Результат интеллектуальной деятельности: СТРОИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ (варианты)

Группа изобретений относится к наземному строительству, а именно к несъемной опалубке для сооружения стен, полов, перекрытий, а также к строительным конструкциям в целом, в частности, к стенам и перекрытиям, может быть использовано при проектировании железобетонных конструкций зданий и сооружений.

Известно применение в качестве несъемной опалубки тонкостенных сталефибробетонных плит (SU №1199890, Е04G 9/10, опубл. 1985). Недостатком этого решения является то, что опалубка рассматривается как ограждающий элемент, предназначенный для восприятия только усилий от укладываемого в конструкцию бетона.

Наиболее близким аналогом заявляемой группы изобретений является строительный элемент (патент РФ на изобретение №2633462 от 12.10.2017, МПК E04G 11/06), содержащий бетон, арматуру и защитный слой, выполненный в виде несъемной сталефибробетонной опалубки. Известное техническое решение позволяет решить такие задачи, как включение в силовую работу опалубки и бетона с арматурой без предварительного напряжения, повышение эффективности работы стержневой арматуры (стержней армокаркаса), обеспечение защиты стержневой арматуры от коррозии.

Задачей, решаемой предлагаемой группой изобретений, является снижение материалоемкости строительного элемента.

Технический результат, достигаемый заявляемой группой изобретений, заключается в сокращение до минимума расхода рабочей стержневой арматуры за счет использования несъемной сталефибробетонной опалубки в качестве несущего элемента, работающего на сжатие, растяжение и изгиб.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в строительном элементе, содержащем бетонный слой и защитный слой, выполненный в виде несъемной сталефибробетонной опалубки, согласно заявляемому изобретению по первому варианту несъемная сталефибробетонная опалубка выполнена из самоуплотняющегося мелкозернистого бетона с классом прочности на осевое сжатие не ниже В80 и на осевое растяжение не ниже Bfbt 10, армированного на 1,5-3% по объему стальными волокнами из высокоуглеродистой проволоки анкерного профиля с диаметром не более 0,3 мм и соотношением длины волокна к его диаметру от 95 до 105.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в строительном элементе, содержащем бетонный слой и защитный слой, выполненный в виде несъемной сталефибробетонной опалубки, согласно заявляемому изобретению по второму варианту несъемная сталефибробетонная опалубка выполнена из самоуплотняющегося мелкозернистого бетона с классом прочности на осевое сжатие не ниже В80 и на осевое растяжение не ниже Bfbt 10, армированного на 2-4% по объему стальными волокнами из высокоуглеродистой проволоки волнового профиля с диаметром не более 0,3 мм и соотношением длины волокна к его диаметру от 50 до 75.

Строительный элемент содержит бетонный слой и защитный слой, выполненный в виде несъемной сталефибробетонной опалубки. Несъемная сталефибробетонная опалубка выполнена на основе самоуплотняющегося мелкозернистого бетона с классом прочности на осевое сжатие не ниже В80 и на осевое растяжение не ниже Bfbt 10, армированного на 1,5-3% по объему стальными волокнами из высокоуглеродистой проволоки анкерного профиля с диаметром не более 0,3 мм и соотношением длины волокна к его диаметру от 95 до 105.

В другом варианте исполнения несъемная сталефибробетонная опалубка выполнена на основе самоуплотняющегося мелкозернистого бетона с классом прочности на осевое сжатие не ниже В80 и на осевое растяжение не ниже Bfbt 10, армированного на 2-4% по объему стальными волокнами из высокоуглеродистой проволоки волнового профиля с диаметром не более 0,3 мм и соотношением длины волокна к его диаметру от 50 до 75.

Предлагаемые варианты несъемной сталефибробетонной опалубки обладают высокими прочностным характеристиками, выявленными при проведении испытаний: прочность на осевое сжатие соответствует классу В80 и выше, прочность на осевое растяжение - классу Bfbt10 и выше, прочность на растяжение при изгибе - классу R_fbtf=25 МПа и выше.

В отличии от стержневого армирования в железобетонных элементах, где требуется устройство защитного слоя бетона, применение в строительном элементе сталефибробетонной опалубки, выполненной из самоуплотняющегося мелкозернистого бетона с классом прочности на осевое сжатие не ниже В 80 и на осевое растяжение не ниже B_fbt 10, армированного или стальными волокнами из высокоуглеродистой проволоки анкерного профиля с диаметром не более 0,3 мм и соотношением длины волокна к его диаметру от 95 до 105, или стальными волокнами из высокоуглеродистой проволоки волнового профиля с диаметром не более 0,3 мм и соотношением длины волокна к его диаметру от 50 до 75, позволяет повысить несущую способность всего строительного элемента со сталефибробетонной несъемной опалубкой при равном соотношении воспринимаемых усилий сталефибробетоной опалубкой, выполняющей роль несущего элемента, и стержневой арматурой в железобетонных элементах. Благодаря более высоким значениям модуля упругости сталефибробетона по сравнению с бетоном и высокой трещиностойкости (отсутствие трещин с раскрытием более 20 мкм вплоть до разрушения) бетонные и железобетонные конструкции с несъемной сталефибробетонной опалубкой обладают повышенной жесткостью.

Для проверки применимости предлагаемого изобретения были изготовлены и испытаны тестовые изгибаемые бетонные и железобетонные элементы длиной от 750 до 2000 мм с несъемной сталефибробетонной опалубкой толщиной 15-20 мм. Опалубка была изготовлена на основе самоуплотняющегося мелкозернистого бетона, армированного указанными стальными волокнами с различными вариантами исполнения как по виду и размеру, так и по количеству (от 1,0 до 5% армирования по объему). Толщина сталефибробетонной опалубки выбиралась в интервале от 10 до 30 мм. Испытания показали, что только использование фибры из проволоки анкерного профиля или проволоки волнового профиля позволили достичь требуемых показателей прочности, а сталефибробетонный слой с указанными видами фибры не разрывался и не отрывался от бетона. Снижение армирования по объему менее 1,5% снижало прочность, а более 4% не оказывало существенного влияния на прочностные характеристики образцов при проведении испытаний. В результате проведенных испытаний были подобраны оптимальные размеры и виды фибры, а также маки бетона.

Заявляемое изобретение позволяет повысить несущую способность железобетонного элемента со сталефибробетонной несъемной опалубкой при равном соотношении воспринимаемых усилий сталефибробетоном и стержневой арматурой.