PL166959B1 - Sposób wytwarzania warstwy izolacyjnej z elementów z wlókna mineralnego, element z wlókna mineralnego i sposób wytwarzania elementu z wlókna mineralnego PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania w arstw y izolacyjnej z elementów z wlókna mineralnego, w któr ym ele-- menty z wlókna mineralnego laczy sie z wytworze- niem warstwy izolacyjnej, znamienny tym, ze stosu- je sie elementy z wlókna mineralnego ze strefa po- wierzchniowa zawierajaca specyficzne, suche, akty- wizujace sie lepiszcze o zwiekszonej koncentracji, przy czym lepiszcze to podaje sie do aktywacji do postaci calkowicie wzmocnionej strefy powierzch-- niowej. 6. Element z wlókna mineralnego, stanowia-- cy konstrukcje warstwy izolacyjnej, znamienny tym, ze zawiera w strefie powierzchniowej specyficzne, suche, aktywizujace sie lepiszcze o zwiekszonej kon-- centracji. 9. Sposób wytwarzania elementu z wlókna mineralnego, stanowiacego konstrukcje w arstw y izo- lacyjnej, znamienny tym, ze przez element z wlók- na mineralnego przepuszcza sie strumien gazowy zawierajacy specyficzne, suche, aktywizujace sie le- piszcze w taki sposób, ze na co najmniej jednej po- wierzchni elementu z wlókna mineralnego tworzy sie strefe powierzchniowa zawierajaca lepiszcze, po czym korzystnie lepiszcze to poddaje sie aktywacji. Rysunek PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania warstwy izolacyjnego z elementów z włókna mineralnego, element z włókna mineralnego i sposób wytwarzania elementu z włókna mineralnego.

W opisie nidmidckidgo zgłoszenia patentowego nr 20 15301 jest przedstawiony sposób przygotowania Lekkich płyt budowlanych składających się z organicznego materiału włóknistego, Takiego jak wióry z drewna, i lepiszcza mineralnego, takiego jak cement. Takid płyty budowlane są przygotowywane przez wstępne obrabianie organicznego materiału włóknistego w gorącej wodzie i następnie mieszanie tak obrobionego organicznego materiału włóknistego z Lepiszczem mineralnym, Jakim jest cement. Woda zawarta we wstępnie obrobionym organicznym materiale włóknistym powoduje, że cement ulega utwardzeniu po tym, jak mieszanina wełny drzewnej, czyli organicznego materiału włóknistego, i cementu zostaje ściśnięta w celu otrzymania pożądanego kształtu przez płytę budowlaną.

Z kolei w duńskim opisie patentowym nr 131952 jest przedstawiony sposób wytwarzania izolacji ścian wewnętrznych z bloków z wełny mineralnej. Sposób ujawniony w tym opisie polega na Tym, żd bloki z wełny mineralnej zanurza się w ciekłej, gipsowej zaprawie do tynków tak, aby ich powierzchnie zostały powleczone całkowicie zaprawą gipsową przed ich przyłączeniem do ściany i następnie pozostawia się gips do stwardnienia tak, aby na każdym bloku z wełny mineralnej utworzyła się powłoka z zaprawy.

166 959

Stwierdzono, że tak otrzymana izolowana ściana jest wysoce ognioodporna i ma wysoką zdolność izolowania dźwięków, ale same bloki z wełny mineralnej jako takie nie są wzmocnione.

Wytwarzanie powłoki na ścianie z takich elementów z włókna mineralnego przez zanurzenie w zaprawie gipsowej stwarza szereg problemów praktycznych. Przede wszystkim w znanym sposobie wymaga się stosowania wypełnionych zaprawą zbiorników o rozmiarach pozwalających na zanurzenie w zaprawie bloków z włókna mineralnego, a ponadto transportowanie elementów powleczonych zaprawą gipsową od zbiornika do miejsca stosowania ściany, jak również konstrukcja ściany z mokrych elementów stwarza szereg problemów obróbczych, obejmujących spływanie zaprawy gipsowej i zanieczyszczenie środka transportowego i osób budujących ścianę.

Istotą sposobu wytwarzania warstwy izolacyjnej z elementów z włókna mineralnego według wynalazku, w którym elementy z włókna mineralnego łączy się z wytworzeniem warstwy izolacyjnej, jest to, że stosuje się elementy z włókna mineralnego ze strefą powierzchniową zawierającą specyficzne, suche, aktywizujące się lepiszcze o zwiększonej koncentracji, przy czym lepiszcze to poddaje się aktywacji do postaci całkowicie wzmocnionej strefy powierzchniowej .

Korzystne jest, gdy zgodnie z wynalazkiem lepiszcze poddaje się aktywacji podczas wytwarzania warstwy izolacyjnej albo podczas wytwarzania elementów z włókna mineralnego.

Dalsze korzyści z wynalazku uzyskuje się, gdy jako lepiszcze stosuje się lepiszcze hydrauliczne zaś proces aktywacji przeprowadza się poprzez dodanie wody oraz, gdy jako lepiszcze, stosuje się cement, gips lub substancję pucolanową.

Istotą elementu z włókna mineralnego według wynalazku jest to, że zawiera w strefie powierzchniowej specyficzne, suche, aktywizujące się lepiszcze o zwiększonej koncentracji.

Korzystne jest, gdy element według wynalazku jest wykonany z płytek z włókna mineralnego o gęstości od 50 do 180 kg/m^ a strefa powierzchniowa zawiera cement, gips lub substancję pucolanową.

Istotą sposobu wytwarzania elementu z włókna mineralnego według wynalazku jest to, że przez element z włókna mineralnego przepuszcza się strumień gazowy zawierający specyficzne, suche, aktywizujące się lepiszcze w taki sposób, że na co najmniej jednej powierzchni elementu z włókna mineralnego tworzy się strefę powierzchniową zawierającą lepiszcze, po czym korzystnie lepiszcze to poddaje się aktywacji.

Zastosowanie elementów z włókna mineralnego zawierających aktywizujące się lepiszcze ułatwia zarówno wytwarzanie elementów z włókna mineralnego jak i konstrukcję warstwy izolacyjnej. Wytwarzanie elementów z włókien mineralnych może się odbywać w optymalnych warunkach zwykłymi środkami w fabryce, a elementy mogą być następnie transportowane i składowane w miejscu użycia, niezależnie od tego czy lepiszcze jest aktywowane w fabryce czy w związku z wytwarzaniem warstwy izolacyjnej. Według korzystnego wariantu wynalazku lepiszcze jest aktywowane w miejscu użycia, to znaczy podczas wytwarzania warstwy izolacyjnej.

Aktywacja lepiszcza podczas wytwarzania warstwy izolacyjnej oznacza, że proces ten wykonuje się bądź krótko przed konstruowaniem warstwy izolacyjnej, tak aby uniknąć krzepnięcia przed skompletowaniem warstwy izolacyjnej podczas jej konstruowania, bądź po skompletowaniu konstrukcji, ważną zaletą techniczną podczas konstruowania elementu z włókien mineralnych jest to, że mogą być one sprasowywane na tyle, aby nie powstawały spoiny, bądź powstawały nieznaczne spoiny pomiędzy elementami. Ponadto łatwiej jest wytwarzać lub przycinać elementy przed zaktywowaniem lepiszcza.

Przy używaniu elementu z włókna mineralnego, mającego krawędzie poddane obróbce mechanicznej w celu Ich dopasowania, 1 sprasowując ściśle elementy z włókna mineralnego podczas konstruowania warstwy izolacyjnej, można uzyskać po zaktywowanlu lepiszcza powierzchnię całkowicie wolną od spoin.

Aktywację lepiszcza można przeprowadzić .przed transportem elementów z włókna mineralnego do miejsca ich użycia, korzystnie w fabryce w czasie wytwarzania elementów z włókna mineralnego. Ilość aktywującego się lepiszcza w elemencie z włókna mineralnego może wahać się w

166 959 szerokim zakresie i w związku z tym może być korygowana do pożądanych właściwości końcowej warstwy izolacyjnej. Uzyskuje się dzięki temu wysoką elastyczność w produkcji warstw izolacyjnych. Aktywacja lepiszcza może być przeprowadzona różnymi metodami zależnie od natury lepiszcza. Jeśli elementy z włókna mineralnego zawierają lepiszcze hydrauliczne takie jak cement, gips, glina i substancje pucolanowe, lepiszcze aktywuje się przez wprowadzenie do elementu czynnika wodnego. W przypadku gdy lepiszcze hydrauliczne aktywuje się podczas wytwarzania warstwy izolacyjnej, dogodnie przeprowadza się to przez naniesienie wody na powierzchnię połączonych elementów z włókna mineralnego, albo przez obróbkę powierzchni mieszaniną wody i pary wodnej, przyspieszając w ten sposób wiązanie hydraulicznego lepiszcza. Jednakże aktywowanie może być również przeprowadzone bezpośrednio przed połączeniem elementów z włókna mineralnego w warstwę izolacyjną. Czynnik wodny stosowany do aktywowania hydraulicznego lepiszcza może zawierać jeden lub więcej dodatków, na przykład jeden lub więcej przyspieszaczy wiązania, pigmenty, środki hydrofobizujące takie jak silikon lub wosk i katalizatory. Ponadto mogą być dodawane dodatki poprawiające adhezję, na przykład octan poliwlnylu lub związki akrylowe. Jeśli lepiszczej jest termoutwardzalne tworzywo sztuczne aktywację można przeprowadzić wdmuchując parę lub gorące powietrze na powierzchnię warstwy izolacyjnej lub w kierunku powierzchni pzjedyimztgo elementu z włókna mineralnego albo przez poddanie powierzchni wpływowi gorących fal ogrzewających, na przykład z lamp grzewczych. Aktywacja lepiszcza w fabryce może być przeprowadzona w taki sam sposób jak aktywacja na miejscu użycia.

Ilość lepiszcza można zmieniać w szerokim zakresie, przy czym ilość ta zależy, między innymi, od użytego typu lepiszcza i pożądanego stopnia wzmocnienia. W przypadku użycia szybko wiążącego cementu portlandzkiego lepiszcze stosuje się korzystnie w ilości 2-15 kg/m . Element z włókna mineralnego korzystnie ma gęstość od 50 do 180 kg/m^ i może składać się z konwencjonalnych płyt z włókna mineralnego, to znaczy z płyt z włókien mineralnych połączonych lepiszczem takim jak lepiszcze fenolowo- fosmalditiydowe.

Włókna mineralne, wykorzystane na elementy konstrukcyjne warstwy izolacyjnej, stanowią korzystnie włókna z wełny mineralnej, jakkolwiek mogą być stosowane również włókna szklane, włókna żużlowe i podobne włókna. W typowych płytkach z włókna mineralnego włókna są usytuowane zwykle w taki sposób, że główna orientacja włókna jest równoległa do powierzchni płyty. Jednakże płyta z włókna mineralnego może być również zbudowana z przyległych, wzajemnie połączonych elementów włóknistych o kształcie pręta lub płytek, w których włókna zorientowane są głównie prostopadle do powierzchni płyty. Elementy z włókna mineralnego tego typu są szczególnie odpowiednie do stosowania zgodnie z wynalazkiem, jako że z takimi warstwami z włókna mineralnego uzyskuje się szczególnie wysoki stopień penetracji przez lepiszcze. W konsekwencji możliwe jest uzyskanie wzmocnienia powierzchni. Ponadto wspomniana wyżej orientacja włókna powoduje znaczący wzrost wytrzymałości na ściskanie elementów z włókna mineralnego o tej samej gęstości.

Hydraulicznym lepiszczem jest korzystnie cement portolandzki, ponieważ to lepiszcze ma wyższą wytrzymałość na szereg innych znanych lepiszczy hydraulicznych . Mzmncoiena strefa powierzchniowa me korzystnie grubość mz najmniej 5 mm, a szczególnie korzystnie pomiędzy 7 i 15 mm. Utworzona wzmocnizne warstwa może być poddane następnie obróbce, no przykład czyszczeniu wzdą lub workowaniu C/albz nałożtnCu no powieszchnię powłoki takiej jak powleczenie fosbą lub dalszej warstwy cementowej elbo mCenkCtj powłoki z zaprawy, no przykład w ilzścc 1-3 kg/m . Przy wytwaszoniu izolacje zewnętrznej budynku elementy z włókien minerelnymh mzgą być przymocowywane do śmian dsogą klejenia, ne przykład klejem cementowym, klejem asfaltowym lub klejem akrylowym. Korzystnie są takCt sodzejt klejów, które zdolne są dz notymhmiastowtgz łączenia, po nanCesitniu, C szybkiego wCązence elementów.

Sposób wytwoszania elementu z włókna mCneselntgo według wynalazku zapewnCo uzyskenie zadowalającej C jednolitej penetracji szzdrobnionego lepiszcze do elementu z włókna mCnerelnegz. Sposób jtst szczególnie odpowiednC do wytwarzanCa elementów z włókna mintsolnego mojąmtgo strefę pzwCeszchniową zowitsojącą hydrauliczne lepiszcze takie jak cement.

166 959

Badanie elementów z włókna mineralnego wytworzonych sposobem według wynalazku wykazało, że możliwe Jest uzyskanie głębokości penetracji w przybliżeniu do 25 mm przy stosowaniu cementu jako lepiszcza. Dalszą zaletą sposobu według wynalazku jest to, że umożliwia on wprowadzenie do elementu z włókna mineralnego znacznie większych ilości lepiszcza niż sposobem mokrym znanym ze stanu techniki.

Próby z płytami z włókna mineralnego wytworzonego z płytek i mającej gęstość 140 kg/m^ wykazały, że metoda mokra pozwala na wprowadzenie nie więcej niż około 2,9 kg lepiszcza na metr kwadratowy bez stosowania dodatków, a przy zastosowaniu dodatków w postaci na przykład plastyfikatora i/lub antyflokulanta i/lub środka flotującego nie więcej niż 5,5 kg/· , podczas gdy sposób według wynalazku pozwala na wprowadzenie lepiszcza bez dodatków w ilości do 10 kg/m*. W wyniku tego wytrzymałość na punktowe obciążenie tak wytworzonych płyt /określana trzpienie· o 25 ·· o prędkości zagłębienia 7 mm/min/ wzrosła od około 400 N dla płyty wytwarzanej metodą mokrą do więcej niż 2000 N dla płyty wytworzonej sposobem według wynalazku.

W modyfikacji sposobu wytwarzania elementu z włókna mineralnego przepuszczanie strumienia powietrza przez element z włókna mineralnego wywołuje się przez wytworzenie ciśnienia mniejszego od atmosferycznego po drugiej stronie elementu, unikając w ten sposób zanieczyszczania środowiska stałym lepiszczem. Należy przy tym zaznaczyć, że możliwe jest wprowadzanie rozdrobnionego lepiszcza przez wytworzenie ciśnienia większego od ciśnienia atmosferycznego po jednej stronie elementu z włókna mineralnego i ciśnienia atmosferycznego po drugiej stronie.

Wprowadzenie stałego rozdrobnionego lepiszcza do elementu z włókna mineralnego może być przeprowadzone w takich warunkach, że warstwa lepiszcza osadza się w pewnej odległości poniżej powierzchni, na przykład na głębokości większej niż 1-2 mm. W ten sposób zapobiega się zamknięciu powierzchni elementu z włókna mineralnego po przeprowadzeniu aktywacji lepiszcza, dzięki czemu zawiera ona wiele wystających zakończeń włókien. Ich obecność jest bardzo ważna dla otrzymania zadawalającego osadzenia powłoki powierzchniowej, która następnie mogłaby być naniesiona, na przykład w postaci powleczenia farbą lub powłoki asfaltowej. Możliwe jest również korygowanie wprowadzania lepiszcza w taki sposób, aby strefa powierzchniowa uzyskała po2ądaną porowatość lub gęstość zmieniającą się z głębokością. Na przykład możliwe stało się wytworzenie płyt z włókna mineralnego, o następująco zmieniającej się gęstości:

warstwa powierzchniowa 1150 - 1600 kg/n3 mm od powierzchni 000 - 900 kg/m^ mm od powierzchni 300 - 400 kg/m\

Sposób według wynalazku pozwala na wytworzenie elementów z włókna mineralnego ze strefą powierzchniową z utwardzonego lepiszcza po obu stronach, ale zazwyczaj zadawalające jest jednostronne wzmocnienie. Wzmocniona strefa powierzchniowa może być zabarwiona przez zastosowanie barwnego lepiszcza. Po stronie nieaktywowanej powierzchni może być naniesiony środek zatrzymujący pył, na przykład poliglikol, gliceryna, olej, pasta tapetowa i niewielkie ilości 2 wody /20 - 100 g na m /. W celu zilustrowania wzrostu wytrzymałości, jaką uzyskuje się w izolowanych elementach płytowych wytworzonych według wynalazku mierzono wytrzymałość na obciążenie punktowe w trzech różnych płytach z wełny mineralnej o wadze 00 kg/m0. Płyty z wełny mineralnej były płytami płytkowymi, to jest składały się z połączonych płytek mających głównie prostopadłą orientację włókien do powierzchni płyty.

Użyto następujących płyt: 1/ mepowleczoną płytę płytkową, 2/ płytę płytkową, zawierającą przyłączone klejem powleczenie płytkowe rozkładające nacisk, o gęstości 100 kg/^0, grubości 20 mm i zawartość lepiszcza 0,5% wagowych oraz 0/ płytę płytkową mającą wzmocnioną zestalonym cementem strefę powierzchniową o grubości 7 mm.

Uzyskano następujące wyniki:

x/

Płyta Pomiar wytrzymałości na obciążenie punktowe KPa/cm2

25

154

050 x/

Wytrzymałość mierzona 50 mm trzpieniem zagłębiającym się z prędkością 7 Μ·/·1η.

166 959

Jak widać z powyższych wyników wytrzymałość na punktowe obciążenie uzyskane w elementach wytworzonych sposobem według wynalazku jest nieoczekiwanie wysoka w porównaniu z wytrzymałością płyt płytkowych zawierających płytę rozkładającą nacisk o wydatnie większej grubości niż grubość warstwy cementowej. Wytwarzanie zawierających lepiszcze elementów z włókien mineralnych może być prowadzone na przykład w aparacie składającym się z pojemnika wyposażonego w urządzenie do umocowania elementu z włókna mineralnego w taki sposób, że element ten tworzy ścianę działową pomiędzy dwiema komorami. Aparat ten jest wyposażony także w urządzenie wytwarzające strumień gazu przepuszczany przez element z włókna mineralnego 1 w urządzenie dostarczające do pojemnika rozdrobnione aktywujące się lepiszcze, które jest następnie kierowane na element z włókna mineralnego.

Urządzeniem wytwarzającym strumień gazu przepuszczany przez element z włókna mineralnego jest korzystnie pompa powietrzna, taka jak pompa odśrodkowa, której strona ssąca jest połączona z jedną z komór, 1 której strona tłocząca jest połączona z drugą komorą. Pompa ma taką wydajność, która pozwala na uzyskanie szybkości przepływu strumienia gazowego wynoszącej 7-50 m/s, przy czym szybkość tę koryguje się tak, aby utworzyła się strefa powierzchniowa zawierająca lepiszcze o grubości od 5 do 15 mm.

Dalsze szczegóły wynalazku są opisane w odniesieniu do rysunku, który przedstawia schemat aparatu do wytwarzania elementu z włókna mineralnego. Aparat zawiera pojemnik 1 podzielony na dwie komory 2 i 3 przez element z włókna mineralnego 4, który jest umocowany w tym pojemniku 1. Jedna komora 3 jest połączona przewodem rurowym 5 ze stroną ssącą pompy 6, a strona tłocząca tej pompy jest połączona przewodem rurowym 7 z drugą komorą 2. W tej drugiej komorze 2 znajduje się ruszt rozdzielający 8, który umożliwia jednolity przepływ strumienia powietrza w przekroju komory 2. Aparat posiada ponadto przewód zasilający 10, wyposażony w komorowe koło 9 do rozdrabniania aktywizującego się lepiszcza, dołączony do przewodu rurowego 7. Z przewodem rurowym 7 połączony jest także odpowietrznik 11.

Po uruchomieniu pompy 6 i koła komorowego 9 wytwarza się strumień powietrza w przewodzie rurowym 7, który unosi rozdrobnione lepiszcze dostarczane przez koło komorowe 9 i przewód rurowy 10. Rozdrobnione lepiszcze jest unoszone do komory 2, w której powietrze przechodzi przez element z włókna mineralnego 4 po przejściu przez ruszt rozdzielający 8, osadzając przy tym lepiszcze na powierzchni tego elementu po stronie dopływu strumienia tworząc strefę powierzchniową zawierającą lepiszcze.

Wytworzone w opisanym aparacie elementy z włókna mineralnego stanowią konstrukcję warstwy izolacyjnej. Zewnętrzna warstwa izolacyjna, składająca się z takich elementów z włókna mineralnego, została nałożona na ścianie szczytowej domu, wykonanej z betonowych elementów budowlanych, w następujący sposób. Bloki z włókna mineralnego, mające grubość 150 mm i

2 ciężar właściwy 90 kg/m oraz posiadające strefę powierzchniową zawierającą 6 kg/m mieszanki suchego lepiszcza hydraulicznego, w ilości 40% wagowych, i wypełniacza, w ilości 60% wagowych, zostały zamocowane do ściany szczytowej domu przy pomocy wodnego lepiszcza hydraulicznego tak, żeby tworzyć warstwę izolacyjną z obszarami powierzchniowymi bloków, zawierającymi suche lepiszcze hydrauliczne na zewnętrznej stronie tej warstwy. Po utwardzeniu wodnego, lepiszcza hydraulicznego, na obszary powierzchniowe bloków jest nakładana woda tak, żeby aktywować suche lepiszcze hydrauliczne i wytworzyć w warstwie Izolacyjnej wzmocniony obszar powierzchniowy. Na stronę zewnętrzną tak wytworzonej warstwy izolacyjnej może być nałożona, w końcowym etapie wytwarzania warstwy izolacyjnej, cienka warstwa tynku zawierająca korzystnie włókna mineralne.

166 959

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,00 zł.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania warstwy izolacyjnej z elementów z włókna mineralnego, w którym elementy z włókna mineralnego łączy się z wytworzeniem warstwy izolacyjnej, znamienny t y m, że stosuje się elementy z włókna mineralnego ze strefę powierzchniową zawierającą specyficzne, suche, aktywizujące się lepiszcze o zwiększonej koncentracji, przy czym lepiszcze to poddaje się aktywacji do postaci całkowicie wzmocnionej strefy powierzchniowej.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że lepiszcze poddaje się aktywacji podczas wytwarzania warstwy izolacyjnej.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że lepiszcze poddaje się aktywizacji podczas wytwarzania elementów z włókna mineralnego.

   3. Sposób według zastrz. 1, znami.enny tym, że lepiszcze poddaje się aktywacji podczas wytwarzania elementów z włókna mineralnego.
4. 4. Ssossó według zzatrz. 1, znamienny tym, Ze jeAo leeiszcze stasuje się lepiszcze hydrauliczne zaś proces aktywacji przeprowadza się poprzez dodanie wody.
5. 5. Ssposó w^d^^L^ęj zaasaz. 4, znamienny tym, żż jaAo leepsszze ssaouje sśę cement, gips lub substancję pucolanową.
6. 6. Element z włókna mineralnego, stanowiący konstrukcję warstwy izolacyjnej, znamienny- t y ,, żd zawiera w strefie powierzchniowej specyficzne, suche, aktywizujące się lepiszcze o zwiększonej koncentracji.
7. 7. Element wwdług zzatrz. 6, znamienny tym, że jest wwYonany z z włókna mineralnego o gęstości od 50 do 180 kg/m3.
8. 8. Element zzatrz. 6, znamienny tym, żż strefa powierzchniowa zza wiera cement, gips lub substancję pucolanową.
9. 9. Sposób wytwarzania elementu z włókna mineralnego, stanowiącego konstrukcję warstwy izolacyjnej, znamienny tym, że przez element z włókna mineralnego przepuszcza się strumień gazowy zawierający specyficzne, suche, aktywizujące się lepiszcze w taki sposób, żd na co najmniej jednej powierzchni elementu z włókna mineralnego tworzy się strefę powierzchniową zawierającą Lepiszcze, po czym korzystnie lepiszcze to poddaje się aktywacji.