СТРОИТЕЛЬНЫЙ БЛОК

Полезная модель относится к строительным материалам, а именно к стеновым камням (блокам) и может быть использована при строительстве, предпочтительно малоэтажных домов и при сооружении внутренних перегородок.
Известен строительный блок, выполненный из пенозолобетона, в виде объемного тела, например в виде призмы, в объеме которой выполнены полости равномерно распределенные в объеме строительного блока (см. книгу П.П.Ступаченко и В.Г.Цуприка Справочник по изготовлению и применению строительных материалов, изделий и конструкций из вторичных ресурсов и отходов предприятий на Дальнем Востокеа, Владивосток, Изд-во ДВ гос. ун-та, с.89-93, рис.17.4).
Недостаток этого решения недостаточно высокие эксплуатационные характеристики строительного блока (достаточно большая теплопроводность и водопоглощение, невысокие звукоизолирующие свойства, трещино-стойкость и прилипаемость штукатурных растворов к поверхности строительного блока, неудовлетворительна его экологичность), ограничивающие возможность использования строительных блоков в качестве конструкционных материалов для наружных работ.
Известен также строительный блок, выполненный в виде объемного тела, предпочтительно в виде призмы из твердеющего материала, в объеме которой выполнены пустоты, открытые на нелицевые стороны блока (см. книгу П.П.Ступаченко и В.Г.Цуприка Справочник по изготовлению и применению строительных материалов, изделий и конструкций из вторичных ресурсов и отходов предприятий на Дальнем Востоке, Владивосток, Изд-во ДВ гос. ун-та, с.24-28, рис 1.1 и 1.3).
Недостаток этого решения в том, что теплофизические характеристики таких строительных блоков невысоки, что в условиях холодного климата
требует существенного увеличения толщины наружных стен, кроме того, достаточно высокая плотность материала не позволяет существенно увеличивать объем (и вес) таких блоков, все это повышает трудоемкость работ по кладке стен. Кроме того, прочностные характеристики стены недостаточно высоки, поскольку блоки скреплены друг с другом только посредством строительного раствора.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение эксплуатационных характеристик строительного блока, снижение трудоемкости возведения стен и зданий.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи выражается в обеспечении возможности использования строительного блока, как конструкционного и/или конструкционно-теплоизоляционного строительного элемента, который может использоваться для формирования наружных и внутренних стен. Кроме того, снижается теплопроводность и водопоглощение материала, растет трещиностойкость при снижении веса изделий до уровня обеспечивающего изготовление блоков и кладку из них стен без использования подъемной техники. Кроме того, обеспечивается повышенная скорость процесса отверждения твердеющего материала блоков т.к. минимизируется толщина объемов подлежащих пропариванию. Обеспечивается возможность формирования в объеме стены несущих вертикальных «каркасных стоек», обеспечивающих перевязку блоков по всей высоте стены. Кроме тогом, при этом, обеспечивается широкая вариация цветовой гаммой материала, что, зачастую исключает необходимость проведения специальных отделочных работ готовых стен.
Поставленная задача решается тем, что строительный блок, выполненный в виде объемного тела, предпочтительно в виде призмы из твердеющего материала, в объеме которой выполнены пустоты, открытые на нелицевые стороны, отличается тем, что строительный блок включает вертикальные продольные и торцевые внешние стенки по периметру блока, при этом пространство образованное внешними стенками, разделено четырьмя
поперечными перегородками на изолированные друг от друга отсеки, два из которых выполнены сквозными, при этом их вертикальные оси симметрии отстоят от края блока на четверть его длины, причем остальные отсеки блока перекрыты горизонтальными перегородками равноудаленными от верхней и нижней плоскостей блока. Кроме того, сечение полостей выполнено с уменьшением к горизонтальной плоскости симметрии блока, для чего внешние стенки и вертикальные перегородки блока выполнены с плавным увеличением их толщины к горизонтальной плоскости симметрии блока. Кроме того, толщина стен и перегородок принята одинаковой. Кроме того, в качестве материала для изготовления блока использована смесь на основе водного цементно-песчаного раствора, до 70% объема которого, составляет наполнитель, например отходы деревообработки или измельченная использованная синтетическая упаковка или резиновая крошка, продукт переработки использованных автопокрышек.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".
Признаки отличительной части формулы полезной модели обеспечивают повышение эксплуатационных характеристик строительного блока, поскольку обеспечивая «заполнение» значительного объема блок отличается «высокой пустотностью. При этом, снижение весовых характеристик блока, облегчая процесс изготовления блока и его установки одновременно позволяет повысить прочностные характеристики стены за счет формирования в ее объеме несущих вертикальных «каркасных стоек» (из арматуры залитой бетоном в полостях соответствующих отсеков), обеспечивающих перевязку блоков по всей высоте стены. Кроме того, обеспечивается повышенная скорость процесса пропаривания блоков т.к. минимизируется толщина объемов подлежащих пропариванию.
На фиг.1 схематически показан вертикальный разрез вдоль блока; на фиг.2 схематически показан вертикальный поперечный разрез блока по оси
симметрии; на фиг.3 схематически показан фрагмент стены;
На чертежах показаны вертикальные продольные 1 и торцевые 2 внешние стенки по периметру блока, при этом пространство образованное внешними стенками, разделено четырьмя поперечными перегородками 3 на изолированные друг от друга отсеки 4, 5 и 6, два из которых (5) выполнены сквозными, при этом их вертикальные оси симметрии 7 отстоят от края блока на четверть его длины, причем остальные отсеки (4 и 6) блока перекрыты горизонтальными перегородками 8 равноудаленными от верхней 9 и нижней 10 плоскостей блока. Кроме того, сечение полостей выполнено с уменьшением к горизонтальной плоскости симметрии блока 11, для чего внешние стенки и вертикальные перегородки блока выполнены с плавным увеличением их толщины к горизонтальной плоскости симметрии блока. Толщина стен 1 и 2 и перегородок 3 и 8 принята одинаковой. Размеры блока выбирают так, чтобы вес блока не превышал 60 - 100 кг (чтобы обеспечивалась возможность его переноса двумя рабочими. Для изготовления блока использована смесь на основе водного цементно-песчаного раствора, до 70% объема которого составляет наполнитель, например отходы деревообработки или измельченная использованная синтетическая упаковка или резиновая крошка, продукт переработки использованных автопокрышек.
Заявленная полезная модель реализуется следующим образом.
Строительный блок формируют известным образом, с использованием известного оборудования: готовят цементно-песчаную смесь (раствор) из вяжущего (портландцемента) и песка (в качестве которого используют строительный, керамзитовый или перлитовый песок или их смесь, с добавлением наполнителя объема которого в готовой смеси доводят до 70% В качестве наполнителя используют отходы деревообработки (опилки, мелкую стружку и щепу, дробленые ветки и т.п.) или измельченную в стружки или опилки, использованную синтетическую упаковку из термопластичных материалов (полипропилен, полистирол, полиэтилен) или резиновую крошку, продукт переработки использованных автопокрышек.
Приготовленной смесью заполняют формы, в которых смесь выдерживают до образования блока, после чего последний извлекают, а форму используют повторно.
Приготовление смеси осуществляется в растворосмесителях СБ-81, СБ-108, СБ-120, СБ-148 и др. Общее оптимальное время перемешивания и смеси составляет 3-5 мин, из соображений обеспечения требуемой производительности бетоносмесительного узла. В случае имеющегося резерва производительности смесителя по объему укладываемой в формы смеси, время перемешивания компонентов может превышать 3-5 мин (до 8-10 мин).
С целью ускорения твердения смеси в ее состав может входить также хлорид натрия или сульфат натрия, в количестве 0,5-0,7% к массе- твердых компонентов.
Для дозирования цемента и сухой золы на строительной площадке применяются весовые дозаторы. Влажную (из отвала) золу можно, дозировать с помощью объемных дозаторов.
В качестве объемных дозаторов жидкостей используют водомерные баки сифонного типа или дозаторы турбинного типа (ДВК и ДАТ).
2
2
После приготовления смеси ее подают в форму. Далее свежеотформованные железобетонные изделия в формах (технология формования и конструкция форм и/или опалубки соответствуют известным) помещают в камеру высокого давления, после чего камеру герметично закрывают и посредством воздушного компрессора нагнетают сжатый воздух, поднимая давление до заданной величины, например 10-12 кг/см. В качестве камеры высокого давления используют автоклав, выполненный по известной схеме размеры которого обеспечивают размещение нескольких форм с изделиями, отличающийся от известных только способностью выдерживать высокое внутреннее давление (до 10-24 кг/см) и снабженный средствами электроподогрева и отвода тепла (трубчатым теплообменником).
Далее начинают нагрев воздушной среды и (и, соответственно, изделий в полости камеры высокого давления, до температуры на 10...20°С ниже температуры кипения воды при заданном или установившемся давлении газа внутри автоклава (если масса изделий невелика и точность контролирующей автоматики достаточно высока, то названное отставание температуры от температуры кипения может быть соответственно уменьшено). Процесс нагрева, с учетом его инерционности можно начать и до выхода на рабочее давление, при условии, что нагрев ведут до температуры меньшей температуры кипения воды при этом уровне давления.
После выведения рабочих параметров (давления и температуры) на заданный уровень их выдерживают порядка 2-3 часов, считая от момента достижения внутри изделий температуры близкой к общей температуре в камере.
2
2
2
Идея такой технологии формования основана на том, что, температура кипения (испарения) воды повышается с повышением давления при котором происходит нагрев, так при давлении порядка 6 кг/см, она составит 158,1°С. Это значит, что при таком давлении воздуха свежеотформованные изделия можно без риска закипания воды в смеси нагревать до 150°С. Увеличение температуры в 1,6 раза в сравнении с классическим способом ускоряет кинетику (скорость) химических реакций в цементном тесте в несколько раз, без его обезвоживания. Это обстоятельство способствует увеличению прочности цементного камня, так как в нем будут отсутствовать паровые полости (каверны), благодаря обжатию всего изделия внешним повышенным давлением. В то же время, при нагреве воздуха внутри сосуда при постоянном объеме, по законам термодинамики, его давление также увеличится в 1,6 раза, т.е. почти до 9,3 кг/см, а это в свою очередь также способствует интенсификации кинетики химических реакций и еще более снижает риск закипания воды в цементном тесте, поскольку температура кипения воды при 9,3 кг/см составит 175,4°С. Поэтому предлагаемый способ термообработки позволяет увеличить марку стандартного бетона в 2-3 раза, а его морозостойкость
в 5-6 раз за счет отсутствия в цементном камне непрореагировавшей воды и значительного снижения влагопоглощения в связи со снижением пористости бетона. Кроме того, прогрев блоков до такой температуры обеспечивает дезинфекцию органических наполнителей.
Далее приступают к охлаждению изделий, до температуры 65-70°С. Этот процесс осуществляют в течение 2-4 часов посредством трубчатого теплообменника, путем прокачки через него жидкого хладагента, например, холодной воды.
После названного охлаждения изделий, постепенно снижают до атмосферного давление внутри камеры высокого давления (в течение 0,15-1,0 часа), после чего изделия выгружают из автоклава и транспортируют к местам монтажа.
Таким образом, цикл термообработки по предлагаемому способу сокращается почти в 2 раза в сравнении с классическими способами и не требует дорогостоящих парогенераторов. Согласно способу, на стандартных бетонных смесях, качество полученного бетона в 2-3 раза и более превышает изготовляемый по классическим схемам термообработки.
Готовые строительные блоки доставляют на стройплощадку где используют известным образом после формирования фундамента 12.
В процессе формирования фундамента, целесообразно, замонолитить в него по его периметру закладные элементы 13 (на участках где предполагается размещение сквозных отсеков 5 блока), выступающие над фундаментом на 30-50 см, выполненные из арматурной стали. Далее, в пределах проектного контура стены, осуществляют укладку первого слоя 14 строительных блоков, стыкуя их торцевыми кромками. Укладку второго слоя 15 строительных блоков осуществляют с их смещением (с перевязкой торцовых стыков первого слоя 14 строительных блоков), при этом торцы второго слоя 15 строительных блоков и всех последующих слоев располагают на поперечной вертикальной плоскости симметрии 16 блоков нижележащего слоя.
Для формирования угловых стыков стен используют специально укороченные блоки (на чертежах не показаны). После выведения стен на нужную высоту в сквозные отсеки 5 блоков (образовавшие сплошные вертикальные каналы) вводят арматурные элементы или арматурные каркасы 16, которые опирают на фундамент 12. Далее в сквозные отсеки 5 известным образом заполняют бетоном 17.
Далее приступают к формированию перекрытий, крыши и других элементов.
После затвердевания, бетон в сквозных отсеках 5 совместно с арматурой образует с самим блоком и смежными с ним блоками соединение типа «ласточкин хвост». Таким образом готовая стена представляет из себя каркас из «вертикальных стоек периодического сечения» на которые «нанизаны» строительные блоки.
Поскольку блоки в стене оказываются зафиксированными от смещений в горизонтальной и вертикальной плоскости, т.е. горизонтальные и вертикальные стыки между блоками не загружены никакими усилиями их заполняют герметиком для повышения термосопротивления стен.
Строительный блок, по своим физико-механическим и звуко- и теплоизоляционным свойствам, а также технико-экономическим показателям является одним из наиболее эффективных конструкционных и конструкционно-изоляционных строительных материалов, кроме того он оказывается стерилизованным (дезинфицированным).