Строительный стеновой элемент из полистиролбетона
Полезная модель относится к строительным элементам, используемым для устройства наружных стен зданий с повышенными теплозащитными свойствами.
Строительный стеновой элемент из полистиролбетона имеет габаритные размеры (длина х толщина х высота) - (0,3-1,2)×(0,08-0,5)×(0,2-0,5) м с допусками 0,5-1,0 мм и плотность полистиролбетона 200-500кг/м 3. Строительный элемент может иметь одну или две четверти; с одной боковой стороны иметь паз, а с противоположной стороны - гребень с размерами по толщине обеспечивающими устройство ступенчатых вертикальных швов толщиной не более 2 мм; он выполняется или в виде монолитного сплошного тела или имеет не менее 2-х рядов пазов сквозных или несквозных толщиной до 20 мм, параллельных фасадной поверхности элемента, которые могут заполняться материалом, имеющим более низкую теплопроводность, чем у полистиролбетона. Строительный стеновой элемент может иметь наружный фактурный облицовочный слой из мелкозернистого бетона толщиной не менее 20 мм, при этом облицовочный слой выполняется или из обычного мелкозернистого бетона с гладкой наружной поверхностью под окраску, или из декоративного мелкозернистого бетона и может иметь рельефный рисунок.
Технический результат - обеспечение (при соблюдении теплозащитных норм) пониженной материалоемкости, трудоемкости монтажа и стоимости 1 м2 наружных стен зданий, улучшение теплозащитных свойств стен и их устойчивости при ветровых воздействиях, а также повышение заводской готовности элементов и декоративной выразительности фасадов зданий.
Полезная модель относится к строительным элементам (блокам), используемым для устройства наружных стен зданий с повышенными теплозащитными свойствами.
Известен строительный блок из полистиролбетона в виде замкнутой оболочки, содержащей продольные и поперечные перемычки, которые образуют тело со сквозными каналами прямоугольного сечения, при этом на боковых сторонах-гранях поперечных перемычек расположены дистанционирующие выступы, а на верхних гранях поперечных перемычек выполнен продольный паз, ось которого совпадает с продольной осью блока при следующих соотношениях геометрических параметров: L=(4,5-5,5)В; Н=(1,8-2,0)В, где L - длина блока; В - ширина блока; Н - высота блока, а сам блок содержит два симметрично расположенных относительно продольной и поперечной осей блока сквозных канала, ширина которых составляет 1/3 ширины блока [1].
Известен строительный блок из полистиролбетона в виде замкнутой оболочки, содержащей продольные и поперечные перемычки, которые образуют тело со сквозным каналом или каналами прямоугольного сечения, имеющий, по крайней мере, на одной стороне-грани поперечной перемычки дистанционирующие выступы, а на верхних гранях поперечных перемычек продольный паз, расстояние от оси которого до наружной грани боковой продольной перемычки составляет 0,3 от ширины блока, при этом длина блока кратна кратна ширине блока, а высота составляет 0,7-0,8 от ширины блока, а в теле замкнутой оболочки дополнительно выполнен, по крайней мере, один глухой канал [2].
Недостатками известных строительных блоков из полистиролбетона являются их нетехнологичность в изготовлении и пониженное термическое сопротивление из-за значительных размеров внутренних пазов и каналов, предопределяющих высокие потери тепла на конвекцию и теплоизлучение. Кроме того, указанные строительные блоки не имеют повышенной заводской готовности, так как не предусматривают отделочных фактурных слоев, в т.ч. фасадных.
Известны стеновые строительные элементы по ГОСТ 6133-84 [3], представляющие собой укладываемые на растворе камни стеновые полнотелые и пустотелые, рядовые и лицевые из легких и тяжелых бетонов на цементном, известковом, шлаковом или гипсовом вяжущих, плотностью не менее 750 кг/м 3, имеющие форму прямоугольных параллепипедов с максимальными габаритными размерами (длина х толщина х высота)
390(410×190(200)×188(200) мм или 288×288×138 мм массой до 31,0 кг с допусками по основным размерам ±(3-4) мм.
Известные стеновые строительные элементы по ГОСТ 530-95 и ГОСТ 7484-78 [4, 5], представляющие собой керамические камни (блоки), в т.ч. лицевые, имеющие форму прямоугольных параллепипедов с внутренними пустотами максимальных габаритных размеров 250(380)×250(255)×188 мм с допусками ±(4-7) мм.
Известны стеновые строительные элементы по ГОСТ 6428-83 [6], представляющие собой плиты (блоки) гипсовые для перегородок, в т.ч. из поргипса плотностью не менее 800 кг/м 3, имеющие форму прямоугольных параллепипедов с максимальными габаритными размерами (600-900)×(80-100)×300 мм с допусками 1-2 мм, при этом на торцевых поверхностях имеются пазы и гребни, повышающие механическую устойчивость стены. Однако, эти элементы не могут быть использованы для наружных стен, так как не обладают необходимой влаго- и морозостойкостью.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели являются стеновые блоки из ячеистых бетонов по ГОСТ 21520-89 [7], представляющие собой сплошнотелые строительные элементы, в т.ч. укладываемые на клею, имеющие форму прямоугольных параллелепипедов плотностью не менее 500 кг/м3 с максимальными габаритными размерами 598×295×298 мм с допусками не менее 1-2 мм.
Общими недостатками стеновых блоков из тяжелых, легких и ячеистых бетонов, а также керамики являются:
- высокая материалоемкость, вытекающая из относительно высокой плотности материала блоков, вызывающая их удорожание;
- недостаточная теплопроводность или приведенное термическое сопротивление элементов, что вызывает необходимость для выполнения действующих норм по теплозащите (СНиП 11-3-79*, изд. 1998 г.) [8]в устройстве наружных стен утолщенной и многорядной кладки, и следовательно повышается стоимость и трудоемкость, а также увеличиваются нагрузки на фундаменты зданий;
- относительно небольшие габаритные размеры (максимальный не более 410 мм) блоков, предопределяемые ограничениями по весу при ручном монтаже (не более 25-30 кг), повышают трудоемкость и стоимость монтажа стен;
- высокие допуски к основным габаритным размерам для блоков, укладываемых на растворе (3-4 мм) и относительно высокие допуски для блоков из ячеистых бетонов, укладываемых на клею (1-2 мм), предопределяют устройство утолщенных кладочных швов, в совокупности с небольшими размерами элементов, снижающих теплотехническую однородность стены и вызывающих необходимость в ее утолщении (для обеспечения теплозащитных норм), что ведет к повышению трудоемкости монтажа и стоимость стены;
- блоки из тяжелых и легких бетонов и из керамики практически не поддаются ручной механической обработке (пилению, штробовке), а для блоков из ячеистых бетонов плотностью порядка 500 кг/м 3 такая обработка очень трудоемка;
- в блоках не предусматривается устройство специальных четвертей для фиксации оконных и дверных элементов, что вызывает необходимость в дополнительных трудоемких работах по их выпиливанию, а без их устройства ухудшаются теплозащитные свойства стены и устойчивость конструкции при ветровых воздействиях (отсосе);
- на торцевых поверхностях блока не предусматриваются пазы и гребни для устройства вертикальных ступенчатых швов, которые могли бы повысить устойчивость и теплотехническую однородность стены;
- блоки из легких и тяжелых бетонов на известковом, шлаковом и гипсовом вяжущем и из ячеистых бетонов не обладают повышенной заводской готовностью, так как не выпускаются с защитным отделочным слоем, например под окраску или из декоративного мелкозернистого бетона, или с рельефным рисунком.
Существенным недостатком прототипа является то, что для использования в наружных стенах зданий ячеистобетонные элементы (блоки) должны иметь плотность не менее 500 кг/м3, т.к. согласно ГОСТ 25485-89 для меньших марок по плотности не гарантируется даже минимальная для наружных стен марка по морозостойкости - F15. В следствие этого для обеспечения требуемых теплозащитных свойств кладка из ячеистобетонных элементов (блоков) в наружных стенах имеет повышенные толщину, вес, трудоемкость и стоимость монтажа.
Задачей предлагаемого технического решения является создание строительного элемента для устройства наружных стен - блоков из конструктивно-теплоизоляционного полистиролбетона, обладающих повышенными теплотехническими характеристиками с необходимой прочностью и морозостойкостью, легкообрабатываемых, с конфигурацией, позволяющей устраивать стены с повышенной устойчивостью, в т.ч. на участках с проемами, обладающих повышенной заводской готовностью и обеспечивающих пониженную трудоемкость и стоимость стеновой конструкции.
Решение задачи достигается тем, что стеновой строительный элемент в виде прямоугольного параллелепипеда, монтируемый на клею, изготавливается по ГОСТ Р51263-99 [9] плотностью 200-500 кг/м3 с габаритными размерами (длина-L × толщина-В × высота-Н) - (0,3-1,2)×(0,08-0,5)×(0,2-0,5) м с допусками по основным размерам не более 0,5-1,0 мм.
Такое техническое решение обеспечивает (при соблюдении теплозащитных норм) пониженную материалоемкость, трудоемкость монтажа и стоимость 1 м2 наружной стены здания за счет сниженной плотности материала, укрупненных размеров блоков и кладочных клеевых швов минимальной толщины при необходимой прочностью и морозостойкостью.
При этом стеновой строительный элемент из полистиролбетона может иметь одну или две четверти для фиксации оконных и дверных проемов, в результате чего отпадает необходимость по их выпиливанию, улучшаются теплозащитные свойства стены и ее устойчивость при ветровых воздействиях (отсосе).
Заявляемый строительный стеновой элемент из полистиролбетона может иметь с одной боковой (торцевой) стороны паз, а с противоположной - гребень с размерами по толщине, обеспечивающими устройство ступенчатых вертикальных швов толщиной не более 2 мм, что повышает устойчивость и теплотехническую однородность стены.
При этом строительный стеновой элемент из полистиролбетона может быть выполнен в виде монолитного сплошного тела или с пазами (пустотами) сквозными или несквозными толщиной до 20 мм, параллельными фасадной плоскости элемента, то есть перпендикулярными тепловому потоку в стене, что повышает теплозащитные свойства блока. При этом пазы (пустоты) могут заполняться материалом, имеющим более низкую теплопроводность, чем у полистиролбетона, например заливочным пенопластом типа "Юнипор" плотностью 20-30 кг/м3 , что дополнительно повышает термическое сопротивление блока, так как исключаются теплопотери от конвективной и лучистой составляющей.
На рис.1 приведен строительный стеновой элемент - блок из полистиролбетона в виде монолитного сплошного тела, представляющего прямоугольный параллелепипед.
На рис.2 показан вариант полистиролбетонного стенового блока с одной четвертью - 1, а на рис.3 с двумя четвертями - 1.
На рис.3 показан вариант полистиролбетонного стенового блока с пазом - 2 и гребнем - 3 на боковой (торцевой) поверхности.
На рис.5 показан вариант полистиролбетонного стенового блока с прямоугольными пазами (пустотами) - 4, которые параллельны фасадной плоскости элемента и перпендикулярны тепловому потоку в стене.
На рис.6 показан вариант полистиролбетонного стенового блока, у которого пазы (пустоты) заполнены заливочным пенопластом "Юнипор" - 5 плотностью 20-30 кг/м 3.
На рис.7-9 показаны варианты полистиролбетонного стенового блока повышенной заводской готовности:
- на рис.7 - вариант полистиролбетонного стенового блока с фактурным (фасадным) облицовочным слоем из мелкозернистого бетона (раствора), который может быть выполнен из обычного раствора с гладкой наружной поверхностью под окраску или быть декоративным (цветным);
- на рис.8 и 9 - варианты полистиролбетонного стенового блока с рельефным фактурным слоем из мелкозернистого бетона с вертикальными рустами - 7 и под "кирпич" - 8.
Сравнительные технико-экономические показатели предлагаемой полезной модели и прототипа приведены в таблицах 1 и 2.
Как видно из табл. 1 технические показатели и характеристики прототипа заметно уступают предлагаемой полезной модели, а примеры реализуемой полезной модели (табл.2) подтверждают обоснованность заявленных параметров по габаритным размерам, допускам и плотности, так как они при одинаковом термическом сопротивлении имеют преимущества по прочности, морозостойкости, теплопроводности, трудоемкости и стоимости.
Источники информации
1. Патент РФ 22489, 2001. Строительный блок. Полезная модель.
2. Патент РФ 22490, 2001. Строительный блок. Полезная модель.
3. ГОСТ 6133-84. Камни бетонные стеновые. Технические условия.
4. ГОСТ 530-95. Кирпич и камни керамические. Технические условия.
5. ГОСТ 7484-78. Кирпич и камни керамические лицевые. Технические условия.
6. ГОСТ 6428-83. Плиты гипсовые для перегородок. Технические условия.
7. ГОСТ 21520-89. Блоки из ячеистых бетонов стеновые мелкие. Технические условия (прототип).
8. СНиП 11-3-79 (изд. 1998 г.). Строительная теплотехника.
9. ГОСТ Р51263-99. Полистиролбетон. Технические условия.
10. ГОСТ 25485-89. Бетоны ячеистые. Технические условия.
11. ТУ 5741-159-00284807-96 (с изм. 1-4). Блоки из полистиролбетона стеновые сплошные.
12. ТУ 5760-00284807-96 (с изм. 1-2). Плиты полистиролбетонные теплоизоляционные.
| Таблица 1 | ||
| Показатели и характеристики | Предлагаемая полезная модель | Прототип |
| 1. Основные характеристики материала | ||
| элементов(блоков): | ||
| 1.1. Плотность, кг/м3 | 200-500 | 500-1200 |
| 1.2. Теплопроводность в сухом состоянии, | 0,065-0,125 | 0,1-0,38 |
| Вт/м °С | ||
| 2. Показатели и характеристики элементов | ||
| (блоков): | ||
| 2.1. Максимальные габаритные размеры, м: | ||
| - длина(L) | 1,2 | 0,6 |
| - толщина (В) | 0,5 | 0,3 |
| - высота (Н) | 0,5 | 0,3 |
| 2.2. Минимальные допуски на габаритные | ±(0,5-1) | ±(1-2) |
| размеры, мм | ||
| 2.3. Возможность изготовления с четвертями, пазами, гребнями, пустотами и фактурными слоями | предусматривается | не предусматривается |
| 3. Показатели наружных стен на основе кладки из элементов (блоков): | ||
| 3.1. Толщина клеевых швов в кладке, мм | 2-4 | 4-7 |
| 3.2. Теплотехническая однородность | 0,85-0,92 | 0,7-0,8 |
| м2/Вт °С с фасадной кирпичной облицовкой | 438 | 745 |
| и внутренним оштукатуриванием, мм | ||
| 3.4. Трудоемкость 1 м2 стены по п.3.3, чел. час | 2,9 | 3,8 |
| 3.5. Сметная стоимость 1 м 2 стены по п.3.3, % | 100,0 | 130,9 |
| Таблица 2 | |||||||||||
| Параметры и характеристики | Ед.изм. | Прототип1) | Заявленные параметры | Запредельные | |||||||
| элементов (блоков) | параметры | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | |
| 1. Габаритные размеры: | м | ||||||||||
| - длина | 0,6 | 0,3 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 1,2 | 0,25 | 1,5 | ||
| - ширина | 0,3 | 0,3 | 0,08 | 0,3 | 0,3 | 0,5 | 0,25 | 0,07 | 0,65 | ||
| - высота | 0,3 | 0,5 | 0,5 | 0,375 | 0,5 | 0,2 | 0,2 | 0,5 | 0,6 | ||
| 2. Плотность без отделки | кг/м3 | 500 | 250 | 200 | 250 | 250 | 500 | 500 | 150 | 600 | |
| 3. Вес в сухом состоянии | кг | 27 | 9 | 4,8 | 1,7 | 23 | 30 | 30 | 1,1 | 216 | |
| 4. Минимальные допуски по габаритным размерам | мм | ±(1÷2) | ±(0,5÷0,8) | ±(0,5÷0,7) | ±(0,5÷1,0) | ±(0,5÷1,0) | ±(0,6÷1,0) | ±(0,6÷1,0) | ±(0,5÷0,9) | ±(0,7÷1,5) | |
| 5. Физико-механические характеристики бетона: сжатие3) | |||||||||||
| В0,75-В1,0 | М2-М3,5 | М2-М3,5 | В0,35-В0,5 | В0,35-В0,5 | В1,5-В2,5 | В1,5-В2,5 | М2-М2,5 | В2,0-В2,5 | |||
| - марка по морозостойкости3) | F15-F35 | F25 | F25 | F25-F35 | F25-F35 | F50-F100 | F50-F100 | F15 | F75-F100 | ||
| - теплопроводность при | Вт/ | 0,23 | 0,09 | 0,075 | 0,09 | 0,09 | 0,155 | 0,155 | 0,06 | 0,20 | |
| условиях эксплуатации | м(С | ||||||||||
| "Б" 4) | |||||||||||
6. Технико-экономические показатели 1 м2 кладки с термическим сопротивлением Rk 3,2 м2 °C/ВТ в наружной стене | |||||||||||
| - толщина | мм | 0,75 | 0,3 | 0,24 | 0,3 | 0,3 | 0,5 | 0,5 | 0,21 | 1,3 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| - количество элементов на шт. толщину | шт. | 2,5 | 1 | 3 | 1 | 1 | 1 | 2 | 3 | 2 |
| - общее количество элементов | шт. | 14 | 7 | 10 | 4,5 | 3,3 | 8 | 8 | 23 | 2,5 |
| - трудоемкость кладки (без приготовления и нанесения клея) | % | 100,0 | 50,0 | 71,4 | 32,1 | 23,6 | 57,1 | 57,1 | 164,3 | требуются механизмы |
| - стоимость монтажа^ | % | 100,0 | 92,3 | 86,1 | 76,9 | 73,4 | 84,4 | 84,4 | 109,2 | 99,2 |
| Примечания: | 1. Прототип - ячеистобетонные блоки по ГОСТ 21520-89 плотностью менее 500 кг/м3 не могут использоваться в наружных стенах, так как не гарантируется минимальная марка по их морозостойкости - F15.2. Минимальные допуски по габаритным размерам приняты: для ячеистобетонных элементов согласно ГОСТ 21520-89 и для полистиролбетонных элементов согласно ТУ 5741-159-00284807-96 (с изм. 1-4) и ТУ 5760-160-00284807-96 (с изм. 1-2).3. Марки по прочности на сжатие и морозостойкости материала элементов приняты соответственно для ячеистобетонных элементов - по ГОСТ 25485-89 и для полистиролбетонных элементов - по ГОСТ Р 51263-99.4. Теплопроводность материала элементов принята для ячеистобетонных блоков по СНиП П-3-79* (изд. 1998 г.) и для полистиролбетонных элементов - по ГОСТ Р 51263-99. 5. Стоимость монтажа, включающая стоимость элементов и затраты на их монтаж, подсчитана в нормах и ценах МТСН 81-98 с пересчетом на 01.01.04 г. | |||||||||
1. Строительный стеновой элемент из полистиролбетона в виде прямоугольного параллелепипеда, монтируемый на клею, отличающийся тем, что он имеет габаритные размеры (длина × толщина × высота) - (0,3-1,2)×(0,08-0,5)×(0,2-0,5) м с допусками 0,5-1,0 мм плотность полистиролбетона 200-500 кг/м 3.
2. Строительный стеновой элемент из полистиролбетона по п.1, отличающийся тем, что он имеет одну или две четверти.
3. Строительный стеновой элемент из полистиролбетона по п.1, отличающийся тем, что он с одной боковой стороны имеет паз, а с противоположной - гребень, с размерами по толщине, обеспечивающими устройство ступенчатых вертикальных швов толщиной не более 2 мм.
2. Строительный стеновой элемент из полистиролбетона по п.1, отличающийся тем, что он выполнен в виде монолитного сплошного тела.
5. Строительный стеновой элемент из полистиролбетона по п.1, отличающийся тем, что он имеет не менее 2-х рядов пазов прямоугольных сквозных или несквозных толщиной до 20 мм, параллельных фасадной поверхности элемента.
6. Строительный стеновой элемент из полистиролбетона по п.1, отличающийся тем, что пазы заполнены материалом, имеющим более низкую теплопроводность, чем у полистиролбетона.
7. Строительный стеновой элемент из полистиролбетона по п.1, отличающийся тем, что он имеет наружный фактурный облицовочный слой из мелкозернистого бетона толщиной не менее 20 мм.
8. Строительный стеновой элемент из полистиролбетона по п.7, отличающийся тем, что облицовочный слой выполнен из обычного мелкозернистого бетона с гладкой наружной поверхностью под окраску.
9. Строительный стеновой элемент из полистиролбетона по п.1, отличающийся тем, что облицовочный слой выполнен из декоративного мелкозернистого бетона.
10. Строительный стеновой элемент из полистиролбетона по п.1, отличающийся тем, что наружная фасадная поверхность элемента из мелкозернистого бетона имеет рельефный рисунок.
