КИРПИЧ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкциям строительных блоков или кирпичей, и может быть использовано при возведении или облицовки внешних несущих стен зданий и сооружений.
В рамках настоящей полезной модели рассматривается конструкция кирпича или строительного блока предназначенного для рядной ложковой вертикальной кладки в полкирпича стены с вертикальным и горизонтальным швами на основе строительного раствора с перекрытием на ½ кирпича нижнего ряда, армированной в горизонтальных и вертикальных швах металлической или композитной арматурой, которую можно связывать между собой что позволяет существенно повысить прочность и эксплуатационные свойства такой кладки.
Кирпич или строительный блок может быть рядным, лицевым, облицовочным.
Рядный кирпич или строительный блок служит для возведения несущих стен с последующей штукатуркой или без нее. При этом бывает он как полнотелый, так и пустотелый. Лицевой кирпич служит в основном для отделочных работ и может иметь как гладкую, так и специально обработанную поверхность для достижения заданного декоративного эффекта. Это не значит, что такой кирпич отличается малой механической прочностью, но складывать коробку дома из чисто лицевого кирпича непозволительная роскошь.
Лицевой строительный блок служит для одновременного возведения несущих стен и формирования лицевой декоративной поверхности под последующую окраску или сразу заданного цвета, которым наделен такой блок непосредственно в процессе производства.
Рядный кирпич или строительный блок может иметь рельеф или рисунок на боковой стенке. Рельеф или рисунок может быть как функциональным, например, для лучшего сцепления со штукатуркой, так и декоративным. В отличии от силикатного кирпича керамический имеет незначительное водопоглощение. Однако стоимость его ощутимо выше, что в некоторой мере ограничивает его применение. Все следующие виды кирпича или строительного блока, которые будут приведены ниже, в той или иной степени являются категориями кирпича керамического, силикатного, прессованного (гиперпрессованного) на основе цементной смеси или строительных блоков на основе цементной смеси с различными специальными наполнителями (н-р керамзита, деревянной щепы или стружки, перлитового песка, вермукулита и т.д.) или без них.
Лицевой кирпич (иногда его называют фасадным или облицовочным) или строительный блок, как правило, является пустотелым для лучшей теплоизоляции и облегчения общего веса внешних стен с целью уменьшения давления на фундамент. Лицевой кирпич или строительный блок в большинстве случаев имеет однородный цвет, правильную геометрию и может иметь на боковой стороне созданный любым известным подходящим способом рисунок или декоративный рельеф или специальное покрытие (водоотталкивающее, теплоотражающее и т.д.). Отличается лицевой кирпич или строительный блок высоким разнообразием цветов и оттенков. Как правило, это теплая общепринятая кирпичная гамма. Если внешняя сторона лицевого кирпича или строительный блок не имеет по определению рисунка или декора, то она отличается от других видов кирпича/строительного блока ровной, идеально гладкой поверхностью.
По конструктивному исполнению кирпич или строительный блок рядный, лицевой или облицовочный могут совпадать, отличаясь назначением и материалом, из которого он изготовлен. Особенностью рассматриваемого кирпича или строительного блока является наличие в нем пустот, которые при кладке образуют вертикально сформированные пустоты в том числе равной геометрической формы, которые, с одной стороны могут рассматриваться в качестве каналов для прокладки инженерных структур (например, кабелей) или для укрепления кладки методом вертикального армирования кладки путем размещения в вертикальные каналы кладки образованные пустотами арматуры и последующего заполнения такого канала кладочным раствором или товарным бетоном, а с другой стороны, пустоты разрывают мостики холода и могут иметь для усиления эффекта дополнительные тепловые вкладыши.
Известен кирпич по KR 20080078309, E04B 2/02, E04B 2/30, E04C 1/00 опубл. 22.03.2010 г. (принято в качестве прототипа), представляющий собой строительный блок параллелепипедной формы, в котором выполнено три выемки вдоль ложковой грани, две непосредственно в теле блока, а третья на тычковой грани, другая тычковая грань плоская. Кирпич используется в качестве рядного или лицевого. При этом все отверстия в плане имеют разные размеры. Особенностью данного кирпича является то, что его необходимо переворачивать каждый раз при укладки последующего кирпича на 180° относительно горизонтальной плоскости для формирования сквозной пустоты при совмещении тычковых граней двух кирпичей, где есть выемки, и соответственно тычковых граней, не имеющей выемки, так же в стык к друг другу. При этом при кладке двух кирпичей по прототипу формируется только три сквозных пустоты. При этом эти пустоты разного размера. В известном кирпиче только одно отверстие (центральное) используется для формирования канала, который можно использовать для прокладки инженерной структуры (арматуры, проводов, утеплителя и т.д.), остальные отверстия выполнены для облегчения веса кирпича и кладки в целом. В качестве основного недостатка прототипа является то, что он по конструкционному решению имеет фиксированную одну тычковую грань в виде сплошной плоскости кирпича, что ограничивает число формируемых в ряду кладки сквозных вертикальных пустот одинаковой геометрической формы. Это в свою очередь делает значительной и ограничивает возможную длину расстояния между вертикальным армированием кладки при помощи арматуры. Недостаточная оптимизация пустотности в кирпиче приводит к ограниченным и низким его эксплуатационным качествам, выраженным в усложнении самой кладки из-за необходимости переворачивания каждого последующего укладываемого кирпича, к потере теплозащитных качеств за счет формирования неравномерно распределенных по площади кладки значительных прямых мостиков холода, пропускающих значительный тепловой поток, невозможности организации сквозных вертикальных каналов равной геометрической формы в сечении внутри такой кладки и т.д.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационных свойств кирпича или строительного блока путем правильной организации пустотности в теле кирпича или блока для образования одними пустотами сквозных каналов при кладке и (в вариантах исполнения) сохранения других пустот для облегчения веса кирпича или блока и увеличения пути прохождения теплового потока.
Указанный технический результат достигается тем, что в кирпиче или блоке, представляющем собой по форме прямоугольный параллелепипед с ложковыми, тычковыми и постельными гранями, в теле которого выполнены отверстия, расположенные вдоль ложковой грани и обращенные пустотами вверх и на одной тычковой грани которого выполнена выемка, направленная вдоль этой грани и параллельно направлению пустот в теле параллелепипеда и выполненная с возможностью образования при кладке совместно с тычковой гранью соседнего кирпича дополнительного вертикального отверстия, на другой тычковой грани выполнена выемка, направленная вдоль этой грани и параллельно направлению пустот в теле параллелепипеда и выполненная с возможностью образования при кладке совместно с тычковой гранью соседнего кирпича дополнительного вертикального отверстия, в теле параллелепипеда в центральной его части выполнено одно сквозное отверстие, расположенное на одинаковом расстоянии от тычковых граней и по форме повторяющее форму отверстия, получаемого при присоединении к нему тычковой грани соседнего кирпича, а между сквозным отверстием в центральной части и выемками на тычковых гранях сформированы сквозные отверстия в виде щелей или пор с размерами вдоль направления ложковой грани меньшими размера сквозного отверстия в центральной части, измеренного в этом же направлении, при этом глубины выемок на тычковых гранях выполнены одинаковыми и их сумма глубин меньше размера сквозного отверстия в центральной части, измеренного вдоль ложковой грани, на величину вертикального шва кладочного раствора.
Указанный технический результат так же достигается тем, что в кирпиче или блоке, представляющем собой по форме прямоугольный параллелепипед с ложковыми, тычковыми и постельными гранями, в теле которого выполнены отверстия, расположенные вдоль ложковой грани и обращенные пустотами вверх и на одной тычковой грани которого выполнена выемка, направленная вдоль этой грани и параллельно направлению пустот в теле параллелепипеда и выполненная с возможностью образования при кладке совместно с тычковой гранью соседнего кирпича дополнительного вертикального отверстия, на другой тычковой грани выполнена выемка, направленная вдоль этой грани и параллельно направлению пустот в теле параллелепипеда и выполненная с возможностью образования при кладке совместно с тычковой гранью соседнего кирпича дополнительного вертикального отверстия, в теле параллелепипеда в центральной его части выполнено одно сквозное отверстие, по форме повторяющее форму отверстия, получаемого при присоединении к нему тычковой грани соседнего кирпича, а между сквозным отверстием в центральной части и выемками на тычковых гранях сформированы сквозные отверстия в виде щелей или пор с размерами вдоль направления ложковой грани меньшими размера сквозного отверстия в центральной части, измеренного в этом же направлении, выемки на тычковых гранях выполнены разной глубины и сумма их глубин меньше размера сквозного отверстия в центральной части, измеренного вдоль ложковой грани, на величину вертикального шва кладочного раствора, при этом сквозное отверстие в центральной части расположено на одинаковом расстоянии от стенок выемок расположенных вдоль тычковых граней.
Указанный технический результат так же достигается тем, что в кирпиче или блоке, представляющем собой по форме прямоугольный параллелепипед с ложковыми, тычковыми и постельными гранями, в теле которого выполнены отверстия, расположенные вдоль ложковой грани и обращенные пустотами вверх и на одной тычковой грани которого выполнена выемка, направленная вдоль этой грани и параллельно направлению пустот в теле параллелепипеда и выполненная с возможностью образования при кладке совместно с плоской тычковой гранью соседнего кирпича дополнительного вертикального отверстия, в теле параллелепипеда в центральной его части выполнено одно сквозное отверстие, по форме повторяющее форму отверстия, получаемого при присоединении к нему тычковой грани соседнего кирпича, а между сквозным отверстием в центральной части и выемками на тычковых гранях сформированы сквозные отверстия в виде щелей или пор с размерами вдоль направления ложковой грани меньшими размера сквозного отверстия в центральной части, измеренного в этом же направлении, при этом выемка на тычковой грани выполнена глубиной, меньшей размера сквозного отверстия в центральной части, измеренного вдоль ложковой грани, на величину вертикального шва кладочного раствора, а сквозное отверстие в центральной части расположено на одинаковом расстоянии между выемкой на одной тычковой грани и другой тычковой гранью.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящее изобретение поясняется конкретными примерами исполнения, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 изображен первый вариант исполнения кирпича;
фиг. 2 - изображен второй вариант исполнения кирпича;
фиг. 3 - изображен третий вариант исполнения кирпича;
фиг. 4 - изображен первый пример исполнения кирпича;
фиг. 5 - второй пример исполнения кирпича;
фиг. 6 - третий пример исполнения кирпича;
фиг. 7 - четвертый вариант исполнения кирпича;
фиг. 8 - пятый вариант исполнения кирпича;
фиг. 9 - пример расположения в кладке кирпичей по фиг. 7;
фиг. 10 - пятый пример исполнения кирпича;
фиг. 11 - шестой пример исполнения кирпича;
фиг. 12 - пример фрагмента рядной кладки из кирпичей по фиг. 7;
фиг. 13 - пример рядной кладки из кирпичей по фиг. 7.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция нового кирпича или строительного блока который укладывается последовательно один за одним в ряд без переворачивания точно так же как был уложен самый первый кирпич или блок, т.е. соблюдается левая и правые стороны кирпича или блока при укладке в ряд. При такой кладке формируются сквозные пустоты через одинаковое фиксированное расстояние при этом (в отличии от прототипа) в ряду кладки из двух новых кирпичей или блоков формируется три целых сквозных вертикальных пустот одинаковой геометрической формы и еще выемки слева и с права, которые фактически суммарно создают четвертую сквозную пустоту с учетом добавления слева или с права одного вертикального шва кладки.
Кирпич или блок по всем вариантам и примерам исполнения представляет собой по форме прямоугольный параллелепипед с ложковыми 1, тычковыми 2 и постельными 3 гранями. В теле кирпича или блока выполнены отверстия, расположенные вдоль ложковой грани и обращенные пустотами вверх. При этом на одной или на двух тычковых гранях в кирпиче или блоке выполнена выемка 4, направленная вдоль этой грани и параллельно направлению пустот в теле параллелепипеда. Эта выемка выполнена на тычковой грани и используется для образования при кладке совместно с тычковой гранью соседнего кирпича или блока дополнительного вертикального отверстия 5 (фиг. 9 и 13).
В теле параллелепипеда в центральной его части выполнено одно центральное сквозное отверстие 6, расположенное на одинаковом расстоянии от тычковых граней или от стенок 7 выемок, которые параллельны или расположены вдоль поверхности тычковой грани 2. Это центральное сквозное отверстие 6 по форме в плане повторяет форму отверстия 5, получаемого при присоединении к тычковой грани тычковой части соседнего кирпича. Ширина сквозного отверстия в центральной части равна ширине выемок на тычковых гранях.
Между сквозным отверстием 6 в центральной части тела кирпича или блока и выемками 4 на тычковых гранях сформированы сквозные отверстия 8 в виде щелей или пор с размерами, измеренными вдоль направления ложковой грани, меньшими размера сквозного отверстия 6 в центральной части, измеренного в этом же направлении. Эти щели и поры выполнены с целью облегчения кирпича и для формирования сложных путей прохождения теплопотока поперек кирпича или блока. Это позволяет снизить теплопроводность кирпича или блока и кладки из них.
Расположение сквозных пустот - отверстий 8 типа щелей и пор, не формирующих в кладке вертикальные каналы равного геометрического сечения, происходит вокруг центрального сквозного отверстия 6 (пустоты) на основе нормативов ГОСТ для пустот в блоках или кирпичах. Геометрическая форма центрального сквозного отверстия 6 (пустоты) формирующего вертикальный канал, может быть в форме прямоугольника, многогранника, круга или овала. Геометрическая форма внутренних сквозных пустот типа пор и щелей, расположенных в кирпиче дополнительно для его облегчения и понижения теплопроводности, формируются вокруг центрального сквозного отверстия 6 и может быть в форме прямоугольника, многогранника, круга или овала. Геометрическая форма выемок 4 повторяет форму сквозного отверстия 6 и может быть в форме прямоугольника, многогранника, круга (фиг. 11) или овала.
В кирпиче или блоке, далее кирпиче, по первому варианту исполнения (фиг. 1) выемки выполнены на обеих тычковых гранях. Выемка на каждой тычковой грани направлена вдоль этой грани и параллельно направлению пустот в теле параллелепипеда и выполнена с возможностью образования при кладке совместно с тычковой гранью соседнего кирпича дополнительного вертикального отверстия. В этом варианте исполнения глубины выемок на тычковых гранях выполнены одинаковыми и сумма их глубин меньше размера сквозного отверстия в центральной части, измеренного вдоль ложковой грани, на величину вертикального шва кладочного раствора.
Оптимизация размеров и мест расположения центрального сквозного отверстия и выемок основывается на двух формулах.
Согласно первой формулы определяется длина внутренней сквозной пустоты (сквозного отверстия): a=b1+b2+c, где
a - длина внутренней пустоты измеренной вдоль ложковой грани E1E2 по воображаемой плоскости проходящей посередине;
b1 - глубина выемки с одной стороны тычковой грани кирпича;
b2 - глубина выемки с противоположной стороны тычковой грани кирпича;
c - ширина вертикального шва строительного раствора в кладке.
При состыковании кирпичей тычковыми гранями между последними вводится слой раствора, называемый швом. Стандартно для кладки такой шов имеет толщину 8-15 мм (чаще 9-12 мм). По сути, толщина шва для кирпича или строительного блока является константой, то есть неизменяемой величиной. Независимо от размера строительного блока шов применяется стандартного размера, то есть, находящегося в диапазоне 8-15 мм (статья "Виды кирпичных кладок", выложенная в Интернет в режиме он-лайн доступа по адресу: http://works.tarefer.ru/82/100076/index.html). Таким образом, в отношении кладки можно говорить о том, что один кирпич расположен от другого кирпича на расстоянии, равном величине шва «c».
Геометрический центр внутренней сквозной пустоты (центрального отверстия 6), имеющей длину а, определяется в виде расстояния к от внутреннего края любой выемки на тычковой стороне кирпича по формуле: k=(l-b1-b2)/2, где
l - длина кирпича, измеренная вдоль ложковой грани кирпича;
b1 - глубина выемки с одной стороны тычковой грани кирпича;
b2 - глубина выемки с противоположной стороны тычковой грани кирпича.
Ширина выемок на обоих тычковых гранях равна ширине центральной сквозной пустоты формирующей с ниже лежащими кирпичами вертикальный канал в кладке.
При таком исполнении при кладке в 1/2 кирпича в уложенном ряду кирпичей образуется ряд сквозных отверстий, выстроенных вдоль линии, проходящей вдоль ложковой грани по середине постельной грани. При этом в этом ряду каждое второе отверстие образовано в результате стыкования тычковых граней соседних кирпичей, при котором две выемки образуют через вертикальный шов кладочного раствора сквозное отверстие, за которым следует центральное сквозное отверстие, штатно существующее в теле каждого кирпича. В следующем ряду кирпичи выкладываются по аналогии с предыдущим, но со смещением в полкирпича. В результате штатно существующее в теле каждого кирпича центральное сквозное отверстие располагается над сквозным отверстием, образованном примыканием через вертикальный шов кладочного раствора двумя выемками соседних кирпичей.
В данном первом варианте по фиг. 1 центральное сквозное отверстие расположено по центру тела кирпича и на равном расстоянии как от тычковых граней, так и от стенок выемок на этих гранях, которые имеют направление совпадающее с поверхностью тычковых граней. Однако, может быть вариант исполнения кирпича по фиг. 2, в котором при основном совпадении конструкции с кирпичом фиг. 1, выемки на тычковых гранях выполнены разной глубины. Для этого случая необходимо, чтобы сумма глубин этих выемок так же была меньше размера сквозного отверстия в центральной части тела кирпича, измеренного вдоль ложковой грани, на величину «с» вертикального шва кладочного раствора. Тогда сквозное отверстие 6 в центральной части должно быть расположено на одинаковом расстоянии от стенок выемок, расположенных вдоль тычковых граней. В этом варианте место расположения центрального сквозного отверстия смещается в направлении к выемке с меньшей глубиной. При таком оптимизированном расположении пустот в кирпиче сохраняется принцип формирования сквозных каналов при рядной кладке в полкирпича.
Крайним случаем исполнения варианта по фиг. 2 является пример исполнения кирпича по фиг. 3. В этом кирпиче только на одной тычковой грани выполнена выемка 4, направленная вдоль этой грани и параллельно направлению пустот в теле параллелепипеда. Другая тычковая грань 2 выполнена в виде плоской поверхности. Эта выемка выполнена для образования при кладке совместно с плоской тычковой гранью соседнего кирпича дополнительного вертикального отверстия. Выемка на тычковой грани выполнена глубиной, меньшей размера сквозного отверстия в центральной части, измеренного вдоль ложковой грани, на величину «c» вертикального шва кладочного раствора. Сквозное отверстие в центральной части расположено на одинаковом расстоянии между выемкой на одной тычковой грани и другой тычковой гранью. В этом примере щели или поры выполнены в виде прямоугольной формы в сечении сквозных отверстий выстроенные рядами по два таких отверстия в ряду. Все отверстия выполнены одинакового размера в сечении по ширине и длине.
На фиг. 4-6 представлены примеры исполнения кирпича по фиг. 1 или 2, отличающиеся формами поперечных сечений сквозных отверстий 8 в виде щелей или пор. На фиг. 4 - щели или поры выполнены в виде прямоугольной формы в сечении сквозных отверстий, выстроенных рядами по два таких отверстия в ряду. Все отверстия выполнены одинаковой ширины, но отличаются по длине. В каждом ряду одно отверстие выполнено по длине меньше длины другого отверстия. На фиг. 6 и 11 представлено то же, что на фиг. 4, но отверстия в виде пор или щелей выполнены круглыми (могут быть овальными, удлиненными с закруглениями) по два отверстия в каждом ряду. А на фиг. 5 поры или щели выполнены в виде прямоугольной формы сквозных прорезей одинаковой ширины и по длине равные ширине центрального сквозного отверстия 6. Во всех этих вариантах по фиг. 1-6 поры или щели выполняются на участке, расположенном между выемкой на тычковой грани и сквозным центральным отверстием или между тычковой гранью и сквозным центральным отверстием (фиг. 3). При этом участки у кромок постельной грани вдоль ложковых граней остаются полнотелыми. Но поры или щели могут также могут выполняться и на участках у кромок постельной грани вдоль ложковых граней, как это показано на фиг.10. Эти поры разрывают полнотелую структуру кирпича и образуют сложный пространственный лабиринт перегородок, которые перенаправляют теплопоток по непрямолинейному пути на тех участках, где не предусмотрено образование вертикальных каналов (которые на участках из расположения разрывают мостики холода).
Кирпич по любому из вариантов и примеров исполнения может иметь имеет на верхней ложковой грани специальные выступы, которые позволяют уложить между ними арматуру, которая в них фиксируется (закрепляется), тем самым, повышая жесткость всей кладки при горизонтальной нагрузке, так как арматура начинает работать не только в горизонтальном шве строительного раствора, но и на срез выступов самого кирпича, при этом прочностные свойства материала кирпича могут значительно превышать прочностные свойства строительного раствора.
На фиг. 7 показан кирпич с центральным сквозным отверстием и выемками на тычковых гранях, на верхней постельной грани которого у сквозного отверстия в центральной части выполнены по крайней мере два рядом расположенных выступа 9, которые образуют в зазоре или пространстве между собой ложемент для размещения и защемления между ними укладываемого на постельную грань вдоль или поперек ложковой грани стержневого элемента арматуры 10 (см. фиг. 12 и 13). При тычковом примыкании кирпичей в ряду кладки (фиг. 9) на постельных гранях вдоль уложенного ряда кирпичей формируется канал, образованный полостями между выступами 9. В такой канал укладывается прут арматуры, а потом на ряд выкладывают слой кладочного раствора, закрывающего и выступы 9 и арматуру (фиг. 13). Высота выступов 9 выполнена не более толщины горизонтального шва кладочного раствора. На фиг. 7. 8 и 10 эти выступы выполнены в виде прямоугольных параллелепипедов. А на фиг. 11 показан пример исполнения выступов 9 в виде цилиндров.
Кирпич может быть изготовлен из:
1. Любой глины (в том числе с добавками и в сочетании с специальным наполнителями) путем пластического и/или вибропрессового и/или вакуумного формования и последующего обжига, а так же методом гиперпрессования;
2. Любой смеси наполнителей (щебень, керамзит, шлак, зола и т.д.) с цементом, или пенобетона, газобетона, газосикатов, керамзитобетона, опилкобетона любым известным методом литья, вибролитья, вибропрессования, гиперпрессования;
3. Любой смеси (щебень, керамзит, шлак и т.д.) с цементом методом сухого и/или полу/сухого прессования или вибропрессования;
В том числе из:
3.1. Силикатов;
3.2. Керамзитобетона;
3.3. Бетона на песке и щебне;
3.4. Бетона на отходах кирпича;
3.5. Пескоцементной смеси с добавлением шлаков и/или гранул пенопласта, пенополистирола, пенополиуретана, пеностекла и иных известных строительных материалов/добавок обладающих теплоизоляционными свойствами в различных композициях между собой и/или по отдельности;
3.6. Пенобетона с добавлением керамзита и/или шлаков гранул пенопласта, пенополистирола, пенополиуретана, пеностекла и иных известных строительных материалов обладающих теплоизоляционными свойствами в различных композициях между собой или по отдельности;
4. Пенобетона;
5. Газобетона;
6. Газосиликата;
7. Смеси деревянной щепы и/или стружки с цементом или пескоцементной смесью, керамзитобетоном, пенобетоном, газобетоном и минеральными добавками, в любом сочетании.
8. Золобетона;
9. Опилкобетона (бетон + опилки и/или стружка различного размера от 1 мм до 30 мм);
10. Деревобетон (бетон + деревянная щепа различного размера от 2 мм до 50 мм)
11. Перлитобетона;
12. Полистеролбетона;
а так же из любых новых конструкционных материалов пригодных для изготовления каменных блоков/керамических блоков/кирпичей.
Применение данной полезной модели в области строительства при кладке наружных стен гражданских и промышленных зданий и сооружений и при возведении внешних несущих стен зданий и сооружений позволяет повысить теплотехнические свойства кладки из таких кирпичей за счет повышения пустотности строительных блоков для увеличения длины пути прохождения теплового потока в теле кирпича при одновременном использовании образованных пустотами каналов в качестве магистралей для прокладки коммуникационных сетей.