элемент кровли и способ его изготовления

Формула изобретения

1. Элемент кровли, включающий формообразующий слой и его покрытие, отличающийся тем, что на верхней части поверхности формообразующего слоя покрытие выполнено в два слоя, при этом толщины формообразующего слоя и первого и второго слоев покрытия выполнены в соотношении 1:(0,01-1):(0,01-0,1), причем формообразующий слой элемента кровли выполнен из пенополиуретана, например из “Изолана-210”, один слой покрытия выполнен на основе цементного вяжущего и нанесен на соответствующую поверхность формообразующего слоя, а другой слой выполнен содержащим пигмент и нанесен на наружную поверхность первого слоя покрытия и на другие поверхности элемента кровли, при этом толщина формообразующего слоя элемента кровли составляет 10-150 мм.

2. Элемент кровли по п.1, отличающийся тем, что слой покрытия содержит цемент, например цемент “М-500”, и пластификатор, например суперпластификатор “С-3”, при соотношении составляющих, об.%: пластификатор 0,1- 1,0; цементный камень остальное.

3. Элемент кровли по п.1, отличающийся тем, что слой покрытия содержит кровельную мастику или пигмент в виде, например, тонкодисперсной кирпичной крошки, смесь жидкого стекла с тальком, а также силикатизатор, например борат кальция, при соотношении составляющих, об.%: пигмент 0,5-5,0; жидкое стекло 1,0-10,0; силикатизатор 0,1-1,0; тальк остальное.

4. Способ изготовления элемента кровли, включающий послойное выполнение его составляющих, отличающийся тем, что вначале путем литья под давлением в пресс-форме получают формообразующий слой элемента кровли, на относящуюся к наружной поверхности элемента кровли, поверхность которого путем напыления под давлением затем наносят первый слой покрытия, потом на изделие под давлением наносят дополнительный слой покрытия, а изделие выдерживают при температуре 15-35°С не менее 2,5-5,0 ч, причем формообразующий слой элемента кровли получают из пенополиуретана, например “Изолана-210”, заливкой, соответственно под давлением, его предварительно нагретых компонентов в пресс-форму и выдерживанием в ней полученного в результате взаимодействия компонентов пенополиуретана в течение заданного времени, первый слой покрытия выполняют на основе цементного вяжущего, а дополнительный слой покрытия получают путем напыления включающего пигмент состава на основе, например, жидкого стекла.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что напыление слоев покрытия производят под давлением до 20 МПа.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что компоненты пенополиуретана перед заливкой в пресс-форму нагревают до температуры 25-80°С.

7. Способ по п.4 или 6, отличающийся тем, что заливку компонентов пенополиуретана производят под давлением 1,0-3,0 МПа.

8. Способ по любому из пп.4, 6 и 7, отличающийся тем, что в качестве компонентов для получения пенополиуретана выбирают изолан А-210-2 и полиизоцианат 345 или воронат М 229, или супрасек 5005.

9. Способ по любому из пп.4, 6-8, отличающийся тем, что выдерживание в пресс-форме полученного в ней формообразующего слоя элемента кровли из пенополиуретана производят в течение 3,0-30 мин.

10. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что напыление первого слоя покрытия производят составом, содержащим цемент, например цемент “М-500”, пластификатор, например суперпластификатор “С-3”, и воду, при соотношении составляющих, об. %: пластификатор 0,05-0,5; цемент 20,0-50,0; вода остальное.

11. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что напыление дополнительного слоя производят составом, содержащим пигмент в виде, например, тонкодисперсной кирпичной крошки, водный раствор, смесь жидкого стекла с тальком, а также силикатизатор, например борат кальция, при соотношении составляющих, об.%: пигмент 0,5-5,0; жидкое стекло 1,0-10,0; силикатизатор 0,1-1,0; тальк 10,0-50,0; вода остальное.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении кровельных покрытий для жилых домов и других строений.

Известна формованная панель для покрытия, включающая опорную поверхность и фиксаторы, предназначенные для установки панели на опорах, а также средства ее продольного и бокового соединения со смежными панелями, причем профиль панели сформирован для придания ей требуемого внешнего вида (см., например, патент РФ 2119570 с приоритетом от 02.02.94 г., МПК: Е 04 D 1/08).

Известная конструкция обеспечивает возможность оперативной сборки кровли без специального инструмента и не требует выполнения обрешетки, однако при ее использовании необходимо проведение работ по гидро- и теплоизоляции кровли.

Наиболее близким аналогом-прототипом является конструкция двухслойной черепицы (см., например, патент РФ №2099489 с приоритетом от 12.04.96 г., МПК: Е 04 D 1/28), содержащая нижний (формообразующий) слой из фибробетона с наполнителем в виде кордовых волокон и верхний слой цементного покрытия, толщиной в 5-6 раз меньшей толщины фибробетонного слоя.

Такая конструкция обеспечивает возможность получения требуемых прочностных характеристик, а также повышения водо- и морозостойкости элемента кровли, однако использование этой конструкции требует проведения работ по теплоизоляции кровли.

Известен способ изготовления кровельных и гидроизоляционных материалов на минеральной основе, включающий формование холста из минерального расплава и образование лицевого и обратного покровных слоев, причем формование холста производят на предварительно образованном обратном покровном слое, после чего на холст наносят лицевой покровный слой, при этом холст формуют при температуре не ниже температуры окружающей среды и не выше температуры возгорания покровного слоя (см., например, авторское свидетельство СССР №1059098 с приоритетом от 01.02.82 г., МПК: Е 04 D 5/00).

Известный способ существенно упрощает процесс изготовления кровельных и гидроизоляционных материалов, однако не обеспечивает возможности получения высокопрочного кровельного покрытия, обладающего теплоизоляционными свойствами.

Наиболее близким аналогом-прототипом является способ изготовления кровли (см., например, патент РФ №2010929 с приоритетом от 05.01.87 г., МПК: Е 04 D 5/06), включающий послойное выполнение кровельного покрытия, содержащего теплоизоляционного, изолирующего и уплотняющего слоев, причем теплоизоляционный слой выполнен в виде отдельных полос из пенополиуретана, или пенополистирола, или прессованного полистирола, или каменно-керамической шерсти и соединен с уплотняющим и изолирующим слоями посредством кашировочного слоя из полимерной пленки или металлической фольги.

Таким способом можно изготовить кровельное покрытие большой площади, обладающее теплоизоляционными свойствами, однако использование этого способа не обеспечивает возможности получения элементов кровли заданной формы, обладающих наряду с теплоизоляционным комплексом требуемых прочностных характеристик.

Сущность изобретения состоит в том, что в элементе кровли, включающем формообразующий слой и его покрытие, на верхней части поверхности формообразующего слоя покрытие выполнено в два слоя, при этом толщины формообразующего слоя и первого и второго слоев покрытия выполнены в соотношении 1:(0,01-1):(0,01-0,1), причем формообразующий слой элемента кровли выполнен из пенополиуретана, например, из “Изолана-210”, один слой покрытия выполнен на основе цементного вяжущего и нанесен на соответствующую поверхность формообразующего слоя, а другой слой выполнен содержащим пигмент и нанесен на наружную поверхность первого слоя покрытия и на другие поверхности элемента кровли, при этом толщина формообразующего слоя элемента кровли составляет (10-150) мм.

Кроме того, слой покрытия элемента кровли содержит цемент, например цемент “М-500”, и пластификатор, например суперпластификатор “С-3”, при соотношении составляющих, об.%: пластификатор - 0,1-1,0; цементный камень - остальное.

При этом другой слой покрытия элемента кровли содержит кровельную мастику или пигмент в виде, например, тонкодисперсной кирпичной крошки, смесь жидкого стекла с тальком, а также силикатизатор, например борат кальция, при соотношении составляющих, об.%: пигмент - 0,5-5,0; жидкое стекло - 1,0-10,0; силикатизатор - 0,1-1,0; тальк - остальное.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе изготовления элемента кровли, включающем послойное выполнение его составляющих, вначале путем литья под давлением в пресс-форме получают формообразующий слой элемента кровли, на относящуюся к наружной поверхности элемента кровли, на поверхность которого путем напыления под давлением затем наносят первый слой покрытия, на которое после этого под давлением наносят дополнительный слой покрытия, а изделие выдерживают затем при температуре (15-35)°С не менее (2,5-5,0) часов, причем формообразующий слой элемента кровли получают из пенополиуретана, например “Изолана-210”, заливкой, соответственно под давлением, его предварительно нагретых компонентов в пресс-форму и выдерживанием в ней полученного в результате взаимодействия компонентов пенополиуретана в течение заданного времени, первый слой покрытия выполняют на основе цементного вяжущего, а дополнительный слой покрытия получают путем напыления, включающего пигмент состава на основе, например, жидкого стекла или кровельной мастики.

При этом напыление слоев покрытия производят под давлением до 20 МПа, а кроме того, компоненты пенополиуретана перед заливкой в пресс-форму нагревают до температуры (25-80)°С, заливку компонентов пенополиуретана производят под давлением (1,0-3,0) МПа, в качестве компонентов для получения пенополиуретана выбирают Изолан А-210-2 и полиизоцианат 345 или воронат М 229, или супрасек 5005, а выдерживание в пресс-форме полученного в ней формообразующего слоя элемента кровли из пенополиуретана производят в течение (3,0-30) минут.

При этом напыление первого слоя покрытия производят составом, содержащим цемент, например, цемент “М-500”, пластификатор, например суперпластификатор “С-3” и воду, при соотношении составляющих, об.%: пластификатор - 0,05-0,5; цемент - 20,0-50,0; вода - остальное, а напыление дополнительного слоя производят составом, содержащим пигмент в виде, например, тонкодисперсной кирпичной крошки, водный раствор, смесь жидкого стекла с тальком, а также силикатизатор, например, борат кальция, при соотношении составляющих, об.%: пигмент - 0,5-5,0; жидкое стекло - 1,0-10,0; силикатизатор - 0,1-1,0; тальк - 10,0-50,0; вода - остальное.

Такое выполнение элемента кровли обеспечивает создание конструкции, обладающей комплексом высоких прочностных, гидроизоляционных и теплоизоляционных характеристик.

На фиг.1 и 2 показаны примеры выполнения элемента кровли соответственно черепица и конек (вид в разрезе).

Элемент кровли содержит формообразующий слой 1, выполненный из пенополиуретана, например, из “Изолана-210” (см., например, ТУ 2254-351-10480596-2001) и предназначенный для создания заданной формы элемента кровли и обеспечения его теплоизоляционных свойств, а также звукоизоляции. В зависимости от требований по теплоизоляции, а также типа элемента кровли (скат крыши, конек и т.д.) толщина формообразующего слоя может составлять от 10 до 150 мм, при этом формообразующий слой с учетом дизайна и типа элемента кровли выполняют в виде плоской или волнистой пластины, черепицы, уголка и пр. С наружной поверхностью 2 формообразующего слоя 1 адгезивно связан первый слой 3 покрытия, обеспечивающий требуемую прочность элемента кровли, выполненный на основе цементного вяжущего и содержащий, например, портландцемент “М-500” и пластификатор, например, суперпластификатор “С-3” (см., например, еженедельник “Снабженец”, № 48 (303), декабрь 2001 г.) при соотношении составляющих, об.%: пластификатор - 0,1-1,0; цементный камень - остальное. Толщина первого слоя 3 покрытия составляет от 0,01 до 1,0 толщины формообразующего слоя 1, в зависимости от требований к прочности элемента кровли и толщины слоя 1.

На наружную поверхность 4 первого слоя 3 покрытия и оставшуюся часть поверхности 5 формообразующего слоя 1 нанесен второй слой 6 покрытия, предназначенный для выполнения функций декора, а также для выполнения дополнительной защиты, например, от влагопропускания и др. Второй слой 6 покрытия содержит пигмент в виде, например, тонкодисперсной кирпичной крошки, смесь жидкого стекла (К₃SiO₃) с тальком, а также силикатизатор, например, борат кальция (Са₃(ВО₃)₂) или цинковые белила при соотношении составляющих, об.%: пигмент - 0,5-5,0; жидкое стекло - 1,0-10,0; силикатизатор - 0,1-1,0; тальк - остальное.

Второй слой 6 покрытия может быть выполнен также с использованием кровельной мастики, например мастики тиоколовой АМ-05 (см., например, еженедельник “Снабженец”, № 48 (303), декабрь 2001 г.) или вододисперсионной акриловой краски, например, “Галамикс” ГМ-30 (см., например, журнал “Строительный сезон”, № 40, 2001 г., с. 124).

Толщина второго слоя 6 покрытия составляет 0,01-0,1 толщины формообразующего слоя 1 элемента кровли.

Изготовление элемента кровли производят следующим образом. Вначале путем литья под давлением с помощью, например, заливочной машины высокого давления для переработки пенополиуретана ПК-40 из пенополиуретана, например, “Изолана-210” получают формообразующий слой 1. При этом в пресс-форму под давлением (1,0-3,0) МПа заливают смесь подогретых до температуры (25-80)°С компонентов “Изолана-210”: 1 - Изолан-А-210-2 (см., например, ТУ 2226-223-10480596-2001), представляющий собой смесь простых полиэфиров с пенорегулятором, антипиреном и вспенивающим агентом, и 2 - или полиизоцианат марки 345 (см., например, ТУ 2226-222-10480596-2001), или воронат М 229, или супрасек 5005. Получаемый в результате взаимодействия этих компонентов пенополиуретан выдерживают в пресс-форме в течение (3,0-30) мин, а затем полученный при этом слой 1 элемента кровли извлекают из пресс-формы и на относящуюся к наружной поверхности элемента кровли поверхность 2 этого слоя путем напыления раствора, содержащего портландцемент “М-500” и пластификатор, например, суперпластификатор “С-3” при соотношении составляющих, об.%: пластификатор - 0,05-0,50; цемент - 20,0-50,0; вода - остальное, с помощью, например, окрасочного агрегата высокого давления MARK V под давлением наносят первый слой 3 покрытия, а затем на слой 3 покрытия и на остальную часть поверхности 5 формообразующего слоя 1 также под давлением с помощью, например, окрасочного агрегата высокого давления UM 695 путем напыления водного раствора, содержащего кровельную мастику или пигмент в виде, например, тонкодисперсной кирпичной крошки, смесь жидкого стекла (К₃SiO₃) с тальком, а также силикатизатор, например, борат кальция (Са₃(ВО₃)₂) или цинковые белила при соотношении составляющих, об.%: пигмент - 0,5-5,0; жидкое стекло - 1,0-10,0; силикатизатор - 0,1-1,0; тальк - 10,0-50,0; вода - остальное, наносят второй слой 6 покрытия.

Полученное изделие выдерживают на воздухе при температуре (15-35)° С не менее (2,5-5,0) часов для сушки покрытия и завершения полимеризационных процессов в пенополиуретане, после чего изготовленный элемент кровли может быть использован по назначению.

В соответствии результатом проведенных исследований вышеописанные элементы кровли имеют следующие основные характеристики:

- прочность на сжатие - не менее 3 МПа (по ГОСТ 28570-90);

- коэффициент теплопроводности - не более 0,029 Вт/(мК) (по ГОСТ 7076-99);

- водопоглощение за 24 часа - не более 2,5% (по ГОСТ 26589-94);

- морозостойкость - не менее 25 циклов (по ГОСТ 10060.0-95);

- масса изделия - (2,5-3,0) кг/м².