Строительное изделие и способ его изготовления Советский патент 1979 года по МПК E04C2/06 

(54) СТРОИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к строительству, а именно к листовым строительным изделиям и способам их изготовления, включающим создание структурной сетки из органического материала и внедрение сетки в водозатвердевающую массу с последующим затвердеванием массы.

Известно, что асбест и в особенности голубой асбест представляет опасность для здоровья как рабопшков добывающей промышленности, так и для строительных рабочих.

В строительной промышленности широко использовались листы из асбесто-цемента и другие изделия, например трубы и материалы, работающие в условиях атмосферных осадков. После установки мало вероятно, чтобы содержащийся в таких изделиях асбест оказывал вредное воздействие на жильцов дома. Однако, как показала практика, до момента монтажа опасность для персонала, работающего с деталями, содержащими асбест, существует. Заменители изделий, изготовленных на основе асбестоцементных смесей, обладали тем недостатком, что либо были очень дорогими по сравнению

с асбесто-цементом, либо имели худшие свойства.

Известно строительное листовое изделие с сеткой из органического материала, заключенg ной в водо-затвердевающую массу, которая определяется как смесь, состоящая полностью или в основном из одного или более Heoprajrnческих материалов с водой, при зюм смесь может затвердевать с образова1 нем гвсрдоГ) сняQ занной массы, до 2 вес.% котосюй toci.in.rshi: короткие волокна, образопаишисгя вс-тедствие растягиваюш и затем фиОриллирова1-П1Я v tMки. Кроме того, luicHKa должна 6biHi ппляоле финовой, в часгности полипропиленовой (t.

, Волокна имеют длину не более 7,5 см, а гонкие листы, изготовленные из смесей, содержащих такие волокна, имеют очень огра шченнос применение.

Известно листовое изделие, содержащее армированную волокнами смесь, включа)ощ ю предварительно соединенные поглощающ{1е волокна и армирующие волокна, в качестве которых используются волокна стею1а, стали, тлерода. бора, меди, лагуни, алюминия и их силавол, асбестовых и кремниевых соединений, непоглощающих полиамидов, непоглощающих полиэфиров, непоглощающих полиакрилов, полиолефииов и полиуретанов. Кроме того, предварительное соединение может включать предварительно скручен-5 ные ленты, ткань или сетку. В качестве армирующих нитей используются стальная проволока и стекловолокна, и это в сочетании с поглощающими волокнами позволя |ет получить хорошие прочностные свойства 2 Однако требование, предъявляемое к предварительному соединению армируюших и поглощающих волокон влечет за собой дополнительную технологическую операцию и приводит к удорожанию материала при достижении поставленной цели. Это решение направлено не на замену асбесто-цементных листов, а лищь ставило своей целью улучшить прочностные свойстваэтих листов. Целью предлагаемого изобретения является создание изделий, заменяющих изделия из асбесто-цемента, но обладающих повышенньгми эксплуатационными качесгаами, Это достигается тем, что в строительном лис товом изделии с сеткой из органического материала, заключенной в водозатвердевающую массу, сетка выполнена из непрерывной фибриллнрованной органической пленки. Благодаря использованию непрерьшной фибриллированной органической пленки, включенной в виде структурной сетки в водозатвердевающую массу, становится возможным изготавливать изделия, свойства которых в ряде случаев значительно превосходят аналогичные изде лия из асбесто-цемента- и, кроме того, могут быть сравнимы по стоимости. Предпочтительно структурная сетка, использующаяся в способе, основьшается на фибриллирюванной полиолефиновой пленке. Вводя наи более предпочтительный армирующий материал, в частности полипропилен, стало возможным за .счет включения большого числа слоев на са тиметр толщины изделия получать готовое изделие, прочностные свойства которого аналогичны асбесто-цементным, кроме того, изделие обладает свойствами, позволяющими его применять там, где асбесто-цемент не может быть использован. Водозатвердевающей массой является сухая или почта сухая смесь из одного или нескольких неорганических материалов, которые при смещивании с водой образуют твердую прочную массу. Примером такой массы может служить портландский цемент и гипс. Термин непрерьшная применительно к фиб риллирОванной органической пленке означает состояние, в котором элементь, образуюидае сетку, располагаются вдоль основного размера

6985404

изделия, включающего сетку. Этот, термин означает также, что сетка не может быть смешана с водозатвердевающей массой в ротацио1шом мещателе. Это противоположно армированным ма5055 териалам, базирующимся на водозатвердевающей массе, в которой армирование достигается при помощи свободных коротких волокон, которые могут сметливаться в ротационном смесителе для достижения однородности. Предпочгательно вводится большое количесто пропитанных слоев решетки, изготовленных из сетки непрерьшной фибриллированной органической пленки, которые спрессовываются, накладываются толстым слоем или совместно подвергаются вибрационной обработке в слоях, толщина каждого из которых составляет менее 5 мм, и затем последовательно добавляются слои до тех пор, пока не будет достигнута требуемая полная толщина изделия. Способ изготовления плиточного строительного изделия включает изготовление сеток из органического материала и введение их в водозатвердевающую массу с последующи.м формованием. Сетку предпочтительно из полиолефиновой пленки образуют растягиванием для поддержания ориентации молекулярной структуры, обеспечивающей высокую прочность на растяжение и повышающей модуль упругости. При осуществлении процесса вытягивания полипропиленовой пленки, которая в настоящее время используется в промышленности, достигается удлинение от пяти до двадцати раз по сравнению с исходной длиной. Кроме того, пленка может изготавливаться методом фибриллярной кристаллизации. После процесса вытягивания или кристаллизации пленка находится в состоянии неизбежного фибриллирования и может фибриллировать в результате соответствующей механической обработки. Пленка настолько гибкая, что соответствует плоской поверхности, когда находится на|ней. Решетка, образующая армировагние, может представлять собой переплетение, известное иногда под названием первичное переплетение, в котором основа удвоена так, что при каждом пересечении переплетение проходит поверх одной из двойных основ и снизу другой основы. После этого две основы скручиваются до того, как следующее переплетение (уток) пройдет аналогичным образом между двумя основами. Преимуществом такого сйособа является получение решетки или сетки, сохраняющей свою форму при обработке в промыщпенном оборудовании, а использование двойного пер1гш1етения способ-. ствует механическому скреплению между водозатвердевающей массой и сетками. Хотя сетка из плетеного волокна обладает преимуществаМИ с точки зрения ее изготовления, однако недостаток ее заключается в том, что она более дорогая и для достижения аналогечных свойств требует большего количества материала. Основа и уток первичного переплетения, как и в неплетеных сетках, изготовлены из плоского фибриллированного, но не расширенного полипропилена. Однако предпочтительным армированием является расширенная неплетеная решетка, полученная механическим фибриллированием обычным путем растянутой пленки. Одним из преимуществ сетки неплетеного типа, кроме ее низкой стоимости, является то, что она может изготавливаться из очень тонких пленок и тем самым становится возможным увеличить удельную поверхностную площадь материала, а также ввести значительно большее число слоев армирования в заданную толщину готового лис та для заданного объема армирующего материа ла. Толщина пленки может колебаться в диапазоне от 1 до 1000 мкм, однако предпочтительными являются более тонкие пленки с толщиной от 15 до 150 мкм. Выбор толщины зависит от объема включаемой сетки, а следователь но, от свойств, которые требуются в готовом изделии. Применение фибриллированной органической тонкой пленки обеспечивает получение очень хорошего механического сцепления между массой и сеткой, что способствует улучшению свойств. Это приводит к уменьще1шю инте вала между трещинами и размера трещин. Сре ди полиолефинов полипропилен является более предпочтительным, однако полиамиды обладают необходимыми свойствами и могут фибриллироваться с образованием плетеной или неплетеной сеток. Водозатвердевающей массой является предпочтительно обычный портландский цемент, в качестве заполнителя в котором применяется очень мелкий песок и/или распьшенная топливная зола, при этом мелкозернистость имеет важ ное значение, так как в противном слу-чае не будет иметь место надлежащее проникновение между сеткой и массой, вследствие чего образуются пустоты и слабые места. Мелкозернистая структура наполнителя приобретает еще большее значение, когда включается или вводится большое число слоев сетки, и размер зерна вь1бирается с учетом количества слоев армирующе сетки. В состав могут входить также добавки в виде коротких штапельных волокон, которые среди прочих воздействий улучшают поверхност ную отделку изделия. Такие добавки не являются, однако, частью фибриллированной органической пленочной сетки и обычно распределяются сверху и снизу этой сетки. В местах. Предназначенных дая ззлтспы обыч11ЫХ средней толщины ac6ecio-ueMeHTHbLx листов, применяется по крайней мере шесть или семь слоев сетки, содержащей прилтергю 5 7% объема листа, однако более высокая прочность может быть достигнута за счет увеличения числа слоев сеток, и, в действительности, когда непрерьшные сетки; изготовленные из очень топкой пленки, применяются в качесгее исходного материала, количество слоев сеток может быть увеличено до нескольких сотен. В процессе изготовления листов после некоторого количества слоев Водозатвердевающей массы уютадьшают ap.vuipoBaiuie и после этого прикладывается давление с тем. чтобы способствовать механическому соеданмшю между массой и фибриллирова шыми элеменгами, и, кроме того, можно удалять избыточное количество воды путем приложения вакуума через фильтрованый мат, как это осуществляется во многих Процессах при изготовлении бетона. Могут изготавливаться изделия, отличающиеся по форме от простых листов. Многочисленные слои сеток могут обертывать первые с целью получешш требуемой формы. На чертеже изображен лист в изотермической проекции, на котором показано несколько непрерывных фибриллированнь1х пленочных- сеток недлетеного тапа. Пример. Образец, который подвергается воздействию изгибающей нагрузки, изготавливают предлагаемым способом и содержит 6% от общего объема образца непрерьшных плоских сеток из расширенной вытянутой фибриллированной полипропиленовой пленки толщиной порядка 100 мкм. Водозатвердевающая масса содержит (вес. ч.) 1,0 цемента, 0,34 общего количества воды, 0,25 распыленной топливной золы, 0,19 мелкозернистого песка, проходящего через сито 60 мкм, и 0,03 диспергатора (сульфированная меламинформальдегидная смола). Образец прямоугольной формы со следую- размерами 13,5x50x135 мм. Испытания проводят на стороне размером 135 мм. Значи-. тельная пластичность после растрескивания возможна за счет взаимного соединения непрерьшной сетки с матрицей цемента и сокраще1тя нагрузки без ее снятая. Нагрузку снимают при прогибе около 6 мм, и прогиб восстанавливается до 1,50 мм от первоначального нуля. Трещин на поверхности растяжения бруска после снятия нагрузки не наблюдается невооруженным глазом, однако при исследовании под микроскопом видны очень мелкие трещины в 1штервале от 1 до 3 мм. 769 Листы, изготовленные в соответствии с предлагаемым способом,могут применяться гам, где до сих пор не использовались асбесто-цемен тные листы, и подвергаться воздействию изгибающей нагрузки, а в ряде случаев способны вьиерживать ударную нагрузку. Установлено, что листы обладают достаточной прочностью и требуемой псевдо-пластичностью, причем последнее явление касается образования большого количества мелких трещин, не ухудшая при этом прочности материала на изгиб. Дополнительным преимуществом является то, что в тонкие листы можно забивать гвозди и при этом не происходит разрушения листа. Таким образом, материал обладает высокой энергопоглощающей способностью под действием как ударной, так и медленно возрастающей нагрузками. В предпочтительной конструкции с большим количеством слоев сеток опасность образования слабых мест из-за отсутствия армирования по существу устраняется. Предлагаемое изобретение применимо к гофрированным, плоским и асимметричным листам, желобам, трубам, работающим не под давлением, и изделиям для дождевой воды, исполь зующимся при строительстве домов и в строительной промышленности. Материал, изготовленный по предлагаемому способу, может использоваться для изготовления садового оборудования, сточных труб, вентиляционных шахт, изолирующих гильз, коробчатых секций и плакировочных панелей, содержащих расширенный полистирол. Кроме того, материал может содержать полистирольные шарики для получения легкого изоляционного материала. Изобретение может применяться также для армированного бетона и других строительных элементов в качестве постоянной опалубки, но не для конструкционной прочности, а для полу чения поверхностной структуры из мелких трещин. Это позволяет прикладывать к армированию в балке большие напряжения прежде, чем будет дос1игнута предельная ширина греиданы, по сравнению с-обычным армированным бетоном. Формула изобретения 1.Строительное изделие типа листа, содержащее сетку из органического материала, заключенную в водозатвердевающую массу, отличающееся тем, что, с целью повыщекия эксплуатационных качеств, сетка выполнена из непрерьшной фибриллированной органической пленки. 2.Изделие по п. 1, отличающееся тем, что пленка выполнена из полиолефина. 3.Изделие по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что пленка выполнена из полипропилена. 4.Изделие по пп. 1 -3, отличающееся тем, что сетка образована слоями непрерьшной фибриллированной органической пленки с промежуточным споем из водозатвердевающей массы. 5.Способ изготовления строительного изделия по пп. 1-4, включающий изготовления сеток из органического материала, введение их в водозатвердевающую массу, с последующим формованием, отличающийся тем, что сетку из непрерьтной фибриллированной органической пленки образуют расширением органической пленки или переплетением отрезков фибриллированной пленки. 6.Способ по п. 5, отличающийся тем, что сетку вводят отдельными слоями, а каждый слой уплотняют. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании № 1130612, кл. С 1 Н, опублик.1968. 2.Патент Великобритании. № 1429167, кл. С 1 Н, опублик. 23.03.76 (прототип).