ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ПЛОЩАДКИ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ Российский патент 2023 года по МПК E01C13/00 E01C13/06 B32B27/40 

Изобретение относится к покрытиям, используемым на площадках общего пользования, например детских площадках. [E01C 13/00, B32B 25/04].

Из уровня техники известно ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ДЕТСКОЙ, СПОРТИВНОЙ ПЛОЩАДКИ И АКВАПАРКА [RU47013(U1), опубл.: 10.08.2005], состоящее из одного слоя полимерного материала и одного пористого слоя, представляющего собой затвердевшее связующее вещество с размещенным в нем наполнителем в виде резиновой крошки, в массовом соотношении образующем пористую структуру, пористый слой расположен сверху или снизу, причем верхний слой покрытия выполнен цветным, а основание нижнего слоя может содержать силовой сетчатый элемент, отличающееся тем, что в него введен дополнительный слой из измельченного затвердевшего связующего или цветной резиновой крошки фракцией от 0,1 до 0,5 мм толщиной до 0,5 мм, выполненный верхним, а в качестве полимерного материала и связующего используется каучуковая полиуретановая композиция с отвердителем, причем твердость затвердевшего покрытия определяется массовым содержанием отвердителя в композиции.

Недостатком аналога является узкий спектр использования покрытия после укладки, обусловленное невозможностью частичного изменения слоев покрытия без полного демонтажа.

Наиболее близким по технической сущности является ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ДЕТСКОЙ ИЛИ СПОРТИВНОЙ ПЛОЩАДКИ [RU32131, опубл.: 10.09.2003], состоящее по меньшей мере из двух неразъемно связанных между собой участков по форме, соответствующих узору и/или правилам игры, и охваченных по периметру до их затвердевания гибким элементом, формирующим форму каждого участка, представляющего собой затвердевшее связующее вещество, выполненное на основе полимерного материала, с размещенным в нем наполнителем в виде резиновой крошки фракцией до 10 мм в массовом соотношении, образующим пористую структуру по толщине, при этом толщина Т покрытия выполнена равной 5,0-70,0 мм.

Основной технической проблемой прототипа является низкая долговечность покрытия при его использовании в неблагоприятных климатических условиях с большим перепадом температур и высокой влажностью, из-за того, что при использовании покрытия в климатических зонах с указанными условиями отсутствует слой между покрытием участка, где необходимо установить покрытие и непосредственно наполнителем в виде резиновой крошки. При этом, при большом перепаде температур и высокой влажности на поверхности участка, где установлено покрытие может скапливаться влага, негативно воздействующая на покрытие; также на нижнюю часть покрытия будут воздействовать неблагоприятные факторы из-за неоднородности структуры участка, его теплопроводных свойств и др. В частности, при частых перепадах температур - за счет перехода воды из жидкого состояния в твердое и обратно, будет происходить дополнительная деформация нижнего слоя покрытия.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом является повышение долговечности покрытия для площадок общего пользования при его использовании в неблагоприятных климатических условиях с большим перепадом температур и высокой влажностью.

Указанный технический результат достигается за счет того, что покрытие для объектов общего пользования представляющее собой затвердевшее связующее вещество, выполненное на основе полимерного материала, с размещенным в нем наполнителем в виде каучуковой крошки, отличающиеся тем что в него введен дополнительный нижний слой из склеенных гранул пенополипропилена толщиной от 100 до 120 мм, при этом гранулы пенополипропилена имеют размер от 1 до 15 мм.

В частности, между нижним слоем из склеенных гранул пенополипропилена и слоем с затвердевшем связующим веществом, выполненным на основе полимерного материала, с размещенным в нем наполнителем в виде каучуковой крошки, располагается армирующая сетка с шагом ячейки от 1 до 10 мм.Краткое описание чертежей:

На фиг. 1 показан вид в разрезе покрытия для площадки общего пользования.

Краткое описание чертежей.

На фигуре обозначено: 1 – слой из склеенных гранул пенополипропилена, 2 – слой из каучуковой крошки, 3 – слой из цветной каучуковой крошки.

Осуществление изобретения.

Покрытие для площадки общего пользования состоит из трех основных слоев расположенным один над другим. В качестве нижнего слоя выступает слой из склеенных гранул пенополипропилена 1 толщиной от 10 до 120 мм, выполненный из гранул пенополипропилена размером от 1 до 15 мм. Гранулы пенополипропилена покрыты полиуретановой оболочкой из форполимера на основе ароматических изоцианатов, содержащих в молекуле не менее двух NCO-групп, и гидроксилсодержащие олигомеры.

В качестве среднего слоя выступает слой из каучуковой крошки 2 фракции 2,5-4,5 мм с полиуретановым связующим. В качестве верхнего слоя выступает слой из цветной каучуковой крошки 3 фракции 2,5-4,5 мм с полиуретановым связующим.

В варианте реализации, между слоем из склеенных гранул пенополипропилена 1 и слоем из каучуковой крошки 2 располагается армирующая сетка с шагом ячейки от 1 до 10 мм.

В варианте реализации может быть использован слой из каучуковой крошки 2 без слоя из цветной каучуковой крошки 3, толщиной до 20 мм.

В варианте реализации может быть использован слой из цветной каучуковой крошки 3 без слоя из каучуковой крошки 2, толщиной до 20 мм.

Покрытие для площадки общего пользования изготавливают следующим образом.

Непосредственно слой из склеенных гранул пенополипропилена 1 готовиться заблаговременно, следующим образом. Первоначально гранулы пенополипропилена размером от 1 до 15 мм покрытые полиуретановой оболочкой, замешиваются в миксере с полиуретановым или акриловым клеем. В варианте реализации на 90 л гранул пенополипропилена расходуется 1 кг полиуретанового клея. Перемешивание в миксере осуществляют до равномерного распределения клея по всему объему гранул пенополипропилена. Перемешивание осуществляют при температуре от -50 до +50⁰С.

Для изготовления праймера берут однокомпонентное полиуретановое связующее и скипидар в соотношении 1 к 1.

Далее на поверхность площадки общего пользования меховым валиком укладывают праймер, поверх которого укладывают слой из склеенных гранул пенополипропилена 1, формируя, тем самым пенополипропиленовую подложку, при этом высоту подложки формируют в зависимости от высоты максимального возможного падения пользователей площадки(критической высоты падения).

Далее поверх слоя из склеенных гранул пенополипропилена 1 наносят праймер, поверх которого плоской кельмой, равномерно (без пропусков) укладывают средний слой из каучуковой крошки 2, производят выравнивание среднего слоя плоским шпателем или кельмой. Далее производят утрамбовку среднего слоя из каучуковой крошки 2 полиуретановым или металлическим валиком. Поверх среднего слоя из каучуковой крошки 2 также наносят праймер, поверх которого укладывают верхний слой из из цветной каучуковой крошки 3, производят выравнивание верхнего слоя плоским шпателем или кельмой, далее производят утрамбовку верхнего слоя полиуретановым или металлическим валиком.

При этом, для изготовления среднего слоя из каучуковой крошки 2 берут резиновую крошку и однокомпонентное полиуретановое связующее, которые перемешивают до однородного состояния при помощи специальных смесителей для резиновой крошки, например смесителем модели СРК – 90, в течении 3-4 минут.

Для изготовления верхнего слоя из цветной каучуковой крошки 3 берут окрашенную резиновую крошку SBR и однокомпонентное полиуретановое связующее, которые перемешивают до однородного состояния при помощи специальных смесителей для резиновой крошки в течении 3-4 минут, при этом при необходимости, добавляют краситель.

В варианте реализации, для придания дополнительной жесткости конструкции между слоем из склеенных гранул пенополипропилена 1 и слоем из каучуковой крошки 2 размещают армирующая сетка с шагом ячейки от 1 до 10 мм. Диапазон шага ячейки подобран экспериментальным путем, меньшее значение нецелесообразно из-за того, что повышая материалоемкость не увеличивается жесткость конструкции; большее значение не позволяет добиться требуемой жесткости конструкции.

Использование гранул пенополипропилена покрытых полиуретановой оболочкой, выполненной именно из форполимера на основе ароматических изоцианатов, содержащих в молекуле не менее двух NCO-групп, и гидроксилсодержащие олигомеры - обосновывается проведенными экспериментами в ходе которых оболочка выполненная из указанного состава показала наилучшие результаты по адгезионным свойствам, что способствовало достижению указанного технического результата.

Технический результат – повышение долговечности покрытия для площадок общего пользования при его использовании в неблагоприятных климатических условиях с частым перепадом температур и высокой влажностью, достигается за счет того, что в качестве основного слой из склеенных гранул пенополипропилена 1 (покрытых полиуретановой оболочкой из форполимера на основе ароматических изоцианатов, содержащих в молекуле не менее двух NCO-групп, и гидроксилсодержащие олигомеры), использование которого - существенно расширяет диапазон рабочих температур использования покрытия (от -65°C до +100°C). Величина слоя (от 10 до 120 мм) обосновывается требованиями к травмобезопасности амортизационного покрытия для площадок общего пользования. В частности, при толщине слоя в 10 мм обеспечивается критическая высота падения в 0,8 м; при толщине слоя в 120 мм обеспечивается критическая высота падения в 3.3 м. Использование значений меньших, чем указанных – нецелесообразно в связи с неудовлетворением требований безопасности для площадок общего пользования. Использование толщины более 120 мм нецелесообразно в связи с большой трудоемкостью изготовления такого покрытия при несущественном росте критической высоты падения и отсутствия, как правило, объектов большей высоты на площадках общего пользования. Также заявленный технический результат достигается за счет того, что слой из склеенных гранул пенополипропилена 1 обладает высокими показателями влагостойкости, и является эффективным паро-, гидроизолятором, способным выдерживать экстремальные температуры и резкие перепады температур, что обеспечивает долговечность покрытия для площадок общего пользования при его использовании в неблагоприятных климатических условиях.

Использование гранул пенополипропилена размером от 1 до 15 мм обосновывается тем, что при заданных размерах обеспечивается максимальная величина сжатия при которой гранулы возвращаются к исходному размеру - не менее 10%, что при используемом диапазоне толщины слоя от 10 до 120 мм обеспечивает требуемые показателя по травмобезопасности. В частности, экспериментально было установлено, что при меньшей толщине слоя целесообразно использовать гранулы меньшего размера (например, для толщин 10 мм – гранулы размером 1 мм), при большей толщине слоя целесообразно использовать гранулы большего размера (например, для толщин 100 мм – гранулы размером 15 мм)

Пример достижения технического результата.

В ходе реконструкции детской площадки (расположенной в средней полосе широт с частым перепадом температур с прохождением через 0°С) было осуществлено снятие старого покрытия из-за его деформации вследствие воздействия негативных климатических факторов. Далее были произведены расчеты по определению высоты пенополипропиленовой подложки в зависимости от высоты объектов, находящихся на детской площадке. Максимальная высота объектов оказалась равной 1,8 м, в соответствии с этим была рассчитана толщина слоя из склеенных гранул пенополипропилена 1 равная 50 мм. В качестве основного наполнителя использовались гранулы пенополипропилена размером 6 мм. После укладки покрытия, приемной комиссией был сделан вывод о соответствии нового покрытия нормативно-техническим требованиям по безопасности. В ходе активной эксплуатации покрытия в осенне-зимний и зимне-весенний периоды с частыми перепадами температур, несмотря на высокую влажность и постоянное намерзание льда и его таяния, механической деформаций покрытия за наблюдаемый период обнаружено не было.

Так же, проведенные лабораторные и натурные испытания покрытия в 2022 году показали высокую эффективность способа изготовления безопасного покрытия для объектов общего пользования. Указанный способ может быть осуществлен с использованием несложного оборудования и современных материалов. Зависимость критической высоты падения от толщины слоя из склеенных гранул пенополипропилена 1, полученные в ходе натурных испытаний, представлены в таблице 1.

Также апробация заявленного решения выявила другие существенные преимущества по сравнение с решениями аналогов и прототипа, а именно, уменьшенная материалоемкость и повышенная безопасность использования заявленного решения на детских площадках (благодаря амортизационным свойствам нижнего слоя покрытия и повышенным характеристикам ударопоглощения покрытия в целом). Также при схожей толщине покрытия заявленного решения существенно увеличена критическая высота падения (показана в таблице 1). Отдельно стоит отметить, что заявленное решение, также обладает повышенной экологичностью, повышенной стойкостью к химикатам и маслам, и возможностью вторичной переработки.

Наличие полиуретановой оболочки обеспечивает улучшенные адгезионные и эластичные свойств гранул, а также улучшает клеевое соединение, делая его более стойким к действию масел и топлива, обеспечивая при этом хорошую адгезию к металлам, бетону, пластмассам, силикатному и органическому стеклу.

Таблица 1

Толщина слоя 10 мм 20 мм 30 мм 40 мм 50 мм 60 мм 70 мм 80 мм 90 мм 100 мм 120 мм Показатели травмобезопасного
амортизационного покрытия
для детских площадок – критическая высота падения (м) 0,8 1 1,2 1,3 1,8 1,95 2,1 2,45 2,45 3,1 3,3

Изобретение относится к покрытиям, используемым на площадках общего пользования, например детских площадках. Технический результат - повышение долговечности покрытия для площадок общего пользования при его использовании в неблагоприятных климатических условиях с большим перепадом температур и высокой влажностью. Покрытие для объектов общего пользования представляет собой затвердевшее связующее вещество, выполненное на основе полимерного материала, с размещенным в нем наполнителем в виде каучуковой крошки. В покрытие введен дополнительный нижний слой из склеенных гранул пенополипропилена толщиной от 100 до 120 мм, при этом гранулы пенополипропилена имеют размер от 1 до 15 мм. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Покрытие для объектов общего пользования, представляющее собой затвердевшее связующее вещество, выполненное на основе полимерного материала, с размещенным в нем наполнителем в виде каучуковой крошки, отличающееся тем, что в него введен дополнительный нижний слой из склеенных гранул пенополипропилена толщиной от 100 до 120 мм, при этом гранулы пенополипропилена имеют размер от 1 до 15 мм.

2. Покрытие по п.1, отличающееся тем, что между нижним слоем из склеенных гранул пенополипропилена и слоем с затвердевшим связующим веществом, выполненным на основе полимерного материала, с размещенным в нем наполнителем в виде каучуковой крошки, располагается армирующая сетка с шагом ячейки от 1 до 10 мм.