СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ С ЗАЩИТНЫМ МИНЕРАЛОВАТНЫМ СЛОЕМ ПРИ МОНОЛИТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ Российский патент 2017 года по МПК E04B2/84 E04B1/62 

Изобретение относится к способу изготовления бетонных конструкций с теплоизолирующим слоем, применяемому в технологии монолитного строительства зданий и сооружений, в частности стен, плит перекрытий, а также длинномерных конструкций, таких как балки, ригели, опоры, колонны и т.д.

В настоящее время монтаж минераловатной теплоизоляции или огнезащиты конструкций в технологии монолитного строительства осуществляют после отверждения этих конструкций.

Такая технология имеет ряд существенных недостатков: значительное время и трудоемкость возведения зданий и сооружений, т.к. требуются дополнительные операции по монтажу минераловатной теплоизоляции; повышенную материалоемкость и капиталоемкость, т.к. требуется высококвалифицированный персонал, в противном случае возникает опасность разрушения тепло- и/или огнезащиты, что приведет, в случае чрезвычайной ситуации (пожара), к быстрому (не предусмотренному установленными нормами) разрушению несущих конструкций, дополнительные расходы на клеевые составы для крепления теплоизоляции и найм подрядных организаций, т.к., как правило, такие работы выполняет отдельная организация; сложность такой технологии крепления минераловатной теплоизоляции.

Задачей, на решение которой направлена заявленная группа изобретений, является создание технологии, которая при минимальной материалоемкости и трудозатратах обеспечит надежное крепление слоев между собой, при этом обеспечивается единовременное достижение таких технических результатов, как повышение прочностных характеристик места контакта слоев, снижение риска обрушения несущих конструкций при чрезвычайных обстоятельствах и времени строительства, существенное увеличение межремонтного интервала и увеличение долговечности здания в целом, а также упрощение контроля за надежностью монтажа тепло-, огнезащиты.

Заявленные технические результаты достигаются способом возведения конструкций с защитным минераловатным слоем при монолитном строительстве, при котором осуществляют формирование несущего слоя на основе вяжущего и минераловатного слоя, причем обеспечивают по меньшей мере частичное проникновение волокон минераловатного слоя, волокна которого направлены преимущественно перпендикулярно несущему слою, в несущий слой конструкции.

При возведении конструкции осуществляют следующую последовательность операций: монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж минераловатного слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж минераловатного слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя; или монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, монтаж арматурного каркаса несущего слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя. Прикладывают нагрузку по меньшей мере к одному щиту опалубки или к минераловатному слою таким образом, что происходит вдавливание волокон минераловатного слоя в несущий слой или проникновение волокон минераловатного слоя в несущий слой происходит под воздействием естественных факторов. Все операции выполняют до отверждения несущего слоя.

Выполняют наружный слой на основе вяжущего. Обеспечивают проникновение волокон минераловатного слоя в наружный слой путем создания давления на наружный слой.

При возведении конструкции осуществляют следующую последовательность операций: монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж минераловатного слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, таким образом, что формируется зазор между минераловатным слоем и поверхностью по меньшей мере одного щита, для формирования наружного слоя, заливку или укладку раствора несущего и наружного слоев; или монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, таким образом, что между арматурным каркасом и опалубкой возможен монтаж минераловатного слоя и формирование зазора между минераловатным слоем и поверхностью по меньшей мере одного щита, для формирования наружного слоя, монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоев; или монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, таким образом, что формируется зазор между минераловатным слоем и по меньшей мере одним щитом, для возможности формирования наружного слоя, заливку или укладку раствора несущего и наружного слоев; или монтаж минераловатного слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, таким образом, что формируется зазор между минераловатным слоем и по меньшей мере одним щитом, для возможности формирования наружного слоя, заливку или укладку раствора несущего и наружного слоев; или монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, таким образом, что формируется зазор между минераловатным слоем и по меньшей мере одним щитом, для возможности формирования наружного слоя, монтаж арматурного каркаса несущего слоя, заливку или укладку раствора несущего и наружного слоев. Прикладывают нагрузку по меньшей мере к одному щиту таким образом, что происходит вдавливание волокон минераловатного слоя в несущий и наружный слои или проникновение волокон минераловатного слоя в несущий и наружный слой происходит под воздействием естественных факторов. Все операции выполняют до отверждения несущего и наружного слоев.

После отверждения несущего слоя прикладывают нагрузку по меньшей мере к одному щиту таким образом, что происходит вдавливание волокон минераловатного слоя в наружный слой или проникновение волокон минераловатного слоя в наружный слой происходит под воздействием естественных факторов.

Перед монтажом минераловатного слоя в него монтируют по меньшей мере один элемент крепления в виде стержня таким образом, что один конец стержня выступает наружу и предназначен для крепления в несущем слое, а на другом конце выполнен элемент, обеспечивающий контакт с поверхностью теплоизоляции, обращенной во внешнюю сторону.

По меньшей мере один элемент крепления представляет собой тарельчатый анкер или Г-образный стержень.

Благодаря тому что волокна минераловатной теплоизоляции направлены перпендикулярно несущему, а в случае наличия наружного слоя и наружному слою, а наружный и внутренний слои не в процессе изготовления конструкции отвердели, т.к. заливают уже при смонтированном минераловатном слое, обеспечивается вдавливание (проникновение) волокон теплоизоляционного слоя в эти неотвердевшие слои, на длину от 1 мм и по площади более 30%, т.е. происходит не только закрепление волокон в слоях на большой площади контакта слоя теплоизоляции и наружного и несущего слоев, но и армирование поверхностной части этих слоев, что после отверждения конструкции создает надежное крепление теплоизоляции без каких-либо дополнительных элементов крепления, которые влияют на прочность изделия, причем место контакта является настолько прочным, что отрыв теплоизоляции возможен только при разрыве его волокон.

Таким образом, создаются промежуточные армированные слои волокно-бетон, которые обладают наибольшей прочностью во всей конструкции, уже невозможно отслоение теплоизоляции от несущего и/или наружного бетонного слоя, что исключает быстрое проседание теплоизоляции между слоями, а также обеспечивается надежная связь наружного и несущего слоев, что позволяет достичь заявленных технических результатов

Кроме того, при малой толщине наружного слоя происходит его сквозное армирование волокнами теплоизоляционного слоя, что делает практически невозможным его разрушение, т.к. происходит многократное увеличение его прочности и, соответственно, исключается возможность его растрескивания при нормальных условиях эксплуатации.

При возведении конструкции, в зависимости от ее вида и назначения, осуществляют следующую последовательность операций.

Для стен, плит перекрытий, колонн и т.д., которые необходимо усиливать арматурным какркасом. Монтируют арматурный каркас несущего слоя, который является непосредственно самой конструкцией. Затем осуществляют монтаж минераловатного слоя, затем монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, и осуществляют заливку или укладку (в зависимости от консистенции) раствора несущего слоя. Осуществляют монтаж арматурного каркаса несущего слоя, затем монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, затем в образовывающийся промежуток между арматурным каркасом и опалубкой опускают минераловатные плиты и осуществляют заливку или укладку раствора несущего слоя.

Для стен, возведение которых возможно без арматурного каркаса, осуществляют монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, затем опускают минераловатные плиты и заливают или укладывают раствор несущего слоя. Или осуществляют монтаж минераловатного слоя, затем монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, и заливают или укладывают раствор несущего слоя.

В случае если щитами опалубки служат минераловатные плиты, что сократит материало- и трудоемкость строительства.

Монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя. Или монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя.

Для плит перекрытий.

Монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, монтаж арматурного каркаса несущего слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя.

После произведенных операций прикладывают нагрузку по меньшей мере к одному щиту опалубки или к минераловатному слою таким образом, что происходит вдавливание волокон минераловатного слоя в несущий слой. Однако возможно проникновение волокон минераловатного слоя в несущий слой под воздействием естественных факторов, например, под собственным весом бетонного раствора или если раствор имеет жидкую консистенцию. Главное то, что все операции необходимо выполнить до отверждения несущего слоя, тогда обеспечится надежное проникновение волокон в несущий слой.

Кроме того, по такой технологии можно выполнять и трехслойные конструкции, наружный слой которых выполняет защитную и/или декоративную функцию.

Для обеспечения надежного взаимодействия минераловатных волокон с наружным слоем его выполняют на основе вяжущего (цементного, гипсового, силикатного, известкового и т.д.). Однако в данном случае необходимо обеспечить проникновение волокон минераловатного слоя в два слоя, несущий и наружный, путем создания давления.

Для чего, как указывалось выше, осуществляют следующую последовательность операций, в зависимости от назначения и вида конструкции.

Монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж минераловатного слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, таким образом, что формируется зазор между минераловатным слоем и поверхностью по меньшей мере одного щита, для формирования наружного слоя, заливку или укладку раствора несущего и наружного слоев.

Монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, таким образом, что между арматурным каркасом и опалубкой возможен монтаж минераловатного слоя и формирование зазора между минераловатным слоем и поверхностью по меньшей мере одного щита, для формирования наружного слоя, монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоев.

Монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, таким образом, что формируется зазор между минераловатным слоем и по меньшей мере одним щитом, для возможности формирования наружного слоя, заливку или укладку раствора несущего и наружного слоев.

Монтаж минераловатного слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, таким образом, что формируется зазор между минераловатным слоем и по меньшей мере одним щитом, для возможности формирования наружного слоя, заливку или укладку раствора несущего и наружного слоев.

Монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, таким образом, что формируется зазор между минераловатным слоем и по меньшей мере одним щитом, для возможности формирования наружного слоя, монтаж арматурного каркаса несущего слоя, заливку или укладку раствора несущего и наружного слоев.

Затем прикладывают нагрузку по меньшей мере к одному щиту таким образом, что происходит вдавливание волокон минераловатного слоя в несущий и наружный слои.

Однако возможно проникновение волокон минераловатного слоя в несущий и наружный слои под воздействием естественных факторов, например, под собственным весом бетонного раствора или если раствор имеет жидкую консистенцию. Главное то, что все операции необходимо выполнить до отверждения несущего слоя, тогда обеспечится надежное проникновение волокон в несущий слой.

Для повышения надежности крепления, особенно при монтаже минераловатного слоя для огнезащиты, перед монтажом минераловатного слоя в него монтируют по меньшей мере один элемент крепления в виде металлического стержня таким образом, что один конец стержня выступает наружу и предназначен для крепления в несущем слое, а на другом конце выполнен элемент, обеспечивающий контакт с поверхностью теплоизоляции, обращенной во внешнюю сторону. Это обеспечит надежное закрепление стержня в несущем слое и создаст дополнительное крепление минераловатного слоя без дополнительных операций по монтажу крепежных элементов.

Оптимальным является применение в качестве крепежных элементов тарельчатых анкеров, т.к. они обеспечивают более надежное прижатие минераловатного слоя за счет пластины, но возможно и применение Г-образных стержней, что позволит снизить стоимость строительства.

Заявленные способы легко осуществимы с применением известного оборудования при использовании известных материалов, причем при таком способе изготовления нет необходимости применения дополнительных клеевых составов для крепления теплоизоляции.

Изобретение относится к способу изготовления бетонных конструкций с теплоизолирующим слоем, применяемому в технологии монолитного строительства зданий и сооружений, в частности стен, плит перекрытий, а также длинномерных конструкций, таких как балки, ригели, опоры, колонны и т.д., в котором обеспечивается надежное крепление теплоизоляционного слоя к бетонным слоям за счет взаимодействия волокон минераловатной теплоизоляции с бетонными слоями, что позволяет значительно повысить прочность, надежность и долговечность таких конструкций, увеличить срок эксплуатации зданий и сооружений, снизить капитало- и материалоемкость эксплуатации и упростить технологию строительства. 11 з.п. ф-лы.

1. Способ возведения конструкций с защитным минераловатным слоем при монолитном строительстве, при котором осуществляют формирование несущего слоя на основе вяжущего и минераловатного слоя, отличающийся тем, что обеспечивают по меньшей мере частичное проникновение волокон минераловатного слоя, волокна которого направлены преимущественно перпендикулярно несущему слою, в несущий слой конструкции.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при возведении конструкции осуществляют следующую последовательность операций:

монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж минераловатного слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, заливку или укладку раствора несущего слоя;

или

монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя;

или

монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя;

или

монтаж минераловатного слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, заливку или укладку раствора несущего слоя;

или

монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя;

или

монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя;

или

монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, монтаж арматурного каркаса несущего слоя, заливку или укладку раствора несущего слоя.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что прикладывают нагрузку по меньшей мере к одному щиту опалубки или к минераловатному слою таким образом, что происходит вдавливание волокон минераловатного слоя в несущий слой или проникновение волокон минераловатного слоя в несущий слой происходит под воздействием естественных факторов.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что все операции выполняют до отверждения несущего слоя.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выполняют наружный слой на основе вяжущего.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что обеспечивают проникновение волокон минераловатного слоя в наружный слой путем создания давления на наружный слой.

7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что при возведении конструкции осуществляют следующую последовательность операций:

монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж минераловатного слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, таким образом, что формируется зазор между минераловатным слоем и поверхностью по меньшей мере одного щита, для формирования наружного слоя, заливку или укладку раствора несущего и наружного слоев; или

монтаж арматурного каркаса несущего слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, таким образом, что между арматурным каркасом и опалубкой возможен монтаж минераловатного слоя и формирование зазора между минераловатным слоем и поверхностью по меньшей мере одного щита, для формирования наружного слоя, монтаж минераловатного слоя, заливку или укладку раствора несущего слоев;

или

монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, таким образом, что формируется зазор между минераловатным слоем и по меньшей мере одним щитом, для возможности формирования наружного слоя, заливку или укладку раствора несущего и наружного слоев;

или

монтаж минераловатного слоя, монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, таким образом, что формируется зазор между минераловатным слоем и по меньшей мере одним щитом, для возможности формирования наружного слоя, заливку или укладку раствора несущего и наружного слоев;

или

монтаж опалубки, включающей по меньшей мере один щит, монтаж минераловатного слоя, таким образом, что формируется зазор между минераловатным слоем и по меньшей мере одним щитом, для возможности формирования наружного слоя, монтаж арматурного каркаса несущего слоя, заливку или укладку раствора несущего и наружного слоев.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что прикладывают нагрузку по меньшей мере к одному щиту таким образом, что происходит вдавливание волокон минераловатного слоя в несущий и наружный слои или проникновение волокон минераловатного слоя в несущий и наружный слои происходит под воздействием естественных факторов.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что все операции выполняют до отверждения несущего и наружного слоев.

10. Способ по п. 7, отличающийся тем, что после отверждения несущего слоя прикладывают нагрузку по меньшей мере к одному щиту таким образом, что происходит вдавливание волокон минераловатного слоя в наружный слой или проникновение волокон минераловатного слоя в наружный слой происходит под воздействием естественных факторов.

11. Способ по п. 2 или 9, отличающийся тем, что перед монтажом минераловатного слоя в него монтируют по меньшей мере один элемент крепления в виде стержня таким образом, что один конец стержня выступает наружу и предназначен для крепления в несущем слое, а на другом конце выполнен элемент, обеспечивающий контакт с поверхностью теплоизоляции, обращенной во внешнюю сторону.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что по меньшей мере один элемент крепления представляет собой тарельчатый анкер или Г-образный стержень.