Строительное изделие и способ его изготовления

Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ пп 698540(32) 01.07.76 1 всударствеияцй комитет СССР аа аеаем изобретений и открытая(72) Автор изобретения Иностранец Дэвид Джеймс Ханнзнт(54) СТРОИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 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. работников 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 осздков. 1 а После установки мало вероятно, чтобьг содер- жащийся в таких изделиях асбест оказывал вредное воздействие на жильцов дома. Однако, как показала практика, до момента монтажа опасность для персонала, работающего с деталя ц ми, содержащими асбест, существует. Замените. ли изделий, изготовленных на основе асбестоцементных смесей, обладали тем недостатком, что либо были очень дорогими по сравнеюгю с зсбесто-цементом, либо имели худшие свойства.Известно строительное листовое изделие с сеткой иэ органического материала, заключенной в водо-затвердевающую массу, которая определяется как смесь, состоящая полностью или в основном пэ одного нли более неоргзнп ческих магеризлов с водой, прп эом смесь мо жет затвердевать с обрзэованием гвсрдой связанной массы, до 2 вес 5 с когорой сгсгзпчнь 1: короткис волокна, образовзвгппегя вс:гепсгв 1 гс растягивания и затем фибрггллированпя плен ки. Кроме того, пленка должна быв и:ниэпс финовой, в частности полппропипсновой 11. Волокна имеют длину не более 7,5 см, а юн. кне листы, изготовленные нэ смесей, содержа. щих такие волокна, имеют очень ограниченное применение.Известно листовое изделие, содсржзщсс зрмп. рованную волокнами сл 1 есь, включающую прел. варительно соединенные поглощающие волокна и армирующие волокна, в качестве которых используются волокна стекла, стали, углсродз, бо. ра, меди, латуни, алюминия и нх сплавов, зс40 4 Целью предлагаемого изобретения является20создание изделий, заменяющих изделия из ас.бесто-цемента, но обладающих повышеннымиэксплуатационными качествами.Это достигается тем, что в строительном лис.25товом иэделии с сеткой из органического материала, заключенной в водозатвердевающую. массу, сетка выполнена иэ непрерывной фиб.риллированной органической пленки,Благодаря использованию непрерывной фиб.30риллированной органической пленки, включен.ной в виде структурной сетки в водозатвердевоющую массу, становится возможнымизготавливать изделия, свойства которых в ряде случаев значительно превосходят аналогичные изделия иэ асбесто.цемента и, кроме того, могут35быть сравнимы по стоимости.Предпочтительно структурная .сетка, использующаяся в способе, основывается на фибриллированной полиолефиновой пленке. Вводя наи 40более предпочтительный армирующий материал,в частности полипропилен, стало возможнымза,счет включения большого числа слоев на сан.тиметр толщины изделия получать готовое изделие, прочностные свойства которого аналогич 45ны асбесто.цементным, кроме того, изделие обладает свойствами, позволяющими его применятьтам, где асбесто-цемент не может быть использо-ван.Водозатвердевающей массой является сухая50или почти сухая смесь из одного или несколь.ких неорганических материалов, которые присмешивании с водой образуют твердую прочную массу. Примером такой массы может служить портландский цемент и гипс,Термин непрерывная" применительно к фибриллирбванной органической пленке означаетсостояние, в котором элементы, образующиесетку располагаются вдоль основного размера 3 6985бестовых и кремниевых соединений, непоглоща.ющих полиамидов, непоглощающих полиэфиров,непоглощающих полиакрилов, полиолефинов иполиуретанов. Кроме того, предварительное сое.динение может включать предварительно скручен 5ные ленты, ткань или сетку,В качестве армирующих нитей используютсястальная проволока и стекловолокна, и зто всочетании с поглощающими волокнами позволяет получить хорошие прочностные свойства 121. 10Однако требование, предъявляемое к предвари.тельному соединению армирующих и поглоща.ющих волокон влечет за собой дополнительную технологическую операцию и приводит кудорожанию материала при достижении постав. 15ленной цели, Это решение направлено не на замену асбесто-цементных листов, а лишь стави.ло своей целью улучшить прочностные свойст.ваэтих листов. изделия, включающего сетку, Этот термин означает также, что сетка не может быть смешана с водозатвердевающей массой в ротационном ме. шателе, Это противоположно армированным материалам, базирующимся на водозатвердевающей массе, в которой армирование достигается при помощи свободных коротких волокон, которые могут смешиваться в ротационном смеси. теле для достижения однородности.Предпочтительно вводится большое количест 1 во пропитанных слоев решетки, изготовленных из сетки непрерывной фибриллированной орга. нической пленки, которые спрессовываются, на. кладываются толстым слоем илн 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 водо. затвердевающую массу с последующим формо. ванием.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 плен. ка находится в состоянии неизбежного фибриллирования и может фибриллировать в результате соответствующей механической обработки, Пленка настолько гибкая, что соответствует плоской поверхности, когда находится на1 ней.Решетка, образующая армирование, 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, какследующее переплетение (уток) пройдет аналогичным образом между двумя основами,Преимуществом такого сПособа является получениерешетки или сетки, сохраняющей свою форму при обработке в промышленном оборудовании,а использование двойного переплетения способ.,ствует механическому скреплению между водозатвердевающей массой и сетками, Хотя сеткаиз плетеного волокна обладает преимуществами с точки зрения ее изготовления, однако недостаток ее заключается в том, что она более дорогая и для достижения аналогичных свойств требует большего количества материала. Осно. ва и уток первичного переплетения, как и в неплетеных сетках, изготовлены из плоского фибриллированного, но не расширенного полипропилена,Однако предпочтительным армированием яв. ляется "расширенная" неплетеная решетка, по 10 лученная механическим фибриллированием обычным путем растянутой пленки. Одним из преимуществ сетки неплетеного типа, кроме ее низкой стоимости, является то, что она может изготавливаться иэ очень тонких пленок и 15тем самым становится возможным увеличить удельную поверхностную площадь материала, а также ввести значительно большее число слоев армирования в заданную толщину готового листа для заданного объема армирующего матерна ла. Толщина пленки может колебаться в диапазоне от 1 до 1000 мкм, однако предпочтитель. ными являются более тонкие пленки с толщиной от 15 до 150 мкм. Выбор толщины зависит от объема включаемой сетки, а следователь. 25 но, от свойств, которые требуются в готовом изделии. Применение фибриллированной органической тонкой пленки обеспечивает получение очень хорошего механического сцепления меж.ду массой и сеткой, что способствует улучше 10 нию свойств. Это приводит к уменьшению интер. вала между трещинами и размера трещин. Среди полиолефинов полипропилен является более предпочтительным, однако полиамиды обладают необходимыми свойствами и могут фибриллироваться с образованием плетеной или неплетеной сеток. Водозатвердевающей массой является пред. почтительно обычный портландский цемент, в качестве заполнителя в котором применяется очень мелкий песок и/или распыленная топливная зола, при этом мелкозернистость имеет важное значение так как в противном случае неФ45 будет иметь место надлежащее проникновение между сеткой и массой, вследствие чего обра. зуются пустоты и слабые места. Мелкозернистая структура наполнителя приобретает еще большее значение когда включается или вводится350 большое число слоев сетки, и размер зерна выбирается с учетом количества слоев армирующей сетки,В состав могут входить также добавки в виде коротких штапельных волокон, которые55 среди прочих воздействий улучшают поверхностную отделку изделия.Такие добавки не являются, однако, частью фибриллированной органической пленочной сет. ки и обычно распрерсляюгся сверху и с 1 шзу этой сетки.В местах, предназначенных дчя замены обыч ных средней толщины асбес 1 о-цементных листов, применяется по крайней мере шесть или семь слоев сетки, содержащей примерна 5 - 7% объема листа, однако более высокая прочность может быть достигнута за счег увеличе. ния числа слоев сеток, и, в действительности,когда непрерывные сетки; изготовленные нзочень тонкой пленки, применяются в качествеисходного материала, количество слоев сеток может быть увеличено до нескольких сотен.В процессе изготовления листов после неко торого количества слоев водозатвердевающей массы укладывают армировапие и после этого прикладывается давление с тем, чтобы способствовать механическому соединению между мас. сой и фибриллированными элементами, и, кроме того, можно удалять избыточное количест. во воды путем приложения вакуума через фильтрованыи мат, как это осуществляется во многих процессах при изготовлении бетона.Могут изготавливаться иэделия, отличающиеся по форме от простых листов. Многочислен. иые слои сеток могут обертывать первые с целью получения требуемой формы.На чертеже изображен лист в изотермической проекции, на котором показано несколько непрерывных фибриллнрованных пленочных сеток неплетеного типа. П р и м е р, Образец, который подвергается воздействию изгибающей нагрузки, изготавливают предлагаемым способом и содержит б% от общего объема образца непрерывных 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. щимн размерами 13,5 х 50 х 135 мм. Испытания проводят на стороне размером 135 мм. Значи-. тельная пластичность после растрескивания возможна за счет взаимного соединения непрерывной сетки с матрицей цемента и сокращения нагрузки без ее снятия.Нагрузку снимают при прогибе около б 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 интервале от 1 до 3 мм,7 698540 ЦНИИПИ Заказ 6965/40Тираж 811 Подписное Листы, изготовленные в соответствии с предлагаемым способом, могут применяться там,где до сих пор не использовались асбесто-цемен.тные листы, и подвергаться воздействию изги.бающей нагрузки, а в ряде случаев способны 5выдерживать ударную нагрузку. Установлено,что листы обладают достаточной прочностью итребуемой псевдо-пластичностью, причем последнее явление касается образования большого количества мелких трещин, не ухудшая при этом 10прочности материала на изгиб, Дополнительнымпреимуществом является то, что в тонкие лис.ты можно забивать гвозди и при этом не про.исходит разрушения листа. Таким образом, материал обладает высокой энергопоглошающейспособностью под действием как ударной, таки медленно возрастающей нагрузками.В предпочтительной конструкции с большимколичеством слоев сеток опасность образова.ния слабых мест из-за отсутствия армированияпо существу устраняется,Предлагаемое изобретение применимо к гоф.рированным, плоским и асимметричным листам, желобам, трубам, работающим не под давлением, и изделиям для дождевой воды, использующимся при строительстве домов и в строительной промышленности. Материал, изготовленный по предлагаемому способу, может исполь.зоваться для изготовления садового оборудования, сточных труб, вентиляционных шахт, изолирующих гильз, коробчатых секций и плаки.ровочных панелей, содержащих расширенныйполистирол. Кроме того, материал может содер.жать полистирольные шарики для получениялегкого изоляционного материала.35Изобретение может применяться также дляармированного бетона и других строительныхэлементов в качестве постоянной опалубки, ноне для конструкционной прочности, а для получения поверхностной структуры из мелких тре.40щин, Это позволяет прикладывать к армирова 8нию в балке большие напряжения прежде, чем будет достигнута предельная ширина трещины, по сравнению с обычным армированным бетоном. Формула изобретения 1. Строительное изделие типа листа, содержащее сетку из органического материала, заключенную в водозатвердевающую массу, о тл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационных качеств, сетка выполнена изнепрерывной фибриллированной органическойпленки.2. Изделие по п, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что пленка выполнена из полиолефина,3, Изделие по пп. 1 и 2, отл и чающе е сятем, что пленка выполнена из полипропилена.4,Изделиепопп. 1 - 3, отличающеесятем, что сетка образована слоями непрерывнойфибриллированной органической пленки с промежуточным слоем из водозатвердевающей массы,5. Способ изготовления строительного изделия по пп. 1 - 4, включающий изготовления сетокиз органического материала, введение их в во.дозатвердеваюшую массу, с последующим формованием, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что сеткуиз непрерывной фибриллированной органическойпленки образуют расширением органическойпленки или переплетением отрезков фибрилли.ров анной пленки.6, Способ по и. 5, отличающийся тем,что сетку вводят отдельными слоями, а каждыйслой уплотняют.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент Великобритании Яо 1130612, кл, С 1 Н,опублик. 1968.2. Патент Великобритании Х 1429167, кл. С 1 Н,опублик, 23.03.76 (прототип) . Филиал ППП "Патент",г.ужгород, ул. Проектная, 4