Способ разрушения железобетонной строительной конструкции и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - повышение производительности. Для достижения цели при осуществлении способа при приложении нагрузки одновременно с ней производят с тем же периодом охлаждение разрушаемой зоны за счет подачи охлаждающей среды. Устройство для осуществления способа снабжено размещенной на торце ствола в его наконечнике направляющей буксой и установленным в ней ступенчатым бойком, образующими совместно с наконечником ствола камеру, предназначенную для заполнения охлаждающей средой, и штуцером для подачи охлаждающей среды, закрепленным на наконечнике ствола и сообщенным с этой камерой. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к механическому разрушению неоднородных материалов, в частности к устройствам и способам разрушения, ломки железобетонных строительных конструкций при разборке завалов рухнувших зданий и сооружений в ходе спасательных и других неотложных работ.

Наиболее близким к изобретению и выбранным в качестве прототипа является механический способ дробления (разрушения) бетона (железобетона), основанный на использовании энергии сжатого воздуха и реализуемый устройством (бетоноломом [1], состоящим из рукоятки, ствола с механизмом подачи воздуха, ударника, бойка, наконечника ствола, рабочего наконечника и возвратного механизма.

Наиболее близким к изобретению по части устройства является устройство для разрушения железобетонной строительной конструкции, содержащее ствол, закрепленный на его торце наконечник, размещенный в стволе ударник и размещенный в наконечнике ствола рабочий наконечник [2]. Производительность данного устройства не велика.

Цель изобретения состоит в повышении производительности работ по разрушению железобетонных строительных конструкций путем снижения прочностных характеристик разрушаемой конструкции.

Это достигается тем, что в способе ударного разрушения железобетонных конструкций бетоноломами, заключающемся в приложении разрушающего усилия (ударов) с высокой частотой, производится охлаждение разрушаемой конструкции путем циклической подачи охлаждающего тела (с температурой ниже -70^оС) в место разрушения. Причем периодичность подачи охлаждающего тела на разрушаемую поверхность соответствует цикличности работы (движения) рабочего наконечника бетонолома.

Кроме того, цель достигается тем, что в верхней части наконечника ствола бетонолома выполнено отверстие, в которое устанавливается штуцер подвода охлаждающего тела, а в рабочем наконечнике выполнен центральный или несколько осевых каналов, через которые охлаждающее тело подается к месту приложения ударной нагрузки.

Рассмотрим физические процессы, происходящие в железобетонной конструкции при циклическом воздействии охладителя и ударной нагрузки.

Во-первых, вследствие значительного различия (около 50 раз) коэффициентов теплопроводности бетона (0,00278 кал/см.с.град.) и арматурной стали (0,133 кал/см.с.град.), в них происходят температурные деформации различной величины, сопровождающиеся отслоением конструкции, появлением трещин в прилегающем к арматуре слое бетона (особенно "мокрого") или созданием внутреннего напряжения в паре арматура - бетон. Нарушение монолитности строительной конструкции или ее напряженное состояние в целом приводят к уменьшению прочностных характеристик железобетона в месте охлаждения.

Во-вторых, при глубоком охлаждении (до -70^оС и ниже) уменьшается значение предела текучести арматурной стали, возрастает ее хрупкость (явление хладоломкости), что также приводит к снижению прочностных характеристик железобетонных строительных конструкций, особенно при воздействии ударных нагрузок.

В-третьих, неоднородность внутренней структуры бетона, состоящего из цементного теста, зерен песка и щебня, микрополостей, заполненных воздухом, водяными парами и свободной водой при воздействии ударной нагрузки приводит к увеличению микрополостей, образованию трещин и отслоению охлаждаемого слоя. Это также уменьшает прочность разрушаемой конструкции.

Кроме того, цикличность воздействия ударной нагрузки и выделение тепла при ударе усугубляет разрушающее воздействие на поверхностный слой разрушаемой конструкции.

Таким образом, все явления, происходящие при циклическом воздействии охлаждающего тела на железобетонную строительную конструкцию в месте разрушения, приводит к снижению ее прочностных характеристик, это сокращает трудоемкость работ, затрачиваемых непосредственно на разрушение (дробление) конструкций, особенно при воздействии ударных нагрузок.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид в разрезе; на фиг.2 - 5 - рабочий наконечник, варианты.

Устройство состоит из рукоятки 1, ствола с механизмом 2 подачи воздуха, ударника 3, бойка 4, направляющей буксы 5, наконечника ствола 6, рабочего наконечника 7. В наконечник ствола устанавливается штуцер 8 для подвода охлаждающего тела, в рабочем наконечнике выполнены центральный или несколько осевых каналов 9. Поверхности бойка, направляющей буквы, наконечника ствола и рабочего наконечника образуют замкнутый объем 10.

В целях уменьшения влияния низких температур на рабочий наконечник в осевой канал 9 может быть установлен теплоизолирующий материал 11.

Устройство работает следующим образом.

В процессе осуществления работы подаваемое под давлением через штуцер 8 охлаждающее тело заполняет замкнутый объем 10. К моменту удара ударника по бойку, а бойка - по рабочему наконечнику, перемещение бойка и рабочего наконечника происходит на различные величины. Рабочий наконечник "отходит" от бойка и охлаждающее тело из замкнутого объема 10 по осевому каналу 9 подается к разрушаемой поверхности 12. Цикл подачи охлаждающего тела повторяется с частотой ударов.

Предлагаемые способ и устройство могут применяться при проделывании горизонтальных проходов и вертикальных колодцев для извлечения железобетонных конструкций, при разборке завалов, а также при проведении ряда других работ по разрушению железобетонных конструкций.

Формула изобретения

СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

1. Способ разрушения железобетонной строительной конструкции, заключающийся в приложении циклической ударной нагрузки к ее поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, при приложении нагрузки одновременно с ней производят с тем же периодом охлаждение разрушаемой зоны за счет подачи охлаждающей среды.

2. Устройство для разрушения железобетонной строительной конструкции, содержащее ствол, закрепленный на его торце наконечник, размещенный в стволе ударник и размещенный в наконечнике ствола рабочий наконечник с осевым каналом для подвода охлаждающей среды, отличающееся тем, что устройство снабжено размещенной на торце ствола в его наконечнике направляющей буксой и установленным в ней ступенчатым бойком, образующими совместно с наконечником ствола камеру, предназначенную для заполнения охлаждающей средой, и штуцером для подачи охлаждающей среды, закрепленным на наконечнике ствола и сообщенным с этой камерой.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в рабочем наконечнике выполнены дополнительные каналы, оси которых параллельны его оси.

4. Устройство по пп.2 и 3, отличающееся тем, что на внутреннюю поверхность каждого канала нанесено теплоизоляционное покрытие.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5