Отделочный строительный элемент и способ его формования

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении декоративных строительных изделий, в частности облицовочных плит из гипсовых вяжущих. Сущность изобретения заключается в том, что основание отделочного строительного элемента выполнено из смеси предварительно изготовленных на основе гипсосодержащего вяжущего окрашенных частиц заполнителя крупной, средней и мелкой фракций, размеры которых меньше толщины основания соответственно в 2,0-4,5; 5,0-19,5 и 20,0-150 раз при соотношении фракций 0,08-10,0 : 0,04-8,0, причем частицы заполнителя изготавливают измельчением затвердевшего гипсового раствора, разделением полученных частиц на фракции и образованием смеси частиц, которая укладывается в формообразующую бортоснастку, подвергается механическому воздействию, например прикатке, и пропитывается при перепаде давления 0,1-0,5 атм пластичным гипсовым раствором, после отверждения которого основание покрывают слоем прозрачного адгезива толщиной 0,01-0,05 толщины основания, при этом гипсовый раствор, которым пропитывают заполнитель, по цвету и яркости окраски может не совпадать с заполнителем, частицы одной из фракций которого могут быть окрашены в разные цвета яркости по сравнению с частицами другой фракции или другой части той же фракции. 2 с. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении декоративных строительных изделий, в частности облицовочных плит из гипсовых вяжущих.

Известен способ изготовления гипсовых изделий, включающий затворение гипса раствором неорганической соли одного цвета, дегидратирование раствора, дробление массы на гранулы, смешивание ее с неокрашенным гипсом, укладку смеси в форму с последующим механическим воздействием, затворением ее раствором неорганической соли другого цвета, химически взаимодействующей с первой, выдержку и формовку изделия [1].

Недостатком известного способа является однотонность рисунка, невозможность получения многоцветной гаммы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и допустимому эффекту является известный способ изготовления декоративного изделия и декоративное изделие, изготавливаемое этим способом [2].

Известный отделочный строительный элемент включает основание из заполнителя, состоящего из предварительно изготовленных на основе гипсосодержащего вяжущего частиц, связанных друг с другом за счет механического воздействия и пропитки их незатвердевающим гипсовым раствором, при этом по крайней мере часть заполнителя окрашена, а лицевая часть основания покрыта слоем прозрачного адгезива.

В этом же патенте описан способ формования отделочного строительного элемента, включающий предварительное изготовление на основе гипсосодержащего вяжущего окрашенных частиц заполнителя, укладку их в формообразующую бортоснастку, механическое воздействие на укладочный заполнитель, соединение частиц заполнителя незатвердевающим гипсовым раствором и нанесение на лицевую поверхность затвердевшего основания слоя прозрачного адгезива.

Недостатками декоративного изделия являются недостаточная прочность и плотность изделия, а также ограниченность в получении оттенков заданного цвета.

Недостатком известного способа получения декоративного изделия является его значительная стоимость и длительность процесса изготовления.

Задачей изобретения является изготовление отделочного строительного элемента высокой плотности и прочности и возможность окраски элемента любого заданного оттенка одного цвета или любого сочетания цветов, неограниченность вариантов декоративной выразительности строительного элемента.

Это достигается за счет того, что заполнитель основания элемента образования из смеси частиц крупной, средней и мелкой фракций, размеры которых меньше толщины основания соответственно в 2,0-4,5; 5,0-19,5 и 20,0-150 раз, причем масса частиц крупной фракции и яркость ее окраски составляет 0,01-12,5 массы частиц и яркости окраски средней фракции и 0,125-25 массы и яркости частиц мелкой фракции, причем эти частицы предварительно изготовлены измельчением затвердевшего гипсового раствора и связаны друг с другом механическим воздействием и пропиткой из незатвердевшим гипсовым раствором, а лицевая поверхность основания покрыта слоем прозрачного адгезива, при этом связывающий частицы заполнителя гипсовый раствор может быть окрашен, причем яркость окраски составляет 0,3-15,0 яркости окраски частиц мелкой фракции и может иметь цвет, не совпадающий с цветом окраски заполнителя, а по крайней мере частицы одной из фракций заполнителя могут быть окрашены не менее чем в два цвета, при этом минимальная яркость окраски одной части частиц, по крайней мере одной фракции заполнителя, может превышать яркость окраски частиц другой части этой же фракции заполнителя в 5,0-10,0 раз.

Такое выполнение отделочного строительного элемента позволяет за счет выбранного размера фракции частиц заполнителя и пропитки их после механического воздействия незатвердевшей литым гипсовым раствором получить плотную структуру основания и повысить прочность изготовленного изделия. За счет выбранного цвета и яркости окраски частиц заполнителя и пропитывающего их гипсового раствора обеспечивается декоративная выразительность изделия за счет его окраски в любой цвет любого оттенка.

Задачей изобретения является также сокращение времени изготовления облицовочного строительного элемента и снижение его стоимости при обеспечении высокой декоративной выразительности изделия.

Это достигается за счет того, что частицы заполнителя основания строительного элемента получают измельчением отвердевшего гипсового раствора, прочность которого составляет 5,0-12 кг/см², при этом полученные частицы заполнителя разделяют на крупную, среднюю и мелкую фракции, размеры которых меньше толщины основания соответственно в 2,0-4,5; 5,0-19,5; 20,0-150,0 раз и образуют смесь частиц, содержащую крупную, среднюю и мелкую фракции в соотношении 0,08-10,0; 0,04-8,0, а после механического воздействия на уложенный в формообразующую бортоснастку заполнитель его пропитывают при перепаде давления 0,1-0,5 атм в течение 6,0-90,0 с незатвердевшим гипсовым раствором с водовяжущим соотношением, равным 0,35-0,7, причем механическое воздействие на уложенные в формообразующую бортоснастку частицы заполнителя можно производить прикаткой с приложением статической нагрузки, равной 4,0-11,5 кг/см², в течение 10-70,0 с, а на лицевую поверхность затвердевшего основания наносят слой прозрачного адгезива, толщина которого может составить 0,01-0,05 толщины основания, при этом частицы крупной фракции можно изготавливать из гипсового раствора, яркость которого отличается от яркости окраски гипсового раствора для изготовления частиц средней и мелкой фракции заполнителя соответственно в 0,1-12,5 и 0,125-25 раза, причем в процессе приготовления пластичного гипсового раствора для пропитки заполнителя его можно окрашивать с яркостью в 0,3-15,0 раз меньше яркости окраски гипсового раствора для изготовления частиц мелкой фракции заполнителя или окрашивать в цвет, не совпадающий с цветом окраски частиц заполнителя, а частицы по крайней мере одной из фракций заполнителя могут быть изготовлены из гипсовых растворов, окрашенных не менее чем в два цвета, при этом одна часть частиц заполнителя по крайней мере одной фракции может быть изготовлена из гипсового раствора, окрашенного с яркостью, превышающей в 5,0-10,0 раз яркость окраски гипсового раствора для изготовления другой части частиц этой же фракции заполнителя.

Описанный способ формирования отделочного строительного элемента позволяет за счет предварительного изготовления частиц заполнителя измельчением отвердевшего гипсового раствора значительно снизить стоимость получаемых изделий за счет организации безотходного производства, т.к. все отходы, имеющие место при использовании отвердевших гипсовых растворов могут быть измельчены до нужного размера фракции заполнителя и повторно использованы. А предварительное изготовление частиц заполнителя с разделением по фракции и пропиткой их после механического воздействия в бортоснастке пластичным гипсовым раствором при перепаде давления позволяет сократить время на осуществление способа и получить при этом плотную и прочную структуру изделия за счет качественной пропитки частиц гипсовым раствором. А за счет изменения цвета и яркости окраски пластичным гипсовым раствором, в котором пропитывают частицы заполнителя, и изменения цвета и яркости окраски частиц заполнителя по фракциям обеспечивается высокая декоративная выразительность изделия, которое может иметь окраску любого цвета заданного оттенка.

Для формования отделочного строительного элемента наиболее целесообразно и эффективно использовать описанный выше способ его изготовления, который позволяет получить частицы заполнителя заданной крупности и цвета и пропитать их пластичным гипсовым раствором заданного цвета и яркости, что свидетельствует о том, что заявленный отделочный строительный элемент и способ его формования представляют собой группу изобретений, объединенных единым изобретательским замыслом.

На фиг. 1 показан отделочный строительный элемент, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Отделочный строительный элемент включает основание 1, на лицевую поверхность которого нанесен слой прозрачного адгезива 2, в качестве такого слоя могут быть нанесены клей, эпоксидная смола, полиуретановая смола и др.

Основание включает заполнитель различных фракций: крупной фракции 3, средней фракции 4 и мелкой фракции 5. Частицы заполнителя связаны друг с другом отвержденным гипсовым раствором. Заполнитель пропитывается после его укладки в формообразующую бортоснастку пластинчатым литым гипсовым раствором, который после отверждения создает вместе с заполнителем прочную и плотную структуру основания 1. Прочность на сжатие таких облицовочных строительных элементов составляет 6-60 МПа при плотности 1100-2200 кг/м³ в зависимости от использования предлагаемых параметров режима проведения способа формования этих элементов. Размеры частиц фракции определяются толщиной основания и размер частиц крупной фракции в 2,0-4,5 раза меньше толщины основания, средней фракции в 5,0-19,0 раза и мелкой - 20-150 раз меньше толщины основания, что позволяет фракции получить гладкую поверхность элемента.

Так для плитки, толщина которой составляет 12 мм, размер частиц крупной фракции 3 составит ≈ 5 мм, частиц средней фракции 4 составит ≈ 2 мм, мелкой фракции 5 составит ≈ 0,5 мм.

Толщина слоя прозрачного адгезива 2 составляет 0,01-0,05 толщина основания. Значит для плитки толщиной 12 мм этот слой будет равен ≈ 0,5 мм.

При этом массы частиц крупной фракции и яркость их окраски составляет 0,1-12,5 массы частиц и яркости окраски частиц средней фракции и 0,125-25 массы и яркости частиц мелкой фракции.

Для плитки толщиной в 12 мм эта величина составит по массе 2,5 раз для частиц крупной фракции по сравнению с частицами средней фракции и в 10 раз по сравнению с частицами мелкой фракции.

Окраска гипсового раствора 6, связывающего частицы заполнителя, может отличаться от окраски частиц мелкой фракции и яркость окраски гипсового раствора может составлять 0,3-15 яркости частиц мелкой фракции 5. Цвет окраски гипсового раствора может не совпадать с цветом окраски частиц заполнителя. В этом случае строительный элемент может иметь поверхность, например, зеленого цвета с красными вкраплениями, если гипсовый раствор пропитки 6 будет окрашен в зеленый цвет, а предварительно изготовленные частицы заполнителя - коричневый.

Частицы по крайней мере одной из фракций могут быть окрашены не менее чем в два цвета, например в желтый и коричневый. В этом случае на зеленом поле поверхности плитки будут вкрапления и коричневого цветов. Возможна окраска одной части частиц каждой фракции заполнителя с яркостью окраски, превышающей яркость окраски частиц другой части этой же фракции в 5,0-10,0 раз. В этом случае на зеленом поле поверхности плитки (если пропитывающая частицы заполнителя гипсовым раствором окрашена в зеленый цвет) будут вкрапления желтого и коричневого цветов разной яркости или вкрапления желтого цвета шести оттенков. Также различия в яркости окраски и цвете позволяет повысить декоративную выразительность изделия.

Способ формования отделочного строительного элемента заключается в следующем.

Предварительно изготавливаются частицы заполнителя основания путем измельчения отвердевшего гипсового раствора, прочность которого составляет 5-12 кг/см². Полученные при измельчении частицы заполнителя разделяют на фракции: крупную фракцию, размер частиц которой меньше толщины основания строительного элемента в 2,0-4,5 раза, среднюю фракцию, размер частиц которой в 5,0-19,5 раза меньше толщины основания, и мелкую фракцию с частицами, размер которых в 20-150 раз меньше толщины основания строительного элемента.

Из частиц крупной, средней и мелкой фракций составляют смесь частиц, содержащую эти фракции в соотношении 0,08-10,0 : 0,04-8,0, которые выбирают в зависимости от заданной прочности изделия. Эту смесь укладывают в формообразующую бортоснастку и осуществляют механическое воздействие на уложенные частицы заполнителя, уплотняя их до заданной степени, например, прикаткой с приложением статической нагрузки, равной 4,0-11,5 кг/см² в течение 10-70,0 с, в зависимости от прочности и подвижности структуры заполнителя. Затем частицы заполнителя пропитывают пластичным незатвердевшим гипсовым раствором литой консистенции, полученным смешиванием гипсового вяжущего с водой, при водовяжущем соотношении, равном 0,35-0,7, которое выбирается в зависимости от прочности изделия и пористости заполнителя. Пропитку осуществляют при перепаде давления 0,1-0,5 атм по толщине основания в течение 6,0-90 с в зависимости от толщины изделия и плотности уложенных частиц заполнителя. Гипсовый раствор подается под давлением, например, снизу вверх, а перепад давления приводит к тому, что плотность основания возрастает, раствор эффективно проникает не только между частицами заполнителя, но проникает и в поры этих частиц и заполняет их, что также способствует образованию прочной структуры основания. После отверждения гипсового раствора, используемого для пропитки на лицевую сторону затвердевшего основания, наносят слой прозрачного адгезива из клея или эпоксидной смолы, полиуретановой смолы и др., этот слой наносят толщиной, равной 0,01-0,05 толщины основания. Гипсовый раствор для пропитки частиц заполнителя и частицы заполнителя окрашиваются для получения облицовочного строительного элемента с заданной окраской поверхности. Получение цветовой декоративной окраски плит практически не ограничено. Все зависит от вида красителя. Могут применяться две группы красителей: неорганические и органические. В качестве неорганических красителей применяются растворы солей переходных металлов, главным образом сульфатов, например меди, никеля, кобальта и др. Концентрация растворов 3-5%. Можно также добавить ускоритель охватывания K₂SO₄ в виде раствора 3%-ной концентрации, чтобы получить мелкокристаллическую структуру гипсовых плит.

Способом предусмотрены различные варианты окрашивания частиц заполнителя и гипсового раствора для пропитки этих частиц по цвету и яркости.

Так гипсовый раствор для пропитки частиц заполнителя может быть окрашен в цвет, не совпадающий с цветом окраски частиц заполнителя. Например, цвет раствора для пропитки - синий, а частицы, изготовленные измельчением затвердевшей гипсовой смеси, - желтого цвета.

Частицы крупной фракции могут быть изготовлены из гипсового раствора, яркость окраски которого в 0,1-12,5 раза отличается от яркости окраски частиц средней фракции и в 0,125-25 раз от яркости окраски мелкой фракции.

Яркость окраски гипсового раствора для пропитки частиц заполнителя может в 0,3-15,0 раз отличается от яркости окраски частиц мелкой фракции заполнителя. Частицы по крайней мере одной из фракций могут быть изготовлены из гипсовых растворов, окрашенных не менее чем в два цвета, например желтый и красный.

В этом случае, например, на синей поверхности облицовочного элемента будут иметь место желтые и красные вкрапления.

А одна часть частиц по крайней мере одной из фракций может быть изготовлена из затвердевшего гипсового раствора, окрашенного с яркостью в 5,0-10,0 раз больше яркости гипсового раствора, из которого изготовлены частицы другой части этой же фракции заполнителя.

В этом случае, например, на синей поверхности облицовочного элемента будут вкрапления желтого и/или красного цвета разной яркости.

Таким образом, способ формования облицовочных строительных элементов позволяет получить изделия заданной плотностью и прочностью структуры с неограниченной палитрой окраски поверхности одного или нескольких цветов разной степени яркости, т.е. повышается декоративно-художественный вид плит.

Формула изобретения

1. Отделочный строительный элемент, включающий основание из заполнителя, состоящего из предварительно изготовленных из затвердевшего гипсового раствора частиц, связанных одна с другой за счет механического воздействия на них и пропитки их незатвердевшим пластичным гипсовым раствором, при этом по крайней мере часть частиц заполнителя окрашена, а лицевая поверхность основания покрыта слоем прозрачного адгезива, отличающийся тем, что заполнитель образован из смеси частиц крупной, средней и мелкой фракций, размер которых меньше толщины основания соответственно в 2,0 4,5, 5,0 19,5 и 20 150 раз, причем масса частиц крупной фракции и яркость ее окраски составляет 0,01 12,5 массы частиц и яркости окраски средней фракции и 0,125 25,0 раз массы и яркости окраски мелкой фракции.

2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что гипсовый раствор, связывающий частицы заполнителя, окрашен, причем яркость окраски меньше по величине в 0,3 15,0 раз яркости окраски частиц мелкой фракции.

3. Элемент по п. 2, отличающийся тем, что окраска гипсового раствора, связывающего частицы заполнителя, имеет цвет, не совпадающий с цветом окраски заполнителя.

4. Элемент по пп. 1 3, отличающийся тем, что по крайней мере частицы одной из фракций заполнителя окрашены не менее чем в два цвета.

5. Элемент по пп. 1 3, отличающийся тем, что минимальная яркость окраски одной части частиц по крайней мере из фракций заполнителя превышает яркость окраски частиц другой части этой же фракции в 5 10 раз.

6. Способ формования отделочного строительного элемента, включающий предварительное изготовление на основе гипсосодержащего вяжущего окрашенных частиц заполнителя, укладку их в формообразующую бортоснастку, механическое воздействие на уложенный заполнитель, соединение частиц заполнителя гипсовым раствором и нанесение на лицевую поверхность затвердевшего основания слоя прозрачного адгезива, отличающийся тем, что частицы заполнителя основания изготавливают измельчением отвердевшего гипсового раствора, прочность которого составляет 5,0 12,0 кг/см², полученные частицы заполнителя разделяют на крупную, среднюю и мелкую фракции, размеры которых меньше толщины основания соответственно в 2,0 4,5, 5,0 19,5 и 20 150 раз, и образуют смесь частиц, содержащую крупную, среднюю и мелкую фракции в соотношении 0,08 10,0 0,04 8,0, а после механического воздействия на уложенный в формообразующую бортоснастку заполнитель его пропитывают при перепаде давления 0,1 0,5 атм в течение 6,0 90,0 с незатвердевшим пластичным гипсовым раствором с водовяжущим соотношением, равным 0,35 0,7.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что механическое воздействие на уложенный в бортоснастку заполнитель производят прикаткой с приложением статической нагрузки, равной 4,0 11,5 кг/см² в течение 10 70 с.

8. Способ по пп. 6 и 7, отличающийся тем, что слой прозрачного адгезива наносят на лицевую поверхность основания слоем, толщина которого составляет 0,01 0,05 толщины основания.

9. Способ по пп. 6 8, отличающийся тем, что в гипсовые растворы, из которых изготавливают частицы заполнителя, вводят красители в количествах, при которых яркость окраски частиц крупной фракции отличается по величине в 0,1 12,5 раз от яркости средней фракции и в 0,125 25 раз от яркости окраски мелкой фракции.

10. Способ по пп. 6 9, отличающийся тем, что гипсовый раствор для пропитки заполнителя окрашивают с яркостью, величина которой составляет 0,3 - 15,0 величин яркости окраски частиц мелкой фракции заполнителя.

11. Способ по пп. 6 10, отличающийся тем, что гипсовый раствор для пропитки заполнителя окрашивают в цвет, не совпадающий с цветом окраски частиц заполнителя.

12. Способ по пп. 6 11, отличающийся тем, что частицы по крайней мере одной из фракций заполнителя изготавливают из гипсовых растворов, окрашенных не менее чем в два цвета.

13. Способ по пп. 6 12, отличающийся тем, что одна часть частиц заполнителя по крайней мере одной фракции изготовлена из гипсового раствора, окрашенного с яркостью, превышающей в 5 10 раз яркость окраски гипсового раствора для изготовления другой части частиц этой же фракции заполнителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2