СТРОИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТЕКСТИЛЬ-ГИПСОБЕТОНА Российский патент 2023 года по МПК C04B28/14 C04B26/00 E04C2/06 

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к получению состава текстиль-гипсобетона на основе гипсового вяжущего и текстильного полотна, для изготовления декоративных плит и малых архитектурных форм, где необходимы как высокие прочностные показатели на изгиб, так и архитектурная выразительность изделия. Композит может использоваться для изготовления сложных форм декоративных фасадных панелей, малых архитектурных форм, таких как парковая мебель, скульптуры, и т.д.

Известна армированная стеклом многослойная гипсовая плита [1], имеющая облицовочные листы, содержащие неорганические волокна в виде случайно ориентированных стеклянных волокон, полностью пропитанных гипсовой суспензией, проникающей через случайные промежутки между неорганическими волокнами и покрывающей поверхности плиты гипсовой суспензией. Многослойная гипсовая плита может содержать первый слой из смеси добавки в виде полимерного соединения и схватившегося гипса, имеющего наружную поверхность и проникшего в тонкий лист случайно выровненных неорганических волокон, так чтобы заключить гипс сердечника внутри двух облицовочных слоев, имеющих комбинацию из схватившегося гипса и полимерного соединения.

Однако, известная гипсовая плита не предусматривает возможности создания изделий со сложной архитектурной формой.

Известна также гипсовая плита [2] со значительно улучшенной огнестойкостью. Способ изготовления гипсовой плиты с сердцевиной на основе гипса и облицовками из стекловолокнистого мата с покрытием по его наружной поверхности кроющим составом, содержащим минеральный наполнитель, выбранный из группы, состоящей из гидратированной окиси алюминия, карбоната кальция и их смеси, и органическое связующее, включает приготовление гипсовой композиции смешением компонентов с водой в мешалке, нанесение приготовленной композиции на непокрытую сторону, по меньшей мере, одного стекловолокнистого мата с покрытием, последующую формовку и нанесение второго стекловолокнистого мата с покрытием на наружную поверхность гипсовой композиции, при необходимости, формовку бортов на изготовленной плите путем прессования свежеизготовленной плиты с помощью профилированных лент, причем формовка бортов состоит, в частности, в утоньшении бортов плиты, затвердевание в присутствии воды гидратирующегося сульфата кальция упомянутой гипсовой композиции при перемещении плиты на конвейере производственной линии, разрезание полосы на отрезки заданной длины и сушку полученных плит.

Недостатками известной плиты являются низкая водостойкость изделия в следствие его состава, а также невозможность создания сложных форм.

Наиболее близким к предлагаемому решению является гибкий нетканный мат [3], который содержит 50-90 вес. % рубленого стекловолокна; 10-50 вес. % синтетических волокон, имеющих средний диаметр волокон от около 10 до 16 мкм; и связующую композицию, представляющую собой смесь термоотверждающегося материала, термопластичного материала и связывающего агента. Продукт из композиционного материала, изготовленного пултрузией, содержит один ровинг, пропитанный термоотверждающейся смолой; и нетканый мат. Гипсовая стеновая плита содержит гипсовый сердечник и нетканый мат. Обеспечивается повышение гибкости и прочности при растяжении.

Данное изделия не может быть использовано в условиях атмосферных воздействий и аналогично предыдущим аналогам не может принимать сложную декоративную форму.

Технической задачей изобретения является разработка и способ приготовления состава для изготовления декоративных фасадных плит и различных малых архитектурных форм с увеличенной стойкостью к атмосферным воздействиям и прочностью на изгиб.

Технический результат достигается за счет применения добавок, модифицирующих гипс, то есть придающих ему улучшенные показатели водостойкости, а именно: меламиноформальдегидная смола, полиуретановый компонент и кислотный отвердитель. Для армирования изделий использовалось текстильное полотно (углеродное, базальтовое, полиэфирное). Система из водостойкого гипсового вяжущего и армирующего слоя текстильного полотна позволяет получать изделия сложных архитектурных форм с возможностью использования в условиях атмосферных воздействий.

Текстиль-гипсобетон - это многофункциональный материал на основе модифицированного вяжущего и текстильного армирующего полотна. Сочетание данных свойств при использовании в качестве армирующего материала текстильной сетки из углеродного, базальтового или полиэфирного волокна позволяет создавать изделия малой толщины, даже до 5 мм, в зависимости от поставленной задачи и роли композита в конструкции, что определяется предварительными расчетами на прочность и устойчивость конструкции. Данные свойства и технические характеристики определяют большую область использования текстиль- гипсобетона.

Требования к фасадным декоративным элементам здания и к малым архитектурным формам, помимо декоративных характеристик и внешней выразительности включают также требование долговечности, с учетом того, что фасад подвергается воздействию всего комплекса атмосферных факторов. Материалы, применяемые на фасадах зданий, должны противостоять подобным воздействиям и сохранять целостность конструкции и эстетическую привлекательность.

Модификация минеральных композиций водорастворимыми смолами, в особенности меламиноформальдегидной смолой, которая, проникая между микрочастицами кристаллов гипса, играет роль смазки и увеличивает подвижность смеси, позволяет снижать количество воды затворения.

Известно, что для полной гидратации гипсового вяжущего по стехиометрическому соотношению достаточно 18,6% воды, дополнительное количество воды используется для увеличения подвижности смеси. Излишняя вода повышает пористость и проницаемость гипсового изделия. Снижение количества воды затворения позволяет увеличить плотность материла, повышая водостойкость.

В процессе структурообразования возникает каркас из кристаллических сростков двугидрата кальция. Одновременно смола, заполняющая свободное пространство в кристаллической решетке, образует собственную структуру, набирая прочность за счет пространственной сшивки макромолекул и экранирования кристаллических сростков гипса, защищая чем самым от прямых контактов с атмосферной влагой.

Полимер образует вокруг кристаллических гипсовых сростков защитный слой, препятствующий доступу молекул воды к обладающим высокой растворимостью кристалликам дигидрата сульфата кальция.

Полиуретановый компонент при структурообразовании химически связывает свободную воду при твердении композиционной системы, в т.ч. выделяющуюся при конденсации меламиноформальдегидной смолы.

Таким образом, введение полимерных смол позволяет повышать водостойкость, прочность и плотность гипсовых изделий. При этом армирование текстильным полотном позволяет повышать прочность на изгиб и общую долговечность изделия из модифицированного гипсового вяжущего.

Вариант осуществления изобретения

Для получения образцов из модифицированного гипсового вяжущего в отдозированное количество воды добавляли меламиноформальдегидную смолу в количестве 30% от массы воды и полиуретановый компонент в количестве 10% от массы смолы. Затем добавляли гипсовое вяжущее. Для получения образцов из модифицированного гипсового вяжущего добавляли кислотный отвердитель для инициирования ускоренного твердения меламиноформальдегидной смолы в присутствии полиуретанового компонента.

Предложено два варианта процесса заливки свежеприготовленного гипсового раствора и укладки армирующего полотна: заливочный и пропиточный.

Заливочный способ укладки гипсового теста заключался в заливке нижнего тонкого слоя свежеприготовленной массы гипсового раствора, с последующей укладкой полотна и заливкой еще одно слоя теста. Процедура повторяется 2-3 раза в зависимости от необходимого количества слоев армирования.

Пропиточный способ укладки заключается в обмакивании слоя текстиля в свежеприготовленном подвижном гипсовом растворе и укладке с последующем уплотнением. Количество слоев 3-5.

В табл. 1 приведены сырьевые компоненты и их масс. %, использованные для изготовления изделий из текстиль-гипсобетона. Для проведения эксперимента проводили сравнения нескольких составов с разным набором сырьевых компонентов. Составы приведены в табл. 2. Провели испытания на определение прочности изделий выбранных гипсовых составов. Также для определения потери прочности при увлажнении вычисляли коэффициент размягчения К_р. Значения приведены в табл. 3.

Использованные патенты:

1. ЕА 006830 В1 - Армированная стеклом гипсовая плита и способ ее изготовления.

2. RU02266999 - Гипсовая плита и способ ее изготовления.

3. RU0002675890 - Гибкий нетканный мат.

Изобретение относится к области строительных материалов. Технический результат заключается в создании декоративных плит и малых архитектурных форм с возможностью применения в условиях атмосферных воздействий с повышенными показателями прочности на изгиб, стойкостью к атмосферным воздействиям. Предлагается текстиль-гипсобетон для изготовления декоративных плит и малых архитектурных форм, состоящий из строительной смеси и текстильного армирующего полотна ρ =100 г/м², при этом строительная смесь содержит гипсовое вяжущее, меламиноформальдегидную смолу, полиуретановый компонент, кислотный отвердитель при следующих соотношениях, мас.%: гипсовое вяжущее – 58,5-65, меламиноформальдегидная смола - 8-12, полиуретановый компонент - 1-1,3, кислотный отвердитель - 0,12-0,2, вода - 25-28. 3 табл.

Текстиль-гипсобетон для изготовления декоративных плит и малых архитектурных форм, состоящий из строительной смеси и текстильного армирующего полотна ρ=100 г/м², при этом строительная смесь содержит гипсовое вяжущее, меламиноформальдегидную смолу, полиуретановый компонент, кислотный отвердитель при следующих соотношениях, мас.%:

Гипсовое вяжущее 58,5-65 Меламиноформальдегидная смола 8-12 Полиуретановый компонент 1-1,3 Кислотный отвердитель 0,12-0,2 Вода 25-28