стеновой строительный блок

Формула изобретения

1. Стеновой строительный блок, содержащий несущие слои из вертикально размещенных жестких пластин из армированного бетона, скрепленных с соседними пластинами с зазором посредством жестких перемычек, выполненных с возможностью работы на сжатие и растяжение, и теплоизолирующий слой, при этом перемычки не пересекают насквозь пластины блока, отличающийся тем, что количество пластин в блоке больше двух, между, по крайней мере, двумя из которых установлен теплоизолирующий слой, кроме того, горизонтальные торцы пластины выполнены с выемкой, в форме равнобедренной трапеции, оси симметрии которых совпадают с вертикальной осью симметрии пластины, при этом суммарная длина оставшихся участков горизонтального торца пластины равна длине дна выемки, а торцы блока снабжены выступами и впадинами, выполненными с возможностью совпадения торцов пластин при кладке блоков.

2. Стеновой строительный блок по п.1, отличающийся тем, что местоположение перемычек в соседних зазорах не совпадает друг с другом.

3. Стеновой строительный блок по п.1, отличающийся тем, что внешние пластины блока выполнены из бетона с добавками, обеспечивающими повышение их эксплуатационных и/или декоративных свойств.

4. Стеновой строительный блок по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из зазоров содержит вкладыш из теплоизолирующего материала, например пенополистирола.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении зданий и сооружений.

Известен стеновой строительный блок, выполненный в виде монолитного тела по крайней мере с одной открытой полостью, заполненной другим материалом - наполнителем. Монолитное тело оснащено ребрами, полученными при изготовлении открытых полостей. Поверхности, образующие полость, заполненную другим материалом, выполнены в виде эллиптического параболоида, или двуполостного гиперболоида, или гиперболического цилиндра, или конуса второго порядка, или параболического цилиндра. В качестве наполнителя можно использовать различные материалы, обладающие повышенными теплоизолирующими свойствами (в частности, древесные опилки), звукоизоляционными или антистатическими свойствами (например, хвоя) (см. патент RU 2064561, Е04В 2/02).

Основным недостатком описанного строительного блока является его низкое термическое сопротивление вследствие наличия большого количества ребер из основного монолитного тела, не обладающего повышенными теплоизолирующими свойствами.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является стеновой строительный блок, разработанный финской фирмой "Mecmetal", содержащий несущие слои, выполненные из бетона, между которыми установлен теплоизолирующий слой (см. Термоблок // Строительные материалы. - 1999. - 2. - С.40). Блок является трехслойным изделием типа "сэндвич", у которого внутренний слой - несущий. В качестве материала утеплителя использован полистирол. Толщина слоев блока варьируется в зависимости от требуемого термического сопротивления и механической прочности изделий

Основным недостатком стенового строительного блока является низкая механическая прочность, так как соединение внешнего лицевого и внутреннего несущего бетонных слоев осуществляется только за счет сцепления с малопрочным материалом - полистиролом - без использования дополнительных крепежных элементов. Кроме того, толщина такого блока в условиях холодного климата существенно увеличивается.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является обеспечение повышенной прочности стенового строительного блока и улучшение его теплоизоляционных свойств.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении возможности возведения стен из отдельных пустотелых блоков без раствора при широкой вариации размеров блока, в том числе толщины. Причем обеспечивается высокая ремонтопригодность блока за счет замены внешних его плит. Теплоизоляционные свойства блока обеспечивают тепловую комфортность здания в самые суровые морозы.

Для решения поставленной задачи стеновой строительный блок, содержащий несущие слои, выполненные из бетона, между которыми установлен теплоизолирующий слой, отличается тем, что он выполнен из как минимум двух вертикально размещенных жестких пластин из армированного бетона, скрепленных с соседними пластинами с зазором, не превышающим толщину пластин, посредством жестких перемычек, выполненных с возможностью работы на сжатие и растяжение, при этом перемычки не пересекают насквозь пластины блока, кроме того, горизонтальные торцы пластины выполнены с выемкой в форме равнобедренной трапеции, оси симметрии которых совпадают с вертикальной осью симметрии пластины, а большее основание расположено на уровне торца пластины, при этом суммарная длина оставшихся участков горизонтального торца пластины равна длине дна выемки. Кроме того, местоположение перемычек в соседних зазорах не совпадает друг с другом. Кроме того, внешние пластины блока выполнены из бетона с добавками, обеспечивающими повышение их эксплуатационных и/или декоративных свойств. Кроме того, по меньшей мере, один из зазоров содержит вкладыш из теплоизолирующего материала, например пенополистирола. Кроме того, торцы пластин снабжены выступами и впадинами, выполненными с возможностью совпадения при кладке блоков.

Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков заявляемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".

Признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признаки "... он выполнен из как минимум двух вертикально размещенных жестких пластин из армированного бетона, скрепленных с соседними пластинами с зазором..." обеспечивают возможность варьирования толщины блока вариацией числа пластин и обеспечивают возможность формирования стен (перегородок в виде многослойной вертикальной структуры с вентилируемыми зазорами). При этом толщина блока не лимитируется размерами термоизоляционных зазоров, кроме того, обеспечивается высокая ремонтопригодность блока за счет оперативной замены внешних его пластин.

Признак, указывающий, что пластины скреплены посредством "... жестких перемычек, выполненных с возможностью работы на сжатие и растяжение...", обеспечивает высокие прочностные характеристики блока за счет формирования пространственной жесткой конструкции.

Признаки "... перемычки не пересекают насквозь пластины блока" уменьшают эффективность «работы» перемычек как мостиков холода, что способствует повышению теплоизоляционных свойств блока.

Признаки "... горизонтальные торцы пластины выполнены с выемкой в форме равнобедренной трапеции, оси симметрии которых совпадают с вертикальной осью симметрии пластины, а большее основание расположено на уровне торца пластины, при этом суммарная длина оставшихся участков горизонтального торца пластины равна длине дна выемки" обеспечивают плотное (без зазоров) прилегание «рядов» блоков в кладке друг к другу, кроме того, обеспечивается фиксация блока от перемещения вдоль ряда кладки.

Признаки второго пункта формулы исключают «работу» перемычек как мостиков холода, способствуя повышению теплоизоляционных свойств блока.

Признаки третьего пункта формулы обеспечивают возможность придания внешним пластинам блока специальных свойств: повышенной прочности, пониженного водопоглощения, декоративности фактуры и т.п., при использовании внутренних пластин из обычного бетона, что в целом упрощает технологию изготовления блоков.

Признаки четвертого пункта формулы обеспечивают возможность повышения теплоизолирующих свойств зазора между плитами.

Признаки пятого пункта формулы обеспечивают возможность повышения прочности скрепления блока с соседними, что важно при безрастворной кладке стен или перегородок и для водонепроницаемости стен.

На фиг.1 показан вид спереди блока (вариант с гладкими торцами); на фиг.2 показан вариант с торцами, снабженными выступами и впадинами - вид сверху; на фиг.3 показан вариант с торцами, снабженными выступами и впадинами, вид сбоку - повернуто (внешняя пластина разрезана по вертикальной оси симметрии); на фиг.4 показан вид пластины; на фиг.5 показан вид формовочного вкладыша.

На чертежах показаны стеновой строительный блок, содержащий жесткие пластины 1, скрепленные друг с другом посредством жестких перемычек 2 с зазором 3. Кроме того, показан вкладыш 4, вертикальные торцы 5 пластин, снабженные выступами 6 и впадинами 7, горизонтальные торцы 8 пластин, снабженные выступами 9 и впадинами 10, арматура 11, поверхности 12 пластин 1, концы арматурных стержней 13, формовочный вкладыш 14 с вырезом 15, выемка 16, вертикальная ось симметрии 17 пластины 1, оставшийся участок 18 горизонтального торца 8 пластины 1, дно 19 выемки 16.

Жесткие пластины 1 выполнены толщиной 40-60 мм из бетона, армированного металлической арматурой 11, и скреплены друг с другом с зазором 3, не превышающим толщину пластин (шириной 3-20 мм), посредством жестких перемычек 2. При этом горизонтальные торцы 8 пластины выполнены с выемкой 16 в форме равнобедренной трапеции, оси симметрии которых совпадают с вертикальной осью симметрии 17 пластины 1, а большее основание расположено на уровне торца 8 пластины, при этом суммарная длина оставшихся участков 18 горизонтального торца пластины равна длине дна 19 выемки.

Внешние плиты блока выполнены из бетона с добавками (или покрытиями), обеспечивающими повышение их эксплуатационных свойств (повышенной прочности, пониженного водопоглощения) и/или декоративности поверхности. Жесткие перемычки 2 выполненны с возможностью их работы на сжатие и растяжение (число перемычек от 2 до 8, они выполнены из бетона, керамзитобетона или керамики и т.п., снабжены армировкой, имеют поперечный размер 30-100 мм в зависимости от размеров пластин 1). Перемычки 2 не пересекают насквозь пластины 1 блока, их местоположение в соседних зазорах 3 не совпадает друг с другом. По меньшей мере один из зазоров 3 содержит вкладыш 4 из теплоизолирующего материала, например пенополистирола, толщиной, соответствующей толщине зазора 3. Кроме того, торцы пластин, могут быть снабжены выступами и впадинами, выполненными с возможностью совпадения при кладке блоков.

Заявленный блок изготавливают следующим образом.

Пластины 1 формируют таким образом, чтобы из их поверхностей 12, обращенных в зазор, в местах размещения жестких перемычек 2 выступали концы арматурных стержней 13, скрепленных с металлической арматурой 11. После твердения пластин 1 осуществляют сборку блока, при этом используют формовочные вкладыши 14 (выполненные из деревянных пластин толщиной, равной проектной толщине зазора 3) с вырезами 15, соответствующими проектной форме перемычек 2. При сборке блока концы арматурных стержней 13 соединяют либо их скруткой, либо сваркой, после чего собирают «сэндвич», содержащий пластины, отделенные друг от друга формовочными вкладышами 14. Далее к внешним пластинам блока прикладывают сжимающее усилие, исключающее выпадение формовочных вкладышей 14 из зазора при подаче в них твердеющего материала. После этого в вырезы 15 формовочных вкладышей 14 подают известным образом твердеющий материал (бетон, керамзитобетон и т.п.), уплотняют его, например виброобработкой, и после схватывания твердеющего материала извлекают из зазоров формовочные вкладыши 14. Далее в одном из зазоров 3 известным образом размещают вкладыш 4 из теплоизолирующего материала (в принципе эта операция может быть реализована и после кладки стены).

Затем блоки известным образом безрастворным способом укладывают в стену. При этом выступы, образованные оставшимися участками 18 горизонтального торца пластины, располагаются в выемке 16, что автоматически производит перевязку вертикальных швов нижележащего горизонтального ряда и исключает возможность смещения блока вдоль ряда. При этом целесообразно использовать промазку вертикальных и горизонтальных торцов пластин тонким слоем клеющего состава, например, на цементной основе. При наличии на торцах пластин 1 выступов и впадин от нанесения клеющего состава можно отказаться, единственное, кладку блоков надо производить так, чтобы у нижнего торца пластин выступы 9 были снаружи.

После окончания кладки стена представляет собой многослойную «панель», отдельные вертикальные слои которой скреплены друг с другом и разделены тонкими воздушными зазорами, которые при необходимости можно выполнить и проветриваемыми с использованием известных решений. При этом коэффициент теплопроводности такого блока составит 0,04-0,16 Вт/(м·°С), его толщина, при термическом сопротивлении R₀=3,15, составит 0,25-0,48 м, прочность 15-40 МПа, морозостойкость 50-250 циклов. Масса 1 м² стены составит 160-670 кг.

Вышеприведенный пример осуществления настоящего изобретения допускает различные модификации и дополнения, которые являются очевидными для специалистов в области, к которой данное изобретение относится. То есть настоящее изобретение ни в коей мере нельзя ограничивать этим описанием предложенного устройства, и в него могут быть внесены изменения и дополнения, определяемые ниже пунктами формулы изобретения.