RS65534B1 - Postupak za izradu betonskih elemenata - Google Patents

Description

OPIS PRONALASKA

Pronalazak se odnosi na postupak za izradu betonskih elemenata kao što su betonski blokovi ili betonske ploče različitog oblika i različitih veličina, koje sadrže najmanje jedan betonski sloj, kod koga se beton sipa u kalup za najmanje jedan element, pri čemu se beton sabija pomoću vibracija i/ili presovanjem i na kraju očvrćava, pri čemu se na betonski sloj pre sabijanja pomoću uređaja za nanošene nanosi najmanje jedan određeni deo odnosno doza zrnastog materijala. Pronalazak se dalje odnosi na betonski element izrađen sa ovim postupkom.

Betonski blokovi se danas koriste za mnogobrojne namene i svrhe naročito u građevinskoj industriji. Pri čemu se ovde pre svega ceni mogostranost i raznovrsnost ovog materijala. S jedne strane, njegova svojstva se mogu lako promeniti korišćenjem raznih dodatnih materija odnosno aditiva. S druge strane, na spoljašnji izgled može uticati i odgovarajući proizvodni proces.

Jedna važna komponenta za izradu betona je cement. Cement služi pre svega kao vezivno sredstvo umetnuto kao, na primer, dodatak. Pri izradi betona vrednost takozvanog odnosa voda-vezivno sredstvo (w/b vrednost) ima veliki upliv na osobine dobijenog proizvoda odnosno beton. Ova vrednost opisuje odnos tačnije srazmeru između mase vode za mešanje i mase vezivnog sredstva ( uobičajeno je to cement) sabijene mešavine. Kada se koriste kao aditivi odnosno kao dodatna sredstva - punila kao što su šljaka iz visokih peći-topionički pesak, pucolan, elektrofilterski pepeo, krečnjak, ugljeni pepeo od kamenog uglja ili silikatna prašina, nije samo masa čistog cementa odlučujuća za masu vezivnog sredstva pri obračunavanju vrednosti w/b, već takođe i masa ovog dodatnog sredstva-punila, koji doprinose masi cementa moraju biti uključena u proračun.

Zavisno od vrednosti voda-vezivno sredstvo biće dobijene različite vrste betona sa različitim mehaničkim svojstvima, naročito u odnosu na pritisnu čvrstoću betona odnosno na čvrstoću betona na pritisak.

Kod očvršćavanja betona tipičan cement može da veže približno 40 % svoje mase za vodu. Ovo odgovara vrednosti w/b od 0,40. Kod w/b vrednosti iznad 0,4, ima više vode u smeši nego što cement može da veže. Zbog toga se u betonu stvara više pora, što može smanjiti čvrstoću na pritisak. Pored toga, povećava se osetljivost betona na mraz odnosno zamrzavanje. S druge strane, što je niža vrednost w/b, to je beton tvrđi i teži za obradu. Pored toga, sa niskim w/b vrednostima postoji rizik da se vezivno sredstvo ne stvrdne u potpunosti, što znatno smanjuje čvrstoću odnosno otpornost betona na pritisak.

Dalje, površina betonskih blokova je često, na primer, impregnirana ili zaptivena epoksidnim smolama. To znači da se betonski blok može zaštititi od uticaja okoline, npr. od prodora vode, što produžava vek trajanja betonskom elementu. Međutim, zaptivanje betonskih elemenata podrazumeva dodatne radne korake odnosno postupke, koji znatno povećavaju troškove proizvodnje betonskih elemenata.

Prilikom proizvodnje betonskih blokova, uobičajena je praksa da se sirovi beton za betonske blokove i betonske ploče najpre sipa u kalupe, zatim se sipa beton za oblaganje i zatim se izvrši sabijanje betonskih blokova ili betonskih ploča.

Međutim, takođe je moguće proizvesti betonske blokove ili betonske ploče u postupku u jednom jedinom proizvodnom postupku bez betona za oblaganje.

Poznato je da površinskom sloju kod postupka u jednom proizvodnom koraku odnosno sloju betona za oblaganje se daje po želji osnovna boju, koja može odgovarati jednobojnoj boji betona bez bojenja ili je obojena različitim bojama kako bi se proizveli betonski blokovi ili betonske ploče različitih boja.

Takođe je poznato iz patentnog dokumenta EP 1017554 B1 da se proizvodi betonski malter koji formira sloj za oblaganje betona korišćenjem slojeva različitih boja, koji se lageruju jedan iznad drugog u kontejneru za skladištenje i slobodno se pomeraju naniže u dotičnom kontejneru za skladištenje, pri čemu se mešaju i vode preko udarnih tela na sirovi beton, da bi se formirao mermerni sloj koji se zatim sabija. Ovde se radi o jednom funkcionalnom procesu, ali u kojem se stvaraju različito obojene mermerne površine, koje se samo približavaju optičkim zahtevima betonskih blokova ili betonskih ploča odnosno koje bi trebalo da izgledaju približno prirodnom kamenu, jer se stvara samo u ograničenoj meri šarena struktura u boji.

Patent EP-A-1 431 014 opisuje postupak za proizvodnju modularnih elemenata u kojima se kuglice odnosno zrnca od čistog stakla, polučistog stakla ili kaljene keramike nanose, razbacuju ili skladište na površinski sloj betona ili na sloj betona za oblaganje. Kuglice odnosno zrnca se ugrađuju u gornji sloj betona ili u sloj betona za oblaganje pomoću proces sabijanja. Elementi su namenjeni za upotrebu u drumskom saobraćaju, pri čemu staklena zrnca treba da reflektuju svetlost od vozila da bi se na taj način povećala bezbednost saobraćaja na putevima.

Patentni dokument EP-A-0 813 942 opisuje postupak za proizvodnju delova u kalupu i prikazuje presu za izvođenje postupka. Cilj je da se obezbedi proces i presa koji stvaraju znatno veće pritiske od vibracionog sabijanja ili presovanja u kalupima. Ovaj visoki pritisak se zatim koristi za kreiranje posebnih površinskih šara ili stvaranje kompozicije boja u spoljašnjem sloju, pri čemu se sloj bez dodatka sredstva za vezivanje može utisnuti i u profilisani deo. Kao što je opisano za presu, ovo se postiže dodatnim pokretnim zatvaračem za punjenje i pražnjenje.

Iz patenta EP 1 827 784 B1 je na kraju poznat postupak za proizvodnju betonskih blokova ili betonskih ploča, u kome se na površinski sloj ili na sloj betona za oblaganje pre sabijanja nanosi najmanje jedan deo odnosno doza jednobojnog i/ili različitog jednobojnog ili jednog raznobojnog ili različito obojenog odnosno šarenog zrnastog materijala koristeći najmanje jedan uređaj za nabacivanje zrnastog materijal.

Patent DE 10 2004 062656 A1 opisuje poznatu metodu za proizvodnju betonskih blokova ili betonskih ploča, u kojoj se na površinski sloj ili na sloj betona za oblaganje pre sabijanja nanosi najmanje jedan deo odnosno doza jednobojnog i/ili drugačije bojenog ili jednog raznobojnog ili drugačijeg šareno obojenog zrnastog materijala pomoću najmanje jednog uređaja za nanošenje.

Patent WO 99/57076 opisuje suvu formulaciju za integrisani obeležavajući materijal za upotrebu na betonu i asfaltu, koji sadrži cementnu mešavinu i koja sadrži hidraulično ili cementno vezivno sredstvo, redisperzibilni polimerni modifikator cementa, retroreflektujući punilac i opciono reflektujući punilac.

Patentni dokument DE 20 2009 013 082 U1 opisuje trovalentni premazujući stakleni granulat, karakterisan time što je premaz formiran od - prvobitno na bazi vode i, po želji, obojen pigmentima - reakcione smole, koja je obogaćena – prvobitno vodenim -organofunkcionalnim siloksanskim oligomerom, pri čemu ovako formiran oklop odnosno prevlaka sadrži veoma tanke preklapajuće ljuspice liskuna i pokriven je po celoj spoljnoj površini lepljivim mostom od cementa i mineralnog brašna.

Patent DE 101 46 408 A1 opisuje obojeno zrno kvarca i metodu za proizvodnju obojenog zrna kvarca, pri čemu je ovom metodom omogućena proizvodnja obojenog kvarca po niskoj ceni i pri čemu se postiže velika raznovrsnost i ponovljivost obojenih svojstava.

Patent CN 1144784 A opisuje veštačke obojene kamene čestice koje se sastoje od prirodno obojenog kamenog praha, cementa i pigmenata, koje se ravnomerno mešajući, pune u posudu za granulaciju, prskaju vodom i zatim se postupkm valjanja formiraju u sferne čestice, koje očvršćavaju tokom 24 sata, zatim dalje očvršćavaju u vodi i prosejavaju se sitom.

Patent DE 102009 036 481 A1 opisuje granulat napravljen od očvrsle smeše, koja se sastoji od providne matrice otporne na svetlost, koja sadrži najmanje jedan fotoluminiscentni pigment i providno sredstvo za ispunu, pri čemu punilo ima veličinu zrna manju od 30 µ i/ili ili ima veličinu zrna između 70 µ i 1,2 mm.

Pri proizvodnji betonskih elemenata čija površina podseća na zrnasti ili šareni prirodni kamen često se javljaju problemi. S jedne strane, prijanjanje odnosno prilepljivanje nanesenog zrnastog materijala na površinu je problem koji je teško rešiti. Štaviše, gotovi betonski element, posebno njegova površina, treba da ima visok nivo otpornosti na habanje. Čvrstoća na pritisak i otpornost na otiranje površine su se pokazali kao važni kriterijumi za određivanje otpornosti na habanje. Visoka otpornost na otiranje površine je posebno važna za betonske ploče upotrebljene za podne obloge sa nanetim zrnastim materijalom. Štaviše, impregnacija/zaptivanje površine betonskih elemenata je često bila neophodna da bi se produžio vek trajanja betonskih elemenata. Međutim, ovo uključuje dodatne radne korake i upotrebu dodatnih materijala, što znatno povećava troškove proizvodnje. Koristeći metode koje su do sada poznate u prethodnom stanju tehnike, nije moguće proizvesti betonske elemente kojima bi se prevazišli ovi nedostaci.

Zadatak pronalaska je stoga, da obezbedi postupak pomoću koga se mogu proizvesti površine betonskih blokova ili betonskih ploča, koje izgledaju veoma slično zrnastom i/ili šarenom prirodnom kamenju. Cilj je da se stvori strukturisana površina u kojoj dominiraju usmerene žice slične kamenim žilama-žilicama i/ili dominiraju zrna i/ili šareno dizajnirane površine. Pored toga, betonski elementi proizvedeni postupkom prema pronalasku treba da imaju poboljšanu čvrstoću na pritisak i/ili visoku otpornost na habanje. Na kraju ovim postupkom prema pronalasku trebalo bi da je omogućena proizvednja betonski elementi na čijoj površini više nije potrebno dodatno zaptivanje/impregniranje.

Ovaj zadatak se prema pronalasku postiže postupkom za proizvodnju betonskih elemenata koji imaju najmanje jedan betonski sloj, u kome se beton sipa u kalup za najmanje jedan element, beton se sabija vibracijom i/ili pomoću presovanja, a zatim otvrdnjava, pri čemu se najmanje jedan deo odnosno doza zrnastog materijala nanosi na sloj betona pre sabijanja pomoću uređaja za nanošenje, pri čemu beton sipan u kalup, a pre nego što otvrdne, ima vrednost voda - vezivno sredstvo (w/b vrednost) od 0,31 do 0,45 i kao granulisani odnosno zrnasti materijal koristi se materijal koji sadrži (a) komponentu za nasipanje sa srednjim prečnikom zrna od 0,1 do 5 mm u količini od 75 do 85 tež.% i (b) vezivno sredstvo u količini od 15 do 25 tež. %, svedeno na osnovni ukupni sastav zrnastog materijala,

pri čemu granulisani-zrnasti materijal ima vrednost voda-vezivno sredstvo (w/b -vrednost) od 0,24 do 0,38 pre nanošenja na betonski sloj,

pri čemu je betonski sloj jedan sloj betona za oblaganje,

i

pri čemu betonski element ima najmanje jedan dodatni betonski sloj.

Stručnjak u ovoj oblasti razume da srednji prečnik zrna predstavlja prečnik u kome se nalazi jednak broj zrna većeg i manjeg prečnika. Metode za određivanje srednjeg - prosečnog prečnika zrna su poznate stručnjacima u ovoj oblasti.

Neočekivano je tokom istraživanja otkriveno, da je korišćenjem komponente za nasipanje sa određenim srednjim prečnikom zrna (0,1 do 5 mm) i određenim sadržajem vezivnog sredstva (15 do 25 tež. %) u kombinaciji sa prilagođavanjem betona unešenog u kalup na određenu w/b vrednost (0,31 do 0,45) pre sabijanja, mogu se ostvariti elementi sa posebno dobrim mehaničkim svojstvima u smislu njihove čvrstoće na pritisak i otpornost na habanje. Zbog dobrih mehaničkih svojstava postignutih postupkom prema pronalasku, dalja obrada odnosno impregnacija/zaptivanje elemenata nakon sabijanja nije potrebna, pa je zbog uštede na impregnaciji odnosno zaptivanju betonski elementi se mogu ekonomično proizvesti primenom postupka prema pronalasku.

U povoljnoj realizaciji forme pronalaska, betonski element je betonski blok, betonska ploča ili betonska stepenica. Praktična ispitivanja su pokazala da je postupak prema pronalasku posebno pogodan za proizvodnju takvih betonskih elemenata. Ovo je posebno povoljno zbog dobrih mehaničkih svojstava u smislu čvrstoće na pritisak i otpornosti na habanje. Štaviše, takvi betonski elementi se mogu takođe proizvesti posebno ekonomično eliminacijom radnih koraka i sredstava za naknadnu impregnaciju ili zaptivanje.

Pokazalo se da je posebno praktično u postupku prema pronalasku, ako se beton sipan u kalup podesi na vrednost voda-vezivno sredstvo (w/b vrednost) od 0,35 do 0,40 pre očvršćavanja ili već ima ovu vrednost w/b. Poželjno je da se vrednost w/b betona prilagodi pre nego što se sipa u kalup. Vrednosti u ovom zahtevanom opsegu w/b omogućavaju laku obradu betona. S druge strane, ova vrednost obezbeđuju da ima dovoljno vode za stvrdnjavanje vezivnog sredstva. Štaviše, poroznost betona postignuta u postupku prema pronalasku kada se vrednost w/b postavi u gore navedeni opseg, ostvaruje se pozitivan učinak na čvrstoću betonskog elementa na pritisak.

U postupku prema pronalasku, sadržaj cementa u sloju betona je prvenstveno od 15 do 25 tež. %, povoljnije od 17,5 do 20,5 tež. %, svedeno na osnovni ukupni sastav betonskog sloja. Utvrđeno je, da kada se koristi sadržaj cementa u sloju betona manji od 15 tež. %, dodatni punioci za beton nisu dovoljno čvrsto učvršćeni u betonskom elementu. S druge strane, ako je u betonskom sloju korišćen sadržaj cementa veći od 25 tež. %, mehanička svojstva više ne ispunjavaju zahtevane vrednosti.

Prema pronalasku, najmanje jedan deo-količina zrnastog materijala se nanosi na sloj betona, prvenstveno na sloj betona za oblaganje, pre sabijanja pomoću uređaja za nanošenje. U postupku prema pronalasku, vrednost voda-vezivno sredstvo (w/b vrednost) zrnastog materijala ili mešavine zrnastog materijala i vode pre nanošenja na betonski sloj iznosi 0,24 do 0,38 odnosno potrebno je da se podesi na tu vrednost. Sa w/b vrednošću zrnastog materijala u ovom opsegu, postižu se dobre mehaničke osobine proizvedenog betonskog elementa.

U razvojnim odnosno operativnim ispitivanjima je nađeno, da u postupku prema pronalasku granulisani materijal koji se nanosi na betonski sloj, prvenstveno na sloj betona za oblaganje, sadrži na povoljan način komponentu za ulivanje odnosno nasipanje i sredstvo za vezivanje. U postupku prema pronalasku, zrnasti materijal sadrži komponentu za nasipanje u količini od 75 do 85 tež. % i vezivnog sredstva u količini od 15 do 25 tež. %, svedeno na ukupni sastava zrnastog materijala. Korišćenjem zrnaste komponente za nasipanje i vezivnog sredstva u ovim rasponima koncentracije, može se postići dobro uležištenje odnosno pričvršćenje zrnastog materijala na betonskom sloju, prvenstveno na sloj betona za oblaganje. U skladu sa jednom povoljno realizovanom formom postupka prema pronalasku, komponenta koja se nanosi se meša sa organskim ili neorganskim vezivnim sredstvom. Vezivno sredstvo je poželjno bezbojno i meša se sa komponentom za nanošenje pre nanošenja, pri čemu se, na primer, akrilatna disperzija može koristiti kao organsko vezivno sredstvo, a silikat, na primer, može da se koristi kao neorgansko vezivno sredstvo.

U skladu sa jednom daljom posebno povoljnom realizacijom pronalaska, mogla se jasno uočiti povoljnost kada se vezivno sredstvo primeni tako, što je vezivno sredstvo sadržano u zrnastom materijalu neorgansko vezivno sredstvo kao što je cement, hidraulični kreč, gips ili vodeno staklo i/ili je vezivno sredstvo sadržano u zrnastom materijalu u količini od 15 do 25 tež. %, svedeno na ukupni sastav zrnastog materijala. Takva vezivna sredstva su posebno laka za rukovanje u spoju sa betonskim elementima. Pored toga, ova vezivna sredstva ne postavljaju nikakve dodatne zahteve vezano za postupak. Osim toga, ova vezivna sredstva obezbeđuju sigurno i dobro vezivanje odnosno pričvršćivanje zrnastog materijala na betonski sloj, prvenstveno na sloj betona za oblaganje betonskog elementa.

Ono što je gore rečeno o neorganskim vezivnim sredstvima takođe važi na sličan način za organska vezivna sredstva. Naročito povoljno izvedena forma pronalaska predviđa, da dotično vezivno sredstvo sadržano u zrnastom materijalu je jedno organsko vezivno sredstvo kao što su veštačke plastične disperzije, akrilatne smole, alkidne smole, epoksidne smole, poliuretani, sol gel - smole ili emulzije silokon smole i/ili se vezivno sredstvo u zrnastom materijalu sadrži u količini od 5 do 35 tež. %, svedeno na ukupni sastava zrnastog materijala. Optimalni rezultati se postižu u postupku prema pronalasku, kada se kao komponenta za nasipanje koristi komponenta sa srednjim prečnikom zrna od 0,1 do 1,8 mm, vezivno sredstvo u zrnastom materijalu u količini od 15 do 25 tež. %, svedeno na ukupni sastav zrnastog materijala i/ili vrednost voda-vezivno sredstvo (w/b vrednost) zrnastog materijala odnosno mešavine zrnastog materijala i vode iznosi 0,24 do 0,33 odnosno prilagođena na ovu vrednost. Na taj način se mehanička svojstva ovako dobijenih betonskih elemenata veoma dobro prilagođavaju odgovarajućim zahtevima naročito čvrstoći na pritisak.

U skladu sa daljom posebno povoljnom realizacijom pronalaska, može se jasno uočiti odnosno može se takođe primeniti, da se kao komponenta za nasipanje može koristiti komponenta sa srednjim prečnikom zrna od 1,2 do 5 mm, vezivno sredstvo u zrnastom materijalu u količina od 15 do 20 tež. %, svedeno na ukupni sastav zrnastog materijala i/ili vrednost voda – vezivno sredstvo (w/b vrednost) zrnastog materijala je 0,28 do 0,38 odnosno podešena je na ovu vrednost. Ovo omogućava da se betonski elementi proizvode posebno ekonomično.

Prvenstveno se u postupku prema pronalasku, kao komponenta za nasipanje koristi komponenta za nasipanje sa prosečnim prečnikom zrna od 0,1 do 1,2 mm.

Kao što je već ranije opisano, primenom postupka prema pronalasku mogu se ostvariti betonski elementi sa posebno dobrim mehaničkim svojstvima.

U jednoj povoljno realizovanoj formi postupka u skladu sa pronalaskom, čvrstoća na pritisak očvrslog sloja betona, prvenstveno sloja betona za oblaganje, određena prema standardu DIN EN 13369, leži u opsegu od 40 do 85 N/mm<2>, poželjno od 50 do 60 N/mm<2>. Čvrstoća na pritisak u ovom opsegu je korisna za mnoge primene betonskog elementa. Takođe obezbeđuje sigurno dug radni vek betonskog elementa.

Nadalje, u razvojnim odnosno operativnim ispitivanjima, pokazalo se, da je otpornost sloja očvrslog betona na otiranje, određena prema standardu DIN EN 1338, dodatak H ili standardu DIN 52108, manja od 18 cm<3>/5000mm<2>, naročito manja od 15cm<3>/5000mm<2>kao naročito povoljna. Takve otpornosti na otiranje su se pokazale posebno korisnim za ukupnu otpornost na habanje betonskih elemenata.

Prema sledećoj realizovanoj formi postupka prema pronalasku, upijanje vode očvrslog betonskog sloja, određeno prema standardu DIN EN 1338, dodatak E, je manje od 6 % ukupne mase. Upijanje vode u ovoj maloj količini je posebno pogodno za dugoročnu stabilnost betonskih elemenata.

Prvenstveno je pogodno da betonski sloj ima gustinu od 1,5 do 2,8, poželjno 2,25 do 2,45, određenu prema standardu DIN EN 13369.

Naročito praktični rezultati su dobijeni u postupku prema pronalasku kada je betonski sloj sloj betona za oblaganje. Ovo posebno dobro ističe efekat primenjenog zrnastog materijala. U skladu sa jednom povoljno izvedenom formom, može jednobojno obojena ili drugačije obojena betonska mešavina ili sloj betona za oblaganje ili površinski sloj betona mogu da budu modifikovani sa veštačkom plastičnom materijom i/ili imaju mešavinu silikat-beton. U jednoj naročito povoljno realizovanoj formi postupka prema pronalasku, betonski sloj, prvenstveno sloj betona za oblaganje, ima finu odnosno sitnozrnastu strukturu, sitniju ili jednaku graničnoj liniji sita C4. Sito C4 se odnosi na finu odnosno sitnozrnastu strukturu zrna koja je poznata stručnjacima u ovoj oblasti sa veličinom zrna između 0 i 4,0 mm u prečniku. Za procenu mehaničkih svojstava betona se sprovode standardizovana ispitivanja prosejavanjem sa određenim mrežama sita.

Optimalni rezultati su postignuti kada, u postupku prema pronalasku, betonski element, prvenstveno betonski blok ili betonska ploča, ima najmanje još jedan dodatni sloj betona, posebno sloj sirovog betona. Na ovaj način se mehanička svojstva mogu dobro prilagoditi potrebama za odgovarajuću primenu. Pored toga, može se garantovati veća sloboda za dizajniranje betonskog elementa, prvenstveno betonskog bloka ili betonske ploče.

U skladu sa daljom povoljnom realizacijom postupka prema pronalasku, beton sadrži aditive odnosno dodatke za beton kao što su šljaka iz visoke peći, pucolan, elektrofilterski pepeo, krečnjak, elektrofilterski pepeo kamenog uglja i/ili prah silicijum dioksida. Zbog niske cene ovih aditiva za beton, betonski elementi se mogu proizvoditi posebno ekonomično.

Da bi se proizveli posebno estetski privlačni betonski elementi primenom postupka prema pronalasku, pokazalo se da je korisno, kada sloj za oblaganje betona ima optičko svojstvo kao što je boja ili stepen sjaja, a zrnasti materijal ima optičko svojstvo koje odstupa od ovo predhodno navedenog svojstva. Ovo omogućava, na primer, stvaranje plamenih žilica ili išaranih površina koje izgledaju slično prirodnoj strukturi prirodnog kamena.

U naročito povoljnoj realizaciji postupka prema pronalasku, najmanje jedan deo odnosno određena količina-doza jednobojnog i/ili različitog jednobojnog ili jednog raznobojnog ili različito obojenog odnosno šarenog zrnastog materijala se nanosi na sloj betona, prvenstveno na sloj betona za oblaganje, pre sabijanja pomoću najmanje jednog aplikacionog uređaja odnosno uređaja za nanošenje. Ovo poboljšava sposobnost stvaranja plamenih zila, žilica ili išaranih površina, koje liče na prirodnu strukturu odnosno teksturu prirodnog kamena. Ove površine se mogu proizvoditi odnosno dizajnirati ili im se može menjati dizajn variranjem uređaja za nanošenje, promenom količine nanesenog dela materijala ili delova materijala i promenom zrnastog materijala. Osnovna boja betonskog sloja, prvenstveno sloja betona za oblaganje, takođe igra ulogu, pri čemu se boja betona prostire u rasponu od neobojenog betona do betona obojenog različitim bojama.

Na posebno povoljan način je zrnasti materijal jednobojna i/ili različito obojena betonska mešavina, koja usled nanošenja na površinu daje poseban optički izgled površini. Pošto se betonska mešavina zatim može utisnuti u površinu ili u nju sabiti, može se postići dobra povezanost odnosno prijanjanje mešavine sa površinskim slojem ili sa slojem betona za oblaganje.

Optimalni rezultati se postižu u postupku prema pronalasku, kada se zrnasti materijal nanosi raspršivanjem ili bacanjem. Zrnasti materijal se generalno na povoljan način nanosi pomoću bacanja, centrifugiranja, ispaljivanja ili duvanja.

Prvenstveno može primenjeni deo odnosno nanesena količina da sadrži različite zrnaste materijale, različite boje betonske mešavine uključujući zrna stena ili mešavinu stena ili zrna ili strugotine ili čestice.

Povoljno je, međutim, kada se nekoliko delova istog ili različitog zrnastog materijala takođe nanese na kalup, kao što se i više delova završnog materijala mogu naneti jedan za drugim na površinu kalupa.

U jednoj povoljno formi postupka izvedenog u skladu sa pronalaskom, zrnasti materijal se nanosi na betonski sloj pomoću uređaja za nanošenje, pri čemu uređaj za nanošenje ima najmanje jedan uređaj za rasipanje, centrifugalni disk, točak sa lopaticama, ruku za bacanje i/ili katapult za bacanje, na koji se dovodi odnosno isporučuje najmanje jedan deo odnosno jedna određena doza zrnastog materijala. Ovi dole opisani uređaji za nanošenje mogu se pomerati preko kalupa ili pored kalupa, a različiti delovi odnosno količine materijala za nasipanje se takođe mogu unositi u njih u različitim vremenskim intervalima. Na ovaj način se zrnasti materijal može ravnomerno naneti na betonski sloj. Dalje je potvrđeno ispitivanjem da se postupak prema pronalasku može posebno ekonomično izvesti na ovaj način.

Na povoljan način u postupku izvedenom prema pronalasku, uređaj za nanošenje ima najmanje jedan dozirni kontejner koji sadrži zrnasti materijal sa šipkom za doziranje, pri čemu se dozirni kontejner vodi preko kalupa ili pored kalupa ravnomernom ili neravnomernom brzinom.

Povoljno je da se u toku postupka nanošenja na dozirnu šipku deluje vibracijama ili se vrše potresi koji se izvode jednoliko i/ili neravnomerno i/ili povremeno.

Povoljno je da se različiti završni materijali i/ili različiti delovi odnosno količine završnog materijala za završnu obradu mogu da dovedu do merne šipke duž njenog produžetka.

Dalje se pokazalo kao prednost ako je kontejner za doziranje pričvršćen za prednju ivicu dozirnih kolica za beton, po mogućstvu za dozirna kolica namenjena za nasipanje sloja betona za oblaganje.

U skladu sa jednim posebno povoljno realizovanim postupkom prema pronalasku, uređaj za nanošenje ima najmanje jednu nasadnu cev odnosno levak u koji se dovodi jedan ili više delova zrnastog materijala i kroz koji se zrnasti materijal raspršuje, baca, izbacuje i/ili pada na betonski sloj, po mogućstvu prvenstveno na sloj betona za oblaganje. Posebno dobra distribucija odnosno raspodela zrnastog materijala na kalupu se dobija kada je kraj nasadne cevi izvedena kao mlaznica.

Praktična razvojna ispitivanja su pokazala da u postupku prema pronalasku se postiže dobra distribucija odnosno raspodela zrnastog materijala kada se izbacivanje vrši pomoću prethodno napregnutog, oprugom opterećenog klipa, čija se brava naglo oslobađa radi prisilnog izbacivanja materijala.

Povoljno je kada se uređaj za nanošenje može pomerati preko kalupa ili pored kalupa. On može pri tome da ima konstantnu brzinu kretanja ili da ostvari različite brzine kretanja, pri čemu takođe trzajni odnosno nagli impulsni pokreti mogu biti korisni. U zavisnosti od veličine kalupa i boje materijala kojim je oremljen uređaja za nanošenje zrnastog materijala, može se za jedan kalup koristiti više različitih uređaja kako bi se postigla ujednačeno raspršivanje odnosno jednako nanošenje ili poseban karakterističan oblik nanošenja zrnastog materijala na slojeve.

Prvenstveno se kod uređaja za nanošenje koriste kanali za vođenje, jer takvi disk točkovi ili bacači, kao i cevni nastavci mogu da doprinesu većem širenju nanešenog materijala.

Pomoću uređaji za nanošenje mogu se nekoliko odnosno više delova zrnastog materijala izbacivati jedan za drugim, pri čemu pri tom može da se radi o različitim zrnastim materijalima, kao što je gore već opisano.

Zrnasti materijal takođe može da ima ili da sadrži sitna zrna kamenja, tako da se različite vrste materijala sa različitim bojama mogu uneti, uključujući zrna poludragog kamenja ili dragog kamenja ili liskuna ili metalne strugotine ili čestice od veštačke plastične materije ili staklene čestice, u površinu ili u sloj betona za oblaganje. Zrnasti materijal takođe može biti bilo koja mešavina stena.

Pokazalo se da je posebno praktično u postupku prema pronalasku, kada je materijal za nasipanje mešavina stena ili sadrži mešavinu stena. Ovo omogućava proizvodnju betonskih elemenata koji po izgledu veoma liče na prirodni kamen.

U postupku prema pronalasku povoljno je da materijal za nasipanje sadrži najmanje materijal odabran iz grupe koju čine poludrago kamenje, drago kamenje, liskun, metalne strugotine, staklene čestice i čestice od veštačke plastične materije. Korišćenje ovih materijala omogućava veoma ekonomičan postupak za izradu betonskih elemenata.

U povoljnoj realizaciji postupka prema pronalasku, zrnasti materijal može imati po dimenzijama stepenasti sastav zrna maksimalnog prečnika zrna do 2 mm.

Pre ali prvenstveno posle sabijanja, na površine betonskih elemenata može se pre ili posle očvršćavanja naneti organsko ili neorgansko sredstvo za zaštitu, koje je prvenstveno bezbojno. Ovde se radi pri tome o sredstvima za impregnaciju, zaptivanje ili premazivanje betonskih elemenata. U skladu sa još jednom povoljnom realizacijom postupka prema pronalasku, sredstvo za zaptivanje i/ili impregnaciju se nanosi na površinu betonskih elemenata nakon sabijanja. Ovakav pristup ostvaruje dodatni zaštitni sloj betonskim elementima, što dodatno povećava postojanost i izdržljivost odnosno vek trajanja betonskih elemenata. Ovaj sloj takođe može delovati kao zaštita od pojave beličastih mrlja na površini, koje se pripisuju izbijanju odnosno rascvetavanja kreča na površini betonskih elementa (eflorescencija kamenca).

Na pogodan način se kod posebno povoljno realizovanog postupka prema pronalasku, površine i/ili ivice betonskih blokova ili betonskih ploča obrađuju četkama nakon sabijanja i pre očvršćavanja i dodatno se strukturiraju i/ili ohrapave i/ili glačaju i/ili imaju obrađene odnosno zaobljene izbočine na ivicama. U poželjnoj realizaciji postupka prema pronalasku, površine i/ili ivice površina betonskih blokova ili betonskih ploča se obrađuju četkama nakon konačnog zbijanja i pre zaptivanja i na taj način se betonski elementi strukturišu i/ili se ohrapave i/ili se obrađuju glaččanjem i/ili se izbočene ivice zaobljuju.

Pronalazak se takođe odnosi na betonske blokove ili betonske ploče koje se mogu dobiti gore opisanim metodom.

Radi daljeg razjašnjavanja pronalaska, upućuje se na priloženi crtež, na kome je jedan primer izvođenja pronalaska prikazan u pojednostavljenom obliku.

Pokazuje se:

Slika 1: pogled u perspektivi na ploču za kalup sa kalupom sa betonskim blokovima i uređajem za nanošenje.

Na jedinoj priloženoj slici sa oznakom 1 označena je ploča za kalup na koju je postavljen kalup označen sa 2. Kalup 2 ima veći broj neprekidnih prolaznih otvora (na slici ih ima 35) u koje se uliva sirovi beton, na koji se postavlja sloj betona za oblaganje označen sa 3 sa vrednošću voda-vezivno sredstvo (w/b vrednost) od 0,35, nanosi se jedna maksimalna veličina zrna od 4 mm i jedan udeo cementa u sloj betona za oblaganje od 19 tež. %, svedeno na ukupni sastava sloja betona za oblaganje i sve je vidljivo. Sloj betona za oblaganje je obojen, što se ne vidi sa slike. Dalje je sa oznakom 4 generalno označen uređaj za nanošenje, koji uključuje centrifugalni disk označen sa 5. Ravan centrifugalnog diska je poravnata približno paralelno sa površinom kalupa 2 i postavljen na udaljenosti od nje. Uređaj 4 za nanošenje može se kretati duž strane raspoređene na slici, ali i duž preostalih strana kalupa, tako da se po želji mogu dostići svi slojevi 3 betona za oblaganje. Iznad centrifugalnog diska 5 nalazi se levak označen sa 6, u koji se puni zrnasti materijal, koji nije vidljiv. Levak 6 ima na svom kraju okrenutom prema centrifugalnom disku 5 (ne vidi se) uređaj za otvaranje i zatvaranje otvora levka, tako da se bilo koji željeni deo zrnastog materijala može usmeriti na centrifugalni disk 5. U ovom prikazanom primeru, granularni materijal ima vrednost voda – vezivno sredstvo (w/b vrednost) od 0,24 i sadrži 80 tež. % komponente za nasipanje sa srednjim prečnikom zrna od 0,7 mm i 20 tež. % vezivnog sredstva. Iznad centrifugalnog diska 5 može biti postavljeno više levaka u kojima se nalaze različiti zrnasti materijali, kako bi se različiti zrnasti materijali u različitim dozama mogli bacati na površine slojeva 3 betona za oblaganje. Brzina centrifugalnog diska 5 i njegova visina u odnosu na kalup 2 se takođe mogu podešavati i menjati po želji, čak i tokom procesa bacanja, kao i brzina kretanja duž kalupa. Na ovaj način su proizvedene betonske ploče imale čvrstoću na pritisak očvrslog sloja betona od 47 N/mm<2>, utvrđenom prema standardu DIN EN 13369. Pored toga, očvrsli betonski sloj betonskih ploča imao je otpornost na habanje odnosno otpornost na otiranje od 8 cm<3>/5000 mm<2>u skladu sa standardom DIN EN 1338, dodatak H. Osim toga očvrsli betonski sloj betonskih ploča imao je gustinu od 2,28 u skladu sa standardom DIN EN 13369 i apsorbovao je 4,4 % mase vode u skladu sa standardom DIN EN 1338, aneks E.

Dalje je sa 7 označen uređaj za vođenje koji sprečava proizvoljno odnosno neželjeno bacanje zrnastog materijala pomoću centrifugalnog diska, naročito van kalupa 2, i usmerava pravac bacanja na kalup 2.

Lista pozivnih oznaka

1 ploča za kalup

2 kalup

3 sloj betona za oblaganje

uređaj za nanošenje centrifugalni disk levak

uređaj za vođenje

1

Claims (21)

PATENTNI ZAHTEVI

1. Postupak za izradu betonskih elemenata, koji imaju najmanje jedan betonski sloj, kod koga se beton sipa u kalup za najmanje jedan element, pri čemu se beton sabija vibracijom i/ili presovanjem i na kraju očvršćava, pri čemu se na sloj betona pre sabijanja pomoću uređaj za nanošenje nanosi najmanje jedan određeni deo odnosno doza zrnastog materijala, naznačen time, što beton napunjen u kalup pre očvršćavanja ima vrednost voda-vezivno sredstvo (w/b-vrednost) od 0,31 do 0,45 i kao zrnasti materijal nanosi se materijal koji sadrži (a) komponentu za nasipanje sa srednjim prečnikom zrna od 0,1 do 5 mm u količini od 75 do 85 tež. % i (b) vezivno sredstvo u količini od 15 do 25 tež. %, svedeno na ukupni sastav zrnastog materijala,

pri čemu zrnasti materijal pre nanošenja na betonski sloj ima vrednost voda-vezivno sredstvo (w/b-vrednost) od 0,24 do 0,38,

pri čemu je betonski sloj jedan sloj betona za oblaganje, I

pri čemu betonski element ima najmanje jedan dalji betonski sloj.

2. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, što je betonski element jedan betonski blok, betonska ploča ili betonska stepenica.

3. Postupak prema jednom od prethodno navedenih zahteva, naznačen time, što beton sipan u kalup ima pre očvršćavanja vrednost voda-vezivno sredstvo (w/b-vrednost) od 0,35 do 0,40.

4. Postupak prema jednom od prethodno navedenih zahteva, naznačen time, što je sadržaj cementa u sloju betona 15 do 25 tež. %, naročito 17,5 do 20,5 tež. %, svedeno na ukupni sastav betonskog sloja.

5. Postupak prema jednom od prethodno navedenih zahteva, naznačen time, što je vezivno sredstvo sadržano u zrnastom materijalu neorgansko vezivno sredstvo kao što je cement, hidraulični kreč, gips ili vodeno staklo

6. Postupak prema jednom zahtevu od 1 do 4, naznačen time, što je vezivno sredstvo sadržano u zrnastom materijalu organsko vezivno sredstvo kao što su veštačke plastične disperzije, akrilatne smole, alkidne smole, epoksidne smole, poliuretani, sol-gel smole ili emulzije silokon smole.

7. Postupak prema jednom zahtevu od 1 do 4, naznačen, time što se kao komponenta za nasipanje koristi komponenta za nasipanje sa srednjim prečnikom zrna od 0,1 do 1,8 mm i/ili vrednost voda-vezivno sredstvo (w/b-vrednost) zrnastog materijala iznosi 0,24 do 0,33.

8. Postupak prema jednom zahtevu od 1 do 4 ili 6, naznačen, time, što se kao komponenta za nasipanje koristi komponenta za nasipanje sa sredsnjim prečnikom zrna od 1,2 do 5 mm, a vezivno sredstvo u zrnastom materijalu sadržano je u količini od 15 mm do 20 tež. %, svedeno na ukupna sastav zrnastog materijala i/ili vrednost voda-vezivno sredstvo (w/b-vrednost) zrnastog materijala iznosi 0,28 do 0,38.

9. Postupak prema jednom zahtevu od 1 do 7, naznačen time, što se kao komponenta za nasipanje koristi komponenta za nasipanje sa sredsnjim prečnikom zrna od 0,1 do 1,25mm

10. Postupak prema jednom od prethodno navedenih zahteva, naznačen time, što sledeći sloj betona je sloj sirovog betona.

11. Postupak prema jednom od prethodno navedenih zahteva, naznačen time, što beton sadrži dodatna sredstva za beton kao što su šljaka iz visoke peći, pucolan, elektrofilterski pepeo, krečnjak, pepeo od kamenog uglja i/ili prašina od silicijum dioksida.

12. Postupak prema jednom od prethodno navedenih zahteva, naznačen time, što sloj betona za oblaganje ima optičko svojstvo kao što je boja ili stepen sjaja, a zrnasti materijal ima optičko svojstvo koje odstupa od ovoga.

13. Postupak prema jednom od prethodno navedenih zahteva, naznačen time, što se zrnasti materijal nanosi rasipanjem ili bacanjem.

14. Postupak prema jednom od prethodno navedenih zahteva, naznačen time, što se zrnasti materijal nanosi na betonski sloj pomoću uređaja za nanošenje, pri čemu uređaj za nanošenje ima najmanje jedan uređaj za sipanje, centrifugalni disk, ruku za bacanje i/ili katapult za bacanje, u koji se dovodi najmanje jedna doza-deo zrnastog materijala.

15. Postupak prema jednom od prethodno navedenih zahteva, naznačen time, što uređaj za nanošenje ima najmanje jedan dozirni kontejner koji sadrži zrnasti materijal sa šipkom za doziranje, pri čemu se dozirni kontejner vodi preko kalupa ravnomernom ili neravnomernom brzinom.

16. Postupak prema jednom od prethodno navedenih zahteva, naznačen time, što uređaj za nanošenje ima najmanje jedan cevni priključak u koju se dovodi jedan ili više delovadoza zrnastog materijala i kroz koji se doze raspršuju, bacaju, izbacuju i/ili nabacuju na betonski sloj.

17. Postupak prema jednom od prethodno navedenih zahteva, naznačen time, što materijal za nasipanje je mešavina stena ili sadrži mešavinu stena.

18. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time, što materijal za nasipanje sadrži najmanje materijal odabran iz grupe koja se sastoji od poludragog kamenja, dragog kamenja, liskuna, metalnih strugotina, stakla i čestica od veštačke plastične materije.

19. Postupak prema jednom od prethodno navedenih zahteva, naznačen time, što se na površinu betonskih blokova ili betonskih ploča posle sabijanja nanosi sredstvo za zaptivanje i/ili impregnaciju.

20. Postupak prema jednom od predhodno navedenih zahteva, naznačen time, da su površine i/ili ivice betonskih blokova ili betonskih ploča posle sabijanja i pre očvršćavanja obrađene četkama i pri tome su površine strukturisane i/ili su ohrapavljene i/ili su izglačane i/ili su izbočine na ivicama skinute odnosno zaobljene.

21. Betonski blok ili betonska ploča, koji se mogu dobiti postupkom prema jednom od zahteva 1 do 20.