PL187621B1 - Sposób wytwarzania drewno-betonowych płyt przeciwhałasowych - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania drewno-betonowych 7 płyt przeciwhałasowych, zwłaszcza dla wolnostojących ekranów chroniących przed hałasem komunikacyjnym, płyt których powierzchnia zewnętrzna ukształtowana jest w równoległe rowki o ścianach bocznych symetrycznie rozbieżnych na zewnątrz, polegający na przygotowaniu masy zawierającej zmineralizowany chlorkiem wapnia wypełniacz celulozowy i zaczyn cementowy oraz na następnym uformowaniu płyty metodą wibroprasowania, znamienny tym, że jako wypełniacz celulozowy stosuje się drewno iglaste mechanicznie rozdrobnione do postaci pręcików o długości (I) 0,4 do 0,9 wymiaru (x) najkrótszego z boków linii łamanej wyznaczającej obrys przekroju poprzecznego rowkowanej płyty - oprócz boku tworzącego dno rowka, pręcików o przekroju poprzecznym 2 do 6 mm2 i o wilgotności nie przekraczającej 20%, przy czym masa z której formuje się płytę zawiera w częściach wagowych: pręcikowy wypełniacz celulozowy w ilości 100 do 140, cement portlandzki 180 do 220, chlorek wapnia CaCE 5 do 8, plastyfikator 0,5 do 1,5 oraz wodę w ilości 80 do 120 części wagowych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania drewno-betonowych płyt przeciwhałasowych, stosowanych do wykonywania zewnętrznej warstwy elewacyjnej o właściwościach dźwiękochłonnych, mocowanych na dowolnej konstrukcji nośnej. Sposób dotyczy płyt obciążonych bezpośrednim oddziaływaniem warunków atmosferycznych, w szczególności stosowanych do budowy wolnostojących ekranów chroniących otoczenie przed hałasem komunikacyjnym.

Dobrą pochłanialnością fal akustycznych cechują się tworzywa o strukturze podatnej, porowatej, rozbudowanej przestrzennie, korzystnie elastycznej, natomiast odporność takich tworzyw na oddziaływanie zmiennych warunków atmosferycznych: temperatury, wilgotności, naświetlenia, korozji biologicznej - jest niska. Płyty przeciwhałasowe pracujące w warunkach otwartej przestrzeni muszą spełniać swe funkcje akustyczne zachowując znaczną żywotność. Znane jest wykorzystanie do produkcji takich płyt tworzywa drewno-betonowego, w którym właściwości izolacyjne wypełniacza celulozowego zwiększają zdolność pochłaniania energii fal akustycznych. Jako wypełniacz celulozowy stosowane są: trociny, wióry, wełna drzewna. Ze wzrostem ilości wypełniacza maleją jednak własności wytrzymałościowe, wzrasta nasiąkliwość, spada mrozoodporność i podatność na korozję biologiczną. Udział cementu nadaje tworzywu odwrotne własności, praktycznie stosowanymi są ilości cementu w zakresie od 1 : 1 do 2 : 1 części wagowych wypełniacza celulozowego. Przykładowo, znany z polskiego opisu patentowego nr 156 481 beton trocinowy stanowi mieszankę złożoną z około 410 części wagowych cementu i popiołów lotnych w stosunku 3 : 1, 37 części wapna, 0,7 chlorku wapna, 216 trocin z drewna iglastego, uodpornionych przeciw butwieniu, gniciu i grzybom oraz zmineralizowanych a ponad to z 370 części wagowych wody zarobowej. Płyty produkowane z takiego tworzywa formowane są pod naciskiem, korzystnie przez wibroprasowanie. Struktura materiału płyty utworzona przez bardzo drobne cząsteczki drewna ujęte w masie cementowej jest korzystna wytrzymałościowo jednak ma ograniczoną zdolność pochłaniania fali dźwiękowej.

Na skuteczność pracy drewno-betonowej płyty przeciwhałasowej - oprócz właściwości materiałowych - istotnie rzutuje ukształtowanie jej powierzchni zewnętrznej. Znanym jest ukształtowanie powierzchni takich płyt w przestrzenną strukturę geometryczną utworzoną

187 621 z równoległych rowków o ścianach bocznych symetrycznie rozbieżnych na zewnątrz - to znaczy w kierunku źródła hałasu. Takie ukształtowanie powierzchni jest korzystnym kompromisem między technologią, akustyką i żywotnością. Jedno z takich rozwiązań przedstawia opis zgłoszenia wzoru użytkowego nr W-104 331. Wielokrotne odbijanie się fali akustycznej od powierzchni rowka powoduje jej rozproszenie w przestrzeni, ponad to w każdym z punktów odbicia następuje częściowe pochłanianie energii akustycznej. W celu zwiększenia dźwiękochłonności w trocino-betonowej płycie W-104 331 wprowadzono dodatkowe kształtowanie powierzchni wewnętrznej, przylegającej do płyty konstrukcji nośnej. Półwalcowe rowki usytuowane symetrycznie między osiami rowków mają pełnić funkcje zespołu małych komór rezonansowych, pomocniczo pochłaniających energię fal akustycznych.

Istota rozwiązania według wynalazku jest wynikiem opracowania technologii uzyskiwania szczególnej struktury materiału z masy drewno-betonowej dla płyty o rowkowanej powierzchni zewnętrznej, struktury powodującej zwiększenie pochłanialności dźwięków przy zachowaniu wszystkich wymaganych cech funkcji i żywotności. Sposób według wynalazku polega na zastosowaniu jako wypełniacza celulozowego pręcików z drewna iglastego, mechanicznie rozdrobnionego do długości 0,4 do 0,9 wymiaru najkrótszego z boków linii łamanej wyznaczającej obrys przekroju poprzecznego płyty - oprócz boku tworzącego dno rowka. Pręciki mają przekrój poprzeczny 2 do 6 mnra ich wilgotność nie przekracza 20%. Masa z której formuje się płytę metodą wibroprasowania zawiera w częściach wagowych: pręcikowy wypełniacz celulozowy w ilości 100 do 140, cement portlandzki 180 do 220, chlorek wapnia CaCh 5 do 8, plastyfikator 0,5 do 1,5 oraz wodę w ilości 80 do 120 części wagowych. Estetykę budowli wykonanej z płyt według wynalazku można w sposób trwały poprawić przez dodanie do drewno-betonowej masy - barwnika, w ilości 5 do 15 części wagowych.

Płyta wykonana sposobem według wynalazku cechuje się bardzo dobrymi właściwościami pochłaniania dźwięków, zachowując wymagane własności wytrzymałościowe i żywotność. Dobór tak szczególnego wypełniacza stanowi, że uzyskana struktura z liniowymi mikrokomórkami pręcików drewna, usytuowanymi w wyznaczonym składem masy zagęszczeniu - bardzo dobrze pochłania energię fali dźwiękowej. Powierzchnię płyty - która w znacznej części utworzona jest przez zmineralizowane pręciki o długości uzależnionej od wymiarów rowka cechuje dobra pasywność, osiągnięta również dzięki ograniczeniu możliwości łamania pręcików podczas prasowania.

Sposób według wynalazku wyjaśniony jest opisem przykładowego wykonania płyty, stosowanej jako warstwa wyłożeniowa ekranu akustycznego budowanego wzdłuż autostrady. Rysunek przedstawia fragment przekroju poprzecznego płyty, z zaznaczeniem parametrów geometrycznych sposobu.

Zaprojektowana przeciwhałasowa płyta wykładzinowa ma obrys kwadratowy o wymiarach 500 x 500 mm i grubości 130 mm. Na zewnętrznej powierzchni płyty wykonane są rowki o głębokości 80 mm, rozstawione w podziałce 100 mm, o rozbieżnych na zewnątrz ściankach bocznych i zaokrąglonym dnie. Płaskie fragmenty powierzchni na czole płyty, znajdujące się między sąsiadującymi rowkami mają szerokość 50 mm. Dla wykonania płyty zastosowano wypełniacz celulozowy przygotowany przez rozdrobnienie pospolitego, miękkiego drewna świerkowego i sosnowego do postaci pręcików, których średnia długość 1 = 30 mm a prostokątny przekrój poprzeczny wynosi 4 mm². Długość I pręcika stanowi 0,6 najkrótszego boku x występującego na linii łamanej tworzącej obrys przekroju poprzecznego płyty. W tym wykonaniu jest to wymiar boku stanowiącego szerokość powierzchni czołowej między rowkami, o długości 50 mm. Wypełniacz pręcikowy został podsuszony do wilgotności 18%.

Do mieszalnika kadziowego wprowadzono 120 kg wypełniacza pręcikowego, o objętości 0,4 m³, i poddano nasycaniu chlorkiem wapnia CaCh w ilości 6 kg, przygotowanego w roztworze o stężeniu 5° Be. Następnie przeprowadzono homogenizację zmineralizowanego wypełniacza z zaczynem cementowym wykonanym z: cementu portlandzkiego 450 w ilości 200 kg, wielocząsteczkowego plastyfikatora o nazwie handlowej Flux-2 w ilości 0,8 1 oraz wody zarobowej do ilości całkowitej 100 1. Do mieszaniny dodano zielony barwnik w ilości 12 kg. Z uzyskanej masy drewno-betonowej uformowano metodą wibroprasowania 20 płyt

187 621 przeciwhałasowych, o określonym powyżej ukształtowaniu i wymiarach. Po pełnym stwardnieniu gęstość materiału płyty wynosiła 0,68 kg/dm³.

Wykonane płyty poddano badaniu własności wytrzymałościowych, akustycznych i mrozoodpornych. Uzyskano następujące wyniki:

- wytrzymałość na ściskanie 2,8 MPa

- średnia izolacyjność akustyczna właściwa R_w= 11,9 dB

- średni fizyczny współczynnik pochłaniania dźwięku a = 0,64

- mrozoodporność F400, według PN-88/B-06250.

Badanie mrozoodporności polegające na poddaniu 12 próbek 400-ma cyklami zamrożeń i rozmrożeń wykazało średni ubytek masy 0,05%, w stosunku do dopuszczalnego normą ubytku 5%. Nie wystąpiły jakiekolwiek zmiany w postaci rys, pęknięć, odprysków, zniszczeń krawędzi.

Dodatkowo wykonane badania akustyczne zestawu płyty przeciwhałasowej otrzymanej sposobem według wynalazku połączonej z betonową płytą nośną o grubości 8 cm - wykazały średnią właściwą izolacyjność akustyczną takiej konstrukcji R_w= 37,3 dB.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania drewno-betonowych płyt przeciwhałasowych, zwłaszcza dla wolnostojących ekranów chroniących przed hałasem komunikacyjnym, płyt których powierzchnia zewnętrzna ukształtowana jest w równoległe rowki o ścianach bocznych symetrycznie rozbieżnych na zewnątrz, polegający na przygotowaniu masy zawierającej zmineralizowany chlorkiem wapnia wypełniacz celulozowy i zaczyn cementowy oraz na następnym uformowaniu płyty metodą wibroprasowania, znamienny tym, że jako wypełniacz celulozowy stosuje się drewno iglaste mechanicznie rozdrobnione do postaci pręcików o długości (I) 0,4 do 0,9 wymiaru (x) najkrótszego z boków linii łamanej wyznaczającej obrys przekroju poprzecznego rowkowanej płyty - oprócz boku tworzącego dno rowka, pręcików o przekroju poprzecznym 2 do 6 mm⁷ i o wilgotności nie przekraczającej 20%, przy czym masa z której formuje się płytę zawiera w częściach wagowych: pręcikowy wypełniacz celulozowy w ilości 100 do 140, cement portlandzki 180 do 220, chlorek wapnia CaCl₂ 5 do 8, plastyfikator 0,5 do 1,5 oraz wodę w ilości 80 do 120 części wagowych.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do masy dodaje się barwnik w ilości 5 do 15 części wagowych.