Строительный элемент

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН дц4 F27D104

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4215113/29-33 (22) 24.03.87 (46) 23.09.88. Бюл. № 35 (71) Уральский научно-исследовательский и проектный институт строительных материалов (72) A. H. Чернов, Ю. А. Колпаков, О. И. Василец и М. Ф. Захаров (53) 666.94.041 (088.8) (56) Ильина H. В. и др. Футеровка вращающихся печей цементной промышленности. — М.: Стройиздат,1967, с. 68. (54) СТРОИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ (57) Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано заводами керамических и железобетонных изделий при изготовле„„SU„1425420 A 1 нии жаростойких изделий и при возведении тепловых агрегатов. Цель изобретения — обеспечение самоанкеровки строительного элемента в матрице композиционного материала. Предлагаемый строительный элемент 5 ограничен шестью плоскими гранями, в том числе двумя противоположными плоскими гранями, лежащими в попуплоскостях 1 и 2 двугранного угла. Две другие противоположные грани элемента 5 лежат в полуплоскостях 3 и 4 другого двугранного угла, причем ребра указанных двугранных углов являются скрещивающимися прямыми и расположены по разные стороны элемента 5. Оставшиеся две грани, обращенные к ребрам двугранных углов, являются основаниями элемента 5 и выполнены прямоугольными. 11 ил.!

4 5420

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано, например, заводами керамических изделий как в виде выпускаемой продукции, так и в качестве деталей при возведении и ремонте тепловых агрегатов, а также может быть использовано, например, заводами железобетонных изделий при изготовлении однослойных, например, жаростойких изделий, от которых требуется повышенное сопротивление разрыву, при изготовлении трехслойных изделий, а также подвесных сводов.

Цель изобретения-обеспечение самоанкеровки строительного элемента в матрице ко,",позиционного материала.

На фиг. 1 показан строительный элемент с двумя двугранными углами; на фнг. 2 -- то же, вид спереди; на фиг. 3-то >ке, вид сбоку; на фиг. 4 — то же, план; на фиг. 5 — композиционный ма ериал, в котором строительные материалы выполняют функцию армирующих зерен, разрез; »а фиг. 6 — двухслойное строительное изделие, продольный разрез; на фиг. 7 — то же, поперечный разрез; на фиг. 8 --- сечение Л вЂ” А на фиг. 7; на фиг. 9 -- подвесной свод печи, вид сверxv; на фиг. 10 — — сечение Б — Б на фиг. 9; на фиг. l! — сечение  — В на фиг. 9.

Двугранный угол к составлен полуплоскостями и 2 и пересекается с другим двугранным углом q;. состазленным двумя полуплоскостями 3 H 4, внутри уKBза нных двугранных углов находится предлагаемый строительный элемент 5, представляю1ций собой шестигранник (а b c d e f g h).

ДHe сго противополо>кные грани (a d е h) и ! b c f g) лежа г в полуплоскостях 1 и 2 двугранного угла а, две другие противополо>кные грани (а b е i) и (с d h g) лежат в полуплоскостях 3 и 4 двугранного угла .!>, дьч оставшиеся противоположные грани (а b с d) и (е f g h), называемые основаниями элемента 5, обран|ены в стороны ребер двугранных углов а и <„.., сквозь них проходит рабочая ось mn элемента 5, перпендикулярная ребрам обоих в> гf>3 ifíûõ уг.чов (х и с(, и эти ребра .,i), IHioTcH скре цивающимися прямыми.

Стрелками q на фиг. 2 и 3 показа fbi усилия самоанкеровки элемента 5.

В композиционном материале предлагаемые строительные элементы 5 выполняют функцию армирующих зерен заполнителя, включенных в матрицу 6, выполненную, например, из жаростойкого строительного раствора., I,âóêñëoéHoå строительное изделие -- стеновая панель, плита покрытия и -.. п., состоит из несугцей преимущественно железобетонной плиты 7 и теплоизоляционногo слоя, например, их вермикулитобетона 8, а между ними расположены строительные элемeèòû 5, выполняющие роль шпонок, !

О !

55 объединяющих между собой разнородные материалы.

Подвесной свод 9 печи или другого сооружения, выполнен например, из керамзитобетона, в свод 9 замоноличены строительные элементы 5, выполняющие функции анкеров, за которые свод подвешивается к несущему каркасу (не показан), на элементы 5 надеты захваты 10, к которым прикреплены тяги 11 и монтажные кольца 12, присоединяемые к каркасу.

Работа предлагаемого строительного элемента 5 в качестве заполнителя матрицы 6 композиционного материала, например в качестве заполнителя жаростойкой бетонной смеси на основе высокоглиноземистого цемента (ВГЦ), аналогична работе дисперсной арматуры, поскольку элементы 5 самоанкеруются, что обеспечивает повышенное сопротивление композиционного материала разрыву, увеличение его трещиностойкости и термостойкости. Работа элемента 5 В качестве шпонок двухслойного изделия и несущего анкера подвесного свода 9 характеризуется тем, что даже при большой усадочности матрицы 6 и потере контакта между матрицей 6 и предлагаемым элементом 5, последний будет выполнять свои функции благодаря собственной неизвлекаемости из матрицы 6.

Для разных условий работы целесообразен выбор своих оптимальных параметров элемента 5: численное значение величин двугранных углов а и р, в полуплоскостях 1 и 2, 3 и 4 которых лежат грани элемента 5, форма и площадь оснований; соотношение диаметров и высоты элемента 5 вдоль его рабочей оси mn. От условий работы элемента 5 зависит также выбор материала, который в общем случае может быть самым различным, даже органическим, его прочностные характеристики, пористость, модуль упругости и пр. Все эти параметры подаются расчету известными методами.

Преимушество предлагаемого элемента 5 в том, что он самоанкеруется в направлении своей рабочей оси гпп, перпендикулярной ребрам обоих двугранных углов а и (p, так как в этом направлении элемент 5 имеет переменную форму поперечного сечения, кроме того, элемент

5 имеет форму выпуклого тела без какихлибо впадин, местных уменьшений диаметра и тому подобных деталей, ослабляющих сечение и приводящих к концентрации напряжений, что способствует повышению стабильности его прочностных характеристик

Величина диаметра поперечного сечения, перпендикулярного рабочей оси гпп элемента 5, плавно изменяется по мере движения секущей плоскости вдоль этой оси гпп от одного основания элемента 5 к другому, причем элемент 5 имеет минимальный диаметр в средней своей части, а по мере

1425420 приближения к любому из оснований элемента 5 его диаметр плавно увеличивается, этим и обеспечивается самоанкеровка элемента. Вследствие плавного увеличения диаметра усилие самоанкеровки элемента 5 распределяется на некоторой части его длины вдоль рабочей оси mn элемента 5 (стрелки q, фиг. 2), поэтому величина разрывающего усилия возрастает по мере приближения к середине элемента 5, т. е. вблизи оснований усилие разрыва минимально, а в средней части элемента 5, там где его диаметр имеет наименьшую величину, усилие разрыва максимально. Несмотря на прямолинейность его ребер и граней, площадь поперечного сечения элемента 5 (т. е. площадь сечения, перпендикулярного рабочей оси mn, изменяется нелинейно по мере продвижения секущей плоскости вдоль рабочей оси mn от одного основания элемента 5 к другому). В случае равных по величине и параллельных друг другу оснований элемента 5, стороны которых соответственно равны k и 1, а высота элемента (между основаниями) равна Н, площадь поперечного сечения элемента Г„на расстоянии х от основания определяется по формуле

1+ (Х Х ) (1 — 1) г а где х — текущее расстояние между основанием элемента 5 и секущей плоскостью.

Из формулы следует, что во-первых, при кф1, площадь поперечного сечения элемента 5 в средней его части всегда больше площади оснований (это следует из того, что х(Н и потому второй член правой части формулы не может быть отрицательным); во-вторых, максимум площади сечения находится точно на середине длины элемента 5, т. е. там, где максимально и усилие разрыва, (об этом свидетельствует максимум значения первого выражения в скобках при х=0,5 Н); в третьих, соотношение площади основания и серединного сечения элемента 5 легко регулируется выбором соотношения сторон основания (чем больше различие между к и 1, тем больше значение второго выражения в скобках, а следовательно, и больше площадь сечения в средней части элемента 5).

Указанные особенности позволяют требуемые параметры элемента 5 для любых условий его работы.

Периметр строительного элемента 5 во всех сечениях, перпендикулярных рабочей оси, имеет постоянную величину, равную

2 (к+1), чем обеспечивается равномерность сушки элемента 5, постоянство площади его сцепления с матрицей 6, т. е. монолитность композита. В одинаковых по толщине слоях элемента 5, образованных секущими плоскостями, перпендикулярными рабочей оси, часть площади боковой поверхности, обеспечивающей самоанкеровку элемента 5, увеличивается по мере приближения рассматриваемого слоя к центру элемента 5, это согласуется с ростом площади поперечного сечения, т. е. является весьма полезным с точки зрения прочности элемента 5.

Пример 1. Заполнитель для жаростой20 кого бетона; элементы 5 выполнены из сырьевой смеси, состоящей из шамотного порошка и ВГЦ в соотношении 1:1, при

В/ц=0,3; формование под прессом при давлении 100 кгс/см, гидротермальная обработка в поперечной камере при 80 С в течение 10 ч с последующей сушкой до постоянного веса; размеры оснований

2Х4 см, высота 6 см.

Пример 2. Шпонки для двухслойных изделий, сырьевая смесь того же состава

30 на ВГЦ, размеры оснований 4Х8 см, высота 12 см. Возможно армирование элементов 5 металлической или неметаллической арматурами, в том числе дисперсной.

Пример 3. Несущие анкеры, выполнены из керамики обожженной до частичного

35 оплавления (подобно клинкерному кирпичу), размеры оснований 8Х16 см, высота 24 см.

Формула изобретения

Строительный элемент, преимущественно керамический, ограниченный шестью плос40 кими гранями, из которых две противоположные лежат в полуплоскостях двугранного угла, отличающийся тем, что, с целью обеспечения его самоанкеровки в матрице композиционного материала, две другие

45 противоположные грани элемента лежат в полуплоскостях другого двугранного угла, причем ребра двугранных углов являются скрещивающимися прямыми и расположены по разные стороны элемента.

1425420

5 7

5 7 5 В ! б

/ фиг. 6

11

Составитель Л. !стропа ! е i интоp, I..э ай!и- за Тскред И. Версс К<>ррректор Л. !1атай

3 ака 3 4755;34 Тираж 56 !1одписпое

В!1ИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий ! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Г!!>оизводственно-полигр афин еское предпри итие, о. Ужгород, ул. Проекткан, 4