изоляционная плита

Формула изобретения

1. Изоляционная плита, имеющая слоистую структуру, в которой оба внешних слоя содержат пропитывающий гидрофобный материал и выполнены на основе волокнистого материала или полимерной сетки, а внутренний слой содержит вяжущий материал и минеральный компонент, отличающаяся тем, что ее названный внутренний слой в качестве вяжущего материала содержит битум, или гудрон, или полимерно-битумную композицию, содержащую 48,0-80,0 мас.% смеси по меньшей мере двух веществ, выбранных среди продукта пропановой деасфальтизации нефтяных остатков, битума, гудрона, мазута, масляной фракции в виде индустриального масла, нафтенароматических углеводородов; 10,0-26,0 мас.% коллоидной дисперсии сополимера эфиров акриловой кислоты с бутадиеном, стиролом, акрилонитрилом, и/или сополимера винилпиридинов с бутадиеном и стиролом, и/или сополимера винил- и винилиденхлоридов с бутадиеном, и/или полиизопрена, и/или бутилкаучука, и/или полиизобутилена, и/или бутадиен-стирола, и/или бутадиен-нитрила, и/или поливинилхлорида, и/или полиакриламида, и/или этилен-пропиленового хлорсульфированного полиэтилена, и/или карбоксилатного полимера, и/или уретанового полимера; 10,0-26,0% мас.% минерального компонента, в качестве минерального компонента содержит известняковый минеральный материал, или отсев дробления основных и/или кислых горных пород, или смесь известнякового минерального материала и отсева дробления основных и/или кислых горных пород, при этом изоляционная плита в основном имеет условный модуль деформации не менее 2,5 кгс/см, предельное усилие при изгибе не менее 7,0 кгс, предельную деформацию при изгибе не менее 8,0 мм.

2. Плита по п.1, отличающаяся тем, что ее внутренний слой содержит органическое вяжущее в количестве 10-60 мас.% и минеральный компонент в количестве 40-90 мас.%.

3. Плита по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в качестве минерального компонента внутреннего слоя она содержит смесь по меньшей мере 10 мас.% известнякового минерального материала, имеющего более 70% частиц фракции менее 0,07 мм, и не более 90 мас.% отсева дробления основных и/или кислых горных пород, имеющего частицы фракции менее 5 мм.

4. Плита по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гидрофобного материала использовано органическое вяжущее или продукт на основе низкомолекулярного полимера.

5. Плита по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что она имеет толщину, выбранную в интервале около 4-30 мм.

Описание изобретения к патенту

Заявляемое изобретение относится к промышленности дорожно-строительных материалов, а точнее к изоляционным плитам, которые найдут применение при строительстве автомобильных дорог, мостов, аэродромов, а также при устройстве крыш зданий и сооружений.

В настоящее время при строительстве дорог, в частности автомобильных дорог используют гибкое многослойное покрытие, представляющее собой слои армированного пространственными или плоскими георешетками грунта, и слой гибкой разделительной прослойки из геотекстиля, расположенный между названными слоями армогрунта (RU, 2044813, кл. Е 01 С 5/00, опубл. 27.09.95).

Известно также дорожное покрытие, включающее созданное на насыпи земляного полотна, выполненного из мелкозернистого песка, песчаное основание толщиной 30 см из одномерного песка с коэффициентом неоднородности до 3 и слой из сборных, предварительно напряженных железобетонных плит ПДН-14 толщиной 14 см. При этом слой из железобетонных плит омоноличен мелкозернистым бетоном, введенным в места стыков названных плит (RU, 2020197, кл. Е 01 С 5/00, опубл. 30.09.94).

Указанные и другие аналогичные известные дорожные покрытия позволяют осуществлять достаточно быстрое возведение дорог, обладающих достаточно высокой и равномерной устойчивостью дорожного полотна в процессе начального периода эксплуатации. Однако использование гибкой разделительной прослойки из геотекстиля или сборных, предварительно напряженных железобетонных плит ПДН-14, не обеспечивает надежной гидроизоляции всех слоев дорожных покрытий, в силу чего структурное строение дорожного покрытия за короткий срок эксплуатации теряет свою первоначальную высокую и равномерную устойчивость.

Известны изоляционные материалы, используемые в основном при устройстве кровельных покрытий, которые содержат слой из предварительно сформированного синтетического материала. Так, например, известно многослойное покрытие, содержащее примыкающий к основанию битумополимерный слой, включающий блоксополимер типа стирол-бутадиен-стирол, слой из полиэтиленовой пленки толщиной 0,012-0,015 мм и верхний битумополимерный слой, включающий атактический полипропилен (Российская заявка на изобретение 95103548 от 13.03.95, кл. Е 04 D 5/10) или известна изолирующая мембрана для кровельного покрытия, содержащая по меньшей мере один водо- и влагонепроницаемый первый слой из битума, второй слой из полимерной пленки или полимерной фольги толщиной до 1 мм (см. Российскую заявку на изобретение 97103996 от 16/03/97, кл. Е 04 D 5/02).

Используемые при этом полимерная пленка и полимерная фольга не обладают прочностью и деформируемостью, достаточными для того, чтобы выдержать без разрушения нагрузки, возникающие при уплотнении и распределении горячих асфальтобетонных, полимерасфальтобетонных или других органоминеральных смесей, применяемых при образовании кровельных или дорожных покрытий.

В качестве прототипа нами выбран композиционный материал, выполненный в виде плит, используемый в гражданском и промышленном строительстве в качестве, например, изоляционных покрытий (RU, 2085394, кл. В 32 В 13/02, опубл. 27.07.97). Указанный материал, выполненный в виде многослойных плит, содержит внутренний слой, образованный из смеси, включающей битумное связующее, наполнитель, а также два внешних слоя, каждый из которых включает декоративный слой, и/или армирующую прослойку, и/или демпфирующую прослойку. Указанный материал изготавливают в заводских условиях и доставляют к месту их монтажа и последующей эксплуатации в готовом виде; эти материалы обеспечивают хорошую теплоизоляцию, они морозостойки, являются звукоизоляционным материалом, однако совершенно не пригодны для применения в качестве защитного покрытия как в дорожном строительстве, так и при выполнении кровельных работ.

В основу заявляемого изобретения положена задача создать изоляционную плиту, пригодную по своим физико-механическим характеристикам для использования в качестве защитного покрытия при дорожных и кровельных работах, которая обеспечивала бы надежную защиту от направленных нагрузок и атмосферных воздействий слоя органического вяжущего материала или мастики, используемых в дорожных и кровельных конструкциях.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого изобретения, является обеспечение высокой и равномерной устойчивости дорожных и кровельных конструкций в течение длительного времени их эксплуатации, а также упрощение технологии их возведения.

Указанный технический результат достигается при создании изоляционной плиты, имеющей слоистую структуру, в которой по меньшей мере один внутренний слой образован на основе органического вяжущего, в которой согласно изобретению, указанный слой на основе органического вяжущего дополнительно содержит минеральный компонент, а оба внешних слоя выполнены из гидрофобизированного волокнистого материала, или гидрофобизированной полимерной сетки, или кровельного материала, или гидроизоляционного материала.

Благодаря изобретению достигнута возможность создания высокой и равномерной устойчивости дорожных и кровельных конструкций, в том числе и к образованию трещин, в течение длительного времени их эксплуатации, упрощение технологии возведения дорожных и кровельных конструкций.

В соответствии с изобретением, целесообразно, чтобы в качестве минерального компонента внутреннего слоя она содержала известняковый минеральный материал или отсев дробления основных и/или кислых горных пород, или смесь известнякового минерального материала и отсева дробления основных и/или кислых горных пород.

В соответствии с изобретением, целесообразно, чтобы в качестве минерального компонента внутреннего слоя изоляционная плита содержала смесь по меньшей мере 10 мас.% известнякового минерального материала, имеющего более 70% частиц фракции менее 0,07 мм, и не более 90 мас.% отсева дробления основных и/или кислых горных пород, имеющего частицы фракции менее 5 мм.

В соответствии с изобретением, целесообразно, чтобы внутренний слой изоляционной плиты содержал органическое вяжущее в количестве 10-60 мас.% и минеральный компонент в количестве 40-90 мас.%.

В соответствии с изобретением, целесообразно, чтобы каждый внешний слой изоляционной плиты содержал пропитывающий гидрофобный материал.

В соответствии с изобретением, целесообразно, чтобы в качестве гидрофобного материала было использовано органическое вяжущее или продукт на основе низкомолекулярного полимера.

В соответствии с изобретением, целесообразно, чтобы в качестве органического вяжущего изоляционная плита содержала битум, или гудрон, или полимерно-битумную композицию.

В соответствии с изобретением, целесообразно, чтобы в качестве полимерно-битумной композиции внутреннего слоя она содержала 48,0-80,0 мас.% смеси по меньшей мере двух веществ, выбранных среди продукта пропановой деасфальтизации нефтяных остатков, битума, гудрона, мазута, масляной фракции в виде индустриального масла, нафтенароматических углеводородов; 10,0-26,0 мас.% коллоидной дисперсии сополимера эфиров акриловой кислоты с бутадиеном, стиролом, акрилонитрилом, и/или сополимера винилпиридинов с бутадиеном и стиролом, и/или сополимера винил- и винилиденхлоридов с бутадиеном, и/или полиизопрена, и/или бутилкаучука, и/или полиизобутилена, и/или бутадиен-стирола, и/или бутадиен-нитрила, и/или поливинилхлорида, и/или полиакриламида, и/или этилен-пропиленовый хлорсульфированный полиэтилена, и/или карбоксилатного полимера, и/или уретанового полимера; 10,0-26,0 мас.% минерального компонента.

В соответствии с изобретением, целесообразно, чтобы изоляционная плита имела толщину, выбранную в интервале от около 4 мм до около 30 мм.

Дальнейшие цели и преимущества заявляемого изобретения станут ясны из последующего подробного описания изоляционной плиты, конкретных примеров выполнения заявляемой изоляционной плиты и чертежа, на котором изображена изоляционная плита, согласно изобретению, поперечный разрез.

Заявляемая изоляционная плита 1 представляет собой плоскопараллельную слоистую конструкцию, содержащую два внешних слоя 2 и 3, каждый из которых выполнен из гидрофобизированного волокнистого материала, или гидрофобизированной полимерной сетки, или кровельного материала, или гидроизоляционного материала, и по меньшей мере один внутренний слой 4 на основе органического вяжущего и минерального компонента. Указанные слои 2, 3, 4 соединены между собой настолько прочно, что исключено расслаивание заявляемой изоляционной плиты 1.

Заявляемая изоляционная плита 1 может быть использована как при строительстве дорог, так и при выполнении гидроизоляционных кровельных работ. При этом заявляемая изоляционная плита 1 может служить и дорожным покрытием, и использоваться в качестве промежуточного слоя между основанием дороги и асфальтовым слоем, обеспечивая при этом надежную гидроизоляцию и способствуя сохранению дорожной одежды, повышая ее трещиностойкость или полностью исключая образование в ней трещин. Заявляемая изоляционная плита 1 при возведении дорожных и кровельных конструкций успешно позволяет сохранять в заданной толщине весь слой органического вяжущего материала или мастики, в том числе гидроизоляционной, после укладки на изоляционные плиты 1 горячей органоминеральной смеси и уплотнения ее катками. Как показали исследования, в отсутствии заявляемых изоляционных плит 1 горячие органоминеральные смеси практически полностью поглощают вяжущее/мастику, разогревая его/ее до жидкого состояния в процессе укладки и уплотнения катками. Кроме того, заявляемая изоляционная плита 1 может служить эффективной трещинопрерывающей компенсирующей прослойкой в дорожных и кровельных конструкциях.

С равным успехом заявляемая изоляционная плита 1 может использоваться при строительстве покрытий мостов и аэродромов.

Внутренний двухкомпонентный слой 4 заявляемой изоляционной плиты 1 содержит компонент на основе органического вяжущего в основном в количестве 10-60 мас.% и минеральный компонент в основном в количестве 40-90 мас.%. При этом минеральный компонент может представлять собой либо известняковый минеральный материал, в основном имеющий более 70% частиц фракции менее 0,07 мм, либо отсев дробления основных и/или кислых горных пород, в основном имеющий частицы фракции менее 5 мм, либо смесь, содержащую по меньшей мере 10 мас.% названного известнякового минерального материала, и не более 90 мас.% отсева дробления основных и/или кислых горных пород, в основном имеющего частицы фракции менее 5 мм. Компонент на основе органического вяжущего может представлять собой, например, нефтяной битум, полимерно-битумное вяжущее с добавкой при необходимости блоксополимеров бутадиена и стирола типа СБС в виде порошка или крошки, например, марки ДСТ-30-01 1 группы по ТУ 38.103267-80, марки ДСТ-30Р-01 1 группы по ТУ 38.40327-90, марок Кратон Д 1101, Кратон Д 1101СМ, Кратон Д 1184, Кратон Д 1186 (фирма ШЕЛЛ), марки Финапрен 411 (фирма ПЕТРОФИНА), марки Европрен СОЛ Т 161 (фирма ЭНИКЕМ), марки Калпрен 411 (фирма РЕПСОЛ), защищенную патентом РФ 2161141, гидроизоляционную мастику, содержащую 48,0-80,0 мас. % смеси по меньшей мере двух веществ, выбранных среди продукта пропановой деасфальтизации нефтяных остатков, битума, гудрона, мазута, масляной фракции в виде индустриального масла, нафтенароматических углеводородов; 10,0-26,0 мас.% коллоидной дисперсии сополимера эфиров акриловой кислоты с бутадиеном, стиролом, акрилонитрилом, и/или сополимера винилпиридинов с бутадиеном и стиролом, и/или сополимера винил- и винилиденхлоридов с бутадиеном, и/или полиизопрена, и/или бутилкаучука, и/или полиизобутилена, и/или бутадиен-стирола, и/или бутадиен-нитрила, и/или поливинилхлорида, и/или полиакриламида, и/или этилен-пропиленовый хлорсульфированный полиэтилен, и/или карбоксилатного полимера, и/или уретанового полимера; 10,0-26,0 мас.% минерального компонента, например, микрокальцит, золу, доломит, тальк, магнезит, известь или пылевидный отход производства керамзита, представляющий собой тонкодисперсный порошок с содержанием частиц диаметром менее 0,071 мм более 30%.

Каждый внешний слой 2, 3 заявляемой изоляционной плиты 1 может быть выполнен, например, из гидроизоляционного или кровельного материала типа рубероида, из волокнистого материала типа, например, кровельного картона, пергамина, бумаги, стеклоткани, нетканого полотна, из полимерной сетки, которые пропитаны гидрофобным материалом - битумом, или гудроном, или полимерно-битумной композицией, или другими известными органическими вяжущими, или известными низкомолекулярными полимерами - олигомерами.

Заявляемая изоляционная плита 1 в основном имеет толщину в интервале от около 4 мм до около 30 мм.

Изготовление заявляемой изоляционной плиты 1 может осуществляться следующим образом. В специальную форму укладывают материал внешнего слоя 2, затем по его поверхности распределяют ровным слоем двухкомпонентный состав на основе органического вяжущего и минерального компонента, нагретый до 150-180^oС, который покрывают материалом внешнего слоя 3, имеющим размер, соответствующий размеру материала нижнего слоя 2. Далее осуществляют уплотнение образованной конструкции.

Изоляционная плита 1, соответствующая по своему составу и строению вышеуказанным данным, в основном имеет условный модуль деформации не менее 2,5 кгс/см, предельное усилие при изгибе не менее 7,0 кгс, предельную деформацию при изгибе не менее 8,0 мм.

Указанные физико-механические характеристики заявляемой изоляционной плиты 1 позволяют ее использовать для устройства защитных покрытий, подвергающихся нагрузкам от движения автотранспорта и атмосферным воздействиям, в частности, в дорожном, мостовом, аэродромном и гражданском строительстве, при дорожных гидроизоляционных и кровельных работах, при устройстве трещинопрерывающих и компенсирующих прослоек, для защиты и сохранения заданной толщины слоя гидроизоляции или мастики от прямого воздействия колес автотранспорта.

Нижеприведенные примеры ни в коей мере не ограничивают объем защиты заявляемого изобретения, и приведены лишь с целью проиллюстрировать заявляемую изоляционную плиту.

Пример 1

Изоляционная плита, имеющая размер 100020007 мм, содержит три неотделяющихся один от другого слоя. Первый внешний слой 2 имеет размер 100020001 мм и выполнен из бумаги, пропитанной битумом кровельным марки БНК 90/40 (ГОСТ 8771-76), имеющей прочность, выраженную разрывным усилием, равным 20 кгс. Второй внутренний слой 4 имеет размер 100020005 мм и содержит 10 мас.% битума нефтяного марки Б (ГОСТ 21822-76) и 90 мас.% известнякового минерального порошка, содержащего более 70 мас.% частиц фракции менее 0,071 мм. Третий внешний слой 3 имеет размер 100020001 мм и выполнен из бумаги, пропитанной битумом кровельным марки БНК 90/40 (ГОСТ 8771-76), имеющей прочность, выраженную разрывным усилием, равным 20 кгс.

Изоляционная плита 1 в основном имеет условный модуль деформации не менее 2,5 кгс/см, предельное усилие при изгибе не менее 7,0 кгс, предельную деформацию при изгибе не менее 8,0 мм. Изоляционная плита 1 пригодна для эффективного использования при возведении дорожных покрытий, гидроизоляционных и кровельных работах.

Пример 2

Изоляционная плита 1, имеющая размер 100020007 мм, содержит три неотделяющихся один от другого слоя. Первый внешний слой 2 имеет размер 100020001 мм и выполнен из рубероида марки РКК-400 (ГОСТ 10923-93). Второй внутренний слой 4 имеет размер 100020005 мм и содержит 60 мас.% гидроизоляционной мастики, которая включает 48,0 мас.% смеси битума и индустриального масла; 26,0 мас.% коллоидной дисперсии сополимера эфиров акриловой кислоты с бутадиеном и стиролом; 26,0 мас.% талька, и 40 мас.% известнякового минерального порошка, содержащего более 70 мас.% частиц фракции менее 0,071 мм. Третий внешний слой 3 имеет размер 100020001 мм и выполнен из рубероида марки РКК-400 ГОСТ 10923-93.

Изоляционная плита 1 в основном имеет условный модуль деформации не менее 2,5 кгс/см, предельное усилие при изгибе не менее 7,0 кгс, предельную деформацию при изгибе не менее 8,0 мм. Изоляционная плита 1 способна без разрушения выдерживать нагрузки, создаваемые асфальтоукладчиками и катками, пригодна для эффективного использования в дорожном строительстве.

Пример 3

Изоляционная плита 1, имеющая размер 100020007 мм, содержит три неотделяющихся один от другого слоя. Первый внешний слой 2 имеет размер 100020001 мм и выполнен из стеклоткани, пропитанной битумом дорожным марки БНД 40/60 (ГОСТ 22245-90). Второй внутренний слой 4 имеет размер 100020005 мм и содержит 15 мас.% гудрона, 8,5 мас.% известнякового минерального порошка, содержащего более 70 мас.% частиц фракции менее 0,071 мм, и 76,5 мас. % отсева дробления основных горных пород, имеющих частицы фракции менее 5 мм. Третий внешний слой 3 имеет размер 100020001 мм и выполнен из стеклоткани, пропитанной битумом дорожным марки БНД 40/60 (ГОСТ 22245-90).

Изоляционная плита 1 в основном имеет условный модуль деформации не менее 2,5 кгс/см, предельное усилие при изгибе не менее 7,0 кгс, предельную деформацию при изгибе не менее 8,0 мм. Изоляционная плита 1 пригодна для эффективного использования в дорожном строительстве, а также при осуществлении гидроизоляционных и кровельных работ.

Пример 4

Изоляционная плита 1, имеющая размер 100020007 мм, содержит три неотделяющихся один от другого слоя. Первый внешний слой 2 имеет размер 100020001 мм и выполнен из нетканого полотна, пропитанного битумом кровельным марки БНК 90/40 (ГОСТ 8771-76). Второй внутренний слой 4 имеет размер 100020005 мм и содержит 50 мас. % битума нефтяного марки Б (ГОСТ 21822-76), 25 мас.% известнякового минерального порошка, содержащего более 70 мас.% частиц фракции менее 0,071 мм, и 25 мас.% отсева дробления основных горных пород, имеющих частицы фракции менее 5 мм. Третий внешний слой 3 имеет размер 100020001 мм и выполнен из нетканого полотна, пропитанного битумом кровельным марки БНК 90/40 (ГОСТ 8771-76).

Изоляционная плита 1 в основном имеет условный модуль деформации не менее 2,5 кгс/см, предельное усилие при изгибе не менее 7,0 кгс, предельную деформацию при изгибе не менее 8,0 мм. Изоляционная плита 1 пригодна для эффективного использования в дорожном строительстве.

Пример 5

Изоляционная плита 1, имеющая размер 100020007 мм, содержит три неотделяющихся один от другого слоя. Первый внешний слой 2 имеет размер 100020001 мм и выполнен из гидроизоляционного материала (ГОСТ 7415-86). Второй внутренний слой 4 имеет размер 100020005 мм и содержит 70 мас.% полимерно-битумного вяжущего марки ПБВ 40 (ОСТ 218.010-98), 20 мас.% известнякового минерального порошка, содержащего более 70 мас.% частиц фракции менее 0,071 мм и 10 мас.% отсева дробления основных горных пород, имеющих частицы фракции менее 5 мм. Третий внешний слой 3 имеет размер 100020001 мм и выполнен из гидроизоляционного материала (ГОСТ 7415-86).

Изоляционная плита 1 в основном имеет условный модуль деформации не менее 2,5 кгс/см, предельное усилие при изгибе не менее 7,0 кгс, предельную деформацию при изгибе не менее 8,0 мм. Изоляционная плита 1 пригодна для эффективного использования в дорожном строительстве.

Пример 6

Изоляционная плита 1, имеющая размер 100020007 мм, содержит три неотделяющихся один от другого слоя. Первый внешний слой 2 имеет размер 100020001 мм и выполнен из картона, пропитанного битумом кровельным марки БНК 90/40 (ГОСТ 8771-76). Второй внутренний слой 4 имеет размер 100020005 мм и содержит 60 мас.% битума нефтяного марки Г (ГОСТ 21822-76) и 40 мас.% известнякового минерального порошка, содержащего более 70 мас.% частиц фракции менее 0,071 мм. Третий внешний слой 3 имеет размер 100020001 мм и выполнен из картона, пропитанного битумом кровельным марки БНК 90/40 (ГОСТ 8771-76).

Изоляционная плита 1 в основном имеет условный модуль деформации не менее 2,5 кгс/см, предельное усилие при изгибе не менее 7,0 кгс, предельную деформацию при изгибе не менее 8,0 мм. Изоляционная плита 1 пригодна для эффективного использования при устройстве трещинопрерывающих и компенсирующих прослоек для защиты и сохранения заданной толщины слоя мастики от прямого воздействия колес автомобиля.