Деформационный шов бетонной облицовки канала

 

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, в частности к устройствам для герметизации деформационных швов облицовок каналов, прудов, водохранилищ и других строительных объектов. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности конструкции деформационного шва за счет предотвращения физического и биологического разрушения. Прототипом изобретения является устройство, включающее установленный на нижнем выступе одной плиты верхний выступ другой плиты с образованием верхней прямоугольной и нижней полостей между боковинами плит и торцами выступов, причем обращенные одна к другой плоскости выступов покрыты антифрикционным материалом, а в верхней прямоугольной полости размещен уплотнительный элемент. Отличием предложенного устройства является то, что нижний торец нижнего выступа и нижняя боковина соседней плиты образуют нижнюю трапецеидальную полость с меньшим верхним основанием. Кроме того, прямоугольная полость содержит герметизирующий ее пластичный материал, например битумную мастику, а трапецеидальная полость шва выполнена полой, в качестве же антифрикционного материала использована пластичная смазка, например солидол. При этом угол заложения нижнего выступа и противостоящей ей соседней плиты к подстилающему шов грунту меньше 90°, а ширина прямоугольной полости и верхнего основания трапецеидальной полости больше величины максимального удлинения плит при их температурных деформациях. В процессе линейных температурных деформаций плит выступы, скользя относительно друг друга, перетирают растительную ткань сорняков, что ведет к потере их жизнеспособности. Наличие же пластичного герметизирующего материала в верхней прямоугольной полости шва устраняет его физические разрушения. 4 ил.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, в частности к устройствам для герметизации деформационных швов облицовок каналов, прудов, водохранилищ и других строительных объектов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является деформационный шов гидротехнических сооружений, включающий размещенные между смежными плитами покрытия элементы уплотнения и полость между плитами, эластичные антифрикционные вкладыши, торцы которых соединены между собой гофрированной лентой, размещенной в полости между плитами.

Однако реализация этого технического решения связана с преодолением ряда технологических трудностей обусловленных сложностью конструкции деформационного шва, а также тем, что элементы уплотнения шва не обладают устойчивостью к температурным деформациям, вследствие чего шов подвержен физическим и биологическим разрушениям.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности конструкции деформационного шва за счет придания ему устойчивости к физическим и биологическим разрушениям.

Поставленная цель достигается тем, что в деформационном шве, содержащем установленный на выступе одной плиты выступ другой плиты с образованием верхней прямоугольной и нижней полостей между боковинами плит и торцами выступов, причем обращенные одна к другой плоскости выступов покрыты антифрикционным материалом, а в верхней прямоугольной полости размещен уплотнительный элемент, нижняя полость между боковиной плиты и торцом выступа выполнена полой и имеет трапецеидальное поперечное сечение с меньшим верхним основанием, а уплотнительный элемент, размещенный в верхней прямоугольной полости выполнен из пластичного материала.

На фиг.1 показан предлагаемый деформационный шов бетонной облицовки канала, поперечный разрез (исходное состояние); на фиг.2 и 3 - то же, соответственно при сужении и расширении шва; на фиг.4 - конструкция плит, поперечный разрез, при использовании которой образуется предлагаемый деформационный шов.

Деформационный шов бетонной облицовки канала содержит нижний 1 и верхний 2 выступы, причем верхний выступ 2 установлен на нижний выступ 1. При этом верхний торец 3 верхнего выступа 2 одной плиты и верхняя боковина соседней плиты, а также нижний торец 4 нижнего выступа 1 одной плиты и нижняя боковина соседней плиты образуют соответственно верхнюю прямоугольную полость 5 и нижнюю трапецеидальную полость 6 с меньшим верхним основанием. Кроме того, прямоугольная полость 5 содержит герметизирующий ее пластичный материал, например битумную мастику, а трапецеидальная полость 6 шва полая. Обращенные одна к другой плоскости выступов покрыты антифрикционным материалом 7 (например, пластичная смазка, в частности солидол, пушечная смазка, литол и т.д.). Кгол заложения нижнего выступа 1 и противостоящей ей боковины соседней плиты к подстилающему шов грунту 8 меньше 90^о, так как только при этом условии возможно образование смежными облицовочными плитами 9 нижней трапецеидальной полой полости 6. При этом ширина прямоугольной полости и верхнего основания трапецеидальной полости должна быть больше величины максимального удлинения плит 9 при их температурных деформациях. В противном случае может наблюдаться физическое разрушение шва. В частности при устройстве шва в зимний период времени летом из-за температурных деформаций плит 9 ширина шва может уменьшаться на 1...2 см. Отсюда вытекает неизбежность разрушения боковых граней плит 9 в летнее время года, если в зимний период при устройстве облицовки зазор между ними оставлен меньше 1...2 см. Известно также, что чем больше ширина l полости шва, тем меньше величина отношений к ней разности максимального температурного изменения шва l, или l/l, а, следовательно, слабее выражен выпор из него герметизирующего пластичного материала. Исходя из этих обстоятельств зазор между боковыми гранями плит 9 должен находиться в пределах, например, 5...8 см или в 3...4 раза больше разности максимального температурного изменения ширины шва.

В процессе температурных деформаций облицовки верхний 1 и нижний 2 выступы смежных плит 9 скользят один относительно другого смещаясь на расстояние, например, 0,5...1,0 см, что в сумме составляет 1,0...2,0 см. Благодаря наличию на обращенных одна к другой плоскостях выступов 1 и 2 пластичной смазки 7 уменьшается трение их между собой и облегчается скольжение трущихся поверхностей. Находящийся в прямоугольной верхней полости 5 деформационного шва герметизирующий пластичный материал, например битумная мастика, благодаря содержанию в нем битума хорошо работает на сжатие и расширение. В результате температурные изменения ширины шва не сопровождаются потерей его герметичности. Это обусловлено низкими водонасыщением содержащих битум материалов (4,10...6,302), набуханием (0,45...1,36%), остаточной пористостью (3,7...5,0 об.%) и коэффициентом фильтрации (0,0052 м/сут) при коэффициенте водоустойчивости 0,84.

Дополнительным фактором, усиливающим герметичность деформационного шва является наличие пластичной смазки 7, например солидола, битумной мастики. В частности под воздействием сдавливающих нагрузок на шов линейно расширяющихся плит 9 часть пластичной смазки выдавливается в зону контакта битумной мастики с боковыми и торцовыми гранями плит, устраняя тем самым пристенный эффект, т.е. затекание воды в указанную зону.

В качестве пластичной смазки 7 лучше всего использовать солидол синтетический (ГОСТ 4366-76) или жировой (ГОСТ 1033-79). Выбор этих смазок обусловлен их низкой стоимостью, широкой распространенностью, экологической безвредностью, долговечностью и хорошими технологическими свойствами. Солидолы являются продуктами синтетических жирных кислот, имеют широкий интервал работы от -50 до + 70^оС. Предел прочности солидолов велик, что позволяет применять их в подшипниках качения при частоте вращения до 1...3 тыс. мин^-1 без сброса с движущихся деталей. Солидолы хорошо сопротивляются смыванию с открытых поверхностей дождем, длительное же пребывание их в воде не изменяет их внешний вид и свойства. При отсутствии солидолов их можно заменить любой другой пластичной смазкой, например литолом, зимолом, техническим вазелином и т.д.

В результате скольжения относительно друг друга выступов 1 и 2 смежных плит 9 все внедряющиеся в трапецеидальную полую полость 6 деформационного шва сорняки не могут, продвигаясь далее, попасть в прямоугольную верхнюю полость шва и выйти на поверхность облицовки. Это обусловлено тем, что верхний 2 и нижний 1 выступы смежных плит 9 перетирают внедряющиеся в зазор между ними (если он есть) вегетативные органы сорняков наподобие "перемалывающих зерно жерновов", в связи с чем последние теряют жизнеспособность.

Другим фактором, исключающим выход сорняков на поверхность облицовки является наличие в нижней части шва полой трапецеидальной полости, которую можно назвать растениеотводящей. Как известно, растения характеризуются целесообразной реакцией в ответ на внешние раздражители: тепло, свет, питательные элементы, влага и т.д. В частности проростки растений изгибаются в направлении к свету (положительный фототропизм), а корни - от источника света (отрицательный фототропизм). Естественно, что внедрившиеся в нижнюю трапецеидальную полость 6 деформационного шва сорняки находятся в менее естественных условиях, чем под облицовкой. При этом, поскольку большое основание полости 6 шва лежит на поверхности грунта 8, увеличивается возможность вхождения в нее большего количества сорняков по сравнению с тем, как если бы в контакте с грунтом 8 находилось малое основание.

В том случае, если трапецеидальная полость 6 находится в донном шве, внедрившиеся в нее сорняки могут расти в любом горизонтальном направлении, исключая вертикальное, поскольку это направление не отвечает принципу целесообразной поведенческой реакции. Росту растения в вертикальном направлении препятствует механическая преграда в виде выступов 1 и 2 плит 9, поэтому в качестве ответной реакции на раздражитель оно будет расти в трапецеидальной полости 6 шва в горизонтальном направлении. Двигаясь в этой полости, стебли сорняков заходят за подошву откоса, после чего вновь попадают в стесненные условия и вынуждены, меняя ориентировку в пространстве, искать относительно благоприятные условия для своего роста.

Если запас питательных веществ в питающих сорняки корнях и корневищах достаточен, то сорняки попадают в трапецеидальную полость 6 откосного поперечного деформационного шва. В эту полость попадают также и прорастающие с откосной части канала сорняки. Попав в трапецеидальную полость 6, сорняки растут только в направлении бровки канала, так как этому способствует их реакция на световой раздражитель. Проникающий в трапецеидальную полость 6 откосного шва дневной свет обусловливает ориентацию движения сорняков в направлении к источнику света, т.е. к бровке канала. Таким образом, вместе с другими ранее указанными факторами предложенная конструкция деформационного шва сводит вероятность прорастания через него сорняков практически к нулю, в результате чего достигается поставленная цель.

Применение предложенного технического решения позволяет по сравнению с прототипом упростить конструкцию деформационного шва и повысить его эксплуатационную надежность за счет повышения его устойчивости к физическим и биологическим разрушениям.

Формула изобретения

ДЕФОРМАЦИОННЫЙ ШОВ БЕТОННОЙ ОБЛИЦОВКИ КАНАЛА, включающий установленный на выступе одной плиты выступ другой плиты с образованием верхней прямоугольной и нижней полостей между боковинами плит и торцами выступов, причем обращенные одна к другой плоскости выступов покрыты антифрикционным материалом, а в верхней прямоугольной полости размещен уплотнительный элемент, отличающийся тем, что нижняя полость между боковиной плиты и торцом выступа выполнена трапецеидального поперечного сечения с меньшим верхним основанием, а уплотнительный элемент выполнен из пластичного материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4