Термоблок, способ и устройство для его изготовления
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении сборных элементов и устройстве ограждающих конструкций зданий с требуемым термическим сопротивлением для различных условий эксплуатации. Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, состоит в получении комплекта термозащищенных унифицированных изделий домостроительной системы, преимущественно для малоэтажного и сборно-монолитного строительства, с использованием единых типоразмеров термоблоков для широкого интервала климатических условий эксплуатации, повышение качества, снижение стоимости строительства и эксплуатации зданий за счет точности сборки изделий, отсутствия технологических уклонов на внешних поверхностях, высокой степени тепловой защиты, пониженной материалоемкости и трудоемкости. Предложенное техническое решение содержит комплексную пространственную структуру "ТЕРМОБЛОК", включающую матрицу в виде объемного несущего элемента из бетона, вмонтированную в него термодиафрагму из эффективного плитного теплоизоляционного материала. Термодиафрагма выполнена с конструктивными вырезами так, что на 67 - 70% периметра термодиафрагма выходит в плоскости швов сопряжения. В теле матрицы выполнены четверти для укладки устраняющих тепловые потери термовкладышей в процессе построечной сборки термоблоков. Для перекрытия пролетов над проемами здания термоблок применяют в перевернутом на 180o положении, для усиления конструкции вводят расчетное армирование. Термоблок формуют с применением разрезного пуансона-пустотообразователя и перегородок-диафрагм, служащих для формообразования изделия и фиксации термодиафрагм на специальной установке, содержащей вибростол с жестко закрепленными на нем разрезными пуансонами-пустотообразователями, откидные борта, вибропригруз, сменный поддон с проемами для пропуска пуансонов в днище, механизм распалубки, силовой привод. 3 с. и 6 з.п.ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении сборных элементов и устройстве ограждающих конструкций зданий с требуемым термическим сопротивлением для различных условий эксплуатации.
Известен блок из легкого бетона с заполнителем из ячеистого стекла и шлака [Франция (FR), 2682413, Е 04 С 1/40, 930416 N 15, Изобретения стран мира, выпуск 60, МКИ Е 04, N 4, М. 1994., наземное строительство]. Предложенный блок из легкого бетона имеет плотность не более 600 кг/м3 и содержит заполнитель из ячеистого стекла и шлака каменного угля. Блок имеет пластинчатую структуру с тремя или пятью рядами воздушных прослоек. Средние открытые воздушные прослойки имеют большие размеры, чем другие глухие воздушные прослойки. Термическое сопротивление такого блока складывается из соответствующих характеристик материала блока и воздушных прослоек. Недостатками блока являются открытые воздушные прослойки, препятствующие устройству растворных швов в горизонтальных рядах кладки стен; недостаточная прочность материала и конструкции блока, обусловленные относительно низкой плотностью легкого бетона (600 кг/м3) и развитостью внутренней структуры блока; недостаточное сопротивление теплопередаче воздушных прослоек, незначительно отличающееся в зависимости от их толщины; наличие "мостиков холода" в зоне дна глухих воздушных прослоек. Известен "Строительный камень" (А. с. СССР N 131065, кл. Е 04 С 1/06, 1960), включающий теплоизоляционные продольные слои, разделенные бетонными перемычками, где каждый последующий теплоизоляционный слой в обе стороны от среднего слоя имеет тепловую инерцию, увеличенную на величину тепловой инерции среднего теплоизоляционного слоя, а величина тепловой инерции бетонных перемычек находится в обратной зависимости при соотношении коэффициентов теплопроводности теплоизоляционных слоев и материала камня в пределах 1:5-1: 20. Недостатками известного технического решения являются высокая трудоемкость изготовления и укладки строительного камня, состоящая в необходимости раздельного изготовления бетонного структурного элемента, заполнения пустот жидким теплоизолирующим материалом и выдерживанием во времени для его отверждения, укладке в горизонтальные швы изолирующей пластины, устройстве с помощью прямоугольной рамки выемок на верхней части камня, заполнении выемок раствором и последующей расшивке наружных швов; недостаточная прочность сопряжений камней в горизонтальных рядах, что существенно ограничивает область их применения; наличие "мостиков холода" в зонах вертикального и горизонтального сопряжения смежных блоков в кладке. Близким по функциональному назначению к заявляемому решению является "Стеновой камень" (А.с. СССР N 1294946, кл. Е 04 С 1/18, 1987), включающий несущие гипсобетонные слои, разделенные вкладышами из кремнепора, образующими сплошной теплозащитный экран в ограждающих конструкциях зданий. Существенными недостатками известного технического решения являются недостаточная прочность комплексной конструкции, содержащей разнородные конструктивные слои с различными прочностными показателями; наличие в качестве несущей и ограждающей конструкции гипсового камня с пониженными характеристиками прочности и атмосферостойкости;высокая трудоемкость изготовления камней, включающая раздельное приготовление дефицитных плитных термовкладышей из кремнепора, индивидуальный характер процесса изготовления камней;
недостаточно аргументированная обоснованность возможности изготовления стеновых камней по экструзионной технологии, в том числе при необходимости замены материала или толщины теплоизолирующих плит;
отсутствие решений по сопряжению стеновых камней в вертикальной плоскости. Близким к заявляемому способу и устройству является установка для изготовления пустотелых бетонных изделий (А.с. СССР N 1256968, кл. В 28 В 7/22, 1986, бюлл. N 34), включающая виброблок с закрепленным на нем блоком пустотообразователей, съемный поддон с продольной разделительной перегородкой и проемами в днище для пропуска пустотообразователей, бортоснастку, устройство для подъема и опускания пригруза с вибратором, механизм распалубки свежеотформованных изделий и силовой привод. Недостатками известной установки являются
возможность формования одного вида изделий с ограниченными параметрами сопротивления теплопередаче, достигаемыми посредством образования при формовке воздушных пустот заданного профиля;
наличие неустранимых "мостиков холода" в зонах вертикального и горизонтального сопряжения смежных блоков в кладке. Целью предлагаемого изобретения является устранение недостатков, присущих известным техническим решениям-прототипам, путем создания универсального комплексного конструктивно-ограждающего строительного элемента " ТЕРМОБЛОК ", способа и устройства для его изготовления, отвечающих требованиям теплофизических, физико-механических, экономических характеристик и технологических свойств, и обеспечивается в заявляемом техническом решении следующим образом:
1. Предложена комплексная термозащищенная пространственная структура " Термоблок " (фиг.1), включающая матрицу (1) в виде объемного несущего элемента, например, из конструкционно- теплоизоляционного бетона; термодиафрагму (2), например, из эффективного плитного теплоизолирующего материала (пенополистирол, минераловатная плита, пеностекло, арболит и др.), жестко защемленную в теле матрицы; четверти для термовкладышей (3), а также пазы (4) для сопряжения термоблоков в рядах кладки стен, причем пазы размещают по высоте матрицы таким образом, что крайние занимают до 2/3 ее высоты, считая снизу, совмещаясь в верхней трети с полостью четверти (3), а центральный паз располагают в пределах верхней трети высоты матрицы, при этом его высота совпадает с высотой выреза термодиафрагмы (фиг.2 и фиг.3). Заполнение монтажным раствором полостей пазов, образованных смежными термоблоками при их построечной сборке, производят в следующем порядке: крайние полости заполняют на высоту до низа термовкладышей, а полости центральных пазов - на их полную высоту. Термодиафрагма (2) встроена в термоблок таким образом, что значительная часть ее периметра (68-70%) выходит в плоскости швов сопряжения, обеспечивая тем самым тепловую изоляцию как самого термоблока, так и швов сопряжения по его периметру. Вырезы в верхней части термодиафрагмы предусмотрены для обеспечения прочности и конструктивной жесткости матрицы (1), а термовкладыши (фиг.7, поз. 9) предназначены для блокирования теплопотерь через вырезы термодиафрагмы. Конструктивное решение " ТЕРМОБЛОК " используют также для ликвидации трудноустранимых теплопотерь ("мостиков холода") в пролетных строениях ограждающих конструкций, например в конструкциях перемычек над оконными и дверными проемами. Технический результат достигают армированием, изготовлением несущего элемента пролетных строений требуемой длины и его использованием в перевернутом на 180o положении. 2. Предложен способ изготовления термоблоков, который реализуется в заявляемом техническом решении путем встраивания расчетной термодиафрагмы одновременно с процессом формования матрицы термоблока. Цель достигается в заявляемом решении посредством фиксации термодиафрагмы от горизонтальных перемещений в конструкции пуансона-пустотообразователя (фиг. 4, поз. 6), а от вертикальных перемещений (всплытия) под воздействием вибрации при формовании - конструкцией перегородки-диафрагмы (фиг.6) и вибропригруза, при этом периметральные участки термодиафрагмы после формования изделия и отверждения бетона жестко защемляются в матрице. 3. Предложено устройство для изготовления термоблоков, включающее формовочную полость, образуемую поверхностью откидных бортов, сменного - образного поддона с проемами в днище, оснащенных накладными фигурными элементами и пазами в стенках, вибропригруза; виброблок с жестко закрепленным на нем пакетом пуансонов-пустотообразователей, представляющих собой каждый в отдельности разрезную конструкцию из двух продольных частей и заключенную между ними воздушную полость, открытую с трех сторон (фиг. 5), предназначенную для установки и фиксации в ней от смещения термодиафрагмы; механизм распалубки, предназначенный для отделения пуансонов от отформованных термоблоков; силовой привод; комплект съемных перегородок-диафрагм, предназначенных для поперечного разделения формовочной полости при получении изделий различной длины, придания поверхностям термоблока заданной формы и удержания термодиафрагмы от всплытия при виброобработке. Отличительной особенностью заявляемого устройства является возможность получения за один цикл формования различных изделий - термоблоков - , составляющих набор элементов домостроительной системы: рядовой, простеночной, угловой левый, угловой правый, перемычечный, индивидуальный, для пролетных строений. Технический результат в заявляемом устройстве достигается установкой или удалением при формовании термоблоков перегородок-диафрагм, сменных -образных поддонов с проемами в днище и накладных формообразующих элементов соответствующей конфигурации. Содержание предлагаемого изобретения в заявляемом техническом решении реализуется следующим образом. Для получения изделий "ТЕРМОБЛОК ", представляющих собой бетонный элемент со встроенной в него в процессе формования термодиафрагмой, предназначенных для ограждающих конструкций зданий с высокой степенью тепловой защиты при эксплуатации в широком диапазоне климатических условий, используется в качестве прототипа установка по а.с. СССР N 1256968, кл. В 28 В 7/22, 1986 г., бюлл. N 34, в которой формовочную полость разделяют съемными поперечными перегородками-диафрагмами на ряд отсеков, пуансоны-пустотообразователи выполняют разрезными из 2-х продольных частей, образующих между собой щель для установки в нее термодиафрагмы, откидные борта, а также стенки сменных -образных поддонов имеют вертикальные прорези для фиксации перегородок, а стенки поддонов и подвижные борта, кроме того, оснащают фигурными накладными элементами для получения термоблоков различной конфигурации. Технологический процесс образования изделий "ТЕРМОБЛОК" состоит из следующих операций:
1. В устройство устанавливают сменный -образный поддон, откидные борта приводят в вертикальное положение, а механизм распалубки приводят в нижнее положение. 2. В щели пуансона-пустотообразователя вкладывают заранее подготовленные термодиафрагмы с вмонтированными в них анкерными связями, предназначенными для повышения пространственной жесткости и прочности будущей матрицы изделия, а при изготовлении несущих элементов пролетных строений производят соответствующее армирование. 3. В пазы формовочной полости устанавливают перегородки-диафрагмы и накладные фигурные элементы, которые в процессе формообразования одновременно фиксируют термодиафрагмы в вертикальном положении. 4. В формовочную полость загружают бетон, предварительно уплотняют и выравнивают его поверхность. 5. Опускают вибропригруз и изделие подвергают вибровоздействию. 6. После завершения формования поднимают в верхнее положение вибропригруз. 7. Включением механизма распалубки отделяют отформованный пакет изделий от пуансонов-пустотообразователей, извлекают перегородки-диафрагмы и накладные фигурные элементы, отводят откидные борта. 8. Извлекают из устройства сменный -образный поддон с отформованными изделиями и направляют его на выдержку и тепловую обработку, свободный поддон устанавливают в формовочное устройство, после чего цикл формования повторяется. 9. После дозревания бетона термоблоки отделяют от поддона и складируют, а поддон направляют на пост чистки и смазки.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7