Многослойный строительный блок
Изобретение относится к производству строительных материалов, используемых, в частности, в малоэтажном строительстве, а также при сооружении гражданских и промышленных объектов с высокими требованиями по декоративной внешней облицовке зданий, тепло- и звукоизоляции помещений, например жилых домов, коттеджей и других построек. Многослойный строительный блок характеризуется наличием декоративного слоя толщиной А, несущего слоя толщиной С и расположенного между ними теплоизоляционного слоя из пенополистирола толщиной В, скрепленных между собой полимерными стержнями, выполненными с острым концом со стороны, контактирующей с декоративным слоем, и с зацепом на другом конце, входящем в несущий слой. Полимерные стержни содержат дисковые либо крестообразные ребра. Блок выполнен в виде призмы, трапециевидные основания которой являются торцами блока. Меньшая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней стороной декоративного слоя блока. Большая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней стороной несущего слоя блока. Две одинаковые по площади непараллельные грани призмы являются верхним и нижним основаниями блока с углом α их наклона к внешней стороне несущего слоя блока не более 1° и соотношением толщины слоев А:В:С=1:2,4:2,6. Охарактеризовано выполнение многослойного блока. Технический результат: упрощение конструкции строительного блока, увеличение прочностных характеристик кладки и удешевление строительства. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к производству строительных материалов, используемых, в частности, в малоэтажном строительстве, а также при сооружении гражданских и промышленных объектов с высокими требованиями по декоративной внешней облицовке зданий, тепло- и звукоизоляции помещений, например жилых домов, коттеджей и других построек.
Известен декоративный облицовочный строительный камень, состоящий из декоративного отделочного слоя и строительного слоя (см. патент RU №2131006, кл. Е04С 1/40, 1998 г.). В этом техническом решении декоративный отделочный слой выполнен из смеси гидравлического связующего, наполнителя и пигмента, а в качестве строительного слоя используют кирпич силикатный или керамический, при этом выдерживается заданное соотношение толщины отделочного и строительного слоев. Однако такой строительный элемент не обеспечивает хорошей теплоизоляции, а его отделочный слой не позволяет получить разнообразную фактуру отделки и не обеспечивает архитектурного разнообразия конструктивного выполнения стен.
Известен блок строительный стеновой, содержащий два строительных слоя, разделенных сердечником из теплоизоляционного материала, при этом теплоизоляционный сердечник выполнен из пенополистирола или другого аналогичного по прочностным и теплофизическим свойствам материала (см. патент RU №2131501, кл. Е04С 1/40, 1998 г.). Такой строительный блок требует дополнительной отделки наружной лицевой поверхности возведенных из него стен. Кроме того, связь между слоями не обеспечивает достаточной прочности всего блока, несмотря на разнообразие форм выполнения конфигурации теплоизоляционного сердечника.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является строительный блок, состоящий из внешнего декоративного слоя, примыкающего к нему бетонного слоя, к которому примыкает теплоизоляционный слой, и внутреннего бетонного несущего слоя, соединенных стеклопластиковыми стержнями (см. патент RU №2208102, кл. Е04С 1/40, 2001 г.). Этот строительный блок оказался неоправданно сложным и дорогостоящим в изготовлении и сборке и недостаточно декоративным в кладке.
Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи упрощения конструкции строительного блока и технологии его изготовления и последующей сборки при строительстве стены с соблюдением всех требуемых технических и технологических параметров, оптимизации соотношений размеров всех слоев, повышения декоративности внешнего вида кладки, увеличения прочностных характеристик кладки и удешевления строительства.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что многослойный строительный блок характеризуется наличием декоративного слоя толщиной А, несущего слоя толщиной С и расположенного между ними теплоизоляционного слоя из пенополистирола толщиной В, скрепленных между собой полимерными стержнями, выполненными с острым концом со стороны, контактирующей с декоративным слоем, и с зацепом на другом конце, входящем в несущий слой, а также снабжением, по крайней мере, части полимерных стержней либо дисковыми, либо крестообразными ребрами и выполнением блока в виде призмы, трапециевидные основания которой являются торцами блока, а меньшая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней стороной декоративного слоя блока, при этом большая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней стороной несущего слоя блока, причем две одинаковые по площади непараллельные грани призмы являются верхним и нижним основаниями блока с углом α их наклона к внешней стороне несущего слоя блока не более 1° и соотношением толщины слоев А:В:С=1:2,4:2,6. И тем, что многослойный строительный блок характеризуется наличием декоративного слоя толщиной А и несущего слоя толщиной С, а также выполнением блока в виде призмы, трапециевидные основания которой являются торцами блока, а меньшая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней стороной декоративного слоя блока, при этом большая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней стороной несущего слоя блока, причем две одинаковые по площади непараллельные грани призмы являются верхним и нижним основаниями блока с углом α их наклона к внешней стороне несущего слоя блока не более 1° и соотношением толщины слоев А:С=1:5.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображен трехслойный строительный блок, вид в плане. На фиг.2 - то же, сечение А-А на фиг.1. На фиг.3 - кладка трехслойных строительных блоков, вертикальный разрез. На фиг.4 - двухслойный строительный блок, вид в плане. На фиг.5 - то же, сечение Б-Б на фиг.4. На фиг.6 - полимерный стержень для скрепления блока с дисковыми ребрами. На фиг.7 - то же, сечение В-В на фиг.6. На фиг.8 - полимерный стержень с крестообразными ребрами. На фиг.9 - то же, сечение Г-Г на фиг.8.
Многослойный строительный блок 1 включает декоративный слой 2 толщиной А, прилегающий к нему теплоизоляционный слой 3 из пенополистирола толщиной В и несущий слой 4 толщиной С, скрепленные между собой полимерными стержнями 5, оснащенными либо дисковыми ребрами 6, либо крестообразными ребрами 7. Ребра 6 и 7 могут располагаться либо по всей длине стержня 5, либо по части его длины. Стержни 5 выполнены с острым концом 8 со стороны, контактирующей с декоративным слоем 2, и с зацепом 9 на другом конце, входящем в несущий слой 4. Стержни 5 вместе с ребрами 6 и 7 и зацепами 9 выполнены полностью из полимерных материалов. Стержни 5 расположены в блоке 1 под разными углами друг к другу. Строительный блок 1 выполнен в виде призмы, трапециевидные основания которой являются торцами 10 блока 1. Меньшая по площади из двух параллельных боковых граней призмы является внешней стороной 11 декоративного слоя 2 блока 1. Большая по площади из двух параллельных боковых граней призмы является внешней стороной 12 несущего слоя 4 блока 1. Две одинаковые по площади непараллельные грани призмы являются верхним 13 и нижним 14 основаниями блока 1 с углом α их наклона к внешней стороне 12 несущего слоя 4 блока 1 не более 1°. При этом соотношение толщины слоев 2, 3 и 4 лежит в диапазоне А:В:С=1:2,4:2,6. Данная конструкция и соотношение параметров обеспечивают хорошую термоизоляцию и прочность кладки при простоте конструкции блоков 1.
Декоративный слой 2 изготавливают из смесей, обладающих следующими качествами: прочностью, твердостью, эстетичностью, гидроотталкивающими и другими свойствами. Этого можно достичь используя для изготовления декоративного слоя 2 смесь цемента, керамзита, песка и воды с добавлением пластификатора и любого красящего пигмента. Декоративный слой 2 может быть выполнен различной фактуры: гладким или с любым выпуклым рисунком.
Теплоизоляционный слой 3 изготавливают, используя материалы, обладающие низкой теплопроводностью, например из пенополистирола, обладающего универсальными для конструкции данного блока 1 качествами и обеспечивающего необходимые теплоизоляционные свойства и хорошее демпфирование при сжатии-растяжении блоков 1 и связующего состава 15 кладки стен во время перепадов температуры, особенно при смене сезонов (от плюсовой температуры к минусовой и обратно).
При изготовлении блока 1 в форму заливается смесь для получения декоративного слоя 2, затем закладывается пенополистирол теплоизоляционного слоя 3 и протыкается стержнями 5 под разными углами до соприкосновения со слоем 2, а концы стержней 5 заливаются бетонной смесью несущего слоя 4.
При сооружении стен из блоков 1 их закрепляют раствором из связующего состава 15 декоративным слоем 2 наружу. На фиг.3 показан вертикальный разрез кладки трехслойных блоков 1. Связующий состав 15 в разрезе имеет конусность, обращенную наружу. Наружный шов 16 кладки имеет декоративную вогнутую поверхность. В области несущего слоя 4 толщина связующего состава 15 минимальна, что обеспечивает высокую прочность и надежность прилегания блоков 1 несущими слоями 4 друг к другу.
Трехслойный строительный блок 1 предназначен для использования в средней полосе России и регионах с подобными климатическими условиями, т.к. при достаточной простоте конструкции и внешней декоративности обеспечивает хорошие теплоизоляционные качества и устойчивость несущего слоя 4.
Двухслойный строительный блок 17 содержит декоративный слой 2 с толщиной А и несущий слой 4 с толщиной С. Строительный блок 17 выполнен в виде призмы, трапециевидные основания которой являются торцами 10 блока 17. Меньшая по площади из двух параллельных боковых граней призмы является внешней стороной 11 декоративного слоя 2 блока 17. Большая по площади из двух параллельных боковых граней призмы является внешней стороной 12 несущего слоя 4 блока 17. Две одинаковые по площади непараллельные грани призмы являются верхним 13 и нижним 14 основаниями блока 17 с углом α их наклона к внешней стороне 12 несущего слоя 4 блока 17 не более 1°, а соотношение толщины А и С слоев 2 и 4:А:С=1:5. Двухслойный строительный блок 17 предназначен для южных сейсмоопасных регионов России и других регионов с похожими природными условиями, когда нет необходимости в повышенных теплоизоляционных свойствах блока 17, но предъявляются высокие требования к прочности несущего слоя 4 и полученной в процессе строительства кладки.
Декоративный слой 2 двухслойного блока 17 (как и у трехслойного блока 1) изготавливают из смесей, обладающих следующими качествами: прочностью, твердостью, эстетичностью, гидроотталкивающими и другими свойствами. Этого можно достичь используя для изготовления декоративного слоя 2 смесь цемента, керамзита, песка и воды с добавлением пластификатора и любого красящего пигмента. Декоративный слой 2 может быть выполнен различной фактуры: гладким или с любым выпуклым рисунком.
Многослойный строительный блок используется следующим образом.
При использовании в строительстве блоков 1 и 17 призматической формы с небольшим углом наклона стенок достигается оптимальный баланс связующего состава 15: в области декоративного слоя 2 в кладке толщина состава 15 максимальна, что вместе с вогнутым наружным швом 16 создает хороший декоративный эффект. Использование пенополистирола для изготовления термоизоляционного слоя 3 обеспечивает необходимые теплоизоляционные свойства и хорошее демпфирование при сжатии-растяжении блоков 1 и связующего состава 15 кладки стен во время перепадов температуры, особенно при смене сезонов. Минимальная толщина связующего состава 15 в зоне прилегания несущих слоев 4 обеспечивает высокую прочность и надежность прилегания блоков 1 и 17 несущими слоями 4 друг к другу.
Использование трехслойного строительного блока 1 в средней полосе России и регионах с подобными климатическими условиями обеспечивает при достаточной простоте конструкции и внешней декоративности хорошие теплоизоляционные качества, устойчивость несущего слоя 4 и всей кладки в целом. В свою очередь, использование двухслойных строительных блоков 17 в южных сейсмоопасных регионах России и других регионах с похожими природными условиями, когда нет необходимости в повышенных теплоизоляционных свойствах блока 17, но предъявляются высокие требования к прочности несущего слоя 4 и полученной в процессе строительства кладке, даст возможность значительно упростить изготовление блоков 17, удешевить строительство при повышении декоративности строений и их прочностных характеристик. Выполнение блоков 1 и 17 с верхним 13 и нижним 14 основаниями, имеющими угол α их наклона к внешней стороне 12 несущего слоя 4 не более 1°, обеспечивает минимальную конусность связующего состава 15, что дает возможность достичь декоративности внешнего вида при одновременной прочности кладки в зоне стыковки блоков 1 и 17 несущими слоями 4. Достижению этой же цели способствует использование блоков 17 с соотношением толщины слоев 2 и 4 следующим образом: А:С=1:5.
Использование полимерных стержней 5 для стяжки всех слоев 2, 3 и 4 блоков 1 исключает образование окислов и ржавчины между ними во время эксплуатации здания во влажных условиях. Выполнение полимерных стержней 5 с ребрами 6 и 7 и зацепами 9 обеспечивает прочное удерживание и стягивание между собой декоративного слоя 2, теплоизоляционного слоя 3 и несущего слоя 4 в трехслойном блоке 1, исключая прокручивание стержней 5 вокруг своей оси. Расположение стержней 5 под разными углами к поверхности слоев 2, 3 и 4 способствует повышению прочности и изломостойкости конструкции.
Таким образом, заявленное изобретение решает техническую задачу упрощения конструкции строительного блока и технологии его изготовления и последующей сборки при строительстве стены с соблюдением всех требуемых технических и технологических параметров, оптимизации соотношений размеров всех слоев, повышения декоративности внешнего вида кладки, увеличения прочностных характеристик кладки и удешевления строительства.
1. Многослойный строительный блок, характеризующийся наличием декоративного слоя толщиной А, несущего слоя толщиной С и расположенного между ними теплоизоляционного слоя из пенополистирола толщиной В, скрепленных между собой полимерными стержнями, выполненными с острым концом со стороны, контактирующей с декоративным слоем, и с зацепом на другом конце, входящем в несущий слой, а также снабжением, по крайней мере, части полимерных стержней либо дисковыми, либо крестообразными ребрами, и выполнением блока в виде призмы, трапециевидные основания которой являются торцами блока, а меньшая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней стороной декоративного слоя блока, при этом большая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней стороной несущего слоя блока, причем две одинаковые по площади непараллельные грани призмы являются верхним и нижним основаниями блока с углом α их наклона к внешней стороне несущего слоя блока не более 1°, и соотношением толщины слоев А:В:С=1:2,4:2,6.
2. Многослойный строительный блок, характеризующийся наличием декоративного слоя толщиной А и несущего слоя толщиной С, а также выполнением блока в виде призмы, трапециевидные основания которой являются торцами блока, а меньшая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней стороной декоративного слоя блока, при этом большая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней стороной несущего слоя блока, причем две одинаковые по площади непараллельные грани призмы являются верхним и нижним основанием блока с углом α их наклона к внешней стороне несущего слоя блока не более 1°, и соотношением толщины слоев А:С=1:5.
