RU242598U1 - Элемент композитного железобетонного изделия - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к полимерно-бетонным конструкциям различного назначения, в том числе для водоснабжения, водоотведения, тепловых сетей, кабельных сетей и т.д., а именно к элементам железобетонных изделий, изготовленных из композитных материалов, обладающих повышенной долговечностью и возможностью неразрушающего контроля герметичности сварных швов. Элемент композитного железобетонного изделия, включающий монолитную стеновую часть, внутренняя поверхность которой футерована полимерным защитным листом с анкерными элементами. Причем на торцевой поверхности стеновой части на стыке между бетонным слоем и полимерным защитным листом до зоны расположения анкерных элементов выполнена вкладка из электропроводящего материала, закрепленная на полимерном защитном листе металлическими вставками. Технический результат заключается в обеспечении возможности неразрушающего инструментального контроля качества сварных швов на стыках между полимерно-железобетонными элементами, а именно сварного шва между полимерным защитным листом элементов, а также в повышении надежности и долговечности всего изделия.

Description

Полезная модель относится к полимерно-бетонным конструкциям различного назначения, в том числе для водоснабжения, водоотведения, тепловых сетей, кабельных сетей и т.д., а именно в оборудовании (совмещении) полимерно-железобетонных изделий специальной металлической вставкой, размещаемой в полимерно-бетонных изделиях в районе стыка между элементами изделий для проведения неразрушающего контроля качества полимерного сварного шва между футерованных элементов железобетонных конструкций при монтаже конструкции на объекте.

Футеровка полимерным листом в железобетонных колодцах используется для предохранения основного конструкционного материала – железобетона – от негативного воздействия внутренних агрессивных факторов, таких как влага, газовая эрозия, агрессивные химические вещества и т.д. на бетон, что позволяет продлить эксплуатационный срок изделия и увеличить его надежность, а также полимерный внутренний слой элементов после проведения сварки между полимерными листами создает замкнутый полимерный контур, который обеспечивает герметичность конструкции и защищает от попадания внутренней среды инженерной сети в грунт и попадания грунтовых вод в инженерную сеть.

Футеровка элементов изделий выполняется на этапе производства. При установке полимерно-бетонной конструкции на объекте для обеспечения герметичности, помимо соединения железобетонных элементов конструкции между собой приваркой металлических закладных, необходимо соединить листы футеровки, чтобы обеспечить герметичный контур всего изделия. При монтаже конструкций на объекте, полимерный лист между элементами конструкции спаивается (сваривается) между собой. Такое соединение выполняется методом экструзионной сварки ручным инструментом. При спайке всех листов между собой образуется замкнутый полимерный контур, конструкция становится герметичной. Но существует ряд проблем, которые могут привести к нарушению качества сварного шва между полимерными листами при монтаже и вследствие нарушения герметичности конструкции при эксплуатации. Во-первых, так как рабочему приходится выполнять операцию сварки полимерных листов между собой в стесненных условиях ручным способом, качество сварного шва периодически может нарушаться на некоторых участках. Во-вторых, при спайке листа возникают невидимые глазу нарушения качества сварного шва полимерных панелей, которые невозможно выявить визуально. Невидимые глазу нарушения сварного шва полимерных панелей в процессе эксплуатации могут привести к нарушению герметичности конструкций.

В связи с этим требуется технология неразрушающего контроля качества полимерного сварного шва.

Из уровня техники известен элемент композитного железобетонного изделия, патент на полезную модель RU 187646 «Кольцо колодезное», опубл. 14.03.2019. Кольцо колодезное включает полую железобетонную основу цилиндрической формы, соединенную с листовой защитной облицовкой, образованной, например, из полимерных листов толщиной от 3 мм до 10 мм, выполненных, например, из полиэтилена низкого давления, полиэтилена среднего давления или полипропилена. Листовая защитная облицовка 2 может состоять из одного или двух или трех листов, соединенных друг с другом сваркой, например, методом контактно стыковой сварки.

Недостатком данного технического решения является низкая герметичность конструкции. При стыковке элементов сложно контролировать качество получаемого шва, в результате чего в процессе эксплуатации возникают аварийные ситуации.

Для контроля герметичности полотна известно применение метода искрового неразрушающего контроля. Так, например, из патента CN106522283 на изобретение «Защитная ПВХ-футеровка, а также способ ее установки и обнаружения протечек при установке», опубл. 22.03.2017. Изобретение раскрывает защитную облицовку из ПВХ и способ ее установки и обнаружения протечек при установке. Защитная облицовка из ПВХ содержит лист облицовки и Т-образный анкер, выступающий на поверхности листа облицовки, расположенный с одной стороны листа облицовки со стороны бетона. Способ установки следующий: расположить сторону футеровочного листа с Т-образным анкером по направлению к залитому железобетону, и ввести Т-образный анкер в железобетон, взаимно перекрыв края длинных сторон двух соседних листов футеровки и перекрыв края коротких сторон; вставить токопроводящую металлическую проволоку для обнаружения утечек с длинной стороны в область перекрытия длинной стороны и токопроводящую металлическую проволоку для обнаружения утечек с короткой стороны в область перекрытия короткой стороны; и выполнить сварку с помощью сварочного пистолета с горячим воздухом.

Недостатком данного решения является то, что оно подразумевает выполнение сварки футеровочных листов в условиях производства и на плоской горизонтальной поверхности, при этом проволока располагается между свариваемыми листами. Таким образом проволока находится в незакрепленном состоянии, поэтому при монтаже колодца невозможно удержать токопроводящую проволоку в фиксированном положении между двумя листами футеровки соединяемых элементов. Также недостатком данного решения является применение футеровочного листа с Т-образным анкером, так как бетон плохо затекает и закрепляет лист с Т-образным анкером, в результате чего могут образовываться пустоты и лист может отходить от конструкции.

Таким образом, технической проблемой является создание композитного железобетонного изделия, состоящего из элементов, характеризующегося надежностью и долговечностью изделия с сохранением гидроизоляционных свойств конструкции.

Технический результат заключается в обеспечении возможности точного инструментального неразрушающего контроля качества сварных швов защитным листом на стыках между полимерно-бетонными элементами конструкции, что приводит к повышению надежности и долговечности изделия в целом.

Технический результат достигается тем, что элемент композитного железобетонного изделия, включающий железобетонную основу, внутренняя поверхность которой футерована полимерным защитным листом с анкерными элементами, согласно полезной модели, на торцевой поверхности железобетонной основы на стыке между железобетонным слоем и полимерным защитным листом до зоны расположения анкерных элементов, выполнена вкладка из электропроводящего материала, закрепленная на полимерном защитном листе металлическими вставками.

В частности, введение вкладки из электропроводящего материала, закрепленной металлическими вставками на торцевой поверхности железобетонной основы, обеспечивает возможность проведения неразрушающего контроля с помощью высоковольтных дефектоскопов после изготовления и монтажа изделия. Это позволяет своевременно выявлять скрытые дефекты сварных швов, трещины или поры, что существенно увеличивает долговечность и безопасность эксплуатации изделия. Кроме того, закрепление вкладки металлическими вставками обеспечивает надежное механическое соединение, предотвращая ее смещение или повреждение при транспортировке и эксплуатации. В результате достигается повышение качества изготовления, сокращение ремонтных работ, связанных с обнаружением и устранением дефектов, а также увеличение срока службы композитных железобетонных конструкций.

Возможны варианты развития основного технического решения, заключающиеся в том, что:

- изделие представляет собой элемент сборной полимерно-железобетонной конструкции, выполненный из бетона класса не менее В15;

- полимерный защитный лист выполнен с V-образными анкерными элементами;

- полимерный защитный лист имеет толщину не менее 2 мм;

- полимерный защитный лист имеет анкерные элементы длиной не менее 10 мм;

- вкладка из электропроводящего материала выполнена в виде металлической ленты или проволоки;

- металлические вставки выполнены в виде штифтов, скоб или хомутов, а также иных форм, приваренных или установленных в полимерный защитный лист.

Таким образом, благодаря совокупности существенных признаков полезной модели удалось повысить надежность и эффективность контроля качества сварных швов на стыках между железобетонным слоем и полимерным защитным листом за счет размещения вкладки из электропроводящего материала, закрепленной металлическими вставками, что в целом повышает надежность и долговечность изделия.

Элемент композитного железобетонного изделия, в частности, колодезное кольцо (секция цилиндра), полукольцо, кольцо с дном, плита бетонной камеры, резервуара и т.д. с вкладкой из электропроводящего материала включает железобетонную основу, соединенную с листовой защитной оболочкой, содержащий вкладку из электропроводящего материала на торце. Защитная оболочка представляет собой полимерный защитный лист с V-образными анкерами, который закладывается при изготовлении элемента. Вкладка из электропроводящего материала располагается между защитной оболочкой и железобетонной основой, а также может быть закреплена на месте при помощи крепежных элементов или приклеиванием, таким образом, вкладка сохраняет свою неподвижность при относительном перемещении элементов при установке. Для надежности соединения и герметизации защитная оболочка должна выступать за край железобетонной основы элемента и входить в другой элемент.

Примеры конкретного исполнения предлагаемой полезной модели и ее практическая применимость поясняются нижеследующим описанием и чертежами:

фиг. 1 – общий внешний вид композитного железобетонного изделия;

фиг. 2 – фрагмент торцевой части с закрепленной электропроводящей вкладкой (увеличенное изображение);

фиг. 3 – футеровка композитного железобетонного изделия.

Заявляемая полезная модель представляет собой сборное железобетонное изделие, состоящее из монолитных элементов с полимерной футеровкой, произведенной при заводском изготовлении изделия. Железобетонная основа 1 изделия выполнена из класса бетона не менее В15 Внутренняя поверхность железобетонной основы 1 футерована полимерным защитным листом 2 из полиэтилена низкого давления толщиной не менее 2 мм в процессе производства изделия и является неотъемлемой частью изделия, полимерный защитный лист 2 снабжен V-образными анкерными элементами 3 длиной не менее 10 мм, расположенными с шагом не менее 10 мм. На торцевой поверхности железобетонной основы 1, на стыке между железобетонным слоем и полимерным защитным листом 2, до зоны расположения анкерных элементов 3, размещена вкладка 4 из электропроводящего материала в виде металлической ленты толщиной не менее 0,1 мм и шириной не менее 5 мм либо металлической проволоки толщиной не менее 0,5 мм. Вкладка 4 закреплена на полимерном защитном листе 2 с помощью металлических вставок 5 в виде П-образных скоб из нержавеющей стали. Скобы закреплены за счет установки между полимерным защитным листом и железобетонной основой с шагом 250 мм и прижимают металлическую вкладку 4 к поверхности полимерного защитного листа 2.

Вкладка 4 представляет собой металлическую контактную плоскую ленту, либо круглую тонкую проволоку, устанавливаемую в зазор между полимерным защитным листом 2 и железобетонным слоем железобетонной основы 1 и закрепленную металлическими вставками 5. Вкладка 4 закладывается в зазор между бетоном и полимерным защитным листом до анкерных элементов 3 и не нарушает сцепление между бетоном и полимерным защитным листом, круглая проволока также располагается в зазоре и не влияет на основную конструкцию.

Технология, которая позволяет неразрушающим методом произвести проверку качества сварного шва полимерного защитного листа изделий полимерно-бетонных конструкций (ПБК) между собой для обеспечения герметичности, представляет собой производство изделий с вкладкой из проводникового металла, за счет которого после сборки изделия можно с помощью высоковольтного дефектоскопа детектировать малейшие нарушения сварного шва, невидимые глазу. Дефектоскоп подает высокое напряжение, при наличии невидимых глазу дефектов сварного шва образуется видимая глазу искра, которая позволяет моментально обнаружить все дефекты на этапе сборки.

При монтаже двух элементов их полимерные защитные листы 2 соединяются экструзионной сваркой с образованием сварного шва. Для контроля качества сварного шва к вкладке 4 из электропроводящего материала подключается первый электрод высоковольтного дефектоскопа. Второй электрод дефектоскопа выполнен в виде щупа с графитовой насадкой, которым проводят по поверхности сварного шва. При наличии в сварном шве дефектов (пор, непроваров) происходит электрический пробой, сопровождающийся видимой искрой, что позволяет локализовать и устранить дефект.

Предложенное выполнение элемента композитного железобетонного изделия позволяет осуществлять надежный, быстрый и простой контроль герметичности сварных соединений полимерной футеровки непосредственно на месте монтажа, обеспечивая тем самым повышение надежности и долговечности сооружения в целом.

Монтаж колодца с использованием заявленного элемента композитного железобетонного изделия осуществляют следующим образом. После подготовки основания первый железобетонный элемент с помощью подъемной техники (к примеру, с помощью подъемного крана) устанавливается. Торцы второго элемента перед стыковкой очищаются от загрязнений. При монтаже элементы аккуратно совмещаются без ударов, чтобы не повредить полимерные борта с металлическими контактными закладными.

Стык между полимерными листами элементов сваривается экструзионным методом с образованием шва по всей длине соприкосновения элементов для образования замкнутого контура. После остывания шва (через 15-20 минут) оператор сканирует поверхность сварного шва высоковольтным дефектоскопом.

При отсутствии дефектов разряда не происходит. Если в шве есть микротрещины или поры, возникает видимая искра, точно указывающая на дефектное место. Обнаруженные дефекты перевариваются, после чего контроль повторяется.

Главные преимущества: возможность мгновенной проверки каждого шва непосредственно после сварки, объективный инструментальный контроль вместо визуального, и устранение дефектов до начала эксплуатации, что гарантирует 100% герметичность колодца и исключает ремонтные работы в будущем.

Пример проведения испытаний:

Испытание на заводе-изготовителе.

С помощью тестера проверяется электрическая непрерывность металлической ленты по всему периметру элемента, что подтверждает ее целостность после изготовления и транспортировки.

Испытание на монтаже.

Два элемента устанавливаются друг на друга. Специалист производит экструзионную сварку стыка полимерных листов. После остывания шва высоковольтным дефектоскопом проводят проверку по всей длине сварного шва. При отсутствии дефектов пробоя не происходит. В случае наличия непровара или поры возникает видимая искра. Дефектное место маркируется и переваривается. Процедура повторяется до получения идеального результата.

Таким образом, заявленная полезная модель позволяет осуществлять надежный контроль герметичности сварных соединений полимерной футеровки непосредственно, обеспечивая тем самым повышение надежности и долговечности сооружения в целом.

Claims (9)

1. Элемент композитного железобетонного изделия, включающий железобетонную основу, внутренняя поверхность которой футерована полимерным защитным листом с анкерными элементами, отличающийся тем, что на торцевой поверхности железобетонной основы на стыке между железобетонным слоем и полимерным защитным листом до зоны расположения анкерных элементов, выполнена вкладка из электропроводящего материала, закрепленная на полимерном защитном листе металлическими вставками.

2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что изделие представляет собой элемент сборной полимерно-железобетонной конструкции, выполненный из бетона класса не менее В15.

3. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что полимерный защитный лист выполнен с V-образными анкерными элементами.

4. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что полимерный защитный лист имеет толщину не менее 2 мм.

5. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что полимерный защитный лист имеет анкерные элементы длиной не менее 10 мм.

6. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что вкладка из электропроводящего материала выполнена в виде металлической ленты.

7. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что вкладка из электропроводящего материала выполнена в виде металлической проволоки.

8. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что металлические вставки выполнены в виде штифтов, скоб, установленных в полимерный защитный лист.

9. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что металлические вставки выполнены в виде хомутов, установленных в полимерный защитный лист.