Устройство комплексной герметизации и защиты деформационных швов ГТС от прорастания древесно-кустарниковой растительностью

Полезная модель относится к области гидротехнического строительства и предназначена для герметизации и защиты деформационных швов в железобетонных плитах облицовок каналов.
Задачей полезной модели является повышение водонепроницаемости и защиты деформационных швов в железобетонных плитах облицовок каналов от прорастания древесно-кустарниковой растительности.
Известен способ защиты деформационных швов облицовки канала от биологических разрушений, включающий выполнение под деформационным швом полости в виде растениеотводящей скважины, размещенной в граничащем с деформационным швом подстилающем облицовку канала почвогрунте и под ним и прилегающей к тыльной стороне облицовки от бровки канала до подошвы откоса, с последующей или одновременной пропиткой стенок растениеотводящей скважины в процессе ее выполнения раствором грунтоукрепляющего вещества. (Патент РФ №2012707, опубл. 15.05.1994).
Недостатками известного технического решения являются отсутствие надежной защиты поверхности швов облицовки от укоренения и прорастания семян древесно-кустарниковой растительности, приводящих к раскрытию и разрушению швов облицовки, а следовательно, к увеличению потерь воды на фильтрацию через облицовку канала.
Известна облицовка канала, включающая уложенные на основание бетонные или железобетонные плиты с образованием продольных и поперечных швов и противофильтрационные элементы, верхняя часть каждого из которых расположена в шве, а нижняя выполнена шириной, большей ширины шва, и размещена в углублении основания с прилеганием верхней поверхности нижней части к нижним поверхностям плит, при этом поперечные швы снабжены армированными желобами, размещенными в углублениях основания, в которых установлены нижние части противофильтрационных элементов, а торцы каждой плиты, образующие поперечные швы, выполнены с армированными выступами на нижней поверхности, причем каждый противофильтрационный элемент поперечного шва выполнен из упругого водонепроницаемого материала с углублениями в верхней поверхности нижней части по обе стороны верхней части, в которых размещены выступы плит. (Патент РФ №2029821, опубл. 27.02.1991).
Недостатками известного технического решения являются отсутствие надежной защиты верхней поверхности швов и противофильтрационных элементов облицовки канала от укоренения и прорастания семян древесно-кустарниковой растительности и сложность конструкции противофильтрационных элементов.
Известен деформационный шов бетонной облицовки канала, включающий установленный на выступе одной плиты выступ другой плиты с образованием верхней прямоугольной и нижней полостей между боковинами плит и торцами выступов, причем обращенные одна к другой плоскости выступов покрыты антифрикционным материалом, а в верхней прямоугольной полости размещен уплотнительный элемент, отличающийся тем, что нижняя полость между боковиной плиты и торцом выступа выполнена трапецеидального поперечного сечения с меньшим верхним основанием, а уплотнительный элемент выполнен из пластичного материала. (Патент РФ №2031194, опубл. 20.03.1995).
Недостатками известного технического решения является то, что уплотнительный элемент из пластичного материала, размещенный в верхней полости между боковинами плит и торцами выступов, не обеспечит защиту верхней поверхности швов облицовки канала от укоренения и прорастания семян древесно-кустарниковой растительности, что приведет к раскрытию и разрушению швов облицовки.
Известен способ создания уплотнения температурного и температурно-осадочного шва гидротехнического сооружения, включающий монтаж шпонок битумного состава в блоках сооружения и последующее обетонирование шпонок в блоках. (Патент РФ №2061140, опубл. 27.05.1996).
Недостатками известного технического решения является то, что шпонка битумного состава не обеспечит защиту верхней поверхности температурного и температурно-осадочного шва гидротехнического сооружения от укоренения и прорастания семян древесно-кустарниковой растительности, что приведет к раскрытию и разрушению швов облицовки.
Известен способ противофильтрационного уплотнения деформационного шва гидротехнического сооружения, заключающийся в очистке поверхности деформационного шва и установке на очищенной поверхности упругой уплотнительной шпонки, устанавливаемой путем заполнения полости гидроактивным пенополиуретаном, обладающим после полимеризации упругими свойствами, причем перед заполнением полости гидроактивным пенополиуретаном в нее предварительно помещают рукав, выполненный из слабопроницаемого для жидкости материала, с поперечным размером, превышающим ширину полости. (Патент РФ №2117724, опубл. 20.08.1997).
Недостатками известного технического решения является то, что уплотнительная шпонка из гидроактивного пенополиуретана в зоне колебания уровней воды будет способствовать укоренению семян древесно-кустарниковой растительности, плавающих по поверхности, что приведет к прорастанию растений через уплотнение с последующим разрушением деформационного шва в связи с увеличением корневой биомассы, а также значительная трудоемкость устройства противофильтрационного уплотнения деформационного шва при заполнении полости гидроактивным пенополиуретаном, связанная с необходимостью многократного помещения в полость шва инъекционной трубы с надетыми ограничителями, препятствующими вымыванию раствора полимера из полости до его полимеризации.
Известен способ гидроизоляционного покрытия швов или трещин в гидротехнических плотинах посредством гидроизоляционного экрана, содержащего первую полосу экрана из упругодеформируемого синтетического материала, расположенного вдоль шва или трещины на имеющейся поверхности плотины, при котором осуществляют стадии: располагают по меньшей мере один опорный элемент на имеющейся поверхности плотины для покрытия шва или трещины и обеспечения опорной поверхности для полосы экрана; закрепляют опорный элемент одной стороной по ширине шва или трещины для обеспечения движения скольжения опорного элемента соответствующей стороны по отношению к имеющейся поверхности; располагают по меньшей мере одно защитное основание для полосы экрана поверх опорного элемента; располагают вторую защитную полосу экрана между защитным основанием и первой гидроизоляционной полосой экрана для обеспечения движения скольжения первой полосы экрана по отношению к опорному элементу и имеющейся поверхности; размещают первую полосу экрана поверх второй полосы экрана, защитного основания и опорного элемента; осуществляют водонепроницаемое крепление периферийных краев первой полосы экрана к имеющейся поверхности гидротехнического сооружения вдоль сторон шва или трещины. (Патент РФ №2243318, опубл. 27.12.2004).
Недостатками данного технического решения является сложность конструкции и монтажа, наличие металлических профилей, подверженных коррозии в водной среде, а также то, что гидроизоляционный экран из упругодеформируемого синтетического материала (геотекстиля) не обеспечит защиту верхней поверхности шва или трещины гидротехнической плотины от укоренения и прорастания семян древесно-кустарниковой растительности, что приведет к потере гидроизоляционных свойств покрытия, раскрытию и разрушению швов или трещин.
Известен деформационный шов, включающий противофильтрационный элемент, образованный путем соединения внахлест полос из пленочного материала, вмоноличенных одной стороной в бетон стыкуемых плит, а другой взятых в кассету, состоящую из верхнего и нижнего полотнищ, выполненных из того же пленочного материала и покрытых антифрикционным составом, с защитным слоем, расположенным над верхним полотнищем кассеты, при этом плиты по контуру имеют опорную часть, над которой вмоноличен противофильтрационный элемент и на которой расположен стык полос внахлест внутри кассеты, причем длина нахлеста равна удвоенной длине опорной части плиты. (Патент РФ №2234566, опубл. 20.08.2004).
Недостатком данного технического решения является то, что защитный слой, расположенный над верхним полотнищем кассеты, замоноличивают раствором, который в результате сезонных температурных деформаций подвержен растрескиванию и разрушению, что способствует укоренению семян древесно-кустарниковой растительности, плавающих по поверхности воды, с дальнейшим прорастанием растений через пленочный материал, взятый в кассету с потерей противофильтрационных свойств всего противофильтрационного элемента.
Известен способ герметизации деформационных швов гидротехнических сооружений, преимущественно противофильтрационных облицовок каналов и водоемов (варианты), включающий закладку герметизирующих профилей в не затвердевший бетон и уплотнение бетонной смеси в зоне шва, при этом сначала на торцевые грани стыкуемых бетонных или железобетонных плит облицовки наносят тонкий слой клея, а затем укладывают между облицовочными плитами герметизирующую профильную прокладку из упругоэластичного материала, фиксируют ее в проектном положении, одновременно полость шва заполняют цементным раствором или мелкозернистым бетоном и до отвердения клеевого слоя уплотняют заполнитель полости шва с усилием 3,5-5,0 МПа, после этого распыляют пленкообразующую эмульсию на поверхности заполнителя полости шва со свежеуложенным цементным раствором или мелкозернистым бетоном. (Патент РФ №2234567, опубл.20.08.2004).
Недостатком данного технического решения является то, что цементный раствор или мелкозернистый бетон, которым заполняют полость шва, в результате сезонных температурных деформаций подвержен растрескиванию и разрушению, что способствует укоренению и прорастанию семян древесно-кустарниковой растительности, с дальнейшей потерей противофильтрационных свойств всего деформационного шва.
Известен деформационный герметизированный шов гидротехнических сооружений, содержащий прокладку, герметик и скользящий элемент, выполненный из двух полиэтиленовых лент, эквидистантно лежащих одна на другой, между которыми расположен разделительный слой толщиной 0,5…1,5 мм из технического вазелина или другой пластичной морозостойкой смазки. (Патент РФ №2275459, опубл. 27.04.2006).
Недостатками данного технического решения является сложность и трудоемкость закладки полиэтиленовых лент с разделительным слоем из технического вазелина или другой пластичной морозостойкой смазки, короткий срок службы защитного слоя из герметика, который не обеспечит защиту верхней поверхности деформационного шва гидротехнического сооружения от укоренения и прорастания семян древесно-кустарниковой растительности.
Известно стыковое соединение противофильтрационных облицовок каналов, включающее заполненную воздухом под давлением, превышающим атмосферное, трубку из упругого газонепроницаемого материала, размещенную в деформационном шве на гранях сопрягаемых плит пазов, герметично-вязкий материал, проложенный между трубкой и стенками пазов, защитную накладку, защемленную в пазах трубкой, и герметик в полости шва шириной, меньшей, чем диаметр трубки, при этом между герметиком в полости шва над трубкой и под трубкой и защитной накладкой выполнен разделительный противоадгезионный слой, а поверхность герметика под трубкой по контакту с грунтовым основанием дополнительно снабжена гидроизоляционной прокладкой с разделительным противоадгезионным слоем. (Патент РФ №2282695, опубл. 27.08.2006).
Недостатками данного технического решения является сложность и трудоемкость элементов стыкового соединения и короткий срок службы защитного слоя из герметика, который не обеспечит защиту верхней поверхности деформационного шва гидротехнического сооружения от укоренения и прорастания семян древесно-кустарниковой растительности.
За прототип выбрано техническое решение в виде устройства комплексной герметизации деформационных швов в железобетонных плитах, содержащее герметизирующую прокладку, заполнитель полости шва из упругопластичного материала, выполненного в виде сложенного вдвое листа пенополиэтилена в U-образном виде, в верхней части шва запрессован жгут из упругого материала, поверх которого наложен слой герметика с праймером, а в стыкуемых участках плит выполнены смолоинъекционные скважины под острым углом к деформационному шву, заполненные полиуретановой двухкомпонентой смолой, герметизирующая прокладка установлена в нижней части деформационного шва, с его перекрытием. (Патент РФ №129119, опубл.20.06.2013).
Недостатками известного технического решения являются отсутствие надежной защиты поверхности швов облицовки от укоренения и прорастания семян древесно-кустарниковой растительности, а также сложность конструкции и значительная трудоемкость устройства комплексной герметизации деформационных швов в железобетонных плитах.
Задачей полезной модели является повышение водонепроницаемости и защиты деформационных швов в железобетонных плитах облицовок каналов от прорастания древесно-кустарниковой растительности.
Технический результат - надежность и экологичность материала конструкции, простота монтажа, снижение потерь воды на фильтрацию, невозможность прорастания древесно-кустарниковой растительности и повышение долговечности работы сооружений.
Технический результат достигается тем, что устройство комплексной герметизации деформационных швов в железобетонных плитах содержит заполнитель полости шва из упругопластичного материала, выполненный в виде сложенного вдвое листа в U-образном виде, при этом в качестве упругопластичного материала используется полипропилен с внутренним слоем армирования стекловолокном, имеющий компенсатор деформаций из пенополиуретана, а на всем протяжении U-образный заполнитель имеет стопорные крылья и Т-образную складку, двукратно перекрывающую деформационный шов. Перед установкой в деформационный швов на U-образный заполнитель наносят слой герметика или мастики или эпоксидной смолы.
Существенными признаками заявляемой полезной модели являются:
- использование в качестве устройства комплексной герметизации деформационных швов в железобетонных плитах заполнителя полости шва из полипропилена с внутренним слоем армирования стекловолокном.
- наличие у U-образного заполнителя на всем его протяжении стопорных крыльев и Т-образной складки, двукратно перекрывающей деформационный шов.
- наличие у U-образного заполнителя на всем его протяжении компенсатора деформаций из пенополиуретана.
Использование в качестве устройства комплексной герметизации деформационных швов в железобетонных плитах заполнителя полости шва из полипропилена с внутренним слоем армирования стекловолокном обеспечивает надежность и экологичность материала конструкции, снижает потери воды на фильтрацию и повышает долговечность работы сооружений.
Наличие на всем протяжении у U-образного заполнителя стопорных крыльев упрощает монтаж и, следовательно, снижает трудоемкость при производстве работ.
Т-образная складка, двукратно перекрывающая деформационный шов, исключает возможность прорастания древесно-кустарниковой растительности, что обеспечивает надежность и долговечность работы сооружений.
Компенсатор деформаций из пенополиуретана воспринимает температурные деформации железобетонных плит, защищая заполнитель полости шва от разрушения.
Для полной герметизации деформационных швов на U-образный заполнитель перед установкой наносят слой герметика или мастики, или эпоксидной смолы.
Из проведенного патентного поиска не было выявлено технического решения, совокупность существенных признаков которого совпадает с совокупностью существенных признаков заявляемой полезной модели, что соответствует критерию «новизна».
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображено устройство комплексной герметизации деформационных швов в железобетонных плитах по 1-му варианту.
На фиг. 2 изображено устройство комплексной герметизации деформационных швов в железобетонных плитах по 2-му варианту.
Устройство комплексной герметизации деформационных швов в железобетонных плитах 1 содержит заполнитель полости шва из упругопластичного материала, выполненный в виде сложенного вдвое листа в U-образном виде 2, при этом в качестве упругопластичного материала используется полипропилен 3 с внутренним слоем армирования стекловолокном 4, имеющий компенсатор деформаций из пенополиуретана 5, а на всем протяжении U-образный заполнитель имеет стопорные крылья 6 и Т-образную складку 7, двукратно перекрывающую деформационный шов.
Для полного исключения фильтрационных потерь перед установкой в деформационный швов на U-образный заполнитель наносят слой герметика или мастики, или эпоксидной смолы 8.
Пример исполнения №1.
Устройство комплексной герметизации деформационных швов в железобетонных плитах в виде заполнителя полости шва из упругопластичного материала, выполненного в виде сложенного вдвое листа в U-образном виде из полипропилена с внутренним слоем армирования стекловолокном и компенсатором деформаций из пенополиуретана, запрессовывается или вбивается в расчищенный на всем протяжении деформационный шов. При этом стопорные крылья U-образного заполнителя, вследствие упругопластичности полипропилена, частично изгибаются и входят в распор с торцевыми гранями железобетонных плит, что препятствует самоизвлечению устройства комплексной герметизации, а Т-образная складка на всем протяжении двукратно перекрывает деформационный шов, что исключает возможность прорастания древесно-кустарниковой растительности. Компенсатор деформаций из пенополиуретана воспринимает температурные деформации железобетонных плит, а внутренний слой армирования стекловолокном минимизирует температурные деформации U-образного заполнителя из полипропилена, что защищает заполнителя полости шва от разрушения.
Пример исполнения №2.
Устройство комплексной герметизации деформационных швов в железобетонных плитах в виде заполнителя полости шва из упругопластичного материала, выполненного в виде сложенного вдвое листа в U-образном виде из полипропилена с внутренним слоем армирования стекловолокном и компенсатором деформаций из пенополиуретана, запрессовывается или вбивается в расчищенный на всем протяжении деформационный шов. При этом стопорные крылья U-образного заполнителя, вследствие упругопластичности полипропилена, частично изгибаются и входят в распор с торцевыми гранями железобетонных плит, что препятствует самоизвлечению устройства комплексной герметизации, а Т-образная складка, на всем протяжении двукратно перекрывает деформационный шов, что исключает возможность прорастания древесно-кустарниковой растительности. Компенсатор деформаций из пенополиуретана воспринимает температурные деформации железобетонных плит, а внутренний слой армирования стекловолокном минимизирует температурные деформации U-образного заполнителя из полипропилена, что защищает заполнителя полости шва от разрушения. Для полного исключения фильтрационных потерь перед установкой в деформационный швов на U-образный заполнитель наносят слой герметика или мастики или эпоксидной смолы.
Заявляемое техническое решение в виде комплексной герметизации деформационных швов в железобетонных плитах может быть воспроизведено промышленным способом, что соответствует критерию «промышленная применимость».
Таким образом, заявленное техническое решение в виде устройства комплексной герметизации деформационных швов в железобетонных плитах обеспечивает получение технического результата, заключающегося в надежности и экологичности материала конструкции, простоте монтажа, снижении потерь воды на фильтрацию, невозможности прорастания древесно-кустарниковой растительности и повышении долговечности работы сооружений.