способ изготовления элемента строительной конструкции и облицовочная керамическая плитка, используемая в способе

Формула изобретения

1. Способ изготовления элемента строительной конструкции с облицовочными керамическими плитками, расположенными на его наружной поверхности, путем жесткого соединения тыльной поверхности плиток с лицевой поверхностью основы элемента строительной конструкции с помощью связующего материала, при котором все плитки укладывают лицевыми поверхностями на подложку, располагая их в заданном порядке, наносят на тыльную поверхность всех плиток связующий материал и создают условия для затвердевания связующего материала, отличающийся тем, что используют керамическую облицовочную плитку, лицевая поверхность которой сопряжена с ее боковыми поверхностями, расположенными по ширине плитки, вогнутыми цилиндрическими поверхностями, и используют подложку, поверхность которой, предназначенная для укладки плиток, выполнена гладкой и с конфигурацией, необходимой для получения требуемой конфигурации элемента строительной конструкции, причем при укладке плиток обеспечивают контакт боковых поверхностей соседних плиток с получением рельефной наружной поверхности элемента, имитирующей кирпичную кладку.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при нанесении связующего материала на тыльную поверхность плиток формируют основу элемента строительной конструкции заданной формы, которую получают при затвердевании связующего материала.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что основу элемента строительной конструкции формируют в виде слоя одинаковой толщины, которую выбирают из условия получения заданной толщины основы после затвердевания связующего материала.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что сначала изготавливают основу элемента строительной конструкции, при этом связующий материал наносят на тыльную поверхность плиток в виде слоя, на который укладывают основу элемента строительной конструкции и толщину которого выбирают из условия получения прочного соединения основы с плиткой после затвердевания связующего материала.

5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что перед нанесением связующего материала зазоры между плитками по линиям контакта уплотняют или герметизируют.

6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что в качестве связующего материала используют бетон, или полимерные высокомолекулярные формовочные, или связующие материалы, или строительные растворы с органическими и/или неорганическими связующими.

7. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что образуемые при контакте боковых поверхностей соседних плиток канавки заполняют связующим материалом.

8. Керамическая облицовочная плитка, имеющая прямоугольную форму, лицевая поверхность которой сопряжена с ее боковыми поверхностями цилиндрическими поверхностями, отличающаяся тем, что лицевая поверхность плитки сопряжена с ее боковыми поверхностями, расположенными по ширине плитки, вогнутыми цилиндрическими поверхностями, протяженность которых по толщине плитки составляет от одной трети до двух третей толщины плитки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к формованным строительным изделиям, и касается способа изготовления элемента строительной конструкции и керамической облицовочной плитки.

Способ используется для изготовления преимущественно элементов строительных конструкций с плоскими и криволинейными наружными поверхностями панелей, а также фасонных элементов строительных конструкций, например балконов, используемых в гражданском и промышленном строительстве. Его также с успехом можно использовать для изготовления элементов строительных конструкций, используемых для отделки внутренних помещений таких зданий и сооружений.

Керамическая облицовочная плитка используется, в основном, для отделки элементов строительных конструкций с наружной поверхностью, имитирующей кирпичную кладку.

Для отделки наружных поверхностей строительных конструкций широко используют облицовочную плитку различной формы и изготовленную из различных материалов, например керамическую плитку, а также облицовочный кирпич. Отделка наружных поверхностей строительных конструкций облицовочной плиткой достаточно дорогостоящий, длительный и трудоемкий технологический процесс. Наиболее распространенным в строительстве многоэтажных зданий является способ изготовления элементов строительных конструкций с облицованной плиткой наружной поверхностью, при котором облицовочные плитки располагают на лицевой поверхности основы элемента строительной конструкции в заданном порядке. Порядок расположения плитки в основном определяется формой плиток. Форма плиток может быть самой разнообразной: квадратной, прямоугольной, шестигранной. У используемых керамических облицовочных плиток лицевая поверхность каждой плитки обычно сопряжена с ее боковыми поверхностями выпуклыми цилиндрическими поверхностями, имеющими малый радиус, такой, что при плотной укладке плиток облицованная поверхность на небольшом расстоянии выглядит сплошной, что ухудшает внешний вид зданий и сооружений. Для того, чтобы облицованная поверхность выглядела рельефной, соседние плитки располагают относительно друг друга с зазорами. Величина зазоров может составлять от 2 до 20 мм. Плитки соединяют со строительной конструкцией с помощью связующего материала. Зазоры иногда заполняют связующим материалом, контрастным по цвету облицовочной плитке. Наличие зазоров между соседними кирпичами, заполненных связующим материалом, обусловлено технологическим процессом кладки кирпича.

Важным требованием к внешнему виду наружных поверхностей строительных конструкций, облицованных плитками, является качество укладки плиток, которое определяется равной величиной зазоров между плитками. Один из наиболее распространенных и широко известных способов изготовления элементов строительной конструкции с облицовочными плитками, расположенными на его наружной поверхности, путем жесткого соединения тыльной поверхности плиток с лицевой поверхностью основы элемента строительной конструкции с помощью связующего материала, заключается в следующем. Все плитки, необходимые для облицовки, укладывают лицевыми поверхностями на подложку, располагая их в заданном порядке, с зазорами между соседними плитками, наносят на тыльную поверхность всех плиток слой связующего материала, и создают условия для затвердевания связующего материала.

Для того, чтобы выдерживать между плитками зазоры одинаковой величины, в технологическом процессе изготовления элементов строительных конструкций, в качестве подложки для укладки плиток используют специальные формы, на поверхностях которых, предназначенных для укладки плиток, имеются различные вспомогательные приспособления, такие как русты и перегородки, толщина которых задает величины зазоров между плитками. Русты и перегородки обычно жестко связаны с подложкой с помощью сварки или механического соединения и образуют ячейки для каждой плитки в соответствии с ее типоразмером. При этом операция укладки каждой из плиток в свою ячейку является самой длительной и трудоемкой.

Для предотвращения протечек связующего материала на лицевую поверхность строительной конструкции и на дно формы, перед укладкой плиток в ячейки на поверхность формы укладывают специальную ткань, уплотняющую зазоры между плитками. После чего на ткань укладывают облицовочную плитку. Использование такой ткани повышает себестоимость элемента строительной конструкции. Кроме того, себестоимость повышается также за счет использования в качестве подложки дорогостоящих форм, срок службы которых невысок вследствие наличия сравнительно тонких перегородок, которые при укладке плиток быстро изнашиваются. При переходе на другой типоразмер плитки такие формы требуют переделки.

Наиболее близким аналогом к рассматриваемому способу является способ изготовления изделий, преимущественно стеновых панелей, путем последовательной укладки слоев облицовочного материала (облицовочной плитки) и связующего материала (SU 655546, B 28 B 11/00, 09.04.74).

Наиболее близким аналогом к рассматриваемой керамической облицовочной плитке является керамическая облицовочная плитка, имеющая прямоугольную форму, лицевая поверхность которой сопряжена с ее боковыми поверхностями (Строительная керамика. Справочник. /Под ред. Рохваргера Е.Л., Стройиздат, 1976, с. 115, 116).

В основу изобретения поставлена задача разработать способ изготовления элемента строительной конструкции с облицовочными плитками, расположенными на его наружной поверхности, который позволил бы снизить себестоимость изготавливаемых элементов строительных конструкций.

В основу изобретения также поставлена задача создать керамическую облицовочную плитку прямоугольной формы, которая при контакте боковых поверхностей плиток обеспечила бы получение рельефной наружной поверхности, подобной традиционной кирпичной кладке, которая была бы легко различима на больших расстояниях как на малоэтажных, так и на многоэтажных жилых и производственных зданиях и сооружениях.

Поставленная задача в части способа решена тем, что в способе изготовления элемента строительной конструкции с облицовочными керамическими плитками, расположенными на его наружной поверхности, путем жесткого соединения тыльной поверхности плиток с лицевой поверхностью основы элемента строительной конструкции с помощью связующего материала, при котором все плитки, необходимые для облицовки, укладывают лицевыми поверхностями на подложку, располагая их в заданном порядке, наносят на тыльную поверхность всех плиток связующий материал и создают условия для затвердевания связующего материала, согласно изобретению, используют керамическую облицовочную плитку, лицевая поверхность которой сопряжена с ее боковыми поверхностями, расположенными по ширине плитки вогнутыми цилиндрическими поверхностями, и используют подложку, поверхность которой, предназначенная для укладки плиток, выполнена гладкой с конфигурацией, необходимой для получения требуемой конфигурации элемента отрицательной конструкции, при укладке плиток обеспечивают контакт боковых поверхностей соседних плиток с получением рельефной наружной поверхности, имитирующей кирпичную кладку.

Целесообразно формировать заданную форму основы строительной конструкции при нанесении слоя связующего материала на тыльную поверхность плиток, которую получают при затвердевании связующего материала.

Разумно основу элемента строительной конструкции формировать в виде слоя одинаковой толщины, которую выбирают из условия получения заданной толщины основы после затвердевания связующего материала.

При изготовлении элемента строительной конструкции можно сначала изготовить основу элемента строительной конструкции, которую затем уложить на слой связующего материала, толщину которого выбрать из условия получения прочного соединения основы элемента строительной конструкции с облицовочными плитками.

Для исключения протекания связующего материала на лицевую поверхность плиток места стыка по линиям контакта плиток можно уплотнить или герметизировать.

В качестве связующего материала можно использовать бетон или полимерный высокомолекулярный формовочный или связующий материала, или строительный раствор с органическими и/или неорганическими связующими.

Для повышения прочности соединения плиток канавки, образуемые при контакте боковых поверхностей, заполняют связующим материалом.

Рассматриваемый способ изготовления элемента строительной конструкции менее трудоемкий по сравнению с известным за счет сокращения длительности укладки облицовочных плиток на подложке в заданном порядке, поскольку порядок расположения плиток, при котором соседние плитки контактируют друг с другом, зависит только от их формы. Он позволяет существенно снизить себестоимость элемента строительной конструкции за счет использования дешевой универсальной подложки с гладкой поверхностью, предназначенной для укладки плиток. В этом способе при плотной, по существу без зазоров, укладке плиток не требуется использовать специальную ткань для исключения протечек связующего материала между плитками. Кроме того, способ не требует дорогостоящих форм для укладки плиток, что снижает себестоимость элементов строительной конструкции. Себестоимость элементов снижается также за счет того, срок службы подложки, не имеющей перегородок или рустов, значительно больше срока службы специальной формы. Подложка, применяемая в предлагаемом способе, является универсальной, пригодной для всех используемых типоразмеров облицовочной плитки.

В части облицовочной керамической плитки, имеющей прямоугольную форму, лицевая поверхность которой сопряжена с ее боковыми поверхностями цилиндрическими поверхностями, задача решается тем, что лицевая поверхность плитки сопряжена с ее боковыми поверхностями, расположенными по ширине плитки, вогнутыми цилиндрическими поверхностями, протяженность которых по толщине плитки составляет от одной трети до двух третьей толщины плитки.

Кроме того, возможно выполнение керамической облицовочной плитки, имеющей прямоугольную форму, в которой лицевая поверхность плитки сопряжена с ее боковыми поверхностями, расположенными по ширине плитки, плоскими поверхностями, протяженность которых по толщине плитки составляет от одной трети до двух третей толщины плитки.

При отделке предлагаемой облицовочной плиткой наружных поверхностей любых строительных конструкций получается рельефная поверхность, так как соседние плитки образуют по линиям контакта канавки, которые различимы на больших расстояниях. При расположении прямоугольной плитки в порядке кирпичной кладки получается рельефная поверхность, хорошо имитирующая кирпичную кладку, различимую как на малоэтажных, так и на многоэтажных зданиях.

Таким образом, способ изготовления элементов строительных конструкций предлагаемой облицовочной плиткой значительно дешевле известных и позволяет получить недорогой и качественный элемент строительной конструкции, не требующий отделки наружной поверхности строительной конструкции.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его осуществления и прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг. 1 изображает частично несущую строительную панель с подложкой на последней стадии рассматриваемого способа ее изготовления, в процессе затвердевания слоя связующего материала (диметрия), согласно изобретения;

фиг. 2 - часть строительной панели, изображенной на фиг. 1, в увеличенном масштабе, с данной керамической облицовочной плиткой, показывающая взаимное расположение плиток (диметрия), согласно изобретению;

фиг. 3 - часть отделочной строительной панели с выпуклой наружной поверхностью, изготовленной данным способом, основа которой сформирована при нанесении связующего материала на тыльную поверхность плиток (диметрия), согласно изобретению.

Способ изготовления элемента строительной конструкции с облицовочными плитками, расположенными на его наружной поверхности, заключается в следующем. При изготовлении плоской несущей строительной панели 1 (фиг. 1), содержащей основу 2 и слой 3 керамической облицовочной плитки 4, используют подложку 5, предназначенную для укладки плитки в требуемом порядке, который выбран для наружной поверхности строительной конструкции. Поверхность B подложки 5, предназначенная для укладки плиток 4, имеет конфигурацию, необходимую для получения требуемой конфигурации наружной поверхности панели 1, она выполнена плоской, как и лицевая поверхность L основы 2. В описанном примере основа 2 имеет плоскую лицевую поверхность L, однако в зависимости от назначения элемента строительной конструкции ее лицевая поверхность может иметь и любую другую конфигурацию. Например, лицевая поверхность балконного перекрытия может иметь выпуклую цилиндрическую форму. Поверхность B подложки 5 выполнена гладкой, без перегородок. Габаритные размеры панели 1 выбирают в соответствии с используемыми в настоящее время в строительстве типоразмерами несущих панелей. Однако они могут быть и любыми другими. Подложки, используемые в предлагаемом способе, чаше всего изготавливают из металла.

Все плитки 4, необходимые для облицовки основы 2, укладывают лицевой поверхностью M на поверхность B положки 5. Плитки 4 укладывают плотно, встык, по существу без зазоров, обеспечивая контакт боковых поверхностей S₂ и S₂, d₁ и d₂ соответственно соседних плиток 4. Габаритные размеры поверхности B подложки 5 по существу равны габаритным размерам основы 2 и незначительно их превышают на величину, обеспечивающую свободную укладку плиток с учетом их технологических допусков. На подложке 5 имеется бурт 6, расположенный по периметру для фиксации плиток 4, высота которого не превышает толщину плитки 4. Затем на тыльную поверхность N плиток 4 наносят связующий материал. Тыльная поверхность N плиток 4 для повышения прочности из соединения с основной 2 выполнена шероховатой или с рифлениями. В качестве связующего материала можно использовать любые известные связующие материалы, используемые в строительстве как для изготовления элементов строительных конструкций, так и для соединения основы элемента строительной конструкции с облицовочной плиткой. К таким материалам относятся бетон, полимерные высокомолекулярные формовочные или связующие материалы, а также строительные растворы с органическими и/или неорганическими связующими. Например, используют такие полимерные материалы как полистиролы, полиуретаны, пенополиуретаны, пенопласты. При изготовлении панели 1 в качестве связующего материала используют бетон. В способе основу элемента строительной конструкции можно формировать при нанесении связующего материала на тыльную поверхность плиток, ее можно также формировать и после затвердевания слоя связующего материала, нанесенного на плитки, основу можно изготовить отдельно и затем уложить ее на слой связующего материала, нанесенный на плитки. При этом основа может быть как монолитной, так и слоистой, например, содержать слой теплоизоляции.

В показанном на фиг. 1 примере основу 2, изготовленную из бетона, укладывают на слой 7 связующего материала, нанесенный на тыльную сторону плиток 4. Толщину k слоя 7 выбирают в зависимости от габаритных размеров основы 2, материала плитки 4 и свойств связующего материала такой, чтобы обеспечить прочное соединение плиток 4 с основной 2. В качестве связующего материала, наносимого на тыльную поверхность N плиток 4, можно использовать тот же связующий материал, который использован для изготовления основы 2. Затем создают условия для затвердевания слоя 7 связующего материала. При этом технологический режим сушки для каждого связующего материала, используемого в предлагаемом способе, известен. После затвердевания связующего материала готовую панель 1 снимают с подложки 5, которую используют для изготовления следующей панели 1.

При использовании достаточно жидкого связующего материала, при нанесении которого на тыльную поверхность плиток возможны проточки его на лицевую поверхность в местах стыка плиток, перед нанесением связующего материала места стыка по линиям контакта плиток уплотняют или герметизируют с помощью известных герметиков или мастик. Можно также уплотнить места стыка путем нанесения на тыльную поверхность плиток сыпучих материалов, например, слоя песка при использовании в качестве связующего материала бетона.

Для облицовки основы 2 в описываемом примере используют прямоугольную керамическую плитку 4 любого используемого типоразмера, которую располагают в порядке, аналогичном кирпичной кладке. Однако можно использовать и любую другую облицовочную плитку, порядок расположения которой зависит от ее формы, поскольку плитки должны быть уложены на подложке по существу без зазоров и контактировать своими боковыми поверхностями.

При расположении прямоугольных керамических облицовочных плиток 4 (фиг. 2) в порядке, имитирующем кирпичную кладку, плитки 4 укладывают рядами по их длине, при этом плитки 4 в соседних рядах сдвигают, располагая боковые поверхности S₁ и S₂ плиток 4 в соседних рядах на расстоянии "e", по существу равном половине длины плитки 4. В способе операция укладки плиток 4 на гладкую поверхность B подложки 5 является достаточно простой и не требующий значительных затрат времени процесс. Для того, чтобы получить элементы строительных конструкций с наружной поверхностью, которая бы была похожа на кирпичную кладку и на больших расстояниях, в способе используют прямоугольную керамическую облицовочную плитку 4, лицевая поверхность M которой сопряжена с ее боковыми поверхностями S, расположенными по ширине плитки 4, вогнутыми цилиндрическими поверхностями Z. При этом протяженность h этих поверхностей Z по толщине c плитки 4 составляет от одной трети до двух третей толщины плитки 4. Соседние плитки 4 при контакте боковых поверхностей S образуют канавки 8, глубина которых меньше толщины c плитки 4. Лицевая поверхность M плитки 4 сопряжена с ее боковыми поверхностями d, расположенными по длине плитки 4, цилиндрическими поверхностями, имеющими небольшой радиус.

При использовании для облицовки основы элемента строительной конструкции облицовочной плитки, имеющей другую форму, например, квадратную или шестигранную (на чертежах не показана), для получения рельефной поверхности выгодно, чтобы лицевая поверхность такой плитки также была сопряжена по меньшей мере с одной из ее боковых поверхностей вогнутой цилиндрической или плоской поверхностью, расположенной под углом от 30^o до 60^o к лицевой поверхности плитки. Поверхности сопряжения можно выполнить по всему периметру плитки, при этом канавки будут между всеми боковыми сторонами соседних плиток. Глубина канавок зависит от толщины плитки, наиболее выгодно, чтобы эта глубина составляла от одной трети до двух третей толщины плитки. При глубине менее одной третий толщины плитки канавки будут плохо различимы на больших расстояниях, при глубине более двух третей возможно плохое прилегание боковых поверхностей плиток и даже их разрушение при укладке.

При изготовлении декоративных элементов строительных конструкций или облицовочных панелей, толщина которых меньше толщины несущих строительных конструкций, целесообразно в способе стадию изготовления основы элемента строительной конструкции и стадию облицовки ее наружной поверхности совместить. Такой вариант способа изготовления элемента строительной конструкции отличается от вышеописанного только тем, что основу элемента строительной конструкции заданной формы формируют при нанесении связующего материала на тыльную поверхность плиток, уложенных на подложку. Готовый элемент строительной конструкции получают при затвердевании связующего материала. При изготовлении показанной на фиг. 3 панели 9 основа 10 сформирована при нанесении слоя связующего материала на слой 11 из керамической облицовочной плитки 4. В качестве связующего материала при использовании такого варианта способа изготовления элемента строительной конструкции использован полимерный связующий материал, например пенополиуретан или пенопласт. При ее формировании наносят на тыльную поверхность плиток 4 слой связующего материала, толщину которого выбирают из условия получения заданной толщины основы 10 после затвердевания связующего материала. Толщина слоя связующего материала должна быть выбрана с учетом его усадки. Панель 9 имеет выпуклую наружную поверхность. Поверхность подложки (на чертеже не показана), используемой для изготовления панели 9, предназначенная для укладки плиток 4, имеет конфигурацию, необходимую для получения требуемой конфигурации лицевой поверхности панели 9, т.е. выполнена вогнутой. Кроме того, подложка должна иметь бурт, расположенный по периметру, высота которого по существу равна толщине панели 9, т.е. суммарной толщине слоя 11 плитки 4 и основы 10. При этом слой связующего материала, наносимый на тыльную поверхность плиток 4, может быть как одинаковым по толщине, так и различным. При формировании основы 10, имеющей одинаковую толщину, ее тыльную поверхность выполняют вогнутой. При изготовлении элементов строительных конструкций таким вариантом способа можно получить основу другой формы с любой необходимой конфигурацией ее тыльной поверхности, например, отделочную панель, подобную панели 9 с плоской тыльной поверхностью, при этом слой связующего материала будет по толщине различным. Для получения тыльной поверхности панели сложной конфигурации используют "пресс-формы" .., которые устанавливают на слой связующего материала и после его затвердевания снимают.

Таким образом, способом можно изготовить достаточно дешевый элемент строительной конструкции, с расположенной на его наружной поверхности керамической облицовочной плиткой, имеющей высокое качество наружной поверхности.