МНОГОСЛОЙНЫЙ ПАЗОГРЕБНЕВОЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ БЛОК (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к производству строительных материалов, используемых в частности, в малоэтажном строительстве, а также при сооружении гражданских и промышленных объектов с высокими требованиями по декоративной внешней облицовке зданий, тепло- и звукоизоляции помещений, например жилых домов, коттеджей и других построек.
Известен многослойный строительный блок, состоящий из внешнего декоративного слоя, примыкающего к нему бетонного слоя, к которому примыкает теплоизоляционный слой, и внутреннего бетонного несущего слоя, соединенных стеклопластиковыми стержнями (см. патент RU №2208102, кл. E04С 1/40, oп. в 2003 г.). Этот строительный блок является сложным и дорогостоящим в изготовлении и сборке. При кладке стен из таких блоков возникает проблема продувания вертикальных швов со стороны декоративного слоя, т.к. они полностью по всей глубине кладки открыты погодным условиям и подвержены поверхностным разрушениям в зоне микротрещин.
Известен блок строительный универсальный, содержащий лицевой слой, бетонные строительные слои и расположенный между ними теплоизоляционный слой, соединенные перемычками из металлических или пластмассовых прутков, расположенных под углом к горизонтальной и вертикальной плоскостям (свидетельство на полезную модель RU №54982, кл. Е04С 1/40, 2006 г.). В этом блоке теплоизоляционный слой по периметру образует пазы и/или выступы одинаковой глубины или высоты относительно торцевых поверхностей строительных слоев. Такое выполнение теплоизоляционного слоя с выступами или впадинами обеспечивает увеличение трудоемкости кладочных работ, и уменьшает потери тепла в плоскости стыковки строительных блоков за счет соединения «шип-паз». Однако такая конструкция
блоков достаточно сложна в эксплуатации, т.к. требует изготовления блоков для кладки стен двух типоразмеров: одни блоки выполнены с пазами, а другие - с гребнями. Выполнение блоков с гребнями из нежесткого теплоизоляционного слоя приводит к снижению прочности блоков в местах стыковки и при этом не решает проблему продувания вертикальных швов кладки.
Наиболее близким техническим решением к заявленной полезной модели является многослойный стеновой блок, включающий наружный лицевой слой, внутренний конструкционный слой и расположенный между ними промежуточный теплоизоляционный слой, выполненный со смещением относительно конструкционного и лицевого слоев с образованием на одной из пар смежных торцов блока выступов, а на другой паре смежных торцов впадин, при этом высота выступов равна глубине впадин (свидетельство на полезную модель RU №48341, кл. Е04С 1/40, 2005 г.). Эти блоки являются более универсальными по сравнению с предыдущими, т.к. каждый указанный блок имеют и пазы и гребни. Однако им присуще недостатки предыдущего вида блоков, связанные со снижением прочности блоков в местах стыковки из-за низкой прочности гребней, образованных теплоизоляционным слоем. Лицевой и конструкционный слои известного блока выполнены одинаковой толщины, из материалов с близкими физико-химическими характеристиками, это приводит к неоправданному утяжелению блоков, перерасходу цементных смесей, увеличению материалоемкости. Проблема продувания вертикальных швов в этих блоках решена только частично, т.к. при возведении стен использован раствор для заполнения швов из материала с физико-механическими характеристиками, соответствующими физико-механическим характеристикам материала наружного и конструкционного слоев, но при возведении стен частично нарушается структура гребней из теплоизоляционного материала, в этих местах появляются дефекты кладки, которые приводят к микротрещинам и продуванию вертикальных швов.
Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи повышения универсальности блоков, увеличения прочности и жесткости
блока в целом, упрощения и удешевления конструкции строительного блока и технологии его изготовления, увеличения прочности кладки стен и эффективности использования за счет исключения продувания вертикальных швов.
3
3
Решение поставленной технической задачи по первому варианту достигается тем, что в многослойном пазо-гребневом строительном блоке, состоящим из декоративного слоя, несущего слоя и расположенного между ними теплоизоляционного слоя, выполненным со смещением одного из слоев, блок выполнен с продольным смещением наружного слоя по длинной стороне относительно теплоизоляционного и несущего слоев с образованием поперечного выступа с одного торца наружного слоя и поперечного выступа теплоизоляционного и несущего слоев с другого торца, при этом высота выступов находится в диапазоне 0,9÷1,1 толщины наружного слоя, причем несущий слой изготовлен из керамзитобетонной смеси плотностью 900÷1000 кг/м, а наружный слой изготовлен из керамзитобетонной смеси плотностью 1600÷1800 кг/м, при этом несущий, теплоизоляционный и наружный слои связаны тремя базальтопластиковыми арматурными стержнями, расположенными под прямым углом к поверхности наружного блока таким образом, что в плане образуют равнобедренный треугольник, а в теле блока образуют пространственную структуру призматической формы, причем прилегающие к наружному и несущему слоям стороны теплоизоляционного слоя выполнены с поверхностными углублениями обеих сторон либо круглой, либо овальной, либо иной формы. Хвостовики арматурного стержня выполнен с покрытием из состава на основе эпоксидной смолы с нанесенным на него песком. Весь арматурный стержень выполнен полностью с покрытием из состава на основе эпоксидной смолы с нанесенным на него песком.
По второму варианту в многослойном пазо-гребневом строительном блоке, состоящим из декоративного слоя, несущего слоя и расположенного между ними теплоизоляционного слоя, выполненным со смещением одного из слоев, блок выполнен с продольным смещением наружного слоя по длинной стороне относительно теплоизоляционного и несущего слоев с образованием
3
3
поперечного выступа наружного слоя с одного торца и поперечного выступа теплоизоляционного и несущего слоев с другого торца, при этом высота выступов находится в диапазоне 0,9÷1,1 толщины наружного слоя, причем несущий слой изготовлен из керамзитобетонной смеси плотностью 900÷1000 кг/м, а наружный слой выполнен защитно-несущим и изготовлен из керамзитобетонной смеси плотностью 1600÷1800 кг/м, при этом толщина наружного слоя относится к толщине несущего слоя в диапазоне 0,2÷0,4, причем несущий, теплоизоляционный и наружный слои связаны тремя базальтопластиковыми арматурными стержнями, расположенными под прямым углом к поверхности наружного слоя блока таким образом, что в плане образуют равнобедренный треугольник, а в теле блока образуют пространственную структуру призматической формы, причем прилегающие к наружному и несущему слоям стороны теплоизоляционного слоя выполнены с поверхностными углублениями обеих сторон либо круглой, либо овальной, либо иной формы, при этом либо хвостовики арматурных стержней, либо весь арматурный стержень выполнены с покрытием из состава на основе эпоксидной смолы с нанесенным на него песком.
Полезная модель поясняется чертежами. На фиг.1 изображен строительный блок, на фиг.2 - то же, сечение А-А, на фиг.3 - то же, вид Г на наружный слой, на фиг.4 - теплоизоляционный слой, сечение В-В.
Многослойный пазо-гребневой строительный блок выполнен в виде параллелепипеда и включает наружный слой 1, прилегающий к нему теплоизоляционный слой 2 и несущий слой 3, скрепленные между собой тремя базальтопластиковыми арматурными стержнями 4. Теплоизоляционный слой 2 выполнен из плотного, теплоэффективного материала, например из пенополистирола или пеноплекса или другого подобного материала. Наружный слой 1 смещен относительно теплоизоляционного слоя 2 и несущего слоя 3 по длинной стороне блока с образованием поперечного выступа 5 наружного слоя с одного торца и поперечного выступа 6 теплоизоляционного и несущего слоев с другого торца. Высота h выступов 5 и 6 находится в диапазоне
3
3
0,9÷1,1 толщины наружного слоя 1. Несущий слой 3 изготовлен из керамзитобетонной смеси плотностью 900÷1000 кг/м, а наружный слой 1 выполнен защитно-несущим и изготовлен из керамзитобетонной смеси плотностью 1600÷1800 кг/м. Толщина наружного слоя 1 относится к толщине несущего слоя 3 в диапазоне 0,2÷0,4. При необходимости в керамзитобетонную смесь наружного слоя 1 добавляют пластификатор или красящей пигмент. Прилегающие к наружному 1 и несущему 3 слоям стороны теплоизоляционного слоя 2 выполнены с поверхностными углублениями 7 либо круглой, либо овальной, либо иной формы. Арматурные стержни 4 расположены под прямым углом к поверхности наружного слоя блока таким образом, что в плане образуют равнобедренный треугольник, а в теле блока совместно с замоноличенными в наружный и несущие слои концами стержней образуют пространственную структуру призматической формы. Призма образована тремя арматурными стержнями, связанными по торцам соответственно несущим слоем 3 и наружным слоем 1. Либо хвостовики арматурного стержня 4, либо весь арматурный стержень 4 выполнены с покрытием из состава на основе эпоксидной смолы с нанесенным на него песком.
Теплоизоляционный слой 2 изготовлен из плотного, теплоэффективного материала, обладающего низкой теплопроводностью, например из пенополистирола или пеноплекса или другого подобного материала. Такое выполнение теплоизоляционного слоя 2, обладающего универсальными для конструкции данного блока качествами, обеспечивает необходимые теплоизоляционные свойства и хорошее демпфирование при сжатии-растяжении блоков, особенно при смене сезонов (от плюсовой температуры к минусовой и обратно). При изготовлении теплоизоляционного слоя 2 на его поверхности с обеих сторон делают поверхностные углубления 7 либо круглой, либо овальной, либо иной формы (например, горячим прессованием).
При изготовлении блока в форму предварительно укладывают фактурообразующую матрицу, а затем заливают керамзитобетонную смесь для получения наружного слоя 1. Перед заливкой смеси для наружного слоя 1 с
одного торца формы на матрицу укладывают полимерную вставку размером, соответствующим размеру выступа 6. После заливки наружного слоя 1 в форму с другой торца устанавливают другую полимерную вставку, соответствующую размеру выступа 5, а по высоте - толщине теплоизоляционного слоя 2 и несущего слоя 3 вместе. Затем кладут вставку с поверхностными углублениями 7 теплоизоляционного слоя 2 и протыкают арматурными стержнями 4 до вхождения концов стержней в слой 1, а концы арматурных стержней 4 заливают керамзитобетонной смесью несущего слоя 3. Арматурные стержни 4 пронизывают весь блок в трех точках с образованием равнобедренного треугольника на их концах. После установки теплоизоляционного слоя 2 на наружный слой 1 жидкая керамзитобетонная смесь проникает в поверхностные углубления 7 и застывает в ней. После заливки несущего слоя 3, керамзитобетонная смесь проникает в углубления 7 с противоположной стороны теплоизоляционного слоя 2 и также застывает. Использование теплоизоляционного слоя 2 с поверхностной перфорацией 7 направлено на повышение адгезии (сцепления) слоев блока между собой.
Благодаря высокой прочности несущего 3 и наружного 1 слоев концы арматурных стержней 4 после застывания смесей жестко зажимаются с двух сторон, прочно стягивая слои 1, 2 и 3. Образованная тремя арматурными стержнями 4 пространственная призма обладает высокими прочностными характеристиками, что дает возможность снизить расходы материалов на изготовление арматурных стержней 4. Такое армирование блока позволяет перераспределить нагрузку от внецентренного сжатия с несущего слоя 3 на упрочненный наружный слой 1, снимая часть нагрузки с наиболее нагруженного несущего слоя 3. Использование базальтопластиковых смесей при изготовлении арматурных стержней 4 позволяет значительно удешевить их стоимость при повышении прочностных характеристик каждого стержня 4. Благодаря тому, что полимеры стержней 4 армированы волокнами базальта, возрастает их прочность и снижается теплопроводность, что исключает образование «мостиков холода» между слоями 1 и 3. Использование состава на
основе эпоксидной смолы, покрытой песком, для армирования стержней 4 или их хвостовиков повышает адгезию (сцепление) стержней 4 с керамзитобетонной смесью слоев 1 и 3, усиливая прочность блока.
Многослойный пазо-гребневой строительный блок предназначен для использования во всех зонах России и других стран независимо от климатических условий, т.к. при достаточной простоте конструкции и внешней декоративности обеспечивает хорошие теплоизоляционные свойства (устойчив к низким и высоким температурам), прочность и устойчивость. В холодных регионах дома из данных многослойных блоков хорошо сохраняют тепло внутри помещений, а в жарких странах - не пропускают наружную жару внутрь помещения и при минимальном кондиционировании хорошо «держат» прохладу. В сейсмоопасных регионах конструкция такого многослойного блока с пространственной призмой из арматурных стержней 4 обеспечивает сейсмоустойчивость зданий и сооружений. Блоки применяют для кладки стен, закрепляют их раствором из связующего состава (например, кладочного клея) наружным слоем 1, обращенным наружу, а несущим слоем 3, обращенным внутрь помещения. При укладке блоков их устанавливают таким образом, чтобы длинная сторона параллелепипеда была расположена горизонтально, при этом выступ 5 наружного слоя 1 одного блока перекрывает выступ 6 теплоизоляционного и несущего слоев другого блока. Кладочный клей наносят только на сопряженные в кладке керамзитобетонные поверхности наружного слоя 1 и несущего слоя 3. Благодаря тому, что теплоизоляционный слой 2 плотно прилегает к несущему слою 3 (это обеспечивается адгезией углублений 7 и пазо-гребневой конструкцией наружного слоя 1), практически исключаются технологические повреждения теплоизоляционного слоя 2. Кладочный клей, нанесенный на внутреннюю поверхность выступа 5 одного блока, проникает в углубления 7 выступа 6 другого блока, усиливая сцепление между ними. Вертикальный шов, смещенный в сторону выступов 5, полностью перекрыт теплоизоляционным и несущим слоями 2 и 3. При этом исключаются его макро- и микроповреждения за счет пазо-гребневой
конструкции наружного слоя, адгезированного с поверхностными углублениями 7 теплоизоляционного слоя 2. Такая конструкция блока в кладке исключает продувание вертикальных швов и попадание влаги на несущий слой 3. Горизонтальные швы всегда обладают большей плотностью и не подвержены продуванию, т.к. каждый вышерасположенный ряд блоков придавливает нижерасположенные блоки друг к другу, а соответственно и уплотняет горизонтальные швы между ними.
Слои 1, 2 и 3 по вертикали и горизонтали плотно прилегают к одноименным слоям других блоков, образуя единую монолитную стену. При этом теплоизоляционный слой 2 каждого блока плотно соприкасается с теплоизоляционными слоями 2 смежных блоков и защищен выступами 5 от внешних воздействий, образуя единое теплоизоляционное пространство. Благодаря тому, что высота выступов 5 6 находится в диапазоне 0,9÷1,1 толщины наружного слоя 1, в сечении выступы 5, 6 получаются квадратной формы, наиболее устойчивой к вертикальным, горизонтальным и угловым нагрузкам. Конструкция блока с пространственной призмой трех арматурных стержней 4 и поверхностными углублениями 7 теплоизоляционного слоя 2, заполненной керамзитобетонными смесями слоя 1 и слоя 3 с разных сторон и кладочным клеем в области выступа 6, образует прочную, жесткую структуру, значительно снижающую вероятность расслоения блока при транспортировке и случайном падении. Благодаря повышенной плотности наружного слоя 1 при его сравнительно небольшой толщине и смещении относительно теплоизоляционного слоя 2, он эффективно обеспечивает выполнение защитной функции от наружного воздуха, осадков, холода, жары. Благодаря повышенной плотности и использованию пространственной структуры арматурных стержней 4 призматической формы, наружный слой 1 эффективно выполняет несущую функцию.
Использование базальтопластиковых арматурных стержней 4 для стяжки всех слоев 1, 2 и 3 исключает образование коррозии во время эксплуатации здания во влажных условиях. А пространственная призма стержней 4 со
специальным адгезионным покрытием обеспечивает прочное удерживание и стягивание между собой наружного слоя 1, теплоизоляционного слоя 2 и несущего слоя 3 в многослойном строительном блоке, исключая прокручивание стержней 4 вокруг своей оси. Расположение арматурных стержней 4 в виде трехгранной пространственной призмы способствует повышению прочности и изломостойкости конструкции.
Таким образом, заявленная полезная модель решает техническую задачу повышения универсальности блоков, увеличения прочности и жесткости блока и его слоев между собой, упрощения и удешевления конструкции строительного блока и технологии его изготовления, увеличения прочности кладки стен из данных блоков за счет исключения продувания вертикальных швов.