Устройство для определения водопоглощения строительной конструкции и способ определения водопоглощения строительной конструкции
Изобретение относится к области строительства, а именно к устройствам и способам для исследования и ремонта строительных конструкций различного назначения, и может быть использовано в применяемых в настоящее время технологиях, которые позволяют проводить укрепление фундаментов и строительных конструкций путем инъектирования в поры и трещины различных укрепляющих составов. Техническим результатом изобретения является проведение измерений непосредственно в обследуемом сооружении без взятия образцов. Устройство для определения водопоглощения строительной конструкции включает заглушенный с одного конца трубчатый корпус, коаксиально со стороны заглушенного конца трубчатого корпуса установлены две эластичные манжеты и промежуточный толкатель. В промежуточном толкателе выполнены сквозные отверстия для сообщения полости трубчатого корпуса с окружающим пространством. Со стороны не заглушенного конца на трубчатом корпусе расположен нажимной элемент, центральная полость трубчатого корпуса гидравлически связана с мерным объемом. Способ определения водопоглощения строительной конструкции заключается в создании полости в виде скважины в ремонтируемой строительной конструкции и определении водопоглощения на отдельных участках строительной конструкции, примыкающих к стенкам упомянутой скважины. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области строительства, а именно к устройствам и способам для исследования и ремонта строительных конструкций различного назначения, и может быть использовано в применяемых в настоящее время технологиях, которые позволяют проводить укрепление фундаментов и строительных конструкций путем инъектирования в поры и трещины различных укрепляющих составов, содержащих в качестве добавки минеральные дисперсные порошки с высокой удельной поверхностью и тонкопористой структурой, например бентонит, или при проведении работ с использованием полимерных, например эпоксидных или гидроактивных полиуретановых составов с вязкостью в неотвержденном состоянии от 15 до 1200 мПа·с, что позволяет производить качественную закачку при ведении широкого спектра укрепляющих или гидроизоляционных работ.
При проведении подобных работ в строительных конструкциях необходимо предварительно произвести обследование конструкции для определения ее состояния. Одним из показателей состояния строительной конструкции является водопоглощение материала, из которого она состоит и, в особенности, в тех случаях, когда этот материал пористый, как например, бетон или кирпич. Гигроскопичность бетона оказывает влияние на долговечность конструкции. Величина водопоглощения бетона зависит от числа и размеров открытых пор. Защитные свойства бетона снижаются с увеличением пористости. Для хорошего бетона коэффициент водопоглощения не превышает 0,5 кг/м2/ч. В полевых условиях водопоглощение может быть приблизительно оценено при помощи трубки Карстена, предназначенной для определения водопоглощения поверхностью материала. С помощью этой методики проводится также и оценка качества мероприятий по гидрофобизации кирпичной кладки при консервации и долговременной защите фасадов реставрируемых домов.
Комплект трубки Карстена (фиг.1) состоит из градуированных вертикальной и горизонтальной тестовых трубок, пластиковой промывалки и уплотняющей массы.
Недостатком этого прибора является невозможность определения водопоглощения материала внутри обследуемой конструкции.
Для определения интенсивности миграции влаги через бетон с трещинами может быть использовано устройство, включающее камеру, заполненную фильтрующей средой, контактирующей с поверхностью образца, и мерный сборник фильтрата для измерения его количества (см. патент РФ на полезную модель №43652 от 26.07.2004).
Недостатком данного прибора является невозможность проведения измерений непосредственно в обследуемом сооружении.
Изобретение направлено на решение задачи по созданию устройства, а также способа его применения, которые обеспечивают возможность определения водопоглощения строительной конструкции в различных ее местах без взятия образцов. При этом водопоглощение материала строительной конструкции определяется внутри самой конструкции.
Поставленная задача решена за счет того, что устройство для определения водопоглощения строительной конструкции включает заглушенный с одного конца трубчатый корпус, на котором коаксиально, со стороны заглушенного конца, установлены две эластичные манжеты и размещенный между ними промежуточный толкатель. В промежуточном толкателе и в трубчатом корпусе на участке, охваченном промежуточным толкателем, выполнены сквозные отверстия для сообщения полости трубчатого корпуса с окружающим пространством. Со стороны не заглушенного конца на трубчатом корпусе расположен нажимной элемент, кинематически связанный через основной толкатель с одной из эластичных манжет. Центральная полость трубчатого корпуса со стороны не заглушенного конца трубчатого корпуса гидравлически связана с мерным объемом.
Целесообразно нажимной элемент выполнять в виде нажимной гайки, образующей кинематическую пару с резьбой, выполненной на наружной поверхности трубчатого корпуса.
Для обеспечения измерения водопоглощения материала конструкции через горизонтальные скважины целесообразно внутреннюю полость трубчатого корпуса со стороны не заглушенного конца посредством дополнительного канала сообщить с атмосферой.
Поставленная задача в части способа определения водопоглощения строительной конструкции решается за счет того, что создают полость в виде скважины в ремонтируемой строительной конструкции, определяют водопоглощение на отдельных участках строительной конструкции, примыкающих к стенкам упомянутой скважины. Для определения водопоглощения строительной конструкции используют устройство, которое включает заглушенный с одного конца трубчатый корпус, на котором коаксиально, со стороны заглушенного конца, установлены две эластичные манжеты и размещенный между ними промежуточный толкатель. В промежуточном толкателе и в трубчатом корпусе на участке, охваченном промежуточным толкателем, выполнены сквозные отверстия для сообщения полости трубчатого корпуса с окружающим пространством. Со стороны не заглушенного конца на трубчатом корпусе расположен нажимной элемент, кинематически связанный через основной толкатель с одной из эластичных манжет. Центральная полость трубчатого корпуса со стороны не заглушенного конца трубчатого корпуса гидравлически связана с мерным объемом. Нажимной элемент может быть выполнен в виде нажимной гайки, образующей кинематическую пару с резьбой, выполненной на наружной поверхности трубчатого корпуса. Для обеспечения измерения водопоглощения материала конструкции через горизонтальные скважины внутренняя полость трубчатого корпуса со стороны не заглушенного конца посредством дополнительного канала сообщена с атмосферой.
Устройство для определения водопоглощения строительной конструкции поясняется двумя чертежами, где на фиг.2 показан вариант выполнения устройства для измерения водопоглощения материала конструкции через вертикально расположенные скважины, проведенные в теле конструкции, например, при исследовании проезжей части мостов, дорог, верхней части фундаментов и т.д.
На фиг.3 показан вариант выполнения устройства для измерения водопоглощения материала конструкции через горизонтальные скважины, проведенные в теле конструкции, например, при исследовании вертикально расположенных конструкций, таких как средняя часть опор мостов, стены коллекторов, тоннелей и т.д.
Устройство для определения водопоглощения строительной конструкции (фиг.2) содержит заглушенный с одного конца трубчатый корпус 1, на котором коаксиально, со стороны заглушенного конца, установлены две эластичные манжеты 2 и 3, каждая из которых с обеих сторон ограничена шайбами 4. Манжета 2 установлена с возможностью ограниченного перемещения в осевом направлении под действием осевого усилия, создаваемого нажимным элементом и передаваемого посредством основного толкателя 5 через шайбу 4 на эластичную манжету 2. Через эластичную манжету 2 и вторую шайбу 4 осевое усилие передается на промежуточный толкатель 6, размещенный между манжетами 2 и 3. Промежуточный толкатель под действием осевого усилия смещается вдоль трубчатого корпуса 1 и через третью шайбу 4 воздействует на эластичную манжету 3, которая через четвертую шайбу 4 упирается в дно трубчатого корпуса 1. В промежуточном толкателе 6 и в трубчатом корпусе 1 на участке, охваченном промежуточным толкателем, выполнены сквозные отверстия 7 для сообщения полости трубчатого корпуса с окружающим пространством.
Со стороны не заглушенного конца на наружной поверхности трубчатого корпуса 1 выполнена резьба, образующая кинематическую пару с нажимной гайкой 8, передающей осевое усилие на основной толкатель 5 через нажимную шайбу 9.
Центральная полость трубчатого корпуса 1 со стороны не заглушенного конца трубчатого корпуса гидравлически связана с мерным объемом. На фиг.2 представлен вариант выполнения мерного объема в виде трубки с двумя открытыми концами, расположенной соосно с трубчатым корпусом 1. Для отсчета объема воды, поглощенной при испытании, предназначена шкала 10, закрепленная рядом с трубкой 11.
Для обеспечения измерения водопоглощения материала конструкции через горизонтальные или наклонные скважины применяется вариант исполнения, показанный на фиг.3. В этом варианте мерный объем выполнен в виде трубки 11, ось которой расположена перпендикулярно центральной оси трубчатого корпуса 1. Чтобы предотвратить образование воздушных пробок при заливке воды внутрь расположенных наклонно или горизонтально скважин, внутренняя полость трубчатого корпуса 1 со стороны не заглушенного конца сообщена с атмосферой посредством дополнительного канала 12.
Работа устройства и способ определения водопоглощения строительной конструкции осуществляются следующим образом.
В конструкции, подлежащей обследованию, бурится скважина диаметром на 1-5 мм больше исходного наружного диаметра эластичных манжет и глубиной, равной проектной глубине обследования строительной конструкции. В пробуренную скважину вставляется трубчатый корпус устройства на ту глубину, на которой необходимо провести первый замер. Вращая нажимную гайку 8, перемещают основной толкатель 5 вдоль трубчатого корпуса 1. Основной толкатель 5, перемещаясь вдоль трубчатого корпуса 1, сжимает первую эластичную манжету 2 и передающимся через промежуточный толкатель 6 усилием воздействует на эластичную манжету 3. Поскольку эластичная манжета 3 с одного конца зафиксирована от осевого перемещения, обе манжеты деформируются и фиксируют трубчатый корпус 1 в скважине на выбранной глубине, герметизируя полость, образующуюся между наружным диаметром промежуточного толкателя 6 и стенками скважины. Затем в мерную емкость заливается вода, которая через отверстия 7 поступает в скважину непосредственно на обследуемом участке конструкции. По шкале 10, расположенной рядом с трубкой 11, определяют количество воды, поглощенной конструкцией, за определенное время. Например, как отмечалось выше, для хорошего бетона коэффициент водопоглощения не превышает 0,5 кг/м2 /ч. Водопоглощение других материалов определяют предварительно в лабораторных условиях и составляют тарировочные таблицы, пользуясь которыми можно определить водопоглощение материала конструкции непосредственно на стройплощадке или в полевых условиях. Сравнивая замеренное количество воды с заранее составленными тарировочными таблицами, характеризующими зависимость водопоглощения материала конструкции от его пористости, можно определить не только состояние конструкции, но и наличие, а также расположение зон с аномально повышенным водопоглощением, т.е. зон с нарушенной структурой материала. Данные замеры могут быть проведены на всю глубину пробуренной скважины и по всему обследуемому сооружению.
В дальнейшем полученные результаты могут быть использованы для проведения ремонтных работ, например работ по гидроизоляции участка конструкции, на котором выявились опасные нарушения, характеризующиеся повышенным водопоглощением. При этом могут быть использованы скважины, в которых проводились замеры.
Для этого в скважинах на участках увеличенного водопоглощения размещают, например, инъекторы, через которые производят нагнетание гидроизоляционного раствора.
Таким образом, предложенные способ и устройство для определения водопоглощения строительной конструкции позволяют оперативно осуществлять не только контроль состояния конструкции, но и позволяют сократить трудозатраты при проведении определенных ремонтных работ.
1. Устройство для определения водопоглощения строительной конструкции, включающее заглушенный с одного конца трубчатый корпус, на котором коаксиально со стороны заглушенного конца установлены две эластичные манжеты и размещенный между ними промежуточный толкатель, при этом в промежуточном толкателе и в трубчатом корпусе на участке, охваченном промежуточным толкателем, выполнены сквозные отверстия для сообщения полости трубчатого корпуса с окружающим пространством, а со стороны незаглушенного конца на трубчатом корпусе расположен нажимной элемент, кинематически связанный через основной толкатель с одной из эластичных манжет, причем центральная полость трубчатого корпуса со стороны незаглушенного конца трубчатого корпуса гидравлически связана с мерным объемом.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нажимной элемент выполнен в виде нажимной гайки, образующей кинематическую пару с резьбой, выполненной на наружной поверхности трубчатого корпуса.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что внутренняя полость трубчатого корпуса со стороны незаглушенного конца посредством дополнительного канала сообщена с атмосферой.
4. Способ определения водопоглощения строительной конструкции, заключающийся в создании полости или нескольких полостей в виде скважины в ремонтируемой строительной конструкции, определении водопоглощения на обследуемых участках строительной конструкции, примыкающих к стенкам каждой скважины посредством устройства для определения водопоглощения строительной конструкции, выполненного в соответствии с любым из пп.1-3, при этом величину водопоглощения определяют как количество воды, излившейся из мерного объема относительно единицы площади поглощающей поверхности, за установленный отрезок времени.
