Термоактивная опалубка
Термоактивная опалубка может найти применение при возведении монолитных бетонных конструкций в условиях низких температур. Опалубка состоит из каркаса и греющих щитов. На внешней стороне щитов размещен электронагреватель, который выполнен в виде композиционного тепловыделяющего покрытия из смеси технического углерода с полиуретановым лаком и электродов, соединенных с покрытием и закрепленных на палубе щита. Электронагреватель с обеих сторон изолирован. Один изолирующий слой выполнен в виде диэлектрического покрытия из полиуретанового лака, нанесенного на поверхность палубы щита. Второй изолирующий слой является теплоизолирующим и нанесен в виде покрытия на электронагреватель. Теплоизолирующее покрытие выполнено из смеси зольных микросфер и полиуретанового лака или из быстротвердеющего карбамидного пенопласта. Термоактивная опалубка обеспечивает плотное прилегание композиционного тепловыделяющего покрытия к поверхности щита и равномерное распределение температуры по его поверхности, создавая необходимые условия для достижения бетоном проектной прочности. 1 н.з. и 5 з.п. ф-лы, 2 илл.
Полезная модель относится к области строительства, а более конкретно - к греющим опалубкам, и может быть использована в монолитном домостроении, при возведении монолитных бетонных конструкций в условиях низких температур окружающего воздуха до -40°С, а также для ускорения твердения бетона, как в летних, так и в зимних условиях.
Известен щит термоактивной опалубки, включающий наружные древесные слои с защитным водонепроницаемым покрытием и внутренним слоем шпона расположенным между ними, и нагревательный элемент, выполненный в виде пластин из электропроводной углеволокнистой бумаги с изолирующими слоями, пропитанными полимерным связующим (см. патент РФ 
2017910, МПК Е04G 9/10, опубликованный 15.08.1994 г.). Термоактивная опалубка из щитов по патенту 2017910 имеет недостаток. В угловых и стыковых зонах конструкции, в ходе эксплуатации, могут образовываться места с неплотным прилеганием нагревательного элемента к палубе термощита. Это приводит к нарушению равномерного прогрева поверхности, что влечет нарушение качества прогрева бетона.
Известна термоактивная опалубка по патенту РФ на изобретение 2178492, МПК Е04G 9/10, опубликованный 20.01.2002 г., в которой устранен указанный недостаток. Известная опалубка содержит палубу и прикрепленный к ней нагреватель. Нагреватель выполнен на основе углеродного волокнистого материала с изолирующими слоями. Тепловыделяющий слой электронагревателя выполнен зигзагообразным с вертикальными и горизонтальными полосами. Ширина вертикальных полос уменьшается от середины к краям по закону арифметической или геометрической прогрессии. Горизонтальные полосы имеют одинаковую ширину. Зоны обогрева имеют разную степень нагрева, которая увеличивается от середины к краям. Этим компенсируются потери тепла через ребра и стыковочные узлы. Однако неравномерный прогрев поверхности ухудшает эффективность прогрева бетона и качество бетонных работ. К тому же необходимо подбирать закон изменения степени нагрева, определять в зависимости от этого ширину полос и затем распределять их по поверхности палубы. Все это осложняет технологию бетонных работ.
Известна термоактивная опалубка включающая палубу, нагревательные элементы закрепленные на внутренней поверхности палубы, выполненные из токопроводящих, полос изолированных с обеих сторон диэлектрическими слоями из лакоткани и стеклоткани, пропитанные фенолформальдегидной смолой (см. А.С. СССР 881266, МПК Е04G 9/10, опубликованный 15.11.1981 г.). Палуба выполнена из стальных листов. Электронагревательные элементы закреплены с помощью заклепок на внутренней поверхности палубы. С внутренней стороны палуба снабжена ребрами и по контуру тоже ограничена ребрами. Эта термоактивная опалубка принята за прототип заявляемой опалубки. Диэлектрические слои из лакоткани и стеклоткани пропитанные фенолформальдегидной смолой создают изотермическое температурное поле по всей поверхности электронагревательного элемента, чем улучшается равномерность нагрева палубы. Однако электронагревательные элементы расположены на расстоянии друг от друга, что отрицательно сказывается на равномерности нагрева палубы. К тому же термоактивная опалубка по а.св. СССР 881266 имеет тот же недостаток, что и термоактивная опалубка по патенту РФ на изобретение 2017910. В угловых и стыковых зонах конструкции, в ходе эксплуатации, могут образовываться места с неплотным прилеганием нагревательного элемента к палубе термощита. Это приводит к нарушению равномерного прогрева поверхности, что влечет нарушение качества прогрева бетона, особенно этот недостаток проявляется при низких температурах.
Задачей полезной модели является создание более технологичной конструкции и обеспечение необходимых условий, обеспечивающих достижение бетоном проектной прочности, вследствие равномерного распределения необходимых температур, в условиях низких температур окружающего воздуха. Технический результат - плотное прилегание греющего покрытия по используемой поверхности термощита, равномерное распределения необходимой температуры нагрева.
Технический результат достигается следующим образом.
Как прототип, термоактивная опалубка согласно полезной модели состоит из каркаса и греющих щитов. Каждый щит содержит палубу из теплопроводного металлического материала, электронагреватель, размещенный на поверхности палубы, изолированный с обеих сторон. Электронагреватель выполнен из тепловыделяющего материала на основе углерода.
В отличие от прототипа электронагреватель в заявляемой термоактивной опалубке размещен на внешней стороне щита и выполнен в виде композиционного тепловыделяющего покрытия из смеси технического углерода с полиуретановым лаком и электродов, соединенных с покрытием и закрепленных на палубе щита. Изолирующие слои с обеих сторон электронагревателя выполнены в виде покрытий, одно из которых, диэлектрическое, нанесено, например напылением, на поверхность палубы, а второе, теплоизолирующее, нанесено на композиционное тепловыделяющее покрытие. Электронагреватель выполнен в виде пленки толщиной 0,4-1 мм., на поверхность палубы нанесено диэлектрическое покрытие из полиуретанового лака, теплоизолирующее покрытие, нанесенное на композиционное тепловыделяющее покрытие, выполнено из смеси зольных микросфер и полиуретанового лака, либо быстротвердеющего карбамидного пенопласта. Каркас, как частный случай, может быть выполнен из основания и установленных на основании продольных пластин и внутренних поперечных пластин, установленных перпендикулярно, с равномерным шагом в пазы поверхности щита и основания, соединенные между собой болтовыми соединениями, а также стяжками, установленными во втулках, размещенных по периметру щитов.
Благодаря тому, что электронагреватель нанесен на палубу в виде покрытия, а также прекрасной адгезии композиционного тепловыделяющего покрытия к палубе, основу которого составляет смесь токопроводящего технического углерода с полиуретановым лаком, обеспечивается плотное прилегание и равномерное распределение покрытия по используемой поверхности термощита. Достигнутые результаты, при пропускании электрического тока через композиционный нагревательный элемент, позволяют добиться равномерного распределения необходимой температуры нагрева на наружной поверхности щита термоопалубки.
На фиг.1 изображена предлагаемая термоопалубка; на фиг.2 - щит термоактивной опалубки.
Термоактивня опалубка имеет профиль щитовой металлической опалубки прямоугольной формы. Она представляет собой конструкцию из греющих щитов и каркаса.
Щит термоактивной опалубки включает металлическую палубу 1 с размещенным на его внешней стороне электронагревателем 2, выполненным в виде композиционного тепловыделяющего покрытия, а также термоизоляционным слоем 3, и диэлектрическим слоем 4.
Каркас выполнен из основания и установленных на основании продольных пластин 5 и внутренних поперечных пластин 6, установленных перпендикулярно, с равномерным шагом в пазы поверхности щита и основания, соединенные между собой болтовыми соединениями 7, а также стяжками, установленными во втулках 8, размещенных по периметру щитов.
Электронагреватель 2 представляет собой пленку толщиной от 0,4-1 мм, нанесенную на диэлектрический слой 4. Пропускание электрического тока через композиционную пленку осуществляется с помощью медных электродов 9, которые крепятся к термощиту болтовыми соединениями 7.
Основу композиционного тепловыделяющего покрытия составляет смесь токопроводящего технического углерода с полиуретановым лаком.
На металлическую поверхность палубы путем заливки наносится покрытие в виде диэлектрического слоя 4 (полиуретановый лак).
Готовый тепловыделяющий материал 2 наносится на поверхность диэлектрического слоя 4 и электроды 9 путем использования методов лакокрасочной и эмалевой технологии, напылением, заливкой. После нанесения тепловыделяющего композиционного материала 2 на поверхность палубы 1 необходима термическая обработка конструкции при температуре 100°С в течение 2 часов. Уменьшение теплопотерь в ходе нагрева и дальнейшей эксплуатации происходит за счет нанесения термоизолирующего покрытия 3, в виде смеси зольных микросфер и полиуретанового лака, а также может быть выполнено из быстродействующего карбамидного пенопласта заливочного типа, которое надежно теплоизолирует композиционный нагревательный элемент 2. Температура, достигаемая в разработанной термоопалубке (+80°С), предоставляет возможность бетонирования монолитных конструкций, например, фундаментов и колон, в более сложных климатических условиях с температурой окружающего воздуха (-40°С). Получение в зимних условиях бетона с нужными свойствами, обеспечивается необходимым температурно-влажностным режимом, при котором физико-механические процессы твердения не нарушаются и не замедляются, что обеспечивает достижение бетоном проектной прочности.
Термообработка бетона в греющей опалубке с композиционным нагревательным элементом является более технологичной по сравнению с существующими методами проводного прогрева. При проводном обогреве вследствие обрыва или перегорания провода достигает 30%, что заставляет предусматривать применение альтернативных аварийных систем или наматывать дублирующий провод. В противном случае уложенный бетон промораживается. Заявляемая греющая опалубка с композиционным тепловыделяющим материалом в сравнении с существующими аналогами имеет высокий срок службы и промышленно применима. Простота конструкции опалубки представляет возможность многократного использования, также монтаж и эксплуатация оборудования проста и не требует дополнительных расходов, занимает мало места при складировании и транспортировки. Конструкция композиционного нагревательного элемента позволяет выполнять термоопалубку различной конфигурации, под конкретные решаемые задачи.
1. Термоактивная опалубка, состоящая из каркаса и греющих щитов, содержащих палубу из теплопроводного металлического материала, электронагреватель, размещенный на поверхности палубы, изолированный с обеих сторон и выполненный из тепловыделяющего материала на основе углерода, отличающаяся тем, что электронагреватель размещен на внешней стороне щита и выполнен в виде композиционного тепловыделяющего покрытия из смеси технического углерода с полиуретановым лаком и электродов, соединенных с покрытием и закрепленных на палубе щита, при этом изолирующие слои выполнены в виде покрытий, одно из которых, диэлектрическое, нанесено, например напылением, на поверхность палубы, а второе, теплоизолирующее, нанесено на композиционное тепловыделяющее покрытие.
2. Термоактивная опалубка по п.1, отличающаяся тем, что электронагреватель выполнен в виде пленки толщиной 0,4-1 мм.
3. Термоактивная опалубка по п.1, отличающаяся тем, что на поверхность палубы нанесено диэлектрическое покрытие из полиуретанового лака.
4. Термоактивная опалубка по п.1, отличающаяся тем, что теплоизолирующее покрытие выполнено из смеси зольных микросфер и полиуретанового лака.
5. Термоактивная опалубка по п.1, отличающаяся тем, что теплоизолирующее покрытие выполнено из быстротвердеющего карбамидного пенопласта.
6. Термоактивная опалубка по п.1, отличающаяся тем, что каркас выполнен из основания и установленных на основании продольных пластин и внутренних поперечных пластин, установленных перпендикулярно, с равномерным шагом в пазы поверхности щита и основания, соединенные между собой болтовыми соединениями, а также стяжками, установленными во втулках, размещенных по периметру щитов.
