Комплект многослойных строительных блоков и способ строительства из них
SET OF MULTILAYER BUILDING BLOCKS AND A METHOD OF BUILDING USING THEM

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к производству теплоэффективных многослойных блоков (теплоблоков), предназначенных для возведения наружных ограждающих конструкций жилых, общественных, отапливаемых промышленных и сельскохозяйственных зданий.
Известен многослойный строительный блок и способ его производства (Патент РФ 2638197, опубликовано: 12.12.2017, бюл. № 35), состоящий из наружного слоя, внутреннего слоя и расположенного между ними теплоизоляционного слоя, скрепленных между собой базальтопластиковыми арматурными стержнями, при этом теплоизоляционный слой выполнен из пенополиуретана. При этом наружный слой состоит в свою очередь из фактурного слоя и несущего слоя, теплоизоляционный слой изготовлен из жестковспененного пенополиуретана и дополнительно имеет с обеих сторон поверхностную перфорацию, базальтопластиковая арматура выполнена с песчаным покрытием и вставлена под разными углами в количестве 4-6 штук на удалении 30 мм от края блока и равномерно распределена по плоскости блока.
К недостаткам конструкции следует отнести вес блока что приводит к увеличенной нагрузки на фундамент и трудоемкости в процессе кладки стен из данного материала.
Известен БЕТОННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ БЛОК (Патент РФ № 2208102, опубликовано: 10.07.2003, бюл. № 19), включающий лицевой слой, бетонные строительные слои и расположенный между ними теплоизоляционный слой, указанные слои по толщине выбирают в отношении А: В: С:D=0,7:2,3:3,3:5,7, где А - лицевой слой, В - строительный слой - связующий, С - теплоизоляционный слой, D - строительный слой - несущий, причем указанные строительные слои соединены перемычками, пронизывающими теплоизоляционный слой и выполненными в виде металлических и пластмассовых прутков, расположенных под углом в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом лицевой слой выполнен из смеси цемента, керамзита, песка и воды в следующем соотношении 2,4:2,2:5,4:1,0 с добавлением в смесь 10% пластификатора и необходимого количества красящего пигмента, а по периметру лицевого слоя выполнена фаска. Строительные слои могут быть выполнены из пенобетона или керамзитопенобетона, содержащего смесь цемента, керамзита, песка и воды в следующем соотношении 3,1:3,4:1,9:0,15 с добавлением пенообразователя, а теплоизоляционный слой - из пенополистирола. Перемычки могут быть выполнены различного профиля в поперечном сечении, а лицевой слой может быть выполнен различной фактуры и различной цветовой гаммы.
К недостаткам конструкции следует отнести нарушение целостности теплоизоляционного слоя путем внедрения перемычек в виде металлических и пластмассовых связей приводит к образованию мостиков холода.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является МНОГОСЛОЙНЫЙ ТЕРМОБЛОК, СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (Патент РФ № 2502852, опубликовано: 27.12.2013, бюл. № 36), содержащий 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.
К недостаткам конструкции следует отнести разнесенный теплоизоляционный слой приводит недостаточной теплоемкости блока.
Известен многослойный строительный блок (Патент РФ 2317381, опубликовано: 20.02.2008, бюл. №5), характеризующийся 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, а также снабжением, по крайней мере, части полимерных стержней либо дисковыми, либо крестообразными ребрами, и выполнением блока в виде призмы, трапециевидные основания которой являются торцами блока, а меньшая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней стороной декоративного слоя блока, при этом большая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней стороной несущего слоя блока, причем 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.
К недостаткам конструкции следует отнести сложность при изготовлении что ведет к увеличению трудозатрат при производстве, скрепление слоев полимерными стержнями так же приводят к повышению себестоимости изделия, а не соблюдение их требований (конфигурации и количества) может повлиять на всю конструкцию блока.
2
Известен многослойный строительный блок и способ его изготовления (Патент РФ № 2468159, опубликовано: 27.11.2012, бюл. №33), состоящий 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, отличающийся тем, что 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 градусов, 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.
К недостаткам конструкции следует отнести сложную геометрию блока что повышает требование к квалификации каменщика и контроль за качеством возведения конструкции из данного блока.
Технический результат заключается в совмещении использования теплоизоляционных свойств многослойного блока для строительства каркасно-деревянных и каркасно-бетонных сооружений малоэтажных жилых, хозяйственно-бытовых и сельскохозяйственных зданий, блок используется как ограждающий элемент стены или как элемент несъемной опалубки, соединения блоков, повышении термозащитных свойств блоков, заметном повышении сроков строительства.
Изобретение поясняется чертежами: фиг. 1 - фиг. 20. Фиг. 1 - блок стеновой полнотелый, фиг. 2 - блок стеновой для армирования и вентиляционного канала, фиг. 3 - блок угловой полнотелый, фиг. 4 - блок угловой для армирования, фиг. 5 - блок проемный боковой, фиг. 6 - блок надпроемный, фиг. 7 - блок армированного пояса закрытый, фиг. 8 - блок угловой открытый, фиг. 9 - блок угловой закрытый, фиг. 10 - блок армированного пояса рядный открытый, фиг. 11 - блок перегородочный, фиг. 12 - 20 - этапы строительства.
Комплект многослойных строительных блоков содержит, по меньшей мере, один стеновой полнотелый блок, блок стеновой полнотелый, по меньшей мере, блок стеновой для армирования и вентиляционного канала, по меньшей мере, блок угловой полнотелый, по меньшей мере, блок угловой для армирования, по меньшей мере, блок проемный боковой, по меньшей мере, блок над проемный, по меньшей мере, блок армированного пояса закрытый, по меньшей мере, угловой открытый, по меньшей мере, блок угловой закрытый, по меньшей мере, блок армированного пояса рядный открытый, по меньшей мере, блок перегородочный.
Каждый стеновой полнотелый блок состоит из двух несущих пенобетонных слоев и расположенного между ними термоизоляционного слоя, выполненного, например, из пенополистирола.
Каждый стеновой блок для армирования и вентилилляционного канала дополнительно содержит сквозные вертикальные отверстия во внутреннем бетонном слое для соединения нескольких блоков единой армирующей основой во время заливки.
Бетонные слои и термоизоляционный слои во всех типах блоков соединены с обеспечением максимального прилегания и сцепления между собой, например, за счет выполнения пазогребневого соединения по типу «ласточкин хвост». Наружный пенобетонный слой выполнен наименьшей толщины, порядка 1/7 - 1/8 от всей толщины блока. Толщина термоизоляционного слоя составляет порядка 2/7 - 1/4 от всей толщины блока. Толщина внутреннего бетонного слоя является самой большой и составляет порядка 4/7 - 5/8 от всей толщины блока. Отверстия под армирующую основу занимают не более 2/3 всей толщины внутреннего слоя.
Каждый блок производится с изоляцией теплоизолирующего слоем пенобетона, что обеспечивает уменьшение воздействия окружающей среды на теплоизоляционные материал, также повышая пожаростойкость конструкции в целом.
Каждый угловой блок полнотелый выполнен таким образом, что слои последовательно огибают внешний угол дома, сохраняя при этом свои геометрические параметры по толщине. При этом каждый угловой блок для армирования дополнительно содержит сквозные вертикальные отверстия во внутреннем бетонном слое для соединения нескольких блоков единой армирующей основой во время заливки.
Каждый проемный боковой блок выполнен с дополнительной бетонной прослойкой сбоку между термоизоляционным слоем и внешней стороной оконного блока или дверного проема.
Каждый надпроемный боковой блок выполнен с дополнительной бетонной прослойкой снизу между термоизоляционным слоем и внешней стороной оконного блока или дверного проема.
Каждый блок угловой открытый содержит только внешний тонкий слой бетона и внутренний слой термоизолирующего материала, предназначенный для создания теплоизоляционного угла армирующего пояса здания.
Каждый блок угловой закрытый содержит внешний и внутренний слои бетона, расположенный между ними слой термоизолирующего материала, а также дополнительную прослойку из бетона в верхней части.
Каждый рядный закрытый блок армированного пояса выполнен с дополнительной бетонной прослойкой сбоку между термоизоляционным слоем и внешней стороной, а также продольный паз прямоугольного сечения для последующей заливки армирующего пояса здания с противоположной от теплоизоляционного слоя стороны.
Каждый рядный открытый блок армированного пояса выполнен с дополнительной бетонной прослойкой сбоку между термоизоляционным слоем и внешней стороной, а также продольный паз прямоугольного сечения для последующей заливки армирующего пояса здания с тоже стороны, что и открытый теплоизоляционный слой.
Каждый перегородочный блок содержит теплоизоляционный слой, расположенный между двумя одинаковыми по толщине слоями бетона.
Во всех типах блоков наружный бетонный слой выполнен наименьшей толщины, порядка 1/7 - 1/8 от всей толщины блока. Толщина термоизоляционного слоя составляет порядка 2/7 - 1/4 от всей толщины блока. Толщина внутреннего бетонного слоя является самой большой и составляет порядка 4/7 - 5/8 от всей толщины блока. Отверстия под армирующую основу занимают не более 2/3 всей толщины внутреннего слоя.
Рекомендуемая толщине вкладыша из Пенополистирола ПСБ-25 (ПСБ-С-25) в зависимости от климатических условий
Таблица 1. Для жилых помещений
Градусо-сутки отопительного периода,
Нормируемые значения сопротивления теплопередаче Rrem=м2*0С/Вт
Толщина вкладыша, мм
2000
2,1
50
3000
2,3
70
4000
2,8
100
5000
3,35
120
6000
3,5
150
Таблица 2. Для сезонножилых, подсобных, сельскохозяйственных и хозяйственных построек
Градусо-сутки отопительного периода
Нормируемые значения сопротивления теплопередаче Rrem=м2*0С/Вт
Толщина слоя блока
2000
1,4
50
4000
1,8
50
6000
2,2
70
8000
2,6
100
При использовании многослойного термоблока для изготовления ограждающих конструкций в каркасно-монолитном малоэтажном строительстве, выявляется основное серьезное преимущество - это отсутствие необходимости в монтаже строительных лесов, что дает значительный экономический эффект. В строительных лесах нет необходимости, так, как высококачественное утепление уже выполнено в процессе кладочных работ, а облицовку многоэтажных зданий можно вести параллельно с укладкой блоков, находясь внутри возводимого здания. Термоизоляционные слои из пенополистирола, находящиеся внутри бетонного блока не горят, следовательно, предложенный многослойный термоблок обладает улучшенными противопожарными свойствами.
Способ строительства из многослойных строительных блоков заключается в том, что блоки используют как элемент несъемной опалубки для литья монолитного несущего бетонного каркаса здания, при этом первоначально осуществляют укладку первого ряда стеновых полнотелых блоков в соответствии с планом размещения оконных, дверных и дополнительных опорных несущих колонн (фиг. 12) с применением проемных блоков, затем производится возведение улов и проемов (фиг. 13) с применением угловых блоков, после проведения укладки надпроемных блоков осуществляют армирование и заливку бетона с использованием вибрационного уплотнения, устройство армированного пояса (мауэрлата) угла. Во время строительства используются блоки закрытого типа для мауэрлата и открытого для армированного пояса с продолжением дальнейшего возведения стены. Проводится армирование по всему периметру строения, с одновременной заливкой бетона уплотняя смесь вибрационным способом. В местах дополнительного усиления и или устройства вентиляционного канала используются блоки стеновые под армирование.
Пример практической реализации
Была изготовлена партия блоков 500*200*300 мм. Толщина наружного слоя бетона составила 50 мм, внутреннего термоизоляционного блока - 100 мм, внутреннего бетонного слоя - 200 мм. Размеры отверстия под армирующую основу - 150*100 мм.
Укладка первого ряда производили в соответствии с планом размещения оконных, дверных проемов, дополнительных опорных колон. Далее возвели углы и проемы. После проведения укладки надпроемных блоков осуществили армирование и заливку бетона с использованием вибрационного уплотнения. Устройство армированного пояса (мауэрлата) угла. Используются блоки закрытого типа для мауэрлата и открытого для армированного пояса с продолжение дальнейшего возведения стены. Проводится армирование по всему периметру строения, с одновременной заливкой бетона уплотняя смесь вибрационным способом. Места дополнительного усиления и или устройства вентиляционного канала используются блоки стеновые под армирование.