ГАЛТЕЛЬ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В СТРОИТЕЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к строительной промышленности, в частности к предварительно изготовленному устройству для примыкания горизонтальных поверхностей к вертикальным в строительной конструкции, представляющему собой галтель (бортик) для применения под гидроизоляционным полотном.
Уровень техники
В строительных конструкциях перед выполнением гидроизоляции в местах примыкания горизонтальных поверхностей к вертикальным, например, пола или плоских крыш к стенам, парапетам, вентиляционным шахтам, трубам, дымоходам и т.д., необходимо обеспечить плавный переход с горизонтальной поверхности на вертикальную. Этот плавный переход необходим для того, чтобы избежать повреждений гидроизоляционного полотна в процессе эксплуатации строительной конструкции, в том числе от температурных расширений, механических повреждений и разрывов кровельного «ковра» из битумно-полимерных рулонных гидроизоляционных материалов. Эти повреждения могут иметь место в местах примыкания горизонталь/вертикаль, где две плоскости соединяются под прямым углом и вследствие динамических колебаний и температурных деформаций расширения/усадки возникают высокие механические напряжения.
Стандартным способом решения данной проблемы является изготовление бетонного наклонного бортика (галтели) непосредственно в месте примыкания поверхностей в строительной конструкции. Так, известен узел примыкания гидроизоляционных слоев рулонных кровель к панельным парапетным стенам высотой не более 600 мм (прототип), включающий набетонку из легкого бетона и защитный фартук, причем гидроизоляционные слои наклеены по наклонной поверхности набетонки и по верху панельной парапетной стены, где они вместе с защитным фартуком зафиксированы железобетонной парапетной плитой (RU 13905 U1, 10.06.2000 г.). Набетонка выполняется между основанием кровли и парапетной (боковой) стеной под углом в 45°, что обеспечивает плавный переход между указанными поверхностями.
Недостатками известного узла примыкания с применением набетонки является то, что процесс выполнения набетонки ведется вручную «на месте», т.е. в самих в местах примыкания, и требует высокой квалификации персонала. Также к недостаткам известного технического решения можно отнести его «сезонность», поскольку цементный раствор может применяться только при положительной температуре окружающей среды или требует применения в его составе специальных добавок, или же применения «тепляков» - искусственного обогрева участка кровли, на котором выполняется узел примыкания.
Кроме того, известный способ решения проблемы является трудоемким, поскольку включает затраты на подъем исходных материалов, замешивание бетона, его укладку и т.д., и увеличивает срок производства работ, так как после выполнения набетонки требуется еще дополнительное время для набора ею необходимой прочности, что удлиняет срок монтажа конструкции, а также требует дополнительного контроля геометрии такого узла.
Таким образом, до настоящего времени существует потребность в технических решениях, которые позволяют удобно, надежно и эффективно обеспечить плавный переход с горизонтальной поверхности на вертикальную в местах их соединения в строительной конструкции.
Раскрытие полезной модели
Технической задачей, на которую направлена полезная модель, является обеспечение устройства для примыкания горизонтальных поверхностей к вертикальным в строительной конструкции, представляющего собой галтель (бортик), полностью готовую для установки под гидроизоляционное полотно в местах примыкания указанных поверхностей в строительной конструкции.
Техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является повышение эффективности выполнения строительных работ с ее использованием, которое состоит, в том числе, в увеличении скорости выполнения работ по монтажу строительных конструкций и, соответственно, в сокращении их сроков, «всесезонности» строительных работ, в снижении трудозатрат на их выполнение.
Технический результат полезной модели достигается заявленным устройством для примыкания горизонтальной поверхности к вертикальной в строительной конструкции, представляющим собой предварительно изготовленную галтель, которая имеет рабочую поверхность (1), две боковые поверхности (2) и перпендикулярное сечение в форме равнобедренной трапеции с углами, равными 45°, при длинном основании, принадлежащем рабочей поверхности (1) галтели, причем галтель состоит из слоя (3) экструзионного пенополистирола, на поверхность (4) которого нанесен слой (5) бетона, при этом боковые поверхности (2) галтели выполнены с возможностью примыкания к горизонтальной и вертикальной поверхностям строительной конструкции. Такая галтель полностью готова к установке по месту ее применения.
Слой (3) экструзионного пенополистирола может иметь толщину не менее 40 мм.
Слой (5) бетона может иметь толщину не менее 6 мм.
Слой (5) бетона может иметь толщину 8-10 мм.
Длина боковых сторон трапеции может составлять 65-90 мм.
Длина длинного основания трапеции, принадлежащего рабочей поверхности (1) галтели, может составлять 141 мм, длина боковых сторон трапеции может составлять 85 мм, толщина слоя (3) экструзионного пенополистирола может составлять 50 мм, толщина слоя (5) бетона может составлять 10 мм.
На поверхность (4) слоя (3) экструзионного пенополистирола с интервалом 20-40 мм могут быть нанесены канавки шириной 1-3 мм и глубиной 5-15 мм для обеспечения адгезии между слоем (3) экструзионного пенополистирола и слоем (5) бетона.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлено фото галтели (наклонного бортика), размещенной в месте примыкания горизонтальной поверхности к вертикальной.
На Фиг. 2 представлен вид, иллюстрирующий размещение галтели под гидроизоляционным полотном.
На Фиг. 3 представлен 3D-вид галтели, состоящей из двух слоев.
На Фиг. 4 представлено перпендикулярное трапецеидальное сечение галтели, состоящей из двух слоев.
На Фиг. 5 представлены варианты нарезки галтелей из плиты экструзионного пенополистирола с нанесенным на ее поверхность бетонным слоем.
Осуществление полезной модели
Заявляемое в соответствии с полезной моделью устройство для примыкания горизонтальной поверхности к вертикальной в строительной конструкции представляет собой галтель или бортик - брус в форме четырехугольной призмы, имеющей в перпендикулярном сечении равнобедренную трапецию с углами, равными 45°, при длинном основании, принадлежащем рабочей поверхности галтели, предназначенной для контакта с гидроизоляционным полотном. При этом галтель состоит из двух слоев: слоя, выполненного из экструзионного (экструдированного) пенополистирола (XPS), на поверхность которого нанесен слой бетона, причем боковые поверхности галтели, выполнены с возможностью примыкания к горизонтальной и вертикальной поверхностям строительной конструкции.
Галтель предназначена для обеспечения плавного перехода от горизонтальной плоскости к вертикальной в строительной конструкции. Такой переход в процессе эксплуатации строительных конструкций помогает избежать механических повреждений и разрывов гидроизоляционного полотна, размещаемого поверх галтели и указанных плоскостей, например, кровельного «ковра» из битумно-полимерных рулонных материалов, в местах примыканий кровли или фундамента к стенам, парапетам, вентиляционным шахтам, трубам или дымоходам.
В строительных конструкциях в местах примыкания горизонталь/вертикаль, таких как пол/стена или крыша/стена, где две плоскости соединяются под прямым углом, возникают высокие механические напряжения вследствие динамических колебаний и/или температурных деформаций расширения/усадки элементов конструкции. В случае применения галтели, в частности заявляемой полезной модели, соединение/примыкание горизонтальной и вертикальной поверхностей выполняется не под прямым углом, а под углом в 135°, что позволяет избежать возникновения механических напряжений и разрывов гидроизоляции.
Кроме того, галтель осуществляет и чисто технологическую функцию, поскольку обеспечить надежное крепление гидроизоляционного полотна, в том числе методом наплавления, например, битумно-полимерных рулонных материалов, на поверхностях, примыкающих под углом 90°, гораздо сложнее, чем под углом 135°.
В прототипе используемое устройство для примыкания - набетонка, после застывания бетона представляет собой прямую треугольную призму. Соответственно, основание такой призмы, а также ее перпендикулярное сечение имеют форму прямоугольного треугольника, при этом ребро набетонки, образованное вершинами прямого угла треугольника, контактирует с горизонтальной и вертикальной поверхностями строительной конструкции.
Для предварительно изготовленной галтели такой формы сложно обеспечить ее плотное прилегание к поверхностям, для плавного перехода между которыми она предназначена. Предполагается, что при применении указанной галтели на месте примыкания ребро, образованное вершинами прямого угла треугольного сечения, должно контактировать с местом соединения поверхностей - горизонтальной и вертикальной. Однако на практике угол примыкания/соединения поверхностей в строительной конструкции часто не выдерживается равным 90° и, кроме того, указанные поверхности зачастую имеют неровности в самом углу, поэтому галтель с такой формой сечения, как правило, будет неплотно прилегать к горизонтальной и вертикальной поверхностям.
В свою очередь, неплотное прилегание галтели на практике вызывает технологические сложности в момент ее укладки, и, конечно, может стать причиной изменения проектного положения размещения самой галтели, что влечет за собой и трудности в креплении гидроизоляционного материала и возможные механические повреждения покрытия, обусловленные смещением галтели в процессе эксплуатации.
Для преодоления недостатков, обусловленных неплотным прилеганием галтели, авторами настоящей полезной модели было предложено изменить ее форму, а именно изготавливать галтель с трапецеидальной формой перпендикулярного сечения, т.е. основания призмы, которую представляет собой галтель (Фиг. 1-3). Такая форма галтели позволяет обеспечить ее более плотное прилегание к горизонтальным и вертикальным поверхностям примыкания, поскольку пустота в самом месте прижимания галтели трапецеидальной формы к горизонтальной и вертикальной поверхностям как раз позволяет нивелировать эти неровности и перепады, обеспечивая надежность конструктивного размещения галтели.
Было предложено изготавливать галтель (наклонный бортик) из минеральной ваты. Однако предложенное техническое решение обладает рядом недостатков, в частности, минеральная вата имеет ряд особенностей при применении: прочность минеральной ваты для изготовления этого продукта должна быть не менее 70 кПа для выдерживания определенных механических нагрузок, при этом минеральная вата является гигроскопичным материалом и имеет водопоглощение от 1,5 до 3%. Таким образом, при большом механическом воздействии или частичном намокании такое техническое решение может выйти из строя. Вследствие вышеуказанных недостатков галтель из минеральной ваты будет иметь ограниченное применение.
С целью преодоления всех вышеуказанных проблем авторами настоящей полезной модели было предложено изготавливать галтель из экструзионного пенополистирола (XPS), имеющую трапецеидальную форму перпендикулярного сечения, или основания призмы, которую она из себя представляет. Галтель, изготовленная из экструзионного пенополистирола, благодаря свойствам этого материала имеет высокие прочностные показатели, низкую теплопроводность (т.е. имеет теплоизоляционные свойства) и не обладает высоким водопоглощением. Поэтому в условиях применения, где требуются высокопрочные материалы, например, в конструкциях эксплуатируемых кровель, полов, фундаментов, лучшим решением будет галтель из экструзионного пенополистирола. Кроме того, достоинствами галтели из экструзионного пенополистирола являются ее точная геометрия и эффективная теплоизоляция.
Ввиду того, что в соответствии с выбранной технологией монтажа конструкций крепление гидроизоляционного полотна предполагается осуществлять методом его наплавления на поверхности, но ввиду горючести экструзионного пенополистирола выполнить такое наплавление напрямую на этот материал невозможно, авторами полезной модели было придумано в качестве слоя под наплавление использовать слой бетона (бетонный слой). Тем не менее, такой способ размещения и крепления гидроизоляционного полотна на поверхностях с наклонным бортиком (галтелью) в местах их примыкания не является обязательным, помимо наплавления могут быть использованы и другие подходящие методы размещения и крепления гидроизоляции.
Кроме того, применение защитного бетонного слоя дополнительно увеличивает и прочность рабочей поверхности галтели, при этом вид и марка бетона не имеет существенного значения для достижения заявленного технического результата.
По результатам проведенных исследований было определено, что бетон должен быть нанесен слоем не менее 6 мм, чтобы можно было наплавлять битумно-полимерные материалы без повреждения экструзионного пенополистирола (XPS), предпочтительно толщина слоя бетона составляет 8-10 мм. Большая величина толщины бетонного слоя экономически, а также технологически нецелесообразна - с более тяжелой галтелью неудобно работать, например, резать на коротких участках соединений/примыканий при необходимости подгонки.
Таким образом, предлагаемая галтель состоит из двух слоев: слоя экструзионного (экструдированного) пенополистирола (или XPS), являющегося теплоизоляционным, поскольку обеспечивает, кроме прочего, также теплоизоляционные свойства галтели, и слоя бетона, обеспечивающего при необходимости возможность наплавления на него гидроизоляционного полотна, а также придающего рабочей поверхности галтели дополнительную прочность.
Длина боковых сторон равнобедренной трапеции, которую представляет собой перпендикулярное сечение (или основание) готовой галтели, составляет 65-90 мм. Меньшая длина не обеспечивает достаточную для устранения вышеуказанных проблем плавность перехода от горизонтальной поверхности к вертикальной, а большая - приведет к нарушению геометрии строительной конструкции.
Для производства галтели в соответствии с полезной моделью используется экструзионный (экструдированный) пенополистирол, полученный стандартным способом, например, путем смешивания гранул полистирола при повышенной температуре и давлении с введением вспенивающего агента (например, сжиженного оксида углерода, этилового спирта, диметилового эфира, изобутана), перемешиванием и последующим выдавливанием из экструдера через формующую головку - фильеру в виде непрерывной вспененной ленты. Далее осуществляют охлаждение и резку непрерывной ленты с получением плит XPS. Экструзионный пенополистирол (XPS) имеет равномерную структуру с закрытыми порами и диаметром ячеек 0,1-0,3 мм, что позволяет обеспечить низкую теплопроводность этому материалу - не более 0,033 Вт/(м⋅К) при 25±5°C.
Пример.
Способ получения галтели в соответствии с полезной моделью состоит в следующем:
Из исходного сырья - полистирола общего назначения, в соответствии с ГОСТ 32310 - 2020 изготавливают плиты XPS шириной не менее 500 мм, длиной от 500 мм до 3000 мм и толщиной от 20 мм до 100 мм. Затем одну из двух основных (т.е. не боковых) поверхностей - поверхность (4), полученной плиты механически обрабатывают, например, комплектом фрез, нарезая на поверхности с интервалом 20-40 мм канавки, например, шириной 1-3 мм и глубиной 5-15 мм, с целью обеспечения адгезии между экструзионным пенополистиролом и бетоном, слой (5) которого впоследствии наносят толщиной 10 мм на механически обработанную поверхность (4) плиты (Фиг. 4).
Поверхность (4) плиты XPS может быть обработана в автоматическом режиме при помощи комплекта фрез, нарезающих на поверхности (4) плиты ряд канавок с определенным интервалом, как описано выше. Кроме того, поверхность (4) плиты может быть механически обработана иным подходящим для этой цели способом, например, сдиранием тонкого слоя частиц XPS при помощи ножовки, что придает поверхности (4) плиты определенную шероховатость, обеспечивая сцепление поверхности (4) плиты XPS с бетонным слоем (5).
После обработки поверхности (4) плиты и нанесения слоя (5) бетона, например, высокомарочного полимерцементного бетона, плиту XPS выдерживают с целью созревания бетонного слоя (5), высушивают, затем нарезают на галтели длиной 500-2000 мм, в которых теплоизоляционный слой (3) выполнен из плиты экструзионного пенополистирола, а слой (5) - из бетона. При этом возможны варианты нарезки из полученной плиты галтелей с различной формой перпендикулярного сечения: равнобедренного прямоугольного треугольника или равнобедренной трапеции (Фиг. 5). Варианты нарезки определяются в производстве, исходя из конкретных имеющихся возможностей.
Если вырезанная на предыдущем этапе галтель имеет перпендикулярное сечение в форме равнобедренного прямоугольного треугольника, то на следующем этапе у галтели срезают ребро, образованное вершинами прямого угла треугольника, на необходимую, определяемую для конкретного применения, глубину для получения полностью готовой к установке в место примыкания галтели с трапецеидальным перпендикулярным сечением (Фиг. 4).
Если из плиты вырезают галтель, имеющую сразу сечение в форме трапеции, то такая галтель не требует срезания указанного ребра и готова к применению в местах примыкания поверхностей без вышеуказанной операции.
В качестве неограничивающего примера указанным выше способом сначала получают галтель с сечением в форме прямоугольного треугольника. Затем у галтели срезают ребро, образованное вершинами прямого угла треугольника, на глубину 15 мм и получают готовое изделие с трапецеидальным перпендикулярным сечением, в котором высота трапеции составляет 60 мм, длина длинного основания трапеции - 141 мм, а длина боковых сторон - 85 мм. При этом галтель имеет слой (3) экструзионного пенополистирола толщиной 50 мм и слой (5) бетона толщиной 10 мм. Однако, как было описано выше, галтель с указанными характеристиками может быть вырезана сразу с трапецеидальным сечением. Наличие или отсутствие операции по срезанию прямого угла определяется в производстве, исходя из конкретных имеющихся возможностей.
Длина галтелей (бортиков), а также размеры и способы их упаковки не имеют существенного значения для функциональности галтелей и могут быть определены в производстве для конкретных видов и мест применения.
Основные характеристики галтели из экструзионного пенополистирола с бетонным слоем из представленного примера приведены в таблице 1.
Таблица 1Основные физико-механические характеристики галтели из экструзионного пенополистирола (XPS)
Наименование показателя
Ед. изм.
Критерий
Значение
Метод испытаний
Прочность на сжатие теплоизоляционного слоя (слоя XPS) при10% относительной деформации
кПа
не менее
150
ГОСТ EN 826-2011,ГОСТ 32310-2020(EN 13164+А.1:2015)
Предел прочности на отрыв теплоизоляционного и бетонного слоев
кПа
не менее
50
ГОСТ EN 1607-2011
Предел прочности при изгибе
кПа
не менее
300
ГОСТ 17177-94
Теплопроводность утеплителя (теплоизоляционного слоя) в сухом состоянии при температуре (25±5)°С
Вт/(м⋅К)
не более
0,033
ГОСТ 7076-99,ГОСТ 32310-2020(EN 13164+А.1:2015)
Теплопроводность в условиях эксплуатации «А» и «Б»
Вт/(м⋅К)
не более
0,034
ГОСТ Р 54855-2011
Водопоглощение утеплителя (теплоизоляционного слоя) за 24 ч, по объему
%
не более
0,4
ГОСТ 15588-2014
Коэффициент паропроницаемости
мг/(м⋅ч⋅Па)
-
0,01
ГОСТ 25898-2020
Влажность бетонного слоя (стяжки)
%
не более
5
-
Группа горючести изделия (галтели)
-
-
Г1*
ГОСТ 30244-94
* Для галтели с толщиной высокопрочного цементно-песчаного (бетонного) слоя от 10 мм
Таким образом, перпендикулярное сечение заявляемой галтели представляет собой равнобедренную трапецию с углами, равными 45°, при длинном основании, принадлежащем рабочей поверхности (1) галтели, и боковыми сторонами, принадлежащими боковым поверхностям (2) галтели, причем слой (5) бетона нанесен на поверхность (4) слоя (3) галтели (Фиг. 4).
В соответствии с заявляемой полезной моделью готовая галтель имеет толщину слоя (3) экструзионного пенополистирола не менее 40 мм, ширину боковой стороны (т.е. длину боковой стороны трапеции, которую представляет собой перпендикулярное сечение галтели) 65-90 мм, толщину бетонного слоя (5) не менее 6 мм, предпочтительно 8-10 мм.
Заявленное устройство для примыкания горизонтальных поверхностей к вертикальным в строительной конструкции - галтель не требует изготовления непосредственно на месте ее установки, полностью готова для применения, а именно для монтажа в местах примыкания горизонтальных поверхностей к вертикальным в строительной конструкции, например, к стенам, парапетам, вентиляционным шахтам, трубам, дымоходам и т.д., на которые далее крепят, например, наплавляют гидроизоляционное полотно. Кроме того, галтель обладает высокой прочностью и теплоизоляционными свойствами, а также низким водопоглощением, что позволяет использовать ее при больших механических нагрузках без угрозы потери ею своих свойств и точности установки.
Таким образом, настоящая полезная модель обеспечивает устройство для примыкания горизонтальных поверхностей к вертикальным в строительной конструкции - галтель, применение которой позволяет удобно и надежно обеспечить плавный переход с горизонтальной на вертикальную поверхности в местах их соединения, при этом обеспечивается повышение эффективности выполнения строительных работ: увеличивается скорость выполнения работ по монтажу строительных конструкций и, соответственно, сокращаются их сроки, обеспечивается «всесезонность» строительных работ и снижаются трудозатраты на их выполнение.