Камень бетонный бортовой

Область техники
Полезная модель относится к строительным дорожным элементам, в частности, к конструкции бордюрных ограждений и может быть использована при укладке дорожного полотна в городских условиях и транспортных магистралей.
Уровень техники
Известно устройство - является Бордюр из бетонной смеси (патент РФ №118318, дата публикации 16.03.2012 г.). Бордюр из бетонной смеси, выполненной с целью получения светоотражающего эффекта. При заливке бордюра используется смесь из бетона и гранул из светоотражающих элементов. Гранулы из светоотражающих элементов имеют такой же коэффициент теплового расширения, как и бетон. Гранулы из светоотражающих элементов вставлены таким образом, чтобы они удерживались затвердевшим бетоном и в то же время частично выходили наружу по всей поверхности бордюра и отражали свет. При использовании смеси из бетона и гранул светоотражающих элементов происходит разрушение структуры бордюра под действием факторов окружающей среды, в частности при температурном воздействии.
Недостатком известного технического решения является пониженная прочность, вследствие распределения гранул светоотражающих элементов по всему объему бетонной смеси.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство, описанное в патенте на состав строительной смеси и изделие из строительной смеси (заявка на получение патента РФ на изобретение №2017145164, дата публикации 22.12.2017 г.). Строительная смесь содержит вяжущие компоненты и компоненты, придающие эффект светоотражения и/или свечения и/или накопления световой энергии с последующим свечением. При этом компоненты взяты в следующем количественном содержании: компоненты, придающие эффект светоотражения и/или свечения и/или накопления световой энергии с последующим свечением - от 5 до 30% от объема смеси, вяжущие компоненты остальное. В качестве элементов, придающих эффект светоотражения, использованы микростеклошарики. Светоотражающие и/или светоизлучающие элементы равномерно распределены по всему объему изделия. При этом вследствие различных коэффициентов теплового расширения, а также за счет выполнения светоотражающих элементов в виде шариков, имеющих гладкую поверхность с малым сцеплением с частицами строительной смеси изделие отличается пониженной прочностью в процессе эксплуатации (место соприкосновения шариков с бетоном является в данном случае слабым).
Недостатком прототипа является пониженная прочность.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение прочности изделия.
Поставленный технический результат достигается за счет того, что в камне бетонном бортовом бортовой, ограниченном лицевой гранью, задней гранью, верхней гранью, нижней гранью и двумя торцевыми гранями и содержащий тело камня с поверхностным слоем, лицевая грань расположена противоположно задней грани, верхняя грань расположена противоположно нижней грани, торцевые грани расположены противоположно друг другу, при этом лицевая грань, задняя грань, верхняя грань и нижняя грань выполнены вытянутыми в направлении от одной торцевой грани к другой торцевой грани, поверхностный слой расположен со стороны лицевой грани, верхней грани, задней грани, нижней грани и торцевых граней, со стороны лицевой грани поверхностный слой снабжен стеклошариками, стеклошарики расположены с обеспечением их видимости со стороны лицевой грани, отличающийся тем, что часть тела камня, которая расположена под поверхностным слоем, выполнена из бетона без стеклошариков, в частном случае лицевая грань со стороны верхней грани выполнена скошенной в сторону этой верхней грани.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежом, где показан вид камня бетонного бортового.
Раскрытие полезной модели
На фигурах обозначены: верхняя грань 1, скос 2, стеклошарик 3, лицевая грань 4, нижняя грань 5, задняя грань 6, тело камня 7, поверхностный слой 8, торцевая грань 9.
Основными элементами устройства являются тело камня 7 с поверхностным слоем 8, включающим стеклошарики 3.
Бордюр представляет собой в дорожном строительстве бортовые камни, отделяющие проезжую часть дороги от обочин, тротуаров и т.п., согласно определению, приведенному в Словаре строителя на сайте https://builder.academic.ru/135/Бордюр, дата обращения 30.07.2019 г. Камень бетонный бортовой (далее иногда именуемый камнем) выполнен в виде объемного геометрического тела, ограниченного верхней гранью 1, нижней гранью 5, задней гранью 6, лицевая гранью 4 и двумя торцевыми гранями 9 (далее совместно именуемые иногда гранями). В частном случае камень может быть выполнен по форме, близкой к форме параллелепипеда или усеченной прямоугольной четырехугольной пирамиды.
Нижняя грань 5 расположена с противоположной стороны тела камня 7 по отношению к верхней грани 1. Лицевая грань 4 расположена с противоположной стороны тела камня 7 по отношению к задней грани 6. Торцевые грани 9 расположены с противоположных сторон тела камня 7 по отношению друг к другу. Камень выполнен вытянутым в направлении от одной торцевой грани 9 к другой торцевой грани 9.
Лицевая грань 4 может быть выполнена скошенной (снабжена скосом 2) со стороны верхней грани 1 в сторону этой верхней грани 1. Скос 2 выполнен как часть лицевой грани 4, расположенная под тупым углом к оставшейся части лицевой грани 4 и верхней грани 1.
Тело камня 7 представляет собой основную часть объема камня. Тело камня 7 выполнено из бесстеклошарикового бетона, полученного из бетонной смеси без добавления стеклошариков 3. В частном случае возможна установка в тело камня 7 армирующих элементов, например, металлических прутков, и закладных деталей, например, труб для провода коммуникаций или крючков для удобства транспортировки.
Поверхностный слой 8 представляет собой часть материала камня, расположенную вблизи какой-либо или каких-либо его поверхностей (граней). В частном случае поверхностный слой 8 может быть расположен только со стороны лицевой грани 4 или со стороны лицевой грани 4, торцевых граней 9, задней грани 6, верхней грани 1. Поверхностный слой 8 выполнен из бетона и снабжен стеклошариками 3 со стороны, по крайней мере, лицевой грани 4. При этом стеклошарики 3 в поверхностном слое установлены таким образом, чтобы они частично выступали на поверхность соответствующей грани (лицевой грани 4 или лицевой грани 4 и верхней грани 1) с обеспечением их видимости со стороны лицевой грани.
Осуществление полезной модели
Полезная модель реализуется следующим образом. Бетонная смесь - это готовая к применению перемешанная однородная смесь вяжущего, заполнителей и воды, с добавлением или без добавления химических и минеральных добавок, которая после уплотнения, схватывания и твердения превращается в бетон (определение бетона дано в ГОСТ 7473-2010 Межгосударственный стандарт. Смеси бетонные. Технические условия, п. 3.1). В бетонных смесях, которые применяются в вибропрессах в качестве вяжущего, в частном случае, используется цемент, а наполнителем (заполнителем) может служить песок, керамзит, гравий, щебень, зола-унос, доменный шлак, также полимерные наполнители. Для затворения бетонной смеси используют воду, не содержащую примесей, препятствующих нормальному схватыванию и твердению цемента, а также вызывающих коррозию арматуры. Для изготовления камня может быть использован вибропресс с пресс-формами (формами для изготовления камней).
В форму для изготовления камня засыпают стеклошарики 3 на стенку, образующую после изготовления лицевую грань 4 (преимущественно), и/или на верхнюю грань 1, если предполагается придать дополнительные свойства и верхней грани 1. Производят заливку в форму для изготовления камня бетонной смеси. Бетонная смесь частично обволакивает стеклошарики 3 вблизи стенок формы для изготовления камня образованием поверхностного слоя 8 со стеклошариками 3. В случае необходимости установки армирующих элементов форму наполняют бетонной смесью примерно до половины. Затем размещают армирующие элементы и закладные детали (например, петли для переноски, или трубы для образования системы сливов) и производят остаточное заполнение формы для изготовления полноразмерного камня бетонной смесью. Далее включают вибропресс, бетонная смесь в пресс-форме подвергается воздействию вибрирующей силы. Происходит уплотнение и последующее затвердевание бетонной смеси с образованием камня бетонного бортового повышенной видимости. При этом поверхностный слой 8 содержит стеклошарики 3, а часть тела камня 7, которая расположена под поверхностным слоем 8, выполнена из бесстеклошарикового бетона. После застывания готовый камень извлекают из пресс-формы и, при необходимости, отправляют на вылеживание и (или) термо-влажностную обработку.
Тело камня 7, полученное описным образом, имеет большую прочность, по сравнению с прототипом, за счет выполнения тела камня 7 из бесстеклошарикового бетона, имеющего более однородную структуру без ослабленных зон, вызываемых наличием стеклошариков 3 в прототипе. При этом в теле камня 7 отсутствуют стеклошарики 3, которые способствуют наиболее быстрому его разрушению. Стеклошарики 3 имеют гладкую форму (так как они - шарики), в то время как основные наполнители бетонной смеси щебень и песок имеют форму угловатых частиц (https://www.sunspire.ru/articles/part7/, дата обращения 29.07.2019 г.), что не способствует взаимному зацеплению стеклошариков с ними и материалом бетона.
-6
-6
Согласно информации, приведенной в Энциклопедии по машиностроению XXL Оборудование, материаловедение, механика … 565 с. на сайте https://mash-xxl.info/page/091018034246030095173035165071242236026047032133/, дата обращения 30.07.2017 г.: «Температурные коэффициенты линейного расширения стекла и бетона резко отличаются, что вызывает опасность возникновения значительных напряжений в стекложелезобетонных конструкциях при изменении температуры …». Это подтверждается информацией в справочной таблице - Коэффициент линейного теплового расширения, представленной на сайте https://www.fxyz.ru/справочные_данные/термодинамические_свойства_веществ/коэффициент_линейного_теплового_расширения_твердых_тел/, дата обращения 31.07.2019 г., где указан коэффициент линейного теплового расширения бетона 12*10(1/Кельвин), коэффициент линейного теплового расширения стекла оконного 8,1*10 (1/Кельвин). В результате возникновения значительных напряжений в теле камня 7 с добавлением стеклошариков 3 (как в прототипе) при изменении температуры возрастает вероятность его разрушения. С целью увеличения прочности и стойкости к разрушениям под воздействием факторов окружающей среды, в частности температур, в предлагаемом техническом решении тело камня 7 выполнено из бесстеклошарикового бетона, т.е. из чистого бетона, без добавления стеклошариков 3. При этом стеклошарики 3 размещены только в поверхностном слое 8 для создания возможности обеспечения пространственного ориентирования водителей в условиях ночной видимости, а также расширения арсенала средств данного вида.
Камни устанавливают в качестве ограждения проезжих частей дорожного полотна. Нижняя грань 5 в рабочем положении обращена в сторону устанавливаемой поверхности, т.е. в сторону грунта и, в частном случае, частично погружена в грунт или бетонный раствор для закрепления. При этом лицевая грань 4 обращена в сторону расположения дорожного полотна, т.е. в сторону движения автотранспорта.
В ночное время при движении по дорожному полотну автотранспортного средства свет от фар автотранспортного средства попадает на лицевую грань 4 и верхнюю грань 1 и выступающие на их поверхностях стеклошарики 3. Свет от фар отражается от выступающей поверхности стеклошариков 3 и от их внутренних границ. Часть светового потока, прошедшая сквозь стеклошарик 3, отражается от его обратной поверхности, увеличивая тем самым степень световозвращения.
Таким образом, выполнение камня бетонного бортового повышенной видимости описанным выше образом обеспечивает повышение прочности конструкции, за счет выполнения тела камня 7 из бесстеклошарикового бетона, выполненного из бетонной смеси без добавления стеклошариков 3. При этом наличие стеклошариков 3 в поверхностном слое 8 обеспечивает видимость камня бетонного бортового для водителя в ночное время суток. Выполнение лицевой грани скошенной также увеличивает прочность конструкции за счет уменьшения размеров угловых элементов, перераспределения силовой нагрузки внутри объекта.