Spôsob výroby stavebných prefabrikovaných prvkov z poréznych stavebných hmôt, najmä kompozitných

Dátum podania prihlášky 1. 4. 2008Číslo prioritnej prihlášky PV 2007-242 Dátum podania prioritnej prihlášky 4. 4. 2007 Krajina alebo regionálnaDátum zverejnenia prihlášky 7. 9. 2009 Vestník ÚPV SR č. 9/2009ÚRAD patentu verejnosti 13. 11. 2015 PRIEMY§ELNÉHO Číslo pôvodnej prihlášky VLASTNICTVA V prípade vylúčenej prihlášky SLOVENSKEJ REPUBLIKYČíslo pôvodnej prihlášky úžitkového vzoru v prípade odbočeniaČíslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCTČíslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCTČíslo podania európskej patentovej prihlášky(73) Majiteľ České vysoké učení technické V Praze, Kloknerův ústav, Praha, CZSpôsob výroby stavebných prefabrikovaných prvkov z poréznych stavebných hmôt, najmä kompozitných materiálov s otvorenou štruktúrou pórov vytvrdzovaných pri normálnych teplotách, napríklad betónov, pričom tieto stavebné hmoty obyčajne pozostávajú zo zmesi plniva a spojiva. Do zmesi plniva a spojiva danej poréznej stavebnej hmoty sa pridá ďalšia zložka plniva z netriedeného plastového odpadu. Tento netriedený plastový odpad sa zbaví nečistôt, rozdrví sa a vytvaruje sa do podoby granúl. Maximálny rozmer granúl je minimálne trikrát menší, ako je najmenšia hrúbka steny priečok stavebných prefabrikovaných prvkov, na výrobu ktorých je stavebná hmota určená. Tieto granuly plastového odpadu sa zamiešajú do zmesi stavebnej hmoty pred jej vytvrdenim, pričom po jej vytvrdení sa vzniknutý prefabrikovaný prvok zahreje na teplom, pri ktorej je aspoň časť granúl daného plastového odpadu roztavená do ph 1 e tekutého stavu, potom sa vzniknutý kompozit nechá vychladnúť. Časť zložky plniva z plastového odpadu, ktorá bola v ph 1 e tekutom stave,sa tak stáva zároveň prídavným spojivom.Spôsob výroby stavebných prefabrikovaných prvkov z poréznych stavebných hmôt, najmä kompozitnýchVynález sa týka spôsobu výroby stavebných prefabrikovaných prvkov z poréznych stavebných hmôt,najmä kompozitných s otvorenou štruknirou pórov vytvrdzovaných pri normálnych teplotách, napríklad betónov, pričom tieto kompozitné stavebné hmoty všeobecne pozostávajú zo zmesi plniva a spojiva. Ide sa zároveň o spôsob účelného využitia napríklad plastového domového odpadu v netriedenom stave na potreby zlepšenia mechanických vlastností a životnosti stavebných materiálov, najmä betónu na výrobu stavebných prvkov ľahkej prefabrikácie.Pokiaľ sa nepovažuje prosté vyplnenie dutín stavebnej konštrukcie domovým odpadovým materiálom za využitie odpadu V stavebníctve, tak doteraz známe možnosti využitia plastového domového odpadu predpokladajú iba použitie triedeného plastového odpadu na výrobu podlahových dlaždíc, tepelnoizolačných dosiek, podstavcov provizórnych ohrád a dopravného značenia. Tiež sú zname technológie výroby napodobenín dreva z takmer netriedeného plastového odpadu vhodné na použitie na záhradný nábytok, ploty a pod.Aplikácie plastového odpadu ako zložky prvkov nosnej stavebnej konštrukcie sú celkovo zatiaľ v štádiu pokusov. Sú známe snahy pridať do betónu drvinu ťažko recyklovateľných zložiek plastového odpadu ako zložku plniva betónu, a to v množstve, ktoré ešte negatívne neovplyvní mechanické vlastnosti betónu. Obzvlášť v prípade odpadu PET je doterajšou snahou zabezpečiť, aby drvina mala slížový tvar, čím je Sledovaná nádej na vylepšenie mechanických vlastností obdobnou cestou ako pri klasickom drátkobetóne.Zatiaľ najvýznarrmejšou oblasťou využitia odpadových plastov ako zložky plniva betónu je pridávanie drviny z penového polystyrénu s cieľom zlepšenia tepelnoizolačných vlastností. Ale táto aplikácia prináša závažné obmedzenia pre použiteľnosť naj rozšírenej ších vibračných metodík hutnenia betónovej zmesi vo forme.Nevýhodou doteraz známych technológií využívajúcich plastový materiál je to, že ide vždy len o materiál triedený, ktorý je prídávaný do stavebných zmesí ako plnivo, pričom účelom je zbaviť sa odpadu, nie však vylepšiť vlastnosti daného stavebného materiálu.Nevýhody doteraz známych spôsobov využitia domového plastového odpadu v zmesiach materiálov na výrobu prefabrikovaných stavebných prvkov významným spôsobom obmedzuje a prináša nové výhody a úžitky spôsob výroby stavebných prefabrikovaných prvkov z poréznych stavebných hmôt s otvorenou štruktúrou pórov vytvrdzovaných pri normálnych teplotách, najmä betónov, pričom tieto kompozitné stavebné hmoty všeobecne pozostávajú zo zmesi plniva a spojiva podľa predkladaného vynálezu. Podstata nového riešenia spočíva v tom, že do zmesi plniva a spojiva danej poréznej stavebnej hmoty sa pridá ďalšia zložka plniva, ktorá sa vytvorí tak, že sa netriedený plastový odpad najskôr zbaví nečistôt, rozdrví sa a vytvaruje do podoby granúl, ktorých maximálny rozmer je minimálne trikrát menší, ako je najmenšia hrúbka steny priehradiek stavebných prefabrikovaných prvkov, na ktorých výrobu je stavebná hmota určená. Tieto granuly plastového odpadu sa zamiešajú do zmesi stavebnej hmoty pred jej vytvrdením v príslušnej forme. Po jej vytvrdení sa vzniknutý prefabrikovaný prvok zahreje na teplotu, pri ktorej je aspoň časť granúl daného plastového odpadu roztavená do plne tekutého stavu. Potom sa vzniknutý kompozit nechá vychladnúť. Tiež je možný taký postup, kedy sa plastový odpad pridá do ohriateho prefabrikovaného prvku tak, že sa tento prefabrikovaný prvok zaleje roztaveným plastovým odpadom. Tým sa tá časť zložky plniva z plastového odpadu, ktorá bola v plne tekutom stave, stáva prídavným spojivom.Granuly, ktoré tvoria zložku plniva z plastového odpadu, sa do vytvrdzovanej stavebnej hmoty môžu pridávať v suchom alebo vlhkom stave.Je výhodné, ked sa teplota zahriatia stavebných prefabrikovaných prvkov po ich prvotnom vytvrdení volí v závislosti od použitého plastu tak, že sa aspoň 30 plastového obsahu granúl tvoriacich zložku plniva z plastového odpadu roztaví do plne tekutého stavu.Vo výhodnom uskutočnení sa granuly tvoriace zložku plniva z plastového odpadu vyrobia lisovaním zmesi drveného plastového odpadu pri zvýšenej teplote do 100 °C, ktorá sa dosiahne praním vo vodnom kúpeli v rámci odstraňovania zvyškov potravín, olejov a rozpustných nečistôt.V jednom možnom uskutočnení sa granuly tvoriace zložku plniva z plastového odpadu vylisujú do valcového alebo guľového tvaru.Je výhodné doplniť granulovú podobu pridávaných plastov plastovými obalmi, napríklad využívanými na distribúciu tekutín, a to v pôvodnom tvare alebo v roztavenom stave, s cieľom vytvorenia tepelnoizolačných makrodutín v prefabrikovaných stavebných prvkoch. Ako plastové obaly je možné výhodne použiť na 10príklad odpadové obaly z materiálu typu PET.Hlavným prínosom riešenia podľa vynálezu je to, že nevyžaduje triedenie odpadu a že teplo potrebné na ohrev vody V rámci odstraňovania organických zvyškov z plastovej drviny je využité na uľahčenie procesu lisovania granúl. Ďalšou výhodou je to, že nie je potrebné granuly sušiť, ale naopak zvyšková vodná náplň aplikovaných plastových granúl žiaducim spôsobom zvyšuje ich priemernú hustotu, čím je uľahčená možnosť využitia vibračných metód hutnenia betónu. Navyše táto vodná náplň granúl bráni napríklad pri výrobe betónových prefabrikovaných prvkov stratám cementového spojiva V súvislosti s nežiaducim zavodnením plastových granúl cementovou kašou pri hutnení stavebných prefabrikovaných prvkov vo forme.Celkom novým prínosom riešenia je to, že pretavený plast plní funkciu prídavného spojiva, ktoré prispieva nielen k vylepšeniu mechanických vlastností, ale zvyšuje tiež chemickú stabilitu a odolnosť základnej nosnej štruktúry daného materiálu, napríklad betónu, jej zapuzdrením do chemicky odolnej plastovej hmoty. Materiál vykazuje hlavne väčšiu pevnosť V ťahu, lepší dynamický útlm a lepšiu tepelnú izoláciu.Teplota, na ktorú sa stavebné prvky pri výrobe s cieľom aktivácie plastového plniva na spojivo zahrejú, je menšia, než je najnižšia teplota splynovania niektorej z plastových zložiek použitých granúl a len zložky s nižšou teplotou splynovania respektíve topenia plnia preto funkciu spojiva. Pri požiari je možné zahriatie muriva nad túto kritickú teplotu. V tomto prípade tak dôjde k splynovaniu, respektíve k strate časti plastového spojiva, ale súčasne i ku skvapalneniu ďalších zložiek plastového plniva, a teda k ich aktivácii na spojivo. To znamená, že po vychladnutí stavebnej konštrukcie nemusí takáto havária znamenať zníženie únosnosti muriva. Je však nutné, aby systém tvarovo zabezpečovaný prvým, napríklad cementovým spojivom, bol aspoň krátkodobo schopný zabezpečiť zachovanie tvam konštrukcie pri zvýšenej teplote.Ako príklad uskutočnenia vynálezu je opísaná betónová zmes a výroba skúšobných telies slúžiacich na overenie predpokladaných základných prínosov nového riešenia.Dopomčované technologické postupy sú overované na skúšobných trámikoch 15 x 15 x 40 cm. Pre betónovú zmes základnej nosnej štruktúry je ako plnivo použitý riečny štrk s max. zrnom 1,3 cm a cement tak,aby telesá vyrobené z tejto zmesi vykazovali štandardný modul pružnosti a pevnosť. Do tejto základnej zmesi sú V stupňovitých skúšobných pomeroch primiešané plastové granuly lisované za teploty cca 85 °C do valcového alebo guľového tvaru s max. rozmerom cca 1 cm. Na skúšobné účely je polotovarom granúl slížová drvina vo váhovom pomere plastov typu PET 50 , PVC 25 a PE 25 . Zhutnenie je zabezpečené vibráciou v smere jednej z kratších osí trámika, a to variantne V stabilnej polohe a V 50 času V polohe opačnej. Pri takto vyrobených trámikoch sú po 28 -dennej hydratácii a vysušení overované základné mechanické, tepelné a korózne vlastnosti a následne i po vyhriatí V stupňoch na 150 °C, 200 °C, 260 °C a 400 °C.Vynález, ktorý vznikol V nadväznosti na CZ patenty č. 294646 a č. 294647, nie je využiteľný výhradne ako vylepšenie mechanických vlastností a životnosti prvkov malej prefabrikácie, ale môže byť zásadným prínosom pre novú technológiu výroby predpätých prvkov podľa CZ patentu Č. 294213 a pre chemickú stabilizáciu stavebných prvkov uzatvorením ich chemicky agresívnej ších zložiek použitých stavebných materiálov,a tým znížiť nežiaduce chemické prejavy pod prípustnú úroveň.1. Spôsob výroby stavebných prefabrikovaných prvkov z poréznych stavebných hmôt, najmä kompozitných materiálov s otvorenou štruktúrou pórov vytvrdzovaných pri normálnych teplotách, napríklad betónov,pričom tieto stavebné hmoty všeobecne pozostávajú zo zmesi plniva a spojiva, v y z n a č u j ú c i S a t ý m , že do zmesi plniva a spojiva danej poréznej stavebnej hmoty sa pridá ďalšia zložka plniva, ktorá sa vytvorí tak, že netriedený plastový odpad sa najskôr zbaví nečistôt, rozdrví sa a vytvaruje sa do podoby granúl, ktorých maximálny rozmer je minimálne trikrát menší, ako je najmenšia hrúbka steny priehradiek stavebných prefabrikovaných prvkov, na výrobu ktorých je stavebná hmota určená, tieto granuly plastového odpadu sa zamiešajú do zmesi stavebnej hmoty pred jej vytvrdením, pričom po jej vytvrdení sa vzniknutý prefabrikovaný prvok zahreje na teplotu, pri ktorej je aspoň časť granúl daného plastového odpadu roztavená do plne tekutého stavu, potom sa vzniknutý kompozit nechá vychladnúť, čím sa tá časť zložky plniva z plastového odpadu, ktorá bola v plne tekutom stave, stáva prídavným spojivom.2. Spôsob výroby podľa nároku 1 , v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že granuly tvoriace zložku pl 10niva z plastového odpadu sa do vytvrdzovanej stavebnej hmoty pridávajú V suchom stave.3. Spôsob výroby podľa nároku l, V y z n a č u j ú c i s a t ý m , že granuly tvoriace zložku plniva z plastového odpadu sa do vytvrdzovanej stavebnej hmoty pridávajú VO vlhkom stave.4. Spôsob výroby podľa ktoréhokoľvek z nárokov l až 3, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že teplota zahIiatia stavebných prefabrikovaných prvkov po ich prvotnom vytvrdenĺ sa volí v závislosti od použitého plastu tak, že sa aspoň 30 plastového obsahu granúl tvoriacich zložku plniva z plastového odpadu roztaví do plne tekutého stavu.5. Spôsob výroby podľa ktoréhokoľvek z nárokov l až 4, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že granuly tvoriace zložku plniva z plastového odpadu sa vyrobia lisovaním zmesi drveného plastového odpadu pri zvýšenej teplote do 100 °C dosiahnutej praním vo vodnom kúpeli v rámci odstraňovania zvyškov potravín, olejov a rozpustných nečistôt.6. Spôsob výroby podľa nároku 5, v y z n a č uj ú c i s a t ý m ,va z plastového odpadu sa vylisujú do valcového alebo guľového tvaru.7. Spôsob výroby podľa ktoréhokoľvek z nárokov l až 6, V y z n a č uj ú c i s a t ý m , že popri granulách z plastového odpadu sa do stavebných prefabrikovaných prvkov pri ich výrobe pridávajú plastové nádoby, napríklad z materiálu typu PET, a to v pôvodnom tvare alebo v roztavenom stave.že granuly tvoriace zložku plni Koniec dokumentu