СТЕНОВОЙ КАМЕНЬ ПУСТОТНО-УТЕПЛЁННЫЙ

Полезная модель относится к области производства строительных материалов, в частности, к производству стеновых камней (СК) пустотно-утепленных (СКПУ) из пено-, газобетонов, газосиликатов и др., имеющих ячеистую структуру (ЯС).
Известны полнотелые силикатные газобетонные блоки (ГОСТ 21520-89), ячеистые газосиликатные бетоны, пенополистиролбетоны и др.
Общим недостатком СК ЯС является противоречивость их основных характеристик: при снижении плотности и теплопроводности уменьшается прочность и долговечность.
Одним из основных направлений преодоления указанных противоречий является конструирование СК с использованием достоинств одних материалов, позволяющих компенсировать недостатки других материалов.
Известен строительный блок (Патент RU 2020214 по кл. E04B 2/14, заявл. 06.05.1991 г.) с системой сквозных прямоугольных малых и одной большой пустот, в котором пустоты облегчают и утепляют блок.
Недостатки такой конструкции заключаются в том, что: система пустот позволяет иметь широкие «мостики» холода по основному материалу и по большой призматической пустоте; невозможно найти параметры системы отверстий и размеров блока, обеспечивающих необходимые тепловое сопротивление и малый вес блока, удобный для ручной кладки.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению, достигаемому теплотехническому эффекту и выбранный в качестве прототипа является строительный сендвич-блок (ССБ) (Патент RU 90817 по кл. E04C 1/00, заявл. 13.05.2009 г.) с системой овально-вытянутых сквозных щелевых пустот, расположенных симметрично относительно продольной оси в шахматном порядке относительно призматической полости с утеплителем, и круглых отверстий, расположенных на поперечной оси на одной линии с овально-вытянутыми пустотами.
Недостаток такой формы заключается в том, что ССБ по условиям прочности имеет достаточно широкие поперечные перемычки и весьма протяженные щелевые пустоты, расположенные в два ряда, которые не позволяют изготавливать блок малых размеров и не обеспечивают требование норм по тепловому сопротивлению.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является уменьшение приведенной теплопроводности, снижение веса, повышение прочности и долговечности СК.
Указанный технический результат достигается тем, что СК ЯС выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда с щелевыми пустотами, расположенными в шахматном порядке, отличающийся тем, что щелевые пустоты выполнены несквозными в виде прямоугольно-полукруговых цилиндров (ППКЦ), ориентированных большой осью, превышающей не менее чем в три раза малую ось, параллельно внешней грани блока и расположены в шахматном порядке и отделены друг от друга перемычками переменной толщины, малые пустоты (МП) доборных размеров на торцевых плоскостях выполнены открытыми и в них могут быть установлены термовкладыши, при этом центр тяжести сечения смещен к внутренней грани, лицевая поверхность СК ЯС упрочняется гидрофобизированным, объемно окрашенным и структурированным пескобетоном (ГОСПБ).
В МП, открытые на торцевых гранях СК, при кладке камней могут вставляться термовкладыши, обеспечивающие надежную герметизацию вертикальных стыков камней и снижение теплопроводности по основному «мостику холода».
Параметры большой ППКЦ пустот и МП обеспечивают смещение центра тяжести сечения к внутренней грани камня и уменьшают эксцентриситет нагрузки от перекрытий этажей сооружения.
Высокая макропустотность и габаритные размеры СК обеспечивают вес, приемлемый для ручной кладки.
На фиг.1 представлены поперечные сечения и вертикальные разрезы больших ППКЦ пустот и малых пустот.
a
a
На фиг.2 представлена конструкция камня с предлагаемой системой пустот. СК ЯС содержит: большие ППКЦ пустоты 1 и 2, размерами ×D и (*×D, заполняемые эффективным утеплителем; большие ППКЦ пустоты (воздушные прослойки) 3 и 4; 5 - ГОСПБ слой.
Пустоты 2 и 3 (открыты по торцам и снизу) и пустоты 1,4 (открыты только снизу) отделены друг от друга в ряду перемычками переменной толщины и расположены рядами поперек направления теплового потока, показанного на фиг.2 стрелками 6
a
a
a
a
Размещение пустот в камне заявляемым образом позволяет: рационально распределить по всему объему блока напряжения, возникающие в нем от нагрузок; обеспечить максимальную длину "мостика холода" (фиг.2, пунктирные линии 7 и 8) при минимальной его ширине, т.е. затруднить прохождение тепла от внутренней грани камня к его наружной грани. Кроме того, тепловое сопротивление ППКЦ пустот оказывается значительным при соотношении /D и */D больше трех (,* - длины и D - толщина ППКЦ) - в этом случае пустоты считаются воздушными прослойками.
На фиг.3 представлен вариант СК ЯС (нижней постелью вверх и без утеплителя) с ППКЦ пустотами и лицевой ГОСПБ поверхностью, офактуренной под стандартный рифленый кирпич.
Геометрические параметры СК связаны следующими зависимостями:
Где A, B - габаритные размеры (длина и ширина) камня;
a
a
и * - длины ППКЦ пустот;
1
2
δ, δ - толщины стенок у внутренней и наружной граней СК;
δ - расстояние между рядами ППКЦ; δ3 - толщина слоя ГОСПБ;
0
Δ - минимальная толщина стенок между ППКЦ пустотами и ППКЦ пустотами у торцов камня;
D - диаметр отверстий, образующих ППКЦ пустоты;
m - общее число рядов ППКЦ пустот в СК ЯС.
На фиг.4 представлены 3D - модели СКПУ: а) - вид сверху; б) - вид снизу; 9 -отверстия для захвата
Микропористый СК ЯС может быть изготовлен на любом специализирующемся в данной отрасли предприятии, т.к. для этого требуется стандартное оборудование, выпускаемое промышленностью. Для образования ППКЦ макропустот необходимо специальное оборудование - станок для высверливания пустот.
Такой камень высокой заводской готовности может быть эффективно и широко использован при строительстве объектов промышленного и гражданского значения, т.е. является промышленно применяемым.