Деформационный шов

 

Использование: для герметизации деформационных швов облицовок каналов; прудов, водохранилищ и других строительных объектов. Сущность изобретения: упругий элемент деформационного шва, выполненного в форме неправильной трапеции , имеет основание, верхняя поверхность которого выполнена в поперечном сечении волнообразной и пригружена с боков тыльной стороны образующих шов плит. Кроме того, упругий элемент снабжен равноотстоящими друг от друга анкерами, размещенными в расширяющемся элементе, причем в местах сообщения с анкерами основание армировано жестким стержнем, при этом зона контакта боковой поверхности плит с расширяющимся элементом и упругого элемента с тыльной поверхностью плит содержит антифрикционный состав, например, пластичную смазку, причем расширяющийся элемент выполнен с учетом возможного его сдвига в вертикальной плоскости при линейной температурной деформации плит. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 02 В 3/16, 5/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР. (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4910172/15 (22) 12,02.91 (46) 15.01;93. Бюл. № 2 (71) Туркменский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации (72) Г.Г,Галифанов, А,Б.Аннаниязов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 975875, кл. Е 02 В 3/16, 1982. (54) ДЕФОРМАЦИОННЫЙ LIJOB (57) Использование, для герметизации деформационных швов облицовок каналов; прудов, водохранилищ и других строительных объектов. Сущность изобретения: упругий элемент деформационного шва, выполненного в форме неправильной трапеции, имеет основание, верхняя поверхИзобретение огносится к гидротехническому строительстьу, в частности к устройствам для герметизации деформационных швов облицовок каналов, прудов, водохранилищ и других строительных объектов, Цель изобретения — повышение эксплу. атационной надежности конструкции шва, На фиг. 1 приведена конструкция предлагаемого деформационного шва, устроенного в зимний период времени (разрез); на фиг. 2 — то же в летний период времени, Деформацион ый шов в форме перевернутой трапеции содержит размещенный на постилающем облицовку грунте упругий элемент, выполненный, например, из вулканизированной резины. Основание 1 упругоro элемента пригружено с боков тыльной поверхностью, образующих шов плит 2,при этом основание 1 Упругого элемента шири„„« Ж „„1788130 А1 ность которого выполнена в поперечном сечении волнообразной и пригружена с боков тыльной стороны образующих шов плит, Кроме того, упругий элемент снабжен равноотстоящими друг от друга анкерами, размещенными в расширяющемся элементе, причем в местах сообщения с анкерами основание армировано жестким стержнем, при этом зона контакта боковой поверхно- . сти плит с расширяющимся элементом и упругого элемента с тыльной поверхностью плит содержит антифрикционный состав, например, пластичную смазку, причем расширяющийся элемент выполнен с учетом возможного его сдвига в вертикальной плоскости при линейной температурной деформации плит. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. ной, например, 150„.200 мм, имеет волнистую верхнюю поверхность, причем толщиН8 выпуклых участков находится, например, в пределах 3...4 мм, а вогнутых 1,5...2,0 мм, Кроме того, упругий элемент снабжен сообщенными со средней частью основания 1, например, через 400...700 мм, анкерами 3, которые размещены в центральной части полости шва в расширяющемся элементе 4, например, в песчано-цементном растворе, причем в местах сообщения с анкерами 3 основание 1 армировано в целях усиления жестким стержнем 5, например, металлическим или пластмассовым. Зона контакта упругого элемента с боковой поверхностью плит 2 и тыльной поверхностью плит 2 с основанием 1 упругого элемента содержит антифрикционный состав 6, например, пластичную смазку — солидол, пушечную смазку, 1788130

20

Л1общ =

55

1ехнический вазелин и т.д, Кроме того, расширяющийся элемент 4 выполнен с учетом лаксимально возможного его сдвига в вертикальной плоскости в полости шва при линейной температурной деформации плит 2 до положения заподлицо с верхней плоскостью облицовки.

Другим вариантом конструкции предлагаемого деформационного шва является то, что боковая поверхность, образующих шов плит 2 и упругий элемент выполнены из антифрикционного эластомера, При этом варианте антифрикционный состав 6 из конструкции шва можно исключить.

Деформационный шов устраивают B зимний период времени следующим образом: на подготовленное грунтовое ложе канала укладывают посредством автокрана вначале донные сборные железобетонные плиты 2, До контакта плиты 2 с грунтом под ее тыльную поверхность на дно канала растилают упругий элемент, верхнюю поверхность основания 1, которого предварительно покрывают 1...2. мм слоем антифрикционного состава 6, в качестве которого используют, например, пластичную смазку, Затем производят пригрузку основания 1 упругого элемента плитой 2, При ширине основания 1 упругого элемента в пределах 150...200 мм его пригружают плитой 2 на 50.„75 мм с таким расчетом, чтобы ширина нижней части образуемого деформационного шва составляла примерно 50 . мм (наиболее распространенный размер шва), а анкер 3 упругого элемента размещался в центральной части полости шва.

При этом, если деформационные донные

LUBbt совпадают с откосными, то упругий элемент растилают по всему периметру земляного ложа канала, в противном случае длину упругого элемента ограничивают размерами соответствующих деформационных швов (донных или откосных), Вслед за укладкой донных плит 2 производят укладку откосных плит 2 на подготовленное ложе канала с пригрузкой ими основания 1 упругого элемента по описанной выше технолоrMM.

После завершения работ по укладке в грунтовое ложе канаЛа облицовочных плит

2 производят дальнейшее обустройство деформационного шва в нижеследующей последовательности: боковую поверхность, образующих деформационный шов плит 2 покрывают антифрикционным составом 6 (пластичной смазкой) слоем 1.„2 мм..Затем производят заполне11ие полости шва рс1сширяющимся злеменом 4 (цементно-песчаным рэство30

50 ром), Толщина слоя расширяющего элемента 4 (Н) в полости шва определяется зависимостью:

Н=Ь вЂ” Л где h — толщина плиты, мм;

hh — максимальная величина сдвига расширяющегося элемента в вертикальной плоскости в летний период времени под воздействием линейных температурных деформаций плит, мм.

Величину h определяют исходя из нижеследующей расчетной схемы: схема, составленная исходя из условия, в соответствии с которым максимальное увеличение (уменьшение) ширины деформационного шва составляет 20 мм на 18 погонных метров сборных железобетонных плит, приведена на фиг, 3, Ллев+ Ьпр, 1-0лев = Л!пр а 4бщ — темпеРатУРно-линейное Расширение обеих плит;

Ь 1лев — температурно-линейное расширение левой плиты; д, 1пр — температурно-линейное расширение правой плиты;

L — угол наклона боковой грани бетонной плиты, Из ЛС FC видно, что суй =

С С где: С С = hh, CF = Л1пр или щ а = -1—

Ah

1 1 пр

Отсюда hh = Йпр tg a

Пример: при ЛЬр = 10 мм

Тогда, в соответствии с приведенным примером, при угле a= 45 и толщине плиты

h = 80 мм, толщина слоя, вносимого в полость шва расширяющегося элемента (Н) должна составить 70 мм (Н = h — hh = 80—

10=70). При интервале между деформационными швами 6 и 12 м hh составит соответственно 3,33 и 6,66 мм при Н 73,66 и

76,33 мм, После внесения в полость шва расширяющегося элемента 4 работы по обустройству деформационного шва заканчивают.

Деформационный шов работает следующим образом:

B весенне-осенний и летний период времени в связи с возрастанием температур происходит сдавливание расширяющегося элемента 4 в полости, устроенного в зимний период деформационного шва плитами 2, Благодаря наличию ант1лфрикционногО со.

1788130

10

25

40

45 Попеременное вхождение расширяющегося элемента 4 в полость шва и выдавносит длительный характер. Суточные же

50 колебания температур, связанные со сме55 ставя 6 в зоне контакта боковой поверхности плиты 2 с расширяющимся элементом 4, сопровождается его выдавливанием из полости шва без физических разрушений (как известно, в обычных условиях расширяющийся элемент 4, представленный песчаноцементным или бетонным раствором вследствие своей несживаемости при сдавливающем воздействии плит 2 подвергается физическим разрушением, появляются трещины через которые затем проникают сорняки и происходят фильтрационные потери води из каналов).

Аналогично этому, наличие антифрикционного состава 6 B зоне контакта тыльной стороны плиты 2 с основанием 1 упругого элемента обеспечивает скольжение первого из них по поверхности второго без деформации последнего.

Антифрикционный состав 6 может быть исключен из конструкции предлагаемого деформационного шва в случае выполнения упругого элемента и образующих деформационный швов боковых поверхностей плит

2 из антифрикционного эластомера (скользкая резина). Присадка к боковым поверхностям плит 2 полос антифрикционного эластомера может быть произведена, например, посредством приклеивания их к ней, Указанный материал, сохраняя see преимущества обычных резин, обладает весьма малой прилипаемостью к металлам, керамике, дереву и другим материалам, благодаря которой коэффициент трения "скользкой резины" почти на порядок меньше, чем у 3 обычных эластомеров. Благодаря этому резко повышается надежность многочисленных устройств, периоды активной работы которых чередуются с длительными паузами, что особенно важно для механизмов, работающих, например, в морской воде, Изза своей химичеСкой инертности антифрикционные эластомеры более стерильны и гигиеничны, сохраняются значительно лучше и оказываются более стойкими по сравнению с обычными резинами, В Советском Союзе на "скользкую резину" переведен ряд нефтяных трубопроводов, в том числе нефтепровод "Дружба", При максимально возможном сдвиге в летний период расширяющегося элемента 4 в полости деформационного шва его верхняя поверхность, в соответствии с вышеприведенным расчетом будет находиться примерно заподлицо с верхней плоскостью облицовки, Выдавливание расширяющегося элемента 4 из полости шва ведет к растя>кению ножки 7 анкера 3 и аккумулированию ею энергии сдавливающего воздействия плит 2. Растяжение ножки 7 анкера 3 не влечет за собой деформации основания 1 упругого элемента, в виде его прогиба и смещения в полость деформационного шва, так как этому явлению препятствует наличие в основании 1 жесткого стержня 5.

Аккумулирование ножкой 7 анкера 3 энергии сдавливающего воздействия плит 2, обусловлено свойствами материала, из которого он исполнен. В частности, выполненный из эластомера упругий элемент имеет высокую эластичность, то есть способность к большим обратным деформациям, до

500;4. При исходной длине ножки 7 анкера

3 равной, например, 25 мм при максимально полном выдавливании расширяющегося элемента 4 из полости шва в летний период времени ее длина составит для вышеприведенного примера 35 мм, т.е. увеличится на

40%. При эластичности материала, например, равной 3507; указанная величина растяжения свидетельствует о реализации свойства эластичности лишь на 1407ь или в

2,5 раза меньше возможной. Следовательно, материал будет работать далеко от предела своих возможностей, что гарантирует длительное и надежное его функционирование. При снижении температуры окружающей среды в связи со сменой, например, время года, будет происходить температурное сжатие плит 2 с соответствующим увеличением ширины полости шва. В результате расширяющийся элемент 4, размеры которого практически остаются неизменными, входит в полость шва, заполняя собой образующийся в процессе увеличения ширины шва; зазор. Такое вхождение расширяющегося элемента 4 в полость шва происходит как под воздействием их собственного веса, так и, в особенности, вследствие вдвигания его в шов анкером 3 в результате обратимой деформацйи ноя;ки 7, сообщенной с основанием 1 упругого элемента, ливание его иэ него во времени протекает очень медленно, так как смена времен года ной дня и ночи также протекают постепенно и не имеют столь большой амплитуды, как во временах года, Это, а также наличие антифрикционного состава 6 снижающего коэффициент трения подвижных трущихся поверхностей является фактором, обуславливающим надежную работу предложенного деформационного шва, при этом благодаря антифрикционному составу 6 устраняется пристенный эффект, т.е. затека1788130

15

25

35

50 ние воды в зону контакта расширяющегося элемента 4 с боковой поверхностью плит 2, В качестве антифрикционного состава 6 может быть использована, например, такая пластичная смазка, как солидол синтетический (ГОСТ 4366 — 76) или жировой (ГОСТ

1033-79), Выбор этих смазок обусловлен их низкой стоимостью широкой распространенностью, экологической безвредностью, долговечностью и хорошимй технологическими свойствами, Солидолы являются продуктами синтетических жирных кислот, имеют широкий интервал работы от -50 до

+70 С, Предел прочности солидолов велик, что позволяет применять их в подшипниках качения при частоте вращения до 1...3 тыс. мин. без сброса с движущихся деталей. Солидолы хорошо сопротивляются смыванию с открытых поверхностей дождем, длительное же пребывание в воде не изменяет их внешний вид и свойства (см,В,B,Ñèí èöûí. Пластичные смазки в

СССР, М., Химия, 1984; с,25.„29). При отсутствии солидолов их можно изменить любой другой пластичной смазкой, например, пушечной, литолом, зимолом, техническим вазелином и т.д. . Высокий противофильтрационный эффект предложенного шва обусловлен также свойствами хорошего копирования поверхности контактирующего с ним тела, то есть упругим элементом, выполненным из вулканизированной резины. Прижатый к твердой поверхности (тыльной поверхности плиты) эластомер как бы вписывается в эту поверхность, точно повторяя, только негативно, все свойства ее рельефа, Это свойство резины широко используется для уплотнения и герметизации различных технических устройств и сооружений. В связи с этим основание 1 упругого элемента, верхняя поверхность которого для повышения эффекта герметизации шва имеет волнистую поверхность в поперечном сечении, плотно прилегая к тыльной стороне плиты, является существенным фактором снижающим величину фильтрационных потерь воды из каналов.

Дополнительной положительной особенностью предложенного деформационного шва является то, что благодаря плотному прилеганию основания 1 упругого элемента к тыльной стороне плит 2 устраняется возможность внедрения проростков сорных растений через зазоры в деформационный шов. Проникновение же сорняков в шов непосредственно через основание 1 упругого элемента, разрушив его целостность, представляет для них непосильную задачу, так как его толщина находится в пределах 1,5...4 мм, В частности, опыты ТуркменНИИГиМ показали, что через полиэтиленовые листы высокого давления толщиной 1,0...1,0 мм в течение 2-х лет наблюдений сорная растительность не прорастала, Фактором, снижающим вероятность прорастания через шов сорняков является также налипание антифрикционного состава 6 в конструкции шва, так как она (пластичная смазка) обладает свойствами контактного гербицида.

Таким образом, предложенная конструкция деформационного шва, позволяет избежать разрушения герметизирующего материала шва под воздействием физических и биологических факторов и тем самым дает возможность повысить его противофильтрационный эффект, а следовательно, и надежность работы, Формула изобретения

1. Деформационный шов, выполненный в форме неправильной трапеции и включающий упругий и расширяющийся элементы, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной наде>кности шва, упругий элемент снабжен сообщенными с его основанием, размещенными в расширяющемся элементе и равноотстоящими друг от друга анкерами, причем верхняя поверхность основания упругого элемента выполнена в поперечном сечении волнообразной и пригружена с боков тыльной стороной образующих шов плит, а в местах сообщения с анкерами основание армировано жестким стержнем, при этом зона контакта боковой поверхности плит с расширяющимся элементом и упругого элемента с тыльной стороной плит содержит антифрикционный состав, а расширяющийся элемент выполнен с возможностью его перемещения в вертикальной плоскости при линейной температурной деформации плит.

2. Шов поп,1,отличающийся тем, что, боковая поверхность образующих шов плит и упругий элемент выполнены из антифрикционного эластомера.

1788130

Фиг. I

Фиг.2

Составитель Г. Галифанов

Техред М,Моргентэл Корректор М.Максимишинец

Редактор А.Бер

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 55 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5