CS579889A3 - Flat cement-based building materials - Google Patents

Description

2 1 5W8 -

Oblast techniky tová bázi, zssíLený sítěmi z plastická hmoty a skleněnýmivlákny, odolnými proti působení zásad.

Dosavadní stav tachniky

Plošná stavební materiály jsou již delší dobu známáa obvykle sestávají z cementu, inertních materiálů a dalších ·přísad a jsou zesílsny sítěmi z plastické hmoty. Obdobná ma-teriály mohou být zesíleny také skelným materiálem, celulló-zou;: asbestem nebo vlákny z plastických hmot.

Osou rovněž známy plošné materiály, které jsou zesíle-ny vlákny různého typu, přičemž tato vlákna jsou smísena shmotou, z níž je materiál vyroben. Avšak nutnost použití pou-ze takových typů vláken, která jsou vhodná pro jednostuphovýpostup zpracování vylučovala prozatím konstrukci plošnýchmateriálů:, v nichž byl zesilujícím prvkerazčásti sít z plas- tické hmoty a zčásti skelné vlákno.

Každý ze známých typů těchto materiálů má určitá vlast-nosti a omezení, která budou dále popsána. Materiály, zesí-lené sítí z plastické hmoty mají proti materiálům s obsahemasbestu 'tu výhodu, že nejsou škodlivé pro lidské zdraví. Vesrovnání s materiály, které obsahují celulózu, jsou odolněj-ší proti stárnutí a také proti působení vody. - 1-

Ve srovnání se všemi typy těchto materiálů mají tu výhodu, že nedochází lc náhlémuzlomení, protože před tím postupně dochází 1c pronesení zaviditelného ohybu materiálu, takže nejprve dochází k po-*stupné deformaci a pak teprve ke zlomení. Jde tedy o ne-náhlou degradaci materiálu. Pod pojmem "náhlý zlom" serozumí, že dochází pouze k malé deformaci, která přílišnezávisí na velikosti zatížení a pak ihned ke zlomu.

Nenáhlé porušení těchto materiá-lů je velmi důležitou vlastnosti, protože s jejich použitímve stavebnictví je spojeno daleko menší nebezpečí. Materiá-ly, zesílené sítěmi z plastických hmot však mají tu pod-statnou nevýhodu, že při ohybu u nich dochází ke vznikuprvních trhlin při poměrně malém zatížení. To znamená, žetyto materiály jsou sice schopné splnit svou funkci posprávném využití a správném uložení na místo, avšak nejsouschopné odolávat náhodnému přetížení, k němuž často docházív průběhu dopravy těchto materiálů a v průběhu jejich uklá-dání na místo určení.

Znamená to, že s uvedenými mate-riály je nutno zacházet velmi opatrně, což zvyšuje nákladyna jejich použití. Vzniká současně nebezpečí zničení mate-riálu v průběhu jeho ukládání na místo určení.

Plošné stavební materiály, zesí-lené skelnými vlákny mají nevýhodu možnosti náhlého zlomení -3 - a současně ss křehkost tohoto materiálu zvyšuje s jeho stár-nutím. Materiály, zesílené celulózou se rovněž snadno náhlelámou a mimoto mají malou odolnost proti stárnutí a proti pů-sobení vlhkosti. Materiály, zesílené asbestem mají vysokoumechanickou pevnost a dobrou-odolnost proti stárnutí, majívšak i podstatnou nevýhodu, že asbest je škodlivý zdraví amimoto může dojít u těchto materiálů také k jejich náhlémuzlomení.

Plošné materiály, které jsou zesíleny směsí vláken, na-příklad asbestu a celulózy, asbestu, plastické hmoty a celu-lózy a podobně mají vždy vlastnosti převažujících látek, při-čemž další vlákna obvykle napomáhají snadnějšímu tvarování produktu.

Nyní bylo zjištěno, že je možno získat plošné materiályna bázi cementu, u nichž nedochází k náhlému zlomení a u něhožtaká dochází ke vzniku prvních trhlin až oři poměrně vysokémzatížení.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu jsou plošné stavební materiály na ce-mentové bázi, sestávající z řady na sebe uložených základníchvrstev, obsahujících cement, inertních materiálů a přísady.

Jsou na sebe uloženy ve střídavém sledu základní vrstva s vý-stuží z plastické hmoty a základní vrstva s výztuží ze skelnýchvláken, odolných proti působení zásad, přičemž celková tloušt-ka vrstveného materiálu je 3 až 15 mm, obsah plastické hmoty 13 až 60 g/m na 1 mm tlouštky a obsah skleněných vláken je2 10 až 60 g/m na 1 mm tlouštky.

Podstatu vynálezu dále tvoří zařízení pro výrobu ploš-ných stavebních materiálů na bázi cementu, zesílených sítíz plastické hmoty a skleněnými vlákny ve vrstvách, uloženýchnad sebou sestávající z rámu, na němž je upevněn dopravníkovýpás, podložní válečky a kluzný, povrch pro dopravníkový pás,dále válec a hnací válec pro dopravníkový pás a před dopravní-kovým pásem je uloženo přivádění ústrojí pro kontinuální pod-ložní materiál, přičemž nad dopravním pásem je uložen alespoňjeden přivaděč pro přívod sítě z plastické hmoty, za kterýmje vřazen alespoň jeden rozvaděč cementové směsi, za nímž jena dopravním pásu stavitelně upraveno hladicí ústrojí a narámové konstrukci nad dopravním pásem je uložena řada cívekpro přívod skleněných vláken a na portálu nad dopravním pá-sem je posuvně ustavena soustava rozvaděčů cementové směsi,za kterými je upravena další hladicí ústrojí.

Uvedené plošné materiály je možnozískat tak, že se přivádí složky těchto materiálů ve vhodnémpořadí na dopravníkový pás, na podložní materiál, předem ulo-žený na tomto pásu.

Každé ústrojí pro tvorbu zesilují-cích vrstev ve formě plastických sítí přivádí sít z plastic-ké hmoty a ukládá ji na dopravník nebo na podložní materiálnebo na již vytvořenou podložní vrstvu, přičemž jiné přívod-ní zařízení přivádí na tuto sít cementovou směs k její im-pregnaci.

Každé ústrojí pro tvorbu vrstvy,zesílené skelnými vlákny přivádí tato vlákna na předchozívrstvu a jiné přívodní zařízení pak opět přivádí na tutovrstvu cementovou směs k její impregnaci. Oba tyto postupymohou probíhat v obráceném pořadí.

Po ukončení těchto základních vrstev je možno vzniklý plošný materiál podrobit konečnémuzpracování jeho povrchu.

Další vlastnosti a výhody plošnýchmateriálů podle vynálezu a způsob jejich výroby budou zřejméz následujícího popisu.

Vynález bude dále popsán v souvis-losti s přiloženými výkresy.

Na obr. 1 je schematicky znázorněnozařízení podle vynálezu pro výrobu plošného stavebního mate-riálu na bázi cementu·

Na obr. 2 je znázorněno jiné pro-vedení ústrojí pro ukládání skelných látek v podélném směruplošného materiálu.

Na obr. 3 je znázorněn průřez jed-ním z výhodných provedení plošného materiálu.

Na obr. 4 je schematicky znázorněnmateriál podle vynálezu vlnovitého tvaru při zatížení. Při použití zařízení z obr. 1 jemožno ukládat na sebe řadu jednotlivých vrstev cementovéhomateriálu z nichž některé jsou zesíleny sítěmi z plastickéhmoty a jiné skelnými vlákny, a to v příslušném pořadí.

Bylo prokázáno, že kombinace sítíz plastické hmoty a skelných vláken v základním plošném ma-teriálu na bázi cementu je možná pouze v tom případě, že seukládají na sebe vrstvy, zesílené sítí z plastické hmoty avrstvy s obsahem skelných vláken.

Pro jednoduchost znázornění jsouna obr. 1 omezeny části zařízení pro přívod jednotlivýchsložek na dvě, ve skuteěnosti je však možno použít jakého-kuliv většího počtu těchto ústrojí k vytvoření požadovanéhopočtu vrstev.

Na obr. 1 je znázorněno zařízenípro výrobu plošných materiálů podle vynálezu, které sestáváz rámu 3^, který nese dopravníkový pás_2, pod nímž jsou ulo-ženy podložní válečky 3 a kluzný povrch 4 pro dopravníkovýpás 2, který obíhá kolem válce 3 a hnacího válce 6. Předdopravníkovým pásem 2 je uloženo přiváděči ústrojí 7 prokontinuální přivádění podložního materiálu 8, nad dopravníkovým pásem 2 je uložena řada přivaděčů JL6 pro skleněná vlákna17 z cívek 18 a řada čerpadel 10 a 10 *, obvykle odměrnýchčerpadel pro přívod cementové směsi a řada rozvaděčů 11 a11' pro tuto směs a také řada hladících ústrojí 12 a 12*·

Podložní materiál 8 je nejprve přiváděn na povrch dopravníkového pásu 2, který se pohybuje vesměru šipky. Pak se počne ukládat první vrstva tak, že sesil z plastické hmoty uloží z přivaděče 9 na dopravníkovýpás 2_na podložní materiál 8.

Pak nanese rozvaděč 11 na tutosít směs cementu, vody, inertního materiálu a přísad, při-váděnou přes čerpadlo 10, které odebírá tento materiál zneznázoměného mísícího zařízení. Uložený'materiál je pakuhlazen hladícím ústrojím j.2.

Pak se na takto získaný povrchz přivaděče 16 uloží skleněná vlákna 17 z cívky 18, přiva-děč 16 řeže vlákna na předem stanovenou délku a ukládá jerovnoměrně na povrch materiálu, uloženého na dopravníkovémpásu 2. Přivaděč 16 tedy může obsahovat různé prvky pro vytahování a řezání vláken a pro jejich uložení v příčném směru přívodu materiálu.

Aby bylo možno zajistit nejlepěírozložení vláken, může být přivaděč JL6 upraven tak, že osci-luje v příčném směru vzhledem ke směru pohybu materiálu, takaby celý jeho povrch byl vlákny rovnoměrně pokryt.

Na takto uložená vlákna se pak na-náší z rozvaděče li" směs cementu, vody, inertního materiálua přísad z čerpadla 10', které odebírá uvedenou směs z nezná-zorněného mísícího zařízení. Postup je ukončen uhlazením vr-stvy pomocí hladícího ústrojí 12·

Je také možno postupbvat ták, žese skleněná vlákna zatlačí při použití vhodných mechanickýchprvků do již uložené vrstvy na bázi cementu bez nutnosti dal-šího přidávání této směsi.

Zařízení obsahuje ještě celou řa-du dalších ústrojí, z nichž některá jsou totožná s prvnímpopsaným ústrojím a druhá s druhým popsaným ústrojím, takžeje možno na sebe nanášet střídavě vrstvu obou uvedených typů.

Podle výhodného provedení je třetía páté ústrojí upraveno pro tvorbu vrstev, zesílených sítíz plastické hmoty, přičemž provedení obou ústrojí je totožné,kdežto druhé a čtvrté ústrojí je určeno pro tvorbu vrstvy,zesílené skelnými vlákny a je rovněž totožné.

Mimoto může zařízení obsahovat ještě ústrojí pro zevní úpravu materiálu nejrůznějším způsobem·

Po ukončení tvorby materiálu ukládáním vrstev je možno materiál stlačit například válcem, popřípadě poháněným a pak podrobit materiál konečné úpravě například nanesením granulární vrstvy z rozvaděče 13· V úseku 14 je plošný materiál 15s podložním materiálem 8 odváděn z dopravníkového pásu 2 kdalším známým konečným tvarovým úpravám·

Je také možno postupovat tak, žeskelná vlákna jsou ukládána pouze v podélném směru, to zna-mená ve směru, v němž je materiál vyráběn. V tomto případěje výhodné použít kontinuálních skelných vláken, uloženýchv podélném směru, rovnoběžných se směrem výroby plošnéhomateriálu, čímž se maximálně využije výhodných vláken a po-stup se zhoapodární. V takovém případě, jak je znázor-něno na obr. 2, sestává ústrojí pro ukládání skleněných vláken z řady cívek 18, na nichž jsou navinuta kontinuálnískleněná vlákna 17 a z nichž se tato skleněná vlákna 17odvíjejí přes vhodná vodicí ústrojí 19 a 20 a ukládají napovrch již vytvořených vrstev, načež se ihned z rozvaděče11 přivádí čerpadlem 10 cementová směs k impregnaci vláken - 10 - a k jejich překrytí. Úkony, prováděné tímto ústrojím jsouukončeny uhlazením pomocí hladicího ústrojí 12.

Je zřejmé, že je možno upravovatpolohu vodicího ústrojí 20 tak, aby skleněná vlákna by-la uložena v nejvýhodnějSÍ poloze pro dobrou impregnaci,vodicí ústrojí 20 je rovněž možno upravovat i ve směru,příčném na směr pohybu vytvářeného ploěného materiálu. Ty-to úpravy mohou být užitečné v případě, že výsledný mate-riál má být zvlněný nebo profilovaný, protože v tomto pří-padě je možno uložit větSí množství skleněných vláken 17do těch oblasti, v nichž bude hotový ploěný materiál po-droben největšímu namáhání při používání. Místo kontinuálních skleněnýchvláken je možno použít také tkanou sil ze skleněných vlákens vlákny, uloženými podélně a příčně podle požadovanéhozesílení výsledného materiálu.

Je rovněž možno postupovat tak,že v případě použití kontinuálních skleněných vláken setato vlákna nejprve fixují na sít z plastického materiáluvhodným tmelem. 7 tomto případě mohou být sítě na přivadě-či v obr. 1 již spojeny se skleněnými vlákny, což zname-ná, že tyto sítě je již možno předem vyrobit v zařízenípro výrobu těchto sítí.

Rovněž je možno k tomuto účelupoužít známých zařízení, určených pro výrobu ploěných - 11 - materiálů, zesílených pouze sítěmi z plastické hmoty, takženení zapotřebí užít zvláštního nového zařízení.

Cementová směs pro výrobu ploš-ného materiálu podle vynálezu má následující složení: - portlandský cement (nebo jiné hydraulické pojivo) 50 až85 %, vztaženo na sušinu, - inertní materiály 10 až 50 % hmotnostních, vztaženo nasuchou hmotu, - přísady 0 až 15 % hmotnostních, vztaženo na suchou hmotu, - voda 20 až 60 % hmotnostních, vztaženo na suchou hmotu.

Inertní materiály jsou s výhodoutvořeny pískem a jako přísady je možno s výhodou použít bar-vivá a zkapalňující přísady. Je možno také použít přísad,zpomalujících degradaci plastických hmot působením tepla,čímž je možno zvýšit odolnost materiálu proti vznícení. Příkladem sítě z plastické hmotymůže být polypropylenová, polyesterová, akrylová a polyami-dová síí. Sítí z plastické hmoty je s výho-dou sít,získaná zpracováním polypropylenového filmu navláknitý materiál.

Je také možno užít pletené sítěs otvory různých rozměrů nebo sítě ve tvaru netkané textilie, - 12 - stabilizované různým způsobem a fixované. Těmto materiálůmje možno ještě přidat další vlákna a fixovat je jehlovánlmvSkleněná vlákna mají délku 5 až 100 mm, s výhodou 20 až 50 mm.Užívá se vláken, odolných proti působeni zásad. Také skle-něná vlákna je možno užit ve formě různých sltl nebo ve for-mě netkaných textilii, obvykle při použiti tmelu pro fixaci.

Plošné materiály podle vynálezumají tloušťku 3 až 15 mm, obsah plastické hmoty 18 až 60 g/m2na 1 mm tloušiky a obsah skleněných vláken 10 až 60 g/m a1 mm tloušiky. V následující tabulce 1 jsou uve-deny údaje pro 7 vzorků plošných materiálů. Materiály zpříkladů 1 a 7 jsou srovnávací, kdežto v příkladech 2 až 6jde o materiály podle vynálezu.

Cementová směs, použitá v těchtopříkladech měla následující složeni: - portlandský cement 325: 100 hmotnostních dílů suché hmoty, - písek s částicemi o průměru 0,2 - 0,6 mm: 35 hmotnostních dílů suché hmoty, - přísady (barvivá): 2 hmotnostní díly suché hmoty, - voda: 30 hmotnostních dílů, vztaženo na suchou hmotu.

Jako polypropylenová sli byl užitzvlákněný polypropylenový film typu T/Hll/12 (Retiflex S.p.A.,Itálie), bylo užito skleněných vláken typu CEMFIL 2 ROVING - 13 - 2450 TEX (Pikington LTD, Velká Británie), vlákna byla na-řezána na délku 30 mm.

Pro výrobu plošného materiálu by-lo užito svrchu popsaného zařízení. Příčný průřez plošným materiálemje znázorněn na obr. 3· šlo o zvlněný materiál s roztečí177 mm a s hloubkou zvlnění 51 mm, tlouštka materiálu byla 6,5 mm. Aby bylo možno stanovit mechanické vlastnosti, bylyprovedeny pokusy, jak jsou znázorněny na obr. 4, zatíženíbylo zvyšováno rychlostí přibližně 10 kg/s. Získané výsledky jsou shrnuty vnásledující tabulce. Pod pojmem “zatížení při prvních trhlinách“ se rozumí taková zatížení, při nichž při provedenísvrchu uvedené zkoušky vznikají první defekty v nepropust-nosti plošného materiálu. ι

Tabulka 1 - 14 -

Vlastnosti plošných materiálů ha bázi cementu, zesílenýchpolypropylenovou sítí a skleněnými vlákny. příklad δ. tlouštka materiálu mm polyprop sít g/m2 • skleněné počá- výsled-né žati žení kg prohýb- při vý- sledném zatížení mm vlákno g/m2 teční zatí- žení kg 1 6,5 290 0 180 490 92 (srovnávací) 2 6,5 290 120 230 530 93 3 6,5 290 240 290 610 95 . 4 6,5 210 280 320 570 60 5 6,5 210 220 265 550 60 6 6,5 180 240 285 530 55 7 6,5 80 300 260 440 32 (srovnávací) Ve srovnávacím přikladu 1 jde 0 plošný materiál, zesílený pouze sítí z plastické hmoty. Je zřejmé, Se počáteční zatížení při vzniku prvních trhlin je poměrně nízké. - 15 -

Ve srovnávacím příkladu 7 jde rov-něž o plošný materiál s obsahem polypropylenu pod množstvím,odpovídajícím vynálezu, je zřejmé, že výsledné zatížení aprohýb při tomto zatížení jsou velmi nízké.

Pokud jde o příklady 2 až 6, jezřejmé, že bylo dosaženo zřetelného zlepšení jak ve forměvyššího zatížení při vzniku prvních trhlin, tak v případěvýsledného zatížení a také pokud jde o velikost prohýbu,odpovídající tomuto zatížení.

Je tedy zřejmé, že plošný materiálpodle vynálezu není náchylný ke vzniku náhlých zlomů a mádobrou mechanickou pevnost. Mimoto je počáteční zatíženípři vzniku prvních trhlin zřetelně vyšší než v případě zná-mých materiálů.

Bylo rovněž prokázáno, že i v pří-padě, že se vyvolá prohýb těchto plošných materiálů zatíže-ním, vyšším než je nejvyšší zatížení, uvedené v tabulce 1,dochází ještě ke zvýšení prohýbu bez okamžitého zlomu ma-teriálu.

Ve srovnání se známými materiálymají mimoto plošné materiály podle vynálezu tu výhodu, žepři stárnutí se nezvyšuje jejich křehkost a obsah plastickéhmoty je přitom takový, že ještě běží o žáruvzdorné materiá-ly.

Claims (12)

1. I

   1. Plošné stavební materiály na cementové bázi, sestá-vající z řady na sabe uložených základních ^vrstev, obsahu-jících cement, inertních materiálů a přísady, které jsouzasílané výztužnými materiály, vyznačující setím, že jsou na sebe uloženy ve střídavém sledu základ-ní vrstva s výztuží z plastická hmoty a základní vrstva zeskalných vláken, odolných proti působení zásad, přičemž cel-ková tlouštka vrstveného materiálu je 3 až 15 mm, obsah plastická hmoty 13 až 60 g/m2 na 1 mm tloušíky a obsah skle-o „ něných vláken je 10 až 60 g/m na 1 mm tlouštky.
2. 2. Plošné stavební materiály podle nároku 1, v y -značující se tím, že jsou tvořeny pěti nasobě uloženými vrstvami, z nichž první, třetí a pátá jsouzesíleny sítěmi z plastické hmoty a druhá a čtvrtá jsouzesíleny skleněnými vlákny.
3. 3. Plošné stavební materiály podle nároku 1, v y -značující se tím, že základní vrstva obsahuje50 až 35 % hmotnostních cementu, 10 až 50 % hmotnostníchinertního materiálu, například písku a 0 až 15 %·hmotnost-ních přísad, vztaženo na množství suché hmoty.
4. 4. Plošné stavební materiály padle nároku 1, v y -značující se tím, že přísada sestává zbarviva a látek, zpomalujících degradaci plastických hmot.
5. 5. Plošné stavební materiály podle nároku 1, vy-značující se tím, že sil z plastická hmoty je polypropylenová, polyesterová, akrylová nebo polyamidová. II
6. 6. Plošné stavební materiály podle nároku 1, vy-značující se tím, že síí z plastické hmoty·je tvořena netkanou splstěnou textilií.
7. 7. Plošné stavební materiály podle nároku 1, vy-značující se t í ,m , že výztuž ze skleněnýchvláken je tvořena rozptýlenými vlákny o dálce 5 až 103 mm,s výhodou 20 až 50 mm.

   3. Plošná stavební materiály podle nároku 1, vy-značující se tím, že výztuž ze skleněnýchvláken je tvořena kontinuálními skleněnými vlákny, uloženýmiv podélném směru materiálu.
8. 9. Plošné stavební materiály podle nároku 1, vy-značující se tím, že výztuž ze skleněných vlá-ken je tvořena tkanou sítí.
9. 10. Zařízení pro výrobu plošných stavebních materiálůna bázi cementu, zesílených sítí z plastické hmoty a skle-něnými vlákny ve vrstvách, uložených nad sebou sestávající z rámu, na němž je upevněn dopravníkový pás, podložní váleč-ky a kluzný povrch pro dopravníkový pás-, dále válec a hnacíválec pro dopravníkový pás a před dopravníkovým pásem jeuloženo přivádění ústrojí pro kontinuální podložní materiál,vyznačující se tím, že nad dopravním «pásem(2) je uložen alespoň jeden přivaděč (9) pro přívod sítě zplastické hmoty, za kterým je vřazen alespoň jeden rozvaděč(11) cementové směsi, za nímž je na dopravním pásu (2) sta-vitelně upraveno hladicí ústrojí (12) a na rámové konstruk-ci nad dopravním časem (2) je uložena řada cívek (18) propřívod skleněných vláken a na portálu nad dopravním pásem(2) je posuvně ustavena soustava rozvaděčů (llť) cementovésměsi, za kterými je upraveno další hladicí ústrojí (12").
10. 11. Zařízení podle nároku 10, vyznačujícíse tím, že přivaděč (16) je opatřen řezným nástrojem III - (21) pro rozřezání skleněných vláken.
11. 12. Zařízení podle nároku 10, vyznačující,se t í m , že řada cívek (13) s navinutým kontinuálnímskleněným vláknem je opatřena vodicím ústrojím (19, 20).
12. 13. Zařízení podle nároku 1.0, vyznačujícíse t í m , že vodicí ústrojí (19, 20) je výškově nasta-vitelné a nastavitelné příčna ke směru posunu. Zastupuj advokátka