СТРОИТЕЛЬНЫЙ БЛОК

Область техники, к которой относится полезная модель. Полезная модель относится к строительству, и может использоваться для возведения различных сооружений.
Уровень техники. Из уровня техники известен кирпич [патент РФ на изобретение №2345023], выполненный прямоугольным и содержащий сквозные пустоты между противоположными поверхностями, причем по крайней мере одна пустота выполняется с переменной по ее длине площадью проходного сечения, а вышеуказанная пустота по своей длине содержит по крайней мере два участка, на каждом из которых площадь проходного сечения пустоты уменьшается до минимального значения, а затем возрастает до максимального значения. Предел прочности кирпича при сжатии равен значению не менее 7,0 Мпа и не более 35 МПа, а для его изготовления используют глину и песок при соотношении масс 75…59% глины и 25…41% для песка. Длина кирпича составляет от 200 до 300 мм.
К недостаткам этого решения можно отнести большие трудозатраты и высокую себестоимость стены из кирпичей из глины и песка.
Также известен кирпич [А.С. СССР на изобретение №50272], который содержит пустоту, соединяющую постельные поверхности, причем площадь проходного сечения по длине пустоты переменна, а пустота используется для упрощения кладки кирпича. В перекрывающей данную пустоту диафрагме выполнено отверстие для захватывания кирпича пальцами рук при его обмакивании в раствор цемента и укладке на место.
Данное решение принимается основным прототипом, наиболее близким по своей технической сущности.
К недостаткам этого решения можно отнести большие трудозатраты и высокую себестоимость стены из силикатных блоков и кирпичей.
Также известна стена [патент на полезную модель РФ №96587], которая включает кладку на строительном растворе из нескольких рядов штучных блоков с перевязкой рядов по швам, причем в качестве штучных блоков используются силикатные блоки и силикатные кирпичи, а в качестве строительного раствора для скрепления штучных силикатных блоков и кирпичей использован раствор состава: портландцемент - 19…22%, песок - 77,56…79,50%, сложный эфир целлюлозы - 0,05…0,2%, редиспергируемый порошок - 0,30…1,00%, эфир крахмала - 0,09…0,30%.
К недостаткам этого решения можно отнести высокую себестоимость стены из силикатных блоков и кирпичей.
Раскрытие полезной модели. Из уровня техники известны различные конструкции кирпичей. Все известные из уровня техники решения отличает их прямоугольная форма. Поверхности таких кирпичей имеют обозначения - постель, ложок и тычок, что описано в ГОСТ 530-2012. Постелью называют наибольшую по площади сторону кирпича, в которой и выполняются известные из прототипов сквозные отверстия. Многие из них имеют улучшенную конструкцию, что заключается в наличии разного рода пустот в их постельных поверхностях. Такие пустоты часто выполняются сквозными, и предназначаются для удобства захвата кирпичей при их укладке, а также для улучшения звуко- и теплоизоляционных свойств кирпича. Некоторые варианты решают задачу по ускорению просушки кирпичей при их отжиге.
В настоящее время при строительстве стен и перекрытий применяются блоки из пенобетона и газобетона, который представляют собой кирпичи из вспененного бетона, и характеризуются малой массой и себестоимостью. Также к их достоинствам можно отнести теплоизолирующие свойства, кроме того малая масса блоков из вспененного бетона позволяет выполнить их в больших относительно стандартных кирпичей из смеси глины и песка размерах. Перечисленные преимущества привели к их использованию при строительстве малоэтажных частных домов, где строительные блоки из вспененного бетона используют при укладке стен зданий.
Однако высокая пористость строительных блоков из вспененного бетона ведет к снижению их прочности и несущей способности, в связи с чем высота зданий, построенных из них, не должна превышать 3 этажей. Кроме того, при сборке перекрытий между этажами и настилке крыши, возникает необходимость отливки при помощи строительной опалубки прослойки из бетона, которая равномерно распределяет нагрузку на строительные блоки в стенах. Это необходимо для предотвращения продавливания вспененного бетона несущими балками и ребрами.
Как было упомянуто выше, строительные блоки из вспененного бетона обладают малой массой, что позволяет их легко передвигать при ручной укладке - а также использовать для самостоятельного возведения строений владельцами загородных участков. Это позволяет выполнить строительные блоки с весьма крупными размерами, что уменьшает количество операций кладки и ускоряет процесс возведения строительных конструкций. Однако, как правило, при этом в наличии нет специальной оснастки - опалубки для отливки бетона, и это затрудняет самостоятельные строительные работы. Предлагаемое решение позволяет решить эту задачу - упростить процесс заливки слоя бетона для распределения нагрузки вышележащих перекрытий, а также повышения прочности кладки в целом - без применения опалубки.
На фигуре 1 показан продольный вертикальный разрез предлагаемого строительного блока из вспененного бетона, на котором видно, в продольном направлении в верхней части блока предусмотрена выемка для заливки бетоном, имеющая стенки по своим торцам, а также имеется поперечная полость, соединяющаяся с продольной полостью.
На фигуре 2 показан вид сверху на предлагаемый строительный блок, где видно обе (продольную и поперечную) выемки для заливки бетоном. Их объемы пересекаются, образуя единый объем для заливки. Заливка бетоном производится после укладки слоя стены, а для предотвращения выливания раствора из полости строительного блока, предусмотрены тонкие наружные стенки с торцов выемок для заливки.
Наружные стенки могут выламываться руками перед укладкой в необходимом направлении - что не представляет затруднений в связи с низкой прочностью вспененного бетона. Смежные строительные блоки в местах соединения их выемок для заливки, могут образовывать единый периметр (контур) заливки строения. По периметру заливки может ложится арматура для повышения его жесткости и долговечности.
Следует отметить, что использование выемок в строительных блоках позволяет отказаться от отливки специального слоя бетона, сами блоки в таком случае выступают в качестве опалубки для заливки слоя бетона. Однако, объем этих выемок в строительных блоках не должен занимать большую часть их объема, поскольку от этого зависит себестоимость всего строения в целом. Для малоэтажного частного строительства экономическая составляющая работ является одним из наиболее важных критериев.
По оценкам автора, достаточным является наличие выемок в блоке с шириной, равной половине ширины самого строительного блока. Однако в каждом конкретном случае производитель строительного блока принимает решение исходя из своих маркетинговых исследований в регионе сбыта. Увеличение объема выемок увеличивает прочность отливки и строения в целом, но ведет к перерасходу бетона и росту стоимости работ.
На фигуре 3 показан вид сверху на периметр кладки из предлагаемых строительных блоков. Из рисунка становится очевидно, что в местах стыка при строительстве выламываются тонкие стенки с торцов выемок блоков, которые после заливки образуют единый периметр, способный принимать нагрузки балок и перекрытий сверху. Это достигается не только высокой прочностью заливаемого в полости бетона, которая может усиливаться путем укладки в соединяющиеся полости строительных блоков арматуры, но также и распределением нагрузки по объему строительных блоков за счет площади заливаемых выемок, объемы которых соединяются.
Наиболее простой, а потому наиболее технологичной при изготовлении является прямоугольная форма сечения выемок в строительных блоках.
Выбранная конструкция блока с одной продольной и одной поперечной выемками в верхней постели обусловлена соображениями снижения расхода бетона при заливке. Действительно, возможно изготовить строительный блок с двумя поперечными выемками, обе из которых соединяются с продольной выемкой - однако все пустые полости потребуют заливки бетоном в процессе строительства. Это объясняется малой толщиной стенок с торцов выемок, и легкой разрушаемостью вспененного бетона - что не позволяет применять более сложные варианты выемок для заливки бетона.
Представленное решение является простым и потому промышленно применимым, и обеспечивает повышение прочности стен и распределение нагрузок от перекрытий.
Предлагаемое техническое решение является новым, имея следующие принципиальные отличия от основного прототипа:
- в верхней его части расположены выемки для заливки бетоном во время строительства;
- ширина выемок составляет не менее половины ширины самого строительного блока;
- одна из выемок выполняется продольной, а вторая поперечной, причем они пересекаются, образуя единый объем;
- выемки имеют прямоугольное сечение;
- с торцов выемки оснащаются тонкими наружными стенками.
Таким образом, вся совокупность существенных признаков полезной модели ранее неизвестна и приводит к новому техническому результату - увеличению прочности укладываемых из блоков вспененного бетона конструкций, а также распределению нагрузки от перекрытий.
Краткое описание чертежей. На фигуре 1 изображен продольный вертикальный разрез предлагаемого строительного блока. На фигуре 2 изображен вид сверху на предлагаемый строительный блок. На фигуре 3 изображен вид сверху на периметр слоя кладки из предлагаемого строительного блока.