RU174546U1

RU174546U1 - Многослойный газобетонный блок с улучшенными теплозащитными качествами

Info

Publication number: RU174546U1
Application number: RU2017124121U
Authority: RU
Inventors: Павел Николаевич Муреев; Наиль Миннубаевич Бикмуллин; Александр Николаевич Макаров; Виталий Геннадьевич Котлов; Андрей Владимирович Иванов
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2017-07-06
Publication date: 2017-10-19

Abstract

Полезная модель относится к многослойным строительным блокам. Техническим результатом является создание однородного стенового блока, который выполнен из слоев газобетона разной плотности и коэффициентов теплопроводности с улучшенными теплозащитными и деформативными качествами. Технический результат достигается тем, что многофункциональный газобетонный блок с улучшенными теплозащитными качествами, включающий соединенные между собой слои газобетона, соединены между собой в один блок по принципу паз-гребень, обеспечивающему большую контактную площадь при склеивании слоев, каждый из слоев отличается по плотности и коэффициенту теплопроводности, причем количество слоев в блоке определяется требуемыми расчетными прочностными и теплофизическими характеристиками по нагрузкам на стену и климатическим характеристикам района строительства, располагаются слои по отношению друг к другу таким образом, чтобы значения плотности и коэффициент теплопроводности убывали по направлению от внутреннего слоя (максимально плотного) к наружному (с наименьшей плотностью), при этом обеспечивая нормальный процесс тепломассопереноса и требуемые расчетные значения прочности и сопротивления теплопередачи, согласно полезной модели пазы и гребни имеют прямоугольную форму, внешние слои газобетонного блока в поперечном сечении выполнены швеллерообразной формы, а внутренние стыкуемые слои с последовательным чередованием между собой крестообразных и двутаврообразных форм в поперечном сечении.

Description

Полезная модель относиться к многослойным строительным блокам.

Известны рекомендации по проектированию различных вариантов конструкций стен из газобетона, изложенные в Стандарте организации СТО НААГ 3.1-2013 «Конструкции с применением автоклавного газобетона в строительстве зданий и сооружений. Правила проектирования и строительства» разработанные Национальной Ассоциацией производителей автоклавного бетона Российской Федерации.

Разработанные Стандарты организации СТО НААГ 3.1-2013 имеют готовые варианты узлов стен из газобетона. Они представлены как однослойные кладки, так и с различной облицовкой из кирпича, штукатурки, сайдинга, и различными модификацими с использованием утеплителей разной структуры.

Недостатком предлагаемых технических решений является то, что не все конструкции стен в результате теплотехнического расчета получаются однородными. Поскольку территория Российской Федерации находится в различных климатических зонах, а в большей степени это районы с неблагоприятными климатическими условиями, то, выполняя расчеты, появляется необходимость использования в конструкции стены утеплитель. При этом нарушается однородность конструкции. Применение утеплителя приводит к снижению долговечности конструкции, накоплению влаги и снижению со временем теплотехнических качестве стен из-за разного срока службы материалов.

Аналогом разработки является Bikton Blok производимый предприятием «Волжский завод строительных материалов Bikton», находящийся в Республике Марий Эл, г. Волжск. Данный строительный материал представляет собой блок из автоклавного ячеистого бетона разных марок по прочности D400-D700, размерами L×B×H, где L - длина, В - ширина, Н - высота. Размер L=625 мм, В=200…500 мм, Н=200…250 мм. Bikton Blok предназначен для кладки несущих стен до пяти этажей или для стен в каркасно-монолитных домах без ограничения этажности, а также для кладки внутренних стен и перегородок.

Патент РФ №2081265 «Бетонный строительный блок». Изобретение относится к строительству и стройматериалам, а именно к камням для укладки стен и может быть использовано при изготовлении ограждающих конструкций зданий и сооружений и прокладке в них коммуникаций. Строительный камень содержит внутри спрессованный без цемента наполнитель из земли, отходов производства и т.д., а снаружи - бетонный слой. Камень выполнен из двух блоков параллелепипедной формы, соединенных между собой бетонными перемычками. На постельных поверхностях камня выполнены глухие отверстия для связки камней, а на его концах - круговые канавки. В эти канавки закладывается при кладке стен теплоизолирующий материал. Камень может ложиться при кладке как с применением связующего раствора, так и без него. При применении связующего раствора им заполняют лабиринт канавок после выкладки камней в несколько слоев.

Патент РФ №2502852 «Многослойный термоблок, способ и устройство для его изготовления» также является аналогом. Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении ограждающих конструкций зданий в условиях широкого диапазона сезонного перепада температур. Технический результат: повышение прочности соединения слоев блока, повышение термозащитных свойств блока и тепло- и ветрозащитных свойств возводимой конструкции, повышение качества монтажа, снижение сроков строительства. Многослойный термоблок для строительства содержит жесткий пространственный элемент - матрицу, причем блок состоит из трех несущих бетонных слоев и двух расположенных между ними термоизоляционных слоев из пенопласта, например пенополистирола, имеющих отверстия для соединения трех бетонных слоев в единую монолитную конструкцию с помощью образования монолитных перемычек во время заливки, причем термоизоляционные слои сдвинуты относительно несущих слоев по вертикали и по горизонтали для получения пазогребневого соединения блоков, что изолирует несущие слои друг от друга термоизоляционными слоями по краям блока в зоне контакта с клеевой смесью. Бетонные перемычки в одном термоизоляционном слое сдвинуты относительно перемычек в другом термоизоляционном слое на максимально возможную величину и имеют размер сечения, необходимый для обеспечения прочности конструкции, а при пазогребневом соединении клеевой слой, имеющий наибольшую теплопроводность, в процессе монтажа разрывается на 5 сегментов, соответственно числу слоев.

Патент РФ №2465415 «Стеновой блок (варианты), материал для изготовления стеновых блоков, форма для изготовления стеновых блоков (варианты), способ изготовления стеновых блоков и поточная линия для изготовления стеновых блоков». Изобретения относятся к строительным блокам, формам и материалам для изготовления блоков, способам изготовления и средствам для реализации способов. Технический результат: уменьшение массы блоков, повышение их прочности, обеспечение возможности повышения прочности соединений блоков в стене, упрощение технологии производства путем использования форм из унифицированных элементов, использования упрощенного способа изготовления блоков и линии для реализации способа. Стеновой блок выполнен в виде граненой конструкции из отвержденного материала, имеющей расположенную с наружной лицевой стороны блока лицевую поверхность, расположенную с внутренней стороны блока внутреннюю поверхность, нижнюю, верхнюю и боковые поверхности, при этом блок содержит последовательно расположенные по его ширине лицевой слой, промежуточный слой и внутренний слой, причем лицевой слой имеет толщину s1, которая меньше толщины s2 промежуточного слоя, а толщина s3 внутреннего слоя меньше толщины s1 лицевого слоя, последний содержит цемент, пластификатор и дробленый керамзит с фракциями в пределах от 1 до 5 мм, промежуточный слой блока содержит цемент, пластификатор и керамзит с фракциями в пределах от 5 до 20 мм, внутренний слой блока содержит песок, цемент и пластификатор, указанные толщины слоев блока выбраны в зависимости от ширины S блока и находятся в соотношении s1:s2:s3=(0,10-0,17)S:(0,89-0,79)S:(0,007-0,037)S, блок содержит выполненный в лицевом слое и охватывающий его с двух смежных боковой и нижней сторон Г-образный гребень, а также выполненное в лицевом слое и охватывающее с двух других смежных боковой и верхней сторон блока Г-образное углубление, гребень и углубление расположены в одной плоскости, параллельной лицевой поверхности блока, поверхности гребня и углубления, лицевая и внутренняя поверхности выполнены сплошными и гладкими, а нижняя, верхняя и боковые поверхности блока, расположенные между лицевым и внутренним слоями, выполнены шероховатыми с простирающимися внутрь блока углублениями от 0,1 до 20 мм между фракциями, при этом длина L блока с его лицевой стороны выбрана в зависимости от ширины S блока в пределах L=(0,99-1,01)S, длина L_ВН блока с его внутренней стороны выбрана равной длине блока с его лицевой стороны, лицевая поверхность блока расположена на расстоянии s4 от оси гребня, внутренняя поверхность блока расположена от оси гребня на расстоянии s5, большем, чем расстояние s4, при этом s4 и s5 находятся в соотношении s4=(0,08-0,16)s5. Также описаны варианты исполнения блоков, материал для изготовления блока, варианты форм для изготовления блока, способ изготовления блока и линия для изготовления блока.

Патент РФ №2317381 «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.

Патент РФ №2416008 «Многослойный строительный блок и способ его изготовления». Изобретение относится к производству строительных материалов, используемых для возведения стен гражданских и промышленных объектов. Многослойный строительный блок содержит декоративный слой, центральный слой, расположенный между наружным и внутренним конструкционными слоями, изготовленными из керамзитобетонной смеси. Смесь для получения центрального слоя содержит в расчете на 1 м³ смеси: керамзитовый гравий фракции 8÷22 мм насыпной плотностью 350÷450 кг/м³ в объеме 1 м³ портландцемент 130÷440 кг, клей поливинилацетатный в объеме 1,3÷4,7 л, вода в объеме 115÷125 л. Охарактеризован способ изготовления многослойного строительного блока. Технический результат: увеличение прочности блока и упрощение способа его изготовления.

Патент РФ №2468159 «Многослойный строительный блок и способ его производства». Изобретение относится к многослойным строительным блокам, используемым в малоэтажном строительстве, а также к способу производства таких блоков. Многослойный строительный блок состоит из декоративного лицевого слоя, несущего слоя и расположенного между ними теплоизоляционного слоя, скрепленных между собой полимерными стержнями. Блок выполнен в виде призмы, трапециевидные основания которой являются торцами блока, одинаковые по площади непараллельные грани призмы являются верхним и нижним основаниями блока. Большая по площади из параллельных боковых граней призмы является внешней стороной декоративного слоя блока, меньшая по площади из параллельных боковых граней призмы является внутренней стороной несущего слоя блока, причем угол между плоскостями оснований призмы и внешней стороной лицевого декоративного слоя составляет 89° и менее, на одном из оснований в декоративном и несущем слоях выполнены пазы, оси которых находятся в плоскостях, параллельных лицевой стороне декоративного слоя, с площадью сечения каждого паза более 5 см², на другом из оснований выполнены соответствующие пазам выступы.

Недостатком строительных блоков является то, что размеры одного блока не соответствуют толщине стены, получаемой в результате теплотехнического расчета. Поэтому к конструктивной схеме применяется кладка в один блок или в два блока, или же применяется кладка с различными видами утеплителя. В результате этого нарушается однородность конструкции стены, а также увеличиваются риск неравномерности заполнения раствором кладки, некачественного возведения здания и снижается производительность труда. Во всех рассмотренных случаях нарушается однородность стены. Проектируемое ограждение должно обеспечивать процессы тепломассопереноса, а это возможно в том случае, если плотность материала от внутренней к внешней поверхности стены будет убывать. В данной конструкции это нарушается. Между двумя слоями наружным и внутренним расположен утеплитель, плотность которого намного меньше чем у бетона, тем самым влага не может полностью удалиться из стены. Если не соблюдать процесс тепломассопереноса, то в таких конструкциях происходит накопление парообразной влаги, которая приводит к снижению теплозащитных качеств и разрушению материалов.

Обеспечение ненакопления парообразной влаги в ограждении является необходимым условием проектирования теплозащиты. Это условие можно обеспечить, если оперировать величиной паропроницаемости слоя G_i

μ_i - коэффициент паропроницания слоя,

δ_i - толщина слоя.

Величина паропроницаемости слоя G_i представляет собой не количество влаги, которая проходит через отдельный слой ограждения, а «пропускную способность» этого слоя. Таким образом, если отдельные слои в многослойном ограждении располагать в порядке возрастания «пропускной способности» от внутренней поверхности ограждения к наружной, то парообразная влага, проникшая в ограждение через внутренний слой G_B, с возрастающей легкостью будет проходить через отдельные слои в силу увеличения их «пропускной способности»

G_B<G₁<G₂<…<G_H

При условии выполнения неравенства выполняется закон тепломассопереноса, то есть конструкция стены отвечает всем требованиям по естественному удалению влаги, что в свою очередь делает ее долговечной и эффективной. Но в многослойных конструкциях это не всегда соблюдается.

Прототипом является патент на полезную модель РФ №169317 «Многофункциональный газобетонный блок». Изобретение относится к производству строительных материалов, используемых в гражданском и промышленном строительстве. Многослойный газобетонный блок состоит из нескольких слоев газобетона различной плотности по принципу паз-гребень, обеспечивающую большую контактную площадь при склеивании слоев. Количество слоев в блоке определяется требуемыми расчетными прочностными и теплофизическими характеристиками. Слои располагаются по отношению друг к другу таким образом, чтобы значения плотности и коэффициент теплопроводности убывали по направлению от внутреннего слоя (максимально плотного) к наружному (с наименьшей плотностью), при этом обеспечивая нормальный процесс тепломассопереноса и требуемые расчетные значения прочности и сопротивления теплопередачи.

Недостатком является появление возможных сдвигов по вертикали склеиваемых слоев и возникновение различных деформаций.

Техническим результатом является создание однородного стенового блока, который выполнен из слоев газобетона разной плотности и коэффициентов теплопроводности с улучшенными теплозащитными и деформативными качествами.

Технический результат достигается тем, что многофункциональный газобетонный блок с улучшенными теплозащитными качествами, включающий соединенные между собой слои газобетона, соединены между собой в один блок по принципу паз-гребень, обеспечивающему большую контактную площадь при склеивании слоев, каждый из слоев отличается по плотности и коэффициенту теплопроводности, причем количество слоев в блоке определяется требуемыми расчетными прочностными и теплофизическими характеристиками по нагрузкам на стену и климатическим характеристикам района строительства, располагаются слои по отношению друг к другу таким образом, чтобы значения плотности и коэффициент теплопроводности убывали по направлению от внутреннего слоя (максимально плотного) к наружному (с наименьшей плотностью), при этом, обеспечивая нормальный процесс тепломассопереноса и требуемые расчетные значения прочности и сопротивления теплопередачи, согласно полезной модели пазы и гребни имеют прямоугольную форму, внешние слои газобетонного блока в поперечном сечении выполнены швеллерообразной формы, а внутренние стыкуемые слои с последовательным чередованием между собой крестообразных и двутаврообразных форм в поперечном сечении.

Полезная модель поясняется чертежом.

На чертеже представлена аксонометрическая проекция сборного многослойного газобетонного блока с улучшенными теплозащитными качествами.

А - наружный слой, 1 - внутренний слой крестообразной формы в поперечном сечении, 2 - внутренний слой двутаврообразной формы в поперечном сечении, Б - внутренний слой, ρ₁ - плотность наружного слоя, ρ₂ - плотность внутреннего слоя крестообразной формы, ρ₃ - плотность внутреннего слоя двутаврообразной формы, ρ₄ - плотность внутреннего слоя, Q - тепловой поток, Р - нагрузка на блок.

Данная техническая задача решается тем, что блок разрабатывается для конкретного региона, и по результатам теплотехнического расчета определяется его толщина и количество слоев. Слои газобетона соединены между собой в один блок по принципу паз-гребень, причем геометрия выемки и гребня обеспечивает передачу нагрузки на блок, препятствуя возникновению деформации сдвига вдоль склеиваемых поверхностей, обеспечивая большую контактную площадь при склеивании слоев. Каждый из слоев отличается по плотности (ρ) и коэффициенту теплопроводности (λ), причем количество слоев в блоке определяется требуемыми расчетными прочностными и тепло-физическими характеристиками по нагрузкам на стену и климатическим характеристикам района строительства. Слои располагаются по отношению друг к другу таким образом, чтобы значения плотности (ρ) и коэффициент теплопроводности (λ) убывали по направлению от внутреннего слоя (максимально плотного) к наружному (с наименьшей плотностью), при этом обеспечивая нормальный процесс тепломассопереноса и требуемые расчетные значения прочности и сопротивления теплопередачи (R).

Claims

Многофункциональный газобетонный блок с улучшенными теплозащитными качествами, включающий соединенные между собой слои газобетона в один блок по принципу паз-гребень, обеспечивающему большую контактную площадь при склеивании слоев, каждый из слоев отличается по плотности и коэффициенту теплопроводности, причем количество слоев в блоке определяется требуемыми расчетными прочностными и теплофизическими характеристиками по нагрузкам на стену и климатическим характеристикам района строительства, располагаются слои по отношению друг к другу таким образом, чтобы значения плотности и коэффициент теплопроводности убывали по направлению от внутреннего слоя (максимально плотного) к наружному (с наименьшей плотностью), при этом обеспечивая нормальный процесс тепломассопереноса и требуемые расчетные значения прочности и сопротивления теплопередачи, отличающийся тем, что пазы и гребни имеют прямоугольную форму, внешние слои газобетонного блока в поперечном сечении выполнены швеллерообразной формы, а внутренние стыкуемые слои с последовательным чередованием между собой крестообразных и двутаврообразных форм в поперечном сечении.