RU2318101C1

RU2318101C1 - Three-layered construction block

Info

Publication number: RU2318101C1
Application number: RU2006110999/03A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Валерьевич Воробьев (RU); Дмитрий Валерьевич Воробьев
Original assignee: Дмитрий Валерьевич Воробьев
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2008-02-27
Also published as: RU2006110999A

Abstract

FIELD: construction material production, particularly for low building construction, or civil and industrial object erection, namely to construct residential houses, cottages and other buildings.

SUBSTANCE: three-layered construction block has decorative layer of A thickness, load-bearing layer having C thickness and heat-insulation layer having B thickness and arranged between decorative and load-bearing layers. All block layers are connected with each other by means of polymeric rods having hooks at rod ends and provided with ribs. The ribs extend for the full rod lengths and have rhomb cross-sections. The ribs adjoin rod in areas having maximal thicknesses and are inclined at different angles one to another. The construction block is made as truncated tetrahedral pyramid arranged so that pyramid base in the greatest outer face of load-bearing layer. Pyramid walls are at 1-2° angle to pyramid base. Layer thicknesses are related as A:B:C=1:1.8:3.2. One longitudinal end face of load-bearing layer is parallel to opposite one.

EFFECT: improved building appearance, room heat-insulation and soundproofing, simplified block structure, increased masonry strength and decreased construction costs.

5 dwg

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов, используемых, в частности, в малоэтажном строительстве, а также при сооружении гражданских и промышленных объектов с высокими требованиями по декоративной внешней облицовке зданий, тепло- и звукоизоляции помещений, например жилых домов, коттеджей и других построек.The invention relates to the production of building materials used, in particular, in low-rise construction, as well as in the construction of civil and industrial facilities with high requirements for decorative exterior cladding of buildings, heat and sound insulation of premises, for example residential buildings, cottages and other buildings.

Известен декоративный облицовочный строительный камень, состоящий из декоративного отделочного слоя и строительного слоя (см. патент RU №2131006, кл. Е04С 1/40, 1998 г.). В этом техническом решении декоративный отделочный слой выполнен из смеси гидравлического связующего, наполнителя и пигмента, а в качестве строительного слоя используют кирпич силикатный или керамический, при этом выдерживается заданное соотношение толщины отделочного и строительного слоев. Однако такой строительный элемент не обеспечивает хорошей теплоизоляции, а его отделочный слой не позволяет получить разнообразную фактуру отделки и не обеспечивает архитектурного разнообразия конструктивного выполнения стен.Known decorative facing building stone, consisting of a decorative finishing layer and a building layer (see patent RU No. 21131006, class Е04С 1/40, 1998). In this technical solution, the decorative finishing layer is made of a mixture of a hydraulic binder, filler and pigment, and a silicate or ceramic brick is used as the building layer, while the specified ratio of the thickness of the finishing and building layers is maintained. However, such a building element does not provide good thermal insulation, and its finishing layer does not allow to obtain a varied texture of the finish and does not provide the architectural diversity of the structural design of the walls.

Известен блок строительный стеновой, содержащий два строительных слоя, разделенных сердечником из теплоизоляционного материала, при этом теплоизоляционный сердечник выполнен из пенополистирола или другого аналогичного по прочностным и теплофизическим свойствам материала (см. патент RU №2131501, кл. Е04С 1/40, 1998 г.). Такой строительный блок требует дополнительной отделки наружной лицевой поверхности возведенных из него стен. Кроме того, связь между слоями не обеспечивает достаточной прочности всего блока, несмотря на разнообразие форм выполнения конфигурации теплоизоляционного сердечника.A known building wall block containing two building layers separated by a core of heat-insulating material, while the heat-insulating core is made of polystyrene foam or other material similar in strength and thermophysical properties (see patent RU No. 2131501, class Е04С 1/40, 1998 ) Such a building block requires additional finishing of the outer front surface of the walls erected from it. In addition, the connection between the layers does not provide sufficient strength of the entire block, despite the variety of forms of configuration of the insulating core.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является строительный блок, состоящий из внешнего декоративного слоя, примыкающего к нему бетонного слоя, к которому примыкает теплоизоляционный слой, и внутреннего бетонного несущего слоя, соединенных стеклопластиковыми стержнями (см. патент RU №2208102, кл. Е04С 1/40, 2001 г.). Этот строительный блок оказался неоправданно сложным и дорогостоящим в изготовлении и сборке и недостаточно декоративным в кладке.The closest technical solution to the claimed invention is a building block, consisting of an external decorative layer adjacent to it a concrete layer, which adjoins a heat-insulating layer, and an internal concrete supporting layer connected by fiberglass rods (see patent RU No. 2208102, class Е04С 1 / 40, 2001). This building block turned out to be unreasonably complicated and expensive to manufacture and assemble and not decorative enough in masonry.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи упрощения конструкции строительного блока и технологии его изготовления и последующей сборки при строительстве стены с соблюдением всех требуемых технических и технологических параметров, оптимизации соотношений размеров всех слоев, повышения декоративности внешнего вида кладки, увеличения прочностных характеристик кладки и удешевления строительства.The present invention is aimed at solving the technical problem of simplifying the construction of a building block and the technology of its manufacture and subsequent assembly during wall construction in compliance with all required technical and technological parameters, optimizing the aspect ratio of all layers, increasing the decorative appearance of masonry, increasing the strength characteristics of masonry and reducing the cost of construction.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что трехслойный строительный блок характеризуется наличием декоративного слоя толщиной А, несущего слоя толщиной С и расположенного между ними теплоизоляционного слоя толщиной В, скрепленных между собой полимерными стержнями, оснащенными зацепами на концах и ребрами по всей своей длине, причем ребра выполнены ромбовидного сечения, примыкают к стержню в зоне своей максимальной толщины и расположены на стержне под разными углами друг к другу, а также выполнением блока в виде усеченной четырехгранной пирамиды с основанием в зоне большей наружной грани несущего слоя, углом α наклона стенок пирамиды к ее основанию в диапазоне 1-2°, и соотношением толщины слоев А: В: С=1:1,8: 3,2, при этом одна из продольных торцевых граней несущего слоя С выполнена параллельной противолежащей грани.The solution of the technical problem is achieved by the fact that the three-layer building block is characterized by the presence of a decorative layer of thickness A, a bearing layer of thickness C and a heat-insulating layer of thickness B located between them, fastened together by polymer rods equipped with hooks at the ends and ribs along their entire length, and the ribs made of a diamond-shaped section, adjacent to the rod in the zone of its maximum thickness and are located on the rod at different angles to each other, as well as the execution of the block in the form of a truncation a tetrahedral pyramid with a base in the area of the larger outer face of the bearing layer, the angle α of the inclination of the walls of the pyramid to its base in the range of 1-2 °, and the ratio of the thicknesses of the layers A: B: C = 1: 1.8: 3.2, while one of the longitudinal end faces of the bearing layer C is made parallel to the opposite face.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображен трехслойный строительный блок, вид в плане. На фиг.2 - то же, вид А-А на фиг.1. На фиг.3 - кладка трехслойных строительных блоков, вертикальный разрез. На фиг.4 - стержень для скрепления всех слоев блока. На фиг.5 - форма для изготовления трехслойного строительного блока в разрезе.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows a three-layer building block, a plan view. In Fig.2 is the same, view aa in Fig.1. Figure 3 - the laying of three-layer building blocks, a vertical section. Figure 4 - rod for fastening all layers of the block. Figure 5 is a sectional view for manufacturing a three-layer building block.

Трехслойный строительный блок 1 включает декоративный слой 2 толщины А, прилегающий к нему теплоизоляционный слой 3 толщины В и несущий слой 4 толщины С, скрепленные между собой полимерными стержнями 5, оснащенными ребрами 6 по всей своей длине и зацепами 7 на концах. Ребра 6 выполнены ромбовидного сечения, примыкают к стержню 5 в зоне своей максимальной толщины и расположены на стержне 5 под разными углами друг к другу. Стержни 5 вместе с ребрами 6 и зацепами 7 выполнены полностью из полимерных материалов. Стержни 5 расположены в блоке 1 под разными углами друг к другу. Строительный блок 1 выполнен в виде усеченной четырехгранной пирамиды с основанием в зоне большей наружной грани несущего слоя 4 и углом α наклона стенок 8 пирамиды к ее основанию (внутреннему несущему слою 4) в диапазоне 1-2°, при этом соотношение толщины слоев 1, 2 и 3 лежит в диапазоне А:В:С=1:1,8:3,2. Данное соотношение параметров обеспечивает хорошую термоизоляцию, прочность кладки при простоте конструкции блоков 1 и гидроизоляцию стыков, что имеет особое значение для холодных регионов с плывущими грунтами и высокой климатической влажностью. Одна из продольных торцевых граней несущего слоя 4 выполнена параллельной противолежащей грани, т.е. выполнена скошенной в обратную сторону относительно граней пирамиды.The three-layer building block 1 includes a decorative layer 2 of thickness A, an adjacent heat-insulating layer 3 of thickness B and a supporting layer 4 of thickness C, fastened together by polymer rods 5, equipped with ribs 6 along their entire length and hooks 7 at the ends. The ribs 6 are diamond-shaped, adjacent to the rod 5 in the area of their maximum thickness and are located on the rod 5 at different angles to each other. The rods 5 together with the ribs 6 and the hooks 7 are made entirely of polymeric materials. The rods 5 are located in block 1 at different angles to each other. The building block 1 is made in the form of a truncated tetrahedral pyramid with a base in the area of the larger outer face of the carrier layer 4 and an angle α of the inclination of the walls 8 of the pyramid to its base (inner carrier layer 4) in the range of 1-2 °, while the ratio of the thickness of the layers 1, 2 and 3 lies in the range A: B: C = 1: 1.8: 3.2. This ratio of parameters provides good thermal insulation, masonry strength with the simplicity of the design of blocks 1 and waterproofing of joints, which is of particular importance for cold regions with floating soils and high climatic humidity. One of the longitudinal end faces of the carrier layer 4 is made parallel to the opposite face, i.e. made beveled in the opposite direction relative to the faces of the pyramid.

Декоративный слой 2 изготавливают из смесей, обладающих следующими качествами: прочностью, твердостью, эстетичностью, гидроотталкивающими и другими свойствами. Этого можно достичь, используя для изготовления наружного декоративного слоя 2 смесь цемента, керамзита, песка и воды с добавлением пластификатора и любого красящего пигмента. Декоративный слой 2 может быть выполнен различной фактуры: гладкий или с любым выпуклым рисунком.The decorative layer 2 is made of mixtures having the following qualities: strength, hardness, aesthetics, water repellent and other properties. This can be achieved using a mixture of cement, expanded clay, sand and water with the addition of a plasticizer and any coloring pigment for the manufacture of the outer decorative layer 2. Decorative layer 2 can be made of various textures: smooth or with any convex pattern.

Теплоизоляционный слой 3 изготавливают, используя материалы, обладающие низкой теплопроводностью. Например, смесь пенобетона и шариков 9 пенопласта обеспечивает необходимые теплоизоляционные свойства и хорошее демпфирование при сжатии-растяжении блоков 1 и связующего состава 10 кладки стен во время перепадов температуры, особенно при смене сезонов (от плюсовой температуры к минусовой и обратно).Thermal insulation layer 3 is made using materials having low thermal conductivity. For example, a mixture of foam concrete and foam balls 9 provides the necessary thermal insulation properties and good damping during compression-tension of the blocks 1 and the adhesive composition 10 of the masonry walls during temperature changes, especially when changing seasons (from plus to minus and vice versa).

Несущий слой 4, имеющий толщину, составляющую более 50% общей толщины блока 1, имеет одну торцевую продольную грань 11, параллельную другой торцевой продольной грани - стенке 8, т.е. скошенную в зоне несущего слоя 4 в обратную сторону относительно своей грани пирамиды - стенки 8. При сооружении стен из блоков 1 их закрепляют раствором из связующего состава 10 декоративным слоем 2 наружу, укладывая блоки таким образом, чтобы ребра продольных торцевых граней 11 несущих слоев 4 были расположены горизонтально и параллельно ребрам стенок 8 противоположных продольных граней несущего слоя 4, а наклон в зоне их стыковки направлен вниз в сторону теплоизоляционного слоя 3 (см. фиг.3).The carrier layer 4, having a thickness of more than 50% of the total thickness of the block 1, has one end longitudinal face 11 parallel to the other end longitudinal face - wall 8, i.e. beveled in the area of the carrier layer 4 in the opposite direction relative to its pyramid face - walls 8. When constructing the walls from blocks 1, they are fixed with a solution of a binder composition 10 with a decorative layer 2 to the outside, laying the blocks so that the ribs of the longitudinal end faces 11 of the carrier layers 4 are are located horizontally and parallel to the edges of the walls 8 of the opposite longitudinal faces of the carrier layer 4, and the slope in the area of their joining is directed down towards the heat-insulating layer 3 (see figure 3).

На фиг.3 показан вертикальный разрез кладки трехслойных блоков 1. Связующий состав 10 в разрезе в зоне стыковки блоков 1 декоративными слоями 2 и теплоизоляционными слоями 3 имеет конусность, обращенную наружу. В зоне стыковки граней стенки 8 и параллельной ей грани 11 несущего слоя 4 конусность связующего состава 10 отсутствует, а угол наклона связующего состава 10 направлен наружу вниз в сторону теплоизоляционного слоя 3 благодаря стыковке блоков 1 таким образом, чтобы ребра продольных торцевых граней 11 несущих слоев 4 были расположены горизонтально и параллельно ребрам стенок 8 противоположных продольных граней несущего слоя 4, а наклон в зоне их стыковки направлен вниз в сторону теплоизоляционного слоя 3. Это обеспечивает хорошую гидроизоляцию стыков блоков 1. Наружный шов 12 кладки имеет декоративную вогнутую поверхность одинаковой толщины со всех внешних сторон блока 1 за счет равномерного наклона всех стенок 8 пирамиды. В области стыковки внутренних несущих слоев 4 блоков 1 толщина связующего состава 10 минимальна, что обеспечивает высокую прочность и надежность прилегания блоков 1 несущими слоями 4 друг к другу.Figure 3 shows a vertical section of the masonry of the three-layer blocks 1. The bonding composition 10 in the section in the joint area of the blocks 1 with decorative layers 2 and heat-insulating layers 3 has a taper facing outward. In the zone of joining of the faces of the wall 8 and the parallel side 11 of the carrier layer 4, the taper of the binder composition 10 is absent, and the angle of inclination of the binder composition 10 is directed outward downward towards the heat-insulating layer 3 due to the joining of the blocks 1 so that the ribs of the longitudinal end faces 11 of the carrier layers 4 were horizontally and parallel to the edges of the walls 8 of the opposite longitudinal faces of the carrier layer 4, and the slope in the area of their joining is directed down towards the heat-insulating layer 3. This provides good waterproofing with ykov block 1. The outer seal 12 has a decorative masonry concave surface of uniform thickness on all outer sides of the unit 1 due to uniform inclination of the walls 8 of the pyramid. In the area of joining of the inner bearing layers 4 of the blocks 1, the thickness of the binder composition 10 is minimal, which ensures high strength and reliable fit of the blocks 1 of the bearing layers 4 to each other.

Трехслойный строительный блок 1 предназначен для использования в средней полосе России и особенно для холодных регионов с плывущими грунтами и высокой климатической влажностью и регионов с подобными климатическими условиями, т.к. при достаточной простоте конструкции и внешней декоративности обеспечивает хорошие теплоизоляционные, гидроизоляционные качества, устойчивость и прочность стыковки блоков в зоне несущего слоя 4.The three-layer building block 1 is intended for use in central Russia and especially for cold regions with floating soils and high climatic humidity and regions with similar climatic conditions, as with sufficient simplicity of design and external decorativeness, it provides good heat-insulating, waterproofing qualities, stability and strength of the joining of blocks in the area of the bearing layer 4.

На фиг.5 изображена форма 13 для изготовления трехслойного пирамидального блока 1 с торцевой продольной гранью 11 несущего слоя 4, параллельной стенке 8. Форма 13 выполнена в виде перевернутой четырехгранной усеченной пирамиды. Процесс изготовления блока 1 заключается в следующем. На закладное днище 14 формы 13 укладывается подложка 15 с рельефом заданного типа, на нее выливается раствор, который после сушки образует декоративный слой 2. В этот раствор сразу вставляются полимерные стержни 5 под разными углами к плоскости слоя 2 и друг к другу. Затем заливается раствор из смеси пенобетона и шариков 9 пенопласта. Этот раствор после высыхания станет теплоизоляционным слоем 3. При этом зацепы 7 стержней 5 находятся выше уровня теплоизоляционного слоя 3. После чего в форму 13 вставляется клинообразная вставка 16, примыкающая своей гранью к одной из продольных сторон формы 13, например к стороне 17, на глубину будущего несущего слоя 4. Другая грань 18 вставки 16 параллельна стороне 19 формы 13. Затем заливается бетонный раствор, содержащий необходимые прочностные компоненты и наполнители, который после застывания станет несущим слоем 4. После полного высыхания блока 1 он выталкивается вверх вместе с клинообразной вставкой 16. Вставка 16 отделяется от блока 1, и он приобретает заданную форму.Figure 5 shows the form 13 for the manufacture of a three-layer pyramidal block 1 with an end longitudinal face 11 of the carrier layer 4 parallel to the wall 8. Form 13 is made in the form of an inverted tetrahedral truncated pyramid. The manufacturing process of block 1 is as follows. A substrate 15 with a relief of a given type is laid on the embedded bottom 14 of form 13, a solution is poured onto it, which, after drying, forms a decorative layer 2. Polymer rods 5 are immediately inserted into this solution at different angles to the plane of layer 2 and to each other. Then the solution is poured from a mixture of foam concrete and foam balls 9. After drying, this solution will become a heat-insulating layer 3. In this case, the hooks 7 of the rods 5 are above the level of the heat-insulating layer 3. Then, a wedge-shaped insert 16 is inserted into the mold 13, adjoining its face to one of the longitudinal sides of the mold 13, for example, to the side 17, to a depth of the future carrier layer 4. The other face 18 of the insert 16 is parallel to the side 19 of the mold 13. Then a concrete solution is poured containing the necessary strength components and fillers, which after solidification will become the carrier layer 4. After complete drying, b eye 1 it is pushed up together with the wedge-shaped insert 16. The insert 16 is separated from the unit 1, and it assumes a predetermined shape.

Трехслойный строительный блок используется следующим образом.A three-layer building block is used as follows.

При использовании в строительстве блоков 1 трапециевидной формы с небольшим углом наклона стенок достигается оптимальный баланс связующего состава 10: кладка стен в области примыкания блоков 1 друг к другу декоративным слоем 2 имеет максимальную толщину связующего состава 10, что вместе с вогнутым наружным швом 11 создает хороший декоративный эффект. Использование смеси пенобетона и шариков 9 пенопласта для изготовления термоизоляционного слоя 3 обеспечивает необходимые теплоизоляционные свойства и хорошее демпфирование при сжатии-растяжении блоков 1 и связующего состава 10 кладки стен во время перепадов температуры, особенно при смене сезонов. Минимальная толщина связующего состава 10 в зоне прилегания несущих слоев 4, параллельность и горизонтальное расположение ребер продольной торцевой грани 11 и ребер стенки 8 несущих блоков 4 с углом наклона стыка наружу вниз обеспечивают высокую прочность и надежность прилегания блоков 1 несущими слоями 4 друг к другу, хорошую гидроизоляцию состава 10 от проникновения влаги из атмосферы при достаточной простоте конструкции и внешней декоративности, хороших теплоизоляционных качествах, а также устойчивости несущего слоя 4 и всей кладки в целом.When used in the construction of trapezoidal blocks 1 with a small angle of inclination of the walls, an optimal balance of the binder composition 10 is achieved: the masonry of the walls in the area where the blocks 1 adjoin each other with a decorative layer 2 has a maximum thickness of the binder composition 10, which together with a concave outer seam 11 creates a good decorative Effect. The use of a mixture of foam concrete and foam balls 9 for the manufacture of thermal insulation layer 3 provides the necessary thermal insulation properties and good damping during compression-tension of the blocks 1 and the adhesive composition 10 of the masonry walls during temperature changes, especially when changing seasons. The minimum thickness of the binder composition 10 in the zone of abutment of the bearing layers 4, the parallelism and horizontal arrangement of the ribs of the longitudinal end face 11 and the edges of the wall 8 of the bearing blocks 4 with the angle of inclination of the joint outward down provide high strength and reliable adhesion of the blocks 1 of the bearing layers 4 to each other, good waterproofing the composition 10 from moisture from the atmosphere with sufficient simplicity of design and external decorativeness, good thermal insulation properties, as well as the stability of the carrier layer 4 and the entire masonry intact ohm

Использование полимерных стержней 5 для стяжки всех слоев 2, 3 и 4 блоков 1 исключает образование окислов и ржавчины между ними во время эксплуатации здания во влажных условиях. Выполнение полимерных стержней 5 с зацепами 7 на концах обеспечивает прочное удерживание и стягивание между собой декоративного слоя 2, теплоизоляционного слоя 3 и несущего слоя 4 в трехслойном блоке 1. Расположение полимерных стержней 5 под разными углами к поверхности слоев 2, 3 и 4, а также друг к другу способствует повышению прочности и изломостойкости конструкции. Достижение этой же цели обеспечивается оснащением стержней 5 ребрами 6 по всей своей длине, выполненными ромбовидного сечения и примыкающими к стержню 5 в зоне своей максимальной толщины, а также расположением их на стержне 5 под разными углами друг к другу.The use of polymer rods 5 for screeding all layers 2, 3 and 4 of blocks 1 eliminates the formation of oxides and rust between them during operation of the building in wet conditions. The implementation of the polymer rods 5 with hooks 7 at the ends provides a strong holding and pulling together the decorative layer 2, the insulating layer 3 and the carrier layer 4 in the three-layer block 1. The location of the polymer rods 5 at different angles to the surface of the layers 2, 3 and 4, and to each other helps to increase the strength and fracture resistance of the structure. Achieving the same goal is ensured by equipping the rods 5 with ribs 6 along their entire length, made of a diamond-shaped cross-section and adjacent to the rod 5 in the zone of their maximum thickness, as well as by placing them on the rod 5 at different angles to each other.

Таким образом, заявленное изобретение решает техническую задачу упрощения конструкции строительного блока и технологии его изготовления и последующей сборки при строительстве стены с соблюдением всех требуемых технических и технологических параметров, оптимизации соотношений размеров всех слоев, повышения декоративности внешнего вида кладки, увеличения прочностных характеристик кладки и удешевления строительства.Thus, the claimed invention solves the technical problem of simplifying the construction of the building block and the technology of its manufacture and subsequent assembly during the construction of the wall in compliance with all required technical and technological parameters, optimizing the aspect ratio of all layers, increasing the decorative appearance of the masonry, increasing the strength characteristics of the masonry and reducing the cost of construction .

Claims

A three-layer building block, characterized by the presence of a decorative layer of thickness A, a bearing layer of thickness C and a heat-insulating layer of thickness B located between them, fastened together by polymer rods equipped with hooks at the ends and ribs along their entire length, and the ribs are diamond-shaped, adjacent to the rod in the zone of its maximum thickness and are located on the rod at different angles to each other, as well as the execution of the block in the form of a truncated tetrahedral pyramid with a base in the zone of greater than the outer face of the carrier layer, the angle α of the inclination of the walls of the pyramid to its base in the range of 1-2 ° and the ratio of the thickness of the layers A: B: C = 1: 1.8: 3.2, while one of the longitudinal end faces of the carrier layer is made parallel opposite face.