комплексная преднапряженная плита покрытия из пеностекла

Формула изобретения

Комплексная преднапряженная плита покрытия из пеностекла, включающая продольную рабочую арматуру и пеностекло, отличающаяся тем, что продольная рабочая арматура выполнена из высокопрочной стали классов А-IV, A-V и сварена в каркас с металлическими анкерными уголками, располагающимися по торцам плиты, а преднапряжение в стержнях обеспечено температурным воздействием процесса вспучивания пеностекла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при производстве и применении плит покрытий малоэтажных и сельскохозяйственных зданий.

Известны изделия из пеностекла (блоки), армированные металлической или стеклянной сеткой, которая закладывается в пенообразующую смесь при заполнении форм. При вспенивании пеномасса, находясь в пиропластическом состоянии, прочно соединяется с арматурой, что обеспечивает значительное повышение прочности (см. Б.К. Демидович. Производство и применение пеностекла. - Минск.: Наука и техника, 1972. - 31 с.).

Недостаток изделий из пеностекла, армированных металлической сеткой, - невозможность использования в качестве несущих изгибаемых изделий, т.к. пеностекло обладает относительно низкой прочностью при изгибе.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранная в качестве прототипа преднапряженная комплексная плита перекрытия и покрытия из арболита (см. патент Российской Федерации N 2105110).

Указанная плита включает продольную преднапряженную арматуру, арболитовый слой и слои из бетона, при этом арболитовый слой выполнен из поризованного арболита класса B 3,5 и выше, а слои из бетона расположены по торцам арболитового слоя, перпендикулярно плоскости натяжения арматуры.

У прототипа имеется следующий недостаток.

Для предотвращения разрушения торцов слой арболита в плите заменен на тяжелый бетон со значительно большими значениями коэффициента теплопроводности, что способствует образованию мостиков холода. Кроме того, предложенная конструкция плиты предусматривает использование обычной технологии натяжения преднапряженной арматуры на упоры формы, которая отличается относительно большой трудоемкостью.

Технический результат - расширение области применения пеностекла, улучшение теплозащитных качеств ограждающей конструкции, упрощение технологии изготовления изделия.

Указанный технический результат достигается тем, что известная комплексная преднапряженная плита покрытия из пеностекла включает продольную рабочую арматуру и пеностекло. Особенность состоит в том, что продольная рабочая арматура выполнена из высокопрочной стали классов A-IV, A-V, стержни сварены в каркас с металлическими анкерными уголками, располагающимися по торцам плиты, и перераспределяющими напряжение с арматуры на пеностекло, а преднапряжение в стержнях обеспечено температурным воздействием процесса вспучивания за счет разницы в значениях коэффициентов температурной деформации арматуры и пеностекла.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существующим признакам заявленного изобретения.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом решении.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:

- дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;

- замена какой-либо части средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата;

- увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;

- выполнение известного средства или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;

- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака, представлении таких признаков во взаимосвязи либо изменении ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, закономерностей.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на которых изображено:

на фиг. 1 - вид плиты покрытия, план;

на фиг. 2 - продольный разрез плиты.

Предлагаемая комплексная плита покрытия из слоя пеностекла 1, стержней продольной преднапряженной арматуры 2, приваренных к уголкам 3, расположенных по торцам плит. Предназначение уголков - обеспечение надежной анкеровки арматуры и равномерности обжатия слоя пеностекла при остывании конструкции. Так как укорочение арматуры при остывании превосходит укорочение пеностекла - произойдет предварительное напряжение арматуры.

При изготовлении плит покрытий может быть принята следующая технология. На дно формы из жаропрочной стали укладывается арматурный каркас и насыпается пенообразующая смесь, состоящая из тонкомолотого боя стекла с размером зерен не выше 0,09 мм (удельная поверхность 6000-7000 см²/г) и газообразователь (газовая сажа, известняк, антрацит и др.) в количестве 0,3%. Количество пенообразующей смеси устанавливается расчетом в зависимости от показателя вспучиваемости и заданной плотности пеностекла с последующим уточнением экспериментальным путем.

Для обеспечения ровной верхней поверхности плиты форму закрывают крышкой.

При воздействии температуры в пределах 810-830^oC наступает пиропластическое размягчение пенообразующей смеси с одновременным газовыделением, приводящим к ее вспениванию и заполнению объема формы. Высокая температура вызывает удлинение арматурных стержней. Стабилизация и обжиг завершают процесс формирования структуры пеностекла.

Коэффициент линейного температурного расширения пеностекла около 0,210^-6 град^-1, для стали около 20,010^-1 град^-1. При остывании пеностекло препятствует свободным деформациям арматуры, т.к. анкерные металлические уголки упираются в торцы плит, одновременно уголки способствуют выравниванию напряжения по торцам плиты, перераспределяя преднапряжение с арматуры на пеностекло.

Для извлечения плиты из формы и дальнейших монтажных операций в крышке формы должны быть предусмотрены бобышки для создания углублений в плите для беспетлевого варианта монтажных операций или для захвата металлических монтажных петель, устанавливаемых совместно с арматурным каркасом.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в строительстве;

- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;

- средство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".