СТЫК

Заявляемая полезная модель относится к устройствам соединения строительных конструкций и сооружений, а точнее касается стыка, представляющего собой место соединения, например, строительных элементов типа балок, колонн, поясов ферм, соединяемых торцами, или строительных элементов типа панелей и плит, соединяемых боковыми гранями.
Заявляемая полезная модель найдет применение в подземном, транспортном строительстве при возведении монолитно-прессованных обделок, при ремонтных бетонных работах, а также может быть применена при устройстве гражданских и гидротехнических сооружений.
Известны стыки железобетонных сборных элементов, классифицируемые по характеру работы на гибкие и жесткие. Растянутые стыки содержат в полости между соединяемыми элементами закрепленные путем сварки стальные закладные детали, выпуски арматуры, а также заполняющий мелкозернистый раствор. Гибкие стыки содержат в полости между соединяемыми элементами металлические или резиновые компенсаторы, заделанные своими концами в стыкуемые поверхности элементов, а также разнообразные полимерные и битумные герметики. Выполняя свое функциональное назначение, указанные стыки характеризуются сложностью конструкции, трудоемкостью исполнения и являются зачастую водопроницаемыми. Такие стыки в начальный период эксплуатации отличаются высокой адгезией материала, заполняющего полость, к соединяемым поверхностям, и непроницаемостью, но со временем, как показал опыт, адгезия уменьщается до минимума, и стык становится проницаемым, в частности, для влаги. Заполнение полости раствором на напрягающем цементе с большим расширением и самонапряжением приводит к напряжениям в стыке, приводящим к скалыванию и разрушению соединяемых железобетонных конструкций.
Sififi// er.3
Для повышения надежности соединения элементов конструкций выполняют стыки, содержащие в его полости битумно-латексный слой и слой из цементного раствора, при этом заполняют полость стыка сборными элементами с проклейкой их битумной мастикой. Однако и такие стыки не обеспечивают прочного адгезионного сцепления между бетонными склеиваемыми или соединяемыми элементами ввиду низкой адгезии битума к бетону, а жесткое заполнение полости стыка не обеспечивает необходимой гибкости соединения.
Наиболее близким к предлагаемому является стык, включающий клеевой слой между стыкуемыми поверхностями и стыковочную полость, заполненную монолитным железобетоном или сборными железобетонными плитами, проклеенными битумной мастикой (Авторское свидетельство СССР №159564, МКИ:Е2Ш 11/00).
Недостатками известного стыка являются трудоемкость выполняемого соединения, низкая адгезия клеевого слоя к бетону, водопроницаемость заполненной стыковой полости и ее низкая гибкость, не обеспечивающая достаточной компенсации при попеременном механическом и тепловом воздействии, что приводит к появлению трещин и проницаемости в месте стыка.
В основу заявляемой полезной модели положена задача создание стыка, характеризуемого высокой адгезией стыкуемых поверхностей друг к другу, водонепроницаемостью, морозостойкостью и высокой гибкостью, обеспечивающей необходимую подвижность и прочность соединения при воздействии нагрузок.
Эта задача достигается тем, что в стыке, включающем расположенную между соединяемыми поверхностями элементов стыковочную полость, заполненную материалом на основе вяжущего, и клеевые слои, нанесенные на соединяемые поверхности элементов, согласно заявляемой полезной модели, каждый клеевой слой имеет толщину не более 1 мм и вьшолнен из герметика, содержащего модифицирующие добавки, а в качестве материала, заполняющего
стыковочную полость, он содержит безусадочный цементный раствор, включающий полимерные добавки.
Благодаря указанной конструкции заявляемого стыка достигнута возможность высокой адгезии стыкуемых поверхностей друг к другу, водонепроницаемость и морозостойкость стыка при его высокой гибкости, обеспечивающей необходимую подвижность и прочность соединения в условиях воздействия нагрузок.
Согласно заявляемой полезной модели, целесообразно, чтобы стык содержал в качестве герметика тиоколовый или силоксановый герметик, а в качестве модифицирующих добавок - кремнийорганические промоторы адгезии.
Согласно заявляемой полезной модели, целесообразно, чтобы стык содержал в качестве полимерных добавок к безусадочному цементному раствору эмульсии каучуков или силоксановые жидкости с пластификатором.
Дальнейшие цели и преимущества заявляемой полезной модели станут ясны из последующего подробного описания стыка и прилагаемых чертежей, на которых
фиг.1 стык, согласно полезной модели, продольный разрез;
фиг.2 - то же, другой вариант выполнения;
Стык, согласно заявляемой полезной модели, включает расположенную между соединяемыми поверхностями 1 и 2 (фиг.1) элементов стыковочную полость 3, заполненную безусадочньм раствором цементно-песчаной смеси, включающим полимерные добавки, а также включает клеевые слои 4, нанесенные на соединяемые поверхности 1 и 2 элементов, которые имеют толщину не более 1 мм и выполнены из герметика, содержащего модифицирующие добавки.
В качестве герметика стык, согласно заявляемой полезной модели, содержит тиоколовый или силоксановый герметик, в качестве модифицирующих добавок - кремнийорганические промоторы адгезии.
в качестве полимерных добавок к безусадочному цементному раствору стык, согласно заявляемой полезной модели, содержит эмульсии каучуков или силоксановые жидкости с пластификатором.
Применение для клеевого слоя 4 тиоколового или силоксанового герметиков, модифицированных специальными добавками - промоторами адгезии - обеспечивает высокую, незатухающую адгезию герметика к бетону, интенсификацию твердения и совулканизацию системы бетон-герметик как в свежеуложенном, так и в затвердевшем состоянии. Заполнение стыковочной полости 3 безусадочным материалом из цементно-несчаной смеси с полимерньми добавками, обладающим высокой прочностью и непроницаемостью, образует совместно с клеевым слоем 4 компенсационный стык, сохраняющий свою прочность и непроницаемость при воздействии поперечных растягивающих и сжимающих нагрузок, нагреваний и охлаждений, причем толщина клеевого герметизирзтощего слоя 4 находится в пределах 0,1-1 мм, но не более 1 мм, что позволяет указанный стык применять в несущих, нагруженных конструкциях и полностью передавать продольные сжимающие или растягивающие усилия.
В предлагаемой конструкции стыка твердение безусадочного цементного раствора в стыковочной полости 3 и вулканизация герметика клеевого слоя 4 протекает одновременно за счет щелочной среды цементного камня и наличия в нем окислов СаО, , Ре20з, вулканизирующих и упрочняющих герметик. Интенсификация вулканизации герметика (силоксанового типа) и его упрочнение происходят дополнительно за счет наличия жидкой фазы в свежеуложенном безусадочном цементном растворе. Вьщеляющаяся же при вулканизации герметика влага (в тиоколовых герметиках) связывается свежеуложенньм цементным раствором и не ослабляет клеевого слоя 4. Входящие в составы герметиков добавки - промоторы адгезии силанового и силанольного типа (аэросилы, тетраэтоксисиланы) оказывают ускоряющее воздействие на твердение безусадочных цементных растворов, модифицированных полимерными добавками, образуют дополнительные связи на границах раздела, причем, поскольку возникновение этих связей происходит в присутствии влаги и носит
обратимый характер, клеевой слой 4 характеризуется незатухающим со временем ростом его адгезионных свойств.
Толщина герметизирующего клеевого слоя 4, как ноказали эксперименты, не должна превышать 1 мм. Это объясняется ускорением вулканизации с уменьщением толщины слоя 4, а также уменьщением внутренних напряжений при отверждении и ориентации эффектов, приводящих к анизотропии слоя 4.
Таким образом выполнение клеевого слоя 4 и стыковочной полости 3 из взаимодействующих материалов, вызывающих совулканизацию герметика и цементного раствора, а также твердение цементного камня, обеспечивают достижение достаточно высоких физико-механических свойств заявляемой конструкции стыка.
На фиг. 1 представлен образец стыка, представляющий собой балочку 40 х 40 X 75 мм, выполненную из обычного бетона марки «400, В/ц  0,4 с замоноличенным в нее по центру металлическими стержнями 5 с армирующими стержнями 6. На сопрягаемых поверхностях 1 и 2 имеется слой 4 герметика толщиной 0,5, 1 и 2 мм, стыковочная полость 3 заполнена свежим безусадочным цементным раствором марки «600 с полимерными добавками. Составы герметиков и безусадочных цементных растворов и их свойства представлены в таблицах 1-4.
Образец твердел 7 суток при 20°С±5 и относительной влажности воздуха 100% в камере нормально-влажного твердения, после чего его испытывали на прочность при разрыве (согласно ГОСТ 10060-76), прочность при изгибе (согласно ГОСТ 10180-78), прочность на удар (согласно ГОСТ 14235-60); величину адгезии стыкового соединения по прочности на разрыв (ГОСТ 1006076).
Стойкость стыка к многократньм циклическим нагреваниям и охлаждениям определяли путем вьщержки образца в течение 4 ч при 70°С в термокамере и 4 ч в морозильной камере при температуре минус 20°С с последующим нагревом на воздухе в течение 16ч при плюс 20°С±5 С. Носле 100
ЦИКЛОВ нагревания и охлаждения образец исцытывали на црочность нри разрыве, величину адгезии и на изгиб.
Стойкость герметизирующего слоя 4 к многократным циклическим воздействиям (растяжение - сжатие) определяли по унифицированной методике, принятой в странах - членах СЭВ.
В образце из двух параллельных объемных бетонных плит (фиг.2) размерами 150 х 300 х 200 мм на сопрягаемых поверхностях 1 и 2 нанесен слой 4 герметика толщиной до 1 мм, стыковочная полость 3 между плитами заполнена цементными безусадочными растворами с полимерными добавками.
Образец твердел в течение 7 суток в нормально-влажностных условиях.
Испытания водонепроницаемости стыка проводили на керне, вьщеленном из указанного образца.
Клеевой слой вьщерживает многократные циклические растяжения и сжатия (в среднем 5000 циклов).
Благодаря указанной конструкции заявляемого стыка достигнута возможность высокой адгезии стыкуемых поверхностей друг к другу, водонепроницаемость и морозостойкость стыка при его высокой гибкости, обеспечивающей необходимую подвижность и способность выдерживать без разрущения циклические растягивающие и сжимающие нагрузки, нагрев и охлаждение.
Герметизирующие составы для нанесения на поверхность стыка
Таблица
iq jpe i i wvvS K V-
Составы безусадочных цементных растворов
Основные свойства герметизирующих составов
8 Тзблица2
ТаблицаЗ Основные физико-механические свойства безусадочных цементных растворов
Показатель
Прочность образцов при разрыве, МПа
Прочность образцов при изгибе, МПа
Прочность на удар, Дж/см
Адгезия клеевого шва к свежему и затвердевшему бетону, МПа
Стойкость к многократным циклическим воздействиям растяжение - сжатие, циклов
Стойкость к многократным циклическим нагреваниям и охлаждениям после 100 циклов:
K(f по прочности при разрыве
Kj.|. по прочности при изгибе
адгезия после циклических испытаний
Таблица4
Таблица 5
Величина
о герметизирующего слоя 2 мм
3,7
Q,k
Выше прочности бетона на разрыв
500-5500
3000
0,85
0,8
Выше прочности бетона на разрыв