Способ изготовления плит из блока строительного материала

(19) (И)55 В 28 О 1/00 СПУБЛИ НТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО ССС (ГОСПАТЕНТ СССР ОБ ИСАНИ ПАТ/02,пе ый ленфиг. ния,орых ные ывы мо О 6 д(56) Патент США М 4177789, кл, В 28 О1982. Изобретение относится к способам изготовления плит из блока строительного материала, например камня,Цель изобретения - повышение прочности и декоративности получаемых плит,На фиг. 1 представлен вид блока, который должен быть подвергнут первому резанию по способу согласно изобретению; нафиг, 2 - то же, после первого резания; нафиг. 3 - вид блока, подготовленного длярозлива застывающей смолы; на фиг. 4 -частичное поперечное сечение, которое показывает стадию введения вставок в разрывы, образованные в блоке посредством .первого резания; на фиг. 5 - торцовой видблока, подготовленного для второго резания; на фиг, 6 - то же, при завершениивторого резания; на фиг, 7 - торцовой видодной из многослойных структур, созданной при завершении второго резания; нафиг. 8 - поперечное сечение многослойнойструктуры в увеличенном масштабе, показывающее ее внутреннюю конструкцию согласно предпочтительному вариантуосуществления; на фиг, 9 - вид в перспективе, который показывает многослойную(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛИТ ИЗБЛОКА СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА(57) Назначение; изготовление плит иэ блоков строительного материала, Сущностьизобретения: блок распиливают на ряд параллельных плит не до конца с введением впропил твердеющего материала с усиливающим элементом, а затем распиловкой поплитам до основания и обрезкой основанияполучают плиты с декоративной поверхностью. 10 з.и. ф-л ы. 14 ил,структуру, подвергаемую обрезочной рации; на фиг, 10 - торцовой вид, кот показывает отделение двух тонких ус ных плит при завершении обрезки; на 11 - 14 - частичные поперечные сеч соответствующие стадии фиг. 5, на котпосредством примера показаны разли конструкции вставок, вводимых в раз после первой резки.Способ осуществляется следующи разом.Блок 1 может состоять из какого-либо . камня или материала другого типа. Например, материалом может быть природный мрамор илигранит, либо он может представлять собой блок из составного каменного материала.Блок 1 прежде всего подвергается первому резанию, Это первое резание предпочтительно представляет собой распиловку, Эта распиловка осуществляется горизонтальной многоножевой рамой, ножи которой обозначены позицией 2.В течение первой распиловки блок 1 покоится на платформе 3, которая может представлять собой грузовую платформугрузового автомобиля или может оставаться на этой грузовой платформе, Невозвратная доска 4 из древесины или другого материала, которая может быть распилена, предпочтительно вставляется между блоком 1 и платформой 3,Расстояние между центрами ножей 2 может составлять, например 20 - 25 см.Как показано на фиг, 2, несколько разрезов или вертикальных разрывов 5 выполнено в блоке 1 посредством первой распиловки, при этом каждый из них соответствует одному из ножей 2, Последние перемещаются вниз в блок 1 на высоту и порядка 2 - 5 см от нижней стороны. Таким образом получается частично обработанный блок, который образован рядом предварительно подготовленных параллельных плит 6, отделенных разрывами 5 и взаимосвязанных с нижней стороной блока 1, нераспиленной частью 7 самого блока.Основание блока такого, как блок 1, может быть внедрено в застывший связующий материал, предназначенный для выполнения функции нераспиленной части 7, В этом случае первая распиловка выполняется на всю глубину блока.После первой распиловки блок 1, все еще удерживаемый платформой 3 с помещенной в промежутке доской 4, заключается в форму 8, как показано на фиг. 3. Форма 8 образована четырьмя непрерывными сторонами и торцовыми стенками 9 и 10, например, из стали, Эти стенки уплотняются относительно друг друга и относительно платформы 3 вдоль непрерывных непроницаемых газами и жидкостью швов. Их внутренние стороны обрабатываются разъединяющим материалом. Однако, как вариант, торцовые стенки 10 могут быть приклеены к соответствующим вертикальными кромкам предварительно подготовленных плит 6, получаемых в результате первой распиловки, в этом случае торцовые стенки 10 должны быть образованы невозвратным материалом, таким как древесина, тонкий листовой металл или даже стекло, поскольку предполагается, что он подвергается вторичной распиловке.Стенки 9 предпочтительно усиливаются ребрами и жестко крепятся друг к другу у боковых сторон блока 1, а также к платформе 3 у значительного количества точек, чтобы оказывать сопротивление как гидравлическому удару, создаваемому пропитывающей жидкостью, так и внезапным мгновенным изменениям давления, которые могут иметь место в течение пропитки без заметной деформации,Высота четырех стен 9 и 10 превышаетвысоту блока 1 на несколько сантиметров,так что он образует достаточный резерв дляобщей пропитки блока после введения про 5 питывающей жидкости до максимальногоуровня,Далее осуществляется пропитка.Узел согласно фиг. 3 вначале подвергается операции осуществления и предвари 10 тельного нагрева блока 1, чтобы удалитьводу, которая пропитывает его материал после первой резки.После сушки и предварительного нагревания твердый усиливающий материал вво 15 дится в разрывы 5. Как показано на фиг, 4,этот усиливающий материал выполнен в виде жестких вставок 11, которые могут бытьразличного типа,Достаточно сказать, что, опуская рас 20 смотрение материала или материалов, изкоторых они изготовлены, их толщину и типконструкции, эти вставки вводятся в разрывы 5, создаваемые первой распиловкой, и взависимости от обстоятельств могут быть25 образованы:цельными листами с размерами повер. хности, фактически равными размерам разрывов 5 в обоих направлениях;горизонтальными полосами с горизон 30 тальными размерами, фактически равнымипродольным размерам блока 1, вставленными в разрывы 5 одна над другой;вертикальными полосами с вертикальными размерами, фактически равными вы 35 соте блока, вставленными в разрывы 5 одназа другой.Кроме того, полная толщина вставок 11,расположенных в каждом разрыве 5, всегдадолжна быть меньше, чем толщина самого40 разрыва, чтобы обеспечить возможность нетолько операции введения, но и хорошегопроникновения пропитывающей жидкостивнутрь разрывов 5 и увлажнения имеющегося материала,45 На фиг, 4 показаны периферийные промежуточные детали обозначенные позицией 12, которыми снабжены вставки 11,чтобы удержать их по центру в разрывах 5,оставляя небольшое пространство 13 между50 вставками и сторонами предварительноподготовленных плит 6.Например, предварительно подготовленные плиты 6 могут иметь толщину Я 1порядка 20 мм, разрывы 5, как уже указыва 55 лось, могут иметь ширину Яг порядка 5 мм,а вставки 11 могут иметь толщину Яз порядка 4 мм, при этом оставляя соответствующие пространства 13 шириной Я 4 порядка0,5 мм между вставками 11 и предварительно подготовленными плитами 6.соответствующей распределительной системы, В случае этого способа каменный ма териал повсеместно осушается и жидкаясмола дегазируется во время ее введения.Распределительные системы таковы, чтобы обеспечить максимальную равномерность заполнения всех разрывов 5, содержащих вставки 11, чтобы избежать временного образования ощутимой разности давлений между одним и другим разрывом, что могло бы привести к поломкепредварительно подготовленных плит 6, 45 Введение пропитывающей жидкости заканчивается, когда блок 1 погружается на не-. сколько сантиметров под верхний уровень жидкости.В одном из вариантов осуществления 50 предусматривается донный розлив жидкой смолы, т.е, снизу. Донный розлив представляет интерес, поскольку в определенных случаях он позволяет избежать обработку в условиях вакуума в автоклаве; В течение 55 донного розлива воздух, который имеется в каждом разрыве 5, принудительно идет вверх с меньшими проблемами в отношении его удаления, чем в случае розлива смолы сверху. Как только вставки 11 располагаются удонной части разрывов 5, подобно левосторонней вставке на фиг, 4, выполняется пропиточная обработка подготовленного такимобразом блока 1.Пропитка осуществляется в автоклаве.Для простоты термин "смола" будет использоваться в настоящем описании для указания какого-либо приемлемого жидкогопродукта, который может застывать. Тем не менее двухкомпонентные синтетическиесмолы (эпоксидные смолы, полиэфирныесмолы и другие) предпочтительны в качестве застывающего жидкого заполняющегопродукта. Однако пропитывающая смолаимеет характерную особенность, заключающуюся в том, что в течение более продолжительного или более короткого времени она застывает посредством внутреннего химического преобразования, которое при его завершении приводитк прочному прилипанию к всем стенкамзанятого пространства за исключениемразъединяющих слоев;к достижению характеристик механической прочности, фактически сопоставимыхс характеристиками камня или другого материала, с которым она находится в соприкосновении,Согласно предпочтительному вариантуосуществления пропитывающая смола вводится посредством разлива в подготовленное, пространство сверху с помощью 10202530 Проводимая пропитка может не выполняться, когда каменный материал достаточно компактен для проникновения смолы в небольшие пространства в теле материала (посредством пропитки) и когда созданы вставки 11 такого типа и структуры, чтобы обеспечить хорошее увлажнение всей доступной поверхности на стадии введения наполняющей смолы. Однако в большинстве случаев зти условия не имеют места, поскольку каменный материал почти неизбежно имеет трещины, пустоты и т,д., при этом проводимое насыщение необходимо. Это насыщение достигается посредством ударного сверхдавления на жидкую смолу в автоклаве перед ее эастыванием, что заставляет ее занимать все полости промежутки, разломы или другие пустоты) в теле материала,Сверхдавление может просто представлять собой возврат внутренней атмосферы автоклава к атмосферному давлению с последующей разностью давления на свободной поверхности смолы,В варианте осуществления способа сам блок используется в качестве формы, Этот вариант обеспечивает преимущество, когда блок выполнен из гранита или некоторых других каменных материалов, которые могут быть распилены рамами, известными как распиловочные рамы, которые не имеют алмазчых ножей. В распиловочных рамах ножи быстро изнашиваются и заменяются при каждой распиловочной операции. Когда сам блок используется в качестве формы, необходимо лишь удалить торцовые ножи из набора при замене ножей, чтобы получить при первой распиловке блок, боковые стороны которого образованы предварительно подготовленными плитами большей толщины, чем другие плиты. Удерживающие стенки не являются идущим в отходы материалом, поскольку они могут быть преобразованы в обычные плиты в течение второй распиловки,Более толстые плиты действуют в качестве удерживающих. стенок формы, Чтобы завершить создание формы, необходимо остановить первую распиловку таким образом, чтобы толщина материала под донными частями разрывов была сравнима с толщиной боковых стенок. Образование блока - формы завершается установкой торцовых стенок, которые на фиг. 3 обозначены позицией 10. Кроме того, рама, например, иэ древесины, установленная вокруг верхнего края блока, действует в качестве резервуара для удержания избыточного количества смолы над разрывами.При использовании распиловочной рамы донные части разрывов, создаваемыепри первой распиловке, неизбежно содержат избыточный материал по меньшей мерев центре вследствие износа ножей, Этотизбыточный материал располагается в соответствии с нераспиленным основанием 7блока, которое позднее удаляется, как описано ниже. С этой точки зрения, если материал основания 7 может рассматриватьсякак потери, эти потери следует считать допустимыми и они не должны рассматриваться как отрицательный эффект приисключении формы,После того как смола застыла, как показано на фиг, 5, образуется блок 1, в которомразрывы 5 полностью заполнены сердцевиной 11 и смолой, которой полностью заполнены пространства 13 на фиг. 4.Как показано на фиг, 5, композиционный блок 1 вновь поставлен под многоножевую раму и его поперечное положение поотношению к ножам 2 микрометрически регулируется до тех пор, пока ножи 2 не будутрасположены в соответствии с заранее определенными промежуточными плоскостями предварительно подготовленных плит 6.Промежуточными плоскостями могут бытьсрединные плоскости, при этом предварительно подготовленные плиты 6 создаютдве конечные плиты равной толщины, когданожи 2 впоследствии перемещаются вниз.Как вариант, промежуточные плоскости могут и не быть серединными плоскостям, приэтом образуются две конечные плиты различной толщины.Боковые стороны блока 1 в течение второй распиловки удерживаются опорами 14,чтобы избежать поломки самых внешнихпредварительно подготовленных плит 6 а,которые обычно тоньше других плит.Как показано на фиг, 6 и 7, при завершении второй распиловки создаются многослойные структуры 15, каждая из которыхобразована парой конечных плит 16, соединенных соответствующей частью 17 основания 7. Многослойные структуры 15 могутбыть использованы после того, как выполне. на отделка их поверхности и обрезка избыточной смолы по краям. Основание дажеможет не удаляться,Если многослойная структура 15 предназначена для использования, она образуетпанель с двумя поверхностями, имеющимидекоративный внешний вид, и включает всебя усиливающую сердцевину, котораяпридает ей хорошие механические свойства, В этом случае вставка 11 даже может ине быть образована жесткой вставкой, апросто - твердым волокнистым усиливаю 45 На фиг. 11 вставка 11 образована двумяусиливающими листами или плитами 20, которые могут быть выполнены, например, изасбоцемента, огнеупорной пластмассы илидругого приемлемого материала, а также се 50 параторным материалом,На фиг, 12 вставка 11 включает в себядва усиливающих слоя 21, которые могутсостоять из проволочной сетки, листовогометалла, перфорированного листового ме 55 талла либо другого приемлемого материала,а также плиты 20 из упомянутых материалов, Среди материалов, которые следуетсчитать приемлемыми, можно упомянутьпропитанные смолой ткани и войлоки иэстекловолокна и т,п. 5 10 15 20 25 30 35 40 щим материалом, например стекловолокном, включенным в смолу, В ином случае сердцевина образуется вставкой 11, имеющей конструкцию, подобную конструкции, представленной на фиг. 11-13.В альтернативном варианте осуществления изобретения вставки включают в себя сепараторный слой.На фиг. 8 представлена многослойная структура 15, которая содержит вставку 11. Слои смолы, которые связывают вставку 11 с двумя конечными плитами 16, обозначены позицией 18. Вставка 11 включает в себя центральный сепараторный слой 19, который делит ее на две половины. Этот сепараторный слой 19 может состоять иэ тонкого листа материала, имеющего разьединяю. щие свойства по отношению к смоле, например, из листа полиэтилена, Как вариант, сепараторный слой 19 может представлять собой слой существующего раэъединяющего материала, такого как кремниевое масло, распределенного по сопрягаемым поверхностям двух половин вставки 11.Сепараторный слой 19 также может располагаться, например, путем приклеивания к одной или другой стороне вставки 11.На фиг, 9 представлена выполняемая пилой обрезочная операция, при которой основание 17 многослойной структуры и остаток ее краев удаляются. При завершении этой операции две конечные плиты 6 отделяются без оказания какого-либо сопротивления, как показано на фиг, 10, Каждая из них усилена соответствующей частью сердцевины 11, Отдельный сепараторный слой - слой 19 в том случае, при котором этот слой образован листом.На фиг. 11 - 14 представлены различные примеры конструкции вставок 11 при условиях, которые соответствуют фиг. 4. Когда требуются панели с многослойной структурой, подобной панели 15 на фиг. 7, сепараторный слой 19 не применяется,1807937 5 10 15 20 25 30 45 55 В последнем случае, который показанна фиг, 13, усиливающие слои 21 образуютчасть единого листового элемента, которыйизогнут в 0-образную часть единого листового элемента, который изогнут в О-образную форму и в который установленыусиливающие плиты или листы 20 с возможностью расположения между ними сепараторного слоя 19,Поперечная часть ц-образной формы,которая располагается в донной части разрыва 5 и удаляется посредством операции,показанной на фиг. 9, обозначена позицией22, О-образное расположение усиливающих слоев 21 также может быть приемлемым для проволочной сетки и тонкоголистового металла,На фиг. 14 показан вариант осуществления, представляющий значительный интерес. В этом варианте вставка включает всебя прозрачный лист из стекла 23 с однойстороны сепараторного слоя или листа 19,Предпочтительно, чтобы использовалисьлисты из стекла, имеющие минимальную, толщину, совместимую с хорошей механической прочностью. Эта минимальная толщина составляет 3 мм. В случае разрывов 5шириной порядка 5 мм можно ввести в каждый разрыв только один лист из стекла 23.В этом случае вставка 11 образована пакетом, который включает в себя лист из стекла23, сепараторный слой 19 (полиэтиленовыйлист, кремниевое масло и т,д,) и усиливающий слой 24, который может быть образован тонкой сеткой 24 из стекловолокон иличего-либо подобного.После отделения двух конечных плит изкаждой слоистой структуры получаются двепанели 25 (фиг. 10), одна из которых содержит конечную плиту из каменного материала, усиленную тонкой сеткой изстекловолокна 24 или чего-либо подобного,а другая содержит подобную плиту, усиленную листом из стекла 23. Естественно, можно использовать вставки 11, содержащие два более тонких листа из прозрачного стекла, либо образовать разрывы 16 большей ширины для захождения в них двух листов из стекла, например, порядка 3 мм, чтобы получить из каждой многослойной структуры две панели из тонкого каменного материала с защитными поверхностями из прозрачного стекла.Пластины этого типа были ранее получены посредством довольно сложного способа. При этом способе лист из прозрачного стекла нэлагался на плиту из каменного материала посредством листа из поливинилбутурала. В случае сердцевины 11, например, такой, которая представлена на фиг. 14, содержащей два листа из прозрачного стекла, получаются композитные плиты или панели. которые имеют такое же качество, что и плиты, полученные известным способом, но имеющие значительно меньшую стоимость, В варианте осуществления, например, представленном на фиг, 14, пропитывающий материал действует в качестве клеящего вещества между каждым стеклянным листом и каменной плитой, обращенной к нему. Когда он вводится в условиях вакуума и после этого сжимается при отсутствии воздуха на стадии пропитки, пропитывающая смола полностью и повсеместно увлажняет два материала, Если она достаточно прозрачна и бесцветна, отражение каждой мельчайшей детали поверхности каменного материала передается преломлением к поверхности стекла с результатом в отношении эстетики, идентичным результату, который может быть получен полировкой каменного материал; дефекты поверхности, заполненные застывшей смолой, более не видимы. Стекло при условии придания ему долговечности будет в течение весьма длительного времени сохранять нетронутымэтот внешний вид поверхности.Кроме того, стекло образует достаточнохороший усиливающий слой для тонкой каменной плиты, что делает излишним выполнение какого-либо иного усиления на противоположной стороне панели для большинства случаев применения, Описанные и представленные варианты осуществления вставок являются просто примерами и их конструкция обуславливается техническими знаниями и пожеланиями специалистов в этой области.При этом разрывы 5 блока, наряду с иными случаями могут быть заполнены вставками, которые отличаются от одного разрыва к другому, с тем чтобы создать усиленную многослойную структуру с одной стороны и тонкие усиленные панели различного вида с другой стороны. Формула изобретения 1, Способ изготовления плит из блока 50 строительного материала, содержащий разрезку блока пилами на ряд параллельных плит с общим основанием, введение в пропилы твердеющего жидкого наполнителя с последующей повторной разрезкой блока по плитам до основания с образованием сдвоенных плит и обрезку их по общему основанию с разделением сдвоенных плит,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочности и декоративности получаемых плит, перед введением твердеющего наполнителя в блок по всей площади пропила устанавливают с зазором усиливающий элемент.2, Способ поп. 1, отл ич а ю щи йс я тем, что усиливающий элемент выполняют с разделительным слоем, обладающим разобщающими свойствами, присущими затвердевшему наполнителю,3. Способ по п 2, отл ич а ющи йс я тем, что разделительный слой выполняют в форме гибкого листового материала.4. Способ по п,2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что разделительный слой представляет собой жесткую панель.5. Способ поп.2,отл ич а ю щи йс я тем, что разделительный слой представляет собой жидкий продукт,6. Способ по и. 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что разделительный слой выполнен в виде листовых пластин из стекла. 7, Способ поп.1, отл ича ю щи йсятем, что в твердеющий жидкий наполнительдополнительно вводят стекловолокно.8. Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с5 я тем, что усиливающий элемент выполняют по крайней мере из двух листов илипластин,9. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что усиливающий элемент выполнен из10 листового металла, или перфорированногометаллического листа, или металлическойсетки,10, Способ поп.1, отл ича ющийсятем, что усиливающий элемент выполнен из15 стеклоткани, или стекловойлока, или асбестоцемента,11. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что усиливающий элемент выполнен из пластикового слоистого матери 20 ала.