CZ32287U1 - Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek s otěruvzdornou povrchovou úpravou, zejména pro konstrukce ze dřeva - Google Patents

Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek s otěruvzdornou povrchovou úpravou, zejména pro konstrukce ze dřeva Download PDF

Info

Publication number
CZ32287U1
CZ32287U1 CZ2018-35338U CZ201835338U CZ32287U1 CZ 32287 U1 CZ32287 U1 CZ 32287U1 CZ 201835338 U CZ201835338 U CZ 201835338U CZ 32287 U1 CZ32287 U1 CZ 32287U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
refractory
layer
abrasion
weight
geopolymic
Prior art date
Application number
CZ2018-35338U
Other languages
English (en)
Inventor
Pavlína Hájková
Totka Bakalova
VladimĂ­r KovaÄŤiÄŤ
Petr Louda
Original Assignee
Technická univerzita v Liberci
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technická univerzita v Liberci filed Critical Technická univerzita v Liberci
Priority to CZ2018-35338U priority Critical patent/CZ32287U1/cs
Publication of CZ32287U1 publication Critical patent/CZ32287U1/cs

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Building Environments (AREA)

Description

Technické řešení se týká využití zejména odpadního materiálu obsahujícího minerál ze skupiny granátu, například almandin, pyrop apod., pro výrobu plošného vrstveného žáruvzdorného konstrukčního prvku se zvýšenou odolností proti opotřebení a kyselým prostředím, příkladně dešťům, vhodného pro konstrukci dřevostaveb se zvýšenou tuhostí a odolností proti požáru. Odpadní materiál s obsahem minerálu ze skupiny granátu vzniká například použitím technologií tryskání či řezání vodním paprskem a je použit i jako plnivo žáruvzdorného geopolymemího materiálu, který tvoří podstatu žáruvzdorné ochrany konstrukčních prvků.
Nosné vrstvy zahrnují desky na bázi dřeva, izolační vrstva materiály s teplotní vodivostí nižší než 0,2 W7m.K, žáruvzdorná a spojovací vrstva zahrnuje geopolymemí kompozitní materiál s obsahem suroviny s minerálem ze skupiny granátu a s možností obsahu technických anorganických vláken, křemičitého písku, termální siliky a hliníkového prášku či pasty. Ochranná vrstva je tvořena plazmovým nástřikem a zajišťuje konstrukčnímu prvku vysokou otěruvzdomost, tvrdost a odolnost proti kyselému prostředí a řízenou hydrofobitu či hydrofilitu.
Dosavadní stav techniky
Granáty (minerály ze skupiny granátu) mají velice široký průmyslový význam. Mají vysokou tvrdost a stejné fyzikální vlastnosti ve všech směrech a nejsou štěpné. Z hygienického hlediska granát nevykazuje karcinogenní účinky. Nejčastěji se používá jako abrazivní materiál pro řezání vodním paprskem a jako tryskací materiál. Nevýhodou těchto technologií je však velké množství odpadního materiálu s obsahem minimálně 70 % hmotn. minerálu ze skupiny granátu. Navrhované řešení využívá tento odpadní materiál jako plnivo do žáruvzdorných geopolymemích materiálů, což má z environmentálního hlediska významný efekt.
Žáruvzdorné geopolymemí materiály jsou již známé. Obvykle obsahují složku obsahující aluminosilikáty (metakaolin), alkalický aktivátor a plnivo zajišťující mechanické vlastnosti.
V tomto řešení je odpadní materiál s obsahem minimálně 70 % hmotn. minerálu ze skupiny granátu zabudován do geopolymemí žáruvzdorné ochranné vrstvy použité pro ochranu dřevěných konstrukcí a tím se výrazně snižuje množství běžného plniva do geopolymeru a zároveň se redukuje odpad z uvedených technologií.
Dřevo má významné postavení mezi stavebními materiály: od nosných konstrukcí, konstrukčních záklopů, nášlapných vrstev podlah, vnitřních i vnějších obkladů, schodišť až po vnitřní vybavení obytných prostorů. Jako jediný stavební materiál, uvolňuje dřevo záporné ionty, což přispívá ke zdravému mikroklimatu v prostorách obytných budov.
V České republice každoročně roste počet realizací staveb rodinných domu na bázi dřeva. Jejich podíl na výstavbě rodinných domů se v roce 2016 přiblížil k 15 %. Řešení problematiky chování dřevostaveb za požáru a jejich požární odolnosti je proto velmi aktuální, dále jsou řešeny i otázky vlivu požáru dřevostaveb na sousední objekty.
Podle statistiky požárů v ČR v roce 2016 hořelo v 5 924 stavbách (pokles o 1,7 % oproti roku 2015). V posledních 10 letech došlo v budovách pro bydlení ročně k 3 000 až 3 700 požárům. Od roku 2007 je zaznamenáno 46 požárů klasických dřevostaveb a 4 546 požárů budov s hořlavou konstrukcí - chaty, kůlny, dřevníky apod. V rámci dřevostaveb nejvíce hořelo v rodinných domcích určených výhradně pro bydlení (70 %).
- 1 CZ 32287 UI
Stěny dřevostaveb sestávající z desek na bázi dřeva jsou obvykle tepelně izolovány pomocí izolačního materiálu vlepeného mezi dvě takové desky nebo pomocí následně přidávaného materiálu na vnější straně, neboť slabé konstrukční dřevěné desky nemají dobré izolační vlastnosti. Desky na bázi dřeva jsou vyráběny z vysoce kvalitních jehličnatých dřevin. Převážně jsou obsaženy smrkové třísky a částečně se využívá i třísek z borovice. Tyto třísky se šetrným způsobem vysušují a následně nasytí syntetickými pryskyřicemi a také stanoveným podílem parafínové emulze. Výhradně se používá pojivo na bázi polyuretanových pryskyřic, které neobsahuje formaldehyd a není zdraví a životnímu prostředí škodlivé.
Existuje mnoho tepelně izolačních materiálů typu polystyrenu, polyuretanu, minerální vaty, které se připojují ke konstrukčnímu prvku různými způsoby, většinou lepením nebo mechanickým upevněním. Nevýhodou je, že materiály na základě organických polymerů jako je polystyren či polyuretan mají velmi nízkou tepelnou odolnost.
V patentovém spisu CZ 305741 B6 zveřejněném 24.02.2016 je popsán geopolymemí kompozitní materiál s nízkou měrnou hmotností vhodný ke konstrukci protipožárních zábran, který jako plnivo obsahuje čedičová, uhlíková nebo skleněná vlákna, foto pojivo obsahuje surovinu obsahující metakaolin, mletou vysokopecní granulovanou strusku, roztok křemičitanu sodného, čedičový, skleněný nebo uhlíkový sekaný vlákenný materiál a hliníkový prášek. Tento patent popisuje přípravu klíčeného geopolymemího kompozitu, neřeší však konkrétní konstrukční prvek a nevyužívá odpadní materiál s obsahem minerálů ze skupiny granátu. Nevěnuje se také ochraně povrchu konstrukčního prvku vůči nepříznivým podmínkám.
Patentový spis CZ/EP 2642042T3 zveřejněný 25.11.2015 se týká předem lité tepelně izolované části stěny používané při výrobě konstrukčních stěn pro domy a další konstrukce. Tento vynález je založen pouze na jednom konstrukčním materiálu - betonu, který je odléván do bednění.
Ve zveřejněné mezinárodní patentové přihlášce W0 2004110951 AI zveřejněné 23.12.2004 je popsán vrstvený žáruvzdorný systém, který sestává z minimálně jedné vrstvy alkalicky aktivované aluminosilikátové pryskyřice a minimálně jedné vrstvy z oblasti izolační vrstvy, bobtnající vrstvy, pěnové vrstvy, vrstvy z minerální vlny, reflexního povrchu či vrstvy z výztuže. V tomto vynálezu však není řešena povrchová ochrana alkalicky aktivované aluminosilikátové vrstvy vůči mechanickému poškození a chemickému působení. Není zde řešena ani úprava hydrofobity či hydrofility povrchu. Také zde není využit pro přípravu geopolymeru odpadní materiál ze skupiny granátu.
Zveřejněná mezinárodní patentová přihláška WO 2016016385 AI zveřejněná 04.02.2016 popisuje použití a způsob nanášení geopolymerů pro povrchové úpravy a malty ve stavebnictví. Tento vynález nepopisuje konkrétní konstrukční prvek vhodný pro dřevostavby. Nevěnuje se ani ochraně jeho povrchu vůči nepříznivým podmínkám a nevyužívá pro přípravu geopolymeru odpadní materiál ze skupiny granátu.
Podstata technického řešení
Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek tvoří minimálně osm vzájemné spojených vrstev, z nichž nosnou vrstvu představují dvě desky na bázi dřeva, mezi nimiž je vlepena izolační vrstva pomocí spojovacího geopolymemího žáruvzdorného materiálu. Na povrchu nosných desek je nanesena souvislá porézní geopolymemí žáruvzdorná vrstva a/nebo souvislá plná geopolymemí žáruvzdorná vrstva. Finální úprava vrstveného žáruvzdorného konstrukčního prvku se skládá z otěru vzdorné ochranné vrstvy tvořené plazmovým nástřikem, která je nanesena na vnější straně či na obou stranách žáruvzdorného konstrukčního prvku. Tato otěruvzdomá ochranná vrstva výrazně zlepšuje otěruvzdomost povrchu, odolnost kyselému prostředí a určuje jeho hydrofilitu nebo hydrofobitu podle požadovaného typu žáruvzdorného konstrukčního prvku. Otěruvzdomá
-2CZ 32287 UI ochranná vrstva vykazuje tloušťku 0,3 mm až 5,0 mm a sestává z CrO3+5SiO2+3TiO2 nebo A12O3 nebo ZrSiCO4 nebo Fe3A12(SiO4)3.
Izolační vrstva o tloušťce 50 mm až 250 mm je tvořena pěnovým polystyrénem nebo minerální vatou. Dvojice nosných desek je o tloušťce 8 mm až 25 mm a je vytvořena kompozitem na bázi dřeva. Porézní geopolymemí žáruvzdorná vrstva nebo plná geopolymemí žáruvzdorná vrstva vykazuje tloušťku 2 mm až 50 mm a s výhodou obsahuje materiál s obsahem minerálu ze skupiny granátu.
Podle technického řešení spojovací geopolymemí žáruvzdorný materiál a plnou geopolymemí žáruvzdornou vrstvu tvoří geopolymemí materiál s obsahem 25 % hmotn. až 50 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit, 25 % hmotn. až 45 % hmotn. vodného roztoku křemičitanu sodného a/nebo draselného a 5 % hmotn. až 50 % hmotn. plniva ze suroviny obsahující více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu, příkladně almandin, pyrop.
Podle technického řešení spojovací geopolymemí žáruvzdorný materiál a porézní geopolymemí žáruvzdornou vrstvu tvoří geopolymemí materiál s obsahem 25 % hmotn. až 50 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit, 25 % hmotn. až 45 % hmotn. vodného roztoku křemičitanu sodného a/nebo draselného, 5 % hmotn. až 50 % hmotn. plniva ze suroviny obsahující více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu, příkladně almandin, pyrop a čistý hliníkový prášek nebo hliníková pasta v množství 0,5 % hmotn. až 2,5 % hmotn.
Dalším plnivem kromě suroviny obsahující minerály ze skupiny granátu jsou 2 % hmotn. až 50 % hmotn. suroviny obsahující sekaná čedičová vlákna a/nebo sekaná skleněná vlákna a/nebo sekaná uhlíková vlákna o délce 2 mm až 25 mm a/nebo 5 % hmotn. až 50 % hmotn. suroviny obsahující křemičitý písek o velikosti zrna 0,1 mm až 2 mm a/nebo 1 % hmotn. až 6 % hmotn. termální siliky.
Nosné vrstvy ve formě dvojice desek žáruvzdorného konstrukčního prvku zahrnují desky na bázi dřeva, izolační vrstva obsahuje materiály s teplotní vodivostí nižší než 0,2 W/m.K. Spojovací geopolymemí žáruvzdorný materiál, plná geopolymemí žáruvzdorná vrstva a porézní geopolymemí žáruvzdorná vrstva zahrnují geopolymemí kompozitní materiál s obsahem suroviny s minerálem ze skupiny granátu a s možností obsahu technických anorganických vláken, křemičitého písku, termální siliky a eventuálně v případě porézní geopolymemí žáruvzdorné vrstvy hliníkového prášku či pasty. Otěruvzdomá ochranná vrstva je tvořena plazmovým nástřikem a zajišťuje žáruvzdornému konstrukčnímu prvku vysokou otěruvzdomost, tvrdost a odolnost proti kyselému prostředí a také řízenou fydrofobitu či hydrofilitu.
Předkládané řešení se týká využití odpadního materiálu ze skupiny granátu pro výrobu plošného vrstveného žáruvzdorného konstrukčního prvku s odolnou ochrannou vrstvou na povrchu výrobku, který je možno použít pro konstrukci dřevostaveb. Tento konstrukční prvek se skládá z minimálně osmi nerozebíratelně spojených vrstev, kterými jsou dvě nosné desky na bázi dřeva, mezi kterými je izolační vrstva. Obě nosné desky na bázi dřeva jsou pokryty na vnějším povrchu z obou stran žáruvzdornou vrstvou geopolymemího kompozitního materiálu, který zároveň tvoří adhezní vrstvu mezi nosnými deskami na bázi dřeva a izolačním materiálem. Alespoň na vnější straně žáruvzdorného konstrukčního prvku vzhledem ke konstrukci stavby je otěruvzdomá ochranná vrstva vytvořená plazmovým nástřikem.
Oproti známým řešením týkajících se problematiky geopolymemích materiálů se předkládané technické řešení liší tím, že žáruvzdorný geopolymemí materiál obsahuje odpadní materiál s minerály ze skupiny granátu, například almandin, pyrop apod. Žáruvzdorný geopolymemí materiál může dále s výhodou obsahovat technická vlákna jako výztuž a může být lehčený změnou jeho porozity. Výhodou navrhovaného žáruvzdorného konstrukčního prvku je vnější otěruvzdomá ochranná vrstva vytvořená plazmovým nástřikem, která zajišťuje ochranu žáruvzdorných geopolymemích vrstev a celého žáruvzdorného konstrukčního prvku před
-3CZ 32287 UI nepříznivými vlivy jako jsou mechanické poškození, chemické vlivy či vlhkost prostředí. Další nespornou výhodou vrstveného žáruvzdorného konstrukčního prvku s otěruvzdornou ochrannou vrstvou na povrchu je vyztužení a zvýšení stability celé konstrukce dřevostavby proti vnějším nepříznivým účinkům.
Výhoda celé kompozice podle navrhovaného technického řešení oproti běžným stavebním prvkům pro konstrukci dřevostaveb je především ve vysoké žáruvzdornosti výrobku, minimalizace jedovatých výparů v případě vysokého tepelného zatížení, zvýšení životnosti tohoto konstrukčního stavebního prvku, zlepšení povrchových užitných vlastností konstrukčního stavebního prvku.
Způsob přípravy žáruvzdorných ochranných vrstev
Žáruvzdorné ochranné vrstvy (vrstvy 2, 4 a 5) sestávají z geopolymemího materiálu, který obsahuje 30 až 95 % komerčního geopolymemího pojivá (Baucis LNa, Baucis LBNa, Baucis LK, Baucis KNa - České lupkové závody a.s.) a 5 až 70 % plniva (s výhodou z více složek) a dalších aditiv.
Geopolymemí pojivo je složené z pevné složky a ze složky kapalné. Pevná složka obsahuje surovinu obsahující převážně metakaolinit. Kapalnou složku tvoří sodný a/nebo draselný aktivátor, který je ve formě vodného roztoku křemičitanu sodného nebo draselného se silikátovým modulem 1,6 až 3,6.
Jako plnivo je s výhodou použit odpadní materiál obsahující alespoň 70 % hmotn. minerálu ze skupiny granátu s v kombinaci s dalšími plnivy, kterými mohou být křemičitý písek o střední velikosti zrna 0,1 až 2 mm a/nebo skleněná vlákna o délce 2 až 5 mm a/nebo čedičová vlákna o délce 2 až 25 mm a/nebo uhlíková vlákna o délce 2 až 5 mm a/nebo termální silika.
Za účelem vytvoření porézního geopolymeru, tedy spojovacího geopolymemího žáruvzdorného materiálu a/nebo porézní geopolymemí žáruvzdorné vrstvy je přidáváno jako aditivum čistý hliníkový prášek se střední velikosti zrna menší než 0,5 mm a/nebo hliníková pasta.
Připravený geopolymemí materiál potom obsahuje 25 až 50 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit, 25 až 45 % hmotn. vodného roztoku křemičitanu sodného a/nebo draselného, 5 až 50 % hmotn. plniva z odpadní suroviny obsahující více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu, 2 až 50 % hmotn. suroviny obsahující sekaná čedičová a/nebo sekaná skleněná a/nebo sekaná uhlíková vlákna a/nebo 5 až 50 % hmotn. suroviny obsahující křemičitý písek a/nebo 1 až 6 % hmotn. termální siliky. Pro účel přípravy porézního geopolymemího žáruvzdorného materiálu nebo porézní geopolymemí žáruvzdorné vrstvy obsahuje 0,5 až 2,5 % hmotn. čistého hliníkového prášku nebo hliníkové pasty.
Geopolymemí materiály jsou připravovány mícháním, kdy se nejprve promíchají pevná a kapalná složka komerčního geopolymemího pojivá, následně se přidají složky plniva a míchání je prováděno do doby, kdy vznikne hmota gelovitého charakteru (cca 10 min). Pro přípravu porézních geopolymeru se nakonec ještě přimísí aditivum. Geopolymer je potom na připravený materiál v příslušné vrstvě nanášen pomocí lití, dusání, omítání či stříkání. Je-li vrstva geopolymeru stříkána mezi vymezující latě, lze ji po vypěnění zarovnat strunou.
Způsob přípravy žáruvzdorného konstrukčního prvku
Konstrukční prvky je výhodné připravovat jako panely, a to v horizontální poloze.
Nosné desky na bázi dřeva pro konstrukční prvek se připravují broušením buď jedné nebo obou stran. Deska se vloží do formy s odpovídajícími rozměry, aby se předešlo pře tokům materiálu. Na obroušené strany desek se nanášejí vrstvy porézního a plného geopolymeru. Po nanesení
-4CZ 32287 UI první vrstvy se tato nechá zatvrdnout po dobu nejméně 3 hodin. Vrstvuje třeba zakrýt fólií pro zamezení popraskání. Po zatvrdnutí první vrstvy se po odstranění fólie nanáší další vrstva, která se opět nechá zatvrdnout pokrytá fólií po dobu nejméně 3 hodin. Takto vytvořený sendviě se pokryje fólií a nechá se vytvrdit do koneěného stavu za laboratorní ěi zvýšené teploty. Vytvrzení za laboratorní teploty by mělo probíhat nejméně 10 dní. K vytvrzování celého sendviče za zvýšené teploty je možno použít zpracování podle technologického předpisu:
1. V přikrytých formách ponechat alespoň 3 dny, potom v přikrytých formách vložit do sušárny na 45 °C po dobu 5 hodin.
2. Odformovat a ponechat v sušárně při teplotě 82 °C po dobu 15 hodin.
Potom je deska připravena pro povrchovou úpravu plazmovým žárovým ochranným nástřikem, který se nanese na všechny desky nebo jen na polovinu desek, podle požadavku umístění otěruvzdomé ochranné vrstvy pouze na vnější ěi na obě strany vrstveného žáruvzdorného konstrukčního prvku.
Po nanesení otěruvzdomé ochranné vrstvy plazmovým nástřikem je deska připravena k dokončení celého žáruvzdorného konstrukčního prvku. Deska je vložena do formy nanesenými vrstvami dolů, na čistou stranu této desky se nanese spojovací geopolymemí žáruvzdorná vrstva, na ní je vložena izolační vrstva, která je opět opatřena spojovacím geopolymemím žáruvzdorným materiálem a poté je vložena druhá nosná deska na bázi dřeva nanesenými vrstvami nahoru. V tomto případě je nutno desky fixovat proti vzájemnému posuvu, aby nedocházelo ke změně tvaru žáruvzdorného konstrukčního prvku. Po vytvrzení geopolymemího materiálu za laboratorní nebo zvýšené teploty stejným způsobem, jak bylo popsáno výše, je hotový finální žáruvzdorný konstrukční prvek.
Otěruvzdomá ochranná vrstva - povrchová úprava žáruvzdorného konstrukčního prvku
Otěruvzdomá ochranná vrstva je za účelem zvýšení otěruvzdomosti a řízené hydrofility ěi hydrofobity tvořena různými variantami nástřiků s označením a obsahem CrOj+sSio^TiCh, ZrSiO4, ALO3 a popřípadě nástřikem z granátu almandinového složení Fe3Al2(SiO4)3 (křemiěitan železnato-hlinitý). Tato vrstva má za úkol chránit žáruvzdorný konstrukční prvek od nepříznivých vlivů, např. od mechanického poškození, chemických vlivů ěi vlhkosti prostředí. Každý z uvedených plazmových nástřiků má konkrétní vlastnosti a tím se jeho funkčnost na povrchu žáruvzdorného konstrukčního prvku výrazně liší. Plazmový nástřik je tvořen několika vrstvami diskových útvarů a dále obsahuje dutiny, neroztavené částice a jiné nehomogenity, ěímž mění vlastnosti základního materiálu. Při samotném procesu nanášení roztavený materiál ve formě kapek dopadá na substrát, kde dochází ke ztuhnutí. Všechny navrhované nástřiky jsou velice tvrdé s vysokou otěruvzdomosti.
Plazmový nástřik CrO3+5SiO2+3TiO2 zlepšuje mechanicko únavové vlastnosti podkladového materiálu, zajišťuje odolnost proti mechanickému poškození konstrukčního prvku a výrazně zvyšuje hydrofobitu povrchu. Laboratorní výzkum prokazuje, že nově vytvořený povrch plazmatickou úpravou má úhel smáčení v rozmezí 115° až 120°. Navrhnutý plazmový nástřik CrO3+5SiO2+3TiO2 na povrchu konstrukčního prvku má následující fyzikální vlastnosti: bod tání - 2300 °C, specifická hustota 5,02 g/cm3, specifická tepelná kapacita 680 J/kg.K a tepelná vodivost 2,4 W/m.K.
Plazmový nástřik ZrSiO4 zajišťuje jak odolnost proti mechanickému poškození konstrukčního prvku, tak i výrazně hydrofilní vlastnosti povrchu. Laboratorní výzkum prokazuje, že nově vytvořený povrch plazmatickou úpravou má úhel smáčení v rozmezí 15° až 20°. Navrhnutý plazmový nástřik ZrSiO4 na povrchu konstrukčního prvku má následující fyzikální vlastnosti: bod tání - 1676 °C, specifická hustota 4,62 g/cm3, specifická tepelná kapacita 548 J/kg.K a tepelná vodivost 1,2 W/m.K.
-5 CZ 32287 Ul
Plazmový nástřik A12O3 zajišťuje jak odolnost proti mechanickému poškození, tak i zlepšuje design konstrukčního prvku. Laboratorní výzkum prokazuje, že nově vytvořený povrch plazmatickou úpravou má úhel smáčení v rozmezí 65° až 70°. Navrhnutý plazmový nástřik A12O3 na povrchu konstrukčního prvku má následující fyzikální vlastnosti: bod tání ~ 2050 °C, specifická hustota 3,98 g/cm3, specifická tepelná kapacita 8258 J/kg.K a tepelná vodivost 3,8 W/m.K.
U plazmového nástřiku se vstupním materiálem z granátu almandinového typu (křemičitan železnato-hlinitý) Fe3A12(SiO4)3 je velice významná velmi nízká pórovitost, která je rozhodující pro jeho povrchové vlastnosti (často se používá jako korozní ochrana). Pórovitost nástřiku dosahuje hodnot okolo 2 %. Příčinou nízké pórovitosti je amorfní stav nástřiku, v jehož důsledku jsou póry malé, kulovité a navzájem nepropojené. Navrhnutý plazmový nástřik Fe3A12(SiO4)3 na povrchu žáruvzdorného konstrukčního prvku má následující fyzikální vlastnosti: bod tání - 1370 °C a specifická hustota 4,11 g/cm3.
Objasnění výkresů
Řešení podle předloženého návrhu je schematicky a v příkladném uspořádání ukázáno na výkrese, kde značí obr. 1 ukázku konstrukce plošného vrstveného žáruvzdorného konstrukčního prvku v řezu a to včetně příkladných rozměrů jednotlivých komponent konstrukčního prvku určeného především pro konstrukce ze dřeva, přičemž obr. la ukazuje sestavu konstrukčního prvku od středové izolační vrstvy směrem vpravo a obr. 1b ukazuje sestavu konstrukčního prvku od středové izolační vrstvy vlevo, kde na izolační vrstvu navazují vpravo a vlevo uspořádané nosné desky na bázi dřeva, které jsou připojeny k izolační vrstvě pomocí spojovacího geopolymemího žáruvzdorného materiálu a ke dvojici nosných desek je nerozebíratelně připojena porézní geopolymemí žáruvzdorná vrstva a také plná geopolymemí žáruvzdorná vrstva, načež je vnější povrch žáruvzdorného konstrukčního prvku alespoň z jedné strany opatřen otěru vzdornou ochrannou vrstvou.
Příklady uskutečnění technického řešení
Obr. 1, obr. la a obr. 1b ukazují příkladnou sestavu plošného vrstveného žáruvzdorného konstrukčního prvku, zobrazeného v řezu. Střední část žáruvzdorného konstrukčního prvku tvoří izolační vrstva 1 z pěnového polystyrénu nebo z minerální vaty vlepená spojovacím geopolymemím žáruvzdorným materiálem 2 ke dvojici nosných desek 3, pokrytých z obou stran jednou či více vrstvami geopolymemího žáruvzdorného materiálu obsahujícího minerál ze skupiny granátu. Na dvojici nosných desek 3 je nejprve nanesena porézní geopolymemí žáruvzdorná vrstva 4 a na ni plná geopolymemí žáruvzdorná vrstva 5. Žáruvzdorný konstrukční prvek je následně alespoň na jednom svém povrchu překryt otěruvzdomou ochrannou vrstvou 6 vytvořenou plazmovým nástřikem, nanesenou na vrstvu 5 geopolymemího žáruvzdorného materiálu nebo nanesenou na vrstvu 4 v případě, že žáruvzdorný konstrukční prvek neobsahuje plnou geopolymemí žáruvzdornou vrstvu 5.
Příklad 1
Žáruvzdorný konstrukční prvek s hydrofóbní otěruvzdomou povrchovou úpravou.
Konstrukční prvek s hydrofóbní otěruvzdomou povrchovou úpravou sestává z izolační vrstvy tvořené polystyrénovou deskou o tloušťce 100 mm, která je vlepena mezi dvě nosné desky tvořené OSB deskami o tloušťce 12 mm geopolymemím materiálem A. Tento geopolymemí materiál A obsahuje 39 % hmotn. draselného alkalického aktivátoru komerčně prodávaného produktu Baucis LK - kapalná složka (České Lupkové závody, a.s.), 44 % hmotn. suroviny
-6CZ 32287 UI obsahující metakaolinit komerčně prodávaného produktu Baucis LK - suchá složka a 8,7 % hmotn. křemičitého písku se střední zrnitostí 0,2 mm, 2,6 % hmotn. termální siliky a 5 % hmotn. odpadního materiálu obsahujícího více než 70 % hmotn. minerálu ze skupiny granátu. Nakonec je přidáno 0,7 % hmotn. hliníkového prášku, který zajistí urychlené tuhnutí a napěnění geopolymemího materiálu.
Tento sendvič je z vnitřní strany vzhledem ke konstrukci domu opatřen nástřikem geopolymemí žáruvzdorné vrstvy o tloušťce 3 mm, jejíž materiál B sestává z 27,5 % hmotn. draselného alkalického aktivátoru komerčně prodávaného produktu Baucis LK - kapalná složka (České Lupkové závody, a.s.), 30,5 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit komerčně prodávaného produktu Baucis LK - suchá složka. 20 % hmotn. vysušeného odpadního materiálu po řezání vodním paprskem obsahujícího více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu, 20 % hmotn. křemičitého písku se střední zrnitostí 0,2 mm a 2 % hmotn. termální siliky.
Z vnější strany vzhledem ke konstrukci domu je tento sendvič opatřen porézní geopolymemí žáruvzdornou vrstvou o tloušťce 20 mm, jejíž materiál C obsahuje 38,3 % hmotn. draselného alkalického aktivátoru komerčně prodávaného produktu Baucis LK - kapalná složka (České Lupkové závody, a.s.), 42,5 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit komerčně prodávaného produktu Baucis LK - suchá složka, 12,8 % hmotn. vysušeného odpadního materiálu po řezání vodním paprskem obsahujícího více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu, 2,6 % hmotn. termální siliky a 3 % hmotn. sekaných čedičových vláken. Nakonec je do směsi přidáno 0,8 % hmotn. hliníkového prášku, který zajistí urychlené tuhnutí a napěnění geopolymemí vrstvy C. Na tuto vrstvuje po 3 hodinách nanesen nástřik žáruvzdorného materiálu B o tloušťce 3 mm, jehož složení je uvedeno v přechozím odstavci.
Celý sendvič je zabalen do neprodyšné fólie a ponechán zrát minimálně 10 dnů za laboratorní teploty. Následně je na vnější žáruvzdornou vrstvu geopolymeru B nanesena otěruvzdomá ochranná vrstva CrO3+5SiO2+3TiO2 o tloušťce 0,3 mm pomocí plazmového nástřiku, která zajišťuje žáruvzdornému konstrukčnímu prvku vysokou otěruvzdomost a hydrofobitu.
Tento žáruvzdorný konstrukční prvek s hydrofóbní otěruvzdomou povrchovou úpravou je možno použít na dřevostavby se zlepšeným tepelným komfortem a vysokou požární odolností.
Příklad 2
Tenkostěnný žáruvzdorný konstrukční prvek s nízkoporézní otěruvzdomou povrchovou úpravou.
Tenkostěnný žáruvzdorný konstrukční prvek s nízkoporézní otěruvzdomou povrchovou úpravou sestává z izolační vrstvy tvořené polystyrénovou deskou o tloušťce 50 mm, která je vlepena mezi dvě nosné vrstvy z OSB desek o tloušťce 8 mm porézním geopolymerním materiálem C, jehož složení je uvedeno v příkladu 1. OSB desky jsou z vnější strany opatřeny nástřikem žáruvzdorného geopolymemího materiálu D o tloušťce 3 mm, který sestává z 26 % hmotn. draselného alkalického aktivátoru komerčně prodávaného produktu Baucis LNa - kapalná složka (České Lupkové závody, a.s.), 29 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit komerčně prodávaného produktu Baucis LNa - suchá složka, 16 % hmotn. vysušeného odpadního materiálu po řezání vodním paprskem obsahujícího více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu a 29 % hmotn. křemičitého písku se střední zrnitostí 0,1 mm. Celý sendvič se nechá zrát v přikrytých formách za laboratorní teploty alespoň 3 dny, který se potom v přikrytých formách vloží do sušárny na 45 °C po dobu 5 hodin. Po odformování se žáruvzdorný konstrukční prvek vytvrdí v sušárně při teplotě 82 °C po dobu 15 hodin. Následně je na žáruvzdorné geopolymemí vrstvě D na vnější straně konstrukčního prvku vzhledem k domu vytvořena otěruvzdomá ochranná vrstva pomocí plazmového nástřiku z křemičitanu železnato-hlinitého (Fe3Ak(SiO4)3) o tloušťce 0,5 mm, která zajišťuje žáruvzdornému konstrukčnímu prvku z jeho vnější strany vysokou odolnost proti mechanickému poškození a nízkou porozitu.
-7 CZ 32287 UI
Tento tenkostěnný žáruvzdorný konstrukční prvek s nízko porézní otěruvzdomou povrchovou úpravou je vhodný na dřevostavby se zvýšenou požární odolností, u kterých je třeba z hlediska úspory místa velmi tenkých stěn.
Příklad 3
Vyztužený žáruvzdorný konstrukční prvek se zvýšenou tepelnou akumulací a vynikajícím tepelným komfortem.
Vyztužený žáruvzdorný konstrukční prvek se zvýšenou tepelnou akumulací a vynikajícím tepelným komfortem sestává z izolační vrstvy tvořené minerální vatou o tloušťce 200 mm, která je vlepena mezi dvě nosné vrstvy z OSB desek o tloušťce 22 mm geopolymemím žáruvzdorným materiálem E. Tento geopolymemí žáruvzdorný materiál E obsahuje 27 % hmotn. draselného alkalického aktivátoru komerčně prodávaného produktu Baucis LK - kapalná složka (České Lupkové závody, a.s.), 31 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit komerčně prodávaného produktu Baucis LK - suchá složka, 34 % hmotn. křemičitého písku se střední zrnitostí 0,2 mm, 3 % hmotn. termální siliky a 5 % hmotn. odpadního materiálu obsahujícího více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu. Tento sendvič je z vnitřní strany vzhledem ke konstrukci domu opatřen porézním nástřikem geopolymemí žáruvzdorné vrstvy F o tloušťce 10 mm, která sestává z 30 % hmotn. draselného alkalického aktivátoru komerčně prodávaného produktu Baucis LK kapalná složka (České Lupkové závody, a.s.), 33,5 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit komerčně prodávaného produktu Baucis LK - suchá složka, 7 % hmotn. odpadního materiálu obsahujícího více než 70 % minerálů ze skupiny granátu, 26,8 % hmotn. křemičitého písku se střední zrnitostí 0,2 mm a 2 % hmotn. termální siliky. Nakonec je do této směsi přidáno 0,7 % hmotn. hliníkového prášku. Na tuto vrstvu je nanesena vyrovnávací vrstva ze žáruvzdorného geopolymeru typu B popsaného v příkladu 1 o tloušťce 2 mm.
Z vnější strany vzhledem ke konstrukci domu je sendvič opatřen porézním nástřikem geopolymemího žáruvzdorného materiálu C popsaného v příkladu 1 o tloušťce 40 mm. Na tuto vrstvu je nanesena vyrovnávací vrstva ze žáruvzdorného geopolymeru typu B popsaného v příkladu 1 o tloušťce 2 mm. Z obou stran je žáruvzdorný konstrukční prvek chráněn tvrdou otěruvzdomou ochrannou pohledovou vrstvou A12O3 o tloušťce 0,8 mm.
Tento vyztužený žáruvzdorný konstrukční prvek podle příkladu 3 vyniká vysokou požární odolností a zvýšenou tepelnou akumulací, která zajišťuje vysoký tepelný komfort. Kompozice konstrukčního prvku zajišťuje vyztužení a zvýšení stability celé konstrukce dřevostavby proti vnějším účinkům. Povrchová otěruvzdomá ochranná vrstva A12O3 zajišťuje nejen výbornou tvrdost a otěruvzdomost povrchu, ale také estetický vzhled konstrukčního prvku.

Claims (8)

1. Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek s otěruvzdomou povrchovou úpravou, zejména pro konstrukce ze dřeva, vyznačující se tím, že se skládá z izolační vrstvy (1) vlepené spojovacím geopolymemím žáruvzdorným materiálem (2) mezi dvě nosné desky (3) pokryté na obou vnějších plochách porézní geopolymemí žáruvzdornou vrstvou (4) a/nebo geopolymemí žáruvzdornou vrstvou (5), která je překryta alespoň na vnější straně žáruvzdorného konstrukčního prvku vzhledem ke konstrukci stavby, příkladně domu, otěruvzdomou ochrannou vrstvou (6) vytvořenou plazmovým nástřikem, kde izolační vrstva (1) o tloušťce 50 mm až 250 mm je tvořena pěnovým polystyrénem nebo minerální vatou, dvojice nosných desek (3) o tloušťce 8 mm až 25 mm je vytvořena na bázi dřeva, porézní geopolymemí žáruvzdorná vrstva (4) nebo geopolymemí žáruvzdorná vrstva (5) vykazuje tloušťku 2 mm až 50 mm a obsahuje materiál s obsahem minerálu ze skupiny granátu a otěruvzdomá ochranná vrstva (6) s řízenými
-8CZ 32287 UI povrchovými vlastnostmi vykazuje tloušťku 0,3 mm až 5,0 mm a sestává z CrCh+SSiCh+STiCh nebo A12O3 nebo ZrSiO4 nebo Fe3Al2(SiO4)3.
2. Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že spojovací geopolymemí žáruvzdorný materiál (2) a geopolymemí žáruvzdornou vrstvu (5) tvoří geopolymemí materiál s obsahem 25 % hmotn. až 50 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit, 25 % hmotn. až 45 % hmotn. vodného roztoku křemičitanu sodného a/nebo draselného a 5 % hmotn. až 50 % hmotn. plniva ze suroviny obsahující více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu, příkladně almandin, pyrop.
3. Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek podle nároku 2, vyznačující se tím, že plnivem pro spojovací geopolymemí žáruvzdorný materiál (2) a geopolymemí žáruvzdornou vrstvu (5) také jsou 2 % hmotn. až 50 % hmotn. suroviny obsahující sekaná čedičová vlákna a/nebo sekaná skleněná vlákna a/nebo sekaná uhlíková vlákna o délce 2 mm až 25 mm a/nebo 5 % hmotn. až 50 % hmotn. suroviny obsahující křemičitý písek o velikosti zrna 0,1 mm až 2 mm a/nebo 1 % hmotn. až 6 % hmotn. termální siliky.
4. Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že porézní geopolymemí žáruvzdornou vrstvu (4) a spojovací geopolymemí žáruvzdorný materiál (2) tvoří geopolymemí pojivo s obsahem 25 % hmotn. až 50 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit, 25 % hmotn. až 45 % hmotn. vodného roztoku křemičitanu sodného a/nebo draselného, 5 % hmotn. až 50 % hmotn. plniva ze suroviny obsahující více než 70 % hmotn. minerálů ze skupiny granátu, příkladně almandin, pyrop a čistý hliníkový prášek nebo hliníkovou pastu v množství 0,5 % hmotn. až 2,5 % hmotn.
5. Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek podle nároku 4, vyznačující se tím, že plnivem pro porézní geopolymemí žáruvzdornou vrstvu (4) a spojovací geopolymemí žáruvzdorný materiál (2) také jsou 2 % hmotn. až 50 % hmotn. suroviny obsahující sekaná čedičová vlákna a/nebo sekaná skleněná vlákna a/nebo sekaná uhlíková vlákna o délce 2 mm až 25 mm a/nebo 5 % hmotn. až 50 % hmotn. suroviny obsahující křemičitý písek o velikosti zrna 0,1 mm až 2 mm a/nebo 1 % hmotn. až 6 % hmotn. termální siliky.
6. Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že otěruvzdomá ochranná vrstva (6) vytvořená plazmovým nástřikem se nachází vždy na vnější straně žáruvzdorného konstrukčního prvku vzhledem ke konstrukci stavby, příkladně domu.
7. Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že otěruvzdomá ochranná vrstva (6) s řízenými povrchovými vlastnostmi vykazuje hydrofóbní charakter.
8. Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že otěruvzdomá ochranná vrstva (6) s řízenými povrchovými vlastnostmi vykazuje hydrofilní charakter.
CZ2018-35338U 2018-05-30 2018-05-30 Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek s otěruvzdornou povrchovou úpravou, zejména pro konstrukce ze dřeva CZ32287U1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2018-35338U CZ32287U1 (cs) 2018-05-30 2018-05-30 Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek s otěruvzdornou povrchovou úpravou, zejména pro konstrukce ze dřeva

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2018-35338U CZ32287U1 (cs) 2018-05-30 2018-05-30 Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek s otěruvzdornou povrchovou úpravou, zejména pro konstrukce ze dřeva

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ32287U1 true CZ32287U1 (cs) 2018-11-06

Family

ID=64105749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2018-35338U CZ32287U1 (cs) 2018-05-30 2018-05-30 Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek s otěruvzdornou povrchovou úpravou, zejména pro konstrukce ze dřeva

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ32287U1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100887460B1 (ko) 복합 건축 재료
US20110256786A1 (en) Exterior building wall insulation systems with hygro thermal wrap
US20120317914A1 (en) Continuous thermal insulation and fire protective composite placed on thermo-grid designed for wind load transfer
KR101744601B1 (ko) 드라이비트 바탕조정용 단열방수몰탈
CH708688B1 (de) Stabiler Formkörper als Brandschutz und/oder Wärmedämmung und Leichtbauplatte mit einem solchen, Herstellverfahren und Verwendung davon sowie Bauwerk enthaltend einen stabilen Formkörper oder eine Leichtbauplatte.
EP1877353B1 (en) Article of lightweight inorganic agglomerate in form of slab, process of manufacturing the same and resulting panel
KR102123226B1 (ko) 무기질판 및 그 제조 방법
CZ307907B6 (cs) Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek s otěruvzdornou povrchovou úpravou, zejména pro konstrukce ze dřeva
CZ32287U1 (cs) Plošný vrstvený žáruvzdorný konstrukční prvek s otěruvzdornou povrchovou úpravou, zejména pro konstrukce ze dřeva
JP2000143328A (ja) 断熱被覆組成物
KR20130032766A (ko) 불연 세라믹 패널 및 그 제조 방법
KR20010012022A (ko) 황토 함유 건축 내장재
Xhexhi et al. Water absorption, capillarity action, and materials composition of different bricks and panels as part of the external coating of buildings. Case study: Tirana, Albania
EP0597982A4 (en) COMPOSITE STRUCTURE WITH FOAM CORE AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME.
IT202300018105A1 (it) Materiale composito a densità ridotta per uso in edilizia
KR20190049320A (ko) 난연성 발포체를 이용한 건축용 난연 패널
DK2647607T3 (en) Molded part and method for making such a molded part
CN207829237U (zh) 带肋木丝水泥板复合保温层永久化模板的现浇混凝土墙体
KR100302125B1 (ko) 유리섬유 강화 시멘트를 이용한 고건축물의 내/외장재 제조방법및 그 조성물
Helepciuc et al. Concrete with thermal insulating properties-a double benefit in terms of money and environmental protection
CN206015918U (zh) 一种钢结构外保护结构构件
RU2211898C1 (ru) Строительная панель
KR20200107504A (ko) 외벽단열용 접착 몰탈 조성물
CN220599015U (zh) 一种高耐磨增强型石膏基自流平界面结构
KR102228209B1 (ko) 친환경 왕겨를 이용한 차음 및 단열패널 및 이를 포함하는 차음 및 단열 바닥재

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20181106

MK1K Utility model expired

Effective date: 20220530