RU2258788C1

RU2258788C1 - Three-layered wall panel

Info

Publication number: RU2258788C1
Application number: RU2004106504/03A
Authority: RU
Inventors: М.Я. Бикбау (RU); М.Я. Бикбау
Original assignee: Бикбау Марсель Янович
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2005-08-20
Also published as: RU2004106504A

Abstract

FIELD: building units, particularly wall panels used for erection of large precast panel buildings.

SUBSTANCE: wall panel includes reinforced outer and inner concrete layers and intermediate heat-insulation layer connected one to another with flexible metal ties. Heat-insulation layer is made of no-fine concrete including light porous filler encapsulated with binding material which binds filler particles so that binding material coats filler particles to form monolithic layer. Outer concrete layer is made of high-strength concrete. Inner concrete layer is created of claydite-concrete and has inner case formed of tubes having rectangular or square section. The case is made as closed rectangular frame with partitions located along panel perimeter and embedded in claydite-concrete layer for 15-25 mm depth measured from inner surface of the panel. Opposite ends of steel tubes forming major frame side extend to side panel surfaces and are opened to form mounting openings. Reinforcing net of outer layer is connected to inner layer case along perimeter thereof by flexible ties made as coarse net.

EFFECT: improved performance.

2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к строительству, а именно к многослойным наружным стеновым панелям, используемым в крупнопанельном домостроении.The present invention relates to construction, namely to multilayer exterior wall panels used in large-panel housing construction.

Известна трехслойная стеновая панель, включающая крайние бетонные и промежуточный теплоизоляционный слои, изготовленные на основе крупных пористых заполнителей (см., например, патент РФ №2154135, кл. Е 04 С 2/26, 1998 г.). Использование пористых заполнителей в известной стеновой панели позволяет существенно улучшить ее теплотехнические показатели. Для увеличения прочности сцепления слоев панели наружный бетонный и теплоизоляционный слои, уложенные в форму одновременно, подвергают вибрированию, а внутренний бетонный слой после его укладки поверх теплоизоляционного слоя - уплотнению давлением. Под влиянием интенсивных вибрационных и уплотняющих воздействий происходит стекание раствора вяжущего с поверхности пористого заполнителя с заполнением пустот между отдельными его зернами и уплотнением бетонной смеси на границе каждого слоя, что, в свою очередь, приводит не только к повышению сцепления между бетонными слоями, но одновременно и к существенному расслоению каждого бетонного слоя, в том числе и теплоизоляционного, а вследствие этого - к повышенной неоднородности свойств по всей толщине панели, заметному ухудшению ее теплоизоляционных характеристик.Known three-layer wall panel, including extreme concrete and intermediate thermal insulation layers made on the basis of large porous aggregates (see, for example, RF patent No. 2154135, class E 04 C 2/26, 1998). The use of porous fillers in a known wall panel can significantly improve its thermal performance. To increase the adhesion strength of the panel layers, the outer concrete and heat-insulating layers, laid in the form at the same time, are subjected to vibration, and the inner concrete layer after laying it on top of the heat-insulating layer is compressed. Under the influence of intense vibration and compaction, a solution of a porous aggregate binder from the surface drains off, filling voids between its individual grains and compacting the concrete mixture at the boundary of each layer, which, in turn, leads not only to an increase in adhesion between concrete layers, but also to a significant stratification of each concrete layer, including thermal insulation, and as a result to increased heterogeneity of properties over the entire thickness of the panel, a noticeable deterioration in its heat insulating characteristics.

В другой известной трехслойной стеновой панели, состоящей из внутреннего и наружного армированных бетонных слоев и среднего теплоизоляционного слоя из эффективного утеплителя (см., например, авт. свид-во СССР №1392225, кл. Е 04 С 2/26, 1987 г.) для соединения внешних бетонных слоев используют жесткие армированные связи в виде шпонок из тяжелого бетона. Такое техническое решение позволяет повысить теплосопротивление панели и относительную защиту арматурных стержней шпонок от коррозии. Однако вследствие высокой теплопроводности железобетонных шпонок, превышающей 2,0 Вт/м°С, существенно снижается эффективность применения утеплителя, сопротивление теплопередаче стеновой панели в целом.In another well-known three-layer wall panel, consisting of inner and outer reinforced concrete layers and a middle heat-insulating layer of effective insulation (see, for example, author's certificate of the USSR No. 1392225, class E 04 С 2/26, 1987) To connect the outer concrete layers, rigid reinforced bonds are used in the form of dowels made of heavy concrete. This technical solution allows to increase the heat resistance of the panel and the relative protection of the reinforcing bars of the keys from corrosion. However, due to the high thermal conductivity of reinforced concrete dowels in excess of 2.0 W / m ° C, the effectiveness of the use of insulation, the heat transfer resistance of the wall panel as a whole, is significantly reduced.

Ближайшим аналогом заявляемой является трехслойная стеновая панель, включающая армированные наружный и внутренний бетонные слои и промежуточный теплоизоляционный слой из плитного пенополистирола, связанные гибкими металлическими связями (см., например, авт. свид-во СССР №1670061, кл. Е 04 С 2/26, 1989 г.). Применение гибких металлических связей, несмотря на высокую теплопроводность металла (для арматурной стали - 58 Вт/м°С), позволяет изготавливать панели с более высокими показателями по теплотехнической однородности вследствие относительно малой площади связей, благодаря чему теплопотери в стеновых панелях, содержащих такие связи, заметно меньше, чем в панелях с жесткими связями в виде бетонных шпонок. Однако при монтаже известной панели возможно не только смещение внутреннего и наружного бетонных слоев относительно друг друга, но и сминание малоплотного теплоизоляционного слоя из плитного пенополистирола, средняя плотность которого не превышает 30 кг/м³, а прочность при 10%-ном сжатии составляет 1,5 кг/см².The closest analogue of the claimed is a three-layer wall panel, including reinforced outer and inner concrete layers and an intermediate heat-insulating layer of expanded polystyrene, connected by flexible metal bonds (see, for example, author certificate of the USSR No. 1670061, class E 04 С 2/26 , 1989). The use of flexible metal bonds, despite the high thermal conductivity of the metal (for reinforcing steel - 58 W / m ° C), makes it possible to produce panels with higher indices of thermotechnical uniformity due to the relatively small area of the bonds, due to which heat losses in wall panels containing such bonds noticeably less than in panels with rigid bonds in the form of concrete dowels. However, when installing the known panel, it is possible not only to displace the inner and outer concrete layers relative to each other, but also to crush a low-density heat-insulating layer of expanded polystyrene foam, the average density of which does not exceed 30 kg / m ³ , and the strength at 10% compression is 1, 5 kg / cm ² .

Цель предлагаемого изобретения - повышение эксплуатационных свойств трехслойной стеновой панели.The purpose of the invention is to increase the operational properties of a three-layer wall panel.

Технический результат достигается тем, что в трехслойной стеновой панели, включающей армированные наружный и внутренний бетонные слои и промежуточный теплоизоляционный слой, соединенные гибкими металлическими связями, теплоизоляционный слой выполнен из "капсимэта" - крупнопористого бетона на легком пористом заполнителе, капсулированном вяжущим материалом, связывающим зерна заполнителя, покрытые оболочкой вяжущего, в монолитный слой; наружный бетонный слой выполнен из высокопрочного бетона марки ≥М500, внутренний бетонный слой - из керамзитобетона со стальным каркасом, выполненным из трубы прямоугольного или квадратного сечения в виде замкнутой прямоугольной рамы с перемычками, наружные стороны которой расположены по периметру панели на расстоянии от боковых наружных краев панели от 1-й до 2-х соответствующих ширин трубы и утопленной в керамзитобетонный слой на глубину от 15 мм до 25 мм от плоскости внутренней поверхности панели, причем противоположные концы стальных труб большей стороны каркаса продлены до боковых поверхностей панели и выполнены открытыми как монтажные проемы, а армирующая сетка наружного слоя соединена с каркасом внутреннего слоя по его контуру гибкими связями, выполненными в виде крупноячеистой сетки с размером ячеек в пределах от 40 мм до 200 мм и диаметром проволоки в пределах от 3 мм до 6 мм.The technical result is achieved by the fact that in a three-layer wall panel, including reinforced outer and inner concrete layers and an intermediate heat-insulating layer connected by flexible metal bonds, the heat-insulating layer is made of “capsimet” - coarse-porous concrete on a light porous aggregate encapsulated with cementitious material that binds aggregate grains coated with a binder shell in a monolithic layer; the outer concrete layer is made of high-strength concrete of grade ≥M500, the inner concrete layer is made of expanded clay concrete with a steel frame made of a rectangular or square pipe in the form of a closed rectangular frame with jumpers, the outer sides of which are located around the perimeter of the panel at a distance from the side outer edges of the panel from 1 to 2 corresponding pipe widths and recessed into expanded clay concrete layer to a depth of 15 mm to 25 mm from the plane of the inner surface of the panel, the opposite ends of steel rub of the greater side of the frame is extended to the side surfaces of the panel and made open as mounting openings, and the reinforcing mesh of the outer layer is connected to the frame of the inner layer along its contour with flexible ties made in the form of a coarse mesh with mesh sizes ranging from 40 mm to 200 mm and a diameter wires ranging from 3 mm to 6 mm.

Использование в предлагаемой трехслойной стеновой панели в качестве промежуточного теплоизоляционного слоя "КАПСИМЭТА" - крупнопористого бетона, изготовленного из капсулированного цементным тестом пористого заполнителя, позволяет получать стеновую ограждающую конструкцию с высокими качественными показателями. Достигается это тем, что частицы заполнителя благодаря наличию на их поверхности плотной и прочной оболочки - капсулы толщиной до 0,5-0,7 мм из цементного теста связаны между собой только в местах соприкосновения, а пространство между контактирующим капсулированным заполнителем свободно от вяжущего материала и заполнено теплоизолятором - воздухом. Образующийся при этом монолитный теплоизоляционный слой отличается повышенной теплотехнической однородностью и высокими значениями физико-механических характеристик по всему объему стеновой панели. Использование в промежуточном теплоизоляционном слое гибких связей в виде металлической сетки повышает конструктивные и эксплутационные характеристики панели, практически не оказывая ощутимого влияния на ее теплотехнические свойства.The use of the proposed three-layer wall panel as an intermediate heat-insulating layer of “CAPSIMETA” - coarse-porous concrete made of porous aggregate encapsulated with cement dough, allows to obtain a wall enclosing structure with high quality indicators. This is achieved by the fact that the aggregate particles due to the presence of a dense and durable shell - capsules with a thickness of 0.5-0.7 mm from cement paste are interconnected only in the places of contact, and the space between the contacting encapsulated aggregate is free of adhesive material and filled with heat insulator - air. The monolithic heat-insulating layer formed in this case is characterized by increased heat engineering uniformity and high values of physical and mechanical characteristics throughout the entire volume of the wall panel. The use of flexible bonds in the form of a metal mesh in the intermediate heat-insulating layer increases the structural and operational characteristics of the panel, practically without having a noticeable effect on its thermal characteristics.

Предлагаемая трехслойная стеновая панель изображена на фиг.1, вид с внешней стороны и на фиг.2 - вид в плане, причем в левой части панели (фиг.1 и фиг.2) изображена оголенная арматура.The proposed three-layer wall panel is shown in figure 1, a view from the outside and in figure 2 is a plan view, and on the left side of the panel (figure 1 and figure 2) shows bare reinforcement.

Трехслойная стеновая панель включает наружный слой 1, выполненный из мелкозернистого бетона марки ≥М500, внутренний слой 2 из плотного керамзитобетона и промежуточный теплоизоляционный слой 3 из "капсимэта" - крупнопористого бетона на легком пористом заполнителе, капсулированном цементным тестом. Внутренний керамзитобетонный слой 2 снабжен стальным каркасом 4, выполненным из трубы прямоугольного или квадратного сечения в виде замкнутой прямоугольной рамы с перемычками 5, наружные стороны которой расположены по периметру панели на расстоянии от боковых наружных краев панели от 1-й до 2-х соответствующих ширин трубы и утопленной в керамзитобетонный слой на глубину от 15 мм до 25 мм от плоскости внутренней поверхности панели, причем противоположные концы стальных труб большей стороны каркаса продлены до боковых поверхностей панели и выполнены открытыми как монтажные проемы. Наружный слой 1 снабжен армирующей металлической сеткой 6, связанной со стальным каркасом 4 внутреннего слоя 2 гибкими связями в виде крупноячеистой металлической сетки 7, в нижней части прикрепленной к армирующей сетке 6 наружного слоя 1, а в верхней части - к каркасу 4 по всей его длине, причем размер ячеек сетки выбран в пределах от 40 мм до 200 мм с диаметром проволоки сетки - от 3 мм до 6 мм. Изготовление стеновой панели с параметрами, выходящими за пределы, заявленные в предлагаемом техническом решении, не позволяет достичь поставленной цели.The three-layer wall panel includes an outer layer 1 made of fine-grained concrete of ≥M500 grade, an inner layer 2 of dense expanded clay concrete and an intermediate heat-insulating layer 3 of “capsimet” - coarse-porous concrete on a lightweight porous aggregate encapsulated with cement paste. The inner expanded clay concrete layer 2 is equipped with a steel frame 4 made of a rectangular or square pipe in the form of a closed rectangular frame with jumpers 5, the outer sides of which are located around the perimeter of the panel at a distance from the 1st to 2 corresponding pipe widths from the side edges of the panel and recessed in expanded clay concrete layer to a depth of 15 mm to 25 mm from the plane of the inner surface of the panel, the opposite ends of the steel pipes of the greater side of the frame extended to the side surfaces of the panel and made open as mounting openings. The outer layer 1 is equipped with a reinforcing metal mesh 6, connected to the steel frame 4 of the inner layer 2 with flexible bonds in the form of a coarse metal mesh 7, in the lower part attached to the reinforcing mesh 6 of the outer layer 1, and in the upper part to the frame 4 along its entire length and the mesh cell size is selected from 40 mm to 200 mm with a mesh wire diameter of 3 mm to 6 mm. The manufacture of a wall panel with parameters that go beyond the limits stated in the proposed technical solution does not allow to achieve the goal.

Порядок изготовления трехслойной стеновой панели следующий. На дно формы на фиксаторах укладывают металлическую сетку 6 наружного слоя и по периметру ее нормально к дну формы размещают металлическую сетку 7. Затем ее нижнюю часть прикрепляют к армирующей сетке 6, а верхнюю - к стальному каркасу 4 по всей его длине. После установки каркаса производят последовательную укладку наружного бетонного слоя 1 ("лицом вниз") из мелкозернистого тяжелого бетона, промежуточного теплоизоляционного слоя 3 из крупнопористого бетона - "капсимэта" - на легком пористом заполнителе и внутреннего бетонного слоя 2 из плотного керамзитобетона с одновременной вибрацией всех слоев панели. После укладки последнего (внутреннего) слоя производят заглаживание его поверхности.The procedure for manufacturing a three-layer wall panel is as follows. A metal mesh 6 of the outer layer is placed on the clamps on the bottom of the mold and a metal mesh 7 is normally placed around the perimeter of the mold bottom. Then its lower part is attached to the reinforcing mesh 6, and the upper one to the steel frame 4 along its entire length. After installing the frame, sequential laying of the outer concrete layer 1 ("face down") is made of fine-grained heavy concrete, the intermediate heat-insulating layer 3 of coarse-porous concrete - "capsimet" - on a light porous aggregate and the inner concrete layer 2 of dense expanded clay concrete with simultaneous vibration of all layers panels. After laying the last (inner) layer, smooth its surface.

Применение предлагаемой трехслойной стеновой панели позволяет существенно улучшить эксплутационные характеристики стеновых ограждающих конструкций за счет использования эффективного утеплителя - крупнопористого бетона "капсимэта", обеспечивающего получение теплоизоляционного промежуточного слоя панели с высокими прочностными и теплотехническими показателями. Использование же гибких металлических связей для соединения внешних бетонных слоев позволяет заметно снизить теплопотери в стеновых панелях вследствие сравнительно малой площади связей, увеличить эксплутационную надежность конструкции, упростить технологию изготовления и точность монтажа панели.The use of the proposed three-layer wall panel allows to significantly improve the operational characteristics of wall enclosing structures through the use of an effective insulation - coarse-grained concrete "capsimet", which provides a heat-insulating intermediate layer of the panel with high strength and thermal performance. The use of flexible metal bonds for connecting external concrete layers can significantly reduce heat loss in wall panels due to the relatively small area of bonds, increase the operational reliability of the structure, simplify the manufacturing technology and the accuracy of panel installation.

Claims

Three-layer wall panel, including reinforced outer and inner concrete layers and an intermediate heat-insulating layer connected by flexible metal bonds, characterized in that the heat-insulating layer is made of “capsimet” - coarse-porous concrete on a light porous aggregate encapsulated with cementitious material that binds the filler grains coated with a shell binder, in a monolithic layer; the outer concrete layer is made of high-strength concrete of grade ≥M500, the inner concrete layer is made of expanded clay concrete with a steel frame made of a rectangular or square pipe in the form of a closed rectangular frame with jumpers, the outer sides of which are located around the perimeter of the panel at a distance from the side outer edges of the panel from 1 to 2 corresponding pipe widths and recessed into expanded clay concrete layer to a depth of 15 to 25 mm from the plane of the inner surface of the panel, the opposite ends of the steel pipes being more On the other hand, the sides of the frame are extended to the side surfaces of the panel and are made open as mounting openings, and the reinforcing mesh of the outer layer is connected to the frame of the inner layer along its contour by flexible ties made in the form of a coarse mesh with mesh sizes ranging from 40 to 200 mm and a wire diameter of ranges from 3 to 6 mm.