ГАЗОСИЛИКАТНЫЙ УТЕПЛЕННЫЙ ПУСТОТНЫЙ БЛОК

Полезная модель относится к области производства строительных материалов, в частности, к производству пустотных газосиликатных пустотных утепленных блоков (ГСУПБ) с прямоугольно-полукруговой (ППК) системой отверстий.
Известны полнотелые силикатные газобетонные блоки, их положения приведены в ГОСТ 21520-89.
Общим недостатком ячеистых бетонов (газобетонов) является противоречивость его основных характеристик: при снижении плотности и теплопроводности уменьшается прочность и долговечность.
Известен строительный блок (Патент RU 2020214 по кл. E04B 2/14, заявл. 06.05.1991 г.) с системой сквозных прямоугольных малых и одной большой пустот.
Недостатки такой конструкции заключаются в том, что: система пустот позволяет иметь широкие «мостики» холода по основному материалу и по большой призматической пустоте; невозможно найти параметры системы отверстий и размеров блока, обеспечивающих необходимые тепловое сопротивление и малый вес блока для ручной кладки.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению, достигаемому теплотехническому эффекту и выбранный в качестве прототипа является строительный сендвич-блок (ССБ) (Патент RU 90817 по кл. E04C 1/00, заявл. 13.05.2009 г.) с системой овально-вытянутых сквозных щелевых пустот, расположенных симметрично относительно продольной оси в шахматном порядке относительно призматической полости с утеплителем, и круглых отверстий, расположенных на поперечной оси на одной линии с овально-вытянутыми пустотами.
Недостаток такой формы заключается в том, что ССБ по условиям прочности имеет достаточно широкие поперечные перемычки и весьма протяженные щелевые пустоты, расположенные в два ряда, которые не позволяют изготавливать блок малых размеров и не обеспечивают требование норм по тепловому сопротивлению.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является уменьшение приведенной теплопроводности и снижение веса блока.
Указанный технический результат достигается тем, что ГУПБ в виде прямоугольного параллелепипеда с призматической полостью, заполняемой утеплителем, и малыми щелевыми пустотами, расположенных в шахматном порядке, отличающийся тем, что призматическая полость и малые щелевые пустоты выполнены несквозными, призматическая полость и малые щелевые пустоты выполнены в виде прямоугольно-полукруговых цилиндров, ориентированных большой осью, превышающей не менее чем в три раза малую ось, параллельно внешней грани блока, расположены в шахматном порядке и отделены друг от друга перемычками переменной толщины, малые пустоты доборных размеров на торцевых плоскостях выполнены открытыми и в них установлены термовкладыши, при этом центр тяжести сечения смещен к внутренней грани блока.
В малые цилиндрические доборные пустоты, открытые на торцевых плоскостях, при кладке блоков вставляются термовкладыши, обеспечивающие надежную герметизацию вертикальных стыков блоков и снижение теплопроводности по основному «мостику холода».
Параметры большой и малых пустот обеспечивают смещение центра тяжести сечения к внутренней грани блока и уменьшают эксцентриситет нагрузки от перекрытий этажей сооружения.
Высокая макропустотность и габаритные размеры блоков обеспечивают вес, приемлемый для ручной кладки.
На фиг.1 представлены поперечные сечения большой ППК пустот (ППКП) и малых основных и доборных ППКП.
a
a
На фиг.2 представлена конструкция блока с предлагаемой системой пустот. ГСУПБ содержит большую ППКП 1, заполненную эффективным утеплителем, ППКП 2 основной длины, размером ×d, ППКП 3 доборной длины, размером *×d. Пустоты 3 (открыты по торцам и снизу) и пустоты 2 (открыты только снизу) отделены друг от друга в ряду перемычками переменной толщины и расположены рядами поперек направления теплового потока, показанного на чертеже стрелками 4. Пустотные ряды выполнены двух типов, один из них состоит из пустот 2 основной длины, другой - из пустот 2 основной длины, размещенных между двух пустот 3 доборной длины. Пустоты 3 доборной длины открыты в торцах блока и позволяют устанавливать термовкладыши из эффективного утеплителя.
Разрезы по пустотам и полости утеплителя (фиг.2) показаны на фиг.3.
Размещение пустот в блоке заявляемым образом позволяет не только оптимально распределить по всему объему блока напряжения, возникающие в нем от нагрузок, но и обеспечить максимальную длину "мостика холода" (фиг.2, пунктирная линия 5) при минимальной его ширине, т.е. наибольшим образом затруднить прохождение тепла от внутренней грани блока к его наружной грани. Кроме того, тепловое сопротивление ППКП оказывается значительным при соотношении l/δ>3 (l - длина и δ - толщина расчетного сечения ППКП) - в этом случае пустоты считаются воздушными прослойками.
Геометрические параметры блока связаны следующими зависимостями:
где A, B - габаритные размеры (длина и ширина) блока;
a
a
, * - длины основных и доборных ППКП;
1
2
δ, δ - толщины стенок у внутренней и наружной граней блока;
3
δ - расстояние между рядами ППКП, большой полость и ППКП;
1
3
2
Δ, Δ, Δ - минимальные толщины стенок между: ППКП и термодиафрагмой у торцов блока; ППКП в основных и доборных рядах;
d, D - диаметры отверстий, образующих ППКП и большую полость (толщина утеплителя в плоскости ГСУПБ);
m, n - общее число рядов ППКП и ППКП в основном ряду ГСУПБ.
Структурные и геометрические характеристики ГСУПБ определяются по формулам:
п
где k,  - макропустотность по поперечному сечению и объему ГСУПБ;
п
A - площади макропустот по поперечному сечению ГСУПБ;
A′, A″, A′′′ - площади макропустот, соответственно, типа: 1; 2; 3;
η - конструктивный коэффициент: для закрытых пор - η=0,96÷0,98;
о
д
m, m - количество основных и доборных рядов малых ППКП, при этом
о
д
m+m=m.
3
2
Геометрические характеристики (ГХ: G - вес блока, кг;  - приведенная плотность, кг/м) и теплотехнические характеристики (ТТХ: , °C·м/Вт; , Вт/м°C) некоторых из предложенных вариантов формата A·B·h=600·295·200 мм (h - высота блока) представлены в табл.1.
Приведенные в табл.1 варианты параметров призматической полости для утеплителя и прямоугольно-полукруговых цилиндрических пустот позволяют выбрать СГУПБ в зависимости от его назначения, технологических возможностей производства и необходимых потребительских характеристик - п/ж шрифтом выделены, по нашему мнению, наиболее перспективные (с потребительской точки зрения) варианты силикатных пустотно-утепленных блоков.
На фиг.4 представлены варианты блоков с системой прямоугольно-эллиптических пустот.
Микропористый силикатный (газосиликатный) блок может быть изготовлен на любом специализирующемся в данной отрасли предприятии, т.к. для этого требуется стандартное оборудование, выпускаемое промышленностью. Для образования пустот необходимо специальное оборудование - станок для высверливания пустот.
Такой блок может быть широко использован при строительстве объектов промышленного и гражданского назначения, т.е. является промышленно применяемым.
Таблица 1
Геометрические, физико-механические и теплотехнические характеристики газосиликатного утепленного пустотного блока
m
n
Размеры, мм
Теплотехнические и физико-механические характеристики
<i>a</i>
Δ<sub>1</sub>
Δ<sub>2</sub>
Δ<sub>3</sub>
D
d
δ
δ<sub>1</sub>
δ<sub>2</sub>
<img file="00000014.tif" he="8" wi="8" img-content="undefined" img-format="tif" />, °C·м<sup>2</sup>/Вт
<img file="00000015.tif" he="8" wi="7" img-content="undefined" img-format="tif" />, Вт/м°C
<img file="00000013.tif" he="8" wi="7" img-content="undefined" img-format="tif" />, кг/м<sup>3</sup>
G, кг
k<sub>п</sub>
0
0
-
-
-
15
80
-
-
60
155
3,46
0,085
450
15,9
0,25
16
15
44
108
3,32
0,088
426
14,9
0,29
50
18
15
42
104
3,28
0,089
420
14,7
0,30
3
6
88
11
10
15
20
15
40
100
3,25
0,091
408
14,4
0,32
16
15
39
103
3,51
0,084
408
14,4
0,32
60
18
15
37
99
3,48
0,085
396
14
0,34
20
15
35
95
3,45
0,086
390
13,8
0,35
16
15
44
77
3,38
0,087
402
14,2
0,33
4
6
88
11
10
15
50
18
15
42
71
3,34
0,088
390
13,8
0,35
20
15
40
65
3,30
0,089
378
13,4
0,37
Исходный блок B×A×h=295×600×200 мм
2,107
0,140
600
21,24
0