Бетонный блок , также известный как шлакоблок в североамериканском английском , шлакоблок в британском английском , бетонный блок каменной кладки ( CMU ) или под различными другими терминами, представляет собой прямоугольный блок стандартного размера, используемый в строительстве зданий . Использование блочной кладки позволяет возводить сооружения в традиционном стиле каменной кладки со слоями (или рядами) смещенных блоков.
Бетонные блоки могут изготавливаться с полыми центрами (ядрами) для уменьшения веса , улучшения изоляции и создания взаимосвязанной полости, в которую можно заливать бетон для упрочнения всей стены после ее возведения.
Бетонные блоки являются одними из самых универсальных строительных материалов, доступных на рынке, поскольку с их помощью можно добиться самых разных внешних видов. [1]
Те, которые используют шлак ( летучую золу или зольный остаток ) в качестве заполнителя , называются в Соединенных Штатах «шлакоблоками». Они также известны как «шлакоблоки», термин, происходящий от «breeze», относящийся к небольшим шлакам и шлаковой пыли, которые создаются частично сгоревшим углем. [2] [3] Однако в Соединенных Штатах шлакоблоками также называют декоративные блоки, используемые на внешних стенах, чтобы пропускать ветер, что было важной чертой дизайна середины века Модерн, [4] популяризированного Эдвардом Дарреллом Стоуном .
В Австралии их часто называют блоками Бессера (потому что компания Бессера была крупным поставщиком машин для производства бетонных блоков), а также серыми блоками или бетонными каменными блоками (БМК). [5]
В клинкерных блоках используется клинкер (зола, образующаяся в качестве отходов из примесей в таких минералах, как уголь, известняк и железная руда), также называемый шлаком. [2]
Бетонные блоки изготавливаются из литого бетона (например, портландцемента и заполнителя , обычно песка и мелкого гравия , для блоков высокой плотности). На западе США, где они легкодоступны, пористые гравийные камни из лавы используются для снижения веса. Они также придают дополнительный декоративный эффект определенным типам блоков, таким как колотые, благодаря их отчетливым красным и черным цветам. Блоки с более низкой плотностью могут использовать промышленные отходы , такие как летучая зола или шлак , [6] [7] в качестве заполнителя. [8]
В составе блоков часто используются переработанные материалы, такие как переработанное стекло, шлаковый цемент или переработанный заполнитель. [9] Использование переработанных материалов в блоках может создать разный внешний вид блока, например, отделку терраццо , и может помочь готовой конструкции получить сертификацию LEED .
Легкие блоки также могут быть изготовлены с использованием автоклавного ячеистого бетона ; они широко используются в строительстве в Финляндии и других скандинавских странах, а также в Центральной Европе из-за присущих этому материалу теплоизоляционных характеристик, как и керамзитовые блоки.
Блоки выпускаются в модульных размерах, наиболее популярные из которых обычно называются (по толщине) «4-дюймовыми», «6-дюймовыми», «8-дюймовыми» и «12-дюймовыми». В США бетонные блоки номинально имеют длину 16 дюймов (410 мм) и ширину 8 дюймов (200 мм). Их фактические размеры на 3 ⁄ 8 дюйма (9,5 мм) меньше номинальных размеров (чтобы обеспечить швы раствора размером 3 ⁄ 8 дюйма между блоками в любой ориентации). [10] В Ирландии и Великобритании блоки обычно имеют размеры 440 мм × 215 мм × 100 мм (17,3 дюйма × 8,5 дюйма × 3,9 дюйма) без учета швов раствора. В Австралии, Новой Зеландии и Канаде [11] блоки обычно имеют размеры 390 мм × 190 мм × 190 мм (15,4 дюйма × 7,5 дюйма × 7,5 дюйма) без учета швов, заполненных раствором.
Блоки-сердечники обычно имеют коническую форму, чтобы их верхняя поверхность (после укладки) имела большую поверхность для распределения раствора и для более легкой обработки. Большинство бетонных блоков имеют два сердечника, но также производятся трех- и четырехсердечники. Сердечник также позволяет вставлять стальную арматуру для перекрытия рядов с целью повышения прочности на растяжение . Это достигается путем заливки пустот блоков, содержащих арматуру, бетоном. Таким образом, армированные бетонные блочные стены лучше выдерживают боковые нагрузки, такие как ветровая нагрузка и сейсмические силы. [12] Сердечники также могут быть заполнены пенополистиролом (EPS) в виде блока изоляции, что существенно увеличивает значение R полученной стены, чтобы соответствовать национальному энергетическому кодексу США. [13]
Существует множество специализированных форм, позволяющих использовать специальные строительные особенности. U-образные блоки, или выбивные блоки, имеют выемки, позволяющие создавать связевые балки или перемычки , используя горизонтальную арматуру, залитую в полость. Блоки с каналом на конце, известные как «косячные блоки», позволяют крепить двери к стеновым конструкциям. Блоки с пазовыми концами позволяют создавать контрольные швы , позволяя закреплять наполнитель между концами блоков без раствора. Могут быть включены и другие особенности, такие как закругленные углы, известные как « бычьи носы ». Также существует широкий выбор декоративных профилей. [14]
Бетонные блоки могут быть составлены со специальными заполнителями для получения определенных цветов или текстур для использования в качестве отделки. Специальные текстуры могут быть получены путем разделения ребристого или цельного двухблочного блока; такие блоки заводского производства называются блоками «с раздельными ребрами» или «с раздельными гранями». [15] Блоки могут быть надрезаны канавками шириной со шов раствора для имитации различных модулей блоков. Например, блок размером 8 на 16 дюймов (200 мм × 410 мм) может быть надрезан посередине для имитации кладки размером 8 на 8 дюймов (200 мм × 200 мм), при этом пазы заполняются раствором и ударяются для соответствия настоящим швам. [16]
Бетонный блок, построенный с использованием встроенной стальной арматуры , является очень распространенным строительным материалом для несущих стен зданий, в так называемой конструкции из бетонных блоков ( CBS ). Одним из распространенных типов фундамента для американских пригородных домов является «фундамент с подпольем», который состоит из стены из бетонных блоков по периметру, на которую опираются балки пола из объемной древесины. Подпорные стенки , которые также могут быть построены из бетонных блоков, могут быть построены либо с использованием блоков, предназначенных для отступа каждого ряда и используемых с песчаным основанием и без раствора или армирования (гравитационная стена), либо с использованием блоков (обычно архитектурный стиль блоков или облицованных облицовкой, такой как кирпич) с бетонным основанием, стальным армированием и раствором (стена из свай). Другие очень распространенные неконструктивные применения стен из бетонных блоков (особенно в американских школах) — это возведение внутренних огнестойких и чрезвычайно прочных перегородок, а также внешних опорных стен для крепления систем ограждающих конструкций здания (жесткая пенопластовая изоляция и воздухо- и пароизоляция) и облицовки (штукатурка, сталь, кирпич или бетонные блоки с расщепленной поверхностью).
Бетонные стены из каменной кладки могут быть не зацементированными, частично зацементированными или полностью зацементированными, причем последние два варианта повышают их структурную прочность. Кроме того, стальные арматурные стержни (арматура) могут использоваться как вертикально, так и горизонтально внутри бетонной блочной стены для максимизации ее структурных характеристик. Ячейки, в которых размещается арматура, должны быть зацементированы, чтобы стержни могли сцепиться со стеной. По этой причине в высокосейсмичных зонах в строительных нормах обычно разрешаются только полностью зацементированные стены. Американским проектным кодексом, который руководит инженерами-проектировщиками при использовании бетонных блоков в качестве структурной системы, являются Требования и спецификация строительного кодекса для каменных конструкций Объединенного комитета по стандартам каменной кладки (TMS 402/602-16). [17]
Прочность на сжатие бетонных блоков и каменных стен варьируется от приблизительно 3,4 до 34,5 МПа (500–5000 фунтов на квадратный дюйм) в зависимости от типа бетона, используемого для изготовления блока, ориентации укладки, типа раствора, используемого для возведения стены, а также от того, является ли она несущей перегородкой или нет, и других факторов. [18] [19] [20] [21]
