021782 B1 021782 B1 (11) 021782

Евразийское
патентное
ведомство
(19)
(11)
021782
(13)
B1
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45)
Дата публикации и выдачи патента
2015.08.31
(21)
Номер заявки
(51) Int. Cl. E04C 2/16 (2006.01)
C04B 28/02 (2006.01)
C04B 16/02 (2006.01)
201100408
(22)
Дата подачи заявки
2011.03.24
(54)
ЦЕМЕНТНО-СТРУЖЕЧНАЯ ПЛИТА
B1
(72)
Изобретатель:
(74)
Представитель:
(57)
Изобретение касается строительной плиты (10) с цементом в качестве связующего и древесными
стружками в качестве наполнителя, содержащей средний слой (3), нижний покрывающий слой
(1), а также верхний покрывающий слой (5), и между средним слоем (3) и соответствующим
покрывающим слоем (1, 5) соответственно промежуточный слой (2, 4), при этом промежуточные
слои (2, 4) содержат грубые древесные стружки (21, 41), которые грубее, чем самые большие
находящиеся в среднем слое (3) древесные стружки (33). Строительная плита (10) отличается тем,
что грубые древесные стружки (21, 41) промежуточных слоев (2, 4) имеют длину от 40 до 60 мм,
ширину от 15 до 30 мм и толщину от 0,35 до 0,65 мм, причем покрывающий слой (5), который
образовался из самого верхнего слоя сформированного во время изготовления плиты стружечного
ковра, в готовой плите (10) и применительно к ней содержит более высокую долю материала,
чем другой покрывающий слой (1). Предлагаемая изобретением строительная плита (10) является
усовершенствованием по сравнению со строительными плитами такого рода, при этом она обладает
меньшим линейным расширением при впитывании влаги.
Гретен Берндт, Борхердинг ФридрихВильхельм (DE)
Медведев В.Н. (RU)
B1
021782
(56) DE-A1-2548210
SU-A1-1380957
RU-U1-70274
DE-A1-3206218
021782
(31) 202010004204.6
(32) 2010.03.25
(33) DE
(43) 2011.12.30
(71)(73) Заявитель и патентовладелец:
БИНОС ГМБХ (DE)
021782
Изобретение касается строительной плиты согласно ограничительной части п.1 формулы. Такая
строительная плита служит для изготовления плоскостных элементов здания. Строительная плита в качестве наполнителя содержит древесные стружки, которые связаны минеральным связующим, а именно
посредством цемента. Строительные плиты, под которыми далее, точнее говоря, имеется в виду "строительная стружечная плита", должны обладать высокой прочностью и высокой водостойкостью. Последняя достигается, в частности, за счет двух наружных покрывающих слоев, которые содержат мелкие
стружки. К тому же связанные цементом стружечные плиты по сравнению с органически связанными
стружечными плитами обладают теми преимуществами, что они не содержат формальдегидов и являются более экологически чистыми, и обладают лучшей пожаростойкостью.
Из DT 2548210 А1 известна такого рода цементно-стружечная плита. У этой 5-слойной строительной плиты, которая имеет симметричную конструкцию, за первым наружным тонким слоем следует второй слой с более крупными стружками, затем средний слой с мелким материалом, затем снова слой с
более крупными стружками и, наконец, снова наружный тонкий слой (покрывающий слой). Второй и
четвертый слои с более крупными или грубыми стружками вносят очень большой вклад в прочность на
растяжение при изгибе плиты, причем грубые стружки представляют собой "стандартный материал", а
именно, стружки с длиной от 8 до 20 мм и толщиной не более 0,8 мм.
Известная строительная плита имеет в целом симметричную конструкцию, т.е. оба покрывающих
слоя одинаковы по своей структуре и толщине.
В основу изобретения положена задача улучшить строительную плиту такого рода в том отношении, чтобы она обладала меньшим линейным расширением при впитывании влаги.
Эта задача решается с помощью признаков п.1 формулы изобретения. Строительная плита включает в себя пять слоев, а именно, у лежащей плиты, если смотреть снизу вверх, имеется нижний покрывающий слой, промежуточный слой, средний слой, другой промежуточный слой и верхний покрывающий слой. Оба промежуточных слоя содержат грубые древесные стружки, которые грубее или, соответственно, крупнее, чем самые крупные древесные стружки среднего слоя. Грубые древесные стружки
промежуточного слоя имеют длину от 40 до 60 мм, ширину от 15 до 30 мм и толщину от 0,35 до 0,65 мм.
Таким образом, эти стружки представляют собой стружки большой площади. Площадь этих грубых
стружек многократно превосходит площадь стружек в промежуточных слоях вышеназванной известной
плиты.
Опыты показали, что линейное расширение предлагаемой изобретением строительной плиты лежит
в диапазоне от 0,2 до 0,25%, при этом линейное расширение проверяется согласно предписаниям нормы
EN 318 в условиях температуры 20°С и относительной влажности воздуха 30% и изменения до 20°С и
относительной влажности воздуха 85%. Традиционно линейное расширение, напротив, имеет значение,
равное 0,3%. Это различие означает, иначе выражаясь, что стена длиной 10 м, состоящая из предлагаемых изобретением строительных плит, расширяется в длину на 5 мм меньше, чем стена, изготовленная
из традиционных плит, при увеличении относительной влажности воздуха с 30 до 85% и при температуре 20°С. Это является существенным преимуществом, учитывая то, что необходимо предусматривать
компенсационный зазор для компенсации линейного расширения между соседними строительными плитами. Для сравнения: ранее разрешенные асбестовые стружечные плиты или, соответственно, асбестовоцементные стружечные плиты имели линейное расширение, равное только 0,15%, что само по себе являлось выдающимся свойством. С помощью предлагаемой изобретением строительной плиты удается значительно приблизиться к этому значению.
Можно предположить, что причиной улучшенного значения линейного расширения предлагаемой
изобретением строительной плиты является то, что свойство грубых стружек при влажности относительно расширяться в длину меньше, чем мелкие стружки, переносится на всю строительную плиту, так что
промежуточные слои также в определенной степени препятствуют более сильному расширению в длину
среднего слоя и покрывающих слоев. В любом случае расширение отдельных слоев в длину не настолько
сильно различается, чтобы эти слои в области, где они примыкают друг к другу, "отрывались" друг от
друга. Хотя механизм, который является основной причиной уменьшенного линейного расширения, технологически еще не совсем исследован, можно исходить из того, что положительное свойство линейного
расширения промежуточных слоев переносится на всю плиту.
Благодаря среднему слою и двум соседним промежуточным слоям возникает как бы эффект двутавровой балки, который обеспечивает особенно предпочтительные физические свойства плиты, в то
время как действующие на плиту усилия воспринимаются преимущественно промежуточными слоями.
По сравнению с применяемыми в промежуточных слоях известной плиты стружками из стандартного материала стружки в промежуточных слоях предлагаемой изобретением строительной плиты имеют
значительно большую площадь. Эти стружки являются решающими для того, чтобы могло быть достигнуто хорошее значение линейного расширения плиты. Такие грубые стружки труднее поддаются переработке, в частности, при формировании стружечного ковра, чем более мелкие стружки. Следует принимать во внимание, что очень грубые стружки при смешивании не разбиваются и при процессе формирования не измельчаются. Необходимо также обеспечить, чтобы грубые стружки плоско лежали в плоскости плиты или, соответственно, слоя в стружечном ковре и не распространялись в значительной степени
-1-
021782
за толщину слоя, или, иначе выражаясь, для лежащей плиты не распространялись в значительной степени в вертикальном направлении. Эти требования до сих пор являлись на практике непреодолимым препятствием, так что поэтому размер стружки для цементно-стружечных плит должен был вынужденно
ограничиваться. У ориентированных стружечных плит (ОСП) эта проблема не возникает, с одной стороны, потому что стружки ОСП посредством дисковых валков ориентируются в продольном направлении,
благодаря чему одновременно предотвращается ориентация по толщине слоя, а с другой стороны, потому что в качестве вяжущего средства применяется не цемент, который у таких валков вызывает проблематичное загрязнение. У предлагаемой изобретением строительной плиты описанные проблемы при
формировании стружечного ковра предотвращаются благодаря тому, что стружки не насыпаются, а укладываются на поддон, на который помещается стружечный ковер.
Средний слой, кроме несколько более крупных стружек, может содержать также значительную долю мелких стружек. Такие мелкие стружки всегда образуются при изготовлении щепы. Этот ценный
стружечный материал может, таким образом, использоваться, в частности, для среднего слоя.
Кроме того, предлагаемая изобретением строительная плита включает в себя покрывающие слои
различной толщины. Исходя из расположения слоев при формировании стружечного ковра, верхний покрывающий слой толще, чем нижний покрывающий слой. Это предусмотрено потому, что, прежде всего,
мелкие стружки при формировании стружечного ковра могут просачиваться из верхнего покрывающего
слоя в расположенный под ним промежуточный слой, так что эти стружки у готовой плиты находятся в
промежуточном слое. Чтобы противодействовать этому эффекту, в соответствии с изобретением для
верхнего покрывающего слоя предусмотрена более высокая доля материала, чем для нижнего покрывающего слоя. Доля материала рассматривается в весовых процентах материала, применяемого для формирования стружечного ковра, и относится, таким образом, к смеси стружек, цемента и при необходимости других веществ, в частности добавок. Если даже при изготовлении строительной плиты из-за описанного выше эффекта часть материала, сначала предназначенного для верхнего покрывающего слоя,
попадает в промежуточный слой, готовая плита все же будет иметь верхний покрывающий слой, который толще, чем нижний покрывающий слой. У цементно-стружечных плит до сих пор такие покрывающие слои различной толщины не предусматривались, так как цементно-стружечные плиты, в противоположность плитам, у которых в качестве вяжущего средства применяется искусственная смола, не склонны к тому, чтобы искривляться.
Поэтому до сих пор у цементно-стружечных плит такие покрывающие слои различной толщины не
считались необходимыми.
В частности, предлагаемая изобретением строительная плита обладает высокой прочностью на изгиб, равной примерно 12,0 Н/мм2, в то время как традиционные плиты имеют значение, равное примерно
9,0 Н/мм2. Таким образом, при одинаковой абсолютной нагрузке толщина плиты может быть соответственно уменьшена.
Предлагаемая изобретением строительная плита обладает по сравнению с вышеназванной известной плитой тем преимуществом, что кромка предлагаемой изобретением плиты лучше пригодна для изготовления соединения в шпунт и гребень.
Предпочтительно грубые стружки промежуточных слоев не являются ориентированными в плоскости плиты или, соответственно, слоя. Это означает, что стружки не ориентированы по длине или ширине
плиты. Впрочем, нежелательно, чтобы грубые стружки по толщине промежуточного слоя имели компоненту продольной ориентации. Благодаря этой равномерной ориентации в плоскости слоя обеспечивается достижение улучшенного значения линейного расширения как в продольном, так и в поперечном направлении плиты.
В частности, доля материала верхнего покрывающего слоя может быть значительно выше, чем доля
материала нижнего покрывающего слоя. Доля материала верхнего покрывающего слоя предпочтительно
от полутора максимум до двух раз больше доли материала нижнего покрывающего слоя.
Предпочтительно предусмотрено, чтобы древесные стружки промежуточных слоев были распределены по толщине слоя гомогенно, то есть вне зависимости от размера. Дополнительно к грубым древесным стружкам в промежуточных слоях могут также иметься в небольшой доле мелкие стружки, что обусловлено изготовлением. Эти мелкие стружки могут, например, прилипать к грубым стружкам. Они могут также при формировании стружечного ковра попадать в промежуточный слой путем описанного выше проникновения из покрывающего слоя.
В среднем слое предпочтительно предусмотрена доля мелких стружек, так что этот слой может состоять из мелких и несколько более крупных стружек. Стружки среднего слоя предпочтительно распределены гомогенно.
В противоположность этому предпочтительно предусмотрено, что покрывающие слои посредством
воздушной сортировки при формировании стружечного ковра приобретают негомогенную структуру,
так что на соответствующей поверхности расположены самые мелкие стружки, а затем размер стружки
увеличивается по толщине внутрь. При этом получается особенно хорошая поверхность строительной
плиты, а именно, поверхность с особенно хорошим качеством в отношении внешнего вида, гладкости и
погодостойкости.
-2-
021782
Структура слоя предлагаемой изобретением строительной плиты могла бы, например, выглядеть
следующим образом, при этом процентные данные, относящиеся к доле материала, касаются всей плиты
в весовых процентах: приблизительно 10% - нижний покрывающий слой с негомогенно расположенными посредством воздушной сортировки очень мелкими, мелкими и более крупными стружками, приблизительно 30% - первый промежуточный слой с гомогенно расположенными преимущественно грубыми
стружками, приблизительно 10% - средний слой с гомогенно расположенными мелкими и более крупными стружками, приблизительно 30% - второй промежуточный слой с гомогенно расположенными
преимущественно грубыми стружками, приблизительно 20% - верхний покрывающий слой с негомогенно расположенными посредством воздушной сортировки очень мелкими, мелкими и более крупными
стружками. При этом стружки обоих покрывающих слоев и среднего слоя могут происходить из одной и
той же фракции стружек. Очень мелкие стружки покрывающих слоев предпочтительно расположены
так, что они образуют поверхности плиты. Эти поверхности обладают благодаря этому очень гладкой
структурой и как бы запечатываются этими стружками против впитывания влаги. Поэтому такая строительная плита пригодна, в частности, для применения в наружных работах.
В рамках изобретения возможно также, чтобы строительная плита включала в себя более пяти слоев.
Ниже изобретение поясняется более подробно на одном из примеров осуществления, причем со
ссылкой на единственную фигуру. На этой фигуре показан угловой участок предлагаемой изобретением
строительной плиты.
Строительная плита обозначена позицией 10. Она включает в себя пять слоев, а именно: нижний
покрывающий слой 1, первый промежуточный слой 2, средний слой 3, второй промежуточный слой 4 и
верхний покрывающий слой 5.
Покрывающий слой 1 включает в себя применительно ко всей плите 10 долю материала, равную
10%. Он состоит из очень мелких стружек 11, мелких стружек 12 и более крупных стружек 13. Структура
покрывающего слоя 1, в котором очень мелкие стружки 11 расположены в самом низу, над ними мелкие
стружки 12 и, наконец, более крупные стружки 13, образована путем соответствующей воздушной сортировки при насыпании стружечного ковра в формовочной машине, прежде чем стружечный ковер был
спрессован в плиту.
Соседний с покрывающим слоем 1 промежуточный слой 2 включает в себя грубые стружки 21. В
промежуточном слое 2 также в небольшом количестве имеются очень мелкие и мелкие стружки, которые, однако, не изображены. Разного размера стружки промежуточного слоя 2 распределены гомогенно.
Средний слой 3 содержит мелкие стружки 31, мелкие стружки 32, которые несколько крупнее, чем
стружки 31, а также более крупные стружки 33. Эти стружки также распределены гомогенно внутри
среднего слоя 3.
Промежуточный слой 4 имеет структуру, соответствующую промежуточному слою 2, и содержит
наряду с грубыми стружками 41 также некоторые не изображенные очень мелкие и мелкие стружки.
Верхний покрывающий слой 5 состоит из стружек с распределением размеров как у покрывающего
слоя 1, а именно: в самом верху расположены очень мелкие стружки 51, в середине мелкие стружки 52 и
в самом низу более крупные стружки 53. Следует учитывать, что на всего лишь схематичном изображении на этой фигуре мелкие и более крупные стружки 52, 53 кажутся несколько крупнее, чем соответствующие стружки 12, 13 нижнего покрывающего слоя 1; однако это обусловлено чертежом и не характерно для описанной плиты. Покрывающий слой 5 по своей негомогенной структуре составлен как покрывающий слой 1, он имеет, однако, по сравнению с покрывающим слоем 1 в целом вдвое большую толщину или, соответственно, включает в себя вдвое большую долю материала применительно ко всей плите 10. Очень мелкие стружки 11 или, соответственно, 51 образуют, таким образом, поверхности плиты,
которые благодаря мелкости стружек 11, 51 обладают очень хорошей гладкой структурой.
Оба промежуточных слоя 2 и 4 составляют соответственно долю материала, равную 30% плиты,
средний слой 3 - долю материала, равную 10%, нижний покрывающий слой 1 - долю материала, равную
10%, и верхний покрывающий слой 5 - долю материала, равную 20%.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Строительная плита (10) с цементом в качестве связующего и древесными стружками в качестве
наполнителя, содержащая средний слой (3), нижний покрывающий слой (1), а также верхний покрывающий слой (5), и между средним слоем (3) и соответствующими покрывающими слоями (1, 5) по одному
промежуточному слою (2, 4), причем промежуточные слои (2, 4) содержат грубые древесные стружки
(21, 41), которые грубее, чем самые большие находящиеся в среднем слое (3) древесные стружки (33),
отличающаяся тем, что грубые древесные стружки (21, 41) промежуточных слоев (2, 4) имеют длину от
40 до 60 мм, ширину от 15 до 30 мм и толщину от 0,35 до 0,65 мм, причем верхний покрывающий слой
(5) плиты (10) содержит более высокую долю связующего и наполнителя относительно другого покрывающего слоя (1).
2. Строительная плита по п.1, отличающаяся тем, что грубые древесные стружки (21, 41) промежу-3-
021782
точных слоев (2, 4) не ориентированы в плоскости плиты.
3. Строительная плита по п.1 или 2, отличающаяся тем, что доля связующего и наполнителя в верхнем покрывающем слое (5) от полутора до двух раз больше, чем доля связующего и наполнителя в нижнем покрывающем слое (1).
4. Строительная плита по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что древесные стружки (21, 41)
промежуточных слоев (2, 4) распределены гомогенно по их размерам.
5. Строительная плита по одному из пп.1-4, отличающаяся тем, что древесные стружки (31, 32, 33)
среднего слоя (3) распределены гомогенно по их размерам.
6. Строительная плита по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что древесные стружки (11, 12, 13,
53, 52, 51) покрывающих слоев (1, 5) при формировании стружечного ковра подвергнуты воздушной
сортировке, в результате чего размер стружки увеличивается по направлению снаружи внутрь по толщине слоев.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
-4-