СТРОИТЕЛЬНЫЙ БЛОК И ЛОЖКОВАЯ КЛАДКА ИЗ ЭТИХ БЛОКОВ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкциям строительных блоков или кирпичей с пустотами различной геометрической формы и кладки из них, и может быть использовано при возведении внешних несущих стен зданий и сооружений.
Известен также строительный блок, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, содержащего расположенные вдоль ложковой грани ряды сквозных отверстий, размещенных со смещением относительно друг друга в соседних рядах, при этом каждый ряд сквозных отверстий образован двумя идентичными основными прямоугольными сквозными отверстиями и одним доборным сквозным отверстием, выполненным квадратным (RU 17052, E04C 1/00, опубл. 10.03.2001). Данное решение принято в качестве прототипа.
Данный строительный блок за счет создания в нем достаточно большого количества мелких (щелевидных) сквозных отверстий имеет повышенный процент пустотности, что позволяет снизить теплопроводность и повысить теплоэффективность строительного блока и наружных стен зданий и сооружений из таких строительных блоков. Однако, данные пустоты не могут рассматриваться в качестве каналов прокладки инженерных коммуникаций или силовых элементов армировки стены. Это обусловлено тем, что, во-первых, размеры отверстий не позволяют пропустить через них какой-либо длинномерный элемент, а во-вторых, отсутствие оптимизированного расположения отверстий в строительном блоке не позволяет при укладке в 1/2 или в 2/3 или в 3/4 кирпича (блока) совместить отверстие одного с отверстием ниже или верхнее расположенного со смещением другого кирпича (строительного блока). Невозможность формирования при кладке блоков сквозных вертикальных каналов в стене, необходимых для использования в различных целях - для прокладки коммуникаций, для упрочнения кладки армирующими элементами, в том числе путем создания во всю или частично высоту стены вертикальных каналах равнопрочной монолитной железобетонной конструкции, и/или для утепления кладки насыпными теплоизолирующими материалами при вертикальной засыпке сверху более одного ряда - обуславливает недостаточную применимость строительного блока.
Техническим результатом полезной модели является повышение эксплуатационных свойств строительного блока при ложковой кладке из таких строительных блоков за счет оптимизации их пустотности для организации в стене при кладке вертикально ориентированных каналов для прокладки коммуникаций и/или для утепления кладки теплоизолирующими жесткими и/или сыпучими материалами и/или для последующего упрочнения кладки армирующими элементами.
Указанный технический результат достигается тем, что строительный блок для ложковой кладки, представляющий собой по форме прямоугольный параллелепипед с ложковыми, тычковыми и постельными плоскими гранями, при этом в блоке выполнены, по крайней мере, два расположенных последовательно вдоль ложковой грани одинаковой формы в плане сквозных отверстия, при этом продольная ось каждого отверстия перпендикулярна плоскости постельной грани, выполнен с по крайне мере двумя выступами параллелепипедной формы, которые выполнены заодно с телом строительного блока и расположены перпендикулярно ложковой грани, торец каждого выступа выполнен плоским, каждый выступ со стороны тычковой грани расположен на расстоянии от этой тычковой грани, меньшем половины расстояния между выступами на толщину шва кладочного раствора.
Указанный технический так же результат достигается тем, что в ложковой кладке из строительных блоков, состоящей из рядного размещения строительных блоков, каждый из которых представляет собой по форме прямоугольный параллелепипед с ложковыми, тычковыми и постельными плоскими гранями, при этом в блоке выполнены, по крайней мере, два расположенных последовательно вдоль ложковой грани вертикально ориентированных одинаковой в плане формы сквозных отверстия, а в ряду строительные блоки связаны между собой швами между тычковыми гранями, каждый строительный блок выполнен с по крайне мере двумя выступами параллелепипедной формы, расположенными перпендикулярно ложковой грани и торец каждого из которых выполнен плоским, а в каждом ряду кладки указанные блоки расположены с размещением выступов по одну сторону кладки, при этом для образования вертикально ориентированных каналов между выступами и при совмещении сквозных отверстий между рядами строительных блоков в каждом строительном блоке толщина стенки, отделяющей крайнее сквозное отверстие от тычковой грани, в направлении от одной тычковой грани к другой тычковой грани, параллельном поверхности ложковой грани, выполнена меньше толщины стенки в том же направлении, разделяющей между собой сквозные отверстия, на толщину шва между тычковыми гранями смежно располагаемых строительных блоков.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретными примерами исполнения, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 изображен общий вид строительного блока с двумя выступами;
фиг. 2 - изображен общий вид строительного блока с тремя выступами;
фиг. 3 - изображен общий вид строительного блока с четырьмя выступами;
фиг. 4 - пример положения строительных блоков по фиг. 1 в ряду кладки;
фиг. 5 - пример кладки строительных блоков по фиг. 1 со сдвигом на 1/2 в первом ряду кладки блоков относительно друг друга и со сдвигом на 1/2 каждого последующего блока в каждом верхнем ряду относительно нижележащего блока, так же показано использование вкладышей в пустотах блоке и в образованных в процессе кладки каналах;
фиг. 6 - пример кладки строительных блоков по фиг. 5 с закрытием каналов панелью.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция строительного блока или кирпича с пустотами для ложковой кладки, который представляет собой по форме прямоугольный параллелепипед 1 с двумя ложковыми 2, двумя тычковыми 3 и двумя постельными 4 гранями (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3). В теле такого блока выполнено по крайней мере два вертикально ориентированных сквозных отверстий 5 квадратной или прямоугольной или круглой или иной геометрической формы (овальной или многоугольной) в плане. Сквозные отверстия в строительном блоке выполнены одинаковыми по форме в плане вдоль линии E1-E2 (вдоль ложковой грани), т.е. геометрическая форма внутренних пустот 5 и открытых выемок 7 могут совпадать или могут отличаться. На фиг. 1 показан строительный блок, в теле которого выполнено два прямоугольных в горизонтальном сечении сквозных отверстия 5 расположенных последовательно вдоль ложковой грани. На фиг. 2 в теле строительного блока выполнено три прямоугольных в горизонтальном сечении сквозных отверстия 5, расположенных последовательно вдоль ложковой грани, а на фиг.3 показан блок где таких сквозных отверстий 5 четыре. Эти примеры исполнения тела строительного блока являются предпочтительными. Особенностью рассматриваемого строительного блока является то, что он выполнен с выступами 6 параллелепипедной формы, которые выполнены заодно с телом строительного блока и расположены перпендикулярно ложковой грани (фиг. 1-3). На фиг. 1 показан строительный блок, у которого таких выступов 6 два, на фиг. 2 таких выступов 6 три. На фиг. 3 показан строительный блок имеющие четыре выступа 6. Выступы 6 выполнены высотой, равной высоте ложковой грани, и по форме представляют собой параллелепипеды с плоскими гранями. В варианте по фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3 когда геометрическая форма выемки 7 повторяет или частично равна внутренней пустоте 5 выступы 6 находятся на таком расстоянии от смежно расположенной тычковой грани, что между смежно расположенными выступами сформирована открытая выемка 7, частично или полностью повторяющая в плане форму сквозного отверстия 5 в теле блока. Так в блоке по фиг. 1 есть между выступами 6 одна выемка 7, в блоке по фиг. 2 есть две выемки 7, в а блоке по фиг. 3 есть три выемки 7.
Особенностью формы сквозного отверстия 5 в плане является то, что оно должно быть симметричным относительно двух взаимно перпендикулярных осей или плоскостей симметрии, проходящих в направлении параллельном или перпендикулярном поверхности ложковой грани. На фиг. 4 и фиг. 5 показано как при кладке два смежно располагаемых строительных блока по фиг. 1 могут стыковаться друг с другом в каждом ряду в одной плоскости через вертикальный слой 9 кладочного раствора/клея (шов кладки) по тычковым граням с расположением всех выступов 6 всех блоков с одной стороны кладки. Это позволяет в кладке организовать вертикально ориентированные открытые каналы в кладке с внутренней стороны 8 или с наружной (внешней) стороны закрытые каналы 11, образованные совмещением по вертикали открытых выемок 7 и внутренних пустот 5 соответственно. Такие каналы могут использоваться под различные цели, в том числе для утепления или армирования кладки, а так же для прокладки инженерных коммуникаций.
На фиг. 4 показано как при кладке рядов из блоков по фиг. 1 формируемые в процессе кладки открытые каналы 8 образуются за счет соединения выемок 7 каждого из стыкуемых в одной плоскости соседних блоков по выступам 6 блоков через тычковые грани за счет соединения через вертикальный слой кладочного раствора 9.
На фиг. 2 показан строительный блок с тремя отверстиями 5 и тремя выступами 6, а на фиг.3 показан строительный блок с четырьмя отверстиями 5 в теле и четырьмя выступами 6. В примерах по фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3 выступы 6 выполнены высотой, равной высоте ложковой грани, и по форме представляют собой параллелепипеды с плоскими гранями. Каждый выступ со стороны тычковой грани 3 расположен на расстоянии от этой тычковой грани 3, равном половине расстояния между выступами уменьшенном на толщину вертикального шва кладочного раствора.
При кладке и соединении в одном ряду двух строительных блоков по фиг. 1 между собой строительный раствор вводится между тычковыми гранями и образует вертикальный кладочный шов 9. Пример такой рядной кладки из строительных блоков по фиг. 1 представлен на фиг. 4. Следующий верхний ряд укладывается через строительный кладочный раствор/клей 12 на предыдущий (нижний) блок со смещением блоков в 1/2 по отношению к блокам в предыдущем (нижнем) ряду (фиг. 5). При оптимизации размеров сквозных отверстий 5 и выемок 7 в кладке можно организовать вертикальные каналы 11 и 8, при этом такие каналы будут иметь высоту равную высоте стены (фиг. 4). В связи с этим к форме отверстий в плане и их расположению к теле строительного блока по отношению к тычковым и ложковым граням должны быть предъявлены некоторые требования по оптимизации. Только при оптимизированном расположении такие отверстия при прямой или смещенной на 1/2 или 1/3 шага кладке позволяют образовывать вертикально ориентированные каналы.
Для решения объединенной задачи по созданию вертикально ориентированных каналов в теле блока и использования их в качестве коммуникационных путей размер и форму отверстия, расположенных вдоль линии E1-E2 (вдоль ложковой грани) выбирают, исходя из представленных ниже соображений.
Строительные блоки при кладке с перекрытием в 1/2 длины блока (для примера по фиг. 1) должны располагаться так, чтобы отверстия одних блоков накладывались на отверстия других строительных блоков, образуя в кладке вертикальные сквозные одинаковые каналы.
Учитывается, что строительные блоки соединяются в кладке между собой посредством раствора, имеющего заданную толщину «c» (размер вертикальных швов 9 в кладке).
В представленных вариантах исполнения кладки по фиг. 4 и фиг. 5 строительный блок по фиг. 1 снабжен двумя отверстиями 5, расположенными вдоль ложковой грани и выполненными одинаковой в плане формы (геометрической) и размеров. Блоки укладываются в кладку через вертикальные швы 9 из кладочного раствора имеющих заданную толщину «c» (ширину). При этом толщина (ширина) перемычки «g1» между отверстиями 5 в ряде, измеренная на поверхности постельной грани вдоль воображаемой линии E1-E2, проведенной параллельной поверхности ложковой грани, больше суммы толщин h1 и h2 перемычек между отверстиями 5 и поверхностями тычковых граней 3 блока, измеренных вдоль той же линии, на величину «c», равную заданной толщине вертикального слоя кладочного раствора 9 между блоками при кладке, то есть выполняется равенство:
g1=h1+h2+c,
где g1 - толщина перемычки между отверстиями 5 в блоке;
h1 - толщина перемычки на первой тычковой грани, измеренная вдоль указанной выше воображаемой линии E1-E2;
h2 - толщина перемычки на второй тычковой грани, измеренная вдоль той же указанной выше воображаемой линии E1-E2;
c - заданная толщина вертикального слоя кладочного раствора/клея (шва) между блоками при кладке.
Стандартно для кладки такой вертикальный шов 9 имеет толщину 6-15 мм (чаще 9-12 мм) иногда толщина шва кладки может быть уменьшена до 2 мм при использовании специального кладочного клея. По сути, толщина горизонтального шва 12 для кирпича или строительного блока является константой, то есть неизменяемой величиной. Независимо от размера строительного блока горизонтальный и вертикальный шов применяется стандартного размера, то есть, находящегося в диапазоне 6-15 мм (статья "Виды кирпичных кладок", выложенная в Интернет в режиме он-лайн доступа по адресу: http://works.tarefer.ru/82/100076/index.html), однако шов 9 и шов 12 могут быть уменьшены до 2 мм при применении современных клеящих кладочных смесей/растворов. Таким образом, в отношении кладки можно говорить о том, что один строительный блок расположен от другого строительного блока на расстоянии, равном величине вертикального шва 9 и над другим на расстоянии горизонтального шва 12.
В представленном варианте исполнения (фиг. 1) блок выполнен с одной выемкой, шириной h3 между выступами 6 расположенных на блоке с одной из тычковых сторон 2. Для формирования одинаковых в плане по форме вертикальных каналов за счет образования сквозных отверстий 8 между стыкуемыми гранями выступов и сквозных отверстий между угловыми зонами с другой стороны выступов необходимо, чтобы при кладке со смещением в 1/2 сквозные отверстия накладывались друг на друга между рядами. Для этого необходимо, чтобы ширина h3 выемки между выступами 6 равнялась сумме ширин h4 и h5 угловых зон блока, которые образованы между выступом и смежно расположенной с ним тычковой гранью, плюс толщина «с» вертикального слоя кладочного раствора/клея (шва) между блоками при кладке, то есть выполняется следующее равенство:
h3=h4+h5+c,
где h3 - ширина каждой сформированной выступами выемки на одной из тычковых сторон блока;
h4 - угловая зона на первой тычковой грани, измеренная вдоль указанной выше воображаемой линии E1-E2 от ближайшего выступа до этой (первой) тычковой грани;
h5 - угловая зона на второй тычковой грани, измеренная вдоль указанной выше воображаемой линии E1-E2 от ближайшего выступа до этой (второй) тычковой грани;
c - заданная толщина вертикального слоя кладочного раствора/клея (шва) между блоками при кладке.
В оптимальном (идеальном) варианте толщина (ширина) выступов 6 измеренная вдоль указанной выше воображаемой линии E1-E2 равная g2 будет равна толщине (ширине) перемычки «g1» между отверстиями 5 в ряде, а ширина h6 отверстий 5 измеренная вдоль указанной выше воображаемой линии E1-E2 будет равна ширине h3 каждой сформированной выступами выемки на одной из тычковых сторон блока измеренной вдоль указанной выше воображаемой линии E1-E2.
Данная оптимизация основана на том, что выступы в блоке выполнены одинаковыми и расположены симметрично относительно плоскости, проходящей перпендикулярно ложковой грани через ее середину (на одинаковом расстоянии от тычковых граней).
Аналогичные условия будет выполняться и для ложковой кладки строительных блоков, выполненных с тремя или четырьмя сквозными отверстиями в теле и с тремя или четырьмя выступами, соответственно (фиг. 2 и фиг. 3, соответственно).
На фиг. 4 и фиг. 5 показан пример кладки из блоков по фиг. 1 с использованием вкладышей 10 равных высоте блока, которые могут быть выполнены из теплоизоляционного или иного материала, заданного проектом.
Ни что не препятствует использование с блоками по фиг. 1-3 вкладышей высотой более высоты блока (этот вариант не представлен).
В процессе кладки блоков в вертикальные ряды в кладке будут сформированы целые сообщающиеся вертикальные ряды сквозных пустот в виде определенных равных геометрических закрытых каналов 11 и открытых с внутренней стороны кладки равных геометрических каналов 8 на всю высоту стены (фиг. 5 и фиг. 6). Данные формируемые вертикальные каналы 11 (отверстия) можно использовать для засыпки насыпных утеплителей: керамзита, вермикулита, крошки пеностекла, пенопласта, пенополистерола, пенопропилена и т.д., или для усиления кладки армирующими элементами, для соединения жестких утеплителей в вертикальных каналах стены в стык, без проникновения кладочного раствора/клея. Вертикальные во всю высоту кладки каналы 8 можно так же использовать для прокладки коммуникаций 13 (фиг. 6) - электропроводки, труб, телефонных кабелей и т.п. Назначение этих каналов может учитываться при проектировании и строительстве здания (например, отпадает необходимость в последующей операции «штрабления» стен под скрытую проводку коммуникаций в стене, которая закладывается в процессе строительства стены).
В сквозные отверстия 5 блоков и в выемки 7 между выступами 6 могут устанавливаться вкладыши 10 из заданного теплоизоляционного или иного специального материала. Вкладыши 10 могут повторять по форме форму сквозного отверстия в теле прямоугольного параллелепипеда и быть выполненными с высотой, равной высоте этого сквозного отверстия. Такие вкладыши 10 могут вставляться во все сквозные отверстия в теле блока или только в часть из них. Эти же вкладыши 10 используются для размещения в формируемых сквозных отверстиях, которые образуются при ложковой кладке при примыкании тычковой грани одного строительного блока к тычковой грани укладываемого строительного блока или в выемке 7 при кладке блоков в ряд. Некоторые вкладыши могут иметь высоту, превышающую высоту, равную высоте сквозного отверстия, на величину равную толщине горизонтального слоя 12 связующего (кладочного) раствора (клея) шва высотой от 2 до 15 мм.
Вкладыш может быть выполнен полнотелым или пустотелым в виде тонкостенной оболочки или в виде трубчатого элемента. Вкладыш выполняется из теплоизоляционного материала или изоляционного или иного специального материала или в комбинации из таких материалов. Вкладыш применяется для решения объединенной задачи по созданию каналов для увеличения длины пути прохождения теплового потока в теле блока, ослабления силы теплового и/или звукового потока и использования их в качестве коммуникационных путей.
Размещение в, по крайней мере, части сквозных отверстий всех или части строительных блоков вкладышей, выступающих над блоками уложенного ряда на двойную высоту горизонтального шва кладочного раствора, обеспечивает образование направляющих для последующего ряда кладки. После равномерной укладки поверх блоков базового ряда кладочного раствора над кладочным раствором торчат вкладыши на высоту горизонтального шва между рядами, являясь направляющими для установки сверху блоков последующего ряда. Этот процесс операция повторяется при кладке каждого последующего ряда. Если высота выступающей части вкладыша будет равна толщине шва, то такие вкладыши будут увеличивать путь холодного воздуха через кладочный шов и кладку в целом.
Каналы 11 (фиг. 5 и фиг. 6), образованные по вертикали кладки совпадением сквозных отверстий 5 в блоках, могут использоваться для утепления вкладышами 10 или для установки в них арматуры и последующей заливки бетоном для формирования силовых монолитных равнопрочных железобетонных связующих элементов кладки. Открытые каналы 8, образованные совмещением выемок 7 по высоте кладки, так же могут использоваться для прокладки коммуникаций 13 - электропроводки, труб, телефонных кабелей и т.п. (фиг. 6). Так же вертикальные каналы 8 могут быть приспособлены для создания монолитной равнопрочной железобетонной конструкции. Назначение этих открытых каналов 8 может учитываться при проектировании и строительстве здания (например, отпадает необходимость в последующей операции «штрабления» стен под скрытую проводку коммуникаций в стене, которая закладывается в процессе строительства перед последним этапом отделки стены. Снаружи эти открытые каналы закрываются строительными панелями 14, которые потом могут рассматриваться как выровненная стена (фиг. 6). В случае монтажа панелей 14 с применением специальных быстросъемных крепежных систем преимуществом такого варианта является возможность быстрого доступа к уложенным в вертикальные каналы 8 коммуникациям 13.
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 строительных блоков за счет повышения пустотности строительных блоков для увеличения длины пути прохождения теплового потока в теле блока.