КАМЕНЬ СТЕНОВОЙ (ВАРИАНТЫ)

Предлагаемая полезная модель относится к области строительства, в частности к производству стеновых камней из бетона, керамзитобетона и других материалов, предназначенных для возведения стен и перегородок в жилых домах всех категорий.
Повсеместно в мировой практике возводятся стены и перегородки из камней, изготавливаемых в массовом порядке различными способами и из различных материалов. Все эти стены возводятся путем кладки полнотелых или пустотелых камней, имеющих, как правило, форму прямоугольного параллелепипеда. Известны камни, торцы которых либо гладкие, либо с вертикальными желобами для создания растворных шпонок при кладке [1]. Такие перегородки имеют, как правило, перемычки, соединяющие противоположные стенки перегородочного камня.
У стен, сложенных из таких камней, низкий коэффициент звукоизоляции (около 40 дБ - у межкомнатных перегородок и до 50 дБ - у межквартирных перегородок). При этом указанный коэффициент достигается лишь при условии, что вертикальные швы полностью заполнены раствором без каких либо промежутков. Если же имеет место некачественная кладка из-за низкой квалификации каменщиков или использования раствора с неправильно подобранной пластичностью (например, слишком жидкого), то в результате из-за не полностью заполненных раствором швов звукоизоляция такой стены не будет отвечать современным требованиям (согласно СНИП 23-03-2003 индекс изоляции воздушного шума должен быть не меньше 41 дБ для межкомнатных перегородок и 50-54 дБ - для межквартирных перегородок)..
Для более надежного заполнения вертикальных швов возможно использование клеев, однако, из-за того, что в широко распространенных камнях со шпоночными выступами на торцах площадь соприкосновения мала, имеет место невысокая прочность кладки всей стены, что подчас недопустимо.
b
b
п
п
п
b
п
b
Известны решения, которые позволяют обеспечить надежное вертикальное соединение камней без использования кладочных растворов [2]. В этом случае на одной торцевой стенке формуют один или несколько выступов высотой h и шириной b, а на противоположной - соответствующее число пазов глубиной h и шириной b, при этом глубина и ширина пазов превышают соответствующие размеры выступов, т.е. h>h и b>b. Тем самым сразу задаются технологические щели внутри кладки, что ухудшает звукоизоляционные показатели стены в целом, поскольку такую щель невозможно заделать.
Известны решения, когда указанные недостатки, связанные с безрастворными вертикальными швами, удается избежать за счет пазогребневых соединений, в которых обеспечивается надежный контакт паз-гребень, а щели между камнями устраняются затиркой или оштукатуриванием (см. [1])
п
b
Однако у этого решения есть недостаток. Поскольку разница между b и b - минимальная и связанная исключительно с компенсацией технологического разброса геометрических размеров, то попадание гребнем одного камня в паз другого в условиях реальной стройки, особенно, если работы ведутся на высоте, при значительном весе камней (стандарт [1] допускает до 31 кг), задача не простая. Реально при возведении стены очередной камень кладется на жидкий раствор на некотором расстоянии от предыдущего уже уложенного камня, а затем сдвигается в его сторону. Очевидно, что при таком сдвиге вместе с камнем сдвигается и еще не застывший раствор, образуя некую волну, которая не дает укладываемому камню вплотную сомкнуться с уже уложенным камнем, что приводит к ухудшению звукоизоляционных свойств стены.
п
п
b
Чтобы избежать указанных недостатков, приходиться увеличивать ширину пазов b. Тогда выступ заходит в паз и образующиеся щели заполняются излишком раствора, но только с края камней (вверху и внизу). Кроме того, что указанные щели ухудшают звукоизоляционные свойства стены, выполнение камней с выступами и превосходящими их по размеру пазами приводит еще и к тому, что пока раствор не затвердеет один камень легко сдвигается относительно соседнего на максимальную величину, равную разности b и b, т.е. не происходит центрирование одного камня относительно другого, вследствие чего необходимо каждый раз с помощью уровней и других приспособлений проверять и при необходимости корректировать положения камня, что увеличивает трудозатраты и, следовательно, себестоимость кладочных работ.
Для устранения указанных недостатков предлагается решение, распространяющееся как на полнотелые камни, так и на камни, имеющие одну или несколько сквозных или несквозных полостей.
Рассмотрим сначала предложение для камней с полостями. Предложение представлено на фиг.1 (для упрощения понимания показан вариант с одной несквозной полостью, одним выступом и одним пазом на торцах).
На фиг.1 обозначены:
1. Несквозная полость (пустота);
2. Боковые стенки;
3. Торцевые стенки;
4. Днище (по терминологии строителей «постель»)
п
5. Паз на одной из торцевых стенок глубиной h;
b
6. Выступ на противоположной торцевой стенке высотой h;
7. Желоб, проходящий на поверхности противоположной постели, от одного торца до другого.
b
п
b min
b max
п max
п min
Предлагаемый камень, образованный боковыми стенками 2, торцевыми стенками 3 и постелью 4, имеет форму прямоугольного параллелепипеда. На торцевых стенках выполнены один или несколько пазов 5 и соответствующее число выступов 6 (для упрощения чертежа показаны только один выступ и один паз). При этом, как и у существующих камней, высота выступа h меньше глубины паза h. Форма выступа в плане - суживающаяся вовне в направлении от торцевой стенки произвольная кривая или ломаная, форма паза соответствует форме выступа, но суживается внутрь камня. Размеры пазов и выступов неизменны по высоте камня. В частности, этим условиям отвечают трапециевидные пазы и выступы. Именно они изображены на всех приведенных здесь фигурах. При этом трапеция выступа обращена большим основанием вовнутрь, а трапеция паза - вовне, т.е. ширина выступа на конце (в плоскости, наиболее удаленной от торцевой стенки 3) b меньше ширины выступа у основания (проходящего вдоль торцевой стенки) b, а у соответствующего паза ширина наружного основания трапеции в плоскости торцевой стенки b превышает ширину основания в глубине камня b. Очевидно, что при этом боковые поверхности выступов и пазов пересекаются с торцевой поверхностью 3 под тупым углом β≥90°.
Такая конструкция пазов и выступов облегчает процесс кладки за счет более простого монтажа, т.к. расширяющиеся во вне камня пазы выступают в роли ловителя, в который попадает выступ, и облегчает правильную установку камня в кладке. Поскольку β≥90°, то за счет этого образуется большая точность повторения в камне размеров технологической формы, в которой камень прессуется при изготовлении. Это же обстоятельство обеспечивает и лучшую сохранность выступов при транспортировке, механических ударах и т.д., поскольку в этом случае имеет место гораздо меньшая вероятность сколов.
На фиг.1 также показан желоб 7, проходящий на поверхности, противоположной постели, параллельно боковым стенкам от одной торцевой стенки до другой, предназначенный для закладки арматуры, которая, в свою очередь, предназначена для увеличения жесткости стены. Кроме того, желоб может быть использован для прокладки электропроводки или водопроводных магистралей.
Простоту и точность кладки стен можно повысить, если несколько видоизменить форму выступов. Ширина основания выступа (выступов) изменяется по высоте камня от максимума в плоскости постели до минимума на внешней плоскости. Такой камень при трапециевидных пазе и выступе представлен на фиг.2 (так же, как и в предыдущем случае, показан вариант с одной несквозной полостью, одним выступом и одним пазом на торцах).
Здесь ширина оснований трапециевидного выступа (выступов) изменяется по высоте камня от максимума (отмечены одним штрихом) в плоскости постели до минимума на внешней плоскости (эти размеры отмечены двумя штрихами). Иными словами для выступов должны быть выполнены следующие условия:
,
,
п
b
п
При этом, для того, чтобы выступ полностью заходил в паз, необходимо выполнить условия h>h и b>.
Для дальнейшего изложения необходимо учесть, что при кладке стены из камней с несквозными полостями они устанавливаются постелью наверх, чтобы раствор не проваливался.
При кладке очередной камень в монтажном положении постелью наверх своим выступом заводится в паз предыдущего в горизонтальном ряду камня на некотором расстоянии по вертикали от нижнего ряда камней. За счет того, что выступ заужен книзу, он легко входит в паз соседнего по горизонтальному ряду камня, после чего новый камень опускается вниз. За счет расширяющегося выступа происходит автоматическая центровка соседних в ряду камней, т.е. новый камень своим выступом «заклинивается» в верхней части в пазу предыдущего в ряду камня.
Такие камни могут собираться всухую без раствора на вертикальных гранях. Надежное соединение паз-выступ гарантирует отсутствие пустоты, а форма пазов и выступов облегчит кладочные работы и при этом за счет автоматической пространственной ориентации камней друг относительно друга обеспечит повышение качества всей кладки.
Если же для дополнительного усиления стены и уменьшения вертикальных зазоров с целью дополнительной звукоизоляции перегородки используется  клей, наносимый тонким слоем на вертикальную торцевую поверхность, включая поверхность пазов, то достаточно жидкий клей, стекая, обеспечит увеличение клеевого слоя от верха камня к его низу.
В процессе кладки стены необходимы не только целые камни, но и их половинки. Для обеспечения качественной стыковки целых камней с такой половинкой предлагается, как показано на фиг.3, изготавливать в середине камня сквозную полость 8, ось которой перпендикулярна постели, а форма составлена их двух сдвинутых вместе торцевых стенок с пазами, направленными навстречу друг другу (здесь представлен случай, когда форма состоит из двух встречных пазов). Раскалывание камня посередине по линии Г-Г позволяет получить две половинки, которые легко стыкуются с выступами других камней.
Дальнейшее повышение звукоизоляции стены, выполненной из данных камней со сквозными или несквозными полостями, может быть достигнуто за счет использования того факта, что при прохождении акустических волн через стенки с полостями, поверхность которых имеет развитую шероховатость, происходит большее поглощение энергии звука за счет диффузного его рассеяния в неровностях стенок полостей. В предлагаемых камнях это может быть использовано путем выполнения на вертикальных стенках внутренних полостей волнообразного рифления произвольной формы (прямоугольной, трапециевидной, синусоидальной и т.п.), как это показано на фиг.4. Здесь для примера представлен камень с одной сквозной полостью, на вертикальных стенках которой выполнено прямоугольное рифление 9. Глубина канавок, как это показывает практика, должна быть в пределах 3-7 мм. Выход за эти пределы как в меньшую, так и в большую стороны практически не сказывается на звукоизоляционных свойствах стен.
Вышеуказанные положительные свойства трапециевидных пазов и выступов могут быть использованы и в полнотелых камнях. У них при отсутствии каких-либо полостей выступы и пазы выполняются так, как указано выше для камней с полостями и как, в частности для трапеций, показано на фиг.1 и 2.
Очевидно, что и на полнотелых камнях могут быть выполнены желоба. В случае неизменных по высоте выступах и пазах желоб может быть выполнен на любой из поверхностей камня, перпендикулярных осям пазов и выступов. При переменной ширине выступов желоб выполняется на той из поверхностей, перпендикулярных осям пазов и выступов, где выступы имеют наименьшую ширину. При этом в любом случае в стену камень кладется желобом книзу.
Источники информации
1. ГОСТ 6133-99. Камни бетонные стеновые. Технические условия.
2. Гордин А.В. Лицевой стеновой камень. Патент РФ на полезную модель №87956 по заявке №2008135401, 01.09.2008 г.