Строительный блок

Полезная модель относится к области строительства, а именно к строительным элементам, и может быть использована при сооружении отдельных частей зданий для внутренних и наружных работ.
Известны термоизоляционные СИП-панели, включающие слои из ориентированной древесной стружки, пропитанной вспененным полистиролом (US 2014059958, МПК Е04С 2/288, 06.03.2014), панели «Теплостен» (1999 г.), представляющие собой тяжелую трехслойную конструкцию из керамзитобетона, пенополистирола и наружного слоя из клинкера. Главным недостатком данных технических решений является использование органических горючих компонентов, выделяющих при пожаре вредные продукты деструкции.
Известны бетоны, армированные дискретными волокнами (Пащенко А.А., Сербии В.П., Паславская А.П., Глуховский В.В., Бирюкович Ю.Л., Солодовник А.Б. «Армирование неорганических вяжущих веществ минеральными волокнами». М.: Стройиздат, 1988; Ф.Н. Рабинович «Дисперсно-армированные бетоны». М.: Стройиздат, 1989). Содержание дискретных волокон в таких армированных бетонах обычно не превышает 4%, что не позволяет получать тонкостенные строительные элементы. Блоки из таких бетонов не обеспечивают достаточную термо- и звукоизоляцию.
Известен строительный блок, описанный в патенте RU 2081264, Е04С 1/00, Е04В 2/08, 10.06.1997, состоящий из параллельных одна другой керамических стенок, которые соединены между собой установленными перпендикулярно к ним керамическими перегородками. Стенки блока выполнены с пазами и соответствующими им по форме и размерам фиксирующими выступами.
В данном известном блоке отсутствуют горючие компоненты, но он не обеспечивает качественную тепло- и звукоизоляцию, так как наличие внутренних полостей в блоке решает эту проблему лишь частично. Керамические блоки являются хрупкими, обладают высоким удельным весом и требуют при производстве высоких температур.
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка строительного блока, обладающего широким набором полезных свойств: негорючего и не выделяющего при пожаре продуктов деструкции, обеспечивающего тепло-, звуко-, радио- и радиационную изоляцию, имеющего высокую статическую и ударную прочность, низкий удельный вес, что позволит избежать дополнительных работ по созданию изоляционных свойств и по облицовке. Конструкция блока должна предусматривать возможность использовать для крепления на нем гвозди и шурупы.
Решение поставленной задачи достигается предлагаемым строительным блоком, изготовленным полым и имеющим шесть стенок, состоящих из армирующего наполнителя на основе неорганических волокон, пропитанного неорганическим связующим, и внутреннюю полость, заполненную неорганическим порошковым материалом, при этом толщина стенок блока не превышает 2,5 см, а отношение длины наибольшего ребра блока к толщине стенок составляет 10-12:1.
В качестве армирующего наполнителя на основе неорганических волокон могут использоваться неорганические волокнистые материалы в виде тканей или дискретных волокон: стеклянных, базальтовых, углеродных, металлических.
Содержание армирующего наполнителя в стенках блока может составлять 10-40 об.%.
В качестве неорганического связующего могут использоваться цементы, композиции глиноземистых цементов с жидким стеклом, алюмобор- или алюмохромфосфатные композиции, жидкое стекло, модифицированное тетраборатом натрия.
В качестве неорганического порошкового материала могут использоваться перлит, керамзит, минеральная вата, графит, бор и вольфрам или их соединения.
Стенки блока могут иметь различную толщину.
Стенка блока, обращенная в помещение, имеет толщину, достаточную для использования гвоздя или шурупа.
Стенка блока, предназначенная для наружной стороны здания, может быть выполнена с откосами.
На фиг. изображен общий вид предлагаемого строительного блока. Корпус блока (1) состоит из шести стенок, одна из стенок (2) изготовлена из листового облицовочного материала, полученного либо литьевым способом (тогда стенку (2) можно выполнить с откосами, как приведено на фиг.), либо пропиткой неорганической ткани (3-5 слоев) неорганическим связующим с последующим прессованием. Внутренняя полость блока заполнена неорганическим порошковым материалом (3).
Высокое содержание армирующего наполнителя в стенках блока - до 40 об.% - позволяет изготавливать его тонкостенным и обеспечивает статическую и динамическую прочность блока. Отсутствие органических компонентов делает блок негорючим и безопасным при пожарах.
Заявляемая толщина стенок блока обеспечивает достаточный объем внутренней полости и в результате низкий удельный вес блока.
Тепло- и звукоизолирующие свойства придаются заявляемому блоку введением порошкового перлита, минеральной ваты или других теплоизолирующих неорганических материалов. Поглощение электромагнитного излучения радиоволнового и СВЧ-диапазона обеспечивается порошковым или волокнистым углеродом, диспергированным в неорганическом порошковом носителе. Радиационнозащитные, в частности нейтронозащитные свойства, определяются введением в блок порошкового бора, вольфрама или их соединений.
Добавление в жидкое стекло тетрабората натрия обеспечивает высокую водостойкость предлагаемого блока.
Предлагаемый строительный блок изготавливают следующим образом: в форму заливают либо смесь неорганического связующего с армирующими неорганическими волокнами, либо в форму помещают неорганическую ткань или дискретные неорганические волокна и заливают армирующий наполнитель неорганическим связующим. Отверждают при комнатной температуре. Затем в открытую внутреннюю полость отвержденного корпуса блока вводится в зависимости от требований к строительному элементу неорганический порошковый материал: перлит, керамзит, минеральная вата, графит, бор, вольфрам или соединения бора или вольфрама. Для закрытия внутренней полости к стенкам блока по контуру внутренней полости приклеивают при помощи неорганического клея или цементного раствора листовой облицовочный материал, полученный либо литьевым методом, как описано выше, тогда стенку можно выполнить с откосами, либо неорганическую ткань (3-5 слоев) пропитывают неорганическим связующим, сушат при комнатной температуре и прессуют при 100-130°C в течение 15 мин. Стенка блока из облицовочного материала предназначена для наружной стороны здания.
2
3
Проведенные испытания показали, что предлагаемый строительный блок является огнестойким - не поддерживает горения в чистом кислороде; обладает высокой термической устойчивостью - потери массы не наблюдается до 600-1200°C; низкой теплопроводностью - 0,06-0,08 Вт/м⋅К (для сравнения: дерево - 0.15, стекло - 1.15, бетон - 1.75); хорошими звукоизоляционными свойствами - коэффициент звукоизоляции 0.5-0.7. При ударной нагрузке образец полностью не разрушается - измеренная ударная вязкость составляет 30-40 кДж/м (для сравнения: полимеры 3-30, стекло 1.15, бетон 1.75). Прочность на сжатие составляет 35-40 МПа. Блок отличается низким удельным весом - 0.5 г/см (вес заявляемого блока размером 30×20×15 см равен 4,5 кг). При влажности 95% блок обладает нулевой гигроскопичностью. При выдержке в воде в течение 2 часов потеря массы 2%.
Таким образом, предлагаемый строительный блок является негорючим, не выделяет при пожаре продуктов деструкции, обладает тепло-, звуко-, радио- и радиационнозащитными свойствами, отличается высокой прочностью и низким удельным весом, не требует дополнительных работ по созданию изоляционных свойств и по облицовке. Конструкция блока позволяет использовать для крепления на нем гвозди и шурупы.