Трехслойный 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. Трехслойный строительный блок характеризуется наличием декоративного слоя толщиной А, несущего слоя толщиной С и расположенного между ними теплоизоляционного слоя толщиной В, скрепленных между собой полимерными стержнями, оснащенными зацепами на концах и ребрами по всей длине. Ребра выполнены ромбовидного сечения, примыкают к стержню в зоне своей максимальной толщины и расположены на стержне под разными углами друг к другу. Блок выполнен в виде усеченной четырехгранной пирамиды с основанием в зоне большей наружной грани несущего слоя, с углом наклона стенок пирамиды к ее основанию в диапазоне 1-2°, и соотношением толщин слоев А:В:С=1:1,8:3,2. Одна из продольных торцевых граней несущего слоя выполнена параллельной противолежащей грани. Технический результат: упрощение конструкции строительного блока, увеличение прочностных характеристик кладки и удешевление строительства. 5 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 трехслойный строительный блок характеризуется наличием декоративного слоя толщиной А, несущего слоя толщиной С и расположенного между ними теплоизоляционного слоя толщиной В, скрепленных между собой полимерными стержнями, оснащенными зацепами на концах и ребрами по всей своей длине, причем ребра выполнены ромбовидного сечения, примыкают к стержню в зоне своей максимальной толщины и расположены на стержне под разными углами друг к другу, а также выполнением блока в виде усеченной четырехгранной пирамиды с основанием в зоне большей наружной грани несущего слоя, углом α наклона стенок пирамиды к ее основанию в диапазоне 1-2°, и соотношением толщины слоев А: В: С=1:1,8: 3,2, при этом одна из продольных торцевых граней несущего слоя С выполнена параллельной противолежащей грани.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображен трехслойный строительный блок, вид в плане. На фиг.2 - то же, вид А-А на фиг.1. На фиг.3 - кладка трехслойных строительных блоков, вертикальный разрез. На фиг.4 - стержень для скрепления всех слоев блока. На фиг.5 - форма для изготовления трехслойного строительного блока в разрезе.
Трехслойный строительный блок 1 включает декоративный слой 2 толщины А, прилегающий к нему теплоизоляционный слой 3 толщины В и несущий слой 4 толщины С, скрепленные между собой полимерными стержнями 5, оснащенными ребрами 6 по всей своей длине и зацепами 7 на концах. Ребра 6 выполнены ромбовидного сечения, примыкают к стержню 5 в зоне своей максимальной толщины и расположены на стержне 5 под разными углами друг к другу. Стержни 5 вместе с ребрами 6 и зацепами 7 выполнены полностью из полимерных материалов. Стержни 5 расположены в блоке 1 под разными углами друг к другу. Строительный блок 1 выполнен в виде усеченной четырехгранной пирамиды с основанием в зоне большей наружной грани несущего слоя 4 и углом α наклона стенок 8 пирамиды к ее основанию (внутреннему несущему слою 4) в диапазоне 1-2°, при этом соотношение толщины слоев 1, 2 и 3 лежит в диапазоне А:В:С=1:1,8:3,2. Данное соотношение параметров обеспечивает хорошую термоизоляцию, прочность кладки при простоте конструкции блоков 1 и гидроизоляцию стыков, что имеет особое значение для холодных регионов с плывущими грунтами и высокой климатической влажностью. Одна из продольных торцевых граней несущего слоя 4 выполнена параллельной противолежащей грани, т.е. выполнена скошенной в обратную сторону относительно граней пирамиды.
Декоративный слой 2 изготавливают из смесей, обладающих следующими качествами: прочностью, твердостью, эстетичностью, гидроотталкивающими и другими свойствами. Этого можно достичь, используя для изготовления наружного декоративного слоя 2 смесь цемента, керамзита, песка и воды с добавлением пластификатора и любого красящего пигмента. Декоративный слой 2 может быть выполнен различной фактуры: гладкий или с любым выпуклым рисунком.
Теплоизоляционный слой 3 изготавливают, используя материалы, обладающие низкой теплопроводностью. Например, смесь пенобетона и шариков 9 пенопласта обеспечивает необходимые теплоизоляционные свойства и хорошее демпфирование при сжатии-растяжении блоков 1 и связующего состава 10 кладки стен во время перепадов температуры, особенно при смене сезонов (от плюсовой температуры к минусовой и обратно).
Несущий слой 4, имеющий толщину, составляющую более 50% общей толщины блока 1, имеет одну торцевую продольную грань 11, параллельную другой торцевой продольной грани - стенке 8, т.е. скошенную в зоне несущего слоя 4 в обратную сторону относительно своей грани пирамиды - стенки 8. При сооружении стен из блоков 1 их закрепляют раствором из связующего состава 10 декоративным слоем 2 наружу, укладывая блоки таким образом, чтобы ребра продольных торцевых граней 11 несущих слоев 4 были расположены горизонтально и параллельно ребрам стенок 8 противоположных продольных граней несущего слоя 4, а наклон в зоне их стыковки направлен вниз в сторону теплоизоляционного слоя 3 (см. фиг.3).
На фиг.3 показан вертикальный разрез кладки трехслойных блоков 1. Связующий состав 10 в разрезе в зоне стыковки блоков 1 декоративными слоями 2 и теплоизоляционными слоями 3 имеет конусность, обращенную наружу. В зоне стыковки граней стенки 8 и параллельной ей грани 11 несущего слоя 4 конусность связующего состава 10 отсутствует, а угол наклона связующего состава 10 направлен наружу вниз в сторону теплоизоляционного слоя 3 благодаря стыковке блоков 1 таким образом, чтобы ребра продольных торцевых граней 11 несущих слоев 4 были расположены горизонтально и параллельно ребрам стенок 8 противоположных продольных граней несущего слоя 4, а наклон в зоне их стыковки направлен вниз в сторону теплоизоляционного слоя 3. Это обеспечивает хорошую гидроизоляцию стыков блоков 1. Наружный шов 12 кладки имеет декоративную вогнутую поверхность одинаковой толщины со всех внешних сторон блока 1 за счет равномерного наклона всех стенок 8 пирамиды. В области стыковки внутренних несущих слоев 4 блоков 1 толщина связующего состава 10 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 особенно для холодных регионов с плывущими грунтами и высокой климатической влажностью и регионов с подобными климатическими условиями, т.к. при достаточной простоте конструкции и внешней декоративности обеспечивает хорошие теплоизоляционные, гидроизоляционные качества, устойчивость и прочность стыковки блоков в зоне несущего слоя 4.
На фиг.5 изображена форма 13 для изготовления трехслойного пирамидального блока 1 с торцевой продольной гранью 11 несущего слоя 4, параллельной стенке 8. Форма 13 выполнена в виде перевернутой четырехгранной усеченной пирамиды. Процесс изготовления блока 1 заключается в следующем. На закладное днище 14 формы 13 укладывается подложка 15 с рельефом заданного типа, на нее выливается раствор, который после сушки образует декоративный слой 2. В этот раствор сразу вставляются полимерные стержни 5 под разными углами к плоскости слоя 2 и друг к другу. Затем заливается раствор из смеси пенобетона и шариков 9 пенопласта. Этот раствор после высыхания станет теплоизоляционным слоем 3. При этом зацепы 7 стержней 5 находятся выше уровня теплоизоляционного слоя 3. После чего в форму 13 вставляется клинообразная вставка 16, примыкающая своей гранью к одной из продольных сторон формы 13, например к стороне 17, на глубину будущего несущего слоя 4. Другая грань 18 вставки 16 параллельна стороне 19 формы 13. Затем заливается бетонный раствор, содержащий необходимые прочностные компоненты и наполнители, который после застывания станет несущим слоем 4. После полного высыхания блока 1 он выталкивается вверх вместе с клинообразной вставкой 16. Вставка 16 отделяется от блока 1, и он приобретает заданную форму.
Трехслойный строительный блок используется следующим образом.
При использовании в строительстве блоков 1 трапециевидной формы с небольшим углом наклона стенок достигается оптимальный баланс связующего состава 10: кладка стен в области примыкания блоков 1 друг к другу декоративным слоем 2 имеет максимальную толщину связующего состава 10, что вместе с вогнутым наружным швом 11 создает хороший декоративный эффект. Использование смеси пенобетона и шариков 9 пенопласта для изготовления термоизоляционного слоя 3 обеспечивает необходимые теплоизоляционные свойства и хорошее демпфирование при сжатии-растяжении блоков 1 и связующего состава 10 кладки стен во время перепадов температуры, особенно при смене сезонов. Минимальная толщина связующего состава 10 в зоне прилегания несущих слоев 4, параллельность и горизонтальное расположение ребер продольной торцевой грани 11 и ребер стенки 8 несущих блоков 4 с углом наклона стыка наружу вниз обеспечивают высокую прочность и надежность прилегания блоков 1 несущими слоями 4 друг к другу, хорошую гидроизоляцию состава 10 от проникновения влаги из атмосферы при достаточной простоте конструкции и внешней декоративности, хороших теплоизоляционных качествах, а также устойчивости несущего слоя 4 и всей кладки в целом.
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 зацепами 7 на концах обеспечивает прочное удерживание и стягивание между собой декоративного слоя 2, теплоизоляционного слоя 3 и несущего слоя 4 в трехслойном блоке 1. Расположение полимерных стержней 5 под разными углами к поверхности слоев 2, 3 и 4, а также друг к другу способствует повышению прочности и изломостойкости конструкции. Достижение этой же цели обеспечивается оснащением стержней 5 ребрами 6 по всей своей длине, выполненными ромбовидного сечения и примыкающими к стержню 5 в зоне своей максимальной толщины, а также расположением их на стержне 5 под разными углами друг к другу.
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.
Трехслойный строительный блок, характеризующийся наличием декоративного слоя толщиной А, несущего слоя толщиной С и расположенного между ними теплоизоляционного слоя толщиной В, скрепленных между собой полимерными стержнями, оснащенными зацепами на концах и ребрами по всей своей длине, причем ребра выполнены ромбовидного сечения, примыкают к стержню в зоне своей максимальной толщины и расположены на стержне под разными углами друг к другу, а также выполнением блока в виде усеченной четырехгранной пирамиды с основанием в зоне большей наружной грани несущего слоя, углом α наклона стенок пирамиды к ее основанию в диапазоне 1-2° и соотношением толщины слоев А:В:С=1:1,8:3,2, при этом одна из продольных торцевых граней несущего слоя выполнена параллельной противолежащей грани.
