FI83943B - Byggnadselement. - Google Patents

Description

83943

RAKENNUSELEMENTTI - BYGGNADSELEMENT

Tämän keksinnön kohteena on rakennuselementti, joka on harkko, palkki tai pilari, ja johon kuuluu kova, raemuotoi-nen täyteaine, jonka hiukkasia pitää yhdessä vaahtomuovi-materiaali .

Kevyet vaahtomuoviset rakennuselementit, jotka sisältävät lisänä taloudellisista syistä kovien hiukkasten muodostamaa täytettä, ovat yleisesti tunnettuja. Näiden tunnettujen rakennusmateriaalien valmistuksella pyritään aikaansaamaan hiukkasten maksimaalinen tasaisesti jakautuminen ja jokaisen hiukkasen täydellinen upottaminen ympäröivään vaahto-muovimassaan. Tämän kaltainen tunnettu rakennuselementti voidaan valmistaa esimerkiksi siten, kuin saksalaisessa patentissa 2056063, jossa hiukkasten ja perliitin ja poly-uretaanivaahdon sekoitus on puristettu muottiin, jonka muotin yläosa on puristettu kohti alempaa osaa, samalla kun : ; vaahdotus tapahtuu. Kokoonpuristuminen ei kuitenkaan ole sen voimakkaampaa kuin että vaahdotusaine on saostettu hiukkasten väliin tavalla, jota kutsutaan "tietyn tyyppinen vaahdotusaineen seulamuoto perliittitäytteessä".

Kun tämän tyyppiset tunnetut rakennuselementit kehitetään tietyssä tarkoituksessa tuottamaan lämpöä ja ääntä eristävä kevyt rakennuselementti, on tämän keksinnön tarkoituksena aikaansaada halpa rakennusmateriaali, joka hyvien eristys-ja tulenkestävyysominaisuuksiensa lisäksi omaa sellaisen lujuuden, että sitä voidaan käyttää tukielementtinä raken-nuskonstruktioissa, esimerkiksi sillä tavalla, että ne voivat korvata tavalliset vahvistetut betoniset rakennuselementit, joiden paino- ja eristysominaisuudet ovat huonommat kuin keksinnön mukaisessa rakennuselementissä. Sen lisäksi on keksinnön tarkoituksena aikaansaada menetelmä ja laite rakennuselementtien valmistamiseksi.

2 83943

Keksinnön mukaiselle rakennuselementille on tunnusomaista se, että täyteaineen kovat hiukkaset on puristettu niin kiinteästi yhteen, että ne muodostavat yhtenäisen, kantavan, toisiaan vastaan olevista hiukkasista muodostuvan rakenteen, jotka hiukkaset on yhdistetty muovivaahdolla vain siinä määrin kuin on tarpeen kiinteästi yhteenpuris-tettujen hiukkasten välisten onttojen tilojen täyttämiseksi hiukkasten kittaamiseksi yhteen.

Täyteaine on puristettu niin tiukasti muottiin, että vaah-dottamisen jälkeen hiukkaset edelleen koskettavat toisiaan. Nämä ovat olosuhteet korkeiden puristusvoimien saavuttamiseksi .

Tällaisessa rakennusmateriaalissa on suuri määrä hyviä ominaisuuksia, joita ei ole ollut mahdollista yhdistää tähän asti tunnetuissa homogeenisissä rakennusmateriaaleissa. Itsekannattava kehikko ja vaahtomateriaalin rajoittaminen sen luonnollisiin reikiin aiheuttavat rakennusmateriaaliin yhdistetyn suuren lujuuden ja stabiliteetin kokoonpuristumista ja kutistumista vastaan ja erinomaiset tulenkes-tävyysominaisuudet sekä erittäin tyydyttävän pinnanlaadun.

: Tulen yllättäessä materiaali on itsestään sammuvaa ja suh-i . teellisen suurella osalla hiukkasia (esim. 85-90% lecaa) ja vastaavasti suhteellisen pienellä osalla vaahtomuovia (esim. 10-15% polyuretaania) on sellainen vaikutus, että ongelmat, jotka yleensä esiintyvät valettaessa paksuja vaahtomateriaalielementtejä ja jotka johtuvat vaahdon tuhoavasta lämmön kehittymisestä, on eliminoitu vähentyneen lämmön muodostuksen ansiosta sekä sen ansiosta, että par-tikkelit absorboivat ylimääräisen lämmön. Materiaalin vetolujuutta on myös helppo parantaa upottamalla siihen kuituja tai asentamalla vahvikkeita, esimerkiksi alumiinisia. Sen lisäksi, että epäorgaaniset kuidut parantavat vetolujuutta, .- on niillä tulen syttyessä stabilisoiva vaikutus, kuten sulatuksessa, jolloin ne auttavat liittämään epäorgaanisen 3 83943 täytteen yhteen, niin että tämä ei hajoa kun muovimateriaali karbonoituu. Tämä johtaa materiaalin sintrautumiseen, mikä toimii lämpösuojana estäen tulen etenemisen. Materiaali on helposti työstettävää, naulat pysyvät siinä ja se voidaan liimata. Pinta, jolla paitsi voidaan kävellä, on tehtävissä sileäksi ja hyvin maalattavaksi. Materiaalin valmistus kestää muutamia minuutteja, mikä tekee siitä erityisen sopivan elementtien jatkuvaan valmistukseen.

Rakennusmateriaali tuotetaan helposti menetelmällä, jossa menetelmässä vaahtoa muodostava aine sekoitetaan juoksevassa muodossa täyteaineeseen ennen kuin täyteaine johdetaan muottiin, jonka jälkeen materiaali puristetaan kokoon muotissa. Menetelmälle on tunnusomaista se, että kova raemuo-toinen materiaali ja vaahtoa muodostava sidosaine esisekoi-tetaan sekoitussuulakkeessa paineilman vaikutuksen alaisena, että näin muodostunutta seosta syötetään suulakkeen läpi samalla kun sitä paineilman avulla puhalletaan muottiin, ja että seos kokoonpuristetaan riittävästi, jotta hiukkaset tulevat kosketuksiin toistensa kanssa vaahtoa muodostavan sideaineen kovettuessa.

: Saksalaisesta patentista 2017548 on tunnettua syöttää pai- novoiman vaikutuksesta alaspäin liikkuviin täytteen hiukka-siin vaahtomateriaalia rengasmaisella suulakkeella, joka ympäröi hiukkasten syöttöputkea, mutta erityisen perinpoh-- jäistä sekoittumista ei näin saavuteta, varsinkaan kun on kysymys niistä suhteellisen pienistä vaahtomateriaalimää-ristä, joita käytetään liitettäessä rakennuselementin hiukkasia keksinnön mukaisesti yhteen. Suspensiohiukkasten injektoimisessa ilmavirtaan ja samanaikaisessa vaahtokompo- :nenttien sisäänvirtauksessa on kuitenkin mahdollista saavuttaa tehokas kaikkien hiukkasten verhoutuminen vaahtomuo- 4 83943 villa sekoitusnokassa ja sen jälkeen kun materiaali on injektoitu paineen alaisena muottiin se puristetaan. Menetelmässä injektoida paineilmalla on se etu, että muotin tuuletus, joka on välttämätön yli ilmäkehän olevan paineen poistamiseksi, poistaa vahingolliset kaasut ilman muita ilmastointi tarpeita.

Päinvastoin kuin tunnettu sekoitussuulake, on keksinnön mukainen suulake, joka on tarkoitettu hiukkas- ja paineilma-virtaa varten, itsepuhdistuva, niin että se voidaan käynnistää ja pysäyttää ilman että sitä puhdistetaan.

Rakennuselementtien valaminen voidaan suorittaa sinänsä tunnetulla tavalla tavallisissa suljetuissa muoteissa ja sen lisäksi muoteissa, jotka ovat molemmista päistään avoimia, kuten keksinnön mukaisella tavalla, jossa täytteen ja ennalta sekoitetun vaahtomuovin sekoitus injektoidaan se-koitussuulakkeesta yhden tai useamman suulakeputken läpi, jotka on sijoitettu muottien liikkeen suuntaan ja päättyvät tiettyyn kohtaan muotissa, jossa täytteen kokoonpuristami-nen aloitetaan. Tämä aikaansaa materiaalin tasaisen jakautumisen muotissa jatkuvan valun aikana, olipa muotti sta-tionäärinen, jolloin valukone liikkuu sitä pitkin tai päinvastoin muotti liikkuu pitkittäissuunnassa, esimerkiksi kuljetushihnalla tai rullakuljettimella. Jos on tarpeen, voidaan ylimääräisiä kemikaaleja tai sekoituksia, esimerkiksi lasikuituja tai polypropyleeniä, lisätä injektoimalla ne sekoitukseen, jolloin aikaansaadaan saman suuruinen lisäys kuituja, jotka ovat jakautuneet homogeenisesti tuotteeseen ilman flokkulaatiota.

Sen paineen lisäksi, joka aikaansaadaan vaahdottamalla kak-sikomponenttimateriaalia, kuten polyuretaania, on mahdollista varmistaa vielä paremmin, että kiinteät hiukkaset muodostavat kiinteän koherentin rungon liikuttamalla kek 5 83943 sinnön mukaisesti muotin vastakkaisia sivuja ja/tai ylä- ja alalevyä toisiaan kohti sinänsä tunnetulla tavalla. Vastaava menetelmä on esitetty US-patentissa 3560599, jossa tarkoitus ei kuitenkaan ole saavuttaa valumateriaalin lisäpu-ristusta, vaan säännöllisen kuperan yläreunan muodostaminen. Kokoonpuristaminen voidaan suorittaa myös yhden tai useamman männän tai täryelementin avulla.

Keksinnön mukainen rakennuselementti tai mahdollisesti useampi peräkkäinen keksinnön mukainen rakennuselementti voidaan tuottaa patenttivaatimuksen 10 johdanto-osan mukaisella laitteella, jolle systeemille on tunnusomaista se, mitä on sanottu patenttivaatimuksen tunnusmerkkiosassa. Hiukkasten ja vaahtokomponenttien sekoituksen injektoiminen tavanomaisesta sekoitussuulakkeesta muotin pitkittäissuuntaisten suulakeinjektioputkien läpi varmistaa homogeenisen, jatkuvasti valmistetun materiaalin tasaisesti jakautumisen, joka materiaali sen jälkeen puristetaan.

Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuv. 1 esittää systeemiä kaaviomaisesti sivulta katsottuna .

Kuv. 2 esittää kaaviomaista poikkileikkausta systeemissä käytettävän muotin sovellutusmuodosta.

Kuv. 3 ja 4 esittävät poikkileikkauksia kahdesta erilaisesta kuv.l esittämässä systeemissä käytettävästä muotista.

6 83943

Kuv. 5 esittää injektiolaitetta, johon kuuluu sekoitussuu-lake täytehiukkasten ja ennaltasekoitetun vaahtomateriaalin sekoittamiseksi ja injektoimiseksi.

Systeemiin kuuluu rullakuljetin 1, joka kannattaa muotin pohjia 2, joita kuljetetaan systeemin läpi peräkkäin. Systeemiin kuuluu myös rullakuljetin 3, jossa on rullat, jotka puristuvat muottien yläseinämän 4 yläreunaa vasten ja rullakul jettimet 5, joissa on rullat, jotka puristuvat muottien vastakkaisia sivuseinämiä 6,7 vasten.

Muotin pohjat 2 tuodaan systeemiin kuv.l vasemmassa reunassa kohdassa A, jossa, mikäli halutaan, ne voidaan varustaa vahvikkeella tai peitteellä, joka muodostaa valmiin raken-nuselementin ulkosivun. Kohdassa B muotin pohja kulkeutuu ohjausosaan 8, johon syötetään hiukkasmaista täytettä siilosta 9 sen jälkeen kun muotin pohjaan 2 on asennettu sivu-seinämät 6,7. Vaahtomuovia, sopivimmin polyuretaania, injektoidaan yhden tai useamman suulakeputken 12 läpi. Ohjausosassa 8 materiaali puristetaan kokoon mäntämekanismin 10 tai ruuvikuljettimen avulla - mahdollisesti täryttämällä samalla - ja muottien yläseinämät 4 sijoitetaan muottien päälle ennenkuin muotit kulkevat rullakuljettimen 3 alitse ja rullakuljettimien 5 välistä. Mikäli halutaan, voidaan ohut kalvo 11 vetää muotin yläseinämän 4 alle, joka muotti on avoin molemmista päistä, jotta yläseinämä vapauttaisi materiaalin helposti muottia purettaessa ja mahdollisesti muotin tiivistämiseksi.

Kuten kuviossa 2 on esitetty, voidaan sivuseinämät 5 suunnata lateraalisesti valmiin elementin leveyden säätämiseksi. Sen lisäksi voidaan rullakuljettimet 5 sovittaa siten, että ne puristavat sivuseinämiä 6 ja 7 sisäänpäin toisiaan kohti välittömästi sen jälkeen kun muotti on ohittanut oh- 7 83943 jausosan 8 suun. Vaahtomuovi injektoidaan muottiin sellaisen paineen alaisena ja siinä määrin, että se täyttää hiukkasten väliset aukot ja liittää ne yhteen kiinteäksi, monoliittiseksi seokseksi vaahtomuovin vaahdotuksen ja kovettumisen aikana.

On ymmärrettävää, että tuotettaessa kevyitä elementtejä on mahdollista käyttää stationääristä ohjausosaa ja valamis-ja kalibrointiputkea, joka on yhdistetty mainitun ohjausosan poistopäähän ja jonka läpi materiaalivirta kulkeutuu ja josta se tulee ulos kovettuneessa tilassa. Suurempien kohteiden ollessa kysymyksessä, esimerkiksi rakennusele-menttien, on kuitenkin tarpeen käyttää osaa E-F, edellämainittujen rullakuljettimien tai mahdollisesti päättömien hihnojen kuljettaessa muotin pohjia, yläseinämiä ja sivu-seinämiä.

Osassa F-G materiaalivirta puretaan muotista ja kohdassa G se leikataan halutun pituisiksi osiksi. Kuten nuolilla on osoitettu, kuljetetaan muotin pohjat ja seinämät takaisin täyttökohtaan, mahdollisen puhdistuksen jälkeen. Mikäli halutaan, voidaan muotin pohjat kuitenkin korvata ennalta kootuilla levyillä, kuten lastulevyillä, aspestilevyillä tai muilla levyillä, jotka jäävät valmistettuun kappaleeseen muodostaen pintapeitteen. Vahvistus- tai kannatusra-kenteisiin tarkoitetut alumiini- tai terästangot voidaan työntää ohjausosan 8 kautta mielivaltaisesti valittujen reikien läpi. Sähköputket tai muut putket voidaan asentaa samalla tavalla.

Jos systeemiä käytetään sellaisten rakennuselementtien valmistukseen, joilla on vakioleveys ja tapauksissa, joissa ei ole tarpeellista aikaansaada täytteen lisäpuristusta, voidaan muotit yksinkertaisesti muodostaa kuv.3 mukaisesti. Kuv.4 esittää poikkileikkausta muotista, jossa on säädettä- 8 83943 vä leveys. Myöskään tätä muottia ei ole sovitettu materiaalin kokoonpuristamiseen puristamalla sivuseinämiä yhteen ulkoisten rullakuljettimien vaikutuksen alaisena.

Kuv.5 esittää kaaviomaisesti laitetta materiaalin sekoittamiseksi ja injektoimiseksi muotteihin. Laitteeseen kuuluu hiukkasmaisen täytteen siilo 9, joka täyte injektoidaan pu-haltimen 14 avulla sekoitussuulakkeeseen 13, joka on sovitettu ottamaan vastaan myös ennaltasekoitettua muovivaahtoa suihkuttimesta 15. Suulakkeesta 13 valmis sekoitus injektoidaan esitetyn kaltaisiin muotteihin tai mahdollisesti stationäärisiin muotteihin, joissa on kokoonpuristuslait-teet, jotka tunnetaan betonivalmistuksesta.

Kuituja 17 tai muita lisäkkeitä voidaan syöttää sekoitussuulakkeeseen 13.

Paineilmasuulakkeet 16, jotka suurentavat turbulenttista virtausta, voidaan järjestää sekoitussuulakkeeseen 13. Nämä suulakkeet voivat olla tärkeitä myös sekoitussuulakkeen puhdistuksessa.

Säädettävät annostelulaitteet 18 sijaitsevat paikoissa, joissa materiaali syötetään.

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja systeemillä on tullut mahdolliseksi tuottaa yhdessä ainoassa prosessissa jatkuvan asennusmenetelmän mukaisesti monoliittisia, vahvistettuja rakennuselementtejä, jotka ovat itsekannattavia, korkean eristyskyvyn omaavia ja tulenkestäviä yhteenliitettyjen kiinteiden hiukkasten ja itsesammuvaa tyyppiä olevan vaah-tomateriaalin kovan puristuksen seurauksena. Lisäksi on tullut mahdolliseksi tuottaa yksinkertaisella tavalla elementtejä, joilla on mikä tahansa haluttu pintarakenne ja -peite.

Claims (11)

1. Rakennuselementti, joka on levy, harkko, palkki tai pilari, ja johon kuuluu kova, raemuotoinen täyteaine, jonka hiukkasia pitää yhdessä vaahtomuovimateriaali, tunnet-t u siitä, että täyteaineen kovat hiukkaset on puristettu niin kiinteästi yhteen, että ne muodostavat yhtenäisen, kantavan, toisiaan vastaan olevista hiukkasista muodostuvan rakenteen, jotka hiukkaset on yhdistetty muovivaahdolla vain siinä määrin kuin on tarpeen kiinteästi yhteenpuristettujen hiukkasten välisten onttojen tilojen täyttämiseksi hiukkasten kittaamiseksi yhteen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakennuselementti, tunnettu siitä, että kova raemuotoinen täyteaine muodostuu kevyistä, paisutetuista savikuulista <LEC$^.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakennuselementti, tunnettu siitä, että muovivaahto on kovettunutta polyuretaani vaahtoa .

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen rakennuselementti, tunnettu siitä, että hiukkasia on 85-90 %, ja että muovivaahtoa on 10-15 %.

5. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen rakennuselemen-tin valmistamiseksi, jossa menetelmässä vaahtoa muodostava aine sekoitetaan juoksevassa muodossa täyteaineeseen ennen kuin täyteaine johdetaan muottiin (2, 4, 6, 7), jonka jälkeen materiaali puristetaan kokoon muotissa, tunnettu siitä, että kova raemuotoinen materiaali ja vaahtoa muodostava sidosaine esisekoitetaan sekoitussuulakkeessa (13) paineilman vaikutuksen alaisena, että näin muodostunutta seosta syötetään suulakkeen läpi samalla kun sitä paineilman avulla puhalletaan muottiin (2, 4, 6, 7), ja että seos kokoonpuris- 10 83943 tetaan riittävästi, jotta hiukkaset tulevat kosketuksiin toistensa kanssa vaahtoa muodostavan sideaineen kovettuessa.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, jossa raken-nuselementti valetaan muotissa (2, 4, 6, 7), joka saatetaan liikkumaan suoraa rataa, tunnettu siitä, että seosta ruiskutetaan muotin liikesuuntaan järjestetyn suulakkeen (13) kautta kohdassa, jossa täyteaineen kokoonpuristus alkaa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että ainakin kaksi muotin yläosasta, pohjaosasta ja sivuosista (4, 2 ja 6, 7) saatetaan liikkumaan toisiaan kohti seoksen kokoonpuristamiseksi.

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että epäorgaanisia palonkestäviä kuituja lisätään seokseen tätä esisekoitettaessa, jotka kuidut palaessaan sulavat hiukkasten kittaamiseksi yhteen.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 5-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muotin pohja on ennalta valmistettu levy, joka saatetaan kiinnittymään kovettuneeseen po-lyuretaanivaahtoon ja muodostamaan pinnan näin valmistettavalle rakennuselementille.

9 83943

10. Laite patenttivaatimuksen 1 mukainen rakennuselementin valmistamiseksi, joka laite on varustettu pitkänomaisella muottipohjalla (2), sivuseinämillä (6, 7) ja yläseinämällä (4), kokoonpuristuselimillä, esimerkiksi tärytyselimillä, toisiaan lähenevillä hihnoilla tai hydraulisesti liikkuvilla elimillä, sivuseinämien (6, 7) ja/tai yläseinämän (4) puristamiseksi kohti muotin keskustaa, ja syöttölaitteilla (9, 10, 12-14) raemuotoisen täyteaineen ja vaahtomuovin valmis-tuskomponenttien kuljettamiseksi, tunnettu siitä, että syöttölaite käsittää puhaltimen (14), joka on järjes- 11 83943 tetty ruiskuttamaan irtonaisia hiukkasia, esisekoitus- ja ruiskuelimen (15) vaahtoa muodostavien komponenttien sekoittamiseksi ja ruiskuttamiseksi, ja yhteisen sekoitussuulak-keen (13), joka on yhdistetty puhaltimeen ja esisekoitus- ja ruiskuelimeen (15) sekä järjestetty sekoittamaan hiukkaset ja esisekoitettu muovivaahto ja ruiskuttamaan seos muotteihin (2, 4, 6, 7) yhden tai useamman suulakeruiskuputken kautta, mahdollisesti lisättäessä edelleen kuituja tai muuta materiaalia.

11. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että sekoitussuulakkeen (13) suulakeruiskuputki on järjestetty muottien ohjauselimeen (8) ja elimiin seoksen kokoonpuristamiseksi kun seosta syötetään suulakeruiskuput-kesta. i2 83943