Керамический пустотелый камень
Полезная модель относится к области производства строительных материалов, а именно к конструкциям керамических пустотелых камней (КПК), применяемых при кладке наружных и внутренних стен зданий.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение однородности температурного поля ограждающих стен, снижение теплопроводности камней и повышение их потребительских качеств.
Указанный технический результат достигается тем, что КПК в виде прямоугольного параллелепипеда с системой щелевых пустот и шахматной системой их положения, состоящей из пустот основной и доборной длины и отделенных друг от друга по длине ряда перемычками имеет сквозные пустоты, выполненные в виде гиперпараметрических призм и полупризм, открытых по тычковым граням, ориентированных большой осью, превышающей не менее чем в три раза малую ось, параллельно плоскости стены, отделенных друг от друга по длине ряда перемычками постоянной толщины, за исключением участков сопряжения перемычек, лицевой слой камня имеет офактуренную поверхность.
КПК может быть изготовлен на любом специализирующемся в данной отрасли предприятии. Такой камень может быть широко использован при строительстве объектов промышленного и гражданского назначения, т.е. является промышленно применяемым.
Полезная модель относится к области строительства, а именно, к производству керамических штучных строительных материалов, в частности, к производству керамических пустотелых камней (КПК).
Известны форматы КПК, рекомендуемые ГОСТ 530-2007, содержащие между постельными гранями системы сквозных цилиндрических, квадратных или щелевидных пустот. Также известны форматы кирпичей, содержащие в себе многопараметрические пустоты, например, кирпич «Ализарин» производства ОАО «Керма». Существенный признак, объединяющий указанные форматы КПК, заключается в том, что сквозные пустоты, содержащиеся между двух постельных граней, по своей длине имеют постоянную площадь поперечного сечения и расположены внутри прямоугольного контура, образуемого керамическим материалом.
Недостатки указанных форматов КПК заключаются в том, что тычковые части контура образуют «мостик холода», значительно повышающий приведенную теплопроводность КПК и создающий весьма неоднородное температурное поле вдоль стены. Кроме того, КПК имеют сквозные вертикальные пустоты с минимальными размерами поперечного сечения 12÷20 мм, открытые на постельных гранях, позволяющие кладочному раствору проникать в проходное сечение пустот и частично заполнять их, тем самым, повышая теплопроводность керамического изделия и выводя теплотехнические характеристики кладки за пределы, заявленные производителем. Недостатком кладки из штучных строительных КПК также является перерасход кладочного раствора.
Наиболее близким техническим решением к полезной модели в части конструкции являются принятые прототипы - камни крупноформатные (см. ГОСТ 530-2007, рис.A.1.21 - рис.A.1.23), с системой щелевых пустот (ЩП) и шахматной системой их положения. Пустоты размещены с чередованием рядов так, что один ряд содержит три шестигранных пустоты основной длины и одну четырехгранную пустоту доборной длины. Перемычки в смежных рядах смещены относительно друг друга на 0,5 длины основной ЩП.
Недостаток такой формы заключается в том, что геометрические параметры ЩП ограничивают возможности устройства необходимого числа рядов ЩП для эффективного использования теплового сопротивления воздушных прослоек (ВП). Кроме того, значительная толщина тычковых стенок позволяет образовываться «широкому» «мостику холода», создающему неоднородное температурное поле по фасаду камней и ограничивающему возможности снижения приведенного коэффициента теплопроводности.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в снижении теплопроводности ограждающих конструкций из КПК за счет рациональной топологии расположения ВП и эффективного использования теплового сопротивления воздуха, повышении однородности температурного поля по всей по всему объему КПК.
Поставленная задача решается тем, что в КПК (далее - изделии) сквозные вертикальные пустоты с гиперпараметрическим (ГП) контуром поперечного сечения имеют оптимальные параметры, располагаются по рациональной топологической схеме и открыты по тычковым граням, что приводит к однородному температурному полю по длине стен и ведет к снижению теплопроводности изделия
В части конструкции полезная модель отличается от прототипа тем, что сквозные вертикальные пустоты изделия имеют ГП форму поперечного сечения, а пустоты, примыкающие к тычковым граням - открыты на этих гранях.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение однородности температурного поля по ложковым граням камней и уменьшение приведенной теплопроводности КПК.
Указанный технический результат достигается тем, что КПК в виде прямоугольного параллелепипеда с системой щелевых пустот и шахматной системой их положения, состоящей из пустот основной и доборной длины и отделенных друг от друга по длине ряда перемычками, отличающиеся тем, что сквозные пустоты, выполнены в виде ГП призм и полупризм, открытых по тычковым граням, ориентированных большой осью, превышающей не менее чем в три раза малую ось, параллельно плоскости стены, отделенных друг от друга по длине ряда перемычками постоянной толщины, лицевой слой камня имеет офактуренную поверхность.
Параметры ГП призматических призм и полупризм, топология их положения в камнях обеспечивают совместимость пустот по смежным по высоте рядам кладки, позволяют повысить однородность температурного поля по ложковым граням и увеличить пустотность КПК - за счет этого снижаются теплопроводность и вес камней.
На фиг.1 представлен КПК, где: 1 - пустоты основного размера; 2 - большая и 3 - малая доборные пустоты; 4, 5 - пустоты крайних рядов ВП; 6 - направление теплового потока; 7, 8 - «мостики холода» по материалу КПК.
На фиг.2 представлено ГП поперечное сечение ВП и варианты топологических схем ВП, реализуемые при частных значениях параметров ГП поперечных сечений. С целью снижения концентрации напряжений и температур грани контура ВП сопрягаются элементами эллиптического цилиндра.
Размеры камня (фиг.1) определяются следующими зависимостями:
где Lк, Нк, B k - соответственно, длина, высота и толщина КПК;
L1, B1, H1 - габаритные размеры (длина, ширина и высота) малоформатного, стандартного кирпича: L1=250 мм; B1=120 мм; H1=65 мм;
в, г, k - толщины вертикального, горизонтального и межрядного швов «классической» кладки: в=10 мм; г=12 мм; k=10 мм;
n - число пустот основного размера в ряду ВП;
K, M, N - типоразмерные параметры: K=1; 1,5; 2; M=3; N=1, 2, 
, 5.
| Керамический пустотелый камень Таблица 1 | ||||||||||||||||
| Параметры CC b/c, мм | Параметры CC, мм | |||||||||||||||
| =6,0 | =7,0 | =8,0 | =9,0 | |||||||||||||
| a 1 |  cm | a 1 | cm | a 1 | cm | a 1 | cm | |||||||||
| 3,0/1,0 | 39,75 | 4,44 | 38,25 | 4,54 | 36,75 | 4,65 | 35,25 | 4,75 | ||||||||
| 3,0/2,0 | 79,50 | 4,19 | 76,50 | 4,25 | 73,50 | 4,32 | 70,50 | 4,38 | ||||||||
| 3,5/1,5 | 46,37 | 4,95 | 44,62 | 5,05 | 42,87 | 5,16 | 41,12 | 5,27 | ||||||||
| 3,5/2,5 | 92,75 | 4,73 | 89,25 | 4,78 | 85,75 | 4,83 | 82,25 | 4,88 | ||||||||
| 4,0/2,0 | 53,00 | 5,45 | 51,00 | 5,56 | 49,00 | 5,67 | 47,00 | 5,77 | ||||||||
| Таблица 2 | ||||||||||||||||
| Параметр PC b, мм | Параметры PC, мм | |||||||||||||||
| =4,0 | =4,5 | =5,0 | =5,5 | |||||||||||||
| cm | a | cm | a | cm | a | cm | a | |||||||||
| 7,0 | 3,91 |  | 4,40 | | 4,89 | | 5,38 | | ||||||||
| 7,5 | 3,90 | 4,39 | 4,87 | 5,36 | ||||||||||||
| 8,0 | 3,88 | 28,5 | 4,37 | 28,0 | 4,85 | 27,5 | 5,34 | 27,0 | ||||||||
| 8,5 | 3,87 | | 4,36 | | 4,84 | | 5,32 | | ||||||||
| 9,0 | 3,86 | 4,34 | 4,82 | 5,30 | ||||||||||||
| Таблица 3 | ||||||||||||||||
| Параметр BC b1, мм | Параметры ВС, мм | |||||||||||||||
| 1=6,0 | 1=7,0 | 1=8,0 | 1=9,0 | |||||||||||||
| cm | b | cm | b | cm | b | cm | b | |||||||||
| 8,0 | 2,87 | 6,52 | 3,35 | 6,28 | 3,82 | 6,03 | 4,28 | 5,78 | ||||||||
| 8,5 | 3,04 | 6,93 | 3,54 | 6,67 | 4,05 | 6,41 | 4,53 | 6,15 | ||||||||
| 9,0 | 3,20 | 7,34 | 3,74 | 7,06 | 4,27 | 6,78 | 4,75 | 6,51 | ||||||||
| 9,5 | 3,37 | 7,75 | 3,93 | 7,45 | 4,49 | 7,16 | 5,01 | 6,87 | ||||||||
| 10,0 | 3,53 | 8,15 | 4,12 | 7,85 | 4,71 | 7,54 | 5,27 | 7,23 | ||||||||
| Керамический пустотелый камень Таблица 4 | |||||||
| Геометрические, физико-механические и теплотехнические характеристики керамических пустотелых камней | |||||||
 п.п. | Тип ВП | Параметры камней, мм | k п | Приведенные теплотехнические характеристики | Вес СПК G к, кг | ||
| Bk | Lk/Hk | Rnp,°С-м2/Вт |  пр, Вт/м°С | ||||
| 1 | СС | | | | до 1,00 | до 0,12 | |
| PC | 120 |  | до 0,38 | до 0,92 | до 0,13 | до 4 | |
| ВС | | | | до 0,86 | до 0,14 | | |
| 2 | СС | | | | до 1,09 | до 0,11 | |
| PC | 120 |  | до 0,40 | до 1,00 | до 0,12 | до 17 | |
| ВС | | | | до 0,92 | до 0,13 | | |
| 3 | СС | | | | до 2,27 | до 0,11 | |
| PC | 250 |  | до 0,47 | до 2,08 | до 0,12 | до 25 | |
| ВС | | | | до 1,92 | до 0,13 | | |
| 4 | СС | | | | до 3,80 | до 0,10 | |
| PC | 380 |  | до 0,51 | до 3,45 | до 0,11 | до 25 | |
| ВС | | | | до 3,17 | до 0,12 | | |
| Компания «RAUF», Bk=380 мм | 0,54 | 2,436 | 0,156 | | |||
| Компания «Wienerberger», Bk=380 мм | 0,52 | 2,375 | 0,160 | | |||
| **) По данным рекламного проспекта Компании «RAUF» | |||||||
| *) По данным рекламного проспекта Компании «Wienerberger» | |||||||
1. Керамический пустотелый камень в виде прямоугольного параллелепипеда с системой щелевых пустот и шахматной системой их положения, состоящей из пустот основной и доборной длины и отделенных друг от друга по длине ряда перемычками, отличающийся тем, что сквозные пустоты выполнены в виде гиперпараметрических призм и полупризм, открытых по тычковым граням, ориентированных большой осью, превышающей не менее чем в три раза малую ось, параллельно плоскости стены, отделенных друг от друга по длине ряда перемычками постоянной толщины, за исключением участков сопряжения перемычек.
2. Керамический пустотелый камень по п.1, отличающийся тем, что лицевой слой камня имеет офактуренную поверхность.
