Строительство

«Мягкая плотина»

«Мягкая плотина» — таково название изобретения, на которое выдан отечественный патент №12965, МПК (2009): E02B7/00 (заявитель и патентообладатель: Республиканское научное дочернее унитарное предприятие «Институт мелиорации»). Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано для временной аккумуляции воды.

Цель изобретения — упрощение конструкции плотины, снижение утечек воды, снижение трудоемкости ее перевозки и установки.

Сущность изобретения заключается в том, что за счет прижима горизонтально расположенной части полотна ко дну естественного русла или канала и возникающих за счет этого сил трения между полотном и дном отпадает необходимость крепления нижней части плотины. Усилия, воздействующие на плотину, воспринимаются тросом, закрепленным в верхней части полотна, и силами трения между полотном и дном. При этом также за счет прижима горизонтально расположенной части полотна ко дну снижаются утечки воды.

Отмечается, что созданная плотина обладает низкой материалоемкостью, является простой в монтаже. Это позволяет быстро, без значительных трудозатрат производить сбор воды на неглубоких каналах и водотоках. Ее можно легко перевозить и переустанавливать. Это может быть необходимо, например, при промывке дренажных трубопроводов, когда из-за малой глубины воды в канале невозможно произвести забор воды из него и приходится совершать длительные переезды к глубокому водоему.

К области механизации транспортирования

К области механизации транспортирования сыпучих материалов ленточными конвейерами (в частности ягод клюквы крупноплодной при уборке плантаций промышленным водным способом) относится изобретение «Ленточный конвейер» на которое выдан отечественный патент №14896, МПК(2006.01): B65G15/00 (заявитель и патентообладатель: Республиканское научное дочернее унитарное предприятие «Институт мелиорации»).

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных показателей ленточных конвейеров путем предотвращения буксования транспортной ленты.

Поставленная задача решается использованием в ленточном конвейере вакуумного прижатия транспортной ленты к приводному барабану.

Отмечается, что при эксплуатации экспериментального образца ленточного конвейера авторами установлено, что заявленное устройство обеспечивает повышение производительности труда на 45 % даже при повышенной влажности в зоне контакта (в случае перемещения влажных материалов или же при атмосферных осадках).

При осушении сельскохозяйственных земель

При осушении сельскохозяйственных земель (а также строительных площадок, футбольных полей и других объектов на слабопроницаемых грунтах) можно воспользоваться технической разработкой белорусских ученых «Дренажное устройство» (патент РБ на изобретение №15513, МПК (2006.01): E02B11/00; заявитель и патентообладатель: Республиканское научное дочернее унитарное предприятие «Институт мелиорации»). Целью изобретения является повышение интенсивности отвода избыточных поверхностных и почвенно-грунтовых вод, улучшение мелиоративного состояния почвы путем увеличения площади соприкосновения дренажного фильтра с грунтом.

 

Как следует из первого пункта формулы изобретения, предложенное дренажное устройство включает в свою конструкцию дренажную трубу с фильтром (укладываемую по дну траншеи) и геотекстильное полотно (укладываемое вертикально вдоль стенки траншеи под участками скопления поверхностных вод и поверх фильтра дренажной трубы). При этом коэффициент продольной фильтрации геотекстильного полотна должен не менее чем в 10 раз превышать коэффициент фильтрации грунта.

Второй пункт формулы изобретения гласит: «Устройство по п. 1, отличающееся тем, что геотекстильное полотно имеет толщину не менее 0,001 м».

Поясняется, что заявленное дренажное устройство не препятствует проведению сельскохозяйственной обработки почвы, поскольку оно имеет невысокую прочность на разрыв, само может повреждаться в верхней части без существенного влияния на его работоспособность. Если обработка почвы на осушаемом участке с применением предлагаемого дренажного устройства не предусматривается, то допускается укладка геотекстильного полотна от верха дренажной траншеи.

Предлагаемая конструкция обеспечивает увеличение притока воды к дрене и тем самым повышает эффективность осушения за счет повышенной продольной фильтрации воды по геотекстильному полотну.

Подчеркивается, что применение данного устройства при осушении слабопроницаемых грунтов существенно усилит осушительное действие дренажа и уменьшит затраты на строительство (поскольку не потребуются дорогостоящие водопоглотительные колонки или засыпка дренажных траншей фильтрующим материалом). Предлагаемое устройство может быть применено и к другим видам грунтов, где требуется быстрый отвод поверхностной воды.

Свайные фундаменты и опоры для возведения строительных конструкций

Тремя эффективными, на наш взгляд, разработками свай и свайных фундаментов в строительстве являются технические решения кафедры технологии строительного производства Брестского государственного технического университета: свайная опора (патент Республики Беларусь на полезную модель № 8603), буронабивная свая (патент № 8370) и третья разработка – свая (заявка на патент Республики Беларусь).

Свайная опора, по сравнению с другими аналогичного назначения, весьма проста в изготовлении, минимально металлоёмка (металлический только ствол), дешева и технологична в производстве. На таких опорах можно возводить заборы, ворота, строить дачные, приусадебные здания и другие самые разнообразные надземные сооружения.

Свайная опора до погружения в скважину представляет собой профильную металлическую трубу 1 с раскрывающимися лопастями 2, изготовленными из разрезанных продольными прорезями 3 участков стенки на нижнем конце трубы (рис. 1). Сама труба 1 в поперечном сечении выполнена квадратного коробчатого профиля (патент № 8603). Также она может быть изготовлена и прямоугольного коробчатого сечения. Оба типа коробчатых профилей выпускаются отечественной промышленностью и они дешевле круглых металлических труб, приблизительно равных с коробчатыми по площади поперечного сечения ствола.

Продольные прорези 3 выполняют на боковых рёбрах трубы 1 с помощью фрезы или резца на фрезерном или отрезном станках, газового или керосинового резака либо, даже, на заточном (шлифовальном) станке, а также вручную с использованием ножовки по металлу. Причём, чем больше длина лопастей 2 и длина продольных прорезей 3, тем больше будет раскрытие лопастей в скважине и тем больше будет создаваться уширение в грунте.

После пробуривания в грунте скважины любым инструментом, механизмом, устройством или машиной требуемой глубины и большего (по сравнению с размерами поперечного сечения трубы 1) диаметра в неё опускают (сбрасывают) теряемый башмак 4, предварительно отобранный из природного или искусственного камня в виде валуна округлой формы или шарообразного тела, а затем приступают к раскрытию лопастей 2 путём забивки трубы 1 (рис. 2). В связи с большими размерами башмака 4 в поперечном сечении (по сравнению с размерами поперечного сечения трубы 1), но меньшими по сравнению с диаметром скважины, лопасти 2 трубы 1 начинают скользить и разъезжаться по башмаку 4 (валуну) в стороны и врезаться в стенки скважины, создавая в ней уширение и саму свайную опору. После достаточного раскрытия лопастей 2 в скважине (о чём можно судить визуально и инструментально на осадке трубы 1 в скважине) приступают к послойной обратной засыпке скважины грунтом, песком, щебнем с тщательным уплотнением каждого слоя. В результате в грунте образуется свайная опора весьма высокой несущей способности по грунту основания на действие как вертикальной вдавливающей нагрузки, так и горизонтальной.

В БрГТУ разработаны также второй (патент Республики Беларусь № 8370) и третий (заявка на патент Республики Беларусь) варианты устройства свайных опор (бурозабивная свая и свая), отличающихся от первого формой выполнения ствола и материалом сваи.

В бурозабивной свае ствол выполнен круглым из металлической трубы 1 с раскрывающимися лопастями 2, выполненными из разрезанных продольными прорезями 3 участков стенки на нижнем конце ствола (рис. 3). В дальнейшем под воздействием забивки лопасти 2 в скважине раскрываются, превращаясь в свайную опору в грунте (рис. 4).

В свае ствол 1 выполнен деревянным из круглого леса (кругляка), а раскрывающиеся лопасти 2-металлическими, прикреплёнными к стволу гвоздями или шурупами 5 (рис. 5). Раскрытие лопастей 2 в скважине выполняют также забивным способом (рис. 6).

В остальном конструкции свайной опоры, бурозабивной сваи и сваи схожи, а технологии их устройства в предварительно пробуренные в грунте скважины аналогичны.

При определённых условиях все три конструкции могут принести значительный экономический эффект от внедрения в практику строительства, в частности на слабых грунтах Республики Беларусь.

 

В.П. Чернюк, доцент кафедры технологии строительного производства

Брестского государственного технического университета, к.т.н.

Архитектура ближайшего будущего. Большепролётные светопрозрачные здания и сооружения

Сегодня наступила удивительная эпоха развития строительных технологий.

Сегодня пришло время, когда почти любые – самые смелые архитектурные идеи могут быть реализованы. И основными факторами, сдерживающими воплощение в жизнь всех значимых проектов современных архитекторов, уже чаще являются не отсутствие технических возможностей для строительства большого и сложного объекта, но лишь: польза будущего сооружения (его востребованность), а так же время и цена его реализации.

Во все времена люди стремились создать и максимально расширить искусственную среду своего безопасного и комфортного обитания. А архитектура, как инструмент этих устремлений, с самого своего зарождения и на всех этапах развития всегда старалась использовать имеющиеся технические возможности и существующие эстетические воззрения в обществе для удовлетворения этих потребностей.

Всматриваясь в отдельные сегодняшние архитектурные шедевры, невольно задумываешься, а не начала ли современная архитектура во многом терять понимание своего истинного предназначения и в ущерб логике и здравому смыслу всё больше увлекаться вычурными формами проектируемых зданий, погоней за показной эффектностью и безвольным потаканием безвкусице заказчиков? А ведь так хочется верить, что устремления нашей архитектуры, в соответствие современным насущным требованиям общества и, главное, существующим техническим возможностям строительной индустрии, будут направлены на создание больших открытых и хорошо защищённых от внешней среды пространств, в которых много естественного света и комфорта.
more_horiz Читать полностью

Бетонные конструкции станут прочнее

Композиция ингредиентов для получения состава, предназначенного для обработки цементного бетона, разработана в Институте механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси (отечественный патент на изобретение №15199, МПК (2006.01): C04B41/68; авторы изобретения: В.Шаповалов, И.Злотников, В.Дубодел; заявитель и патентообладатель: это Государственное научное учреждение). Изобретение относится к составам для поверхностной обработки бетонов на основе портландцемента и может быть использовано для повышения механической прочности и «атмосферостойкости» бетонных и железобетонных изделий и конструкций. Предложенная композиция ингредиентов имеет более простую технологию ее приготовления. 

 

Составы для обработки цементного бетона готовят следующим образом. В емкость с мешалкой заливают отмеренное количество воды и растворяют в ней силикат натрия согласно предложенной авторами рецептуре. В полученный раствор при непрерывном перемешивании небольшими порциями вливают акриловую кислоту и перемешивают в течение 10-15 минут. Если в составе дополнительно используется минеральная кислота, то ее вводят в смесь после акриловой кислоты в виде 10-20 % водного раствора (вода учитывается в общем количестве воды) и снова перемешивают. Если в составе дополнительно используется олеиновая кислота, то ее целесообразно вводить в раствор силиката натрия в первую очередь. Это ускоряет процесс ее растворения.

Применение разработанных составов значительно улучшает механические свойства бетона по сравнению с прототипом. Важно также то, что новые составы имеют большую глубину проникновения в поверхность бетона.

Для изготовления теплоизоляционных материалов

Сырьевая смесь для изготовления легких пенополистиролбетонных изделий предложена О.Г.Галузо, М.М.Мордичем, М.И.Мордичем и Д.В.Романовым из Белорусского национального технического университета (патент Республики Беларусь на изобретение №14763, МПК (2006.01): C04B38/08; заявитель и патентообладатель: упомянутое Учреждение образования). Изобретение может найти применение в промышленности строительных материалов в качестве легкого теплоизоляционного материала, применяемого при строительстве ограждающих конструкций.

 

Задачей изобретения является снижение средней плотности пенополистиролбетонных изделий. Ее решение достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления легких пенополистиролбетонных изделий включает портландцемент, дробленый пенополистирол, суперпластификатор С-3, пенообразователь «ПБ-2000», ускоритель твердения (хлористый кальций), волокна КНОП при конкретных соотношении ингредиентов.

В качестве волокон КНОП авторы используют синтетические армирующие волокна, представляющие собой неиспользуемые отходы после острига искусственного меха, состоящие из нитрона и лавсана, а также гранулы дробленого полистирольного пенопласта фракции 5-10 мм с насыпной плотностью 12 кг/м³. При этом, благодаря высокой устойчивости пены в «цементном тесте», а также введению хлористого кальция, осуществляется более быстрый «набор прочности» материала, обеспечивающий возможность получения особо легких полистиролбетонных изделий заданной плотности, теплопроводности и необходимой прочности.

Приготовление сырьевой смеси авторы проводят в две стадии с использованием основных положений технологии получения пенобетона. Подчеркивается, что, поскольку прочность материала напрямую зависит от его средней плотности, пенополистиролбетон, получаемый из заявленной сырьевой смеси, имеет более низкую прочность, но достаточную для производства теплоизоляционных материалов.

Способ строительства «дорожной одежды»

Авторы изобретения М.Насковец, П.Лыщик, С.Севрук и А.Гармаза решили задачу повышения несущей способности грунтового основания дороги за счет обеспечения равномерной передачи нагрузки по поверхности контакта «дорожной одежды» с грунтовым основанием в местах прохождения колес транспорта (патент Республики Беларусь №11893, МПК: E01C3/00; заявитель и патентообладатель: Учреждение образования «Белорусский государственный технологический университет»).

Известно, что укладка нетканых синтетических материалов (как прослойки) на грунтовое основание, характеризующееся низкой несущей способностью и неравномерностью уплотнения по ширине, приводит к неравномерности передачи колесной нагрузки по глубине, что снижает работоспособность «дорожных одежд» в местах приложения этой нагрузки.

Предлагаемый способ строительства «дорожной одежды» осуществляется следующим образом. Часть грунта из межколейного пространства перемещают в колеи и производят его уплотнение до придания каждой колее очертания в виде изобары. После этого по контуру поперечного сечения грунтового основания раскладывают одну или две перекрывающие друг друга и соединенные между собой полосы нетканого синтетического материала. Затем поверх них отсыпают слой покрытия и производят его уплотнение с приданием последнему серповидного поперечного профиля. Если грунт основания характеризуется плотностью, близкой к максимальной, использование нетканого синтетического материла не предусматривается. В этом случае, после перемещения части грунта из межколейного пространства в колеи и его уплотнения (до придания каждой колее очертания в виде изобары) сразу приступают к отсыпке и уплотнению слоя покрытия.

Устройство предлагаемой дорожной одежды эффективно на грунтовых основаниях, характеризующихся низкой несущей способностью.

Обозревал белорусские патенты Анатолий ПРИЩЕПОВ,

физик, изобретатель, патентовед

 (тел. в Беларуси 8 025 683 76 71)

Облегченная железобетонная свая

Целью сотрудников кафедры технологии строительного производства Брестского государственного технического университета в плане научной и патентно–лицензионной работы является совершенствование и разработка новых высокоэффективных и энергоэкономных технологий устройства свайных фундаментов в промышленном, гражданском и сельскохозяйственном строительстве из готовых, набивных, забивных и специальных свай. Усилия кафедры направлены так же на разработку новых прогрессивных конструкций готовых свай и свайных фундаментов, а так же способов их устройства (взамен традиционных), которые нацелены на снижение энергоемкости их погружения (устройства) – до 10–40 %, повышение несущей способности свай по грунту основания – в несколько раз, снижение метало – и материалоемкости конструкции на 20–50 %, упрощение технологии производства и качества работ, улучшение механизации производственных процессов устройства свайных фундаментов. Всего в данном направлении предложено и запатентовано несколько десятков разработок на уровне изобретений и полезных моделей, как в 2011 году, так и раньше.

Одной из таких эффективных, на наш взгляд, технических разработок является облегченная железобетонная свая, защищенная патентом РБ № 7758 на полезную модель.

Свая (см. рис.) содержит призматический ствол 1 с заостренным пирамидальным наконечником 2 и углублениями 3 на боковой поверхности ствола 1. Углубления 3 выполнены в защитном слое бетона (обычно толщина защитного слоя бетона во избежание коррозии металла и улучшения огнестойкости изделия составляет не менее5 см) до арматуры 4 (из отдельных арматурных стержней или каркаса) на боковых гранях ствола 1 в виде продольных (вдоль ствола 1) полос 5 глубиной до2,5 смтрапецеидального поперечного сечения, равной приблизительно толщине дюймовой доски.

Полосы 5 (трапеции) ориентированы меньшими основаниями 6 вглубь бетона, большими 7 – наружу, а боковые стороны 8 – скошены наружу. Поперечные размеры больших оснований выполняют меньше размера стороны поперечного сечения ствола 1 на 4–5 см.

Облегченную железобетонную сваю изготавливают в сборно-разборной или шарнирной инвентарной опалубке, к внутренним сторонам которой заранее прикрепляют (гвоздями или шурупами) трапецеидальные (строганные со сторон и по бокам) дюймовые доски (толщиной2,5 см). Перед бетонированием конструкции внутренние поверхности опалубки и строганные доски смазывают отработанным маслом (отработкой) для исключения сцепления бетона с опалубкой, затем в опалубку устанавливается арматурный каркас или арматура (как обычно). Далее производится бетонирование конструкции ствола и последующее вибрирование бетонной смеси по известной и отработанной технологии ( в опалубке) – поверхностное, глубинное, на виброплощадке и т.д. После затвердевания бетонной смеси конструкцию распалубливают и направляют на пропарку.

Конструкция предлагаемой сваи, по сравнению с известными, обладает меньшей материалоемкостью (за счет наличия большого объема углублений), пониженной энергоемкостью погружения в грунт (за счет наличия зазора между стенками сваи и

грунтом), повышенной несущей способностью по грунту основания (за счет большего периметра поперечного сечения сваи и, соответственно, большего сцепления сваи с грунтом).Расчеты показывают снижение материалоемкости (расхода бетона) изделия на 20–25 %, энергоемкости погружения (числа ударов) – до 20 %, повышение несущей способности по грунту основания длинных свай (более8 м) – на 25–30 %.

Конструкция сваи достаточно надежна и работоспособна как при погружении в грунт, так и в процессе эксплуатации (как и обычная призматическая свай, только с большим эффектом).

Имеются еще подобные конструкции энергоэкономных и эффективных конструкций забивных свай.

 

Владимир Петрович ЧЕРНЮК, доцент Брестского государственного технического университета

Для получения силикатного состава

Композиция ингредиентов для получения силикатного состава заявлена, как изобретение, в Национальный центр интеллектуальной собственности Республики Беларусь, на которое выдан соответствующий патент №12274, МПК: C04B41/45 (авторы: Г.Щукин, А.Ратько, А.Беланович, С.Карпушенков, Т.Азарова, С.Азаров, В.Савенко; заявитель и патентообладатель: Белорусский государственный университет).

Запатентованная композиция включает жидкое стекло с модулем от 2,6 до 3,2, полиэтилгидросилоксан модификации ГКЖ-136-41 и кремниевую кислоту.

Поясняется, что для получения силикатного состава в емкость загружают жидкое стекло, нагревают его до 50-70 °С и (при перемешивании) медленно прибавляют к нему необходимое количество кремниевой кислоты. Смешивание этих компонентов проводят в течение 1 часа до полного растворения кремниевой кислоты. Затем в полученную смесь добавляют необходимое количество полиэтилгидросилоксана модификации ГКЖ-136-41, поддерживая температуру в тех же пределах и проводя перемешивание смеси в течение 6-8 часов до момента прекращения визуально наблюдаемого выделения пузырьков водорода (водород образуется в результате реакции кремниевой кислоты с полиэтилгидросилоксаном). Конечный продукт реакции представляет собой вязкую мазеобразную массу, легко разбавляемую водой с образованием стабильного золя.

 

Отмечается, что полученный силикатный состав позволяет создавать водоотталкивающие покрытия на поверхностях строительных материалов — бетона, кирпича, керамики, дерева, а также изготавливать на его основе гидрофобные силикатные замазки, шпатлевки и другие материалы.

Обозревал белорусские патенты Анатолий ПРИЩЕПОВ,

физик, изобретатель, патентовед

 (тел. в Беларуси 8 025 683 76 71)