Комбинированный элемент для покрытия ледовой арены

Комбинированный элемент для покрытия ледовой арены

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области производства строительных конструкций и может быть использовано в спортивной индустрии, например, для трансформации ледовых арен.

Известно покрытие, предназначенное для отделки полов культурно-бытовых помещений (Патент РФ №2087645, МПК⁶ Е 04 F 13/08, 15/04, опубл. 1997), сформированное из древесных облицовочных плиток, состоящих из основания и наклеенного лицевого покрытия из реек, на кромках которых выполнены пазы и гребни для соединения плиток между собой. Контур лицевого покрытия выполнен в виде ромба, в котором угловые размеры равны величине, кратной 15°. Пазы и гребни в плитке расположены попарно на каждой кромке и имеют одинаковое местоположение относительно вершины каждого угла.

Недостатком данного покрытия является необходимость укладки дополнительного антипримерзающего подслоя между поверхностью льда и облицовочными плитками при использовании его в качестве ледового покрытия. А высокая теплопроводность покрытия способствует образованию на его поверхности конденсата, что недопустимо с точки зрения безопасности.

Известно покрытие пола, выполненное из деревянных реек (Патент РФ №2111322, МПК⁶ Е 04 F 15/04, опубл. 1998), укладываемых рядами и соединяемых склеиванием по пласти. Деревянные рейки, изготовленные из фанеры, устанавливают на ребро, непосредственно на лаги рамной конструкции, скрепляют между рядами клеегвоздевым способом по пластевой поверхности, прикрепляют к лагам с помощью крепежных элементов.

Недостатком данного покрытия является укладка дополнительного антипримерзающего подслоя между поверхностью льда и покрытием из фанерной рейки, что увеличивает продолжительность трансформации ледовой арены и необходимость принятия дополнительных конструктивных мер. А в результате его эксплуатации на ледовых аренах при температурах от -15°С до +25°С армированная гвоздями конструкция начинает разрушаться в связи с возникновением внутренних напряжений.

Наиболее близким к настоящему изобретению является конструкция комбинированного элемента для покрытия ледовой арены, включающая жестко соединенные между собой наружную обшивку, деревянный каркас, в ячейках которого размещена мозаичная сетка с сотами, и внутреннюю обшивку, причем соты мозаичной сетки содержат наполнитель (Патент РФ №2040403, МПК⁶ В 32 В 3/12, Е 04 С 2/24, опубл. 1995 (прототип)). При этом термостойкость материала обшивок выше термостойкости материала наполнителя, а тонкий слой термопласта выполнен из того же полимера, что и связующее материала наполнителя.

Основным недостатком известного покрытия является его низкая прочность, обусловленная достаточно высокой теплопроводностью заполнителя. Последняя способствует образованию на поверхности покрытия конденсата, приводящего к необратимым последствиям в потере физико-механических свойств.

Следует также отметить, что способность покрытия "примерзать" к поверхности льда также негативно сказывается на его трансформирующей способности.

Задачей настоящего изобретения является разработка комбинированного элемента для покрытия, обладающего повышенными прочностью и антипримерзающей способностью.

Указанный технический результат достигается тем, что комбинированный элемент для покрытия ледовой арены включает жестко соединенные между собой наружную обшивку, деревянный каркас, в ячейках которого размещена мозаичная сетка с сотами, и внутреннюю обшивку, при этом на свободной поверхности внутренней обшивки закреплена антипримерзающая закрытопористая подложка из полимера, выбранного из класса полиолефинов, а мозаичная сетка с сотами выполнена из гидрофобного материала. Указанный технический результат достигается также тем, что соты мозаичной сетки заполнены наполнителем из вспененного полимера и/или отходов полимерных волокон.

На фиг.1 представлен внешний вид заявляемого комбинированного элемента (ракурс ³/₄ спереди); на фиг.2 - вид сверху с разрезом по А-А; на фиг.3 - возможный вариант соединения комбинированных элементов, например шпоночный; на фиг.4 - возможный вариант выполнения мозаичной сетки с сотами (фрагмент).

Заявляемый комбинированный элемент содержит жестко соединенные между собой наружную 1 (фиг.1) и внутреннюю 2 обшивки. Наружная обшивка 1 является опорной, а на внутренней обшивке 2 закреплена антипримерзающая закрытопористая подложка 3, выполненная из полимера, принадлежащего к классу полиолефинов. Жесткая связь внутренней 2 и наружной 1 обшивок осуществлена за счет использования деревянного каркаса 4 (фиг.2), в ячейках 5 которого размещена мозаичная сетка 6 с сотами 7. Соты 7 мозаичной сетки 6 заполнены наполнителем 8 из вспененного полимера и/или отходов полимерных волокон (на фиг.2 только на части сот показан наполнитель для снижения насыщенности графического изображения). Соты 7 мозаичной сетки 6 (фиг.4) преимущественно должны иметь форму правильного многоугольника. В этом случае площадь S каждой из сот 7 определяется из выражения:

где: n - число сторон многоугольника;

r - апофема;

R - радиус круга, в который вписан многоугольник.

На фиг.4 позицией 8 обозначена сота 7 в виде восьмиугольника, а позицией 9 - сота 7 в виде шестиугольника. Возможно выполнение мозаичной сетки 6 в виде комбинации многоугольников с различным количеством сторон.

В качестве наполнителя сот могут быть использованы такие полимерные материалы, как полиэтилен, полипропилен.

В качестве волокон могут быть использованы отходы химических и натуральных волокон: восстановленной шерсти, лавсана, капрона, нитрона.

Не исключено также использование в качестве наполнителя сот смеси из вспененного полимера и отходов полимерных волокон при процентном соотношении 10-40 мас.% отходов в матрице из вспененного полимера.

Перед использованием по назначению из комбинированных элементов собирают массив покрытия ледовой арены. Такой массив может быть образован, например, посредством шпоночного соединения (на фиг.2 и 3 позиция 10 - шпонка, позиция 11 - шпоночный паз).

При нагружении покрытия в ходе проведения спортивных и других мероприятий благодаря разветвленной структуре мозаичной сетки 6 (фиг.2) и наличию антипримерзающей подложки 3 с закрытопористой структурой (фиг.1) достигается увеличение показателей прочности и снижение теплопроводности, что в конечном счете сказывается на долговечности покрытия независимо от количества циклов "монтаж-демонтаж".

В промышленных условиях были изготовлены образцы предлагаемого комбинированного элемента. Их толщина составляла 30 мм, что соответствует стандартному каркасу по ГОСТ 8486-86. Наружняя и внутренняя обшивки были выполнены из фанеры элитного качества Е/I (ГОСТ 3916.1-96) толщиной 10 мм, мозаичная сетка с сотами гексагональной формы имела толщину 10 мм и была изготовлена из лигноцеллюлозного композита. Размер сот - 35 мм, пропитка - специальный гидрофобный состав, полимерная антипримерзающая закрытопористая подложка толщиной 5 мм выполнена из полимера класса полиолефинов.

Технология получения комбинированного элемента заключалась в следующем.

Каркас покрытия изготавливали из древесины хвойных пород не ниже 1-го сорта по ГОСТ 8486-86. Сучки частично сросшиеся, несросшиеся, выпадающие в каркасе не допускались. Влажность древесины перед склеиванием не превышала 8±2%. Все открытые поверхности элемента и поверхности склеивания имели шероховатость не более R_z=200 мкм по ГОСТ 7016-82. Для склеивания элементов каркаса и крепления листов обшивки к каркасу применяли клеи повышенной водостойкости, определяемой по ГОСТ 17005-82. Технологические характеристики клея в период их использования соответствовали следующим данным: условная вязкость по ВЗ-4 (ГОСТ 9070-75) 60-400 сек, рабочая жизнеспособность при температуре смеси 20±1°С не менее трех часов, условное время отверждения по (ГОСТ 14231-88) 30-40 сек. Прочность клеевых соединений на скалывание вдоль волокон составляла не менее 6 МПа.

Нанесение клея на склеиваемые поверхности производили вручную. Суммарный расход клея на 1 м² склеиваемой поверхности составлял 350-400 г. Соединение обшивок 2, 3 с деревянным каркасом 1 до запрессовки осуществляли на гвоздях К 1,6×25 с изнаночной стороны обшивки и на клеях КФЖ по ГОСТ 14231-88 с горячей запрессовкой полотен с удельным усилием прессования 0,4-0,5 МПа, температурой плит пресса 110°С, временем выдержки под давлением не менее 10 мин. Продолжительность выдержки (при температуре воздуха 18-20°С) после распрессовки до механической обработки составляла не менее 8 часов.

Пространство каркаса между листами обшивки заполняли сотами из лигноцеллюлозного композита. Соты крепили к обшивкам и деревянному каркасу на клею.

Лицевая и торцовые поверхности элемента покрывали защитным атмосферостойким лакокрасочным слоем по ГОСТ 15907-70 в соответствии с рабочими чертежами. Нанесение грунтового слоя на лицевую и торцовые поверхности покрытия осуществлялось в один слой с последующей сушкой в течение 2 часов при температуре 18-20°С. Нанесение лака осуществлялось в два слоя общей толщиной 100 мкм. При нанесении первого слоя производилась сушка в течение 2 часов, а после нанесения второго слоя - в течение 24 часов при температуре 18-20°С. Расход лака на 1 м² - не более 0,3 кг. На свободную поверхность внутренней обшивки элемента приклеивали антипримерзающий закрытопористый полимерный слой.

Оценка прочности комбинированного элемента осуществлялась согласно СТ СЭВ 390-76 (VEB Werkstoffprufmaschinen, Leipzig 281/23. Скорость нагружения 25 мм/мин), а оценка коэффициента теплопроводности по ГОСТ 7076-87. Результаты испытаний представлены в таблице.

ТаблицаПоказатель прочности и коэффициент теплопроводности известного и предлагаемого элементов
Элемент	Показатель прочности, МПа	Коэффициент теплопроводности, Вт/мК
Известный	10,2	0,054
Предлагаемый	15,6	0,042

Результаты сравнительных испытаний показали, что предлагаемый элемент для покрытия ледовой арены по своим показателям прочности и теплопроводности превосходит известный. В частности, показатель прочности предлагаемого элемента превышает показатель прочности известного на 15%, а теплопроводность снижена на 22%.

Снижение теплопроводности улучшает антипримерзающую способность комбинированных элементов.

1. Комбинированный элемент для покрытия ледовой арены, включающий жестко соединенные между собой наружную обшивку, деревянный каркас, в ячейках которого размещена мозаичная сетка с сотами, выполненная из гидрофобного материала, и внутреннюю обшивку, на которой закреплена антипримерзающая полимерная подложка, отличающийся тем, что соты выполнены из лигноцеллюлозного композита, а антипримерзающая полимерная подложка выполнена закрытопористой.

2. Комбинированный элемент по п.1, отличающийся тем, что соты мозаичной сетки заполнены наполнителем из вспененного полимера и/или отходов полимерных волокон.