МНОГОСЛОЙНЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ БЛОК И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
MULTILAYER BUILDING BLOCK AND METHOD OF ITS PRODUCTION

Изобретение 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, в строительной индустрии для формования строительных изделий с декоративным лицевым слоем.
Известен набор стеновых блоков для возведения малоэтажных зданий по патенту РФ на полезную модель №54060 от 29.09.2005 г., содержащий комплекты выполненных в виде прямоугольных параллелепипедов трехслойных рядовых блоков трех видов и комплект угловых блоков трех видов. Рядовые блоки выполнены с несущим внутренним слоем и лицевым слоем, выполненными из бетона, а также с внутренним теплоизоляционным слоем, которые связаны, по меньшей мере, одной поперечной стяжкой, проходящей через внутренний теплоизоляционный слой и концами заделанной в лицевой слой и во внутренний несущий слой. Толщина рядовых блоков составляет 398 мм, а длины соответственно 198, 298 и 398 мм. Блоки проемов, сопряжении и эркеров выполнены с выступами, образованными продолжением лицевого слоя, причем два блока выполнены с выступами с одной стороны, а третий - с выступами с двух противоположных сторон. Ширина выступов блоков равна толщине лицевого слоя, высота выступов составляет 50 мм. Недостатком данных блоков является сложность выдерживания размеров блоков из-за их многообразия и использования разборных форм при их изготовлении, сложность при расчете количества необходимых видов блоков и большой расход раствора бетона при кладке.
Наиболее близким к заявляемому блоку является многослойный строительный блок по патенту РФ на изобретение №2317381 от 05.06.2006 г., 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. 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… Однако такой блок неудобен при кладке, особенно при использовании дополнительной полосы утеплителя в районе теплоэффективного вкладыша для предотвращения мостика холода через слой раствора, так как внутренняя (несущая) сторона имеет большую площадь для нанесения кладочного раствора и, как следствие, меньшее «проседание» при большей высоте (большая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней стороной несущего слоя блока). Это, в свою очередь, заставляет наносить раствор на лицевой и несущий слои разной толщины, что требует особого мастерства каменщика, а при работе нескольких мастеров - их согласованности. Увеличение толщины лицевого шва между блоками для компенсации наклона вызывает выдавливание излишек раствора на лицевую сторону, что приводит к загрязнению фактурного слоя и может создать ограничения по кладке рядов за смену.
Известен способ изготовления многослойных строительных блоков с декоративной лицевой поверхностью по патенту РФ на изобретение №2250163 от 09.27.2004 г., включающий заливку формы бетоном из бункера, уплотнение его путем вибрации, перемещение форм по конвейерной линии, сушку блоков в формах в процессе перемещения, охлаждение формы и выемку блоков из форм. Блочные формы выполняют с парными ячейками и с закладными доньями, на которые предварительно во все ячейки формы укладывают матрицу лицевого слоя и одновременно заполняют смесью две расположенные в один ряд поперек конвейерной линии парные ячейки формы, формируя первый слой бетона путем подачи порции бетона из бункера. Принудительную сушку осуществляют в процессе перемещения форм по конвейерной линии при температуре не менее 40° в течение не менее 12 ч, после чего охлаждают формы до температуры окружающей среды. Вынимают блоки путем выталкивания из ячеек вместе с закладными доньями, штабелируют их, укладывая на боковые стороны, снимают матрицу лицевого слоя и отправляют либо на дополнительную сушку, либо на склад. Однако такое техническое решение вынуждает производить блоки с широким (высоким) несущем слоем и узким (низким) декоративным слоем из-за невозможности выталкивания застывшего блока из металлической формы. Оборудование способа достаточно дорогое, занимает большие площади. Данным способом не предусмотрен выпуск блоков с цветным (многоцветным) фактурным слоем и блоков для стен с разной толщиной.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ изготовления двухслойной строительной панели, содержащей два слоя, изложенный в патенте РФ на изобретение №2085371 от 11.11.1991 г. «Установка для формирования строительных изделий с декоративным лицевым слоем». Форму заполняют из бункера декоративным слоем, уплотняют его, затем укладывают основной слой, уплотняют его, выталкивают изделие из формы на подвижном дне формы, укладывают изделие на поддон и отправляют на выдержку (термообработку), а донья формы покрывают смазкой. Однако данное техническое решение не обеспечивает получение теплосберегающих многослойных изделий; изделий с цветным и рельефным фактурным слоем, с заданной, в том числе призмовидной геометрией. Возможна порча изделия при перекладывании его на поддон. Постоянная смазка донышек занимает дополнительное время.
Заявляемый блок, как и известные, состоит из декоративного 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.
Заявляемый способ, как и известные, включает заполнение формы из бункера декоративным слоем, его уплотнение, укладывание основного слоя, его уплотнение, подъем изделия на подвижном дне формы, выталкивание его из формы, удаление готового изделия из формы и его выдержка.
Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных свойств теплосберегающих блоков с декоративным лицевым слоем.
Технический результат заключается в создании удобного в использовании теплосберегающего блока с декоративным лицевым слоем, обеспечивающего повышение производительности труда при возведении здания, исключение повреждений (порчи раствором) декоративного слоя при возведении здания, компенсацию неравномерного проседания блока при кладке, строгое дозирование раствора, уменьшение расхода раствора бетона при кладке и, соответственно, уменьшение затрат на возведение здания, а также в создании способа производства такого блока.
Технический результат достигается 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 менее 89°. 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 кв. см, на другом из оснований выполнены соответствующие пазам выступы. На одном из боковых торцов в декоративном и несущем слоях могут быть выполнены пазы, на другом из боковых торцов могут быть выполнены соответствующие пазам выступы.
Технический результат достигается также тем, что на дно формы, борта которой, формирующие верхнее и нижнее основание блока, выполнены расширяющимися книзу и оснащены подвижными пазообразователями и выступообразователями, укладывают поддон и гибкую матрицу, заполненную пластичным бетоном для лицевого слоя. Затем заполняют форму полусухой бетонной смесью с помощью объемного дозатора или до нижнего среза окна формы, уплотняют, вставляют теплоизоляционный слой из пенополистирола и пронизывают оба слоя соединительными стержнями. Выдвигают пазообразователи несущего слоя, досыпают полусухую бетонную смесь до верха формы, закрывают форму крышкой, имеющей ограниченный вертикальный свободный ход, уплотняют, после чего удаляют или сдвигают один борт, формирующий торец блока, и выталкивают изделие с поддоном противоположным подвижным бортом, формирующим другой торец блока, и отправляют изделие с поддоном и гибкой матрицей на выдержку. После достижения бетоном определенной прочности удаляют гибкую матрицу. Борта формы, формирующие верхнее и нижнее основание блока, могут быть выполнены с окном для дозирования лицевого слоя.
Изготовление блока с высокой внешней стороной декоративного слоя, то есть с углом между плоскостями оснований призмы и внешней стороной лицевого декоративного слоя 89° и менее, обеспечивает исключение повреждений (порчи раствором) декоративного слоя при возведении здания и компенсацию неравномерного проседания блока при кладке, вызванного разностью площадей лицевого и несущего слоев.
Выполнение блока с пазами (углублениями) на одном из оснований в декоративном и несущем слоях, оси которых находятся в плоскостях, параллельных лицевой (внешней) стороне декоративного слоя, с площадью сечения каждого углубления более 5 кв.см, и с выступами на другом из оснований, обеспечивает точное дозирование кладочного раствора, что уменьшает расход раствора бетона при кладке и, соответственно, повышение производительности труда при возведении здания и уменьшение затрат на его возведение. Площадью сечения (объемом) выступов регулируется объем раствора между декоративными и несущими слоями соседних блоков в кладке.
Заявляемое изобретение поясняется с помощью чертежей, где на фиг.1 представлен общий вид в аксонометрии многослойного строительного блока с выступами и пазами на основаниях блока, на фиг.2 - схема кладки стены здания из заявляемых блоков, на фиг.3 - вид сверху кладки стены здания из блоков с выступами и пазами на основаниях и в боковых торцах блока.
Многослойный строительный блок представляет собой (см. фиг.1) трехслойный блок, состоящий из декоративного лицевого слоя 1, несущего слоя 2 и расположенного между ними теплоизоляционного слоя 3, выполненного, например, из пенополистирола, скрепленных между собой полимерными стержнями 4. Блок выполнен в виде призмы, трапециевидные основания 5 которой являются торцами блока, а одинаковые по площади непараллельные грани призмы являются верхним 6 и нижним 7 основаниями блока. Большая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней или лицевой (фактурной) стороной 8 декоративного слоя 1 блока, меньшая по площади из параллельных боковых граней призмы является внутренней стороной 9 несущего слоя 2 блока. Угол а между плоскостями оснований призмы и внешней стороной лицевого декоративного слоя составляет 89° и менее. Нижнее основание 7 блока имеет выступ 10 (гребень) в декоративном слое 1 и, по меньшей мере, один выступ 11 (на фиг.1 показано 2 выступа) в несущем слое 2, а верхнее основание 6 блока имеет соответствующие выступам пазы (углубления) 12, 13. Площадь сечения пазов 12, 13 должна быть не менее 5 кв.см, а площадь сечения выступа (гребня) может быть не менее 45% от площади сечения паза. Пазы 12, 13 и выступы 10, 11 могут быть выполнены округлой, треугольной и иной формы. Пазы 12, 13 в заявляемом изобретении имеют двойное назначение: они служат дозаторами раствора и одновременно фиксаторами выступов 10, 11 (см. фиг.2), обеспечивающими ровную укладку блоков друг на друга, что позволяет возводить стены каменщику невысокой квалификации. Кроме того, пазы 12, 13 могут использоваться для укладки арматуры при необходимости армирования стен. На фиг.3 показан вид сверху блока с выступами и пазами на основаниях и в боковых торцах блока. Выступы 14 и пазы 15 выполнены также в декоративном 1 и в несущем 2 слоях. Изготовление блоков с дополнительными пазами и выступами в боковых торцах обеспечивает еще большее уменьшение расхода раствора бетона при кладке и, соответственно, уменьшение затрат на возведение здания, так как при возведении стены укладка блоков производится примыканием их друг к другу путем соединения торцевых пазов - выступов без нанесения раствора.
Способ производства блока заключается в следующем.
На дно формы, борта которой, формирующие верхнее и нижнее основание блока, выполнены расширяющимися книзу и оснащены подвижными выступами (пазообразователями) и пазами (выступообразователями), укладывают поддон и гибкую матрицу, заполненную пластичным бетоном для лицевого (фактурного) 8 слоя. Борта формы, формирующие верхнее и нижнее основание блока, могут быть выполнены с окном для дозирования декоративного слоя. Заполняют форму полусухой бетонной смесью с помощью объемного дозатора или до нижнего среза окна, уплотняют, вставляют теплоизоляционный слой из пенополистирола и пронизывают оба слоя соединительными стержнями. Выдвигают выступы (пазообразователи). Досыпают полусухую бетонную смесь до верха формы, закрывают крышкой, имеющей ограниченный вертикальный свободный ход, уплотняют (вибрируют до полного опускания крышки или прессуют). Затем удаляют или сдвигают один борт, формирующий торец блока, выталкивают изделие с поддоном противоположным подвижным бортом, формирующим другой торец блока, и отправляют изделие с поддоном и гибкой матрицей на выдержку до получения распалубочной прочности или до созревания бетона. После достижения бетоном определенной прочности удаляют гибкую матрицу.
Для осуществления способа используется станок, состоящий из корпуса, пресс-формы, механизма выпрессовывания блока из формы, вибратора и/или пресса для уплотнения бетонной массы и бункера. Станок может быть оснащен дозатором объема. Для отправки изделия с поддоном на выдержку может использоваться специально изготовленное приспособление.
Данным способом можно изготавливать и прямоугольные многослойные блоки, отличие при их изготовлении состоит только в конструкции формы: борта формы, формирующие верхнее и нижнее основание блока, выполнены не расширяющимися книзу, а прямыми.
Стена здания, образованная из заявляемых многослойных строительных блоков, возводится следующим образом (см. фиг.2). Вначале на фундамент нижним основанием 7 с выступами 10, 11 на слой бетона укладывается первый горизонтальный ряд блоков. Укладка их производится примыканием их друг к другу боковыми торцами и скреплением между собой бетоном или путем соединения пазов-выступов при изготовлении блоков с пазами и выступами в боковых торцах блока. Каждый последующий ряд образован укладкой выступов 10, 11 нижних оснований 7 блоков в заполненные бетоном пазы 12, 13 (углубления) верхних оснований блоков предыдущего ряда. При этом вытекание бетона происходит в основном в сторону несущего слоя, под уклон, что исключает повреждения (порчу раствором) лицевого фактурного слоя 8. В пазы 12, 13 верхних оснований 6 блоков может быть уложена арматура (не показана). Углы здания могут быть облицованы угловыми блоками (не показаны), представляющими собой два декоративных слоя блока, собранных Г-образно, разность длин которых соответствует половине длины рядового блока. Образованную угловым блоком полость можно заполнить любым теплоэффективным материалом, например пенополистиролбетоном.
Таким образом, данная конструкция многослойного блока, изготавливаемого с помощью заявляемого способа, обеспечивает повышение производительности труда при возведении здания, исключение повреждений (порчи раствором) декоративного слоя при возведении здания, компенсацию неравномерного проседания блока при кладке, строгое дозирование раствора, уменьшение расхода раствора бетона при кладке и, соответственно, уменьшение затрат на возведение здания.