Деформационный шов

(56) Авторское свидетельство СССРМ 975875, кл, Е 02 В 3/16, 1982.(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,Деформационый шов в форме перевернутой трапеции содержит размещенный на постилающем облицовку грунте упругий элемент, выполненный, например, из вулканизированной резины. Основание 1 упругого элемента пригружено с боков тыльной поверхностью, образующих шов плит 2,при этом основание 1 Упругого элемента шири 1788130 А 1 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 толщина выпуклых участков находится, например, в пределах 34 мм, а вогнутых 1,52,0 мм, Кроме того, упругий элемент снабжен сообщенными со средней частью основания 1, например, через 400700 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 10 20 30 форм следо 1 ехнический вазелин и т.д, Кроме того, расгниряющийся элемент 4 выполнен с учетом максимально 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 изантифрикционного эластомера, При этомварианте антифрикционный состав б из конструкции шва можно исключить. Деформационный шов устраивают в 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 12 мм слоем антифрикционного состава б, в качестве которого используют, например, пластичную смазку, Затем производят пригрузку основания 1 упругого элемента плитой 2, При ширине основания 1 упругого элемента в пределах 150200 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 швы совпадают с откосными, то упругий элемент растилают по всему периметру 4 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 4 откосных плит 2 на подготовленное ложе канала с пригрузкой ими основания 1 упругого элемента по описанной выше технологии,После завершения работ по укладке в 5 грунтовое ложе канаЛа облицовочных плит 2 производят дальнейшее обустройство деационного шва в нижеследующей повательности:боковую поверхность, образующих деформационный шов плит 2 покрывают антифрикционным составом б (пластичной смазкой) слоем 1,2 ммЗатем производят заполнение полости шва расширяющимся элементом 4 (цементно-песчаным рэствором), Толщина слоя расширяющего элемента 4 (Н) в полости шва определяется зависимостью:Н = й - йгде 1 - толщина плиты, мм;ЛЬ - максимальная величина сдвига расширяющегося элемента в вертикальной плоскости в летний период времени под воздействием линейных температурных деформаций плит, мм,Величину Ь 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,Л 1 общ = Л 1 лев + Л 1 пр, Л 1 лев = Л 1 пр ь 1,бщ - температурно-линейное расширение обеих плитЬ 1 лев - температурно-линейное расширение левой плиты;л пр - температурно-линейное расширение правой плиты;1 - угол наклона боковой грани бетонной плиты,Из ЛСГС видно, что сда =СС где: СС = Ь, СР =.Л 1 пр или то а = - -Лт 1Тпр Отсюда ЛИ = Л 1 пр 1 с 1 аПример: при Л 1 пр = 10 мм Тогда, в соответствии с приведенным примером, при угле а= 45 и толщине плиты Ь = 80 мм, толщина слоя, вносимого в полость шва расширяющегося элемента (Н) должна составить 70 мм (Н = Ь - ЛЬ = 80 - 10=70). При интервале между деформационными швами 6 и 12 м Ь 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:В 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 антифрикционногО составя 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 песчано- цементным 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 в 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 антифрикцион ного эластомера скользкаяя резина), Присадка к боковым поверхностям плит 2 полос антифрикционного эластомера может бытьпроизведена, например, посредством приклеивания их к ней, Указанный материал, сохраняя все 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 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 растякению ножки 7 анкера 3 и аккумулированию ею энергии сдавливающего воздействия плит 2. Растяжение ножки 7 анке 20 25 30 40 45Попеременное вхождение расширяющегося элемента 4 в полость шва и выдавносит длительный характер. Суточные же50 колебания температур, связанные со сме 55 10 15 ра 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 О. При эластичности материала, например, равной 350 указанная величина растяжения свидетельствует о реализации свойства эластичности лишь на 140; 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 средь 1 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. затека 1788130ние 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,10 что позволяет применять их в подшипниках качения пои частоте вращения до 13 тыс. мин. без сброса с движущихся деталей. Солидолы хорошо сопротивляются смыванию с открытых поверхностей до 20 ждем, длительное же пребывание в воде не изменяет их внешний вид и свойства (см,В,В,Синицын. Пластичные смазки в СССР, М., Химия, 1984; с,25,29). При отсутствии солидолов их можно изменить любой 25 другой пластичной смазкой, например, пушечной, литолом, зимолом, техническим вазелином и т.д., Высокий противофильтрационный эффект предложенного шва обусловлен также свойствами хорошего копирования поверх 30 ности контактирующего с ним тела, то есть упругим элементом, выполненным из вулканизированной резины. Прижатый к твердой поверхности (тыльной поверхности плиты) 35 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 осно 40 вание 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. Дбполнительной положительной особенностью предложенного деформацион 50ного шва является то, что благодаряплотному 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 впределах 1,54 мм, В частности, опыты ТуркменНИИГиМ показали, что через полиэтиленовые листы высокого давлениятолщиной 1,01,0 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 противо- фильтрационный 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 й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надекности 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 температурнойдеформации плит.2. Шов поп,1,отличающийся тем, что, боковая поверхность образующих шов плит и упругий элемент выполнены из антифрикционного эластомера.1788130 Фиг.1 оставитель Г,Галифано хред М,Моргентэл орректор М.Максимищ едактор А.Бе аказ 55 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 водственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж ул, Гагарина, 1 Про