ЛИНИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УКРУПНЕННЫХ СТЕНОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И СТЕНОВОЕ ТЕПЛОСБЕРЕГАЮЩЕЕ ОГРАЖДЕНИЕ ЗДАНИЙ, ПОЛУЧЕННОЕ НА ДАННОЙ ЛИНИИ
LINE FOR MANUFACTURING OF ENLARGED WALL ELEMENTS AND WALL HEAT-SAVING FENCING OF BUILDINGS PRODUCED ON THIS LINE

Изобретение относится к строительству и строительной индустрии и может быть использовано в производстве однослойных и многослойных изделий относительно малой толщины для ограждающих конструкций зданий из сборных элементов.
Технический результат реализации изобретения заключается в создании вида и технологии выпуска усовершенствованной стеновой строительной продукции с показателями пониженной материалоемкости, трудоемкости, стоимости и одновременном обеспечении повышенных конструктивно-технологических и физических свойств изделий при возведении теплосберегающих ограждений зданий и сооружений, в том числе для условий повышенной сейсмичности.
Задачей заявляемого изобретения является создание универсальных по своему назначению изделий, на основе которых может быть предложен номенклатурный ряд стеновых элементов с высокой степенью строительной готовности, для ручной или маломеханизированной сборки, получаемых методом формования под пригрузом, преимущественно из особо легкого бетона, и последующего раскроя, или без него, с использованием предложенной линии, установки для формования и распалубки в ее составе и соответствующей технологии.
Известен «Строительный блок и способ его изготовления», RU 2074934, Е04С 1/00, 1/40, В32В 13/00, опубл. 1997.03.10, представляющий геометрическое тело в форме параллелепипеда с заформованной в его объем оболочкой-раковиной и пазами внутри тела и на его боковых поверхностях. Недостатки технического решения: высокая трудоемкость, штучность изготовления, малая производительность, ограниченная применимость изделий.
Известен «Строительный блок», RU 2096566, Е04С 1/00, Е04F 13/00, опубл. 1997.11.20, представляющий облицовочный блок с выступами и пазами на вертикальных плоскостях и выступом в горизонтальной постельной части, служащими для соединения блоков между собой и кирпичной кладкой.
Известному техническому решению присущи недостатки предыдущего, кроме того, облицовочное предназначение предполагает применение материала блока повышенной плотности, прочности, морозостойкости, что ухудшает теплозащитные свойства стенового ограждения.
Известна «Технологическая линия В.А.Лещикова для производства многослойных строительных блоков с декоративной лицевой поверхностью», RU 2250162 С1, В28В 5/00, опубл. 2005.04.20, Бюл. №11. Изделия 3-слойной конструкции, под наименованием «Теплостен», содержат наружный декоративный слой и внутренний несущий слой из плотного бетона и заключенный между ними слой из пенополистирола, объединенные стержнями из стеклопластика. Изделия получают последовательным заполнением форм соответствующими слоями, начиная с нижнего, декоративного слоя и выше. Формы перемещают по рольгангу и после отверждения слоев бетона освобождают от готовых изделий на посту выемки методом выпрессовки. В развитие известного решения также известна «Архитектурно-строительная система «Полиблок», ООО «Магнолит», www.magnolit.ru, т/факс (495)221-75-90, отсылающая к патенту №54060, содержащая решения по изготовлению и применению идентичных стеновых элементов.
Недостатки конструкции блоков и технологии их изготовления проявляются в отсутствии перевязки внутренних и наружных слоев в конструкции стен. При передаче нагрузок от перекрытий здания не исключается возможность выхода их из вертикальной плоскости и потеря устойчивости стен, а метод выемки изделий из многоместных форм не представляет возможности устройства на сопрягаемых поверхностях блоков четвертей, пазов, шпонок или иных конструктивных элементов, что, вместе взятое, не обеспечивает жесткость и устойчивость здания. Кроме того, штучный характер производства блоков в многоместных формах, для которых характерны различные допуски при изготовлении, не обеспечивает калибровку изделий, что выражается в проявлении величины допусков на поверхности стен и вызывает необходимость их устранения дополнительными средствами. Кроме того, комплект изделий содержит излишне большой набор типов, что неизбежно повлечет значительное их удорожание.
Известен «Конструкционно-теплоизоляционный экологически чистый полистиролбетон, линия изготовления из него изделий и способ возведения из них теплоэффективных ограждающих конструкций зданий по системе «Юникон», RU 2230717 С1, С04В 38/08, С04В 38/10, опубл. 2004.06.20.
Предложены особо легкий бетон, в частности сборные элементы для возведения ограждающих конструкций зданий из него, а также технология изготовления и возведения теплоэффективных стеновых ограждений системы «Юникон».
Недостатки технического решения: низкая прочность материала изделия ввиду несовершенства технологии полистиролбетона, необходимость введения дополнительного силового элемента из конструкционного бетона во внутренних полостях, каналах изделий, необходимость внешней облицовки стен, высокая металлоемкость оборудования технологической линии и доля затрат, относимых на стоимость строительной продукции.
Известна «Стена зданий», RU 2084593 С1, Е04В 2/26, Е04С 1/00, опубл. 1997.07.20, включающая продольные и поперечные бетонные неармированные плиты с заполнением утеплителем внутреннего пространства. Плиты имеют пазы и выступы для соединения продольных и доборных плит. В рядах и стыках плиты перевязываются, а на углах и в проемах заглушаются продольными полуплитами.
Недостатки: высокая трудоемкость изготовления и сборки плит, ограниченная несущая способность стены, наличие мостиков холода, потребность в отделке наружных поверхностей кладки, отсутствие системного решения перемычек над проемами, недостаточная обоснованность применимости в условиях сейсмических воздействий.
Близким к заявляемому способу и устройству является «Установка для изготовления пустотелых бетонных изделий», А.с. СССР №1256968, В28В 7/22, 1986, Бюл. №34, включающая виброблок с закрепленным на нем блоком пустотообразователей, съемный поддон с продольной разделительной перегородкой и проемами в днище для пропуска пустотообразователей, бортоснастку, устройство для подъема и опускания пригруза с вибратором, механизм распалубки свежеотформованных изделий и силовой привод.
Недостатки известной установки:
- жесткая конструктивная ориентация на изготовление пустотных изделий одного вида и типоразмера;
- теплофизическая неоднородность изделий в поперечном сечении, обусловленная наличием локальных воздушных пустот;
- конструктивная усложненность установки, обусловленная узкой ее специализацией.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является техническое решение «Термоблок, способ и устройство для его изготовления», RU 2157875 С2, Е04С 1/00, В28В 7/22, опубл. 20.10.2000, Бюл. №29, в котором недостатки предыдущего технического решения существенно устранены.
В известном техническом решении предложено устройство для изготовления термоблоков, включающее: формовочную полость, образуемую поверхностями откидных бортов, сменного ⊥-образного поддона с проемами в днище и оснащенными накладными фигурными элементами и пазами в стенках, и вибропригруза; виброблок с жестко закрепленным на нем пакетом пуансонов-пустотообразователей, представляющих собой каждый в отдельности разрезную конструкцию из двух продольных частей и заключенную между ними воздушную полость, открытую с трех сторон, предназначенную для установки и фиксации в ней от смещения термодиафрагмы; механизм распалубки, предназначенный для отделения пуансонов от отформованных термоблоков; силовой привод; комплект съемных перегородок-дифрагм, предназначенных для поперечного разделения формовочной полости при получении изделий различной длины, придания поверхностям термоблока заданной формы и удержания термодиафрагмы от всплытия при виброобработке.
Техническим результатом известного устройства является возможность получения за один цикл формования различных по исполнению изделий - термоблоков, составляющих набор элементов домостроительной системы: блоки рядовой, простеночный, угловой левый, угловой правый, доборный, перемычечный, для пролетных строений.
Поставленная задача в известном устройстве обеспечивается установкой или удалением при формовании изделий перегородок-дифрагм, сменных ⊥-образных поддонов с соответствующими элементами технологического оснащения и комплектации. Недостатком известного технического решения является необходимость индивидуального комплектования изделий «под заказ», либо накапливание их в виде поставочных комплектов «на склад» и относительно крупные размеры и вес отдельных изделий, что обусловливает потребность в средствах малой механизации.
В заявляемом техническом решении устраняются перечисленные недостатки известных технических решений, а также используются полезные свойства объекта - аналога и одновременно предлагаются новые решения, позволяющие существенно изменить технологию изготовления изделий и конструктивные решения установки для их изготовления. По существу в заявленном изобретении сформулированы основные технические решения и принципы не выявленной в качестве объекта-аналога эффективной современной технологической линии по производству системообразующих стеновых элементов относительно малой толщины, схематические решения которой представлены на фиг.1, 4 и стенового теплосберегающего ограждения зданий из них, схематические решения которого представлены на фиг.2, 3.
Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем.
1. Предложен многофункциональный укрупненный системообразующий стеновой элемент относительно малой толщины с фактурным слоем или без офактуривания лицевой поверхности, для возведения теплосберегающих ограждающих конструкций зданий в обычных и сейсмических условиях строительства, фиг.2, поз.1, 2.
Понятию «системообразующий» соответствует укрупненный универсальный профильный стеновой элемент из особо легкого бетона, на основе которого в пределах заявляемой технологической линии методом деления (раскроя) или без него может быть получен комплект изделий для возведения стеновых ограждений зданий. Универсальность стенового элемента заключается в изготовлении из него изделий, минимальных по числу типоразмеров, но с возможностью различного проектного размещения в конструкции ограждения, например левые, правые, рядовые, угловые, простеночные.
Понятия «относительно малой толщины» и «теплосберегающих ограждающих конструкций» обозначают оптимальные соотношения минимальной нормативной толщины стен при одновременном соответствии их нормативным требованиям теплоустойчивости для расширенных климатических условий эксплуатации зданий.
Стеновой элемент представляет собой брус-заготовку двух типов:
- собственно стенового назначения с пазовой конфигурацией на сопрягаемых гранях, фиг.2, поз.1;
- пролетного (перемычечного) и/или стенового назначения с одной пазовой гранью или без нее, фиг.2, поз.2. Блоки пролетного назначения (строения) армируют на полную длину; либо на длину, совпадающую с плоскостью раскроя. Отделяемые фрагменты (блоки) используют как самостоятельные стеновые изделия.
В поперечном сечении стеновой элемент представляет собой прямоугольник с пазами на противоположных гранях со стороной, равной 4М-6М, где М - величина основного размерного модуля в строительстве. Длина стенового элемента назначается кратной длине стенового блока, но не более технических характеристик формовочной установки. Стеновые элементы формуют «лицом вниз», а после набора прочности подвергают раскрою на самостоятельные изделия номенклатурного ряда стенового ограждения, например блок стеновой рядовой (фиг.2, поз.3), блок стеновой угловой (фиг.2, поз.4). При укладке в стены последние разворачивают «лицом наружу», а четвертями и пазами в сторону сопряжения с другими элементами в рядах кладки.
2. Предложено стеновое ограждение, включающее набор элементов теплосберегающей комплексной архитектурно-строительной системы ограждающих конструкций зданий для обычных и сейсмических условий строительства. На фиг.2 изображена схема стенового ограждения с применением изделий номенклатурного ряда (поз.5) и соответствующей колонки фасада здания (поз.6).
В номенклатурный ряд (комплекс) элементов системы входят изделия: блок стеновой рядовой, блок стеновой угловой, блок пролетного строения (перемычечный), получаемые методом раскроя в послеформовочный период. При этом в заявляемом техническом решении раскрой производится с величиной (шагом) 4М, или блок стеновой принят в форме куба со стороной 4М. В отдельных случаях, обусловленных характеристиками материала стенового элемента, допускается раскрой с величиной 2М, 3М, или в их сочетании, что обеспечивает более полное соответствие нормам охраны труда при поднятии тяжестей и расширенные проектные возможности при назначении высоты помещений.
Исполнение стеновых блоков «левое или правое» в варианте выпуска изделий с офактуренной лицевой поверхностью обеспечивается простым разворотом и переворотом их по месту укладки на 180°. В качестве блока простеночного левого и правого применяют блок стеновой угловой, либо блок стеновой рядовой, в последнем случае внутреннюю четверть оконного или дверного проема при необходимости удаляют отрезным инструментом. Блок пролетного строения (перемычечный) получают длиной, превышающей размер проема в свету с каждой стороны на размер стенового блока.
Стеновое ограждение представляет собой конструкцию, преимущественно ручной сборки, из малоразмерных стеновых блоков, укладываемых на фундаментные блоки пустотные типа ФБП, и горизонтальные и вертикальные ряды которой размещены в ортогональной проекции без перевязки. Блоки в швах горизонтальных рядов и четверти в вертикальных рядах соединяют на клеецементной композиции, а внутренние полости в швах сопряжений заполняют бетонной смесью одного качества с материалом особо легкого бетона блоков. На фиг.3 представлены узлы: «А» - угловое и простеночное сопряжение, «Б» - сопряжение рядовое и с внутренними стенами. Поз. 1 - блок угловой, 2 - блок простеночный, 3 - блок рядовой, 4 - оконное или дверное заполнение, 5 - плоский арматурный каркас, 6 - угловая арматурная сетка, 7 - арматурная сетка в сопряжении с внутренними стенами, 8 - наружный фактурный слой блоков, 9 - бетон внутренних полостей омоноличивания, 10 - удаляемая (при необходимости) четверть в проемах оконных и дверных заполнений.
Для придания стеновому ограждению сейсмостойкости в полости сопряжений блоков до их омоноличивания устанавливают проектную арматуру, преимущественно в виде плоских каркасов из высокопрочной проволоки, концы которой заводят в поэтажные противосейсмические пояса из монолитного бетона для вариантов сборно-наборных перекрытий, либо в монолитное ж/бетонное перекрытие, опирающееся на часть стены.
Противосейсмические пояса или выполняющее их функцию ж/бетонное перекрытие отделены от наружной поверхности стены расчетным слоем изоляции и наружной верстой, например из облицовочного кирпича, что устраняет мостики холода и улучшает внешний вид здания, фиг.2, поз.5, 6. Одновременно, данное решение позволяет устраивать консольные конструкции типа балконных плит, козырьков и других без потребности в дополнительных изделиях.
В целом стеновое ограждение обеспечивает тепловую однородность конструкции r=0,92-0,98, или близкую к предельной, а приведенное сопротивление теплопередаче и сейсмостойкость к нормативным показателям.
3. Предложена линия изготовления универсальных стеновых элементов и получения на их основе изделий для возведения стеновых ограждений зданий.
Заявленная линия, фиг.1, включает позиции: узел приготовления и выдачи особо легкого бетона, 1-10; устройство для изготовления стеновых элементов, 11; привод цепного механизма, 12; парк транспортных тележек, 13; парк сменных общих поддонов, 14; парк ⊥-образных поддонов, 15; камеру термообработки, 16; промежуточный склад, 17; участок выдержки изделий, 18; перегрузочные механизмы, 19; участок раскроя стеновых элементов, 20; участок комплектации, 21; участок отгрузки готовой продукции, 22, а также технологические посты и участки вспомогательного назначения.
Устройство для изготовления стеновых элементов 11, предназначенное для формования различных по назначению изделий стенового ограждения, содержит в базовом исполнении известные технические решения, в том числе:
виброблок с закрепленным на нем блоком пустотообразователей, съемный поддон с продольной разделительной перегородкой и проемами в днище для пропуска пустотообразователей, бортоснастку, устройство для подъема и опускания пригруза с вибратором, механизм распалубки свежеотформованных изделий и силовой привод.
Элементы устройства в исходном к формованию положении образуют две раздельные формовочные полости, создаваемые поверхностями откидных бортов, стенки сменного ⊥-образного поддона, оснащенных накладными фигурными элементами, а также поверхностями днища поддона и вибропригруза.
Техническим результатом заявленного устройства является получение за один цикл формования двух однотипных или различных по исполнению стеновых элементов в виде бруса-заготовки, или набора изделий типа «Термоблок», или пустотных фундаментных блоков типа ФБП, которые после цикла формования последовательно проходят технологические посты линии, где подвергаются соответствующим процессам, и на конечном этапе готовые изделия в требуемом исполнении поступают на склад готовой продукции.
Поставленная задача в заявленном устройстве обеспечивается использованием сменных ⊥-образных поддонов с проемами в днище и/или без проемов, с установленными или удаленными съемными блоками-пустотообразователями и накладными фигурными элементами, а также иными соответствующими элементами технологического оснащения и комплектации. Указанная особенность конструкции устройства и последующий раскрой заготовок, а в целом особенность всей линии, обеспечивает высокий коэффициент формы изделий с плоскопараллельными очертаниями граней, что в большинстве случаев требует только высокотехнологичных малозатратных способов отделки лицевых поверхностей в процессе строительства, либо полностью исключить отделочные работы на строительной площадке. Другой отличительной особенностью установки является ее универсальность, выражающаяся в том, что в ней возможно формование изделий различного функционального назначения, например стеновых блоков других типов или фундаментных блоков. Технический результат при этом достигается переналадкой или переоснащением формовочной установки. В целях заявленного изобретения для формования изделий относительно малой толщины размером 2М-4М высота бортов формовочной полости для выпуска заявленных строительных элементов может быть понижена путем укладки на поверхность вибростола сменного конструктивного блока-вкладыша заданной высоты.
При необходимости декоративной отделки лицевых поверхностей изделий, принятой в заявленном техническом решении за основной вариант, технологический цикл изготовления (формования) изделий осуществляют в следующей последовательности согласно схеме формования блок-заготовок, представленной на фиг.4.
В установку формования 11, фиг.1, предназначенную для многоцелевого использования, вносят дополнительные элементы переоснащения и конструктивные изменения согласно схеме на фиг.4, а именно: после демонтажа съемных блоков-пустотообразователей, входящих в конструкцию вибростола, поз.1, устанавливают съемный блок-вкладыш заданной высоты, поз.2. Подают сменный ⊥-образный поддон без проемов в днище, поз.3, на поверхностях стенки которого закреплены накладные формообразующие элементы, например трапецеидального очертания, поз.4. Включением силового привода откидные продольные и торцевые борта, поз.5, установки с закрепленными, или без них, накладными формообразующими элементами аналогичной поз.4 конфигурации, приводят в вертикальное положение, чем достигается образование формовочной полости. На днище формовочной полости укладывают съемные рельефообразующие матрицы, поз.6, например, из синтетического или иного вспомогательного материала. При помощи бетоноукладчика 10, фиг.1, или иным способом, например насосной подачи, на днище наносят фактурный слой, фиг.4, поз.7, из отделочного материала, например, пигментированного слоя раствора. В формовочную полость при необходимости укладывают арматуру, преимущественно в виде каркасов требуемой длины и иные элементы технологического оснащения. При помощи бетоноукладчика 10, рис.1, формовочную полость заполняют особо легким бетоном, предварительно приготовленным на узле приготовления и выдачи особо легкого бетона, поз.1-10. Для примера позиции узла сформированы для получения одной из разновидностей особо легкого бетона - полистиролбетона. В этих целях узел включает позиции: склад цемента 1, склад песка 2, склад пигмента 3, склад полистирола 4, устройство предварительного вспенивания полистирола 5, склад вспененного полистирола 6, подъемник скиповый 7, бак для воды 8, бетоносмеситель 9.
После укладки поверхность бетона выравнивают и производят кратковременное выравнивающее виброуплотнение. Включением силового привода опускают вибропригруз, фиг.4, поз.8, и совместным включением вибраторов вибростола и вибропригруза уплотняют бетон, что и является содержанием «ноу-хау» применительно к технологии пенополистиролбетона в целях повышения его прочностных и иных показателей качества. По завершении цикла виброуплотнения вибропригруз отводят в нерабочее положение, раскрывают откидные борта и поддон с отформованными изделиями 9 перегрузочным механизмом, фиг.1, поз.19, перемещают на транспортную тележку для послеформовочной выдержки и термообработки, а на пост формования подают очередной свободный поддон.
На транспортной тележке 13, фиг.1, поддоны 15 при помощи общих поддонов 14, или без них, располагают в один или несколько ярусов. Загруженные тележки посредством привода цепного механизма 12 перемещают в камеру ТВО проходного типа 16, на выходе из которой изделия отделяют от поддонов и направляют на промежуточный склад 17, а свободные поддоны на тележках направляют на посты чистки, смазки и оснащения.
На промежуточном складе 17 стеновые элементы при снятии с поддонов переворачивают на 90° относительно продольной оси для предохранения лицевой поверхности от повреждений и далее направляют на участок выдержки элементов 18, откуда их перегрузочным механизмом 19 подают на участок раскроя 20.
Участок раскроя оснащен оборудованием, предназначенным для работы с особо легким бетоном, характеризующимся низким сопротивлением пилению, резанию, поперечному сдвигу. Линия раскроя представляет собой конвейер, на котором установлено оборудование, в том числе такое, как дисковое отрезное, ленточнопильное, а также их совмещение для выполнения предварительных пропилов сторон изделий на глубину 50-70 мм с оборудованием прессового типа для окончательного разделения строительных элементов методом вертикально-возвратного или поперечно-возвратного сдвига. Приведенная технология обеспечивает безотходность, точность, плоскостность, скорость и малозатратность раскроя, а также сохранность фактурного слоя от повреждений.
После раскроя изделия приобретают законченный товарный вид, поступают на участок комплектации 21 для маркировки и упаковки, после чего направляют на участок отгрузки готовой продукции 22.