ДЕФОРМАЦИОННЫЙ ШОВ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ОБЛИЦОВКИ КАНАЛОВ И ВОДОЕМОВ (ВАРИАНТЫ)

ДЕФОРМАЦИОННЫЙ ШОВ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ОБЛИЦОВКИ КАНАЛОВ И ВОДОЕМОВ (ВАРИАНТЫ)


RU (11) 2278202 (13) C1

(51) МПК
E02B 3/16 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.06.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004138978/03 
(22) Дата подачи заявки: 2004.12.30 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.12.30 
(45) Опубликовано: 2006.06.20 
(56) Аналоги изобретения: АЛТУНИН В.С. Защитные покрытия оросительных каналов. М.: Агропромиздат, 1988, с. 65, рис. 25в, рис. 25б.

SU 340752 А, 22.06.1972.

SU 1206370 А, 23.01.1986.

SU 990940 А, 23.01.1983.

RU 2032036 С1, 27.03.1995.

SU 808579 А, 28.02.1981.

FR 2308747 A1, 19.11.1976. 
(72) Имя изобретателя: Алимов Анатолий Георгиевич (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий Российской академии сельскохозяйственных наук (RU) 
(98) Адрес для переписки: 400012, г.Волгоград, ГСП, ул. Трехгорная, 21, ГНУ ПНИИЭМТ, А.Г. Алимову 

(54) ДЕФОРМАЦИОННЫЙ ШОВ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ОБЛИЦОВКИ КАНАЛОВ И ВОДОЕМОВ (ВАРИАНТЫ)
Изобретение относится к водохозяйственному строительству и может быть использовано для герметизации, ремонта швов в бетонных и железобетонных облицовках оросительных каналов и систем водоснабжения. Деформационный шов по первому варианту включает пороизоловую прокладку, полимерную герметизирующую мастику и противоадгезионный слой. На нижней поверхности стыкуемых плит или к торцевым граням стыкуемых плит в конструкции шва герметично приклеена гидроизоляционная прокладка шириной 100...500 мм, выполненная с компенсатором в виде свободно деформируемой складки. Деформационный шов по второму варианту включает пороизоловую прокладку, битумно-полимерную герметизирующую мастику, уложенную в полость шва с устройством заплечиков (шириной 30...50 мм) по верху стыкуемых плит и противоадгезионный слой. На нижней поверхности стыкуемых плит или к торцевым граням стыкуемых плит в конструкции шва герметично приклеена гидроизоляционная прокладка шириной 100...500 мм, выполненная с компенсатором в виде свободно деформируемой складки. Предельные размеры шва по I и II вариантам устанавливают по математическим зависимостям. Полость компенсатора, выполненного в виде свободно деформируемой складки, заполнена пластичной, гидрофобной и морозостойкой смазкой. Повышается качество стыковых соединений, надежность и долговечность деформационных герметизированных швов. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к водохозяйственному строительству, в частности для герметизации, ремонта и реконструкции швов в бетонных и железобетонных противофильтрационных облицовках оросительных каналов и систем водоснабжения.

Известен деформационный шов, преимущественно защитных облицовок каналов и водоемов из бетонных и железобетонных плит, включающий цементный заполнитель и противофильтрационный эластичный элемент (см., например, Елшин И.М. Полимерные материалы в ирригационном строительстве. - М.: Колос, 1974. - С.83, рис.21, б).

Описанная конструкция деформационного шва для своего создания требует больших трудозатрат, не обеспечивает герметичности по контуру плит, в частности на стыке дна и откосов. На участке сложных сопряжений в виде четырех рядом уложенных плит сборной облицовки швов вызывает дополнительные затруднения осуществление приклеивания эластичной мембраны в местах нахождения монтажных петель.

Известен также деформационный шов и способ его механизированного устройства путем закладки герметизирующих профилей в бетонную смесь одновременно с устройством монолитной облицовки и уплотнением бетона в зоне шва с помощью бетоноукладочной машины для строительства магистральных каналов зарубежной фирмы "Рахко" (США) (см. B.C. Алтунин, В.А. Бородин, В.Г. Ганчиков, Ю.М. Косиченко. Защитные покрытия оросительных каналов. - М.: Агропромиздат, 1988. - С.30, рис.2; с.32). Для этой цели используют прокладку "констоп", имеющую крестообразную форму с замкнутой полостью (деформатором) в пересечении вертикальных и горизонтальных элементов (открылков) с утолщениями по концам горизонтальных элементов. Вертикальные элементы служат для образования ослабленного сечения бетонного покрытия и определяют положение шва. Горизонтальные элементы - открылки с анкерными утолщениями - соединяют бетонные плиты и предотвращают фильтрацию воды через шов. Прокладки изготавливают методом экструдирования из пластифицированного поливинилхлорида. С 1976 г. начато производство отечественных герметизирующих прокладок типа "констоп" (см. В.С. Алтунин, В.А. Бородин, В.Г. Ганчиков, Ю.М. Косиченко. Защитные покрытия оросительных каналов.- М.: Агропромиздат, 1988. - С.31, рис.3; с.32, табл.10 и 11). Их конструкция аналогична конструкциям американских фирм.

Основным недостатком этого деформационного шва и способа его герметизации является ограниченная область применения, так как они могут быть реализованы только при строительстве монолитных бетонных облицовок магистральных каналов и не приемлемы для герметизации швов и стыков сборных облицовок каналов из бетонных и железобетонных плит. Кроме того, это техническое решение не обеспечивает достаточной надежности герметизации шва, поскольку по контакту контура прокладки с бетоном могут иметь место неплотности, через которые фильтруется вода из магистрального канала.

Наиболее близким аналогом заявленного объекта является деформационный шов противофильтрационной облицовки каналов и водоемов, выполненной из бетонных и железобетонных плит, включающий пороизоловую прокладку, полимерную герметизирующую мастику и противоадгезионный слой (см. В.С. Алтунин, В.А. Бородин, В.Г. Ганчиков, Ю.М. Косиченко. Защитные покрытия оросительных каналов. - М.: Агропромиздат, 1988. - С.65, рис.25, в). Этот шов нами принят в качестве аналога по первому варианту.

Деформационный шов противофильтрационной облицовки каналов и водоемов, выполненной из бетонных и железобетонных плит, включающий пороизоловую прокладку, битумно-полимерную герметизирующую мастику, уложенную в полость шва с устройством заплечиков по верху стыкуемых плит, и противоадгезионный слой (см. В.С. Алтунин, В.А. Бородин, В.Г. Ганчиков, Ю.М. Косиченко. Защитные покрытия оросительных каналов. - М.: Агропромиздат, 1988. - С.65, рис.25, г) принят в качестве аналога заявленного по второму варианту исполнения.

Однако вышеуказанные конструкции деформационных швов имеют недостаточную эксплуатационную надежность и долговечность. Пористая пороизоловая прокладка в этих деформационных швах является аккумулятором влаги, поступающей из переувлажненного грунта основания, что при отрицательных температурах воздуха в зимний период вызывает образование кристаллов льда в прокладке и разрушительные деформации по контакту с герметизирующей мастикой (полимерной или битумно-полимерной).

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - исключение потерь воды в местах стыков облицовочных плит.

Технический результат - снижение потерь воды, повышение качества герметизации стыковых соединений, эксплуатационной надежности и долговечности деформационных швов противофильтрационных облицовок каналов из бетонных и железобетонных плит.

Указанный технический результат в части деформационного шва по первому варианту достигается тем, что в известном деформационном шве противофильтрационной облицовки каналов и водоемов, содержащем пороизоловую прокладку, полимерную герметизирующую мастику и противоадгезионный слой, согласно изобретению на нижней поверхности стыкуемых плит или к торцевым граням стыкуемых плит в конструкции шва герметично приклеена гидроизоляционная прокладка шириной 100...500 мм, выполненная с компенсатором в виде свободно деформируемой складки; предельные размеры деформационного шва установлены из следующих зависимостей





где Bш - ширина деформационного шва, мм;

h - предельное высотное смещение одной плиты облицовки относительно другой, мм;

- коэффициент линейного расширения бетона, град.-1 ;

L - расстояние между деформационными швами, мм;

tmax - максимальная температура воздуха при эксплуатации противофильтрационной облицовки, °С;

tmin - минимальная температура воздуха в зимнее время, °С;

- относительное удлинение при разрыве образцов полимерной герметизирующей мастики, выдержанных на воздухе, %;

k - коэффициент, учитывающий снижение деформативности полимерной герметизирующей мастики в результате внешних воздействий и длительного напряжения (для тиоколовых мастик k=0,25);

[ ] - минимальная ширина шва, при которой полимерная герметизирующая мастика сохраняет упругие свойства, мм;

* - минимальная толщина полимерной герметизирующей мастики в конструкции шва, мм;

- максимальная толщина полимерной герметизирующей мастики по контакту с торцевыми гранями стыкуемых плит в конструкции шва, мм;

- угол наклона торцевых граней плит к их лицевым поверхностям, град.;

a - величина адгезионной прочности полимерной герметизирующей мастики к бетону, кг/см2;

k - величина когезионной прочности полимерной герметизирующей мастики, кг/см2; максимальная толщина полимерной герметизирующей мастики по контакту с торцевыми гранями стыкуемых плит в конструкции шва установлена из следующей зависимости



где - максимальная толщина полимерной герметизирующей мастики по контакту с торцевыми гранями стыкуемых плит в конструкции шва, мм;

m - коэффициент, учитывающий условия работы шва, m=1,3;

k* - коэффициент размерности, k*=49;

- плотность воды, г/см3;

H - наполнение канала, м;

Вш - ширина шва, мм;

а - величина адгезионной прочности полимерной герметизирующей мастики к бетону кПа;

компенсатор заполнен пластичной, гидрофобной и морозостойкой смазкой;

гидроизоляционная прокладка приклеена к торцевым граням стыкуемых плит в конструкции шва.

Технический результат в части деформационного шва по второму варианту достигается тем, что в известном деформационном шве противофильтрационной облицовки каналов и водоемов, выполненной из бетонных и железобетонных плит, содержащем пороизоловую прокладку, битумно-полимерную герметизирующую мастику, уложенную в полость шва с устройством заплечиков по верху стыкуемых плит, и противоадгезионный слой, согласно изобретению на нижней поверхности стыкуемых плит или к торцевым граням стыкуемых плит в конструкции шва герметично приклеена гидроизоляционная прокладка шириной 100...500 мм, выполненная с компенсатором в виде свободно деформируемой складки, а предельные размеры шва установлены из следующих зависимостей





где Вш - ширина деформационного шва, мм;

h - предельное высотное смещение одной плиты облицовки относительно другой, мм;

- коэффициент линейного расширения бетона, град.-1 ;

L - расстояние между деформационными швами, мм;

tmax - максимальная температура воздуха при эксплуатации противофильтрационной облицовки, °С;

tmin - минимальная температура воздуха в зимнее время, °С;

1 - среднее значение показателя относительного удлинения битумно-полимерной герметизирующей мастики при разрыве в диапазоне эксплуатационных температур от tmax до tmin, %;

2 - среднее значение показателя относительного удлинения битумно-полимерной мастики, %, в диапазоне температур, при которых имеют место неравномерные деформации основания: морозное пучение от 0 до tmin°C, просадка и набухание от 0 до tmax°C;

k1 - коэффициент усталости материала заполнения шва, учитывающий снижение деформативности битумно-полимерной герметизирующей мастики при долговременной работе в диапазоне эксплуатационных температур от tmax до tmin, k1=0,6;

k2 - коэффициент усталости материала заполнения шва, учитывающий снижение деформативности битумно-полимерной герметизирующей мастики в результате длительной работы в области положительных или отрицательных температур, k2=0,4...0,7;

[ ] - минимальная ширина шва, при которой битумно-полимерная герметизирующая мастика сохраняет упругие свойства, мм;

* - минимальная толщина битумно-полимерной герметизирующей мастики в конструкции шва, мм;

- максимальная толщина битумно-полимерной герметизирующей мастики по контакту с торцевыми гранями стыкуемых плит в конструкции шва, мм;

- угол наклона торцевых граней плит к их лицевым поверхностям, град.;

a - величина адгезионной прочности битумно-полимерной герметизирующей мастики, кг/см2;

k - величина когезионной прочности битумно-полимерной герметизирующей мастики, кг/см2;

- толщина заплечиков из битумно-полимерной герметизирующей мастики на стыкуемых плитах, мм.

Максимальная толщина битумно-полимерной герметизирующей мастики в конструкции швов установлена из следующей зависимости



где - максимальная толщина битумно-полимерной герметизирующей мастики по контакту с торцевыми гранями стыкуемых плит в конструкции шва, мм;

m - коэффициент, учитывающий условия работы шва, m=1,3;

k* - коэффициент размерности, k*=49;

- плотность воды, г/см3;

Н - наполнение канала, м;

Вш - ширина шва, мм;

а - величина адгезионной прочности битумно-полимерной герметизирующей мастики, кПа;

полость компенсатора заполнена пластичной, гидрофобной и морозостойкой смазкой;

гидроизоляционная прокладка приклеена к торцевым граням стыкуемых плит в конструкции шва;

ширина заплечиков из битумно-полимерной герметизирующей мастики на стыкуемых плитах установлена равной 30...50 мм.

С целью повышения технологичности выполнения деформационных швов по первому и второму вариантам, гидроизоляционная прокладка, выполненная с компенсатором в виде свободно деформируемой складки, приклеена к торцевым граням стыкуемых плит в полости швов.

Изобретение поясняется иллюстрационным материалом.

На фиг.1 представлена конструкция деформационного шва (поперечный разрез) из полимерной мастики с гидроизоляционной прокладкой, выполненной с компенсатором в виде свободно деформируемой складки и герметично приклеенной к нижней поверхности стыкуемых плит облицовки (I вариант).

На фиг.2 - то же, герметично приклеенной к торцевым граням стыкуемых плит облицовки в полости шва.

На фиг.3 показана конструкция деформационного шва (поперечный разрез) из битумно-полимерной мастики с гидроизоляционной прокладкой, выполненной с компенсатором в виде свободно деформационной складки и герметично приклеенной к нижней поверхности стыкуемых плит облицовки (II вариант).

На фиг.4 - то же, герметично приклеенной к торцевым граням стыкуемых плит облицовки, в полости шва.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Деформационный шов противофильтрационной облицовки каналов и водоемов, выполненной из бетонных и железобетонных плит 1, содержит по первому варианту (фиг.1, фиг.2) полимерную герметизирующую мастику 2, пороизоловую прокладку 3, противоадгезионный слой 4, гидроизоляционную прокладку 5 шириной 100...500 мм, выполненную с компенсатором 6 в виде свободно деформируемой складки и герметично приклеенную 7 на нижнюю поверхность стыкуемых плит 1 облицовки (см. фиг.1) или к торцевым граням стыкуемых плит 1 в полости шва (см. фиг.2). Полость компенсатора 6 заполнена пластичной, гидрофобной и морозостойкой смазкой 8.

Размеры деформационного шва по первому варианту установлены из следующих зависимостей





где Bш - ширина деформационного шва, мм;

h - предельное высотное смещение одной плиты облицовки относительно другой, мм;

- коэффициент линейного расширения бетона, град.-1 ;

L - расстояние между деформационными швами, мм;

tmax - максимальная температура воздуха, при эксплуатации противофильтрационной облицовки, °С;

tmin - минимальная температура воздуха в зимнее время, °С;

- относительное удлинение при разрыве образцов полимерной герметизирующей мастики, выдержанных на воздухе, %;

k - коэффициент, учитывающий снижение деформативности полимерной герметизирующей мастики в результате внешних воздействий и длительного напряжения (для тиоколовых мастик k=0,25);

[ ] - минимальная ширина шва, при которой полимерная герметизирующая мастика сохраняет упругие свойства, мм;

* - минимальная толщина полимерной герметизирующей мастики в конструкции шва, мм;

- максимальная толщина полимерной герметизирующей мастики по контакту с торцевыми гранями стыкуемых плит в конструкции шва, мм;

- угол наклона торцевых граней плит к их лицевым поверхностям, град.;

а - величина адгезионной прочности полимерной герметизирующей мастики к бетону, кг/см2;

k - величина когезионной прочности полимерной герметизирующей мастики, кг/см2.

Максимальная толщина полимерной герметизирующей мастики в конструкции швов по первому варианту установлена из следующей зависимости



где - максимальная толщина полимерной герметизирующей мастики по контакту с торцевыми гранями стыкуемых плит в конструкции шва, мм;

k* - коэффициент размерности, k*=49;

m - коэффициент, учитывающий условия работы шва, m=1,3;

- плотность воды, г/см3;

Н - наполнение канала, м;

Вш - ширина шва, мм;

а - величина адгезионной прочности герметика полимерной герметизирующей мастики, кПа.

Ширину гидроизоляционной прокладки, выполненной с компенсатором в виде свободно деформируемой складки и герметично приклеенной к поверхности стыкуемых плит (нижней или торцевым граням), устанавливают в пределах 100...500 мм в зависимости от величины неравномерных деформаций основания под облицовкой. При ширине гидроизоляционной прокладки менее 100 мм не обеспечивается надежность ее герметизации к поверхности стыкуемых плит при неравномерных деформациях основания. Применение гидроизоляционной прокладки шириной более 500 мм экономически нецелесообразно.

Компенсатор заполнен пластичной, гидрофобной и морозостойкой смазкой, что обеспечивает надежность и долговечность деформационного шва. Гидроизоляционная прокладка приклеена к торцевым граням стыкуемых плит в конструкции шва из полимерной герметизирующей мастики, что повысило технологичность его устройства.

Пример 1. Определить ширину деформационного шва, максимальную и минимальную толщину герметика в нем из полимерной мастики в сборной облицовке из железобетонных плит 6×1,5×0,06 м.

Исходные данные: tmax=+40°C; tmin =-40°C; =11·10-6 град.-1; L=6000 мм; =60°.

Максимальное смещение одной плиты относительно другой в результате неравномерных деформаций основания от морозного пучения подстилаемых под облицовкой канала грунтов h=25 мм. Относительное удлинение полимерной мастики =300%. Адгезионная прочность полимерной герметизирующей мастики составляет a=5 кг/см2=500 кПа, когезионная прочность k=10 кг/см2=1000 кПа. Коэффициент k=0,25; [ ]=20 мм.

Наполнение канала Н=2 м.

Подставляя все исходные данные в неравенство (1), будем иметь:



Ширину деформационного шва принимаем Вш =41 мм. Подставляя значение Вш=41 мм и остальные исходные данные в неравенство (6), получим:



Максимальную толщину полимерной герметизирующей мастики по контакту с торцевыми гранями стыкуемых плит в конструкции деформационного шва принимаем равной =11 мм.

Подставляя значение =11 мм и другие исходные данные в неравенство (2), определим значение *:



Минимальную толщину полимерной герметизирующей мастики в конструкции деформационного шва принимаем равной *=6 мм.

Деформационный шов противофильтрационной облицовки каналов и водоемов, выполненной из бетонных и железобетонных плит 1, содержит по второму варианту (фиг.3, фиг.4) пороизоловую прокладку 3, битумно-полимерную герметизирующую мастику 9, уложенную в полость шва с устройством заплечиков 10 по верху стыкуемых плит 1, и противоадгезионный слой 4, гидроизоляционную прокладку 5 шириной 100...500 мм, выполненную с компенсатором 6 в виде свободно деформируемой складки и герметично приклеенную 7 к нижней поверхности стыкуемых плит 1 облицовки (см. фиг.3) или к торцевым граням стыкуемых плит 1 в полости шва (см. фиг.4). Полость компенсатора 6 заполнена пластичной, гидрофобной и морозостойкой смазкой 8. Ширина заплечиков 10 из битумно-полимерной герметизирующей мастики 9 на стыкуемых плитах составляет в=30...50 мм.

Размеры деформационного шва по второму варианту установлены из следующих зависимостей





где Вш - ширина деформационного шва, мм;

h - предельное высотное смещение одной плиты облицовки относительно другой, мм;

- коэффициент линейного расширения бетона, град.-1 ;

L - расстояние между деформационными швами, мм;

tmax - максимальная температура воздуха при эксплуатации облицовки, °С;

tmin - минимальная температура воздуха в зимнее время, °С;

1 - среднее значение показателя относительного удлинения битумно-полимерной герметизирующей мастики при разрыве в диапазоне эксплуатационных температур от tmax до tmin, %;

2 - среднее значение показателя относительного удлинения битумно-полимерной мастики, %, в диапазоне температур, при которых имеют место неравномерные деформации основания: морозное пучение от 0 до tmin°С, просадка и набухание от 0 до tmax°С;

k1 - коэффициент усталости материала заполнения шва, учитывающий снижение деформативности битумно-полимерной герметизирующей мастики при долговременной работе в диапазоне эксплуатационных температур от tmax до tmin, k1=0,6;

k2 - коэффициент усталости материала заполнения шва, учитывающий снижение деформативности битумно-полимерной герметизирующей мастики в результате длительной работы в области положительных или отрицательных температур, k2=0,4...0,7;

[ ] - минимальная ширина шва, при которой битумно-полимерная герметизирующая мастика сохраняет упругие свойства, мм;

* - минимальная толщина битумно-полимерной герметизирующей мастики в конструкции шва, мм;

- максимальная толщина полимерной герметизирующей мастики по контакту с торцевыми гранями стыкуемых плит в конструкции шва, мм;

- угол наклона торцевых граней плит к их лицевым поверхностям, град.;

a - величина адгезионной прочности битумно-полимерной герметизирующей мастики, кг/см2;

k - величина когезионной прочности битумно-полимерной герметизирующей мастики, кг/см2;

- толщина заплечиков из битумно-полимерной герметизирующей мастики на стыкуемых плитах, мм.

Максимальная толщина битумно-полимерной герметизирующей мастики в конструкции швов по второму варианту установлена из следующей зависимости



где - максимальная толщина битумно-полимерной герметизирующей мастики по контакту с торцевыми гранями стыкуемых плит в конструкции шва, мм;

k* - коэффициент размерности, k*=49;

m - коэффициент, учитывающий условия работы шва, m=1,3;

- плотность воды, г/см3;

Н - наполнение канала, м;

Вш - ширина шва, мм;

а - величина адгезионной прочности герметика битумно-полимерной герметизирующей мастики, кПа;

ширина заплечиков из битумно-полимерной герметизирующей мастики на стыкуемых плитах установлена равной 30...50 мм.

Ширину гидроизоляционной прокладки, выполненной с компенсатором в виде свободно деформируемой складки и герметично приклеенной к поверхности стыкуемых плит (нижней или торцевым граням), устанавливают в пределах 100...500 мм в зависимости от величины неравномерных деформаций основания под облицовкой. При ширине гидроизоляционной прокладки менее 100 мм не обеспечивается надежность ее герметизации к поверхности стыкуемых плит при неравномерных деформациях основания. Применение гидроизоляционной прокладки шириной более 500 мм экономически нецелесообразно.

Компенсатор заполнен пластичной, гидрофобной и морозостойкой смазкой, что обеспечивает надежность и долговечность деформационного шва. Гидроизоляционная прокладка приклеена к торцевым граням стыкуемых плит в конструкции шва из битумно-полимерной герметизирующей мастики, что повысило технологичность его устройства.

Пример 2. Определить ширину деформационного шва, максимальную и минимальную толщину герметика в нем из битумно-полимерной герметизирующей мастики в сборной облицовке из железобетонных плит 6×1,5×0,06 м.

Исходные данные: tmax=+40°C; tmin =-40°C; =11·10-6 град.-1; L=6000 мм; =60°.

Максимальное смещение одной плиты относительно другой в результате неравномерных деформаций основания от морозного пучения подстилаемых под облицовкой канала грунтов h=25 мм. Показатели относительного удлинения битумно-полимерной герметизирующей мастики: 1=160%, 2=60%. Адгезионная прочность битумно-полимерной мастики а=4,6 кг/см2=460 кПа; когезионная прочность к=5,5 кг/см2=550 кПа; k1 =0,6; k2=0,7; [ ]=30 мм.

Ширина заплечиков из битумно-полимерной герметизирующей мастики на стыкуемых плитах - в=30 мм, толщина заплечиков - =2 мм. Наполнение канала - Н=2 м.

Подставляя все исходные данные в неравенство (3), будем иметь



Ширину деформационного шва из битумно-полимерной герметизирующей мастики принимаем принимаем Вш=65 мм.

Подставляя значение Вш=65 мм и остальные исходные данные в неравенство (6), получим



Максимальную толщину битумно-полимерной герметизирующей мастики по контакту с торцевыми гранями стыкуемых плит в конструкции деформационного шва принимаем =18 мм.

Подставляя значение =18 мм и другие исходные данные в неравенство (5), определим *



Минимальную толщину битумно-полимерной герметизирующей мастики в конструкции деформационного шва принимаем 15 мм.

Деформационные герметизированные швы (см. фиг.1...фиг.4) работают следующим образом.

При горизонтальных (продольных) или вертикальных деформациях стыкуемых плит 1 противофильтрационной облицовки соответственно от изменения температуры окружающей среды или неравномерных деформаций основания происходит раскрытие швов.

Возможная величина взаимных продольных или вертикальных перемещений плит 1 облицовки при деформациях может достигать при этом не менее 80 мм в конструкции шва из полимерной мастики 2 (I вариант) без нарушения его герметичности и не менее 40 мм в конструкции деформационного шва из битумно-полимерной мастики 9 (II вариант).

При присутствии в основании канала или водоема сильно деформируемого суглинистого грунта водопроницаемость швов достигается благодаря наличию в нижней части швов герметично приклеенной гидроизоляционной прокладки шириной 100...500 мм, выполненной с компенсатором в виде свободно деформируемой складки.

Использование изобретения позволит обеспечить более эффективную, надежную и долговременную противофильтрационную защиту на каналах и водоемах с монолитными и сборными противофильтрационными облицовками, исключить потери воды на фильтрацию из каналов и водоемов, предотвратить заболачивание, засоление и подтопление ценных сельскохозяйственных угодий, то есть в значительной степени улучшит мелиоративную и экологическую обстановку на орошаемых землях.

Таким образом, представленные данные свидетельствуют о достижении технического результата - повышении качества герметизации стыковых соединений, эксплуатационной надежности и долговечности деформационных швов противофильтрационных облицовок каналов и водоемов из бетонных и железобетонных плит.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Деформационный шов противофильтрационный облицовки каналов и водоемов, выполненной из бетонных и железобетонных плит, включающий пороизоловую прокладку, полимерную герметизирующую мастику и противоадгезионный слой, отличающийся тем, что на нижней поверхности стыкуемых плит или к торцевым граням стыкуемых плит в конструкции шва герметично приклеена гидроизоляционная прокладка шириной 100...500 мм, выполненная с компенсатором в виде свободно деформируемой складки.

2. Шов по п.1, отличающийся тем, что предельные размеры деформационного шва установлены из следующих зависимостей





где Вш - ширина деформационного шва, мм;

h - предельное высотное смещение одной плиты облицовки относительно другой, мм;

- коэффициент линейного расширения бетона, град-1 ;

L - расстояние между деформационными швами, мм;

tmax - максимальная температура воздуха при эксплуатации противофильтрационной облицовки, °С;

tmin - минимальная температура воздуха в зимнее время, °С;

- относительное удлинение при разрыве образцов полимерной герметизирующей мастики, выдержанных на воздухе, %;

k - коэффициент, учитывающий снижение деформативности полимерной герметизирующей мастики в результате внешних воздействий и длительного напряжения (для тиоколовых мастик k=0,25);

[ ] - минимальная ширина шва, при которой полимерная герметизирующая мастика сохраняет упругие свойства, мм;

*- минимальная толщина полимерной герметизирующей мастики в конструкции шва, мм;

- максимальная толщина полимерной герметизирующей мастики по контакту с торцевыми гранями стыкуемых плит в конструкции шва, мм;

- угол наклона торцевых граней плит к их лицевым поверхностям, град;

- величина адгезионной прочности полимерной герметизирующей мастики к бетону, кг/см2;

k - величина когезионной прочности полимерной герметизирующей мастики, кг/см2.

3. Шов по п.1, отличающийся тем, что максимальная толщина полимерной герметизирующей мастики по контакту с торцевыми гранями стыкуемых плит в конструкции шва установлена из следующей зависимости



где - максимальная толщина полимерной мастики по контакту с торцевыми гранями стыкуемых плит в конструкции шва, мм;

m - коэффициент, учитывающий условия работы шва, m=1,3;

- коэффициент размерности, =49;

- плотность воды, г/см3;

Н - наполнение канала, м;

Вш - ширина шва, мм;

- величина адгезионной прочности полимерной герметизирующей мастики к бетону, кПа.

4. Шов по п.1, отличающийся тем, что компенсатор заполнен пластичной, гидрофобной и морозостойкой смазкой.

5. Деформационный шов противофильтрационной облицовки каналов и водоемов, выполненной из бетонных и железобетонных плит, включающий пороизоловую прокладку, битумно-полимерную герметизирующую мастику, уложенную в полость шва с устройством заплечиков по верху стыкуемых плит, и противоадгезионный слой, отличающийся тем, что на нижней поверхности стыкуемых плит или к торцевым граням стыкуемых плит в конструкции шва герметично приклеена гидроизоляционная прокладка шириной 100...500 мм, выполненная с компенсатором в виде свободно деформируемой складки, а предельные размеры шва установлены из следующих зависимостей





где Вш - ширина деформационного шва, мм;

h - предельное высотное смещение одной плиты облицовки относительно другой, мм;

- коэффициент линейного расширения бетона, град-1 ;

L - расстояние между деформационными швами, мм;

tmax - максимальная температура воздуха при эксплуатации противофильтрационной облицовки, °С;

tmin - минимальная температура воздуха в зимнее время, °С;

1 - среднее значение показателя относительного удлинения битумно-полимерной герметизирующей мастики при разрыве в диапазоне эксплуатационных температур от tmax до tmin, %

2 - среднее значение показателя относительного удлинения битумно-полимерной мастики, % в диапазоне температур, при которых имеют место неравномерные деформации основания: морозное пучение от 0 до tmin°C, просадка и набухание от 0 до tmax °C;

k1 - коэффициент усталости материала заполнения шва, учитывающий снижение деформативности битумно-полимерной герметизирующей мастики при долговременной работе в диапазоне эксплуатационных температур от tmax до tmin, k1=0,6;

k2 - коэффициент усталости материала заполнения шва, учитывающий снижение деформативности битумно-полимерной герметизирующей мастики в результате длительной работы в области положительных или отрицательных температур, k2=0,4...0,7;

[ ] - минимальная ширина шва, при которой битумно-полимерная герметизирующая мастика сохраняет упругие свойства, мм;

* - минимальная толщина битумно-полимерной герметизирующей мастики в конструкции шва, мм;

- максимальная толщина битумно-полимерной герметизирующей мастики по контакту с торцевыми гранями стыкуемых плит в конструкции шва, мм;

- угол наклона торцевых граней плит к их лицевым поверхностям, град;

- величина адгезионной прочности битумно-полимерной герметизирующей мастики, кг/см2;

- величина когезионной прочности битумно-полимерной герметизирующей мастики, кг/см2;

- толщина заплечиков из битумно-полимерной герметизирующей мастики на стыкуемых плитах, мм.

6. Шов по п 5, отличающийся тем, что максимальная толщина битумно-полимерной герметизирующей мастики в конструкции шва установлена из следующей зависимости



где - максимальная толщина битумно-полимерной герметизирующей мастики по контакту с торцевыми гранями стыкуемых плит в конструкции шва, мм;

m - коэффициент, учитывающий условия работы шва, m=1,3;

- коэффициент размерности, =49;

- плотность воды, г/см3;

Н - наполнение канала, м;

Вш - ширина шва, мм;

- величина адгезионной прочности битумно-полимерной герметизирующей мастики, кПа.

7. Шов по п.5, отличающийся тем, что полость компенсатора заполнена пластичной, гидрофобной и морозостойкой смазкой.

8. Шов по п.5, отличающийся тем, что ширина заплечиков из битумно-полимерной герметизирующей мастики на стыкуемых плитах установлена равной 30...50 мм.