Способ и устройство бикбау для изготовления архитектурно-строительных изделий и малых архитектурных форм

Изобретение относится к обработке камня, в частности к способам и устройствам для изготовления архитектурно-строительных изделий из твердеющих материалов, например бетонов. Техническим результатом изобретения является расширение ассортимента декоративных строительных изделий, повышение эффективности использования устройств, применяемых для их изготовления. Способ изготовления архитектурно-строительных изделий и малых архитектурных форм включает формование изделий из твердеющих материалов, например из бетонов, армированных металлическим каркасом. Металлический каркас ориентируют по вертикальной оси изделия и заполняют основной бетонной смесью с последующей выдержкой ее в течение 2-6 часов, после чего на полученный основной бетонный слой наносят покрывающую бетонную смесь из мелкозернистого бетона марки не ниже М500. Поверхность свежесформованной бетонной заготовки подвергают обработке шаблоном с кромкой, соответствующей конфигурации изделий, путем вращения его со скоростью 3-30 об/мин вокруг вертикальной оси каркаса до приобретения изделием соответствующего декоративного вида. Устройство для изготовления архитектурно-строительных изделий и малых архитектурных форм включает раму с верхней и нижней балками, шаблон и опоры для его крепления. Устройство дополнительно снабжено водилом, выполненным в виде П-образной рамки, опирающейся на неподвижно закрепленные вертикально на раме верхний и нижний подшипниковые узлы, и опорной площадкой на нижнем подшипниковом узле для изготавливаемого изделия. Подшипниковые узлы расположены соосно с вертикальной осью изделия, а водило - параллельно этой оси. Шаблон выполнен съемным и размещен на вертикальной стойке водила, а верхняя балка рамы выполнена подвижной для обеспечения крепления на разных высотах. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

 

Предполагаемое изобретение относится к обработке камня, в частности к способам и устройствам для изготовления архитектурно-строительных изделий из твердеющих материалов, например бетонов.

Известен способ изготовления изделий из искусственного камня, например цементно-полимерного бетона, включающий приготовление бетонной смеси для мелкозернистого бетона, подготовку и укладку в форму арматуры (при необходимости) и предварительно приготовленной бетонной смеси из цементно-полимерного бетона с последующим прессованием ее и выдержкой в пароводяной камере в течение 24-х часов (см., например, технический каталог фирмы "АрхиСтиль" "Изделия из искусственного камня". - М., 2004 г., с.21). Прочность изделий, полученных по известной технологии, достигает 35 МПа, а морозостойкость составляет не менее 200 циклов. Архитектурные изделия имеют сложный профиль, орнамент, характеризуются высокой геометрической точностью. Однако технология изготовления отличается повышенной сложностью и трудоемкостью: для формования используется метод сухого вибропрессования, что требует применения высоких давлений при прессовании; при тепловлажностной обработке необходимо строго выдерживать заданный режим, нарушение которого приводит к значительной потере прочности готовых изделий, а продолжительность тепловой обработки в течение не менее суток существенно повышает стоимость изготовления архитектурно-строительных изделий.

Известен принятый за прототип способ изготовления архитектурно-строительных изделий и малых архитектурных форм, включающий формование изделий из твердеющих материалов, например, бетонов, армированных металлическим каркасом (см., например, патент СССР №402187, кл. В 28 D 1/30, 1971 г.). В этом способе архитектурно-строительные изделия изготавливают с использованием шаблона, совершающего возвратно-поступательные и дугообразные движения для нанесения узора на поверхность бетонной смеси. Применение данного способа позволяет получать архитектурные изделия с узором, изготовленным на всю ширину изделий. Однако известное решение распространяется только на плоские строительные изделия, что существенно сужает область его использования.

Известно устройство для изготовления архитектурно-строительных изделий, например сферических бусин из камня, включающее привод для вращения заготовок и режущую головку (см., например, патент РФ №2031788, кл. В 28 D 1/30, 1991 г.). В этом устройстве режущая головка выполнена в виде сферически вогнутой полости, соответствующей форме бусин, с возможностью вращения и возвратно-поступательного движения. При доведении вращающейся режущей головки до оси вращения заготовки получается декоративное архитектурное изделие в виде каменной сферической бусины. Однако форма получаемых архитектурных изделий ограничена шаром.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для изготовления декоративных строительных изделий, включающее раму с верхней и нижней балками, шаблон для нанесения узора на поверхность изделия и опоры для крепления шаблона (см., например, патент СССР №402187, кл. В 28 D 1/30, 1971 г.). Причем рама в известном устройстве выполнена самодвижущейся и установлена над формой, в которую уложена бетонная смесь, и параллельно поверхности, на которую наносят узор, что ограничивает применение известного устройства только для изготовления плоских архитектурно-строительных изделий.

Технической задачей предлагаемого решения является расширение ассортимента декоративных строительных изделий, повышение эффективности использования устройств, применяемых для их изготовления.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления архитектурно-строительных изделий и малых архитектурных форм, включающем формование изделий из твердеющих материалов, например, бетонов, армированных металлическим каркасом, металлический каркас ориентирован по вертикальной оси изделия и заполняют основной бетонной смесью с последующей выдержкой ее в течение 2-6 часов, после чего на основной бетонный слой наносят покрывающую бетонную смесь из мелкозернистого бетона марки не ниже М 500 и поверхность свежесформованной бетонной заготовки подвергают обработке шаблоном с кромкой, соответствующей конфигурации изделий, путем вращения его со скоростью 3-30 об/мин вокруг вертикальной оси каркаса до приобретения изделием соответствующего декоративного вида. А устройство для изготовления архитектурно-строительных изделий и малых архитектурных форм, включающее раму с верхней и нижней балками, шаблон и опоры для его крепления, дополнительно снабжено водилом, выполненным в виде П-образной рамки, опирающейся на неподвижно закрепленные вертикально на раме верхний и нижний подшипниковые узлы, и опорной площадкой на нижнем подшипниковом узле для изготавливаемого изделия; при этом подшипниковые узлы расположены соосно с вертикальной осью изделия, а водило - параллельно этой оси; шаблон выполнен съемным и размещен на вертикальной стойке водила, а верхняя балка рамы выполнена подвижной для обеспечения крепления на разных высотах.

Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что, благодаря использованию согласно предлагаемому способу твердеющей бетонной смеси (через 2-6 часов после укладки).обеспечивается возможность изготовления архитектурно-строительных изделий и малых архитектурных форм в виде разнообразных тел вращения и, таким образом, существенного расширения ассортимента декоративных строительных изделий. Это достигается перемещением шаблона с кромкой, соответствующей заданной конфигурации изделий, вокруг вертикальной оси изделий. Причем в соответствии с предлагаемым устройством шаблон выполнен съемным, что дает возможность изготавливать изделия с разной формой наружной поверхности, а верхняя балка рамы заявляемого устройства выполнена подвижной для обеспечения возможности крепления ее на разных высотах и получения благодаря этому изделий требуемой длины (высоты).

Предлагаемый способ изготовления архитектурно-строительных изделий и малых архитектурных форм осуществляют следующим образом.

Для каждого вида получаемых в виде тел вращения изделий (элементы колонн, балюстрад, ландшафтные элементы и т.п.) изготавливают металлический каркас и закрепляют его вертикально на опорной площадке. Затем внутрь каркаса и с наружной его стороны укладывают основной бетонный слой, по окончанию схватывания которого (через 2-6 часов после укладки) на его поверхность наносят покрывающий бетонный слой из мелкозернистого бетона марки не ниже М500 и поверхность свежесформованной бетонной заготовки подвергают обработке шаблоном с кромкой, соответствующей конфигурации изделий, путем вращения шаблона со скоростью 3-30 об/мин вокруг вертикальной оси каркаса до приобретения бетонной заготовкой соответствующего декоративного вида.

Показатели качества архитектурно-строительных изделий и малых архитектурных форм определяют физико-механическими свойствами затвердевшего бетона, из которого они изготовлены. Результаты испытаний бетона, уложенного в основном и покрывающем слоях изготовленных образцов изделий, приведены в таблице.

Таблица
№ п/п	Наименование показателей	Архитектурно-строительные изделия	Малые архитектурные формы
		элементы колонн	балясины	навершия
		основной бетонный слой	покрывающий бетонный слой	основной бетонный слой	покрывающий бетонный слой	основной бетонный слой	покрывающий бетонный слой
1	Прочность на сжатие через 28 сут. норм. твердения, МПа	58,9	65,4	55,9	67,7	56,7	63,8
2	Водопоглощение, %, не более	4,0	3,0	4,0	3,0	4,0	3,0
3	Морозостойкость, не менее	F300	F400	F300	F400	F300	F400
4	Водонепроницаемость, не менее	W4	W6	W4	W6	W4	W6

Визуальный осмотр изготовленных образцов архитектурно-строительных изделий показал отсутствие на их поверхности трещин, отколов, пятен и каких-либо других дефектов.

Устройство для изготовления архитектурно-строительных изделий и малых архитектурных форм, применяемое для реализации предлагаемого способа, схематично показано на чертеже.

Устройство включает опорную раму, состоящую из верхней балки 1, выполненной подвижной для обеспечения крепления ее на разных высотах, и нижней балки 2. Балки соединены боковыми стойками 3. На обеих балках закреплены неподвижно подшипниковые узлы 4 и 5.расположенные соосно с вертикальной осью 6 изготавливаемого изделия. На подшипниковые узлы опирается водило 7, выполненное в виде П-образной рамки и расположенное параллельно оси 6.

Вертикальная стойка 8 водила 7 выполнена с отверстиями 9 для закрепления на ней шаблона 10. Шаблон - съемный, что обеспечивает возможность изготовления изделий разной конфигурации. На нижнем подшипниковом узле 5 размещена опорная площадка 11 для изготавливаемого изделия, фиксируемого на опорной площадке 11 с помощью стопорного винта 12.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно сформованную приведенным выше способом бетонную заготовку закрепляют вертикально с помощью стопорного винта 12 на опорной площадке 11. Шаблон 10 с помощью водила 7 приводится в движение вокруг вертикальной оси 6 со скоростью 3-30 об/мин. При скорости вращения менее 3 об/мин резко падает производительность устройства, а вращение водила со скоростью более 30 об/мин может привести к поломке шаблона в процессе обработки неровной (бугристой) поверхности затвердевшей бетонной заготовки. Обработку бетонной поверхности шаблоном производят до приобретения изделием соответствующего декоративного вида. При необходимости изготовления изделий требуемой длины верхнюю балку 1 опорной рамы крепят на боковой стойке 3 рамы на заданной высоте. Для изготовления изделий разной конфигурации производят замену установленного шаблона на новый с последующим закреплением его в отверстиях 9 вертикальной стойки 8 водила 7.

Демонтированные с опорной площадки изделия хранят в условиях, обеспечивающих их сохранность от загрязнения и повреждений.

Практическая реализация заявленного технического решения подтвердила возможность изготовления архитектурно-строительных изделий и малых архитектурных форм, отличающихся высокими качественными показателями: изделия характеризуются четкостью формы, точностью линейных размеров, чистотой поверхности (без пятен, сколов, трещин и т.п. дефектов), высокой выразительностью и долговечностью. Предлагаемые способ и устройство позволяют исключить необходимость применения дорогостоящей промежуточной формообразующей оснастки в виде гипсовых или полимерных форм, существенно снизить стоимость изделий и повысить производительность изготовления изделия.

1. Способ изготовления архитектурно-строительных изделий и малых архитектурных форм, включающий формование изделий из твердеющих материалов, например, из бетонов, армированных металлическим каркасом, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения себестоимости изготовления изделий, металлический каркас ориентируют по вертикальной оси изделия и заполняют основной бетонной смесью с последующей выдержкой ее в течение 2-6 ч, после чего на полученный основной бетонный слой наносят покрывающую бетонную смесь из мелкозернистого бетона марки не ниже М500 и поверхность свежесформованной бетонной заготовки подвергают обработке шаблоном с кромкой, соответствующей конфигурации изделий, путем вращения его со скоростью 3-30 об/мин вокруг вертикальной оси каркаса до приобретения изделием соответствующего декоративного вида.

2. Устройство для изготовления архитектурно-строительных изделий и малых архитектурных форм, включающее раму с верхней и нижней балками, шаблон и опоры для его крепления, отличающееся тем, что, с целью расширения ассортимента декоративных архитектурных изделий, оно дополнительно снабжено водилом, выполненным в виде П-образной рамки, опирающейся на неподвижно закрепленные вертикально на раме верхний и нижний подшипниковые узлы, и опорной площадкой на нижнем подшипниковом узле для изготавливаемого изделия, при этом подшипниковые узлы расположены соосно с вертикальной осью изделия, а водило - параллельно этой оси, шаблон выполнен съемным и размещен на вертикальной стойке водила, а верхняя балка рамы выполнена подвижной для обеспечения крепления на разных высотах.