Способ герметизации стыков облицовок каналов и водоемов с бентонитовым жгутом

Способ герметизации стыков облицовок каналов и водоемов с бентонитовым жгутом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к водохозяйственному и гидротехническому строительству и может быть использовано при герметизации и проведении ремонта швов бетонных облицовок оросительных каналов, водоемов, а также в качестве шпоночных соединений водопроводящих сооружений (дюкеров, акведуков, лотков).

В настоящее время, на некоторых участках оросительных каналов (чаще всего прямых), помимо получивших большое распространение геосинтетических материалов (таких как геомембрана, бентонитовые маты, геотекстиль и др.), еще применяют облицовки из бетонных или железобетонных плит. Использование бетонных облицовок позволяет существенно снизить фильтрационные утечки воды. Основные недостатки бетонных облицовок - большое количество швов, снижающих водонепроницаемость покрытия в целом.

Расстояние между швами зависит от параметров каналов, технологии строительства, толщины облицовки, типа подстилающих грунтов, температурного режима и многих других факторов. Обычно расстояние принимают в пределах 4-5 м при толщине облицовки 5-8 см. На криволинейных в плане участках каналов (особенно с малыми радиусами) расстояние между швами уменьшают.

Такие способы герметизации стыков облицовок, как заполнение шва пеной, битумом, смолой, резиной обеспечивают достаточную долговечность, водонепроницаемость шва, но технологически сложны в эксплуатации и экологически не безопасны.

Известны конструкции герметизации деформационных швов с использованием эпоксидной смолы и герметика (см. заявка Франции №29448563, кл. Е02В 3/16, 1978).

Однако такие конструкции швов обладают низкими деформационными свойствами.

Известен деформационный герметизированный шов, содержащий прокладку и герметик (см. заявка ФРГ №2948543, кл. Е02В 3/16, 1981 г.).

Известная конструкция шва снижает деформационные свойства основного герметизирующего элемента - герметика из-за его прилипания к прокладке и зазору (шву) по бокам и требует применения герметиков с большими деформационными свойствами, так как герметизированный шов является в данном случае более жесткой конструкцией и находится в сложном напряженно-деформационном состоянии.

Известен деформационный герметизированный шов, содержащий прокладку, герметик и скользящий элемент, выполненный из двух полиэтиленовых лент, лежащих одна на другой, между которыми расположена засыпка песка (см. авторское свидетельство SU 1143794, опубл. 07.03.1985, бюл. №9).

Однако вышеуказанная конструкция деформационного шва имеет недостаточную эксплуатационную надежность и долговечность. Засыпка песка между полиэтиленовыми лентами является аккумулятором воды, фильтрующейся через облицовку, что при отрицательных температурах воздуха в зимний период вызывает образование кристаллов льда в засыпке песка и приводит к разрушению по контакту с герметиком.

Известен деформационный шов противофильтрационных облицовок каналов и водоемов (патент RU 2281360, опубл. 10.08.2006, бюл. №22, заявка №2004138979/03, от 30.12.2004), включающий герметизирующий элемент из эластичной емкости и защитный слой.

Недостатком вышеуказанного технического решения является то, что конструкция деформационного шва недостаточно долговечна и надежна, а также для своего создания требует больших трудозатрат.

Наиболее близким техническим решением является способ соединения гибких листов противофильтрационного экрана из отходов полиэтилена (патент RU 2524378, кл. Е02В 3/16, опубл. 27.07.2014, бюл. №21, заявка №2012115840/13 от 19.04.2012), включающий сварку полотнищ с образованием деформационной складки полос полимерного материала и тканого геотекстиля, укладку в деформационную складку противофильтрационного жгута, наклеивание герметизирующей клеящейся ленты, закрывающей соединительный шов.

Недостатком данного способа является:

- невозможность устройства деформационной складки из полотнищ геомембран на основе полиэтилена высокой плотности (HDPE);

- высокая вероятность образования механических повреждений геомембраны при устройстве деформационной складки между железобетонном плитами;

- невозможность сварки полотнищ тканого геотекстиля;

- порывов полимерной геомембраны и клеящейся ленты даже при незначительной просадке основания;

- дополнительные затруднения при приклеивании полимерных лент к бетонным плитам;

- сложность производства работ при соединении полотнищ противофильтрационного экрана.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение - исключение потерь воды в стыках облицовок каналов и водоемов.

Технический результат, на который направлено заявленное изобретение - исключение потерь воды на фильтрацию в деформационных швах, повышение долговечности и противофильтрационной надежности деформационных швов.

Технический результат достигается за счет использования герметизирующего элемента, выполненного в виде полого цилиндра, с оболочкой из перфорированной полимерной геомембраны (выполненной из полиэтилена и полиизобутилена) и наполнителя из бентонитового жгута, поверхность которого обжата жидкой резиной спиралевидно. При этом, бентонитовый жгут выполняют из бентонита (бентонитовой глины) и бутилкаучука, в соотношении Na-бентонит - 70%, Са-бентонит - 20% и 10% - бутилкаучук, а диаметр бентонитового жгута будет зависеть от размеров деформационного шва и свойств грунта. При смачивании водой бентонитовый жгут увеличивается в объеме и расширяет жидкую резину внутри деформационного шва, плотно облегая внутренний периметр шва, тем самым обеспечивая его герметичность.

Заявленное изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 - деформационный шов противофильтрационной облицовки до гидратации бентонитового жгута; А-А - сечение противофильтрационного элемента; фиг. 2 - деформационный шов после гидратации бентонитового жгута.

Цифрами на чертеже обозначено:

1 - бетонные (железобетонные) плиты;

2 - перфорированная геомембрана;

3 - бентонитовый жгут;

4 - жидкая резина.

Способ герметизации стыков облицовок каналов и водоемов с бентонитовым жгутом осуществляется следующим образом (фиг. 1, 2).

Для герметизации стыков бетонных облицовок 1 каналов и водоемов и исключения потерь воды на фильтрацию, в деформационный шов помещают герметизирующий элемент, выполненный в виде полого цилиндра с оболочкой из перфорированной полимерной геомембраны 2 (полимерная геомембрана выполняется из полиэтилена и полиизобутилена низкой плотности, толщиной 2,0-4,0 мм, с перфорированными отверстиями диаметром 1,0-3,0 мм), с наполнителем из бентонитового жгута 3, обжатого жидкой резиной 4. В процессе подготовки жидкая резина 4 наносится на внешнюю поверхность бентонитового жгута 3 спиралевидно, за счет чего гидратация бентонитового жгута 3 проходит более эффективно (при нанесении жидкой резины спиралевидно вода с канала свободно попадает на бентонитовый жгут). В свою очередь бентонитовый жгут 3 выполняется из бентонита (бентонитовой глины) и бутилкаучука, в соотношении Na-бентонит - 70%, Са-бентонит - 20% и 10% - бутилкаучук.

При попадании воды из канала (водоема) на герметизирующий элемент происходит просачивание воды через перфорированную геомембрану 2 на бентонитовый жгут 3, который, увеличиваясь в объеме (при гидратации) в 10-12 раз, расширяет жидкую резину 4, которая плотно заполняет внутренний периметр деформационного шва. При этом обеспечивается полная герметизация шва, за счет использования бентонитового жгута, увеличивающегося при гидратации в размерах и жидкой резины, обладающей пластичностью и хорошей адгезией с бетоном. Диаметр бентонитового жгута будет зависеть от размеров деформационного шва и свойств грунта.

Использование бентонитового жгута позволяет самопроизвольно, при гидратации . расширять и выталкивать жидкую резину наружу через перфорированные отверстия геомембраны, а также при выходе бентонита наружу будет обеспечиваться дополнительное сцепление противофильтрационного элемента с бетоном.

Применение изобретения позволит исключить потери воды на фильтрацию в швах, повысить долговечность и качество герметизации стыковых соединений противофильтрационных облицовок из бетонных (железобетонных) плит.

Кроме того, завяленное изобретение может использоваться и при ремонте деформационных швов водопроводящих сооружений (в качестве шпоночных соединений на стыках бетонных плит дюкеров, туннелей, акведуков, лотков).

1. Способ герметизации стыков облицовок каналов и водоемов с бентонитовым жгутом, включающий противофильтрационный жгут в виде полого цилиндра с наполнителем из бентонитовых глин, отличающийся тем, что герметизирующий элемент выполняют из перфорированной полимерной геомембраны с наполнителем из бентонитового жгута, обжатого жидкой резиной.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перфорированную полимерную геомембрану выполняют из полиэтилена и полиизобутилена низкой плотности, толщиной 2,0-4,0 мм, с отверстиями диаметром 1,0-3,0 мм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для наиболее эффективной гидратации бентонитового жгута водой, жидкую резину наносят на внешнюю поверхность бентонитового жгута спиралевидно.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что бентонитовый жгут выполняют из бентонита и бутилкаучука, в соотношении Na-бентонит - 70%, Са-бентонит - 20% и 10% - бутилкаучук.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что диаметр бентонитового жгута будет зависеть от размеров деформационного шва и свойств грунта.