CZ307262B6 - Keramická zdicí tvarovka se zlepšenými akusticko-izolačními vlastnostmi a způsob její výroby - Google Patents

Abstract

Vynález se týká keramické zdicí tvarovky (1) se zlepšenými akusticko-izolačními vlastnostmi, v jejíchž dutinách (2) je sypký akusticky aktivní izolační materiál (3) uzavřen shora horní krycí vrstvou (4) a zdola spodní krycí vrstvou (4´) bránící vypadnutí materiálu (3) z dutin (2) tvarovky. Krycí vrstva (4, 4´) je tvořena směsí obsahující 10 až 65 % hmotn. cihelného prachu, 20 až 80 % hmotn. inertního nenasákavého plniva, 3 až 40 % hmotn. aktivačního pojiva a 0 až 25 % hmotn. vody. Při způsobu její výroby se tvarovka (1) ustaví do polohy s vertikálně uspořádanými dutinami (2) a na dno dutin (2) se nasype vlhká směs spodní krycí vrstvy (4´). Tvarovka (1) se zvibruje, čímž se zaplní dna dutin (2) tvarovky (1) směsí spodní krycí vrstvy (4´) a potom se na vzniklou vrstvu (4´) do dutin (2) vpraví sypký akusticky aktivní izolační materiál (3) ve směru shora dolů působením gravitační síly. Na tento materiál (3) se následně nanese směs horní krycí vrstvy (4) stejného složení jako směs spodní krycí vrstvy (4´), která se nechá vytvrdnout.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká oblasti stavebnictví, konkrétně keramické zdicí tvarovky se zlepšenými akusticko-izolačními vlastnostmi a způsobu její výroby.

Dosavadní stav techniky

Pro zvýšení tepelně izolačních a akusticko-izolačních vlastností cihel jsou cihly běžně vyráběny s dutinami, tzv. dutinové cihelné tvarovky. Dutinové cihelné tvarovky se v některých případech plní izolačním materiálem, který zvyšuje tepelně izolační a zvukově izolační vlastnosti těchto tvarovek.

K vyplnění dutinových cihelných tvarovek se nejčastěji používají pěny, expandované i neexpandované plastové materiály, granule z perlitu, polystyrenu či vermikulitu. Nevýhodou vyplňování dutin dutinových cihelných tvarovek nebo bloků pěnou je zašpinění žeber mezi otvory, které je po vyplnění potřeba čistit, aby byla zaručena dostatečná přilnavost stavebního pojivá k povrchu cihly. Čištění povrchu takovýchto cihelných bloků prodlouží a prodraží jejich výrobu. U vyplňování dutin granulovaným materiálem, např. polystyrenem, vzniká problém, jak sypký izolační materiál v dutinách zafixovat. Je znám způsob výroby, kdy dochází na povrchu otvorů dutin působením tepelného zdroje k vytvoření tvrdého povlaku slinutím povrchové vrstvy granulí izolačního materiálu. Ostatní granule zůstanou sypké. Při poškození tvrdého povlaku během přepravy nebo manipulace s dutinovými cihelnými tvarovkami se izolační výplň vysype a znehodnotí se izolační parametry výrobku.

Patent CZ 304 720 popisuje zařízení a způsob pro plnění dutinových cihelných tvarovek sypkým izolačním materiálem, např. koplenovými nebo styrenovými perlemi. Zařízení je vytvořeno jako karusel, kdy každé pootočení o čtvrtinu otáčky definuje jednu fázi plnění. V první fázi se dutiny cihelných tvarovek zasypou izolačním materiálem tak, že na tvarovku, jejíž dutiny směřují vertikálně, je nasazen rámeček a pojízdná násypka zasype dutiny cihelné tvarovky. Během zasypávání rámeček vibruje, aby se izolační materiál v dutinách optimálně uložil. Ve druhé fázi je izolační materiál začištěn stěrkou, rámeček je odebrán a rameno zařízení s cihelnou tvarovkou se otočí do další fáze, kdy je na cihelnou tvarovku nasazena propařovací hlava s těsněním. Vodní pára prochází rovnoměrně dutinami cihelného bloku, kde jejím působením dojde ke spojení částic izolačního materiálu. Cihelná tvarovka je po celou dobu uložena na stacionární perforované podložce, jejíž otvory jsou menší než průměr částic izolačního materiálu. Pára procházející dutinami cihelného bloku odchází otvory perforované podložky. Nevýhoda tohoto řešení spočívá vtom, že zařízení pracuje v taktu, který je mnohem pomalejší než takt výrobní linky tvarovek, má malou výrobní kapacitu a vyžaduje značné zásahy ze strany obsluhy.

Užitný vzor CZ 28229 popisuje dutinovou cihelnou tvarovku s vytvořenými tepelně a zvukově izolačními otvory, kde alespoň část izolačních otvorů je vyplněna akustickou izolační výplní. Výplň je tvořena sypkým zvukově izolačním materiálem uspořádaným v uzavřeném nebo polozavřeném obalu. Sypký zvukově izolační materiál je písek či perlit umístěný v papírovém nebo plastovém obalu ve tvaru balíčku nebo krabičky. Obaly je možné naplnit a vložit do zvukově izolačních otvorů dutinových cihelných tvarovek až na stavbě při dozdění každé řady. Nevýhoda tohoto řešení spočívá v komplikovaném sestavení takto popsané dutinové cihelné tvarovky, včetně nutného materiálu navíc pro vytvoření obalů na izolační materiál a vyžaduje pečlivé dohlížení na dělníky na stavbě při vkládání výplní do tvarovek.

- 1 CZ 307262 B6

Úkolem vynálezu je vytvoření keramické zdicí tvarovky se zlepšenými akusticko-izolačními vlastnostmi, která by odstraňovala výše uvedené nedostatky. Dalším úkolem je nalezení takového způsobu výroby keramických zdicích tvarovek, který by snížil spotřebu materiálu pro vyplnění dutin v tvarovkách a energie a zajistil co nejpřesnější vyplnění dutin tvarovek s minimální potřebou následné úpravy nebo čištění takto upravených stavebních bloků.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje keramická zdicí tvarovka se zlepšenými akustickoizolačními vlastnostmi a způsob její výroby podle tohoto vynálezu.

Keramická zdicí tvarovka se zlepšenými akusticko-izolačními vlastnostmi je opatřena dutinami, ve kterých je umístěn sypký akusticky aktivní izolační materiál. Ten je uzavřený shora horní krycí vrstvou a zdola spodní krycí vrstvou, které zabraňují vypadnutí materiálu z dutin tvarovky. Podstata vynálezu spočívá v tom, že alespoň jedna krycí vrstva je tvořena směsí obsahující 10 až 65 % hmotn. cihelného prachu, 20 až 80 % hmotn. plniva a 3 až 40 % hmotn. aktivačního pojivá. Aktivační pojivo zajišťuje iniciaci vytvrzení krycí vrstvy, spojení krycí vrstvy s okraji dutin tvarovky a ztvrdnutí krycí vrstvy. Směs dále obsahuje až 25 % hmotn. vody.

Jako cihelný prach se s výhodou použije odpadový obrus vznikající při kalibračním frézování keramických zdicích tvarovek, které probíhá při výrobě přesných zdicích tvarovek.

Ve výhodném provedení je aktivační pojivo směs alkalických oxidů nebo sodné vodní sklo. Jako plnivo je používáno kamenivo frakce 1 až 4 mm nebo písek frakce 0 až 4 mm. S výhodou je využíváno kamenivo frakce 2 až 4 mm.

Sypký akusticky aktivní materiál je písek nebo cihelný prach nebo perlit. Tyto materiály umístěné v dutinách tvarovek významně zlepšují zvukově izolační vlastnosti zdivá.

Tvarovka je opatřena dvěma až čtyřmi dutinami a každá dutina má dvě kratší strany probíhající podél delší strany tvarovky a dvě delší strany rovnoběžné s kratší stranou tvarovky. Každá kratší strana dutiny má šířku 20 až 80 mm a každá delší strana dutiny má délku 60 až 170 mm. Alespoň jedna strana dutiny je zubovitě odstupňovaná, kaskádovitě uspořádána do tří různě vzdálených rovin od okraje delší strany tvarovky a vzdálenost rovnoběžná s okrajem kratší strany tvarovky v dutině mezi jednotlivými kaskádovitými rovinami dutiny je stejná. Toto uspořádání je výhodné zejména pro lepší přilnutí krycí vrstvy k okrajům dutiny z důvodu zvětšení povrchu mezi krycí vrstvou a vnitřní stěnou dutiny, která díky kaskádovitému uspořádání nebude hladká, ale schodovitě uspořádaná. Alternativně mohou být použita i jiná řešení pro zlepšení přilnutí krycích vrstev k okrajům dutiny.

Předmětem vynálezu je též způsob výroby keramické zdicí tvarovky se zlepšenými akustickoizolačními vlastnostmi, v jejíchž dutinách je sypký akusticky aktivní izolační materiál uzavřený shora horní krycí vrstvou a zdola spodní krycí vrstvou bránící vypadnutí materiálu z dutin tvarovky. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tvarovka se ustaví do polohy s vertikálně uspořádanými dutinami a na dno dutin se nasype vlhká směs spodní krycí vrstvy. Směs krycí vrstvy je tvořena 10 až 65 % hmotn. cihelného prachu, 20 až 80 % hmotn. plniva, 3 až 40 % hmotn. aktivačního pojivá a 0 až 25 % hmotn. vody. Tvarovka se zvibruje, čímž se zaplní dna dutin tvarovky směsí spodní krycí vrstvy. Potom se do dutin vpraví sypký akusticky aktivní izolační materiál ve směru shora dolů působením gravitační síly, na který se následně nasype směs horní krycí vrstvy, může být stejného složení jako směs spodní krycí vrstvy, která se nechá vytvrdnout.

Ve výhodném provedení se spodní krycí vrstva při vytvrdnutí zahřívá a ztuhnutí směsi horní krycí vrstvy probíhá za pokojové teploty po dobu alespoň jedné minuty.

-2 CZ 307262 B6

Výhody keramické zdicí tvarovky podle vynálezu spočívají ve významně zlepšených akustickoizolačních vlastností tvarovky. Výroba takto uspořádaných keramických zdicích tvarovek snižuje spotřebu materiálu a energie na výrobu tvarovky a zajišťuje velmi přesné vyplnění dutin tvarovek s minimální potřebou následné úpravy nebo čištění takto upravených stavebních bloků. Výroba tvarovky podle vynálezu je levná, využívá odpadových materiálů z cihelen a umožňuje stabilní fixaci sypkého izolačního materiálu v dutinách během manipulace s tvarovkou.

Objasnění výkresů

Uvedený vynález bude blíže objasněn na následujících vyobrazeních, kde:

obr. 1 znázorňuje keramickou zdicí tvarovku, obr. 2 znázorňuje keramickou zdicí tvarovku s postupně uloženou spodní krycí vrstvou, sypkým akusticky aktivním izolačním materiálem a horní krycí vrstvou v dutinách tvarovky, obr. 3 znázorňuje pohled na proces výroby keramické zdicí tvarovky.

Příklad uskutečnění vynálezu

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení vynálezu na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.

Na obr. 1 je znázorněna keramická zdicí tvarovka f se dvěma delšími stranami a dvěma kratšími stranami, která je opatřena třemi dutinami 2 představující izolační otvory. Dutina 2 má rozměry 50 x 110 mm v horizontálním průřezu. Každá kratší strana dutiny 2 je zubovitě odstupňovaná a kaskádovitě uspořádána do tří různě vzdálených rovin od okraje delší strany tvarovky 1 a vzdálenost rovnoběžná s okrajem kratší strany tvarovky 1 v dutině 2 mezi jednotlivými kaskádovitými rovinami dutiny 1 je stejná.

Řešení podle vynálezu je možné využít pro jakékoli typy keramických zdicích tvarovek J_ s různými rozměry a počtem a tvarem dutin 2. Počet a tvar dutin 2 je volen s ohledem na pevnostní parametry tvarovky 1 a požadovaný akustický útlum. Dutiny 2 mohou mít i čtyřúhelníkový nebo jiný průřez. S výhodou lze řešení podle vynálezu využít na tvarovky 1 opatřené pery a drážkami a také na přesné tvarovky 1 s broušenými ložnými plochami.

Na obr. 2 je znázorněna keramická zdicí tvarovka 1 se třemi různě naplněnými dutinami 2. Na dně všech tří dutin 2 je uspořádána spodní krycí vrstva 4'. Směs spodní krycí vrstvy 4' je tvořena 6 % hmotn. sodného vodního skla NaVS 50-52 °Bé představujícího aktivační pojivo, 14 % hmotn. cihelného prachu, 70 % hmotn. štěrku představujícího inertní nenasákavé plnivo a 10 % hmotn. vody. Štěrk je použit o frakci 2 až 4 mm. V jiném příkladu provedení může být směs krycí vrstvy 4, 4' tvořena 12 % hmotn. sodného vodního skla NaVS 50-52 °Bé, 18 % hmotn. cihelného prachu, 66 % hmotn. písku frakce 0 až 4 mm a 4 % hmotn. vody. V jiném dalším příkladu provedení může být připravena suchá směs se suchým vodním sklem, tzn. s 0 % hmotn. přídavkem vody. Této směsi je s výhodou využíváno při přípravě krycích vrstev 4, 4' v jiných výrobních závodech, kdy si může spotřebitel namíchat směs krycích vrstev 4, 4' požadované konzistence nebo pří kontinuálním procesu přípravy krycí směsi.

Na spodní krycí vrstvě 4' je dále uspořádán sypký akusticky aktivní izolační materiál 3 cihelný prach. Cihelný prach má vynikající zvukově izolační vlastnosti. V jiných příkladech provedení

-3CZ 307262 B6 může být jako sypký akusticky aktivní izolační materiál 3 využit písek nebo perlit, který je velmi lehký, tudíž manipulace s tvarovkou Ije následně jednoduchá.

Po umístění sypkého akusticky aktivního izolačního materiálu 3 na spodní krycí vrstvu 4' je následně na izolační materiál 3 nasypána směs horní krycí vrstvy 4, stejného složení, jako je spodní krycí vrstva 4'. Díky sodnému vodnímu sklu dochází k vytvrzení směsí krycích vrstev 4, 4' a zároveň spojení krycích vrstev 4, 4' s okraji a vnitřními stěnami dutin 2, které zajišťuje, že obsah dutin 2 ani po ztvrdnutí krycích vrstev 4, 4' nevypadne z dutin 2.

Na obr. 3 je znázorněn postupný proces výroby keramické zdicí tvarovky 1. Pro průmyslovou výrobu keramické zdicí tvarovky 1 se zlepšenými akusticko-izolačními vlastnostmi lze použít zařízení, které může mít řadu podob a provedení. Zařízení využívá stávající výrobní pohyblivou linku s pásem, který je v jedné části vyhřívaný a opatřen vibračním systémem. Tvarovka 1 s vertikálně uspořádanými dutinami 2 je vedena po výrobním pásu a na dno tvarovky 1 se nasype vlhká směs spodní krycí vrstvy 4'. Po nasypání směsi krycí vrstvy 4' je podložka pásu zvibrována pro rovnoměrné rozmístění směsi krycí vrstvy 4' po dně dutiny 2 a vyhřívána na 55 °C, což urychluje proces vytvrdnutí krycí vrstvy 4'.

Dále je na vzniklou vrstvu 4' do dutin 2 vpraven sypký akusticky aktivní izolační materiál 3 ve směru shora dolů působením gravitační síly. Tento materiál vyplní téměř celou dutinu 2 tvarovky 1 a zajišťuje vylepšené akusticky-izolační vlastnosti tvarovky 1. Následně je na sypký akusticky aktivní izolační materiál 3 nanesena vrstva směsi krycí vrstvy 4 tvořící horní krycí vrstvu 4, jejíž ztuhnutí probíhá za pokojové teploty po dobu dvou minut. Poté je tvarovka 1 zmanipulována na palety.

Průmyslová využitelnost

Keramická zdicí tvarovka se zlepšenými akusticko-izolačními vlastnostmi dle předloženého vynálezu se používá pro stavbu zdivá s požadavkem na vyšší zvukovou izolaci. Způsob výroby keramické zdicí tvarovky podle tohoto vynálezu lze využít v kterékoli výrobní lince k plnění různých dutinových tvarovek vhodným izolačním materiálem.

Claims (14)

1. Keramická zdicí tvarovka (I) se zlepšenými akusticko-izolačními vlastnostmi, v jejíž dutinách (2) je sypký akusticky aktivní izolační materiál (3) uzavřený shora horní krycí vrstvou (4) a zdola spodní krycí vrstvou (4') bránící vypadnutí materiálu (3) z dutin (2) tvarovky (1), vyznačující se tím, že alespoň jedna krycí vrstva (4, 4') je tvořena směsí obsahující 10 až 65 % hmotn. cihelného prachu, 20 až 80 % hmotn. plniva, 3 až 40 % hmotn. aktivačního pojivá pro iniciaci vytvrzení krycí vrstvy (4, 4j, spojení krycí vrstvy (4, 4') s okraji dutin (2) tvarovky (1) a ztvrdnutí krycí vrstvy (4).

2. Keramická zdicí tvarovka podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále směs obsahuje až 25 % hmotn. vody.

3. Keramická zdicí tvarovka podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že cihelný prach je obrus vznikající při kalibraci keramických zdicích tvarovek (1).

-4CZ 307262 B6

4. Keramická zdicí tvarovka podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že aktivační pojivo je směs alkalických oxidů.

5. Keramická zdicí tvarovka podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že aktivační pojivo je sodné vodní sklo.

6. Keramická zdicí tvarovka podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že plnivo je kamenivo frakce 1 až 4 mm nebo písek frakce 0 až 4 mm.

7. Keramická zdicí tvarovka podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že plnivo je kamenivo frakce 2 až 4 mm.

8. Keramická zdicí tvarovka podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že sypký akusticky aktivní materiál (3) je písek nebo cihelný prach nebo perlit.

9. Keramická zdicí tvarovka podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že sypký akusticky aktivní materiál (3) je písek.

10. Keramická zdicí tvarovka podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že tvarovka (1) je opatřena dvěma až čtyřmi dutinami (2) a každá dutina (2) má dvě kratší strany probíhající podél delší strany tvarovky (1) a dvě delší strany rovnoběžné s kratší stranou tvarovky (1), přičemž každá kratší strana má šířku 20 až 80 mm a každá delší strana má délku 50 až 170 mm.

11. Keramická zdicí tvarovka podle nároku 10, vyznačující se tím, že alespoň jedna strana dutiny (2) je zubovitě odstupňovaná.

12. Způsob výroby keramické zdicí tvarovky (1) podle některého z nároků 1 až 11 se zlepšenými akusticko-izolačními vlastnostmi, v jejíž dutinách (2) je sypký akusticky aktivní izolační materiál (3) uzavřený shora horní krycí vrstvou (4) a zdola spodní krycí vrstvou (4') bránící vypadnutí materiálu (3) z dutin (2) tvarovky (1), vyznačující se tím, že tvarovka (1) se ustaví do polohy s vertikálně uspořádanými dutinami (2), na dno dutin (2) se nasype vlhká směs spodní krycí vrstvy (4') tvořená 10 až 65 % hmotn. cihelného prachu, 20 až 80 % hmotn. inertního nenasákavého plniva, 3 až 40 % hmotn. aktivačního pojivá a 0 až 25 % hmotn. vody, směs se zvibruje a zaplní dna dutin (2) tvarovky (1), dále se na vzniklou vrstvu (4') do dutin (2) vpraví sypký akusticky aktivní izolační materiál (3), na který se následně nanese směs horní krycí vrstvy (4) stejného složení jako směs spodní krycí vrstvy (4'), která se nechá vytvrdnout.

13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že spodní krycí vrstva (4') se při vytvrzování zahřívá.

14. Způsob podle nároku 12 nebo 13, vyznačující se tím, že vytvrzení směsi horní krycí vrstvy (4) probíhá za pokojové teploty po dobu alespoň jedné minuty.