Газосиликатный утепленный пустотный блок
Полезная модель относится к области производства строительных материалов, в частности, к конструкциям газосиликатных утепленных пустотных блоков (ГСУПБ), применяемых при кладке наружных стен зданий.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является уменьшение приведенной теплопроводности и снижение веса блока.
Указанный технический результат достигается тем, что ГСУПБ в виде прямоугольного параллелепипеда с призматической полостью, заполняемой утеплителем, и малыми щелевыми пустотами, симметричный относительно центральной плоскости, перпендикулярной внешней грани, отличающийся тем, что: несквозные полость и малые пустоты образуются в предварительно изготовленном газосиликатном блоке путем высверливания; большая и малые пустоты выполнены в виде прямоугольно-полу-круговых цилиндров, ориентированных большой осью, превышающей не менее чем в три раза малую ось, параллельно внешней грани блока, расположенных в шахматном порядке, отделенных от торцевых граней и друг от друга перемычками переменной толщины; большая пустота заполняется утеплителем; пустоты доборных размеров открыты на торцевых плоскостях и предназначены для установки термовкладышей; центр тяжести сечения смещен к внутренней грани блока.
ГСУПБ может быть изготовлен на любом специализирующемся в данной отрасли предприятии, т.к. для этого требуется стандартное оборудование, выпускаемое промышленностью. Для образования пустот необходимо специальное оборудование - станок для высверливания пустот. Такой блок может быть широко использован при строительстве объектов промышленного и гражданского назначения, т.е. является промышленно применяемым.
Полезная модель относится к области производства строительных материалов, в частности, к производству пустотных газосиликатных пустотных утепленных блоков (ГСУПБ) с прямоугольно-полукруговой (ППК) системой отверстий.
Известны полнотелые силикатные газобетонные блоки, их положения приведены в ГОСТ 21520-89.
Общим недостатком ячеистых бетонов (газобетонов) является противоречивость его основных характеристик: при снижении плотности и теплопроводности уменьшается прочность и долговечность.
Известен строительный блок (Патент RU 2020214 по кл. E04B 2/14, заявл. 06.05.1991 г.) с системой сквозных прямоугольных малых и одной большой пустот.
Недостатки такой конструкции заключаются в том, что: система пустот позволяет иметь широкие «мостики» холода по основному материалу и по большой призматической пустоте; невозможно найти параметры системы отверстий и размеров блока, обеспечивающих необходимые тепловое сопротивление и малый вес блока для ручной кладки.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению, достигаемому теплотехническому эффекту и выбранный в качестве прототипа является строительный сендвич-блок (ССБ) (Патент RU 90817 по кл. E04C 1/00, заявл. 13.05.2009 г.) с системой овально-вытянутых сквозных щелевых пустот, расположенных симметрично относительно продольной оси в шахматном порядке относительно призматической полости с утеплителем, и круглых отверстий, расположенных на поперечной оси на одной линии с овально-вытянутыми пустотами.
Недостаток такой формы заключается в том, что ССБ по условиям прочности имеет достаточно широкие поперечные перемычки и весьма протяженные щелевые пустоты, расположенные в два ряда, которые не позволяют изготавливать блок малых размеров и не обеспечивают требование норм по тепловому сопротивлению.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является уменьшение приведенной теплопроводности и снижение веса блока.
Указанный технический результат достигается тем, что ГУПБ в виде прямоугольного параллелепипеда с призматической полостью, заполняемой утеплителем, и малыми щелевыми пустотами, расположенных в шахматном порядке, отличающийся тем, что призматическая полость и малые щелевые пустоты выполнены несквозными, призматическая полость и малые щелевые пустоты выполнены в виде прямоугольно-полукруговых цилиндров, ориентированных большой осью, превышающей не менее чем в три раза малую ось, параллельно внешней грани блока, расположены в шахматном порядке и отделены друг от друга перемычками переменной толщины, малые пустоты доборных размеров на торцевых плоскостях выполнены открытыми и в них установлены термовкладыши, при этом центр тяжести сечения смещен к внутренней грани блока.
В малые цилиндрические доборные пустоты, открытые на торцевых плоскостях, при кладке блоков вставляются термовкладыши, обеспечивающие надежную герметизацию вертикальных стыков блоков и снижение теплопроводности по основному «мостику холода».
Параметры большой и малых пустот обеспечивают смещение центра тяжести сечения к внутренней грани блока и уменьшают эксцентриситет нагрузки от перекрытий этажей сооружения.
Высокая макропустотность и габаритные размеры блоков обеспечивают вес, приемлемый для ручной кладки.
На фиг.1 представлены поперечные сечения большой ППК пустот (ППКП) и малых основных и доборных ППКП.
На фиг.2 представлена конструкция блока с предлагаемой системой пустот. ГСУПБ содержит большую ППКП 1, заполненную эффективным утеплителем, ППКП 2 основной длины, размером a×d, ППКП 3 доборной длины, размером a*×d. Пустоты 3 (открыты по торцам и снизу) и пустоты 2 (открыты только снизу) отделены друг от друга в ряду перемычками переменной толщины и расположены рядами поперек направления теплового потока, показанного на чертеже стрелками 4. Пустотные ряды выполнены двух типов, один из них состоит из пустот 2 основной длины, другой - из пустот 2 основной длины, размещенных между двух пустот 3 доборной длины. Пустоты 3 доборной длины открыты в торцах блока и позволяют устанавливать термовкладыши из эффективного утеплителя.
Разрезы по пустотам и полости утеплителя (фиг.2) показаны на фиг.3.
Размещение пустот в блоке заявляемым образом позволяет не только оптимально распределить по всему объему блока напряжения, возникающие в нем от нагрузок, но и обеспечить максимальную длину "мостика холода" (фиг.2, пунктирная линия 5) при минимальной его ширине, т.е. наибольшим образом затруднить прохождение тепла от внутренней грани блока к его наружной грани. Кроме того, тепловое сопротивление ППКП оказывается значительным при соотношении l/>3 (l - длина и - толщина расчетного сечения ППКП) - в этом случае пустоты считаются воздушными прослойками.
Геометрические параметры блока связаны следующими зависимостями:
где A, B - габаритные размеры (длина и ширина) блока;
a, a* - длины основных и доборных ППКП;
1, 2 - толщины стенок у внутренней и наружной граней блока;
3 - расстояние между рядами ППКП, большой полость и ППКП;
1, 3, 2 - минимальные толщины стенок между: ППКП и термодиафрагмой у торцов блока; ППКП в основных и доборных рядах;
d, D - диаметры отверстий, образующих ППКП и большую полость (толщина утеплителя в плоскости ГСУПБ);
m, n - общее число рядов ППКП и ППКП в основном ряду ГСУПБ.
Структурные и геометрические характеристики ГСУПБ определяются по формулам:
где kп, - макропустотность по поперечному сечению и объему ГСУПБ;
Aп - площади макропустот по поперечному сечению ГСУПБ;
A, A, A - площади макропустот, соответственно, типа: 1; 2; 3;
- конструктивный коэффициент: для закрытых пор - =0,96÷0,98;
mо, mд - количество основных и доборных рядов малых ППКП, при этом
mо+mд=m.
Геометрические характеристики (ГХ: G - вес блока, кг; - приведенная плотность, кг/м3) и теплотехнические характеристики (ТТХ: , °C·м2/Вт; , Вт/м°C) некоторых из предложенных вариантов формата A·B·h=600·295·200 мм (h - высота блока) представлены в табл.1.
Приведенные в табл.1 варианты параметров призматической полости для утеплителя и прямоугольно-полукруговых цилиндрических пустот позволяют выбрать СГУПБ в зависимости от его назначения, технологических возможностей производства и необходимых потребительских характеристик - п/ж шрифтом выделены, по нашему мнению, наиболее перспективные (с потребительской точки зрения) варианты силикатных пустотно-утепленных блоков.
На фиг.4 представлены варианты блоков с системой прямоугольно-эллиптических пустот.
Микропористый силикатный (газосиликатный) блок может быть изготовлен на любом специализирующемся в данной отрасли предприятии, т.к. для этого требуется стандартное оборудование, выпускаемое промышленностью. Для образования пустот необходимо специальное оборудование - станок для высверливания пустот.
Такой блок может быть широко использован при строительстве объектов промышленного и гражданского назначения, т.е. является промышленно применяемым.
Таблица 1 | |||||||||||||||
Геометрические, физико-механические и теплотехнические характеристики газосиликатного утепленного пустотного блока | |||||||||||||||
m | n | Размеры, мм | Теплотехнические и физико-механические характеристики | ||||||||||||
a | 1 | 2 | 3 | D | d | 1 | 2 | , °C·м2/Вт | , Вт/м°C | , кг/м3 | G, кг | kп | |||
0 | 0 | - | - | - | 15 | 80 | - | - | 60 | 155 | 3,46 | 0,085 | 450 | 15,9 | 0,25 |
16 | 15 | 44 | 108 | 3,32 | 0,088 | 426 | 14,9 | 0,29 | |||||||
50 | 18 | 15 | 42 | 104 | 3,28 | 0,089 | 420 | 14,7 | 0,30 | ||||||
3 | 6 | 88 | 11 | 10 | 15 | 20 | 15 | 40 | 100 | 3,25 | 0,091 | 408 | 14,4 | 0,32 | |
16 | 15 | 39 | 103 | 3,51 | 0,084 | 408 | 14,4 | 0,32 | |||||||
60 | 18 | 15 | 37 | 99 | 3,48 | 0,085 | 396 | 14 | 0,34 | ||||||
20 | 15 | 35 | 95 | 3,45 | 0,086 | 390 | 13,8 | 0,35 | |||||||
16 | 15 | 44 | 77 | 3,38 | 0,087 | 402 | 14,2 | 0,33 | |||||||
4 | 6 | 88 | 11 | 10 | 15 | 50 | 18 | 15 | 42 | 71 | 3,34 | 0,088 | 390 | 13,8 | 0,35 |
20 | 15 | 40 | 65 | 3,30 | 0,089 | 378 | 13,4 | 0,37 | |||||||
Исходный блок B×A×h=295×600×200 мм | 2,107 | 0,140 | 600 | 21,24 | 0 |
Газосиликатный утепленный пустотный блок в виде прямоугольного параллелепипеда с призматической полостью, заполняемой утеплителем, и малыми щелевыми пустотами, расположенными в шахматном порядке, отличающийся тем, что призматическая полость и малые щелевые пустоты выполнены несквозными, призматическая полость и малые щелевые пустоты выполнены в виде прямоугольно-полукруговых цилиндров, ориентированных большой осью, превышающей не менее чем в три раза малую ось, параллельно внешней грани блока, расположены в шахматном порядке и отделены друг от друга перемычками переменной толщины, малые пустоты доборных размеров на торцевых плоскостях выполнены открытыми и в них установлены термовкладыши, при этом центр тяжести сечения смещен к внутренней грани блока.