Плита из древесных прядей и цемента

Изобретение относится к древесноволокнистой плите с минеральным связующим цементом (магнезитом, гипсом). Технический результат изобретения заключается в повышении прочности плит. Для плит используют древесные стренги, имеющие ширину 1-12 мм и толщину 0,15-1,0 мм. Плита имеет плотность 900-1200 кг/м³. Стренги выполнены с острыми краями, угол которых составляет менее 120°. Кроме того, изобретение относится к технологическому процессу получения таких древесноволокнистых плит с цементом (магнезитом, гипсом). 4 н. и 6 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к плите из древесных прядей с минеральным связующим цементом (магнезитом, гипсом), которая состоит из смеси древесных прядей или других подобных волокнистых материалов (таких как древесные шерсть, пластинки, щепки, стружки и т.д.), подходящего связующего, такого как цемент, магнезит или гипс, и возможных добавок, которую отверждают прессованием с формированием плиты с практически полностью закрытой поверхностью.

Древесно-цементные плиты и волокнисто-цементные плиты широко используются в мире во многих различных применениях. Преимуществами таких плит являются, среди прочего, долговечность и устойчивость против воспламенения, влаги, гниения, грибков и термитов.

Фибролитовые плиты известны почти на протяжении века. Такие плиты изготавливают из древесной шерсти, предпочтительно, извитых волокон ограниченной ширины, и цемента, магнезита или гипса. Такие известные плиты имеют открытую основу и поэтому относительно низкую плотность. Сначала такие плиты использовали для целей изоляции и в качестве основы для наружной отделки потолков. В настоящее время такие плиты также используют для декоративных целей и как звукопоглощающие плиты. Такие применения становятся возможными благодаря внедрению станков-автоматов в производство таких плит. С разработкой станков с системами управления, регулирующими точное дозирование и перемешивание сырья, равномерное распределение смеси в формах и укладку и обжимку форм с поступающей смесью, возможно производство плит неизменного качества. С доступностью таких станков возможно получать плиты высокого качества при низких издержках. В частности, за счет использования деревянных форм (плиты для опалубки) и пресса низкого давления расходы на оборудование технологической линии по производству фибролитовых плит являются относительно низкими.

Однако из-за их структуры с открытой основой фибролитовые плиты не подходят для применений в строительстве, таких как обшивка наружных стен зданий и кровли, для которых важна закрытая и водостойкая поверхность. Кроме того, прочность фибролитовых плит недостаточна для таких применений.

На сегодняшний день применения, подобные обшивке наружных стен зданий и кровли, осуществляют, среди прочего, с гофрированными или плоскими фибролитовыми плитами или гонтом. Такие плиты и продукты имеют закрытую основу и являются водостойкими. Необязательно, плоские плиты могут быть с рельефом на поверхности, например, с текстурой шифера, кирпича или имитацией текстуры древесины. До последнего времени такие фибролитовые плиты изготовляли, главным образом, из цемента и асбестовых волокон, которые подходили в силу своей долговечности, прочности и низкой стоимости. Теперь во многих странах асбестовые волокна заменяют на целлюлозные и синтетические волокна, главным образом, из-за законодательства, которое запрещает применение асбеста из-за вредности для здоровья изготовителей и работников в сфере переработки таких плит. Однако недостатком волоконно-цементных плит является то, что такие плиты не такие прочные и не такие долговечные, как асбестовые плиты, и, кроме того, синтетические волокна и крепкая целлюлоза являются дорогостоящими.

В патенте Dutch 10010195 описываются плиты из древесных прядей и цемента, обладающие преимуществами фибролитовых и волоконно-цементных плит в отношении долговечности и устойчивости против воспламенения, влаги, гниения, грибов и термитов.

Однако указанные плиты имеют ряд существенных недостатков.

Одним из недостатков является то, что в прессованном верхнем слое, изготовленном из цементного раствора или другого герметизирующего материала, могут появляться волосные трещины на поверхности, особенно, в случае, если цементный слой не снабжен отделочным покрытием, таким как красочное покрытие. Другим недостатком является то, что из-за относительно низкой плотности таких плит - 800-900 кг/м³ - прочность на изгиб оставляет желать много лучшего, и, кроме того, завинчиваемость и гвоздимость, и способность таких плит удерживать шурупы и гвозди является сомнительной.

Другие проблемы появляются при переработке таких плит, такой как профилирование, нанесение ребер и канавок и фацетирование краев плит. Кроме того, такие плиты могут изгибаться под влиянием разного содержания влаги из-за отсутствия баланса с идентичными поверхностями.

Задачей изобретения является плита из древесных прядей и цемента (магнезита, гипса), в которой вышеуказанные недостатки могут быть устранены.

Для решения указанной задачи настоящее изобретение предлагает плиту из древесных прядей и цемента (магнезита, гипса), которую получают из смеси древесных прядей или подобного волокнистого материала, воды, подходящего связующего, подобного цементу, магнезиту или гипсу, и возможных добавок, и указанную смесь отверждают под давлением с образованием плиты с практически полностью закрытой поверхностью, отличающейся тем, что древесные пряди шире, но тоньше, чем древесная шерсть, которую до настоящего времени используют в фибролитовых плитах с цементом (магнезитом, гипсом) для целей звукопоглощения.

Неожиданно обнаружилось, что с использованием более широких и более тонких древесных прядей, по сравнению с древесными прядями, используемыми в звукопоглощающих фибролитовых плитах с цементом до настоящего времени, и с исключением прессованного верхнего слоя, состоящего из цементного раствора или другого герметизирующего материала, вышеуказанные недостатки устраняются достаточно эффективно.

Для того чтобы достичь более хороших результатов, выгодно иметь ширину древесных прядей 1-12 мм или более, предпочтительно - 3-10 мм, и толщину 0,15-1,0 мм, предпочтительно - 0,15-0,3 мм.

Неожиданно обнаружилось, что с использованием древесных прядей с заостренными краями края древесных прядей незаметны. Кроме того, видно, что как бы случайно ни распределялись пряди, после прессования поверхность получается гладкая и почти без бороздок без применения покрытия из древесных опилок и цемента, описанного в патенте Dutch 10010195.

Так как плиты по изобретению могут иметь плотность от 900 до 1200 кг/м³, предпочтительно - 1000-1100 кг/м³, в итоге плиты имеют более высокую прочность на изгиб по сравнению с известными плитами, описанными в упомянутом ранее патенте Dutch, имеющими плотность 800-900 кг/м³.

Кроме того, в плиты согласно изобретению легче ввинчивать шурупы и вбивать гвозди, и шурупы, скобы и гвозди в новом материале держатся лучше.

Такая более высокая плотность описываемых плит приводит в результате к существенному улучшению в отношении переработки плит, такой как профилирование, нанесение канавок и фацетирование краев плит.

Отмечается, что хотя плиту можно покрасить или оштукатурить, нет необходимости в оштукатуривании с учетом особенно гладкой поверхности. Доказано, что плиты являются водостойкими без дополнительной обработки поверхности, подобной окрашиванию.

Неожиданно также оказалось, что использование длинных древесных прядей по изобретению приводит к прочности на изгиб, превышающей более чем в два раза нормы для плит из частиц, связанных цементом, при приблизительно на 20% меньшей плотности и, кроме того, делает плиты значительно дешевле в производстве.

На одну сторону плит по изобретению можно нанести рельеф, например, имитирующий кирпич, шифер или текстуру дерева, что делает плиты подходящими в качестве облицовочных плит или досок для наружных стен зданий.

Другим важным преимуществом рассматриваемых плит является их устойчивость к воспламенению, влаге, гниению и грибам, а также к оттаиванию и замораживанию. Кроме того, они устойчивы к любым погодным условиям и разрушительному воздействию термитов.

Плиты согласно изобретению являются долговечными и могут успешно применяться в тропических странах, которые подвергаются действию ураганов, ливней с ураганами и землетрясениям, как в Центральной Америке (Гондурас, Гватемала, Сальвадор, Никарагуа).

Кроме того, изобретение относится к технологическому процессу получения плит из древесных прядей и цемента, отличающемуся следующими стадиями:

a) распределение в формах смеси, состоящей из древесных прядей, воды и цемента, магнезита или гипса;

b) укладка в штабель форм с сырьем до нужной высоты;

c) прессование штабеля форм с сырьем для того, чтобы достичь нужной плотности материала; и

d) сохранение полученной высоты через соединение с использованием стяжек так называемого основания, которое лежит под штабелем, с крышей, которая лежит на верху штабеля, во время начальной стадии отверждения цемента, магнезита или гипса.

Используют древесные пряди шириной 1-12 мм или более, предпочтительно - 3-10 мм, и толщиной 0,15-1,0 мм, предпочтительно - 0,15-0,3 мм.

Особенно выгодно использовать древесные пряди с заостренными краями, в особенности, если углы заострения составляют менее 120°.

Кроме того, для получения плит можно использовать обе формы из фанеры, а также промежуточные листы из стали.

Для получения согласно изобретению плит из древесных прядей и цемента (магнезита, гипса) с рельефной поверхностью отдельную плиту с контрпрофилем помещают в форму, соответственно верх самой формы снабжают контрпрофилем.

В случае некоторых рельефов выгодно, когда на контррельефной плите распределяют смесь древесных прядей, воды и цемента, которую затем прессуют для достижения нужного рельефа без использования дополнительного слоя цемента, магнезита или гипса, возможно смешанного с короткими волокнами, такими как древесные опилки.

В предпочтительном воплощении технологической процедуры изобретения во время нанесения и распределения смеси древесных прядей, воды и цемента, магнезита или гипса, по меньшей мере, часть древесных прядей ориентируют относительно длины плиты больше в продольном направлении, чем в поперечном. Из-за такой ориентации древесных прядей в продольном направлении относительно плиты прочность и эластичность плиты в продольном направлении будут повышаться, и линейная устойчивость в таком направлении при изменениях содержания влаги улучшается.

В случае, когда плиты делают достаточной толщины, их можно распиливать на рейки и планки, или доски. Из планок, реек или досок, полученных согласно изобретению, собирают балки, имеющие двутавровые и другие профили. Такие рейки можно склевать вместе в балки, имеющие двутавровые профили. Такие рейки, планки и балки, из-за их прочности и устойчивости, и их огнестойкости и сопротивления термитам, очень подходят для применений в строительных работах, в частности, в странах, где много деревянных строений, таких как Соединенные Штаты, Скандинавские страны, Канада и т.д. Такие доски также можно с успехом использовать для долговечной обшивки наружных стен зданий.

Очевидно, что рассматриваемое изобретение не ограничивается формулой изобретения.

1. Древесноволокнистая плита с цементом, полученная из смеси, состоящей из древесных стренг, подходящего связующего, такого, как цемент, магнезит или гипс, и воды возможно с добавками, при этом смесь отверждается с формированием плиты с практически полностью закрытой поверхностью, где древесные стренги имеют ширину 1-12 мм и толщину 0,15-1,0 мм, отличающаяся тем, что плита имеет плотность 900-1200 кг/м³ и стренги имеют острые края, угол которых составляет менее 120°.

2. Плита по п.1, отличающаяся тем, что древесные стренги имеют ширину 3-10 мм и толщину 0,15-0,3 мм.

3. Способ получения древесноволокнистых плит с цементом, выполненных согласно пп.1-3, отличающийся тем, что технологический процесс состоит, по меньшей мере, из следующих стадий: распределение в формах смеси, состоящей из древесных стренг, имеющих ширину 1-12 мм и толщину 0,15-1,0 мм, у которых стренги имеют острые края, угол которых составляет менее 120°, воды и цемента, магнезита или гипса; укладка в штабель форм с сырьем до нужной высоты; прессование штабеля форм так, чтобы плиты приобрели нужную плотность; сохранение полученной высоты через использование основания под штабелем и крыши наверху штабеля, соединенных стяжками во время начальной стадии отверждения цемента, магнезита или гипса.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что используют древесные стренги шириной 3-10 мм.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что используют древесные стренги толщиной 0,15-0,3 мм.

6. Способ по п.3, отличающийся тем, что в основании рельефной плиты помещают контрпрофиль, соответственно верх формы имеет контрпрофиль.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что на рельефной плите распределяют смесь древесных стренг, воды и цемента, которую затем прессуют, и получают профиль без дополнительного применения цемента, магнезита или гипса.

8. Способ по любому из пп.3-7, отличающийся тем, что во время нанесения смеси, состоящей из древесных стренг, имеющих ширину 1-12 мм и толщину 0,15-1,0 мм, у которых стренги имеют острые края, угол которых составляет менее 120°, воды и цемента, магнезита или гипса, по меньшей мере, часть древесных стренг ориентируют относительно длины плиты больше в продольном направлении, чем в поперечном направлении.

9. Балка, рейка, планка или доска, полученные распиливанием относительно толстых плит, согласно пп.1-8.

10. Балка, собранная из планок, реек или досок, полученных по п.9.