способ получения изоляционного слоя, элемент для использования в способе и метод получения такого элемента

Формула изобретения

1. Способ получения изолирующего слоя с упрочненной поверхностью на изолируемой строительной конструкции, включающий использование элементов из минерального волокна, содержащий слой частиц сухого связующего, активацию связующего для формирования упрочненной поверхностью после его отверждения, осуществляемую до, во время или после формирования на поверхности строительной конструкции изолирующего слоя, отличающийся тем, что используют элементы из минерального волокна с повышенным содержанием в поверхностной зоне частиц связующего.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве активируемого связующего используют цемент, гипс, известь или пуццолановый цемент.

3. Элемент из минерального волокна для использования в способе по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в нем имеется поверхностная зона, содержащая частиц сухого связующего с повышенной концентрацией.

4. Элемент по п.3, отличающийся тем, что он выполнен из минеральных волокон в виде ламелл с плотностью 50 - 180 кг/м³.

5. Элемент по п.3 или 4, отличающийся тем, что в качестве связующего он содержит цемент, гипс, известь или пуццолановый цемент.

6. Способ изготовления элемента на основе минеральных волокон, предусматривающий внесение связующего в поверхностную зону предварительно сформованного элемента из минеральных волокон, отличающийся тем, что внесение осуществляют путем подачи частиц сухого связующего в потоке газа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения изоляционного слоя, имеющего упрочненную поверхность, путем объединения элементов минеральных волокон.

В патенте Дании [1] раскрывается способ получения изоляционных внутренних стенок блоков из стекловаты, в котором блоки из стекловаты погружают в жидкую гипсовую штукатурку с тем, чтобы их поверхности покрыть полностью гипсом перед их объединением в стенку, причем гипс впоследствии отверждают с тем, чтобы образовать гипсовую оболочку на каждом блоке из стекловаты. Отмечается, что полученная таким образом изоляционная стенка является хорошим ингибитором горения и имеет высокую звукоизоляционную способность, однако блоки из стекловаты как таковые не армированы.

Производство оболочки на стенке, выполненной из таких элементов минеральных волокон путем погружения в гипсовую штукатурку, представляет целый ряд практических проблем. Во-первых, способ предполагает установку на месте возведения сосудов, наполненных гипсовой штукатуркой, имеющих достаточный размер для погружения в гипс блоков из минеральных волокон, и, во-вторых, транспортировку элементов, покрытых гипсовой штукатуркой, из сосуда к месту использования. Кроме того, возведение стенки из влажных элементов дает начало целому ряду проблем, связанных с обслуживанием, включая утечку гипсовой штукатурки и загрязнение транспортируемого оборудования и персонала, возводящего стенку.

Известен [2] способ получения изолирующего слоя с упрочненной поверхностью на изолируемой строительной конструкции, включающий формирование на поверхности строительной конструкции изолирующего слоя из элементов из минерального волокна, содержащих слой частиц сухого связующего. Активацию связующего для формирования упрочненной поверхности после его отверждения осуществляют до, во время или после формирования изолирующего слоя.

В той же публикации описан элемент из минерального волокна для использования в охарактеризованном выше способе, включающий слой частиц связующего, и способ изготовления элемента из минерального волокна, включающий внесение связующего в поверхностную зону предварительно сформованного элемента. Внесение связующего осуществляют пропиткой элемента суспензией связующего в органическом растворителе с последующей сушкой.

Целью изобретения является получение изоляционного слоя, имеющего зону с объединенной, упрочненной поверхностью.

Данная цель достигается настоящим изобретением, сущность которого состоит в способе получения изолирующего слоя с упрочненной поверхностью на изолируемой строительной конструкции, включающем использование элементов из минерального волокна, содержащих слой частиц сухого связующего, активацию связующего для формирования упроченной поверхности после его отверждения, осуществляемую до, во время или после формирования на поверхности строительной конструкции изолирующего слоя, в котором используют элементы из минерального волокна с повышенным содержанием в поверхностной зоне частиц связующего. В качестве активируемого связующего может быть использован цемент, гипс, известь или пуццолановый цемент.

Сущность настоящего изобретения заключается также в элементе из минерального волокна для использования в способе, который имеет поверхностную зону, содержащую частицы сухого связующего с повышенной концентрацией. В предпочтительном варианте минеральные волокна могут быть в виде чешуек с плотностью 50-180 кг/м³. Предпочтительно в качестве связующего элемент по изобретению содержит цемент, гипс, известь или пуццолановый цемент. Данный элемент содержит активируемый связующий материал, главным образом на одной поверхности и в зоне, примыкающей к этой поверхности.

Изобретение заключается также в способе изготовления элемента на основе минеральных волокон, предусматривающем внесение в поверхностную зону предварительно сформованного элемента из минеральных волокон частиц сухого связующего путем подачи частиц связующего в потоке газа.

Газовый поток, содержащий корпускулярное, активируемое сухое связующее, пропускают через элемент из минеральных волокон таким образом, что зона поверхности, содержащая связующее, образуется по меньшей мере на одной поверхности элемента из минеральных волокон и в зоне примыкающей к этой поверхности.

Способ получения гарантирует удовлетворительное и равномерное проникновение корпускулярного связующего материала в элемент из минеральных волокон.

Способ в соответствии с настоящим изобретением особенно пригоден для производства элементов из минеральных волокон, имеющих поверхностную зону, содержащую гидравлический связующий материал, такой как цемент.

Использование элементов из минеральных волокон, содержащих активируемое связующее, облегчает как получение элементов минеральных волокон, так и изготовление изолирующего слоя.

Так, получение элементов из минеральных волокон можно осуществить в условиях, оптимальных для производства, которые обычно встречаются на фабрике, и элементы можно транспортировать к месту назначения и сохранять в этом месте без каких-либо проблем, при этом не имеет значения, каким образом активируют связующее: на фабрике или в связи с сооружением изолирующего слоя.

В соответствии с предпочтительным вариантом способа связующее активируют на месте использования, то есть при сооружении (формировании) изолирующего слоя. При этом активирование осуществляют либо незадолго до формирования изолирующего слоя, чтобы предотвратить отверждение связующего до завершения формирования изолирующего слоя, либо во время формирования слоя, или после завершения формирования.

При формировании элементы из минерального волокна могут быть сжаты до такой степени, что между ними не образуется никаких соединений или образуются лишь незначительные соединения. Кроме того, облегчается образование/разрезание элементов перед активацией связующего.

За счет использования элемента из минерального волокна, имеющего концевые зоны, подвергнутые механической обработке с тем, чтобы сделать их гибкими [1] , и за счет сжатия элементов из минерального волокна во время формирования изолирующего слоя после активации связующего может быть получена почти бесшовная поверхность.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом изобретения активацию осуществляют перед транспортировкой элементов из минерального волокна к месту использования, и предпочтительно на фабрике при производстве элементов из минерального волокна.

Количество активируемого связующего, содержащегося в элементе из минерального волокна, может варьироваться в широких пределах, и поэтому данное количество можно отрегулировать в соответствии с желаемыми свойствами конечного изолирующего слоя.

Способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет получить высокую гибкость при производстве изолирующих слоев.

Активацию связующего можно осуществить различными методами в зависимости от природы связующего. Если элементы из минерального волокна включают гидравлическое связующее, такое как цемент, гипс, известь или пуццолановый цемент, связующее активируют путем подачи водной среды к элементам. Когда гидравлическое связующее активируют во время формирования изолирующего слоя, активацию удобно осуществлять путем подачи воды к поверхности объединенных элементов из минеральных волокон или путем обработки поверхности смесью воды и водяного пара, тем самым ускоряя схватывание гидравлического связующего. Однако активацию можно также осуществить непосредственно перед объединением элементов из минеральных волокон в изолирующий слой.

Водная среда, используемая для активации гидравлического связующего, может содержать одну или более добавок, например, один или более ускорителей схватывания, пигменты, агенты, придающие гидрофобность, такие как силикон, воск, и катализаторы. Кроме того, могут быть добавлены присадки, улучшающие адгезию, например поливинилацетат или акриловые соединения.

Если связующее представляет собой термоотверждающийся пластик, активацию можно осуществить путем дутья потока горячего воздуха в направлении поверхности изолирующего слоя или в направлении поверхности отдельных элементов из минеральных волокон, или же подвергая поверхность воздействию тепла, например, от нагревательной лампы.

Активацию связующего на фабрике можно осуществлять таким же образом, как и активацию на месте использования.

Как упомянуто выше, количество связующего может варьироваться в широких пределах в зависимости от типа используемого связующего и желаемого упрочнения.

При использовании быстросхватывающегося портландцемента связующее предпочтительно используют в количестве 2-15 кг/м².

Предпочтительно, если элемент из минеральных волокон имеет плотность от 50 до 180 кг/м³, он может быть выполнен из традиционных минеральных фибролитов, то есть, плит из минеральных волокон, которые связаны друг с другом при помощи связующего материала, такого как фенолформальдегидный связующий материал.

Минеральные волокна представляют собой предпочтительно волокна из минеральной шерсти, однако также можно использовать стекловолокна, шлаковолокна и аналогичные волокна.

В традиционной плите из минеральных волокон последние, как правило, расположены таким образом, что они имеют преобладающую ориентацию волокон, которая располагается параллельно поверхности плиты.

Однако плита из минеральных волокон может быть выполнены из смежных взаимосвязанных стержнеобразных волокнистых элементов (ламелл), при этом волокна имеют преобладающую ориентацию, которая перпендикулярна поверхности плиты.

Элементы из минеральных волокон данного типа особенно пригодны для использования в способе настоящего изобретения, поскольку при наличии слоев таких минеральных волокон достигается особенно большая глубина проникновения. Следовательно, есть возможность получить чрезвычайно удовлетворительное упрочнение поверхности. Кроме того, вышеупомянутая ориентация волокон приводит к значительному повышению прочности на сжатие элементов минеральных волокон одинаковой плотности.

Гидравлическим связующим материалом предпочтительно является портландцемент, поскольку это связующее имеет более высокую прочность, нежели целый ряд других известных гидравлических связующих материалов. Зона упрочненной поверхности предпочтительно имеет толщину по крайней мере 5 мм, и наиболее предпочтительно от 7 до 15 мм.

Образованный упрочненный слой по выбору может быть подвергнут последующей обработке, например, путем промывки водой и/или путем нанесения поверхностного покрытия, такого как слой краски или дополнительный цементный слой (типа Cempexo - товарный знак), или тонкий слой гипсовой штукатурки, например, в количестве 1-3 кг/м².

При производстве изоляции фасадов зданий элементы из минеральных волокон могут быть прикреплены к фасаду при помощи клея, например цементного, асфальтового или акрилатного. Предпочтение отдается клею, который позволяет осуществить склеивание немедленно после нанесения и который быстро схватывается.

Исследования элементов минеральных волокон, полученных в соответствии с предлагаемым способом, показали, что можно получить глубину проникновения связующего приблизительно до 25 мм с использованием цемента в качестве связующего.

Другим преимуществом способа в соответствии с настоящим изобретением является то, что он позволяет ввести в элемент из минеральных волокон значительно более высокие количества связующего по сравнению с известным мокрым способом.

Так, испытания с использованием плиты волокон из минеральной шерсти, выполненных из ламелл и имеющих плотность 140 кг/м³ показали, что мокрый способ позволяет ввести не более 2,9 кг связующего на 1 м² без использования добавок, а с использованием добавок в форме, например, пластификатора и/или противофлокулирующего агента, и/или вещества, улучшающего флотацию, не более чем 5,5 кг/м², тогда как способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет ввести связующее без добавок в количестве до 10 кг/м².

В результате этого прочность сосредоточенной нагрузки полученной таким образом плиты (определена с помощью оправки диаметром 25 мм, имеющей скорость восприятия 7 мм/мин) можно повысить с 400 Н для плиты, полученной мокрым способом, до более чем 2000 Н для плиты, полученной способом в соответствии с настоящим изобретением.

В предпочтительном варианте способа в соответствии с настоящим изобретением поток воздуха, подаваемый через элемент из минеральных волокон, создается за счет пониженного давления на стороне выхода потока из элемента из минеральных волокон, что устраняет загрязнение окружающей среды твердым связующим материалом.

Однако следует отметить, что можно также вводить частицы связующего за счет создания повышенного давления со стороны входа потока в элемент из минеральных волокон и атмосферного давления со стороны выхода.

Введение твердых частиц связующего в элемент из минеральных волокон можно осуществить таким образом, что слой связующего материала размещается на расстоянии ниже уровня поверхности, например на глубину более 1-2 мм. Таким образом предотвращается герметизация поверхности элемента из минеральных волокон при последующей активации связующего и поэтому она содержит большое число выступающих концов волокон. Наличие последних имеет важное значение при получении удовлетворительного крепления поверхностного покрытия, которое затем можно нанести, например, в форме слоя краски или асфальтового покрытия.

Есть также возможность регулировать введение связующего таким образом, чтобы зона поверхности получила желаемую пористость или плотность, которая варьируется с изменением глубины. Например, можно получить плиты из минеральных волокон, имеющие следующие варианты плотности, кг/м³:

Поверхностный слой - 1500-1600

10 мм от поверхности - 800-900

20 мм от поверхности - 300-400

Способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет получить элементы из минеральных волокон, имеющие зону отвержденного связующего на обеих сторонах, однако обычно достаточно упрочнить только одну поверхность.

Упрочненную поверхностную зону можно окрасить, например, с использованием цветного связующего материала. На неактивированную поверхность можно нанести опудривающее средство, например полигликоль, глицерин, масло, а также небольшие количества воды (20 - 100 г/м²).

С целью иллюстрации повышения прочности, которое достигают с использованием элементов изоляционных плит, полученных в соответствии с настоящим изобретением, измерения прочности сосредоточенной нагрузки осуществляют в отношении трех различных плит из минеральной шерсти весом 80 кг/м³. Плиты из минеральной шерсти представляют собой ламинарные плиты, то есть выполненные из смежных ламелл и имеющие преобладающую ориентацию волокон, перпендикулярно поверхности плиты.

Используют следующие плиты: (1) ламинарную плиту без покрытия, (2) ламинарную плиту с приклеенной к ней распределительной плитой, которая имеет плотность 180 кг/м³ толщину 20 мм и содержание связующего 3,5% по массе, и (3) ламинарную плиту, имеющую зону поверхности толщиной 7 мм, упрочненную схватившимся цементом. Получают результаты, представленные в таблице.

Как видно из вышеприведенных результатов испытания, прочность при сосредоточенной нагрузке, полученная с использованием элемента в соответствии с настоящим изобретением, значительно выше по сравнению с прочностью ламинарной плиты, включающей распределительную плиту и имеющую значительно большую толщину, нежели толщина цементного слоя.

Получение элемента из минеральных волокон со связующим можно осуществить, например, в аппарате, содержащем контейнер со средством крепления элемента из минеральных волокон в контейнере таким образом, что указанный элемент образует разделительную перегородку между двумя камерами, при этом указанный аппарат снабжен средством для получения газового потока, проходящего через элемент из минеральных волокон, и средство для подачи частиц активируемого связующего материала к контейнеру со стороны входа газового потока в элемент из минеральных волокон.

Средство для получения газового потока через элемент из минеральных волокон предпочтительно включает воздушный насос, такой как центробежный насос, сторона всасывания которого соединена с одной камерой, а нагнетательная сторона соединена с другой камерой. Насос предпочтительно имеет производительность, позволяющую установление разности давлений 700-5000 мм по элементу из минеральных волокон. Разность давлений предпочтительно регулируют с тем, чтобы зона поверхности с содержанием связующего имела толщину от 5 до 15 мм.

На чертеже представлено схематическое изображение аппарата для осуществления изобретения.

Позиция 1 обозначает контейнер, который разделен на две камеры 2 и 3 посредством элемента из минерального волокна 4, этот элемент поддерживается в контейнере 1 за счет средства крепления (не показано). Камера 3 соединена со стороной всасывания воздушного насоса 6 посредством трубы 5, а нагнетательная сторона насоса соединена с камерой 2 посредством трубы 7. В камере 2 предусмотрена вентиляционная успокоительная решетка 8, которая служит для равномерного распределения воздуха вдоль поперечного сечения камеры 2.

Устройство (аппарат) 1 также включает питающую трубу 10, снабженную маховиком 9 для частиц активируемого связующего. Наконец, воздушный канал 11 соединен с трубой 7.

При запуске насоса 6 и маховика 9 поток воздуха, создаваемый в трубе 7, переносит частицы связующего, подаваемого через маховик 9 и трубу 10, в камеру 2, где воздух проходит через элемент из минеральных волокон после прохождения решетки 8, при этом связующее осаждается в поверхности элемента со стороны его входа, образуя поверхностную зону, содержащую связующий материал.