Устройство для испытания образцов гидроизоляционных материалов на контактную фильтрацию

Область техники
Полезная модель может быть применена при испытаниях образцов различных гидроизоляционных материалов, предназначенных для уплотнения стыков сборных элементов строительных конструкций, зданий или гидротехнических сооружений, например, стыков в горизонтальных дренажных устройствах, в деформационных швах каналов.
Уровень техники
Известно устройство для испытаний образцов гидроизоляционных материалов на контактную фильтрацию, содержащее испытательную камеру, соединенную с подающим и приемным бачками [RU 184262, МПК: G01N 3/04, опубл. 19.10.2018].
В прототипе испытательная камера вертикально установлена между подающим и приемным бачками. Ее внутреннее поперечное сечение соответствует сечению испытуемого образца.
Недостатком прототипа является ограниченность функциональных возможностей - прототип не позволяет исследовать контактную фильтрацию в зависимости от степени сжатия образца, а также определять значение степени сжатия образца, соответствующее прекращению суффозионного выноса несвязного грунта за уплотнение стыка, выполненное из испытываемого гидроизоляционного материала.
Сущность полезной модели
Технический результат полезной модели - расширение функциональных возможностей устройства, поскольку при его использовании становится возможным исследование контактной фильтрации в зависимости от степени сжатия образца, а также определение значения степени сжатия, соответствующее прекращению суффозионного выноса несвязного грунта за уплотнение стыка, выполненное из испытываемого гидроизоляционного материала.
Предметом полезной модели является устройство для испытания образцов гидроизоляционных материалов на контактную фильтрацию, содержащее испытательную камеру, соединенную с подающим и приемным бачками, отличающееся тем, что испытательная камера соединена с подающим и приемным бачками прозрачными трубками, на которые нанесены мерные шкалы уровней, и выполнена в виде горизонтального лотка ступенчатой глубины, оборудованного герметичной крышкой со средствами выпуска воздуха, при этом ступени наибольшей и наименьшей глубины соединены с подающим и приемным бачками соответственно.
Это позволяет получить вышеуказанный технический результат.
Полезная модель имеет развития, которые состоят в том, что:
лоток имеет не менее восьми ступеней глубины;
внутренняя поверхность лотка покрыта приклеенным к ней слоем мелкозернистого песка;
лоток выполнен с продольным ребром жесткости;
герметичная крышка выполнена с продольным ребром жесткости.
Осуществление полезной модели с учетом ее развитий
На фиг. 1 показан общий вид устройства, на фиг. 2 - его продольный разрез с помещенными в испытательную камеру (лоток) образцом испытываемого гидроизоляционного материала и несвязным грунтом.
Устройство содержит испытательную камеру 1, соединенную с приемным и подающим бачками 2 и 3 прозрачными трубками 4 и 5, на которые нанесены мерные шкалы уровней (на фигурах не показаны). Камера 1 выполнена в виде горизонтального лотка ступенчатой глубины и оборудована герметичной крышкой 6 со средствами (запорными кранами) 7 и 8, предназначенными для выпуска воздуха.
Камера 1, показанная в качестве примера на фиг. 1 и 2, имеет восемь ступеней (А-Н) глубины, на каждой из которых обеспечивается своя степень сжатия образца 9 испытываемого гидроизоляционного материала.
Например, на первой ступени А степень сжатия образца 9 равна 15% его диаметра, на второй ступени В степень сжатия образца 9 равна 20% его диаметра, на третьей ступени С степень сжатия образца 9 равна 25% его диаметра, на четвертой ступени D степень сжатия образца 9 равна 30% его диаметра, на пятой ступени Е степень сжатия образца 9 равна 35% его диаметра, на шестой ступени F степень сжатия образца 9 равна 40% его диаметра, на седьмой ступени G степень сжатия образца 9 равна 45% его диаметра, на восьмой ступени Н степень сжатия образца 9 равна 50% его диаметра (фиг. 2).
Ступень А наибольшей глубины и ступень Н наименьшей глубины камеры 1 соединены с подающим и приемным бачками 3 и 2 соответственно
Перед образцом 9 может быть заложен несвязный грунт 10.
Для улучшения контакта с образцом 9 внутренняя поверхность камеры 1 (лотка) может быть покрыта приклеенным к ней слоем мелкозернистого песка.
Для придания большей жесткости конструкции лотка на крышке 6 выполнено ребро жесткости 11, а дно испытательной камеры 1 усилено ребром жесткости 12.
Испытания образца гидроизоляционного материала с помощью заявляемого устройства проводят следующим образом.
Образец 9, представляющий собой, например, полипропиленовый жгут или бентонитовый шнур, последовательно укладывают на разные ступени А-Н лотка (камеры 1). На каждой ступени образец 9 зафиксирован между дном лотка и крышкой 6 в сжатом до соответствующей степени состоянии.
При необходимости физического моделирования фильтрационно-суффозионных процессов (проводится с целью выявления возможности выноса частиц несвязного грунта 10 за образец 9), перед образцом 9 (по направлению потока воды) укладывают несвязный грунт 10, по своему гранулометрическому составу соответствующий грунту в исследуемой сборной строительной конструкции.
Лоток (камеру 1) герметично закрывают крышкой 6 и выпускают из него воздух, открывая краны 7 и 8. Затем по трубке 5 из подающего бачка 3 в испытательную камеру 1 подают воду (самотеком или с помощью нагнетательного устройства, в зависимости от условий эксперимента). Шкалы на трубках 4 и 5 используют для контроля отсутствия утечек воды при проведении испытаний.
Испытание на каждой ступени сжатия А-Н продолжается 24 часа или до начала процесса контактной фильтрации (проникновения воды за испытываемый образец 9) с возможной суффозией частиц грунта 10. Если установлено, что на данной ступени сжатия присутствует контактная фильтрация воды, камеру 1 (лоток) разгружают и повторяют опыт на следующей ступени сжатия. С каждой последующей ступенью степень сжатия образца 9 увеличивается на 5% и на восьмой ступени (Н) степень сжатия составляет 50% его диаметра.
В результате испытаний либо делают вывод (и составляют заключение) о том, что образец 9 является водонепроницаемым при всех моделируемых степенях сжатия, либо определяют величину сжатия образца, при которой отсутствует контактная фильтрация (т.е. фильтрация воды по контакту образца 9 с внутренними стенками испытательной камеры), а также фиксируют наличие или отсутствие суффозии несвязного грунта 10.
Как видно из изложенного, использование прозрачных трубок 4 и 5, на которые нанесены мерные шкалы уровней, для соединения испытательной камеры 1 с приемным 2 и подающим 3 бачками, выполнение испытательной камеры 1 в виде горизонтального лотка ступенчатой глубины, оборудованного герметичной крышкой 6 со средствами 7 и 8 выпуска воздуха, и соединение ступеней наибольшей А и наименьшей Н глубины лотка с подающим 3 и приемным 2 бачками соответственно, позволяет получить вышеуказанный технический результат, а именно: проводить исследование контактной фильтрации в зависимости от степени сжатия образца 9 и определять значение степени сжатия, соответствующее прекращению суффозионного выноса несвязного грунта 10 за уплотнение стыка, выполненное из испытываемого гидроизоляционного материала, и, тем самым, расширить функциональные возможности устройства.