Дрібноштучний теплоізоляційний будівельний блок

Реферат: Дрібноштучний теплоізоляційний будівельний блок, що має форму паралелепіпеда, включає прошарок теплоізоляційного матеріалу, до якого зовні примикають плити, причому корпус будівельного блока складає розрахункових розмірів каркас з взаємно перехрещуваними і взаємно перпендикулярними плитами із неорганічного або органічного матеріалів, утворюючими вертикальні закриті відсіки, що вміщують всередині вироби користування циліндричної форми однієї висоти з наповнювачем - сухим дрібнодисперсним теплоізоляційним природним або синтетичним органічним і/або неорганічним матеріалом, або відрізки промислових труб однієї висоти з наповнювачем сухим дрібнодисперсним теплоізоляційним природним або синтетичним матеріалом, або волокнистим синтетичним органічним і/або неорганічним матеріалом, боковими по периметру каркаса вертикальними напіввідкритими відсіками з будівельним розчином. UA 68560 U (12) UA 68560 U UA 68560 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до будівництва, зокрема для спорудження стін будівель промислового, сільськогосподарського і житлового призначення. Дрібноштучні будівельні блоки широко використовуються у вітчизняній і закордонній практиці для спорудження/мурування зовнішніх і внутрішніх стін будівель. Розрізняють блоки повнотілі і порожнисті з наскрізними отворами, котрі виготовляються вібраційним, вібропресовим та іншими способами із легкого та важкого бетонів на цементному та іншому в'яжучому. Порожнини в блоках можуть заповнюватись органічними або мінеральними матеріалами [1, 2]. Відомі повнотілі дрібноштучні будівельні блоки у формі прямокутного паралелепіпеда з ніздрюватих бетонів, які застосовуються для несучих і огороджувальних конструкцій будівель різного призначення. Важконесучими елементами повнотілих блоків є власна мінеральна структура матеріалу на основі цементного каменя. Головним недоліком такого блока є технологічна складність його виготовлення. Найбільш близьким за призначенням, можливостями та сукупністю суттєвих ознак є блок [3], що має пустотілий бетонний каркас, заповнений теплоізоляційними матеріалами неорганічного і/або органічного походження, захищений боковими бетонними поздовжніми і торцевими плитами, які мають відповідно два спеціально поздовжніх ребра і одне центральне з відкритим внутрішнім повітряним прошарком, верхньою і нижньою теплоізоляційними плитами з неорганічного і/або органічного матеріалу. Незахищеними ділянками зовнішньої поверхні бетонного каркаса з двох його паралельних верхньої і нижньої сторін, торцевими поверхнямигранями паралельно поздовжніх суцільних ребер бокових плит, верхньою частиною внутрішньої поверхні торцевих плит утворені два додаткові об'ємні простори. На зовнішній горизонтальній поверхні обох паралельних поздовжніх суцільних ребер бокових плит, на рівні додаткового відкритого об'ємного простору, розміщені двошарові гідроізольовані сходинкові теплоізоляційні плити, верхній (зовнішній) шар кожної має товщину, що адекватна 0,75-0,85 висоті виступу паза горизонтальної кінцевої ділянки бокової плити, а товщина нижнього (внутрішнього) шару відповідає глибині додаткового об'ємного простору. Основним недоліком такого блока є значні трудовитрати на якісне виробництво відносно складних елементів блока, дотриманні технології одержання конкретних розмірів готової продукції, підвищена маса виробу. Цей же недолік має і блок [4]. В основу корисної моделі поставлено задачу по удосконаленню конструкції теплоізоляційного будівельного блока, способу його виготовлення, зменшення маси виробу. Поставлена задача вирішується тим, що згідно з корисною моделлю, в дрібноштучному теплоізоляційному будівельному блоці корпус будівельного блока складає розрахункових розмірів каркас зі взаємно перехрещуваними і взаємно перпендикулярними плитами із неорганічного або органічного матеріалів, утворюючими вертикальні закриті відсіки, що вміщують всередині вироби користування циліндричної форми однієї висоти з наповнювачем сухим дрібнодисперсним теплоізоляційним природним або синтетичним органічним і/або неорганічним матеріалом, або відрізки промислових труб однієї висоти з наповнювачем - сухим дрібнодисперсним природним або синтетичним матеріалом, або волокнистим синтетичним органічним і/або неорганічним матеріалом, боковими по периметру каркаса вертикальними напіввідкритими відсіками з будівельним розчином. Згідно з корисною моделлю, неорганічними матеріалами для виробництва плит можуть бути азбестоцемент, бетон, залізобетон, кераміка, ситали, а органічними - пластмаси, фанера або композиції із неорганічних і органічних матеріалів. Згідно з корисною моделлю, вміщуючими виробами вертикально закритих відсіків каркаса є вироби користування - пластмасові і/або скляні пляшки, або відрізки промислових труб із азбестоцементного, бетонного, керамічного, скляного, пластмасового матеріалів. Згідно з корисною моделлю, як сухі дрібнодисперсні теплоізоляційні природні або синтетичні органічні і/або неорганічні матеріали можуть бути ракушняк, пемза, туфи, опока, трепел, діатоміт, поліетиленова крошка, деревна тирса або керамзит, спучений перліт, спучений вермикуліт, шлакова пемза, аглопорит (паливні шлаки), а як волокнисті - матеріали органічного або неорганічного походження - будівельна повсть, мінеральна вата і таке інше. Згідно з корисною моделлю, висота вертикальних відсіків каркаса блока на 5-10 мм більша висоти вертикально встановлених пластмасових і/або скляних пляшок, або відрізків промислових труб, що мають локальний поздовжній контакт зовнішньою поверхнею із ділянкою внутрішньої поверхні закритих відсіків каркаса блока. Згідно з корисною моделлю, простір, утворений внутрішніми кутовими поверхнями взаємно перехрещуваних і взаємно перпендикулярних плит закритих відсіків і поздовжньою частиною 1 UA 68560 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зовнішньої поверхні виробів споживання - пластмасових і/або скляних пляшок, або відрізків промислових труб, заповнений будівельним розчином. Згідно з корисною моделлю, будівельним розчином може бути цементно-піщана суміш або суміш промислових цементноґрунтових відходів з цементом. На фіг. 1 показаний каркас дрібноштучного теплоізоляційного будівельного блока, що має взаємно перехрещувані і взаємно перпендикулярні азбестоцементні (бетонні, залізобетонні, пластмасові, фанерні, керамічні, ситалові) плити 1 і 2, утворюючі закриті відсіки 3 і напіввідкриті відсіки 4. На фіг. 2 у вертикальному перерізі каркаса блока показані пляшки 5 із сухим дрібнодисперсним теплоізоляційним наповнювачем 6, що розміщені у відсіках 3, а також місце знаходження будівельного розчину 7, який укладений у напіввідкриті бокові відсіки 4 і перекриває зовнішню верхню частину пляшок 5, включаючи верхню і нижню поверхню блока. На фіг. 3 також у вертикальному перерізі показані відрізки промислових труб 8, які заповнені сухим дрібнодисперсним природним або синтетичним матеріалом, або волокнистим синтетичним органічним і/або неорганічним матеріалом 9, торці яких герметизовані теплоізоляційним неорганічними або органічними пробками 10. Труби розміщені у відсіках 3, зафіксовані будівельним розчином 7, що перекриває герметизуючі пробки, а також верхню і нижню поверхні блока. На фіг. 4 у горизонтальному (середній частині) перерізі каркаса блока показано, що при розміщенні виробів круглої форми - пластмасових і/або скляних пляшок, відрізків промислових труб в 4-х кутах кожного із закритих відсіків виникає поздовжній простір 11, утворений внутрішніми кутовими поверхнями взаємно перехрещуваних і взаємно перпендикулярних плит і поздовжньою ділянкою зовнішньої поверхні виробів, який після заповнення будівельним розчином 7 (Фіг. 2. 3) та наступної витримки, а також заповнення ним напіввідкритих відсіків 4, надає механічної міцності виробу. Виготовлення і монтаж дрібноштучного теплоізоляційного будівельного блока виконується таким чином. Враховуючи запроектовану товщину стіни будівлі, коефіцієнти теплопровідності складових блока, виконують теплотехнічні розрахунки для визначення необхідних розмірів каркаса будівельного блока з врахуванням конкретної кількості рядів закритих відсіків і числа пляшок або відрізків труб в каркасі. Далі виготовляють каркас із взаємно перехрещуваних і взаємно перпендикулярних, наприклад, азбестоцементних плит 1 і 2, попередньо піддаючи їх піскоструминній обробці до 1-го або 2-го ступеня чистоти поверхні. Під розрахункові розміри каркаса виготовляють прес-форму або опалубку, в якій розміщують каркас. В горловину пластмасових і/або скляних пляшок 5 засипають попередньо подрібнений сухий теплоізоляційний наповнювач 6, віброущільнюють і досипають до рівня краю горловини пляшок, герметизують горловину кришкою або пробкою, або ізолюючою стрічкою. У кожний закритий відсік 3 каркаса вставляють підготовлені пляшки 5 таким чином, щоб висота вертикальних відсіків була на 5-10 мм більша висоти пластмасових і/або скляних пляшок. Торцеву поверхню одного із кінців відрізка азбестоцементної труби 8 герметизують на цементному розчині або мастиці пробкою 10, виготовленою із органічного або неорганічного матеріалу. У внутрішній простір труби з герметизованим кінцем вводять теплоізоляційний наповнювач, яким можуть бути волокнисті матеріали органічного походження - будівельна повсть з коефіцієнтом теплопровідності () не більше 0,05 Вт/м°С і/або неорганічного походження мінеральна вата з -ою не більше 0,035-0,046 Вт/м°С, мінеральна повсть з -ою не більше 0,052 Вт/м°С, або дрібнодисперсні неорганічні матеріали - спучений перліт з -ою не більше 0,058 Вт/м°С, спучений вермикуліт з -ою не більше 0,053-0,1 Вт/м°С, керамзитовий гравій з -ою від 0,08 до 0,16 Вт/м°С [5]. Після заповнення порожнини відрізка труби одним або сумішшю приведених теплоізоляційних матеріалів кінець труби герметизують теплоізолюючою пробкою 10. У кожний відсік 3 каркаса вставляють, попередньо заповнені теплоізолюючим наповнювачем і загерметизовані з обох кінців відрізки труб 8 таким чином, щоб висота вертикальних відсіків була на 5-10 мм більша висоти відрізків труб. Готують будівельний розчин на основі цементно-піщаної суміші або суміші з використанням промислових цементно-ґрунтових відходів з цементом. Підготовленим розчином 7 визначеної консистенції заповнюють кутовий простір закритих відсіків між внутрішніми поверхнями азбестоцементних плит 1 і 2 і поверхнею пляшок 5 або відрізків труб 8, об'єм вертикальних напіввідкритих бокових відсіків 4, включаючи і площу верхньої частини блока. 2 UA 68560 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Після затвердіння розчину шляхом витримки виробу в прес-формі або опалубці одержаний блок виймають, перевертають і на нижню частину, а також на поверхню каркаса блока наносять тонкий шар розчину, даючи йому час до затвердіння. Доцільність використання азбестоцементних плит для виготовлення каркаса будівельного блока обумовлено технологічними особливостями їх виготовлення, а також властивостями [5]. Вироби із азбестоцементу одержують внаслідок затвердіння суміші із азбесту, портландцементу і води. Розпушені волокна, зчіплюючись із цементним каменем, армують і надають азбестоцементним виробам високої міцності. Азбестоцементі матеріали не проводять електричний струм, не горять, морозостійкі, довговічні, мають малу водо- і повітропроникність. Вироби із азбестоцементних матеріалів легко піддаються механічній обробці, вони значно легші металу, бетону, залізобетону. Стінові азбестоцементні плити можуть бути пресованими і непресованими від 700 x 900 до 1500 x 3600 мм товщиною 4-10 мм. У пресованих облицювальних плит межа міцності на 2 2 згинання не менше 250 кгс/см , питома ударна міцність не менше 2,0 кгс/см , у непресованих 2 2 відповідно - 160 кгс/см і 1,5 кгс/см [6]. Недоліками азбестоцементних матеріалів є невисока ударна міцність і схильність до вигинання при тривалому контакті з водою. Використання бетонних, залізобетонних, керамічних, ситалових (склокристалічних), пластмасових, фанерних плит для виготовлення каркаса блока мають значно складнішу, енерговитратну (деякі із них) технологію виготовлення, але завдяки високим фізико-хімічним властивостям, вони можуть бути використані як будівельні матеріали для спорудження різного призначення специфічних будівельних об'єктів, зокрема для будівництва сховищ радіоактивних відходів. А використання композиції неорганічної плити, захищеної пластмасою дає змогу підвищити надійність і довготривалість експлуатації блока в агресивному середовищі. Присутність в каркасі будівельного блока відходів використання - «відпрацьованих» пластмасових пляшок обумовлена як дешевим і доступним в необмежених кількостях продуктом вторинної сировини, так і комплексом цінних технічних властивостей пластмас [5]. Вироби із пластмас мають високі хімічну і атмосферостійкість, мають низьку електропровідність, є хорошими діелектриками, погано проводять тепло. Коефіцієнт теплопровідності пластмас знаходиться в мажах 0,3-0,4 Вт/м°С, тому пластмаси знайшли використання як тепло- і звукоізоляційні матеріали. Недоліки пластмас - невисока теплостійкість і горючість. Зазвичай пластмасами витримують температуру до 200 °C, а теплостійкість від +70 до 150 °C, внаслідок чого їх не можна використовувати при підвищених температурах [7]. Доцільність використання скляних пляшок, що є також відходами використання, для виготовлення каркаса блока обумовлено рядом цінних властивостей скла як матеріалу в будівельній техніці: - скло має низьку теплопровідність. Коефіцієнт теплопровідності скла знаходиться в межах 0,69-1,34 Вт/м°С; - скло має високі звукоізоляційні властивості. Звукоізоляційна здатність скла товщиною 10 мм відповідає кладці із цегли товщиною 120 мм; - твердість скла по шкалі Мооса в межах 5-7 одиниць. Але скло неоднаково веде себе при різних типах деформацій. Зокрема, міцність скла при стискуванні значно вища (в 10-15 разів), ніж при розтягу. Порівняльні дані, що характеризують межу міцності стискування деяких матеріалів, в тому числі і скла [8]: 2 Матеріал Rст, кг/см Чавун 60-120 Бронза 115 Вініпласт 8-16 Поліетилен 1-1,25 Фосфор 45-55 Скло 50-120 Як видно із приведених даних, скло по його опору стискування наближається до металів і значно перевищує пластмасу. Тому автори вважають доцільним заповнювати каркас блока одночасно пластмасовими і скляними пляшками, враховуючи, що вони знаходяться у вертикальному положенні і сприймають стискувальні навантаження при спорудженні такими блоками стін будівель. Але скло від природи є крихким матеріалом. Такими є скляні пляшки, які можуть руйнуватись від механічних пошкоджень, тому потребують захисту від руйнувань. Проте 3 UA 68560 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 завдяки специфічній конструкції запропонованого теплоізоляційного блока, існуючі окремі недоліки властивостей пластмаси і скла, із яких виготовлені пляшки, що є складовими конструктивними елементами блока, які несуть навантаження та опір стискуванню від дії маси стіни споруди, нівелюються. Цьому сприяє і присутність в каркасі блока напіввідсіків, що заповнені цементно-піщаним розчином або розчином на основі промислових відходів цементно-ґрунтової суміші з цементом, які сприймають на себе певне навантаження маси стіни будівлі і екранують разом із азбестоцементними плитами каркаса, що утворюють також закриті відсіки, пластикові і скляні пляшки від випадкових механічних пошкоджень. Про можливість використання розчину на основі цементно-ґрунтових відходів свідчить широке і тривале використання цементно-ґрунтової суміші як дорожньобудівельного матеріалу, спорудження гідроелектростанцій, влаштування основ і фундаментів при спорудженні будівель свідчить літературна інформація за тривалий час [9-11]. Використання піскоструминної обробки поверхні азбестоцементних плит, які є основою каркаса, до 1-го або 2-го ступеня чистоти поверхні, створює шорстку поверхню для забезпечення надійної адгезії будівельного розчину поверхні азбестоцементних елементів. Таким чином, запропонований авторами новий підхід до створення нової конструкції корисної моделі дрібноштучного теплоізоляційного будівельного блока з використанням як складових - відходів користування і виробництва - пластмасових і скляних пляшок, труб, шлакової пемзи, паливних шлаків, маючи цінні теплотехнічні характеристики, забезпечують виконання поставленої задачі. Залучення в будівельну галузь вторинних ресурсів - сукупність відходів користування і виробництва, включаючи і промислові цементно-ґрунтові відходи, відкриває новий, екологічний і економічний напрямок по упровадженню безвідходних технологій у виробництво з метою створення нових видів будівельних виробів. Це дає змогу підвищити ефективність будівельної індустрії, яка досягається через максимально можливе використання та обробку вже добутих із природного середовища ресурсів. Специфічною особливістю запропонованого дрібноштучного теплоізоляційного блока є те, що блок при потребі і бажанні можна виготовляти індивідуально, в умовах замовника, попередньо придбавши і підготувавши всі його складові, що буде впливати на економічні показники його кошторису. Крім того, розміри каркаса блока, кількість закритих і напіввідкритих його відсіків можна змінювати числом і розміром плит 1 і 2, збільшуючи або зменшуючи ширину і довжину блока. Одночасно можна змінювати висоту блока, використовуючи пластмасові або скляні пляшки, або відрізки труб відповідних розмірів. Впровадження в будівельну галузь простих у виготовленні і недорогих дрібноштучних теплоізоляційних блоків дозволяє розширити асортимент будівельних виробів для спорудження житлових об'єктів в містах, а також в сільській місцевості, в тому числі - тваринницьких комплексів, зерно-і овочесховищ, складських приміщень, гаражів, дачних будинків і т. ін. Вказані особливості запропонованої корисної моделі дають можливість її використання в промислових умовах і забезпечення її відповідності критерію «Промислова придатність». Джерела інформації: 1. ДСТУ Б8.27-7-94. Вироби бетонні стінові дрібноштучні. Технічні умови. 2. ГОСТ 21520-89.Блоки из ячеистых бетонов стеновые мелкие. Технические условия. 3. Україна. Патент на корисну модель № 43918. Збірний дрібноштучний стіновий теплоізоляційний блок. Е04С 1/41, Е04С 2/00. 10.09.2009. Бюл. № 17. 4. Україна. Патент на корисну модель № 38156. Дрібноштучний стіновий теплоізоляційний блок. Е04С 1/41, Е04С 2/00, 25.12.2008. Бюл. № 24. 5. Сысоев В.В., Щербакова А.С., Голованова Л.В. Строительные материалы. М.: Лесная промышленность, 1980, 189 с. - С. 105, 129, 155. 6. Энциклопедия неорганических материалов под. ред. И. М. Федорченко. Т.1. К.: Главная редакция Украинской Советской энциклопедии, 1977, 840 с, С. 107. 7. Кропотов В.Н., Зайцев А.Г., Скавронский Б.И.. Строительные материалы. М.: Высшая школа, 1973, 381 с. - С. 270, 271. 8. Шапиро И.Е., Фролова Е.Г. Стеклянные трубы. Производство и применение. 2-е издание. М.: Стройиздат, 1966, 233 с. - С. 10-11. 9. Безрук В.М., Князюк К.А. Устройство цементно-грунтовых оснований и покрытий. М.: Дориздат, 1951, 188 с. 10. Безрук В.М.. Теоретические основы укрепления грунтов цементами. М.: Автотрансиздат, 1956, 248 с. 4 UA 68560 U 11. Зоценко М.Л., Коваленко В.I., Хілобок В.Г., Яковлев А.В.. Інженерна геологія. Механіка ґрунтів, основи і фундаментів. К.: Вища школа, 1992, 408 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 25 30 35 40 1. Дрібноштучний теплоізоляційний будівельний блок, що має форму паралелепіпеда, включає прошарок теплоізоляційного матеріалу, до якого зовні примикають плити, який відрізняється тим, що корпус будівельного блока складає розрахункових розмірів каркас з взаємно перехрещуваними і взаємно перпендикулярними плитами із неорганічного або органічного матеріалів, утворюючими вертикальні закриті відсіки, що вміщують всередині вироби користування циліндричної форми однієї висоти з наповнювачем - сухим дрібнодисперсним теплоізоляційним природним або синтетичним органічним і/або неорганічним матеріалом, або відрізки промислових труб однієї висоти з наповнювачем сухим дрібнодисперсним теплоізоляційним природним або синтетичним матеріалом, або волокнистим синтетичним органічним і/або неорганічним матеріалом, боковими по периметру каркаса вертикальними напіввідкритими відсіками з будівельним розчином. 2. Дрібноштучний теплоізоляційний будівельний блок за п. 1, який відрізняється тим, що неорганічними матеріалами для виробництва плит можуть бути азбестоцемент, бетон, залізобетон, кераміка, ситали, а органічними - пластмаси, фанера або композиції із неорганічних і органічних матеріалів. 3. Дрібноштучний теплоізоляційний будівельний блок за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що вміщуючими виробами вертикально закритих відсіків каркаса є вироби користування пластмасові і/або скляні пляшки, або відрізки промислових труб із азбестоцементного, бетонного, керамічного, скляного матеріалів. 4. Дрібноштучний теплоізоляційний будівельний блок за пп. 1-3, який відрізняється тим, що як сухі дрібнодисперсні теплоізоляційні природні або синтетичні органічні і/або неорганічні матеріали можуть бути ракушняк, пемза, туфи, опока, трепел, діатоміт, поліетиленова крошка, деревна тирса або керамзит, спучений перліт, спучений вермикуліт, шлакова пемза, аглопорит (паливні шлаки), а як волокнисті - матеріали органічного або неорганічного походження будівельну повсть, мінеральну вату і таке інше. 5. Дрібноштучний теплоізоляційний будівельний блок за пп. 1-4, який відрізняється тим, що висота вертикальних відсіків каркаса блока на 5-10 мм більша висоти вертикально встановлених пластмасових і/або скляних пляшок, або відрізків промислових труб, що мають локальний поздовжній контакт зовнішньою поверхнею із ділянкою внутрішньої поверхні закритих відсіків каркаса блока. 6. Дрібноштучний теплоізоляційний будівельний блок за пп. 1-5, який відрізняється тим, що простір, утворений внутрішніми кутовими поверхнями взаємно перехрещуваних і взаємно перпендикулярних плит закритих відсіків і поздовжньою частиною зовнішньої поверхні виробів пластмасових і/або скляних пляшок, або відрізків промислових труб, заповнений будівельним розчином. 7. Дрібноштучний теплоізоляційний будівельний блок за пп. 1-6, який відрізняється тим, що будівельним розчином може бути цементно-піщана суміш або суміш промислових цементноґрунтових відходів з цементом. 5 UA 68560 U 6 UA 68560 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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 7