ИНЪЕКТОР ДЛЯ ИНЪЕКТИРОВАНИЯ В ГРУНТ ЗАКРЕПЛЯЮЩИХ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ СУСПЕНЗИЙ

Полезная модель относится к строительным устройствам и используется для закрепления грунта при ремонте фундаментов и строительстве различных сооружений.
При укреплении и устранении трещин фундаментов зданий, сооружений и исторических памятников применяются закрепляющие тонкодисперсные суспензии, не изменяющие структуру грунта, на основе вяжущего Микродур, микроцемента М>900, МЦ МикроРус. Особенности микроцементов связаны с малым размером их частиц и его рациональным гранулометрическим составом.
«Инъекция «Микродур» должна осуществляться в режиме пропитки, с полным заполнением порового пространства, без разрывов и с сохранением природной структуры грунта. Максимальное давление подачи инъекционного состава не должно превышать 0,5 МПа» (Стандарт организации СТО17466563-001-2011. Рекомендации по инъекционному закреплению грунтов с применением особо тонкодисперсного минерального вяжущего (ОТДВ) «Микродур» - ООО «Веста Инж» - М. - 2011 - п. 6.1, п. 6.2).
Известен инъектор для нагнетания в грунт закрепляющих суспензий, SU 492621 E02d 3/12 опубл. 25.11.1975, включающий тампонажную и перфорированную трубы, разделенные по высоте внутренней перегородкой, наконечник и наголовник, при этом перфорированная труба выполнена с переменным сечением, возрастающим снизу вверх ступенями, причем в верхней части каждой ступени выполнены проточки, в зоне которых размещены сквозные отверстия, расположенные в смежных ступенях на противоположных сторонах.
Известен инъектор для нагнетания в грунт закрепляющих суспензий, SU 876840 A1 E02D 3/12 опубл. 30.10.1981, включающий тампонажную трубу с наконечником и углублениями, в пределах которых расположены отверстия, и перфорированную трубу, при этом перфорированная труба снабжена сменными вкладышами, закрепленными в углублениях по сторонам отверстий заподлицо с наружной поверхностью трубы, причем углубления выполнены в виде продольных пазов.
Известен забивной инъектор, RU 2208087 С2 E02D 3/12 опубл. 10.07.2003, включающий полый корпус с выпускным отверстием, выполненным в его нижней части, и наконечник с хвостовиком, размещенным в выпускном отверстии корпуса, при этом хвостовик наконечника закреплен в корпусе посредством пружинного фиксатора для обеспечения отделения наконечника от корпуса на необходимой высоте инъектирования за счет давления подаваемого в корпус раствора.
Недостатком известных инъекторов является их работа при высоконапорной подаче закрепляющей суспензии, что приводит к разрыву и возникновению трещин в укрепляемом грунте.
Наиболее близким по технической сущности и выбранный за прототип принят инъектор для инъектирования в грунт закрепляющей тонкодисперсной суспензии (Методические рекомендации по применению особо тонкодисперсного минерального вяжущего (ОТДВ) «Микродур» для инъекционного закрепления грунтов в строительстве. Алексеев С.В., Никитин А.И. - ООО «Веста Инж» - М. - 2007 - С. 18 - схема 2), содержащий манжетную трубу с инъекционными отверстиями, защищенными от загрязнения грунтом с наружной стороны манжетной трубы резиновыми манжетами, внутри которой при помощи верхнего и нижнего уплотнительного кольца закреплен двухсторонний обтюратор с отверстиями и труба подачи суспензии в обтюратор.
Недостатком указанного инъектора является недостаточно глубокое проникновение закрепляющей суспензии в грунт.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение эффективности инъектирования за счет увеличения текучести закрепляющей суспензии.
Поставленная задача достигается тем, что инъектор для инъектирования в грунт закрепляющей тонкодисперсной суспензии содержащий манжетную трубу с инъекционными отверстиями, защищенными с наружной стороны манжетной трубы резиновыми манжетами, внутри которой при помощи верхнего и нижнего уплотнительного кольца закреплен двухсторонний обтюратор, и трубу подачи суспензии в обтюратор. Инъектор снабжен проточным кольцевым нагревателем, установленным выше верхнего уплотнительного кольца и обхватывающий обтюратор.
Полезная модель поясняется чертежом. На фиг. 1 представлен разрез инъектора для инъектирования в грунт закрепляющей тонкодисперсной суспензии.
Инъектор содержит монтажную трубу 1 с инъекционными отверстиями 2. Отверстия 2 от загрязнения грунтом защищены резиновыми манжетами 3. Внутри трубы 1 при помощи верхнего уплотнительного кольца 4 и нижнего уплотнительного кольца 5 закреплен двухсторонний обтюратор 6, с отверстиями 7 для выхода суспензии из обтюратора 6. Суспензия в обтюратор 6 доставляется по трубе 8. Внутри манжетной трубы 1, выше верхнего уплотнительного кольца 4, установлен проточный кольцевой нагреватель 9, обхватывающим обтюратор 6. В качестве проточного нагревателя 9 можно использовать кольцевые нагреватели (см. Хомутовые нагреватели, кольцевые нагреватели. http://polymernagrev.ru/khomutovye-nagrevateli?yclid=1933356714146403810), или электронагреватели от кранов - водонагревателей (мощность до 3 кВА, температура нагрева 60°С, время набора нагрева 5 сек) (Краны мгновенного нагрева воды. https://goodster.ru/kran_nagrevatel_vody).
Инъектор работает следующим образом.
При ликвидации трещины в фундаменте исторического памятника производят сверление шпуров к трещине под углом 30-45°. Такое расположение шпуров обеспечивает гарантированное заполнение трещины суспензией. Шпуры промывают водой. В пробуренный шпур вставляют манжетную трубу 1, так чтобы инъекционные отверстия 2 манжетной трубы 1 попадали в зону расположения трещины. В манжетную трубу 1 заводят обтюратор 6 с уплотнительными кольцами 4,5 и нагревателем 9. Трубу 8 подачи суспензии подсоединяют к шлангу насоса (на чертеже не показан), а нагреватель 9 к источнику электропитания (на чертеже не показан). Насосом, через трубу 8 суспензия подается в обтюратор 6, одновременно включается нагреватель 9, который производит нагрев инъекционной суспензии. Уплотнительные кольца 4 и 5 расширяются за счет давления суспензии в обтюраторе 6 и фиксируют обтюратор 6 в манжетной трубе 1. Суспензия из обтюратора 6 попадает через отверстия 7 во внутреннюю часть манжетной трубы 1, а затем через отверстия 2 манжетной трубы 1 происходит инъектирование суспензии в фундамент, заполняя его трещину. Причем, суспензия с повышенной температурой имеет повышенную текучесть, что обеспечивает увеличенное проникновение его в трещину. Резиновая манжета 3 защищает от засорения инъекционные отверстия 2. Сила давления, с которой осуществляется нагнетание, находится в прямой зависимости от вязкости суспензии, а также от глубины и ширины раскрытия трещины. Однако выбранное давление не должно превышать 0,5 МПа и приводить к деформациям в конструкции и нарушать прочность фундамента. После того, как обтюратор 6 перестал принимать инъекционную суспензию, а давление стало быстро подниматься, инъектирование останавливают. Обтюратор 6 извлекают из манжетной трубы 1, затем манжетную трубу 1 срезают, а отверстие заделывают ремонтным материалом
Сущность полезной модели.
При выборе суспензии для инъекции прежде всего нужно учитывать ее текучесть. Текучесть инъекционной суспензии определяется ее вязкостью, которая зависит от состава суспензии и от ее консистенции. (Растворы для инъекций каменной кладки. Зворыкин Н. http://art-con.ru/node/5601).
«Вязкость определяет скорость течения жидкости при ее движении через узкие трубы и зазоры (в частности, в узлах трения), фильтры и осадки, а также при движении вдоль твердых стенок» (Вязкость и течение жидкости, www.tehnoinfa.ru/ //plastichnostnefteproduktov/ /6.html).
«Смесь микроцемента обладает текучестью, то есть вязкостью, сравнимой с текучестью воды даже при минимальном В/Ц (водоцементном) отношении.» (Инъекционная гидроизоляция микроцементом. https://stroite.com/section/technologies/19-_waterproofingwaterproofi-waterproof/64-injection-waterproofing.html).
«Вода представляет собой ньютоновскую жидкость и кинематическая вязкость воды изменяет свою величину при нагревании и охлаждении. С ростом температуры воды, ее кинематическая вязкость уменьшается.» (Кинематическая вязкость воды при различных температурах. http://thennalinfo.ru/svojstva-zhidkostej/voda-i-rastvory/vyazkost-vody-h2o)
Если сравнить вязкость воды при различных температурах, например, при t°=20°С и t°=60°С, то вязкость воды при 60°С уменьшится более чем в 2 раза.
Применение предлагаемой полезной модели позволяет увеличить непосредственно перед инъекцией текучесть закрепляющей суспензии за счет уменьшения вязкости суспензии при ее нагреве и за счет этого увеличить глубину проникновения закрепляющей суспензии в грунт.