ГИБКИЙ БЕТОННЫЙ МАТ

Предлагаемая полезная модель относится к области повышения несущей способности оснований под располагаемые на нем объекты, а именно - к средствам повышения несущей способности грунтового основания или земляного полотна в водонасыщенных грунтах. Гибкий бетонный мат может быть использован для защиты от эрозии откосов дорог, гидротехнических сооружений, для армирования грунтовых оснований дорог, аэродромов и других геотехнических объектов.
Из уровня техники известно гибкое защитное бетонное покрытие, содержащее бетонные блоки, выполненные в виде двухсторонних сильно усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием и связанные между собой порядно и в рядах в единое полотно бетонных блоков. В покрытие введены присоединенные к его сторонам бетонные блоки, выполненные в верхней части в виде сильно усеченных пирамид, а в нижней части в виде слабо усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием. Причем бетонные блоки обоих видов связаны между собой порядно и в рядах искусственными канатами, которые замоноличены в бетонных блоках (RU 2365702 C1, E02B 3/12, 27.08.2009).
Также из уровня техники известно универсальное гибкое защитное бетонное покрытие, которое содержит бетонные блоки, выполненные в виде двухсторонних усеченных пирамид с меньшими усеченными основаниями, являющимися торцами бетонных блоков, на которых выполнены выемки, и тросами, связанными между собой по рядно и в рядах по другим основаниям пирамид. Основания двухсторонних усеченных пирамид бетонных блоков выполнены прямоугольными, а расстояние между соседними бетонными блоками определено математической зависимостью. Площадь отверстия выемки больше половины площади соответствующего торца бетонного блока. На торцах бетонных блоков установлены амортизационные прокладки. В качестве тросов использованы замоноличенные в бетонных блоках капроновые канаты (RU 2129635 C1, E02B 3/12, 27.04.1999).
Кроме того, из уровня техники известно универсальное гибкое защитное бетонное покрытие, содержащее соединенные между собой замоноличенным канатом бетонные блоки, выполненные в виде двухсторонних усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием и с меньшими вершинами, отличающееся тем, что бетонные блоки выполнены асимметричными относительно плоскости общего прямоугольного основания пирамид (RU 2364678 C2, E02B 3/12, 27.08.2008).
Известно гибкое защитное бетонное покрытие, содержащее соединенные между собой замоноличенным длинномерным соединительным элементом бетонные блоки, выполненные в виде двухсторонних усеченных пирамид с общим прямоугольным основанием и с меньшими вершинами. Нижняя плоскость каждого бетонного блока имеет повышенную шероховатость относительно остальной поверхности бетонного блока (Пат РФ на ПМ №102014)
Недостатками указанных покрытий является их не полностью удовлетворительная сцепляемость с основанием, возможность смещения покрытий под действием собственного веса или подводных потоков, особенно на каменистых основаниях, глинистых основания, уклонах и повышенная возможность образования трещин по всему объему блоков, повышенная степень истираемости шероховатой поверхности под нагрузкой.
Задачей, на решение которой направлено техническое решение, является создание эффективного средства для укрепления подводных поверхностей, в том числе со сложным рельефом, исключение произвольных смещений мата под действием возникающих нагрузок, повышение коэффициента трения мата в целом с одновременным снижением его истираемости, снижение трещинообразования.
Поставленная задача решается за счет того, что гибкий бетонный мат содержит соединенные между собой замоноличенным длинномерным соединительным элементом бетонные блоки, выполненные в виде двухсторонних усеченных пирамид с общим прямоугольным основанием и с меньшими верхним и нижним основаниями, причем, по крайней мере, часть нижней усеченной пирамиды и нижнее основание, содержащее дополнительно анкерный зуб или несколько анкерных зубьев, выполнены из бетона, включающего грубое базальтовое волокно, длиной 3-15 мм и диаметром 50-500 мкм и, по крайней мере, часть верхней усеченной пирамиды и верхнее основание выполнены из бетона, включающего утолщенное базальтовое волокно, длиной 5-1500 мм и диаметром 15-25 мкм. Периферийные блоки бетонного мата содержат закладные металлические детали для крепления длинномерных соединительных элементов при сборке частей бетонного мата в горизонтальной и/или вертикальной плоскости.
Возможна дополнительная пропитка бетонных блоков водоотталкивающей смесью.
Длинномерные соединительные элементы могут быть выполнены в виде каната или тканевой синтетической ленты шириной 70 мм - 200 мм, толщиной 3 мм - 5 мм
В бетонных блоках возможна установка дополнительных стержней из стекловолокна параллельно граням основания усеченной пирамиды.
Бетонные блоки могут быть выполнены из бетона, включающего воздухововлекающие добавки, например, смолу древесную омыленную.
Закладная металлическая деталь выполнена в виде площадки с приваренным к ней П-образным элементом.
Техническое решение поясняется чертежами, представленными для частного случая в пределах формулы полезной модели.
На фиг. 1 представлен гибкий бетонный мат - общий вид и вид сбоку.
На фиг. 2 представлен закладной металлический элемент при креплении длинномерных соединительных элементов.
На фиг. 3 представлено нижнее основание усеченной пирамиды, содержащее анкерный зуб.
На фиг. 4 представлено основание усеченной пирамиды с дополнительными стержнями из стекловолокна.
Универсальный гибкий защитный бетонный мат содержит соединенные между собой замоноличенным длинномерным соединительным элементом - канатом или тканевой синтетической лентой 1 бетонные блоки 2. Бетонные блоки 2 выполнены в виде двухсторонних усеченных пирамид - верхней усеченной пирамиды 3 с верхним основанием 4 и нижней усеченной пирамиды - 5 с нижним основанием бис общим прямоугольным основанием 7. Нижнее основание 6 нижней усеченной пирамиды - 5 снабжено анкерным зубом 8 (фиг. 3). Периферийные блоки 9 бетонного мата содержат закладные металлические элементы 10 для крепления длинномерных соединительных элементов 1 при сборке частей бетонного мата. Закладные металлические элементы 10 выполнены в виде площадки 11 с приваренным к ней П-образным элементом 12 (фиг. 2). Верхняя усеченная пирамида 3 снабжена дополнительными стержнями из стекловолокна 13, установленными параллельно граням основания усеченной пирамиды (фиг. 4).
Для обеспечения транспортировки и перемещения мата длинномерный соединительный элемент имеет выпуски, образующие монтажные петли, выходящие за пределы периферийных блоков.
Бетонные блоки связывают между собой в процессе изготовления порядно и в рядах в единое полотно бетонных блоков длинномерным соединительным элементом - тканевой синтетической лентой шириной 70 мм - 200 мм, толщиной 3 мм - 5 мм, что позволяет повысить адгезию соединительного элемента и бетонных блоков за счет увеличения площади контакта. В качестве соединительного элемента используются искусственные ленты из полипропилена, полиамида или полиэфира с разрывной нагрузкой от 5000 до 10000 кгс. При соединении периферийных блоков тканевой синтетической лентой через закладные металлические детали с П-образным элементом обеспечивается оптимальное взаимодействие плоскости лент с плоскостью П-образного элемента.
Технический результат заключается в обеспечении повышенной сцепляемости гибкого бетонного мата с защищаемой поверхностью, увеличении коэффициента трения нижних частей блоков с дном за счет введения грубого базальтового волокна в нижнюю усеченную пирамиду с одновременным снижением истираемости нижних оснований блоков. Дополнительная устойчивость мата в целом и отсутствие его смещений и колебаний под действием переменных и постоянных движений водных масс - подводных течений приливов, отливов, уклона местности обеспечивается наличием одного или нескольких анкерных зубьев на нижних основаниях блоков. Выполнение верхней части усеченной пирамиды и верхнего основания из бетона, включающего утолщенное базальтовое волокно, дает возможность дополнительного дренажа верхней поверхности защитного мата. Таким образом, комплексное использование в бетонных блоках двух видов базальтового волокна, которые являются коррозионно-стойкими и устойчивыми к ультрафиолетовому излучению, и воздухововлекающих добавок, способствующих пластификации бетонной смеси и снижению ее расслаиваемости, обеспечивает равномерное выступание воды на поверхности гибкого мата и ее отвод, повышенную устойчивость бетонных блоков к истиранию и откалыванию, долговечность в условиях замораживания и оттаивания, благодаря способности переносить большие деформации в упругом состоянии. Маты способны нести значительную вертикальную нагрузку при защите поверхности склонов от эрозий и разрушения.