Керамічний блок і керамічні стінові панелі, виготовлені на його основі

1. Керамічний блок, що містить рівні та рифлені лицьові грані для утворення зовнішньої поверхні стіни, бокові грані з виступами і поглибленнями для з'єднання з суміжними блоками і основи, та виконаний з перемінною щільністю та порожнистістю в перерізі, який відрізняється тим, що він виконаний висотою 0,5-4,0 м, при цьому поперечний переріз керамічного блока виконаний у вигляді трапеції з основами відповідно до залежності: 0 < б < а, де: а - більша основа трапеції, б - менша основа трапеції, крім того, керамічний блок виконаний в перерізі у вигляді двох областей зовнішньої несучої оболонки та теплоізолюючої серцевини, причому остання - щільністю 1,29-500 кг/м3 та порожнистістю 0-90 %, при цьому лицьові грані зовнішньої несучої оболонки виконані товщиною 5-50 % від висоти трапеції перерізу, щільністю 500-2500 кг/м3, порожнистістю 0-90 %, з перфорацією 0-90 % площі їх внутрішньої поверхні на глибину 5-100 % від їх товщини, а бокові грані зовнішньої оболонки виконані 10-90 % від товщини лицьових граней, щільністю 500-2500 кг/м3, порожнистістю 0-90 % та з наскрізною перфорацією 0-90 % площі їх поверхні, при цьому розміщені на бокових гранях виступи та поглиблення виконані з можливістю утворення при сполученні і суміжними блоками каналів під розміщення розчину та армуючих елементів. 2 (19) 1 3 93759 4 переріз у вигляді трапеції з основами відповідно до залежності: 0 < б < а, де: а - більша основа трапеції, б - менша основа трапеції, крім того, кожний керамічний блок виконаний в перерізі у вигляді двох областей зовнішньої несучої оболонки та теплоізолюючої серцевини, причому остання щільністю 1,29-500 кг/м3 та порожнистістю 0-90 %, при цьому лицьові грані зовнішньої оболонки виконані товщиною 5-50 % від висоти трапеції перерізу, щільністю 500-2500 кг/м3, порожнистістю 0-90 %, з перфорацію 0-90 % площі їх внутрішньої поверхні на глибину 5-100 % від їх товщини, а бокові грані зовнішньої оболонки виконані 10-90 % від товщини лицьових граней, щільністю 500-2500 кг/м3, порожнистістю 0- 90 % га наскрізною перфорацією 0-90 % площі їх поверхні, при цьому розміщені на бокових гранях виступи та поглиблення виконані з можливістю утворення при сполученні з суміжними блоками каналів під розміщення розчину та армуючих елементів, причому блоки в панелі укладені вздовж її висоти попарно в прямому та зворотному положенні відносно один до одного з утворенням їх лицьовими гранями двох паралельних поміж собою зовнішніх поверхонь панелі і з розміщенням розчину та армуючих елементів в каналах, утворених виступами та поглибленнями бокових граней сполучених суміжних блоків. 11. Одношарова полегшена керамічна стінова панель за п. 10, яка відрізняється тим, що частина її тіла виконана у вигляді керамічних блоків, які мають поперечний переріз в формі трапеції, всередині якої поміж її основами розміщені перегородки, які утворюють канали для влаштування додаткових внутрішніх залізобетонних стержнів панелі, прокладки всередині панелі вентиляційних каналів, інженерних мереж тощо. 12. Одношарова полегшена керамічна стінова панель за п. 10, яка відрізняється тим, що армуючі елементи, які розташовані в каналах, утворених виступами та поглибленнями бокових граней сполучених блоків, і арматура зовнішніх залізобетонних сердечників панелі виконані попередньо об'єднаними в одну решітку, для розміщення якої на верхній і нижній кромках панелі виконані відповідні поздовжні вирізи. 13. Одношарова полегшена керамічна стінова панель за п. 10, яка відрізняється тим, що зовнішні керамічні поверхні панелі додатково забезпечені декоративно-закріплюючим шаром розчину. 14. Багатошарова керамічна стінова панель, що містить шари цементного розчину, керамічних стінових виробів і теплоізолятора, а також армуючі елементи поміж керамічних стінових виробів, що зв'язані з зовнішніми залізобетонними сердечниками панелі, які виконані з забезпеченням вимог, що гарантують її безпечне переміщення при виготовленні і встановленні на необхідне місце, монтажні елементи, які виконані у вигляді монтажних петель, закладних деталей і арматурних випусків, яка відрізняється тим, що її тіло виконано у вигляді сполучених одношарових полегшених керамічних стінових панелей за п. 10, які повернені боковими поверхнями одна до одної, причому поміж ними розміщені розчин та арматурна сітка, що об'єднана з армуючими елементами кожної одношарової панелі в загальний армуючий каркас. 15. Навісна багатошарова керамічна стінова панель, що містить шари цементного розчину, керамічні стінові вироби і теплоізолятор, а також армуючі елементи поміж керамічних стінових виробів, що зв'язані з зовнішніми залізобетонними сердечниками панелі, які виконані з забезпеченням вимог, що гарантують її безпечне переміщення при виготовленні і встановленні на необхідне місце, монтажні елементи, які виконані в вигляді монтажних петель, закладних деталей і арматурних випусків, яка відрізняється тим, що її тіло виконано в вигляді сполучених одношарових полегшених керамічних стінових панелей за п. 10, які повернені боковими поверхнями одна до одної, причому поміж ними розміщені розчин та арматурна сітка, що об'єднана з армуючими елементами кожної одношарової панелі в загальний армуючий каркас, причому панель додатково забезпечена несучими закладними вузлами, що зв'язані з загальним армуючим каркасом, монтажні елементи яких винесені на одну з лицьових поверхонь панелі. 16. Навісна багатошарова керамічна стінова панель за п. 15, яка відрізняється тим, що несучі закладні вузли виконані з використанням зв'язаних з арматурною сіткою стержнів арматури, що розміщені у вигляді ребер піраміди. Винаходи, що пропонуються, відносяться до будівництва, а саме до керамічних стінових матеріалів на основі глини - керамічним блокам і виготовленим з їх використанням керамічним стіновим панелям. Відомі керамічні пустотілі камені, які виготовлені в формі прямокутного паралелепіпеда з прямими ребрами, рівними або рифленими гранями, з наскрізними фасонними порожнинами, розташованими перпендикулярно до їх постілі, які забезпечують 25-55% їх пустотності, внаслідок чого вони мають однакову щільність за висотою і змінну щільність в перерізі. Виготовляються відомі камені масою не більше 16 кг. Такі пустотілі камені використовують для кладки несучих стін та перегородок, стін каркасних будівель, а також для виготовлення керамічних панелей (див. Строительные материалы: Учебно-справочное пособие; Г.А. Айрапетов, O.K. Безродный, А.Л. Жолобов и др.; под ред. Г.В. Несветаева. - 2-е изд., перераб. и доп. Ростов н/Д: Феникс, 2005. с. 263). Недоліком відомих керамічних пустотілих каменів є можливість їх використання виключно для виконання ручної кладки. В цьому випадку діє обмеження вимог правил охорони праці на величину їх маси - не більше 16 кг. Це в свою чергу обмежує 5 їх максимально допустимі розміри. Кладка, виконана з використанням таких роздрібних малорозмірних матеріалів, має велику кількість швів з розчину, тобто «містків холоду», що збільшує її вагу та зменшує тепловий опір. Найбільш близькими до запропонованого керамічного блоку с крупноформатні поризовані багатощілинні пустотні керамічні блоки. Вони виконані в формі прямокутного паралелепіпеда з прямими ребрами, рівними та рифленими боковими лицьовими гранями, з наскрізними щілиноподібними порожнинами, розміщеними перпендикулярно до їх постілі та розташованими в шаховому порядку по відношенню одне до одного. Наявність таких щілин забезпечує 40-50% їх пустотності, однакову щільність за їх висотою, перемінну щільність в перерізі та середню щільність 800-900 кг/м3. Бокові ложкові сторони таких блоків виконані у ребристій формі, утворюючій пазо-гребневий стик. Маса такого блоку при його максимальних розмірах 510240215 мм складає 21 кг (див. додаток № 1 інформаційні матеріали стенда № В315 павільона № 1 виставкового центру «Київекспонлаза» виставлені закритим акціонерним товариством з іноземними інвестиціями «Слобожанська Будівельна Кераміка» на 18 міжнародному фестивалю «Будівництво та архітектура 2009» в період с 24 по 28 березня 2009 року в м. Києві). Недоліки відомих крупноформатних поризованих багатощілинних пустотних керамічних блоків також обумовлені їх призначенням для виконання ручної кладки. Це обмежує їх можливі максимальні розміри і тому негативно впливає на ефективність кладки з використанням таких роздрібних матеріалів, яка через це супроводжується великою кількістю швів з розчину, тобто «містків холоду», що збільшує вагу та зменшує тепловий опір кладки. Окрім цього, відомі блоки мають прямокутну форму і досить велику товщину зовнішніх стінок. Тому при їх багатощілинному пустотному заповненні основної частини, має місце більш інтенсивна передача тепла по найбільш коротким між їх лицьовими поверхнями прямим ділянкам їх бокових сторін з суцільної кераміки. Наявність в їх тілі таких своєрідних «містків холоду» з суцільної кераміки зменшує їх загальну величину теплового опору. Відома одношарова зовнішня панель, що містить пустотілі керамічні камені. розміщені поміж керамічних каменів армуючи елементи із армуючої проволоки за периметром віконного прорізу та панелі. Монтажні петлі закладені на всю висоту панелі. Для прискорення твердіння застосовують тепловологу обробку. Монтують панелі на будівництві за допомогою крана (див. Домокеев А.Г., Строительные материалы: Учеб. для строит, вузов. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1989. - 495 с.: ил., с. 89). Внаслідок використання для заповнення тіла панелей існуючих роздрібних малорозмірних керамічних стінових матеріалів такі панелі мають велику вагу і відносно невеликий тепловий опір. По цій же причині їх виготовлення трудомістке, супроводжується використанням великого об'єму ручної праці і важко піддається механізації. 93759 6 Найбільш близькою до запропонованої одношарової полегшеної керамічної стінової панелі є стінова панель каркасної будівлі, яка містить керамічні елементи, наприклад, керамічні камені, викладені з перев'язкою швів та армуванням з застуванням арматури малого діаметру, розташованої в горизонтальних швах, заповнених цементно-піщаним розчином. По її периметру, в каналах кладки керамічних каменів, розміщено замкнений зовнішній залізобетонний контур, який включається при розташуванні панелі на місці в загальний несучий каркас будівлі. Для цього краї панелі виконанні в перерізі з виступами, які при її встановленні на проектне місце в будівлі утворюють з сторонами суміжних панелей, з якими вони сполучаються, додаткові пустотні канали під розміщення додаткових залізобетонних сердечників, які включаються в несучий каркас будівлі. Ці залізобетонні сердечники можуть бути виготовленні як безпосередньо на місці, так і шляхом розміщення попередньо виготовлених. В замкнутий зовнішній залізобетонний контур панелі вбудовані монтажні елементи у вигляді арматурних випусків, закладних деталей і монтажних петель. Розміри поперечного перерізу сердечників замкнутого зовнішнього залізобетонного контуру панелі виконані з забезпеченням вимог, що гарантують лише безпечне її переміщення під час виготовлення та встановлення на необхідне місце в будівлі. По завершені монтажу чергового поверху (разом з перекриттям) здійснюють монтаж наступних поверхів (див. патент України на винахід № 82562, Е04С2/00, Е04С2/06, 2008 р.). Проте використання в виробництві таких панелей звичайних роздрібних керамічних стінових матеріалів, призначених для виконання ручної кладки, обумовлює їх значну товщину та вагу. Наприклад, у випадку виготовлення керамічних панелей тільки з одних сучасних крупноформатних пористо-пустотілих виробів, товщина зовнішньої стінової панелі повинна бути не менше 650 мм, щоб відповідати вимогам діючих будівельних норм та правил. Такі панелі мають велику кількість швів з розчину, тобто «містків холоду», що також додатково збільшує їх вагу та зменшує тепловий опір. Окрім того, при їх виготовленні, укладка відомих роздрібних керамічних виробів вимагає використання великого об'єму ручної праці, тому вона трудомістка і важко піддається механізації. Найбільш близькими до запропонованої багатошарової керамічної стінової панелі є багатошарова стінова панель з керамічної цегли, яка виготовлена на стенді безпосередньо в умовах будівельного майданчика та в цехах діючих цегляних заводів. В тому числі несучі фасадні панелі, які використовуються для збірних безкаркасних мало- та багатоповерхових цегляних будівель, для облицювання зовнішніх стін багатоповерхових офісних та жилих висотних будівель, які мають стальний, збірний залізобетонний чи монолітний каркас. Наприклад, трьохшарова цегляна панель завтовшки в два прошарки по 1/2 цегли з утеплювачем посередині (див. Строительные материалы: Учебно-справочное пособие; Г.А. Айрапетов, O.К. Безродный, А.Л. Жолобов и др.; под ред. Г.В. Не 7 светаева. - 2-е изд., перераб. и доп. - Ростов н/Д: Феникс, 2005, с. 273). Обладнання в таких панелях «стіни-сендвіча» з використанням звичайних керамічних елементів: кладка-утеплювач-кладка супроводжується використанням великої кількості закладних елементів та інших технічних хитрощів. Все це збільшує вагу панелі та зменшує її тепловий опір. Окрім цього, керамічні вироби, які розраховані на використання ручної праці, мають просту прямокутну, чи близьку до неї, форму та достатньо великі основні розміри, які продиктовані прагненням збільшити продуктивність використаної в цьому випадку ручної праці. Тому в випадку виготовлення багатошарових керамічних панелей, з розташуванням всередині прошарку утеплювача, коли вони застосовуються для влаштування зовнішніх керамічних шарів, то навіть в разі їх кладки «на ребро», ці прошарки мають значну товщину. Наприклад, трьохшарова керамічна панель складається з двох цегляних зовнішніх прошарків кожен товщиною 65 мм, утеплювача посередині та трьох прошарків цементного розчину. Це в свою чергу, при заданій товщині панелі, суттєво обмежує можливу товщину застосованого прошарку утеплювача і, в підсумку, знижує її загальну величину опору теплопередачі. Окрім того, такі панелі складні в виробництві, оскільки ручна укладка відомих роздрібних керамічних виробів, утеплювача та розміщення закладних вельми трудомістка і важко піддається механізації. До того ж, конструкція відомих багатошарових керамічних стінових панелей не дозволяє після їх остаточного виготовлення, в разі потреби, проводити яку-небудь наступну доробку. Наприклад, підгонку розмірів панелі до конкретного місця використання, розділ панелі на декілька її окремих частин потрібних розмірів, придатних до подальшого використання, влаштування в її тілі додаткових дверних та віконних прорізів тощо. Найбільш близькою до запропонованої навісної багатошарової керамічної стінової панелі є стінова панель з керамічних каменів, укладених з перев'язкою та армуванням в швах між горизонтальними рядами, що містить канали в нижніх та верхніх рядах кладки, які виконані з паралельно укладених каменів з зазором по всій довжині рядів. В цих каналах встановлені арматурні каркаси, заповнені бетоном на всю висоту зазору, величина якого кратна розміру керамічного каменю. Ці каркаси з'єднанні з вертикальними арматурними каркасами, розташованими в внутрішніх каналах забетонованих колодязів. які виконані в тілі панелі з величиною зазору поперечного перерізу та кроку також кратного розміру керамічного каменю. Монтажні елементи панелі виконані у вигляді монтажних петель, закладних деталей та арматурних випусків. При встановленні закладних деталей в місцях колодязів ця панель може також використовуватися як навісна (див. а.с. СРСР № 690140, МПК: Е04С2/46, 1979). Однак використання в виробництві такої панелі звичайних роздрібних керамічних стінових матеріалів спричиняє збільшення ваги панелі та зменшення її теплового опору. До того ж, розміщенні в тілі панелі забетоновані колодязі з арматурними 93759 8 каркасами, зменшують її тепловий опір в місцях їх розташування, що негативно впливає на величину її загального теплового опору. Конструкція такої панелі також не передбачає можливості будь-якої доробки після її остаточного виготовлення. В таких панелях, при їх виготовленні, укладка відомих роздрібних керамічних виробів, теплоізолятора та закладних вимагає використання великого об'єму ручної праці, тому вельми трудомістка і не піддається механізації. В основу створення винаходів, що заявляються, поставлене завдання створення конструкції керамічного блоку, що дозволяє виготовляти полегшену керамічну стінову панель, яка має невелику вагу та збільшений тепловий опір з найменшою кількістю "мостиків холоду" і великою несучою здатністю, а також дозволяє, в разі потреби, створення багатошарової та навісної керамічної стінової панелі з невеликою вагою, збільшеним тепловим опором, проводити їх наступне доопрацювання. Поставлене завдання досягається за рахунок того, що керамічний блок, який містить рівні та рифлені лицьові грані для утворення зовнішньої поверхні стіни, бокові грані з виступами і поглибленнями для з'єднання з суміжними блоками і основи, та виконаний з перемінною щільністю та порожнистістю в перерізу, відповідно до винаходу він виконаний висотою 0,5...4,0 м, при цьому поперечний переріз керамічного блоку виконаний у вигляді трапеції з основами відповідно до залежності: 0