Строительный блок для кладки без раствора и способ его укладки без раствора для быстрого монтажа и демонтажа зданий и сооружений
BUILDING BLOCK FOR MASONRY WITHOUT MORTAR AND METHOD OF ITS LAYING WITHOUT MORTAR FOR FAST ASSEMBLY AND DISMANTLING OF BUILDINGS AND STRUCTURES

Изобретение относится к области строительства зданий и сооружений, в частности к конструкции строительных кирпичей или блоков, и в других областях промышленности и дизайна и используется для возведения из них различных зданий и сооружений.
Из уровня техники известен комплект строительных модулей «Дуплекс» (патент РФ №75204 от 12.03.2008, МПК E04C 1/00 (2006.01), E04B 2/02 (2006.01)), включающий кирпич или пенобетонные блоки, каждый из которых выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда, и имеет между противолежащими поверхностями соосно расположенные углубления, при этом комплект стеновых строительных модулей дополнительно содержит набор фиксирующих элементов, выполненных с возможностью предварительной установки в части углублений, расположенных на одной из сторон кирпичей или пенобетонных блоков, с образованием выступов, вводимых в процессе кладки в ответные углубления соседнего строительного модуля. Глубина углублений в стеновых строительных модулях и длина фиксирующих элементов выбираются из условия обеспечения зазора между двумя скрепляемыми при укладке стеновыми строительными модулями величиной 5-8 мм. Фиксирующие элементы выполнены в виде стержней цилиндрической формы с сужающейся конусной частью и буртиком.
Недостатком данной полезной модели являются:
1. Отсутствие монолитности кладки.
2. Невозможность возведения многоэтажных зданий без использования связующего раствора. При возведении второго и последующих этажей необходимо использовать пруты арматуры, которые заливаются связующим раствором.
3. Высокая опасность образования брака при изготовлении и транспортировке (скол выступов и рустов).
Так же из уровня техники известен комбинированный строительный блок (патент WO2013091645 от 18.12.2012, МПК E04C 1/40, E04B 2/02, E04C 1/41), состоящий из, по меньшей мере, одной изоляционной части, выполненной из ячеистого стекла, причем изоляционная часть снабжена, по меньшей мере, двумя боковыми гранями, двумя опорными гранями и двумя опорными поверхностями, причем, по меньшей мере, одна боковая грань зафиксирована с практически необслуживаемой свободной облицовочной частью. Изоляционная часть включает в себя соединительные средства для соединения с изоляционными частями в соседних строительных блоках.
Недостатками данного блока является:
1. Хрупкость материала;
2. Высокая сложность изготовления конструкции.
3. Необходимость применения строительных растворов.
4. Отсутствие жесткой фиксации кирпичей между собой по вертикали.
4. При строительстве зданий в несколько этажей потребуется дополнительное армирование стен.
Из уровня техники известен блок стеновой строительный с крепежными элементами (патент РФ №2107133 от 05.09.1996, МПК E04B 2/02 (1995.01)), содержащий, как минимум, два монолитно соединенных между собой куба, выполненных с минимальной шероховатостью поверхностей всех граней, при этом по центру квадратных граней каждого модуля блока, выполняющих роль постелей, выполнены отверстия-стаканы с выступающими из дна головками закладных деталей сферической или конусной формы для сопряжения с крепежными элементами в виде двухсторонней цанговой втулки, имеющей внешние или внутренние зацепы.
Недостатком данной полезной модели являются:
1. Отсутствие жесткой фиксации блоков.
2. Невозможность возведения многоэтажных зданий без использования связующего раствора. Отсутствие жесткой фиксации кирпичей между собой по вертикали без использования связующего раствора.
3. Высокая опасность образования брака при изготовлении и транспортировке.
4. Потребность в высокотехнологичном дорогом производстве для обеспечения минимальной шероховатости поверхности.
Из уровня техники известен строительный кирпич (RU№187333 от 04.07.2018, МПК E04B 2/20, E04C 1/00), имеющий форму прямоугольного параллелепипеда, снабженного, по меньшей мере, двумя фиксирующими элементами, каждый из которых выполнен в виде совокупности соосно размещенных выступа и впадины, имеющих совпадающие размеры и форму и расположенных на противоположных постельных гранях, при этом по оси элемента выполнено сквозное отверстие, а фиксирующие элементы отделены между собой с помощью пересекающихся продольных и поперечных рустов, выполненных на обеих постельных гранях друг над другом. Решению поставленной задачи способствует и то, что ширина всех рустов составляет 10 мм, глубина - 5 мм, а кирпич снабжен восемью фиксирующими элементами, равномерно распределенными по площади постельной грани, при этом диаметр всех сквозных отверстий фиксирующих элементов составляет 25 мм.
Основным недостатком таких блоков является необходимость использования строительных растворов для обеспечения монолитности конструкции, либо отсутствие монолитности – без использования растворов. В первом случае блоки не дают технологического выигрыша по сравнению с классическими строительными блоками. Во втором – вызывают высокую ненадежность конструкции, особенно в момент усадки здания или тектонических подвижек почвы, а также сильных ураганных ветров. Конструкция лего-блоков с шипами не дает возможности строительства стен под углами, отличными от 90°. Конструкция с кольцом – не обеспечивает надежного сцепления блоков и фиксации в строго заданном положении.
Для постройки зданий и сооружений в настоящее время используют различные строительные блоки, связывающиеся в монолитную конструкцию различными жидкими застывающими смесями, в основном, на основе цемента. Данная технология крайне трудоемка, строительство ведется долго и сопряжено с загрязнениями растворами одежды и кожи строителей, а также окружающей среды. Для обеспечения вертикальности возводимых традиционным способом стен требуется высокая квалификация строителей и множество различных инструментов.
Таким образом, задачей изобретения является создание строительного блока для возведения кладки без использования скрепляющего раствора, позволяющего осуществлять быстрый монтаж и, при необходимости, демонтаж зданий и сооружений различной конфигурации, не уступающим по прочности конструкциям, возведенным с использованием застывающих смесей.
Решаемой технической проблемой является трудоемкое грязное и длительное производство (строительство), а для обеспечения качества конструкций – высокая квалификация рабочих и множество инструментов.
Техническим результатом заявленного изобретения является возможность чистого быстрого строительства возводимых зданий, сооружений и конструкций с использованием всего одного инструмента и низкой квалификации рабочих.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами.
Фиг. 1 – Стандартное исполнение строительного блока.
Фиг. 2 – Строительный блок со скошенным углом.
Фиг. 3 – Система крепления блоков.
Фиг. 4 – Строительный блок: а) сложноугловой конструкции; б) «Т» - образный; в) «Х» -образный.
Фиг. 5 – Строительный блок с позиционирующим выступом и углублением. Вид сверху, вид снизу.
Фиг. 6 – Строительный блок с: а) технологическим выступом для крепления лаг и армирующего пояса; б) технологическим углублением под лаги горизонтального перекрытия; в) вид строительного блока с лагами горизонтального перекрытия.
Фиг. 7 – Строительный блок в форме трапеции с технологическим углублением для установки лаг под скатную крышу.
Фиг. 8 – Способ установки системы крепления блоков при возведении вертикального ряда.
Фиг. 9 – Способ установки строительных блоков при возведении вертикального ряда.
Фиг. 10 – Способ установки строительных блоков при возведении вертикального ряда под углом, отличным от 90°.
Фиг. 11 – Способ крепления облицовочных панелей к строительным блокам.
На чертежах приняты следующие обозначения:
– тело блока;
– установочный паз;
– скошенный угол блока для установки под различными углами;
– отверстие для крепления внешних облицовочных панелей.
2.1 – цанга системы крепления;
2.2 – винтовая часть системы крепления;
2.3 – втулка;
2.4 – опорная шайба;
2.5 – гайка;
2.6 – выступ винтовой части системы крепления;
3.1 – позиционирующий выступ;
3.2 – позиционирующее углубление;
4 – технологический выступ;
5 – углубление под лаги.
Предлагаемый строительный блок состоит из непосредственно самого блока строительного и системы крепления. В зависимости от потребностей заказчика блок может быть выполнен различной формы, а также может иметь дополнительные отверстия под крепление внешней обшивки стен.
В стандартном исполнении строительный блок представляет собой (фиг. 1) блок в виде параллелепипеда, состоящий из тела блока (1.1), имеющего, по меньшей мере, один установочный паз (1.2) для системы крепления.
Дополнительно, но не исключительно, боковая сторона строительного блока может иметь, по меньшей мере, один скошенный угол (1.3) для установки под различными углами, выполненный в виде множества плоскостей, образующих множество углов, отличных от 90° (фиг. 2).
Дополнительно, но не исключительно, в теле (1.1) строительного блока может быть предусмотрено, по меньшей мере, одно дополнительное отверстие (1.4) для крепления внешних облицовочных панелей (фиг. 2).
Система крепления блоков представляет собой (фиг. 3), по меньшей мере, одно цанговое устройство по типу анкерного болта, закрепляющееся в пазах (1.2) строительного блока. Система крепления конструктивно состоит из цанги системы крепления (2.1), винтовой части системы крепления (2.2), втулки (2.3), упорной шайбы (2.4), гайки (2.5). Система крепления имеет технологический люфт для обеспечения легкого соосного позиционирования крепежных систем верхнего и нижнего блоков.
Строительный блок имеет несколько вариантов исполнения, зависящие от технологических нужд.
Вариант 1. Строительный блок, выполненный в виде параллелепипеда (фи. 1), имеющий, по меньшей мере, один установочный паз (1.2) для системы крепления.
Вариант 2. Строительный блок, отличающийся от варианта 1 тем, что боковая сторона строительного блока может иметь, по меньшей мере, один скошенный угол (1.3), отличный от 90° (фиг. 2).
Вариант 3. Строительный блок, отличающийся от вариантов 1-4 тем, что может изготавливаться в виде сложноугловой конструкции, имеющей количество углов более четырех для выполнения стен под различными углами (фиг. 4).
Вариант 4. Строительный блок, отличающийся от вариантов 1-4 тем, что может иметь в верхней грани позиционирующий выступ (3.1), а нижняя часть – позиционирующее углубление (3.2), с гранями для переставного позиционирования (фиг. 5). Технологическое число граней от 6 до 12, обеспечивающие установку кладки на четко заданный угол от 30° до 60°.
Вариант 5. Строительный блок, отличающийся от вариантов 1-5 тем, что в верхней части блока может быть, по меньшей мере, один технологический выступ (4) для крепления лаг, стропил, армирующего пояса (фиг. 6а).
Вариант 6. Строительный блок, отличающийся от варианта 7 тем, что в верней части блока может быть, по меньшей мере, одно углубление (5) под лаги горизонтального перекрытия (фиг. 6б, 6в).
Вариант 7. Строительный блок, отличающийся от варианта 8 тем, что блок может иметь форму трапеции с углублением (5) в верхней части для установки лаги под скатную крышу (фиг. 7а, 7б).
Вариант 8. Строительный блок, отличающийся от варианта 1-7 тем, что может иметь, по меньшей мере, одно дополнительное отверстие (1.4) для крепления внешних облицовочных панелей (фиг. 2, фиг. 11).
Способ укладки строительного блока без раствора для быстрого монтажа и демонтажа зданий и сооружений заключается в следующем.
При укладке (фиг. 8-10) блоков (1) один на другой цанга (2.1) системы крепления верхнего блока соосно надевается на выступ (2.6) винтовой части (2.2) системы крепления нижнего блока. При этом для надежной фиксации необходимо закрутить гайку (2.5) крепления системы крепления верхнего блока, в результате чего цанга (2.1) системы крепления верхнего блока с нанесенной по ее внутренней части резьбой (или иной системой зацепления) схватывает выступ (2.6) винтовой части (2.2) системы крепления нижнего блока, создавая тем самым между блоками прочную монолитную связь.
При завинчивании гайки (2.5) происходит смещение цанги (2.1) относительно втулки (2.3) и нижней опорной шайбы (2.4), в результате чего зажимная часть цанги (2.1) начинает сводиться и плотно схватывать выступ (2.6) винтовой части цанги (2.1) опорного (ниже стоящего) блока. Таким образом, все блоки в вертикальном ряду связываются в монолитную конструкцию. При этом такая конструкция за счет упругих свойств металлической стяжки оказывается сейсмоустойчивой, в отличии от классических сооружений, где блоки соединяются связующим раствором.
Таким образом, стена всегда остается единым монолитом со строго определенной геометрией, не зависящей от квалификации работника. А для сборки конструкции требуется только насадка для закручивания гайки и любой подходящий инструмент, ручной, электрический, пневматический. Крепежная система может быть выполнена как из металлических, так и из неметаллических материалов, при условии соблюдения достаточных прочностных характеристик.