Полимерный композитный материал на основе бентонита

Авторы патента:

E02B3/16 - противофильтрационные устройства или швы (швы в фундаментах E02D 29/16; уплотнение швов, не ограниченное гидротехническим применением E04B 1/68)

Владельцы патента RU 2634549:

Баев Олег Андреевич (RU)

Изобретение относится к противофильтрационным композитным материалам и может быть использовано для противофильтрационных целей в водохозяйственном и природоохранном строительстве на каналах гидромелиоративных систем и водоемах без устройства дополнительных защитных покрытий. Полимерный композитный материал на основе бентонита включает нижнее профилированное полотнище 1 с полимерными каналами 2, заполненными бентонитом 3, и верхнее полотнище 4 из эластичного полимерного материала, соединенное с нижележащим с помощью экструзионной сварки. Разработанный полимерный композитный материал на основе бентонита может применяться без защитных слоев, тем самым обеспечивая минимальную шероховатость покрытия и, как следствие, максимальную пропускную способность на оросительных каналах, надежную противофильтрационную защиту благодаря самозалечиванию возможных повреждений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к композитным материалам и может быть использовано для противофильтрационных целей в водохозяйственном и природоохранном строительстве на каналах гидромелиоративных систем и водоемах без устройства дополнительных защитных покрытий.

Известен способ образования грунтопленочного экрана ложа водоема (см. авторское свидетельство SU 599006, опубл. 23.08.1988), включающий разработку русла, укладку водопроницаемой пленки, засыпку ее грунтом.

Основными недостатками данного способа являются значительный объем земляных работ по формированию русла и отсыпке защитного слоя, высокая энергоемкость и сезонность выполняемых работ. Кроме того, образуемые защитные слои из грунта не только значительно повышают шероховатость русла, но и практически не применимы на оросительных каналах, так как будут размываться водным потоком.

Известен способ создания противофильтрационного экрана с геомембраной из полимерного материала (патент RU 2374386, опубл. 27.11.2009), включающий подготовку грунтового основания, укладку на него водонепроницаемой геомембраны, состоящей из герметично соединенных между собой полотнищ полимерного материала, устройство компенсаторов деформаций геомембраны со стыковым соединением полотнищ в местах устройства компенсаторов и перекрытием стыков снизу и сверху полосами материала, отличающегося от материала геомембраны, устройство защитного слоя экрана из грунта или иных материалов.

Недостатком данного способа является низкая эксплуатационная надежность вследствие размыва и сползания защитного слоя противофильтрационного экрана из грунтовых или иных материалов, вероятность повреждения геомембраны при укладке или сварке, и как следствие потери воды на фильтрацию.

Известен комбинированный противофильтрационный экран (патент RU 2579482, опубл. 10.04.2016), включающий полимерную геомембрану, подстилающий, защитный и дренажный слой, тканый геотекстиль, а также выполнение защитного покрытия на накопителях отходов - из каменной наброски или щебня, на оросительных каналах - из бетона, на водоемах - из грунта.

Выполнение защитного покрытия из бетона приводит к увеличению объема строительных работ на оросительных каналах, а также может привести к его оползанию на крутых откосах в период возведения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является противофильтрационное устройство (см. авторское свидетельство SU 387078, опубл. 21.06.1973), включающее полимерные пленочные полотнища, заполненные грунтом, пленочные полосы и защитный слой для предотвращения механических повреждений покрытия.

Недостатком данного противофильтрационного устройства является большая трудоемкость по его созданию. В данном техническом решении отсутствует практическая возможность производства работ в зимний период, а пленочные полотнища будут повреждаться грунтом при его заполнении и устройстве защитного слоя. Такое покрытие не применимо на оросительных каналах и водоемах, в частности при экранировании откосов.

Цель изобретения - разработка полимерного композитного материала, который может применяться без дополнительных защитных покрытий (из грунта, бетона, камня, геотекстиля и т.д.), характеризующегося надежной противофильтрационной защитой, пониженной шероховатостью, самозалечиванием при образовании повреждений и одновременно возможностью применения в сложных инженерных условиях.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение является разработка полимерного композитного материала с возможностью его применения на оросительных каналах и водоемах без устройства защитных покрытий.

Технический результат достигается за счет создания полимерного композитного материала на основе бентонита, в котором нижнее полимерное полотнище выполнено профилированным с полимерными каналами по всему периметру через равные расстояния, с их заполнением бентонитом, а верхнее полотнище выполнено из эластичного полимерного материала и соединено с нижележащим с помощью экструзионной сварки. Для возможности применения композиционного материала в сложных инженерных условиях он выполнен со слоем полимерной плоской георешетки, соединенной с основанием нижнего полотнища методом экструзии.

Изобретение поясняется следующими чертежами:

фиг. 1 - полимерный композитный материал на основе бентонита.

Цифрами на чертеже обозначено:

1 - нижнее полимерное полотнище;

2 - профилированные каналы;

3 - бентонит;

4 - верхнее полимерное полотнище;

5 - полимерная плоская георешетка.

Полимерный композитный материал на основе бентонита выполнен следующим образом (фиг. 1).

Нижнее полимерное полотнище 1 композитного материала на основе бентонита выполнено с профилированными полимерными каналами (ребрами) 2 по всему периметру через равные расстояния. Для исключения фильтрации через возможные отверстия (в случае повреждаемости полимерного полотнища), профилированные каналы 2 заполнены бентонитом 3, который при взаимодействии с водой набухает и регенерирует (самозалечивает) поврежденные места. Верхнее (покрывающее) полотнище 4 выполнено из эластичного полимерного материала и соединено с нижележащим экструзионной сваркой. Для возможности применения полимерного композиционного материала в сложных инженерных условиях он выполнен со слоем полимерной плоской георешетки 5, соединенной с основанием нижнего полотнища 1 методом экструзии. Таким образом и выполняется полимерный композитный материал на основе бентонита.

Применение двух полимерных полотнищ позволит уменьшить шероховатость покрытия, а при опорожнении канала или водоема противофильтрационное покрытие будет оставаться герметичным без образования трещин в бентонитовом гидратированном слое.

Для возможности укладки полимерного композитного материала вручную оно выполняется в виде рулонов или листов. После укладки на объекте соединение отдельных полотнищ производится сваркой методом горячего клина. Устройство дополнительных защитных и подстилающих слоев не требуется, кроме подготовки грунтового основания, заключающееся в удалении растительности, камней и других крупных (острых) включений.

Разработанный полимерный композитный материал на основе бентонита может применяться без защитных слоев, тем самым обеспечивая минимальную шероховатость покрытия (и как следствие максимальную пропускную способность на оросительных каналах), надежную противофильтрационную защиту благодаря самозалечиванию возможных повреждений.

1. Полимерный композитный материал на основе бентонита, включающий полимерные полотнища, отличающийся тем, что нижнее полимерное полотнище выполнено профилированным с полимерными каналами по всему периметру через равные расстояния, которые в свою очередь заполнены бентонитом, а верхнее полотнище выполнено из эластичного полимерного материала и соединено с нижележащим с помощью экструзионной сварки.

2. Полимерный композитный материал по п.1, отличающийся тем, что для возможности применения композиционного материала в сложных инженерных условиях он выполнен со слоем полимерной плоской георешетки, соединенной с основанием нижнего полотнища методом экструзии.

Изобретение относится к способам контроля целостности противофильтрационных элементов гидротехнических сооружений с помощью волоконно-оптической контрольно-измерительной аппаратуры.

Композиционный противофильтрационный материал на основе вторичного полиэтилена // 2625448

Изобретение относится к композиционным противофильтрационным материалам на основе вторичного полиэтилена и может быть использовано для противофильтрационной защиты оросительных каналов, водоемов и накопителей.

Устройство защиты окружающей среды от загрязняющих веществ и способ его возведения // 2623740

Изобретение относится к строительству сооружений очистки для обеспечения безопасности окружающей среды городской или иной застройки. Устройство защиты окружающей среды от загрязняющих веществ содержит защитное ограждение, выполненное из мягких непроницаемых оболочек, соединенных друг с другом и уложенных на поверхности грунта, экран и емкость–отстойник.

Способ контроля целостности полимерного противофильтрационного экрана // 2621540

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для контроля целостности (сплошности) полимерных противофильтрационных экранов, выполняемых из электроизоляционных материалов, например полимерных геомембран на оросительных каналах и водоемах.

Способ определения фильтрационных потерь // 2616801

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к способам определения потерь воды на фильтрацию из оросительных каналов гидромелиоративных систем.

Противофильтрационное композитное полотнище // 2614580

Изобретение относится к гидротехническому и мелиоративному строительству и может быть использовано при устройстве противофильтрационных экранов из композитных материалов на работающих оросительных каналах и водоемах без их опорожнения.

Способ заделки повреждений противофильтрационного экрана // 2612431

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству, может быть использовано для заделки повреждений противофильтрационных покрытий каналов, водоемов и накопителей отходов, путем предварительного контроля целостности экранов дистанционно.

Способ ремонта бетонных облицовок оросительных каналов // 2612419

Изобретение относится к гидромелиоративному строительству и может быть использовано при проведении ремонта бетонных облицовок длительно работающих оросительных каналов с использованием геосинтетических материалов.

Способ возведения намывного гидротехнического сооружения // 2612205

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может найти применение при возведении намывных хранилищ отходов с большим потреблением воды и ее потерями при эксплуатации.

Грунтовая плотина, возводимая на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью // 2611805

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении грунтовых сооружений на слабых основаниях в районах с повышенной сейсмичностью.

Способ герметизации швов водопроводящих гидротехнических сооружений // 2644885

Изобретение относится к водохозяйственному и гидротехническому строительству и может быть использовано для герметизации и ремонта швов бетонных и железобетонных элементов водопроводящих гидротехнических сооружений (дюкеров, акведуков, туннелей, лотков и др.). Способ герметизации водопроводящих гидротехнических сооружений включает использование герметизирующего элемента 2 в виде противофильтрационного жгута, выполненного из перфорированной полимерной геомембраны 3 толщиной 0,2 мм с наполнителем из бентонитовых глин 4, а также защитного слоя из жидкой композиции 5 на основе полиэтилена, которая наносится на дефектный участок бетона вблизи и поверх противофильтрационного жгута. Использование изобретения позволит обеспечить более эффективную, надежную и долговременную противофильтрационную защиту, исключить потери воды на фильтрацию и разрушение бетона вблизи деформационных швов, снизить вероятность возникновения аварийных ситуаций и обеспечить безаварийное функционирование сооружения в целом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Берегоукрепительное и противофильтрационное покрытие // 2644952

Изобретение относится к области гидротехнического и природоохранного строительства, может быть использовано одновременно для берегоукрепления крутых откосов и создания противофильтрационной защиты. Берегоукрепительное и противофильтрационное покрытие включает противофильтрационный геокомпозитный материал в виде бентонитовых матов 1, армированных в основании полимерной геосеткой 2, с устройством поверх геокомпозита защитного покрытия из матрацно-тюфячных габионов 3. При этом геокомпозитный материал 1 соединен с полимерной геосеткой 2 методом термоскрепления, а матрацно-тюфячное габионное покрытие 3 разбито на ячейки 4, заполненные камнем 5, с последующим закрытием тюфяка сетчатой снимаемой крышкой. Применение берегоукрепительного и противофильтрационного покрытия позволит защитить откосы сооружений от механических и фильтрационных деформаций. При этом увеличивается статическая устойчивость откосов против оползания и размывов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ ускорения очистки грунтовых вод от загрязняющих веществ // 2647908

Изобретение относится к области охраны подземных и поверхностных вод от загрязняющего потока стоков животноводческих комплексов, полигонов ТБО, нефтепродуктов, прудов - накопителей и др. Загрязняющие вещества, проникая в грунтовые воды, перемещаются в направлении их движения и могут распространяться на большие территории. В основную траншею 1 в качестве противофильтрационного материала помещают геомембрану 2 с фильтрующими окнами. В противофильтрационную завесу помещают водоприемную емкость, а также насос 7 для откачки с верхнего слоя воды 8 плавающих загрязненных растворенных веществ. На фильтрующих окнах устанавливаются клапаны 9 и насосами 7 создается принудительное движение грунтовых вод. За счет принудительной откачки с помощью насоса повышается скорость движения грунтовых вод и тем самым увеличивается эффективность очистки грунтовых вод от загрязняющих веществ. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.