Пустотна цегла

Реферат: Пустотна цегла у вигляді прямокутного паралелепіпеда, на постільних гранях якої виконані пустоти у вигляді заглиблень. На одній з постільних граней пустоти мають у перерізі куполоподібну форму та орієнтовані більшою віссю паралельно тичковим граням цегли. На іншій постільній грані пустоти мають у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами. Пустоти, що розташовані на протилежних постільних гранях, виконані такої глибини, що їх співвідношення h1 / h2  складає 0,04  0,15 , де h1 - глибина пустоти, що має у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами, мм; h 2 - глибина пустоти, що має у перерізі куполоподібну форму, мм. Забезпечується покращення фізико-механічних параметрів цегли (підвищення міцності і сили зчеплення з будівельним розчином, зниження об'ємної ваги та теплопровідності). UA 106455 C2 (12) UA 106455 C2 UA 106455 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до будівельної галузі, а саме до промисловості пустотних будівельних виробів, і може бути застосований у виробництві лицьової та стінової цегли методом гіперпресування. Відома пустотна цегла у вигляді прямокутного паралелепіпеда, у постільних гранях якої виконані наскрізні отвори, з яких щонайменше один виконаний зі змінною по довжині пустоти площею прохідного перерізу [1]. Недоліками даної цегли є трудомісткість виконання згаданих наскрізних отворів, а також низька сила зчеплення цегли з будівельним розчином та достатньо низька міцність цих виробів. Відома пустотна цегла у вигляді прямокутного паралелепіпеда, на постільних гранях якої виконані пустоти у вигляді заглиблень [2]. У відомій цеглі заглиблення мають у поперечному перерізі форму еліпса. Недоліками відомої цегли є наявність зон переущільненої суміші між торцевими частинами пустот, що впливає на збільшення енерговитрат під час пресування та зниження сили зчеплення з будівельним розчином, а також досить висока об'ємна вага та висока теплопровідність будівельних виробів, що зумовлює наявність суттєвих обмежень щодо можливих сфер застосування таких виробів, пов'язану з їхньою недостатньою функціональною придатністю для сучасного житлового та промислового будівництва. Задачею винаходу, що заявляється, є покращення фізико-механічних параметрів цегли (підвищення міцності і сили зчеплення з будівельним розчином, зниження об'ємної ваги та теплопровідності), що дозволить значно розширити сфери їхнього можливого застосування та суттєво знизити витрати, пов'язані зі зведенням споруд з використанням згаданих виробів завдяки зменшенню енерго- та матеріаловитрат на виготовлення такої цегли та її подальше транспортування. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомій пустотній цеглі у вигляді прямокутного паралелепіпеда, на постільних гранях якої виконані пустоти у вигляді заглиблень, згідно винаходу, на одній з постільних граней пустоти мають у перерізі куполоподібну форму та орієнтовані більшою віссю паралельно тичковим граням цегли, а на другій постільній грані пустоти мають у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами, при цьому вказані пустоти, що розташовані на протилежних постільних гранях, виконані такої глибини, що їх співвідношення h1 / h2  складає 0,04  0,15 , де h1 - глибина пустоти, що має у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами, мм; h 2 - глибина пустоти, що має у перерізі куполоподібну форму, мм. Покращення фізико-механічних параметрів цегли згідно винаходу, що заявляється, отримують за рахунок виконання на постільних гранях цегли пустот відповідної геометричної форми та пропорційних розмірів. Наявність на одній з постільних граней згаданого виробу пустот, що мають у перерізі куполоподібну форму, дозволяє значно збільшити пустотність, за рахунок чого суттєво знижуються об'ємна вага цегли та її теплопровідність, цим дозволяючи значно підвищити комфортність та безпечність перебування людини у спорудах, виготовлених з такої цегли. Крім того, виконання торцевих частин вказаних пустот у перерізі саме куполоподібної форми, поряд із тим, що на іншій постільній грані містяться пустоти, які мають у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами, дозволяє досягти високих показників міцності та низької усадної деформації при невеликій вазі, що зумовлює її використання не лише як фасадної цегли, але й як стінової цегли, тим самим значно розширюючи сфери їхнього можливого застосування та суттєво знижуючи витрати, пов'язані зі зведенням споруд з використанням згаданих універсальних будівельних виробів завдяки зменшенню енерго- та матеріаловитрат на виготовлення такої цегли та її подальше транспортування. Разом з тим, виконання на одній з постільних граней пустот, що мають у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами, забезпечує високий рівень зчеплення з будівельним розчином за рахунок однорідної площинної структури зазначених заглиблень та ширини площі контакту, що сприяє зниженню витрат на зведення споруд із використання винаходу, що заявляється, та їхній довговічності під час експлуатування людиною. У окремому варіанті виконання цегли, глибина пустоти, що має у перерізі куполоподібну форму, та товщина стінки між вказаною пустотою та однією з сусідніх із нею ложковою чи тичковою гранню визначаються відповідно до наступної залежності: h2 / 4,5  k  h2 / 15 , , де h 2 - глибина пустоти, що має у перерізі куполоподібну форму, мм; k - товщина стінки між пустотою, що має у перерізі куполоподібну форму, та однією з сусідніх із нею ложковою чи тичковою гранню, мм. 1 UA 106455 C2 5 10 15 20 25 30 У окремому варіанті виконання цегли, пустоти, що мають у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами, розташовані паралельно між собою та рівновіддалені від вісі цегли, що проходить крізь центр постільних граней. Також у окремому варіанті виконання цегли, товщина стінки між сусідніми пустотами, що мають у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами, складає не менше діаметра торцевої частини пустоти, що має у перерізі куполоподібну форму. Виконання вищезгаданих пустот із дотриманням зазначених умов і співвідношень дозволяє отримати оптимальні фізико-механічні параметри цегли, обумовлені не наскрізними, але все ж дуже глибокими пустотами, що мають у перерізі куполоподібну форму, на одній постільній грані, та пустотами зі значно меншою глибиною, що мають у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами, на іншій постільній грані, що також дозволяє уникнути внутрішніх напружень за рахунок закруглених форм одних пустот та досягти високого рівня зчеплення з будівельним розчином за рахунок подовженості та малої глибини других пустот. Винахід пояснюється кресленнями, де: на Фіг. 1 - наведено загальний вигляд пустотної цегли; на Фіг. 2 - вигляд знизу пустотної цегли; на Фіг. 3 - вигляд А-А Фіг. 2; Фіг. 4 - зображено Фіг. 1 у частковому розрізі. Пустотна цегла виконана у вигляді прямокутного паралелепіпеда 1 і містить на постільних гранях 2 та 3 пустоти у вигляді заглиблень 4 1 та 42, відповідно. На постільній грані 2 пустоти 4 1, що містять торцеві частини 6, мають у перерізі куполоподібну форму та орієнтовані більшою віссю паралельно тичковим граням 5 цегли, що дозволяє забезпечити легкість при достатньо високих показниках міцності пустотної цегли та суттєво знизити її теплопровідність, що обумовлює розширення сфер можливого застосування таких будівельних виробів та суттєве зниження витрат, пов'язаних зі зведенням споруд з використанням згаданих виробів завдяки зменшенню енерго- та матеріаловитрат на виготовлення такої цегли та її подальше транспортування. Друга постільна грань 3 містить пустоти 4 2, що мають у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами. Пустоти 41 та 42, що розташовані на протилежних постільних гранях 2 і 3, виконані такої глибини, що їх співвідношення h1 / h2  складає 0,04  0,15 , де h1 - глибина пустоти, що має у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами; h 2 - глибина пустоти, що має у перерізі куполоподібну форму. Це також сприяє зниженню витрат на зведення споруд із використанням винаходу, що заявляється, за рахунок забезпечення достатньо низької об'ємної ваги виробів та високого рівня зчеплення з будівельним розчином під час будівництва. Вищезгадані фізико-механічні параметри згідно винаходу, що заявляється, у порівнянні з цеглою-прототипом наведені в таблиці 1. 35 Таблиця 1 Порівняння фізико-механічних показників заявленого винаходу та найближчого аналога Міцність, 2 кгс/см Найближчий аналог Заявлений винахід 40 Теплопровідність Об'ємна вага, 3 кг/м Усадна деформація, -3 мм/м(10 ) Сила зчеплення з будівельним розчином, МПа 300,00 1,40 3498 1,74 0,20 350,00 1,26 3024 1,52 0,29 Геометричні форма та параметри пустот 41 та 42, виконаних на постільних гранях 2 та 3 пустотної цегли, що забезпечують покращення фізико-механічних параметрів цегли згідно винаходу, що заявляється, були визначені експериментальним шляхом й відповідні дані зведені у таблиці 2. 2 UA 106455 C2 Таблиця 2 Фізико-механічні показники пустотної цегли згідно заявленого винаходу Геометричні розміри пустот у заявленому винаході, мм Глибина пустоти, що має у перерізі куполоподібну форму h2  40 45 50 55 53 50 5 10 15 20 25 30 35 Глибина Товщина пустоти, стінки між що має у пустотою, що перерізі форму Співвід- має у перерізі зрізаної ношення куполопопіраміди з h1 / h2 дібну форму, та сусідньою округлез нею ними ложковою кутами гранню h1 6 5 4 4 4 2 0,15 0,11 0,08 0,07 0,08 0,04 12 14 20 22 20 18 Фізико-механічні показники пустотної цегли Товщина стінки між пустотою, що має у Сила перерізі зчеплення з Міц- Тепло- Об'ємна куполопобудівельність, провідвага, дібну ним 2 3 кгс/см ність кг/м форму, та розчином, сусідньою з МПа нею тичковою гранню 19 270 1,47 3374 0,19 18 320 1,31 3196 0,25 22 320 1,28 3128 0,24 25 350 1,26 3024 0,29 32 340 1,26 3182 0,28 28 300 1,28 3094 0,26 Граничні значення вказаних параметрів пустот згідно винаходу, що заявляється, зумовлені технологічною обмеженістю геометричних розмірів самої цегли та у разі перевищення цих значень погіршенням її фізико-механічних показників. Верхня межа глибини пустоти (55 мм), що має у перерізі куполоподібну форму, та нижня межа глибини пустоти (2 мм), що має у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами, зумовлені технологічними обмеженнями, що накладаються на такого роду вироби, недотримання яких може призвести до крихкості і недовговічності будівельних виробів, та подальшим погіршенням міцності та сили зчеплення з будівельним розчином цих виробів. Нижня межа глибини пустоти (40 мм), що має у перерізі куполоподібну форму, та верхня межа глибини пустоти (6 мм), що має у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами, обумовлені збільшенням об'ємної ваги та теплопровідності згаданих виробів. Також з табл. 2 видно, що найбільш прийнятним показникам міцності, теплопровідності, об'ємної ваги та силі зчеплення з будівельним розчином, відповідають будівельні вироби згідно заявленого винаходу, де глибина пустоти, що має у перерізі куполоподібну форму, та товщина стінки між вказаною пустотою та однією з сусідніх із нею ложковою чи тичковою гранню визначаються відповідно до наступної залежності: h2 / 4,5  k  h2 / 15 , , де h 2 - глибина пустоти, що має у перерізі куполоподібну форму, мм; k - товщина стінки між пустотою, що має у перерізі куполоподібну, та однією з сусідніх із нею ложковою чи тичковою гранню, мм. Було встановлено експериментальним шляхом, що низьким показникам усадної деформації та об'ємної ваги пустотної цегли відповідає виконання пустот, що мають у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами, паралельними між собою та рівновіддаленими від осі цегли, що проходить крізь центр постільних граней, коли товщина стінки між вказаними сусідніми пустотами складає не менше діаметра торцевої частини пустоти, що має у перерізі куполоподібну форму. Приклад Пустотна цегла у формі прямокутного паралелепіпеда із розміром 250×100×65 мм містить на одній постільній грані три пустоти, які мають у перерізі куполоподібну форму, з діаметром 10 мм торцевих частин, та орієнтовані більшою віссю паралельно тичковим граням цегли. При цьому кожна згадана пустота має діаметр вихідного отвору 56 мм, глибину - 53 мм, а товщина стінки, утвореної нею з сусідніми ложковою та тичковими гранями складає - 22 мм та 25 мм, відповідно. Разом з тим, на протилежній постільній грані виконані чотири пустоти, що мають у 3 UA 106455 C2 5 10 15 20 25 30 35 перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами, паралельними між собою та рівновіддаленими від осі цегли, що проходить крізь центр постільних граней, із глибиною 4 мм та товщиною стінки між вказаними сусідніми пустотами 14 мм. Фізико-механічні показники такої пустотної цегли наведені у таблиці 1. Застосування винаходу, що заявляється, дозволяє виготовляти високоякісні, із підвищеними у порівнянні з найближчим аналогом фізико-механічними параметрами будівельні вироби, які є екологічно чистими і безпечними для навколишнього середовища, та сприяють істотному зниженню витрат, пов'язаних із будівництвом споруд з їх використанням, і спрощенню самого процесу зведення будівель за рахунок універсальності згаданих виробів по відношенню для різних сфер застосування. Джерела інформації: 1. Патент РФ № 2345031, С04В33/02, 27.01.2009. 2. Авторське свідоцтво СРСР № 393425, Е04С01/06, 10.08.1973. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Пустотна цегла у вигляді прямокутного паралелепіпеда, на постільних гранях якої виконані пустоти у вигляді заглиблень, яка відрізняється тим, що на одній з постільних граней пустоти мають у перерізі куполоподібну форму та орієнтовані більшою віссю паралельно тичковим граням цегли, а на другій постільній грані пустоти мають у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами, при цьому вказані пустоти, що розташовані на протилежних постільних гранях, виконані такої глибини, що їх співвідношення h1 / h2  складає 0,04  0,15 , де h1 - глибина пустоти, що має у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами, мм; h 2 - глибина пустоти, що має у перерізі куполоподібну форму, мм. 2. Пустотна цегла за п. 1, яка відрізняється тим, що глибина пустоти, що має у перерізі куполоподібну форму, та товщина стінки між вказаною пустотою та однією з сусідніх із нею ложковою чи тичковою гранню визначаються відповідно до наступної залежності: h2 / 4,5  k  h2 / 15 , , де h 2 - глибина пустоти, що має у перерізі куполоподібну форму, мм; k - товщина стінки між пустотою, що має у перерізі куполоподібну форму, та однією з сусідніх із нею ложковою чи тичковою гранню, мм. 3. Пустотна цегла за п. 1, яка відрізняється тим, що пустоти, що мають у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами, розташовані паралельно між собою та рівновіддалені від осі цегли, яка проходить крізь центр постільних граней. 4. Пустотна цегла за п. 3, яка відрізняється тим, що товщина стінки між сусідніми пустотами, що мають у перерізі форму зрізаної піраміди з округленими кутами, складає не менше діаметра торцевої частини пустоти, що має у перерізі куполоподібну форму. 4 UA 106455 C2 5 UA 106455 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6