СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ ШВОВ

Состояние проблемы

Недостаточность традиционных лабораторных испытаний заключается в том, что испытывается собственно герметик, а не конкретная конструкция шва, тем более, что возможно сочетание нескольких разных герметизирующих материалов в одном шве.

На образцах сложно определить удобоукладываемость мастики и выбрать рациональную технологию герметизации шва. Современное лабораторное оборудование не позволяет воспроизвести сложный комплекс одновременного воздействия на шов в совокупности факторов, имеющих место в процессе эксплуатации сооружения. Например, при понижении температуры и усадке бетона термопластичный герметик, уменьшающийся в объеме, подвергается растяжению вследствие укорочения стыкуемых конструкций при одновременном продольном и поперечном сдвиге относительно друг друга. Кроме того, на шов при этом действует смачивание, давление воды и УФ-облучение.

В натурных условиях влияние некоторых факторов вызывает деформации, противоположные по направлению деформациям, вызванным другими действиями. Например, бетонные элементы в течение первых шести месяцев подвергаются интенсивной усадке — укорачиваются, растягивая герметик. При этом конструкции, орошаясь водой, увеличиваются в размерах, и величины усадки и набухания взаимно уравновешиваются. Или, например, при повышении температуры деформации конструкций противоположны по знаку деформациям от действия усадки, ползучести и собственной массы. В свою очередь, снижению величины деформации от усадки и ползучести способствует тот факт, что коэффициент линейного расширения даже самого плотного бетона ниже, чем стальной арматуры.

Указанные объективные факторы вызывали необходимость создания установки, предназначенной для испытания разных конструкций швов в сопряжениях элементов сооружений, в условиях, близких к натурным. Такая установка (авторское свидетельство № 225507) представляет собой рамную конструкцию с жестко закрепленными домкратами, расположенными в трех плоскостях и кинематически связанными с тележкой, шарнирно опирающейся на вертикально установленные домкраты (рис. 111.9.1).

Установка для испытания натурных швов

Рис. 111.9.1. Установка для испытания натурных швов:

а — конструктивная схема установки для испытания швов в сопряжении плитных конструкций: 7 — плита; 2 — основание забетонированного домкрата; 3,4, 5 — часть домкрата, способная перемещаться вверх-вниз; б — жесткая стальная рама;

7— испытываемый шов; 8 — прорези для дополнительной отработки технологии герметизации; 9 — участок рамы, обеспечивающий перемещение всей конструкции в продольном направлении; 6 — схема пространственного перемещения сопрягаемых конструкций и герметика: Ьш — ширина стыка; S0 — деформация осадки;

Sc — поперечные деформации сдвига; 5Т — температурные деформации; в — общий вид установки с загерметизированными армогерметиком оклеенными стыками; г — схема общего вида УУИШ; д — общий вид УУИШ в Голодной степи

Первоначально разработанная автором установка (УУИШ) была изготовлена и работала во Всесоюзном институте гидротехники и мелиорации им. Костякова (ВНИИГиМ). Аналогичная установка увеличенного размера изготовлена в Голодностепстрое Оргтехстроем. На ней испытывали при участии автора отечественные и зарубежные мастики. Упрощенная установка была изготовлена в Московском институте гидротехники им. Жука.

Главное, что надо отметить, испытания в трехосном напряженном состоянии показали исключительно важные результаты. В частности, при одновременном растяжении и сдвиге показатели относительного удлинения заметно снижаются (на 25-30%). А когда включается кручение, то относительное удлинение снижается на 40—50%. Это говорит о том, что вулканизирующиеся мастики чутко реагируют на характер воздействия, что в частности надо учитывать при герметизации железобетонных трубопроводов, строящихся на деформируемых грунтах основания.

Для испытания швов в сопряжении более сложных конструкций (лотков, труб, оболочек) автором разработана универсальная установка (УУ) (рис. III.9.2).

Конструктивная схема универсальной установки (УУ) для испытания швов и гидроизоляционных покрытий

Рис. 111.9.2. Конструктивная схема универсальной установки (УУ) для испытания швов и гидроизоляционных покрытий:

  • 1 — конструкции опорной рамы; 2 — гидравлический домкрат; 3 — шланги высокого давления; 4 — заглушка; 5 — верхняя рама; 6 — подвижная испытываемая конструкция (изображена труба); 7 — неподвижная рама; 8 — подвижная рама;
  • 9 — крепление; 10 — направляющая рама; 11,12 — уплотнение стыка (шов);
  • 13 — неподвижная труба

Конструкция УУ позволяет испытываемую конструкцию, например, трубу, жестко закрепленную на тележке, перемещать в пространстве в различных направлениях относительно смежной конструкции, жестко закрепленной на раме. Управление силовой системой с дистанционного пульта, на котором установлены приборы, регистрирующие величины деформаций в испытуемых швах. Гидравлические домкраты можно включать поочередно и по несколько одновременно, подвергая герметик сложному напряжению состоянию в любой плоскости пространства. При испытании швов в трубопроводах герметик одновременно можно подвергать сжатию, сдвигу в двух плоскостях под различными углами, давлению воды (через вмонтированный патрубок в неподвижный отрезок трубы под давлением через регистрирующий манометр подается вода или агрессивная жидкость) и кручению за счет разницы величины подъема двух из четырех домкратов. Компактность установки позволяет испытывать швы как под воздействием окружающей среды, так и в везерометре при заданных температуре, влажности и УФ-облучении.

Скорости растяжения (сжатия), опускания (поднятия), сдвига и кручения регулируются в широком диапазоне от 0,1 до 100 мм/мин.

«Усталость» герметика испытывают при частой смене деформаций «сжатие-растяжение».

На этой установке можно испытывать как натурные конструкции, так и образцы, используемые в лабораторных испытаниях. Аналогичная установка была запроектирована в ЦНИИС Минтрансстроя для исследования деформационных швов в тоннелях, в частности, метрополитенов.

При выполнении натурных обследований зданий при отсутствии специальных адгезиометров можно использовать простейшие приспособления для определения качества герметизации, в частности, адгезии герметика к стеновым материалам (рис. III.9.3).

Испытание оклеечных швов с использованием стандартного динамометра

Рис. 111.9.3. Испытание оклеечных швов с использованием стандартного динамометра

Проведенные исследования убеждают в том, что для глубокого изучения герметика и конкретного деформационного шва необходимы стендовые испытания, так как никакое другое лабораторное оборудование не может воспроизвести возможные натурные деформации.

Приложения

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >