RU2261311C1 - Combined member for ice arena coating - Google Patents

Abstract

FIELD: building structures, particularly for ice arena conversion.

SUBSTANCE: combined member has outer facing, wooden frame and inner lining fixedly connected one to another. Tessellated net with honeycombs formed of hydrophobic material is arranged in wooden frame. Polymeric substrate which prevents sticking to ice is applied on inner lining. Honeycombs are formed of lignocelluloses composite material. Polymeric substrate has closed pores.

EFFECT: increased strength and prevention of member sticking to ice.

2 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области производства строительных конструкций и может быть использовано в спортивной индустрии, например, для трансформации ледовых арен.The invention relates to the field of production of building structures and can be used in the sports industry, for example, for the transformation of ice arenas.

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.Known coating intended for decoration of floors of cultural and domestic premises (RF Patent No. 2087645, IPC ⁶ E 04 F 13/08, 15/04, publ. 1997), formed from wood cladding tiles, consisting of a base and a glued front coating of battens , on the edges of which grooves and ridges are made for connecting tiles to each other. The contour of the front cover is made in the form of a rhombus, in which the angular dimensions are equal to a multiple of 15 °. The grooves and ridges in the tile are located in pairs on each edge and have the same location relative to the top of each corner.

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.The disadvantage of this coating is the need to lay an additional anti-freeze layer between the surface of the ice and tiles when using it as an ice cover. And the high thermal conductivity of the coating contributes to the formation of condensate on its surface, which is unacceptable from a safety point of view.

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.Known flooring made of wooden battens (RF Patent No. 2111322, IPC ⁶ E 04 F 15/04, publ. 1998), stacked in rows and connected by bonding over the face. Wooden slats made of plywood are installed on the edge, directly on the logs of the frame structure, fastened between the rows by the glue nail method on the surface of the surface, attached to the logs using fasteners.

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.The disadvantage of this coating is the laying of an additional anti-freeze layer between the ice surface and the plywood rail coating, which increases the duration of the transformation of the ice arena and the need for additional structural measures. And as a result of its operation in ice arenas at temperatures from -15 ° C to + 25 ° C, a structure reinforced with nails begins to collapse due to the occurrence of internal stresses.

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.Closest to the present invention is the design of a combined element for covering an ice arena, comprising rigidly interconnected outer skin, a wooden frame in the cells of which a mosaic grid with honeycombs is placed, and an inner skin, the honeycomb of the mosaic grid containing a filler (RF Patent No. 2040403, IPC ⁶ V 32 V 3/12, E 04 C 2/24, publ. 1995 (prototype)). In this case, the heat resistance of the skin material is higher than the heat resistance of the filler material, and a thin layer of thermoplastic is made of the same polymer as the binder of the filler material.

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.The main disadvantage of the known coating is its low strength, due to the sufficiently high thermal conductivity of the aggregate. The latter contributes to the formation of condensate on the coating surface, leading to irreversible consequences in the loss of physical and mechanical properties.

Следует также отметить, что способность покрытия "примерзать" к поверхности льда также негативно сказывается на его трансформирующей способности.It should also be noted that the ability of the coating to “freeze” to the surface of the ice also negatively affects its transforming ability.

Задачей настоящего изобретения является разработка комбинированного элемента для покрытия, обладающего повышенными прочностью и антипримерзающей способностью.An object of the present invention is to provide a combined coating element having enhanced strength and anti-freezing ability.

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.The specified technical result is achieved in that the combined element for covering the ice arena includes external cladding rigidly interconnected, a wooden frame, in the cells of which a mosaic grid with honeycombs is placed, and internal cladding, while the non-freezing closed-porous polymer substrate is fixed to the free surface of the internal cladding selected from the class of polyolefins, and the mosaic mesh with honeycombs is made of hydrophobic material. The specified technical result is also achieved by the fact that the cells of the mosaic grid are filled with a filler of foamed polymer and / or waste polymer fibers.

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).1 is an external view of the inventive composite element (angle _^3/4 front); figure 2 is a top view with a section along aa; figure 3 is a possible connection of the combined elements, for example key; figure 4 is a possible embodiment of a mosaic grid with honeycombs (fragment).

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:The inventive combined element contains rigidly interconnected outer 1 (figure 1) and inner 2 skin. The outer skin 1 is support, and on the inner skin 2 there is an anti-freezing closed-porous substrate 3 made of a polymer belonging to the class of polyolefins. A rigid connection between the inner 2 and outer 1 lining is achieved through the use of a wooden frame 4 (Fig. 2), in cells 5 of which a mosaic grid 6 with honeycombs is placed 7. The honeycomb 7 of the mosaic grid 6 is filled with a filler 8 made of foamed polymer and / or waste polymer fibers (in FIG. 2 only on a part of the cells a filler is shown to reduce the saturation of the graphic image). Cells 7 of the mosaic grid 6 (FIG. 4) should preferably be in the form of a regular polygon. In this case, the area S of each of the cells 7 is determined from the expression:

где: n - число сторон многоугольника;where: n is the number of sides of the polygon;

r - апофема;r is an apothem;

R - радиус круга, в который вписан многоугольник.R is the radius of the circle into which the polygon is inscribed.

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.4, reference numeral 8 denotes a honeycomb 7 in the form of an octagon, and reference numeral 9 denotes a honeycomb 7 in the form of a hexagon. It is possible to make a mosaic grid 6 in the form of a combination of polygons with a different number of sides.

В качестве наполнителя сот могут быть использованы такие полимерные материалы, как полиэтилен, полипропилен.Polymeric materials such as polyethylene, polypropylene can be used as filler cells.

В качестве волокон могут быть использованы отходы химических и натуральных волокон: восстановленной шерсти, лавсана, капрона, нитрона.As fibers can be used waste chemical and natural fibers: restored wool, lavsan, kapron, nitron.

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.It is also possible to use as a filler a honeycomb a mixture of foamed polymer and waste polymer fibers with a percentage of 10-40 wt.% Waste in the matrix of foamed polymer.

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).Before using for the intended purpose, an array of ice arena coverings is collected from the combined elements. Such an array can be formed, for example, by keyway connection (in FIGS. 2 and 3, position 10 is the key, position 11 is the keyway).

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".When loading the coating during sports and other events due to the branched structure of the mosaic grid 6 (figure 2) and the presence of anti-freezing substrate 3 with a closed-porous structure (figure 1), an increase in strength and a decrease in thermal conductivity is achieved, which ultimately affects the durability of the coating regardless of the number of cycles "mounting-dismantling".

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.In industrial conditions, samples of the proposed combined element were made. Their thickness was 30 mm, which corresponds to the standard frame according to GOST 8486-86. The outer and inner lining was made of plywood of elite quality E / I (GOST 3916.1-96) 10 mm thick, a mosaic grid with hexagonal honeycombs had a thickness of 10 mm and was made of lignocellulosic composite. The honeycomb size is 35 mm, the impregnation is a special hydrophobic composition, the polymer anti-freezing closed-porous substrate 5 mm thick is made of a polymer of the polyolefin class.

Технология получения комбинированного элемента заключалась в следующем.The technology for producing the combined element was as follows.

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.The coating frame was made of coniferous wood of at least grade 1 according to GOST 8486-86. Knots partially fused, not fused, falling out in the frame were not allowed. The moisture content of the wood before gluing did not exceed 8 ± 2%. All exposed surfaces of the element and bonding surfaces had a roughness of not more than R _z = 200 μm according to GOST 7016-82. To glue the frame elements and fasten the sheathing sheets to the frame, glues of increased water resistance were used, determined according to GOST 17005-82. The technological characteristics of the adhesive during their use corresponded to the following data: conditional viscosity according to VZ-4 (GOST 9070-75) 60-400 sec, working viability at a temperature of the mixture 20 ± 1 ° С for at least three hours, conditional curing time according to (GOST 14231 -88) 30-40 sec. The bonding strength of adhesive joints along the fibers was at least 6 MPa.

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.Glue application on the glued surfaces was carried out manually. The total glue consumption per 1 m ^{2 of the} bonded surface was 350-400 g. The claddings 2, 3 were connected to the wooden frame 1 before they were pressed in using nails K 1.6 × 25 from the wrong side of the cladding and on KFZh adhesives according to GOST 14231-88 with hot press-fitting of sheets with a specific pressing force of 0.4-0.5 MPa, a temperature of press plates of 110 ° C, a holding time under pressure of at least 10 minutes The exposure time (at an air temperature of 18-20 ° C) after extrusion before machining was at least 8 hours.

Пространство каркаса между листами обшивки заполняли сотами из лигноцеллюлозного композита. Соты крепили к обшивкам и деревянному каркасу на клею.The space of the frame between the sheathing sheets was filled with lignocellulose composite honeycombs. Honeycombs were attached to the skin and the wooden frame with glue.

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.The front and end surfaces of the element were covered with a weatherproof protective paint layer in accordance with GOST 15907-70 in accordance with the working drawings. The soil layer was applied to the front and end surfaces of the coating in one layer, followed by drying for 2 hours at a temperature of 18-20 ° C. The varnish was applied in two layers with a total thickness of 100 microns. When applying the first layer, drying was carried out for 2 hours, and after applying the second layer - for 24 hours at a temperature of 18-20 ° C. The consumption of varnish per 1 m ² is not more than 0.3 kg. An anti-freezing closed-porous polymer layer was glued to the free surface of the inner sheathing of the element.

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.The strength of the combined element was evaluated according to ST SEV 390-76 (VEB Werkstoffprufmaschinen, Leipzig 281/23. Loading speed 25 mm / min), and the thermal conductivity coefficient was estimated according to GOST 7076-87. The test results are presented in the table.

Таблица
Показатель прочности и коэффициент теплопроводности известного и предлагаемого элементовTable
The strength index and thermal conductivity of the known and proposed elements ЭлементElement Показатель прочности, МПаStrength Index, MPa Коэффициент теплопроводности, Вт/мКThermal Conductivity, W / mK ИзвестныйFamous 10,210,2 0,0540,054 ПредлагаемыйProposed 15,615.6 0,0420,042

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%.The results of comparative tests showed that the proposed element for coating the ice arena in terms of strength and thermal conductivity exceeds the known one. In particular, the strength index of the proposed element exceeds the strength index of the known by 15%, and thermal conductivity is reduced by 22%.

Снижение теплопроводности улучшает антипримерзающую способность комбинированных элементов.Reduced thermal conductivity improves the anti-freezing ability of the combined elements.

Claims (2)

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.1. A combined element for covering an ice arena, comprising outer cladding rigidly interconnected, a wooden frame in whose cells a mosaic grid with honeycombs made of a hydrophobic material is placed, and an inner skin on which an anti-freeze polymer substrate is fixed, characterized in that the honeycomb made of lignocellulosic composite, and the anti-freezing polymer substrate is closed-porous. 2. Комбинированный элемент по п.1, отличающийся тем, что соты мозаичной сетки заполнены наполнителем из вспененного полимера и/или отходов полимерных волокон.2. The combined element according to claim 1, characterized in that the cells of the mosaic grid are filled with a filler of foamed polymer and / or waste polymer fibers.

Images