Строительно-конструкционный элемент
Полезная модель относится к строительству, в частности, к строительно-конструкционным элементам, которые могут быть использованы при создании дренажных линий, кровель, для выполнения облицовки, для устройства кожухов для кабельных муфт и других строительных нужд. Строительно-конструкционный элемент, выполнен из материала, полученного путем обработки давлением горячей смеси, включающей минеральный наполнитель органического и/или неорганического происхождения и полимер, в качестве которого использованы нерасплавленные отходы полимеров из группы полиолефинов, при следующем соотношении компонентов, мас.%: полимер - 20-80%, минеральный наполнитель органического и/или неорганического происхождения - 20-80%. Заявленные строительно-конструкционные элементы прочны, пожаробезопасны, дешевы, повышают экологическую безопасность окружающей среды за счет утилизации отходов полиолефинов, стойки к воздействию внешней среды, кислот и щелочей, хорошо обрабатываются. Указанное обеспечивает заявленным строительно-конструкционным элементам широкую области использования.
Полезная модель относится к строительству, в частности, к строительно-конструкционным элементам, которые могут быть использованы при создании дренажных линий, кровель, для выполнения облицовки, для устройства кожухов для кабельных муфт и других строительных нужд.
Для оценки новизны и технического уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных заявителю технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленным устройством признаков, известных из сведений, ставших общедоступными до даты приоритета полезной модели.
Известны строительно-конструкционные элементы, выполненные из материала, полученного путем охлаждения горячей смеси, включающего в себя расплав термопластичного полимера и наполнитель, в частности, песок в количестве от 67 до 95 мас.%, см. а.с. СССР №1719345.
Указанный материал обладает высокой стойкостью к воздействию внешней среды, кислот и щелочей, а также хорошо обрабатывается. Однако он обладает недостаточной прочностью, что снижает прочность и долговечность изготовленных из него строительно-конструкционных элементов.
Известны строительно-конструкционные элементы, выполненные из материала, полученного путем охлаждения горячей смеси, включающей в себя расплав, по меньшей мере, одного термопластичного полимера и минеральный наполнитель, которым является песок, которые получают путем обработки давлением при одновременном охлаждении горячей смеси до отвердения, при этом соотношение компонентов выбрано следующим, мас.%: песок - 50-85, полимер - остальное, см. патент РФ №2170716. Для придания дополнительных свойств к основной песчано-полимерной массе могут добавляться армирующие добавки, пластификаторы, красители, смазывающие вещества и т.п.
Ближайшим аналогом заявленных строительно-конструкционных элементов являются известные строительно-конструкционные элементы, выполненные
из материала, полученного путем обработки давлением горячей смеси, включающей в себя минеральный наполнитель и полимер, см. Химия и технология высокомолекулярных соединений, ред. С.И.Коппель, Москва, 1978 г.
Данные строительно-конструкционные элементы сложны в изготовлении, так как при изготовлении требуют нагрева образующей их смеси до получения расплава входящего в нее полимера, что существенно усложняет технологию.
Полезная модель решает задачу создания строительно-конструкционных элементов достаточной прочности по максимально упрощенной технологии.
Техническим результатом, на достижение которого направлена данная полезная модель, является подбор таких интервалов компонентов материала, которая обеспечивает возможность его получения в процессе технологической операции прессования горячей смеси при температуре не приводящей к расплава входящего в смесь полимера.
Сущность заявляемой полезной модели как технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше обеспечиваемого полезной моделью технического результата.
Строительно-конструкционный элемент, выполненный из материала, полученного путем обработки давлением горячей смеси, включающей минеральный наполнитель и полимер, характеризуется тем, что он выполнен из материала, полученного путем прессования горячей смеси, включающей минеральный наполнитель органического и/или неорганического происхождеигп и полимер, в качестве которого использованы нерасплавленные отходы полимеров из группы полиолефинов, при температуре ниже температуры плавления полимера и при следующем соотношении компонентов, масс.%:
полимер - 20-80%,
минеральный наполнитель органического и/или неорганического происхождения - 20-80%.
В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Кроме того, полезная модель отличается наличием ряда факультативных признаков, характеризующих частные формы ее исполнения, а именно:
- в качестве полимера из группы полиолефинов использован полиэтилен высокого и/или низкого давления;
- в качестве полимера из группы полиолефинов использован полипропилен;
- в качестве полимера из группы полиолефинов использован сэвелен;
- в качестве минерального наполнителя использованы алюмосиликаты;
- в качестве минерального наполнителя использованы шламы химического производства;
- в качестве минерального наполнителя использован волластонит;
- в состав материала дополнительно включен антипирен;
- в состав материала дополнительно включены светостабилизирующие добавки;
- в состав материала дополнительно включены армирующие добавки;
- в состав материала дополнительно включены пластификаторы. Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, совокупности признаков которых совпадают с совокупностью отличительных признаков заявленной полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии условию "новизна".
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен общий вид заявленного строительно-конструкционного элемента на примере дренажного лотка, используемого для создания дренажных линий.
Строительно-конструкционный элемент выполнен из материала, полученного путем обработки давлением горячей смеси, включающей минеральный наполнитель органического и/или неорганического происхождения (20-80%) и полимер, в качестве которого использованы нерасплавленные отходы полимеров из группы полиолефинов (20-80%).
В качестве полимера может быть использован полиэтилен высокого или низкого давления или их смесь, полипропилен, сэвелен.
В качестве минерального наполнителя могут быть использованы алюмосиликаты, шламы химического производства, волластонит, а также песок природный или искусственный, мел, асбест, тальк, опилки.
В состав материала строительно-конструкционного элемента могут быть дополнительно включены антипирен, светостабилизирующие добавки, армирующие добавки (волокнистые материалы органического и минерального происхождения,
например, асбестовые волокна, стекловолокно, ацетатное волокно, хлопковые очесы и др.), а также пластификаторы.
Примеры конкретного выполнения строительно-конструкционных элементов из материалов, полученных путем прессования горячей смеси с различным содержанием входящих в нее строительного песка и полимера, в качестве которого использованы отходы полиэтилена или отходы полипропилена.
Состав материала №1: песок строительный - 16,1%, отходы полиэтилена высокого давления - 82,4%, краситель - 1,5%.
Состав материала №2: песок строительный - 20,0%, отходы полиэтилена высокого давления - 80,0%.
Состав материала №3: песок строительный - 23,2%, отходы полиэтилена низкого давления - 73,3%, краситель - 3,5%.
Состав материала №4: песок строительный - 46,5%, отходы %, отходы полипропилена высокого давления - 50,0%, краситель - 3,5%. Состав материала №5: песок строительный - 76,5%, отходы полипропилена -20,0%, краситель - 3,5%.
Состав материала №6: песок строительный - 80,0%, отходы полипропилена -20,0%.
Состав материала №7: песок строительный - 84,0%, отходы полипропилена -14,0%, краситель - 2%.
Технология изготовления строительно-конструкционного элемента для всех составов состоит в следующем. Предварительно высушенный до содержания влаги 1% строительный песок фракции 0,63-2,5 мм прокаливают в электропечи и подают в смеситель, в который одновременно с этим по отдельному пути подают смесь отходов полиолефинов с красителем или дополнительными добавками (антипирен, светостабилизирующие добавки, армирующие добавки, пластификаторы). Перемешивание полученной в смесителе смеси осуществляют в течение 10-30 мин, после чего пластичную горячую композицию с температурой 240±20°С выгружают в дозатор, из которого порции композиции поступают в охлаждаемую водой матрицу прессформы, форма которой соответствует форме изготавливаемого строительно-конструкционного элемента. Матрица прессформы установлена на гидравлическом прессе, с помощью которого производят прессование строительно-конструкционного элемента
мента пуансоном под давлением 22-25 МПа в течение 3-4 минут, после чего полученный строительно-конструкционного элемент выдерживают для охлаждения до температуры помещения, обеспечивающей снятие внутренних напряжений.
Изготовленные строительно-конструкционные элементы характеризуются следующими физико-механическими свойствами материалов.
Строительно-конструкционный элемент, изготовленный из материала состава №1: плотность - 1,34 кг/см 3, предел прочности при сжатии - 20,0 МПа, предел прочности при изгибе - 15,1 МПа, предел прочности при изгибе в воздушно-сухом состоянии после 25 циклов попеременного замораживания-оттаивания - 10,2 МПа, морозостойкость - 30 циклов, водопоглощение - 2,8%.
Строительно-конструкционный элемент, изготовленный из материала состава №2: плотность - 1,33 кг/см 3, предел прочности при сжатии - 38,0 МПа, предел прочности при изгибе - 20,4 МПа, предел прочности при изгибе в воздушно-сухом состоянии после 25 циклов попеременного замораживания-оттаивания - 18,2 МПа, морозостойкость - 50 циклов, водопоглощение - 1,8%.
Строительно-конструкционный элемент, изготовленный из материала состава №3: плотность - 1,32 кг/см 3, предел прочности при сжатии - 38,3 МПа, предел прочности при изгибе - 21,4 МПа, предел прочности при изгибе в воздушно-сухом состоянии после 25 циклов попеременного замораживания-оттаивания - 19,2 МПа, морозостойкость - 56 циклов, водопоглощение - 1,8%.
Строительно-конструкционный элемент, изготовленный из материала состава №4: плотность - 1,24 кг/см 3, предел прочности при сжатии - 52,7 МПа, предел прочности при изгибе - 34,7 МПа, предел прочности при изгибе в воздушно-сухом состоянии после 25 циклов попеременного замораживания оттаивания - 29,8 МПа, морозостойкость - 24 цикла, водопоглощение - 1,2%.
Строительно-конструкционный элемент, изготовленный из материала состава №5: плотность - 1,18 кг/см 3, предел прочности при сжатии - 48,6 МПа, предел прочности при изгибе - 29,7 МПа, предел прочности при изгибе в воздушно-сухом состояние после 25 циклов попеременного замораживания оттаивания - 25,2 МПа, морозостойкость - 37 циклов, водопоглощение - 1,5%.
Строительно-конструкционный элемент, изготовленный из материала состава №6: плотность - 1,17 кг/см 3, предел прочности при сжатии - 46,4 МПа,
предел прочности при изгибе - 28,5 МПа, предел прочности при изгибе в воздушно-сухом состоянии после 25 циклов попеременного замораживания-оттаивания - 24,9 МПа, морозостойкость - 36 цикла, водопоглощение - 1,8%.
Строительно-конструкционный элемент, изготовленный из материала состава №7: плотность - 1,1 кг/см 3, предел прочности при сжатии - 30,1 МПа, предел прочности при изгибе - 18,2 МПа, предел прочности при изгибе в воздушно-сухом состоянии после 25 циклов попеременного замораживания-оттаивания - 17,9 МПа, морозостойкость - 29 циклов, водопоглощение - 2,5%.
Из приведенных экспериментальных данных видно, что в пределах заявленных нами интервалов входящих в материал компонентов можно получить строительно-конструкционные элементы с приемлемыми механическими свойствами, в тоже время за границами указанных интервалов эти свойства утрачиваются.
Заявленные строительно-конструкционные элементы прочны, пожаробезопасны, дешевы, повышают экологическую безопасность окружающей среды за счет утилизации отходов полиолефинов, стойки к воздействию внешней среды, кислот и щелочей, хорошо обрабатываются. Указанное обеспечивает заявленным строительно-конструкционным элементам широкую области использования.
Возможность промышленного применения заявленного технического решения подтверждается известными и описанными в заявке средствами и методами, с помощью которых возможно осуществление полезной модели, в том виде, как она охарактеризована в формуле полезной модели. Предложенное устройство может быть изготовлено промышленным способом из известных материалов с использованием известных технологий и технических средств, что обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие условию «промышленная применимость».
1. Строительно-конструкционный элемент, выполненный из материала, полученного путем обработки давлением горячей смеси, включающей минеральный наполнитель и полимер, отличающийся тем, что он выполнен из материала, полученного путем прессования горячей смеси, включающей минеральный наполнитель органического и/или неорганического происхождения и полимер, в качестве которого использованы нерасплавленные отходы полимеров из группы полиолефинов, при температуре ниже температуры плавления полимера, при следующем соотношении компонентов, мас.%: полимер - 20-80%, минеральный наполнитель органического и/или неорганического происхождения - 20-80%.
2. Строительно-конструкционный элемент по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимера из группы полиолефинов использован полиэтилен высокого и/или низкого давления.
3. Строительно-конструкционный элемент по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимера из группы полиолефинов использован полипропилен.
4. Строительно-конструкционный элемент по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимера из группы полиолефинов использован сэвелен.
5. Строительно-конструкционный элемент по п.1, отличающийся тем, что в качестве минерального наполнителя использованы алюмосиликаты.
6. Строительно-конструкционный элемент по п.1, отличающийся тем, что в качестве минерального наполнителя использованы шламы химического производства.
7. Строительно-конструкционный элемент по п.1, отличающийся тем, что в качестве минерального наполнителя использован волластонит.
8. Строительно-конструкционный элемент по п.1, отличающийся тем, что в состав материала дополнительно включен антипирен.
9. Строительно-конструкционный элемент по п.1, отличающийся тем, что в состав материала дополнительно включены светостабилизирующие добавки.
10. Строительно-конструкционный элемент по п.1, отличающийся тем, что в состав материала дополнительно включены армирующие добавки.
11. Строительно-конструкционный элемент по п.1, отличающийся тем, что в состав материала дополнительно включены пластификаторы.
