Будівельний камінь

1. Будівельний камінь для мурованих конструкцій, який має бокові контактні поверхні (3, 4), а також верхню та нижню опорні поверхні (1, 2), причому принаймні одна з контактних поверхонь (3, 4), а у випадку, якому віддається перевага, обидві контактні поверхні (3, 4) мають жолобчасті заглиблення (11) і в дні кожного з цих жолобчастих заглиблень (11) на відстані від горизонтальних країв верхньої та нижньої опорних поверхонь (1, 2) виконана принаймні одна виїмка (5), яка простягається лише на частину висоти (h) будівельного каменя, причому ця виїмка (5) знаходиться на однаковій відстані (с, d) від обох вертикальних країв (6) контактної поверхні (3, 4), ширина (b') виїмки (5) складає щонайменше одну третину ширини (b) будівельного каменя, який відрізняється тим, що C2 2 70948 1 3 70948 4 прийом, з одного боку, полегшує роботу, а з другообидві контактні поверхні яких обладнані заглибго боку - має перевагу з точки зору підвищення леннями для розчину, які простягаються по всій загальних теплоізоляційних властивостей конструвисоті будівельного каменя. При цьому сусідні кції, оскільки суцільний шар розчину між внутрікамені у кладці стикаються між собою виступаюшньою та зовнішньою поверхнями кладки є теплочими крайніми ділянками контактних поверхонь на провідним елементом конструкції, який негативно внутрішній та зовнішній сторонах цих поверхонь, впливає на теплоізоляційні характеристики. так що шар розчину, що знаходиться у заглибленПри цьому динамічне з'єднання, тобто зчепні, не займає всю ширину каменя і не створює сулення, досягається, головним чином, лише між цільного теплопровідного шару між внутрішньою послідовними горизонтальними рядами кладки. та зовнішньою поверхнями. При цьому заповнений При звичайних напружених станах будівельної розчином шов частково заглиблений і не простяконструкції, які зумовлені, головним чином, вертигається по всій ширині стінки. Однак розчин, що кальними зусиллями (дією власної ваги) та деякизнаходиться у згаданому заглибленні, не забезпеми горизонтальними зусиллями, наприклад, вітрочує динамічного з'єднання між сусідніми будівельвим навантаженням, описаного способу з'єднання ними каменями, оскільки об'єм розчину при твербудівельних каменів цілком досить для забезпедінні й висиханні зменшується, і після цього чення статичної міцності конструкції. зберігається лише контакт між крайніми частинами Однак у разі виникнення скісних напруг, зокповерхонь будівельних каменів. рема, напруг зсуву, що має місце особливо при Таке з'єднання може лише незначною мірою землетрусах, такий спосіб мурування може припротистояти напругам зсуву та розтягу, що винизвести до пошкодження всієї споруди або навіть кають, зокрема, під впливом діагональних зусиль, до повного її зруйнування, оскільки в такому випащо діють на камінну кладку. Ця обмежена стійкість дку може виникнути зсув сусідніх будівельних капроти діагональних зусиль призводить до передменів уздовж не заповнених розчином стикових часного пошкодження камінної кладки внаслідок швів, що сприяє руйнуванню кладки. Отже, при зсуву одних будівельних каменів відносно інших таких діагональних навантаженнях статична стійвздовж вертикальних швів. кість споруди значно знижується. Будівельний камінь типу, визначеного у вступЗ цієї причини у багатьох сейсмічно небезпечній частині цього опису, відомий, наприклад, з паних регіонах діє норма, згідно з якою при будуванні тенту DE-A1-3541280. У згаданому документі опимурованих конструкцій слід заповнювати розчином сано будівельний камінь для кладки стін, також вертикальні стикові шви; таким чином, певиготовлений з будь-якого матеріалу, який має, редбачається повне заповнення розчином усіх принаймні, на одній з лобових (торцевих) повершвів кладки. При такому способі мурування між хонь жолобчасте заглиблення, що простягається кожними двома сусідніми будівельними каменями по всій висоті торцевої поверхні. У дні цього затакож створюють вертикальний шар розчину або глиблення виконана додаткова виїмка (див. Фіг.1 клею, який в разі виникнення скісно (діагонально) DE-A1-3541280). Із згаданої Фіг.1 видно, крім того, спрямованих зусиль сумісно з горизонтальним що виїмка знаходиться на однаковій відстані від шаром розчину сприяє запобіганню взаємного обох вертикальних країв торцевої поверхні, має сковзання частин конструкції, тим самим значно ширину, що складає приблизно одну третину загапідвищуючи її статичн у стійкість. льної ширини будівельного каменя, а її висота У будівельних каменях традиційних типів боскладає приблизно одну третину загальної висоти кові контактні поверхні, тобто поверхні, якими два будівельного каменя. сусідніх будівельних камені в одному горизонтальАналогічну конструкцію запропоновано в євроному ряді стикаються один з одним, виконані плопейському патенті ЕР-А-745739. Як видно з Фіг.1 скими і перпендикулярними до опорної поверхні цього документа, на торцевих поверхнях описанокладки. го в патенті будівельного каменя виконані заглибОкрім будівельних каменів у формі простих лення, які простягаються на всю висоту каменя, і в прямокутних паралелепіпедів, застосовують також денах цих заглиблень виконано виїмки. Збоку від різні інші види будівельних каменів, які мають заглиблень передбачено виступи або, відповідно, конструкцію, вдосконалену з точки зору теплоізопази, які забезпечують зчеплення між елементами ляційних характеристик кладки, однак забезпечумурованої кладки. ють лише вкрай низьку стійкість при землетрусах. Патент DE-U1-8813600, як і DE-A1-3541280 та Зокрема, відомі шпунтові будівельні камені, які ЕР-А-745739, стосується будівельного каменя у мають на одній контактній поверхні виступи типу формі прямокутного паралелепіпеда, на обох торшипів, які простягаються по всій висоті будівельноцевих поверхнях якого виконано пази для зчепго каменя, а на другій контактній поверхні - заглилення. Однак ці пази виконано безпосередньо на блення (пази), які відповідають за формою вищеповерхнях контакту. Можливість виконання жолобзгаданим виступам. У кам'яній кладці сусідні частих заглиблень, що простягаються по всій викамені такої конструкції зчеплені між собою без соті контактної поверхні, і пазів у дні ци х заглибпроміжного шару розчину і забезпечують підвищелень у вказаному патенті не згадується. ну теплоізоляційну здатність кладки завдяки особМетою цього винаходу є будівельний камінь ливостям форми елементів шпунтового з'єднання. типу, згаданого у вступній частині цього опису, Під впливом діагональних зусиль можливе сковякий дозволяє виконувати кам'яну кладку, що осозання шпунтових з'єднань і, отже, руйнування кабливо ефективно сприймає скісні або діагональні мінної кладки. навантаження. Крім того, відомі будівельні камені, одна або Згідно з цим винаходом, згадана мета досяга 5 70948 6 ється тим, що виїмка розташована на приблизно ктних поверхнях будівельного каменя кожне з цих однакових відстанях від обох горизонтальних країв жолобчастих заглиблень має глибину щонаймені що значення відношення глибини заглиблення до ше приблизно 15мм. глибини виїмки лежить у межах від 1,5:1 до 4:1. При цьому ширина порожнин, утворених жоБудівельний розчин, яким заповнюють вертилобчастими заглибленнями, є достатньою для кальний стиковий шов між двома сусідніми будівезаповнення їх розчином без будь-яких утр уднень. льними каменями, у процесі заповнення досягає Згідно з подальшим аспектом цього винаходу, виїмок, виконаних у бокових контактних поверхнях, контактні поверхні можуть бути обладнані за відоі заповнює їх. Після твердіння розчину виникає, мою схемою виступами та заглибленнями типу таким чином, своєрідне штирьове сполучення, яке відповідно шипів і пазів, які забезпечують поліппротидіє руйнуванню камінної кладки. Навіть у шення теплотехнічних характеристик конструкції. найпростішому випадку, коли контактні поверхні В разі присутності в будівельному камені кільвиконано плоскими, виїмки забезпечують помітне кох отворів (каналів) (перевага віддається вертизміцнення динамічного з'єднання між сусідніми кальним каналам), згідно з подальшим аспектом будівельними каменями. Затверділий шар розчину цього винаходу, виїмка може бути з'єднана приу вертикальних стикових шва х запобігає взаємнонаймні з одним каналом. Розчин, яким заповнюють му зсуву каменів, які утворюють такі шви, при цьовертикальний стиковий шов або порожнину для му виїмки забезпечують значне підвищення міцнорозчину, а також виїмку, виконану згідно з цим сті згаданого шару розчину. винаходом, при цьому попадає також принаймні в Цей факт має особливе значення, зокрема, у один вертикальний канал, що забезпечує ще сейсмонебезпечних регіонах, оскільки при землебільш міцне сполучення між двома сусідніми будітруса х загрозу руйнування камінних мурованих вельними каменями. конструкцій спричиняють, головним чином, діагоУ зв'язку з цим можна передбачити, що глибинальні зусилля і, відповідно, діагональні напруги на s виїмки складає приблизно від 10мм до 20мм, зсуву. Муровану конструкцію, виконану з будівельщо в будь-якому випадку забезпечує особливо них каменів згідно з цим винаходом, слід, з урахуефективне штирьове сполучення. ванням вищезгаданого підвищення міцності, розСуть винаходу більш детально описана нижче глядати як сейсмостійку. з посиланнями на рисунки, що додаються. При Виїмка може мати будь-яку форму, але повицьому: нна бути розташована на певній відстані від горина Фіг.1 показано аксонометричне зображення зонтальних країв верхньої та нижньої опорних побудівельного каменя відомого типу в робочому верхонь будівельного каменя згідно з цим положенні; винаходом, оскільки у противному разі протидія на Фіг.2 - аксонометричне зображення будівезсуву не досягається. льного каменя у формі прямокутного паралелепіЖолобчасті заглиблення при вкладанні будіпеда з виїмкою згідно з цим винаходом; вельних каменів у ряд утворюють порожнини для на Фіг.3 - вид спереду камінної кладки, викорозчину, які при нанесенні розчину заповнюються наної з будівельних каменів типу, показаного на ним разом з виїмками, виконаними в цих заглибФіг.2; леннях. Динамічне з'єднання між контактними пона Фіг.4 - аксонометричне зображення трьох верхнями будівельних каменів згідно з цим винабудівельних каменів типу, якому віддається особходом, яке досягається внаслідок утворення лива перевага, з виїмкою 5 згідно з цим винахозгаданих порожнин, також забезпечує сприймання дом; діагональних навантажень без передчасного зсуву на Фіг.5 - вид зверху одного ряду кладки з буконтактних поверхонь. дівельних каменів типу, показаного на Фіг.4; Однакова відстань виїмки до обох горизонтана Фіг.6 - вид спереду двох послідовних рядів льних країв забезпечує однакову міцність штирьокладки типу, показаного на Фіг.5; вого сполучення по всіх напрямах. Вищезазначене на Фіг.7 - вид зверху одного ряду кладки з бувідношення глибин заглиблення та виїмки забездівельних каменів згідно з одним з подальших вапечує особливо високу ефективність штирьового ріантів здійснення винаходу; сполучення, внаслідок чого муровані конструкції, на Фіг.8 - аксонометричне зображення одного виконані з будівельних каменів згідно з цим винабудівельного каменя іншої конструкції з виїмкою 5 ходом, мають особливо високу сейсмостійкість згідно з цим винаходом; завдяки поєднанню обох вищезгаданих особливона Фіг.9 - один ряд кладки з будівельних каместей, передбачених винаходом. нів типу, показаного на Фіг.8; Особливо доцільно, якщо бокові стінки виїмки на Фіг.10 - аксонометричне зображення одного практично перпендикулярні контактній поверхні. дірчастого будівельного каменя з вертикальними Цим досягається особливо ефективне спирання каналами і з виїмкою 5 згідно з цим винаходом; і розчину на стінки виїмки; одночасно виїмки такої на Фіг.11 - будівельний камінь типу, показаного форми прості у виготовленні. на Фіг.4, з вертикальними каналами. Особливо доцільно, якщо в разі виконання У значенні, вжитому в цьому описі, термін "бужолобчастого заглиблення тільки на одній контакдівельний камінь" охоплює будь-який елемент, тній поверхні будівельного каменя це жолобчасте придатний для виконання камінної кладки. Призаглиблення має глибину щонайменше приблизно кладами будівельних каменів можуть бути цегла, 30мм. наприклад, глиняна цегла, або блоки, виготовлені У зв'язку з цим можна передбачити, що в разі з природних або штучних матеріалів, наприклад, виконання жолобчастих заглиблень на обох контаприродного каменю, бетону, глини тощо. 7 70948 8 На Фіг.1 показано будівельний камінь відомого Виїмки 5 згідно з цим винаходом виконані в типу в робочому положенні, при цьому термін "росередній частині контактних поверхонь 3, 4, а сабоче положення" означає положення, що відповіме, в дні 13 жолобчастого заглиблення 11. При дає орієнтації будівельного каменю в камінній клазаповненні розчином порожнин, утворених заглибдці. Горизонтальні поверхні 1, 2 будівельного леннями 11, має місце заповнення також виїмок 5. каменя в цьому описі названо опорними поверхДля забезпечення ефективного заповнення поронями, а вертикальні поверхні 3, 4, якими сусідні жнини, утвореної двома сусідніми заглибленнями будівельні камені у кладці стикаються один з од11, будівельним розчином глибина цієї порожнини ним, названо боковими контактними поверхнями. має бути щонайменше 30мм. Стосовно до варіанТерміни "горизонтальний" та "вертикальний" у всіх та, представленого на Фіг.5, де кожна з контактних випадках стосуються будівельного каменя, який поверхонь 3, 4 кожного будівельного каменя має перебуває в робочому положенні згідно з Фіг.1. жолобчасте заглиблення 11, це означає, що ці З метою досягнення вищезгаданого ефекту жолобчасті заглиблення 11 повинні мати глибину t штирьового сполучення, який забезпечує шар розщонайменше приблизно 15мм. чину або клею, що знаходиться між боковими конПісля твердіння розчину він утворює, аналогітактними поверхнями будівельних каменів у кладчно варіанту, показаному на Фіг.3, блоки 7, які заці, кожна з бокових контактних поверхонь 3, 4 ймають фіксоване положення відносно стінок 8 будівельного каменя згідно з цим винаходом, повиїмок 5. Виїмки 5 знаходяться на відстанях е, f від казаного на Фіг.2 , має щонайменше одну виїмку 5, горизонтальних країв 12 опорних поверхонь 1, 2 яка знаходиться на певній відстані від горизонта(відстані е, f можуть бути неоднаковими, як покальних країв верхньої та нижньої опорних поверзано на Фіг.4 або однаковими, як показано на хонь 1, 2 і простягається лише на частину висоти h Фіг.6). В разі виникнення діагональних зусиль, що будівельного каменя. діють у напрямі, показаному на Фіг.6 стрілкою 17, Як показано на Фіг.2, ця виїмка 5 може простявони сприймаються конструкцією завдяки динамігатися на всю ширину b будівельного каменя (як чному з'єднанню блоку 7 розчину зі стінками 8 випоказано штрих-пунктирними лініями на Фіг.2) або їмки 5. Таким чином, між кожними двома сусідніми закінчуватися на певній відстані с, d від обох вербудівельними каменями існує своєрідне штирьове тикальних країв 6 контактної поверхні 3, 4, при з'єднання, що надає мурованій конструкції в цілоцьому перевага віддається варіантам, коли відму особливої стійкості. стані с, d однакові. Особливо ефективне штирьове з'єднання доПри виконанні з будівельних каменів такої сягається, якщо співвідношення глибини заглибконструкції камінної кладки, показаної на Фіг.3; в лення 11 до глибини виїмки 5 має значення в меякій, згідно з відомою технологією, вертикальні жах від 1,5:1 до 4:1. Для досягнення стикові шви 9 і горизонтальні шви 10 заповнені функціональної ефективності виїмка 5 має бути розчином, виїмки 5 згідно з цим винаходом забездостатньо заглиблена під контактну поверхню, печують розширення вертикальних стикових швів оскільки у противному разі блок 7 розчину буде 9 в місцях розташування виїмок 5. Блок розчину, чинити недостатній опір зусиллям зсуву. У конкресхематично позначений позицією 7, який знахотних випадках глибина s виїмки 5 може складати диться у цих виїмках, займає фіксоване положенприблизно від 10мм до 15мм. ня відносно стінок 8 виїмок 5 і таким чином запобіПоряд з глибиною виїмки, важливе значення гає відриванню шару розчину у вертикальних для досягнення ефективного штирьового сполустикових шва х 9, зокрема, при діагонально спрячення має її переріз. З цієї точки зору особливу мованих навантаженнях, отже, перешкоджає пеперевагу має варіант, в якому ширина b' виїмки 5 редчасному зсуву каменів. складає щонайменше приблизно одну третину Цей ефект фіксації виникає, наприклад, в разі ширини b контактної поверхні будівельного каменя прикладання до будівельних каменів зусилля, що і, відповідно, товщини кладки. Особливо сприятдіє в напрямі, позначеному стрілкою 16, яке може ливі результати досягаються, якщо ширина b' вивиникати внаслідок осідання частини опорної поїмки 5 становить приблизно половину ширини b верхні мурованої конструкції або при землетрусі. будівельного каменя. Форма контактних поверхонь 3, 4 не має істотВисота h' виїмки 5 має складати приблизно ного значення з точки зору цього винаходу; наприодну третину висоти h будівельного каменя, але клад, виїмка 5 може бути виконана також у будівеможе бути й дещо більшою. льних каменях, які мають контактні поверхні 3, 4 з Розташування виїмок 5 згідно з цим винаховиступами та заглибленнями типу шипів і пазів, які дом може бути, звичайно, передбачене також при простягаються на всю висоту h будівельного кабудь-якій іншій формі контактних поверхонь 3, 4. меня. Стінки 8 виїмки 5 практично нормальні до конОсоблива перевага віддається використанню тактних поверхонь 3, 4, проте вищезгаданий ефект винаходу для будівельних каменів, представлених зміцнення досягається також в разі тупих кутів a на Фіг.4-6, а також на Фіг.8. Контактні поверхні 3, 4 (див. Фіг.6). В принципі можливе використання цих будівельних каменів не є плоскими, а мають також гострих кутів b, однак виконання виїмок тажолобчасті заглиблення 11, які простягаються на кої форми у будівельних каменях утр уднене. всю висоту h будівельного каменя. При укладанні Вищезгадане значення глибини s виїмки 5 в таких каменів у кладку (див. Фіг.5) заглиблення 11 межах від 10 до 15мм не залежить від геометричдвох сусідніх каменів утворюють порожнину, за ної форми виїмки, тобто, виїмки 5 з боковими стінрахунок якої глибина вертикального стикового шва ками, 6 нахиленими під тупим кутом a або під гос9, заповненого розчином, збільшується. трим кутом b, показані на Фіг.6, також можуть мати 9 70948 10 глибину s від 10мм до 20мм. ходом. Таким чином, суцільний вертикальний шар У прикладі здійснення винаходу, показаному розчину, звичайний для мурованих конструкцій, на Фіг.7, будівельні камені виготовлені з різними виконаних з каменів відомих типів, який займає контактними поверхнями. На обох контактних повсю площу контактних поверхонь 3, 4 і простягаверхнях 3, 4 виконано виїмки 5, проте одна контакється від зовнішньої до внутрішньої поверхні мутна поверхня 4 має жолобчасте заглиблення 11, а рованої стінки, в даному разі відсутній. протилежна їй контактна поверхня 3 виконана Виїмки 5 на всіх рисунках мають форму пряплоскою (за винятком виїмки 5). мокутного паралелепіпеду, що, однак, слід розгляУ цьому випадку порожнина для розчину, роздати лише як приклад, оскільки виїмці 5 можна ташована між контактними поверхнями 3 і 4, утвонадати будь-яку форму, що забезпечує вищезгарена тільки одним жолобчастим заглибленням 11. дане прилягання блоку 7 розчину до стінок 8 виїмЯк показано на Фіг.7., ширина g цієї порожнини ки. Наприклад, виїмка 5 може мати форму цилінддорівнює глибині t жолобчастого заглиблення 11. ра, півкулі, зрізаного конуса тощо. Крім того, В цьому випадку для забезпечення ефективного контактна поверхня 3, 4 може бути обладнана кізаповнення згаданої порожнини розчином жолоблькома виїмками 5, наприклад, у вигляді кількох часте заглиблення 11 має бути глибшим, ніж у отворів (каналів). варіанті здійснення винаходу, показаному на Фіг.5. Якщо будівельний камінь має вертикальні каКонкретно, заглиблення 11 в такому разі має глинали 18, то виїмка 5 згідно з цим винаходом може бину t щонайменше приблизно 30мм. мати таку глибину, що забезпечує її сполучення з Глибина s виїмок 5 і в цьому варіанті станоодним або кількома такими вертикальними канавить приблизно від 10мм до 20мм. лами 18. Як показано на Фіг.10, в такому випадку Кожна з контактних поверхонь 3, 4 будівельнобудівельний камінь може бути виконаний у формі го каменя, представленого на Фіг.8, як і каменя, відомого дірчастого блока, причому виїмка 5 досяпоказаного на фіг.4-6, також має заглиблення 11, у гає найближчого до неї ряду вертикальних каналів дні якого виконано виїмку 5 згідно з цим винахо18’. Як показано на Фіг.11, будівельний камінь тидом. Додатково контактна поверхня 4 має виступи пу, представленого на Фіг.4, Фіг.7 або на Фіг.8, 14 типу шипів, а контактна поверхня 3 - заглибтакож може мати вертикальні канали 18, при цьолення 15 типу пазів. му виїмка 5 сполучена з каналами 18' найближчого Окрім підвищеної стійкості мурованих конструдо неї ряду каналів. кцій, виконаних з будівельних каменів згідно з цим В обох випадках внесений у вертикальний шов винаходом, при використанні будівельних каменів 9 розчин досягає також каналів 18, які сполучені з за Фіг.4-7, Фіг.8, 9 досягається додаткова перевавиїмкою 5, при цьому забезпечується ще краще га, що полягає в підвищених теплотехнічних харазчеплення між двома сусідніми будівельними кактеристиках мурованої конструкції. Як показано на менями. Фіг.5, Фіг.9, ділянки контактних поверхонь 3, 4 суЗамість вертикальних каналів будь-який будісідніх будівельних каменів, розташовані збоку від вельний камінь згідно з цим винаходом і, відповідзаглиблень 11, щільно прилягають одна до одної, і но, виїмки в ньому можуть бути обладнані горизорозчином заповнюють лише порожнини, утворені нтальними каналами. заглибленнями 11 і виїмками 5 згідно з цим вина 11 Комп’ютерна в ерстка О. Гапоненко 70948 Підписне 12 Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601