Многофункциональный газобетонный блок

Полезная модель относится к многослойным строительным блокам.
Известны рекомендации по проектированию различных вариантов конструкций стен из газобетона, изложенные в Стандарте организации СТО НААГ 3.1 - 2013 «Конструкции с применением автоклавного газобетона в строительстве зданий и сооружений. Правила проектирования и строительства», разработанные Национальной Ассоциацией производителей автоклавного бетона Российской Федерации.
Разработанные Стандарты организации СТО НААГ 3.1 - 2013 имеют готовые варианты узлов стен из газобетона. Они представлены как однослойные кладки, так и с различной облицовкой из кирпича, штукатурки, сайдинга, и различными модификациями с использованием утеплителей разной структуры.
Недостатком предлагаемых технических решений является то, что не все конструкции стен в результате теплотехнического расчета получаются однородными. Поскольку территория Российской Федерации находится в различных климатических зонах, а в большей степени это районы с неблагоприятными климатическими условиями, то, выполняя расчеты, появляется необходимость использования в конструкции стены утеплителя. При этом нарушается однородность конструкции. Применение утеплителя приводит к снижению долговечности конструкции, накоплению влаги и снижению со временем теплотехнических качеств стен из-за разного срока службы материалов.
Аналогом разработки является Bikton Blok, производимый предприятием «Волжский завод строительных материалов Bikton», находящийся в Республике Марий Эл г. Волжск. Данный строительный материал представляет собой блок из автоклавного ячеистого бетона разных марок по прочности D400-D700, размерами L×B×H, где L - длина, В - ширина, Н - высота. Размер L=625 мм, B=200…500 мм., H=200…250 мм. Bikton Blok предназначен для кладки несущих стен до пяти этажей или для стен в каркасно-монолитных домах без ограничения этажности, а также для кладки внутренних стен и перегородок.
Патент РФ №2081265 «Бетонный строительный блок». Полезная модель относится к строительству и стройматериалам, а именно к камням для укладки стен, и может быть использована при изготовлении ограждающих конструкций зданий и сооружений и прокладке в них коммуникаций. Строительный камень содержит внутри спрессованный без цемента наполнитель из земли, отходов производства и т.д., а снаружи - бетонный слой. Камень выполнен из двух блоков параллелепипедной формы, соединенных между собой бетонными перемычками. На постельных поверхностях камня выполнены глухие отверстия для связки камней, а на его концах - круговые канавки. В эти канавки закладывается при кладке стен теплоизолирующий материал. Камень может ложиться при кладке как с применением связующего раствора, так и без него. При применении связующего раствора им заполняют лабиринт канавок после выкладки камней в несколько слоев.
Патент РФ №2502852 «Многослойный термоблок, способ и устройство для его изготовления» также является аналогом. Полезная модель относится к строительству и может быть использована при изготовлении ограждающих конструкций зданий в условиях широкого диапазона сезонного перепада температур.
Многослойный термоблок для строительства содержит жесткий пространственный элемент - матрицу, причем блок состоит из трех несущих бетонных слоев и двух расположенных между ними термоизоляционных слоев из пенопласта, например пенополистирола, имеющих отверстия для соединения трех бетонных слоев в единую монолитную конструкцию с помощью образования монолитных перемычек во время заливки, причем термоизоляционные слои сдвинуты относительно несущих слоев по вертикали и по горизонтали для получения пазогребневого соединения блоков, что изолирует несущие слои друг от друга термоизоляционными слоями по краям блока в зоне контакта с клеевой смесью. Бетонные перемычки в одном термоизоляционном слое сдвинуты относительно перемычек в другом термоизоляционном слое на максимально возможную величину и имеют размер сечения, необходимый для обеспечения прочности конструкции, а при пазогребневом соединении клеевой слой, имеющий наибольшую теплопроводность, в процессе монтажа разрывается на 5 сегментов, соответственно числу слоев.
Патент РФ №2465415 «Стеновой блок (варианты), материал для изготовления стеновых блоков, форма для изготовления стеновых блоков (варианты), способ изготовления стеновых блоков и поточная линия для изготовления стеновых блоков». Полезная модель относится к строительным блокам, формам и материалам для изготовления блоков, способам изготовления и средствам для реализации способов.
Стеновой блок выполнен в виде граненой конструкции из отвержденного материала, имеющей расположенную с наружной лицевой стороны блока лицевую поверхность, расположенную с внутренней стороны блока внутреннюю поверхность, нижнюю, верхнюю и боковые поверхности, при этом блок содержит последовательно расположенные по его ширине лицевой слой, промежуточный слой и внутренний слой, причем лицевой слой имеет толщину s1, которая меньше толщины s2 промежуточного слоя, а толщина s3 внутреннего слоя меньше толщины s1 лицевого слоя, последний содержит цемент, пластификатор и дробленый керамзит с фракциями в пределах от 1 до 5 мм, промежуточный слой блока содержит цемент, пластификатор и керамзит с фракциями в пределах от 5 до 20 мм, внутренний слой блока содержит песок, цемент и пластификатор, указанные толщины слоев блока выбраны в зависимости от ширины S блока и находятся в соотношении s1:s2:s3=(0,10-0,17)S:(0,89-0,79)S:(0,007-0,037)S, блок содержит выполненный в лицевом слое и охватывающий его с двух смежных боковой и нижней сторон Г-образный гребень, а также выполненное в лицевом слое и охватывающее с двух других смежных боковой и верхней сторон блока Г-образное углубление, гребень и углубление расположены в одной плоскости, параллельной лицевой поверхности блока, поверхности гребня и углубления, лицевая и внутренняя поверхности выполнены сплошными и гладкими, а нижняя, верхняя и боковые поверхности блока, расположенные между лицевым и внутренним слоями, выполнены шероховатыми с простирающимися внутрь блока углублениями от 0,1 до 20 мм между фракциями, при этом длина L блока с его лицевой стороны выбрана в зависимости от ширины S блока в пределах L=(0,99-1,01)S, длина Lвн блока с его внутренней стороны выбрана равной длине блока с его лицевой стороны, лицевая поверхность блока расположена на расстоянии s4 от оси гребня, внутренняя поверхность блока расположена от оси гребня на расстоянии s5, большем, чем расстояние s4, при этом s4 и s5 находятся в соотношении s4=(0,08-0,16)s5. Также описаны варианты исполнения блоков, материал для изготовления блока, варианты форм для изготовления блока, способ изготовления блока и линия для изготовления блока.
Патент РФ №2317381 «Многослойный строительный блок». Полезая 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. Многослойный строительный блок характеризуется наличием декоративного слоя толщиной А, несущего слоя толщиной С и расположенного между ними теплоизоляционного слоя из пенополистирола толщиной В, скрепленных между собой полимерными стержнями, выполненными с острым концом со стороны, контактирующей с декоративным слоем, и с зацепом на другом конце, входящем в несущий слой. Полимерные стержни содержат дисковые либо крестообразные ребра. Блок выполнен в виде призмы, трапециевидные основания которой являются торцами блока. Меньшая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней стороной декоративного слоя блока. Большая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней стороной несущего слоя блока. Две одинаковые по площади непараллельные грани призмы являются верхним и нижним основаниями блока с углом α их наклона к внешней стороне несущего слоя блока не более 1 и соотношением толщины слоев А:В:С=1:2,4:2,6. Охарактеризовано выполнение многослойного блока.
3
3
3
Патент РФ №2416008 «Многослойный строительный блок и способ его изготовления». Полезная модель относится к производству строительных материалов, используемых для возведения стен гражданских и промышленных объектов. Многослойный строительный блок содержит декоративный слой, центральный слой, расположенный между наружным и внутренним конструкционными слоями, изготовленными из керамзитобетонной смеси. Смесь для получения центрального слоя содержит в расчете на 1 м смеси: керамзитовый гравий фракции 8÷22 мм насыпной плотностью 350÷450 кг/м в объеме 1 м портландцемент 130÷440 кг, клей поливинилацетатный в объеме 1,3÷4,7 л, вода в объеме 115÷125 л. Охарактеризован способ изготовления многослойного строительного блока.
2
Прототипом является патент РФ №2468159 «Многослойный строительный блок и способ его производства». Полезная модель относится к многослойным строительным блокам, используемым в малоэтажном строительстве, а также к способу производства таких блоков. Многослойный строительный блок состоит из декоративного лицевого слоя, несущего слоя и расположенного между ними теплоизоляционного слоя, скрепленных между собой полимерными стержнями. Блок выполнен в виде призмы, трапециевидные основания которой являются торцами блока, одинаковые по площади непараллельные грани призмы являются верхним и нижним основаниями блока. Большая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней стороной декоративного слоя блока, меньшая по площади из параллельных боковых граней призмы является внутренней стороной несущего слоя блока, причем угол между плоскостями оснований призмы и внешней стороной лицевого декоративного слоя составляет 89° и менее, на одном из оснований в декоративном и несущем слоях выполнены пазы, оси которых находятся в плоскостях, параллельных лицевой стороне декоративного слоя, с площадью сечения каждого паза более 5 см, на другом из оснований выполнены соответствующие пазам выступы.
Недостатком строительных блоков является то, что размеры одного блока не соответствуют толщине стены, получаемой в результате теплотехнического расчета. Поэтому к конструктивной схеме применяется кладка в один блок или в два блока, или же применяется кладка с различными видами утеплителя. В результате этого нарушается однородность конструкции стены, а также увеличиваются риск неравномерности заполнения раствором кладки, некачественного возведения здания и снижается производительность труда. Во всех рассмотренных случаях нарушается однородность стены. Проектируемое ограждение должно обеспечивать процессы тепломассопереноса, а это возможно в том случае, если плотность материала от внутренней к внешней поверхности стены будет убывать. В данной конструкции это нарушается. Между двумя слоями наружным и внутренним расположен утеплитель, плотность которого намного меньше, чем у бетона, тем самым влага не может полностью удалиться из стены. Если не соблюдать процесс тепломассопереноса, то в таких конструкциях происходит накопление парообразной влаги, которая приводит к снижению теплозащитных качеств и разрушению материалов.
Техническим результатом является создание однородного стенового блока, который выполнен из слоев газобетона разной плотности и коэффициентов теплопроводности.
Технический результат достигается тем, что многофункциональный газобетонный блок, включающий соединенные между собой слои газобетона, согласно полезной модели слои газобетона соединены между собой в один блок по принципу паз-гребень, обеспечивающему большую контактную площадь при склеивании слоев, каждый из слоев отличается по плотности и коэффициенту теплопроводности, причем количество слоев в блоке определяется требуемыми расчетными прочностными и теплофизическими характеристиками по нагрузкам на стену и климатическим характеристикам района строительства, располагаются слои по отношению друг к другу таким образом, чтобы значения плотности и коэффициент теплопроводности убывали по направлению от внутреннего слоя (максимально плотного) к наружному (с наименьшей плотностью), при этом обеспечивая нормальный процесс тепломассопереноса и требуемые расчетные значения прочности и сопротивления теплопередачи.
Многофункциональный газобетонный блок разрабатывается для конкретного региона и по результатам теплотехнического расчета определяется его толщина и количество слоев. После чего составляется послойная схема, которая объединяется в один блок.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 показана аксонометрические проекции слоев газобетонного блока, на фиг. 2 - аксонометрическая проекция газобетонного блока в сборе.
А
Б
Б
А
А
Б
Б
1
1
А - наружный слой, Б - внутренний слой, 1 - промежуточные слои, расположенные внутри газобетонного блока, δ - толщина наружного слоя, δ - толщина внутреннего слоя, δ - толщина промежуточного слоя, λ - коэффициент теплопроводности наружного слоя, ρ - плотность наружного слоя, λ - коэффициент теплопроводности внутреннего слоя, ρ - плотность внутреннего слоя, λ - коэффициент теплопроводности промежуточного слоя, ρ - плотность промежуточного слоя.
i:
Обеспечение ненакопления парообразной влаги в ограждении является необходимым условием проектирования теплозащиты. Это условие можно обеспечить, если оперировать величиной паропроницаемости слоя G:
i
где μ - коэффициент паропроницания слоя;
i
δ - толщина слоя.
i
B
Величина паропроницаемости слоя G представляет собой не количество влаги, которая проходит через отдельный слой ограждения, а «пропускную способность» этого слоя. Таким образом, если отдельные слои в многослойном ограждении располагать в порядке возрастания «пропускной способности» от внутренней поверхности ограждения к наружной, то парообразная влага, проникшая в ограждение через внутренний слой G с возрастающей легкостью, будет проходить через отдельные слои в силу увеличения их «пропускной способности»:
При условии выполнения неравенства выполняется закон тепломассопереноса, то есть конструкция стены отвечает всем требованиям по естественному удалению влаги, что в свою очередь делает ее долговечной и эффективной.