.

После завершения вибрации пуансон выдавливает продукцию из матрицы на технологический поддон, и поддон подается в сушильную камеру. Цикл изготовления партии изделий в виде квадратной тротуарной плитки завершен.

Результатом данного способа укладки облицовочного бетона является то, что цвета бетонной смеси, поданные в приемочный бункер, плавно переходят друг в друга на технологическом поддоне после окончания рабочего цикла получения изделий из цветного архитектурного бетона. На фигуре 3 представлена фотография размещенной на поддоне партии изделий с переходом цвета от белого до коричневого через бежевый.

Тротуарная плитка, полученная в соответствии с заявленным изобретением, представляет из себя цветную брусчатку, у которой окрашен облицовочный слой. Как видно на фиг.3, цвета, используемые при изготовлении формуемых изделий, на поддоне плавно переходят друг в друга по всей его площади.

Окрашивание тротуарной плитки не ухудшает ни физические, ни механические свойства продукции. Прочность на сжатие тротуарной плитки, полученной в соответствии с примером 1, составляет 30 МПа, что соответствует классу бетона по прочности 30В. Морозостойкость составляет - 200 циклов замерзания и оттаивания (F200). Водопоглощение - до 5%.

Во время укладки тротуарной плитки на объектах строительства получаемая брусчатка перемешивается, а чередование переходов цвета между соседними плитками создает неповторимые цветовые решения (См. фиг 4, где показана брусчатка с переходом от желтого в коричневый цвет).

Пример 2

В соответствии с заявленным изобретением методом полусухого вибропрессования изготовили бордюры (бордюрный камень), имеющие основной слой и облицовочный слой. Технология изготовления изделий такая же, как в примере 1.

Бордюрный камень, полученный в соответствии с заявленным изобретением, имеет окрашенный облицовочный слой. Цвета изготовленного бордюра, использованные при формовании изделий, на поддоне плавно переходят друг в друга по всей его площади.

Пример 3

В соответствии с заявленным изобретением методом полусухого вибропрессования изготовили бордюры в виде поребрика, имеющего основной слой и облицовочный слой. Технология изготовления изделий такая же, как в примере 1.

Поребрик, полученный в соответствии с заявленным изобретением, имеет окрашенный облицовочный слой. Цвета изготовленного поребрика, использованные при его формовании, на поддоне плавно переходят друг в друга по всей площади поверхности готовых изделий.

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам изготовления строительных материалов из архитектурного бетона по технологии полусухого вибропрессования и изделиям, полученными этими способами. Изобретение позволит обеспечить плавный переход цветов облицовочного слоя бетона с получением каждой единицы продукции в многоцветном исполнении типа «колормикс» при высоком уровне механических свойств изделий. Способ изготовления изделий из цветного архитектурного бетона методом полусухого вибропрессования включает формирование основного и облицовочного слоя изделия путем подачи бетонной смеси из смесителя в соответствующие приемочные бункеры, дозирование ее в трансферкары, формование слоев изделия возвратно-поступательным движением трансферкары над матрицей, профилирование основной смеси пуансоном и формование облицовочного слоя и вибропрессование изделия. Приемочный бункер облицовочного бетона снабжен перегородками, не допускающими смешивания порций облицовочного бетона разного цвета. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 пр.

1. Способ изготовления изделий из цветного бетона методом полусухого вибропрессования, включающий формирование основного и облицовочного слоев изделия путем подачи бетонной смеси из смесителя в соответствующие приемочные бункеры, дозирование ее в трансферкары, формование слоев изделия возвратно-поступательным движением трасферкары над матрицей, профилирование основной смеси пуансоном, формование облицовочного слоя и вибропрессование изделий, отличающийся тем, что приемочный бункер облицовочного бетона разделяют в поперечном направлении шибером на промежуточный бункер и основной бункер, а промежуточный бункер снабжают продольными перегородками, не допускающими смешивания порций облицовочного бетона разного цвета, при этом облицовочный бетон каждого цвета подается в приемочный бункер вибропрессовальной машины раздельно, а после завершения подачи облицовочного бетона всех цветов открывают шибер и облицовочная смесь из промежуточного бункера через полость основного бункера дозируется в трансферкару, которая перемещается к матрице и совершает над ней возвратно-поступательные движения, чтобы бетон облицовочного слоя поступил в матрицу, в ячейках которой уже находится слой основного бетона.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после завершения вибропрессования полуфабрикат из полусухой смеси выдавливается пуансоном на технологический поддон и подается в сушильную камеру.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перегородки внутри промежуточного приемочного бункера облицовочного бетона установлены вдоль движения трансферкары по всей его длине.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что подача цветного облицовочного бетона осуществляется адресно в каждую ячейку промежуточного приемочного бункера отдельно.

5. Изделие из цветного архитектурного бетона, включающее основной и облицовочный слои, отличающееся тем, что оно изготовлено способом по п.1, при этом облицовочный слой изделия выполнен многоцветным с плавным переходом друг в друга цветов бетонной смеси.

6. Изделие по п.5, отличающееся тем, что оно выполнено в форме тротуарной плитки.

7. Изделие по п.5, отличающееся тем, что оно выполнено в форме бетонного бордюра.

8. Изделие по п.5, отличающееся тем, что оно выполнено в форме поребрика.

9. Изделие по п.5, отличающееся тем, что оно выполнено в форме брусчатки.