ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ МОНОЛИТНАЯ КОНСТРУКЦИЯ С ПОВЫШЕННОЙ ЗВУКО- И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЕЙ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ НЕСЪЕМНОЙ ОПАЛУБКИ

Полезная модель относится к области строительства, в частности к области монолитных железобетонных конструкций с использованием несъемной опалубки.
Использование железобетонных, монолитных и монолитно сборных конструкций широко используется в строительстве зданий, жилых и нежилых сооружений. Например, из патента РФ №2323307 известна взаимонапряженная железобетонная стеновая конструкция панели. Железобетонная стеновая панель состоит из наружной и внутренней части стены, которые возводятся последовательно одна за другой таким, образом, что между наружной и внутренней частями стены формируются полости для утепления, арматуры. Стены могут также иметь стеновые колонны, сейсмопояс, арматурную сетку и прочие элементы. После полостей, они могут заполняться пеноизолом или глиной для создания теплоизоляции.
Недостатком известного аналога полезной модели является трудоемкость изготовления железобетонной конструкции со вставками из изоляционного материала. В частности, стена возводиться как минимум в три этапа - возведение наружной части стены, возведение внутренней части стены и заполнение полостей между наружной и внутренней стены изоляционным материалом. При такой реализации, изоляционный материал оказывается существенно углубленным, размещенным преимущественно в центре стены. Это в свою очередь приводит к необходимости существенного увеличения толщины стены для обеспечения ее необходимой прочности. Кроме того, изоляционный материал оказывается несвязанным со стеной, что приводит к невозможности использования его как опорной составляющей. Наконец, известное решение невозможно использовать для создания перекрытий зданий и сооружений.
Прототипом полезной модели выбрана монолитная железобетонная опорная конструкция (панель), описанная в патенте США №8,375,677 B1. Конструкция панели реализована в виде плоской бетонной стены, с одной стороны которой размещены Т-образные выступы, выполненными на равном расстоянии друг от друга. Выступы в стене образуют ниши, внутрь которых вставлены изоляционные панели. Изоляционные панели представляют собой несъемную опалубку, которая формируется специальным образом до укладки бетона. После укладки бетона, панели оказываются несъемным образом соединенными с бетонной составляющей конструкции стены. Таким образом, использование изоляционных панелей позволяет уменьшить вес железобетонной опорной конструкции, а следовательно и вес здания. Недостатком известной конструкции является трудоемкость ее изготовления, а также сложности скрытия изоляционных панелей. В частности, в известном техническом решении изоляционные панели могут быть либо существенно углублены в толщу стены (преимущественно в центр стены), либо изоляционные панели остаются открытыми по всей длине стены, что приводит к сложностям ее закрытия, например, декоративной штукатуркой. При расположении изоляционных плит внутри стены, ближе к его центру, необходимо увеличивать толщину опорной конструкции для сохранения ее прочности, что приводит к повышенному весу конструкции. Кроме того, известное решение невозможно использовать для создания перекрытий.
Полезная модель, в целом, направлена на решение задачи по устранению недостатков прототипа и аналогов, известных из уровня техники, а именно на упрощении конструкции и технологии изготовления конструкционных железобетонных панелей монолитных стен или перекрытий с обеспечением их уменьшенного веса. Совокупность существенных признаков полезной модели обеспечивает достижение нескольких технических результатов. Во-первых, технический результат, обеспечиваемый существенными признаками полезной модели, заключается в упрощении конструкции и технологии изготовления конструкционной железобетонной панели монолитной стены или перекрытия. Во-вторых, технический результат заключается в уменьшении веса монолитных железобетонных стен или перекрытий зданий при использовании особой несъемной опалубки в заранее заданных местах. Причем уменьшение веса монолитных железобетонных стен или перекрытий достигается при сохранении их общей прочности. В-третьих, технический результат заключается в снижении объема бетона и нагрузки на фундаменты или колоны здания. В-четвертых, технический результат заключается в повышении звуко- и теплоизоляции монолитных железобетонных конструкций. В-пятых, технический результат заключается в уменьшении площади армирования фундаментов и уменьшение армирования колонн. В-шестых, технический результат заключается в устранении необходимости использования водоотталкивающей смазки опалубки.
3
Поставленная задача полезной модели решается за счет того, что конструкционная железобетонная панель имеет с одной из ее сторон неподвижный блок (вставку). Полезная модель отличается от прототипа и иных известных аналогов тем, что блок выполнен из газонаполненного полимерного материала с объемным весом 20-50 кг, причем блок покрыт затвердевшим строительным материалом. Согласно одному варианту осуществления полезной модели, панель представляет собой монолитное железобетонное перекрытие здания. Согласно другому варианту осуществления полезной модели, панель представляет собой монолитную железобетонную стену здания.
3
Блок может быть выполнен из пенополистирольного материала и иметь форму прямоугольного параллелепипеда или цилиндрическую форму. Объемный вес пенополистирольного материала, использованного для блока, может составлять 25-30 кг. Толщина блоков может быть от 50 до 150 мм. Установка блоков может производиться в основном в растянутых зонах перекрытий, а также и в других зонах перекрытий и монолитных стен, где роль бетона незначительна.
Согласно различным вариантам осуществления полезной модели, затвердевший строительный материал может представлять собой цементно-песчаный материал, шпатлевку или отделочную штукатурку. Затвердевший строительный материал может также содержать штукатурную сетку или металлическую арматуру. Толщина затвердевшего строительного материала может быть от 2 до 20 мм.
Согласно различным вариантам осуществления полезной модели, по всей площади конструкционной панели (перекрытия, стены) могут устанавливаться два или более блоков. Блоки могут быть расположены на расстоянии от 50 до 100 мм друг от друга, или, в иных вариантах осуществления, на расстоянии не менее 100 мм друг от друга. Блоки могут быть расположены последовательно рядами. В целом, размеры двух или более блоков могут отличаться друг от друга. Блок может иметь ширину и длину от 200 до 10000 мм, и предпочтительно от 500 до 3000 мм.
Сущность полезной модели далее поясняется на чертежах, на которых представлено:
Фиг. 1 - продольный схематичный разрез конструкционной железобетонной панели;
Фиг. 2 - продольный схематичный разрез конструкционной железобетонной панели с использованием штукатурной сетки или арматуры;
Фиг. 3 - продольный схематичный разрез конструкционной железобетонной панели, в которой используется несколько блоков, расположенные с одной стороны панели;
Фиг. 4 - продольный схематичный разрез конструкционной железобетонной панели, в которой используется несколько блоков, расположенные с противоположных сторон панели; и
Фиг. 5 - фронтальный схематичный вид конструкционной железобетонной панели, иллюстрирующий различные формы углублений и блоков.
На чертежах показаны следующие позиции: 1 - монолитная железобетонная панель, 2 - углубление (ниша), соответствующая форме блока (вставки), 3 - блок (вставка), 4 - затвердевший строительный материал, 5 - штукатурная сетка или арматура. Подробное описание различных вариантов осуществления полезной модели представлено ниже.
3
3
Конструкционная железобетонная панель 1, согласно различным вариантам осуществления полезной модели, выполняется преимущественно плоской и представляет собой монолитную железобетонную стену, перекрытие или иные несущие или ненесущие элементы здания (Фиг. 1). В панели 1 неподвижно закреплен (залит бетоном) блок 3 в форме прямоугольного параллелепипеда, цилиндрической (Фиг. 5), стаканообразной или иных формах. Блок 3, выполнен в виде газонаполненного полимерного материала с объемным весом 20-50 кг(предпочтительно объемным весом 25-30 кг). Блок 3 может быть выполнен из полистирола, его производных или сополимеров стирола. В частности, блок 3 может быть представлен в виде пенополистирольных листов. Пенополистирольные листы обеспечивают существенную звуко- и теплоизоляцию для железобетонной панели 1, в частности, и здании, в целом.
Толщина блока 3 может составлять от 50 до 250 мм. Предпочтительно, толщина блока 3 составляет около 100 мм. Продольные размеры блока 3 могут быть в диапазоне: длина - от 200 до 10000 мм, ширина - от 200 до 10000 мм. Предпочтительно, размеры блока несъемной опалубки 3 могут быть в диапазоне: длина - от 500 до 3000 мм, ширина - от 500 до 3000 мм.
Установка блока 3 в основном производится в растянутых зонах перекрытий или стен, там где роль бетона незначительна. В частности, блок 3 предпочтительно располагается в месте наименьшего напряжения бетона панели 1. Блок 3 может быть выполнен ребристым по меньшей мере с одной из его сторон, например, со стороны ближайшей к поверхности панели 1, что упрощает его соединение с бетоном, шпатлевкой или иными материалами.
Как показано на Фиг. 1 и 2, блок 3 по существу смещен в сторону одной из поверхностей панели 1. При таком размещении блока 3, толщина панели 1 может быть сохранена достаточно на низком уровне в отличии от известных решений, в которых блок размещается по существу в центре панели.
Панель 1 также содержит затвердевший строительный материал 4, который может представлять собой цементно-песчаный материал, бетон, шпатлевку, отделочную штукатурку (например, церезитовую штукатурку), гипсоволокнистый(ые) лист(ы) или иные материалы. Затвердевший строительный материал 4 может быть выполнен из того же материала, что и панель 1. Строительный материал 4, как правило, наносится поверх панели 1 и блока 3 с того, что поверхность панели 1 является существенно плоской. Как правило, толщина затвердевшего строительного материала составляет от 2 до 20 мм.
Внутри затвердевшего строительного материала 4 может располагаться штукатурная сетка, металлическая арматура или арматурная сетка 5. Штукатурная сетка или металлическая арматура 5 располагается преимущественно параллельно поверхности стены и залегает примерно посередине между блоком 3 и ближайшей поверхностью панели 1.
Согласно различным вариантам осуществления полезной модели, в панели 1 могут располагаться два или более блока 3 Как показано на Фиг. 3, блоки 3 могут располагаться как с одной стороны одной и той же панели 1 или, как показано на Фиг. 4, с ее противоположных сторон. В зависимости от расчетной необходимости, блоки 3 могут располагаться последовательными рядами на равном или неравном расстоянии друг от друга. В местах незначительной роли бетона в перекрытиях или стенах, расстояние между блоками может составлять от 50 до 100 мм друг от друга. В иных случаях, углубления 2 и блоки 3 располагаются на расстоянии не менее 100 мм друг от друга, предпочтительно не менее 1000 мм друг от друга в зависимости от расчетной необходимости.
Размеры двух или более блоков 3 могут как совпадать или, наоборот, отличаться друг от друга. Типичными размерами блоков 3 являются, при толщине 100 мм: 750×850 мм, 850×2260 мм, 1400×2800 мм и т.п.
Панель 1 изготавливают следующим образом. В первую очередь, выставляется основная съемная плоская инвентарная опалубка с опалубочной фанерой на уровне проектного потолка по всей площади перекрытия или стены. Далее, в указанных проектных местах блоки 3, заранее заданных размеров и форм, укладываются непосредственно на опалубочную фанеру основной съемной опалубки. Боковые стороны и верхняя часть блоков 3 в данном случае оказывается несъемной опалубкой. При необходимости блоки 3 могут быть закреплены съемным образом с опалубочной фанерой, например, при помощи особых адгезивных материалов, гвоздей, выступов и т.п. В некоторых вариантах реализации полезной модели, блоки 3 могут фиксироваться на арматуре или арматурной сетке. Фактически при применении кассет плоские участки перекрытий или стен трансформируются в ребристые, размеры которых могут учитываться в программном расчете элементов каркаса перекрытий, колонн, диафрагм жесткости и фундаментов. На следующем этапе производится заливка бетоном. После набора прочности бетона производится демонтаж основной инвентарной съемной опалубки с сохранением блоков 3 в заданных местах перекрытия или стены.
Использование блоков 3 согласно настоящей полезной модели позволяет добиться целого ряда полезных технических эффектов. Во-первых, технология изготовления конструкционных железобетонных панелей монолитных стен или перекрытий значительно упрощается. Во-вторых, использование блоков приводит к снижению веса монолитных стен или перекрытий до 23% при сохранении их прочности. Кроме того, использование блоков приводит к возможности уменьшения арматуры. В-третьих, использование блоков приводит к снижению объема бетона и нагрузки на фундаменты или колоны здания. В-четвертых, использование блоков приводит к повышению сопротивлению звуко- и теплопередачи в монолитных железобетонных конструкций. Наконец, использования водоотталкивающей смазки опалубки также сокращается поскольку пенополистирол или аналогичные материалы практически не впитывают влагу из бетона.