Резиновые и полимерные изделия
В продольных швах днищ камер шлюзов (Бухтарминской ГЭС, Волжской, ГЭС имени ХХП съезда КПСС, Боткинской ГЭС и других и по периметру внутреннего контура зданий Красноярской, Боткинской ГЭС и других при бетонировании блоков смежных секций в штрабы уплотнений закладывались уголки с выпущенными наружу болтами. Перед монтажом резины на шов между уголками наклеивали резину с заранее прорезанными для болтов отверстиями. Сверху резину прикрывали листами полосовой стали толщиной 10 мм и с помощью болтов крепили к закладным уголкам.
Из опыта Бухтарминской ГЭС следует отметить, что причина ненадежной работы резинового уплотнения заключается в неоправданном применении различного рода закладных частей из металла, в частности, уголков и металлических листов, которыми по существу уплотнение изолируется от бетона смежных секций. В данной ситуации резиновая лента надежно перекрывает шов, но вода фильтрует в обход уплотнения по контакту бетон-металл или через бетон. Это есть результат того, что при усадке бетона по контакту с закладной частью образуется шель, а бетон около закладной части трудно прорабатываем. В результате этого отмечается: а) сложность стыкования профильных резиновых уплотнений внахлестку болтами; б) неизбежность фильтрации воды в местах изгиба резины; в) трудность ремонта и замены резины из-за ржавления облицовочной стали и крепежных болтов. Кроме того, вследствие воздействия ржавчины листа на резину, происходит преждевременный износ резиновых лент.
При проектировании резиновых и полимерных лент это обстоятельство, по-видимому, не учитывается.
Исследованиями резиновых уплотнений в период их устройства и эксплуатации на гидроузлах Боткинской ГЭС, Волжской ГЭС имени ХХП съезда КПСС и других установлено, что резиновые диафрагмы, уложенные на изгибах наружных и внутренних контурных-уплотнений, пропускают воду ввиду того, что в этих местах резиновая диафрагма не повсюду соприкасается с бетоном и плохо обрабатывается бетон, в результате чего образуются воздушные полости и раковины в бетоне. Подтверждением этому являлась перфораторная цементация, производившаяся для ликвидации проточек через уплотнение межсекционных швов камеры шлюза.
Долголетними исследованиями нами установлено, что уплотнения из резиновых профилированных диафрагм на наружных контурах сооружений (шлюзы Бухтарминской, Новосибирской, Боткинской, Волжской ГЭС имени ХХП съезда КПСС и других гидроузлов) применимы в тем случае, если температура района расположения гидроузла не падает ниже минус 35 С, в противном случае резина трескается. Например, на шлюзе Бухтармннекого гидроузла, расположенном в районе с континентальным климатом - жарким летом (+35° С) и суровой продолжительной зимой (-43° С), резиновые уплотнения не были защищены от атмосферных влияний и потрескались. Кроме того, наличие на резиновом профиле монтажных отверстий для зажимных болтов явилось причиной ухудшения прочностных и противофильтрационных характеристик резины. Все это приводило к образованию трещин и фильтрации воды. Аналогичные уплотнения, установленные в температурных швах камеры шлюза Новосибирской ГЭС, с учетом недостатков, выявившихся на Бухтарминской ГЭС, были защищены теплоизоляционными сборными плитами и оказались вполне удовлетворительными и достаточно стойкими. Уплотнения из резины на наружных контурах целесообразно применять в сооружениях, расположенных в районе с мягким климатом, и во всех случаях они должны быть защищены от воздействия ультрафиолетовых лучей и механических повреждений.
В районах с большими колебаниями температуры можно использовать авиационную резину, которая не теряет своих эластичных свойств при низких температурах (до минус 50° С). Применение такой резины для уплотнения деформационных швов было бы весьма эффективным для сооружений, расположенных в суровых климатических условиях.
Представляет интерес опыт применения профилированной резины для уплотнения деформационно-осадочных швов на плотине Пмпериэл (США), где наружные и внутренние уплотнения сделаны из резиновых профилированных лент. Наружное уплотнение состоит из резиновой полосы 13x150 мм, которая при помощи бронзовых болтов и прижимных стальных листов прикрепляется к закладным частям. В случае необходимости резиновая полоса может быть заменена новой.
После 20-летней эксплуатации уплотнения было установлено, что увеличение жесткости резины не превышает 10%. Все резиновые уплотнения работали вполне удовлетворительно, несмотря на то, что было зарегистрировано землетрясение силон до 8 баллов, при этом относительное смещение одной секции против другой составило до 50 мм. В этом случае фильтрация воды через шов не наблюдалось. Лабораторией Бюро мелиорации и ирригации США экспериментально доказано, что резиновое уплотнение шириной 23,0 см может эффективно обеспечивать водонепроницаемость швов шириной 50 мм.
Из результатов многолетних натурных наблюдений за резиновыми (каучуковыми) уплотнениями в течение 100 лет в Англии, более 60 лет в США, 50 лет в Чехословакии и 18 лет в Советском Союзе показали, что долговечность резиновых уплотнений зависит от того, как резина будет защищена от воздействия ультрафиолетовых лучей, озона и минеральных масел. Отрицательным свойством резины является способность трескаться при действии низких температур и прямых солнечных лучей. Для предохранения резины от воздействия света и атмосферных влияний на ее поверхность нанесен холодной вулканизацией защитный слой тиоколовой мастики толщиной 1,6 мм, характеризующейся высокой атмосферостойкостью.
А.Б. Гаджиев, Деформационные швы гидротехнических сооружений, Л., Энергия, 1975
