Для полного достижения эффекта направления ударных волн, используют отражающий экран, угол наклона между рабочей поверхностью которого и осью токопроводящих элементов нижнего электрода составляет 45-60°, используя свойство образования гидроимпульсных ударных волн, а именно направленность их действия.
Радиус основания выпуклой поверхности в 3-3,5 раза меньше радиуса нижнего электрода.
Нижний электрод выполнен сменным. Он закреплен в основании камеры. Н. Сватовской установлено, что пара электродов не требует регулировки зазора на протяжении 7000-8000 импульсов. Для предотвращения припоя токопроводящих элементов к корпусу и возможности изменения межэлектродного промежутка, токопроводящие элементы расположены в диэлектрической втулке.
Устройство работает следующим образом. В скважину, заполненную литой бетонной смесью, опускается рабочий орган (разрядник) до первого рабочего горизонта, как правило, 300-350 мм. Процесс осуществляется следующим образом: электрическая энергия переменного тока промышленной частоты напряжением 220-380 В (частотой 50 Гц) до 10,0 кВ, для изготовления свай и уплотнения грунта. Электроэнергия постоянного тока и высокого напряжения накапливается в блоке конденсаторных батарей до 60,0 кДж. Дальше накопленную энергию направляют к излучателю энергии (разряднику), погруженному в бетонную смесь. Между электродами излучателя всегда должен находиться жидкий электролит, каким является цементный раствор или бетонная смесь. При подаче электроэнергии на электроды излучателя в межэлектродном промежутке создается высокая плотность энергии 1013÷1014 Дж/м3, происходит пробой с образованием плазменного канала разряда. В этом канале за 10-4÷10-5 с повышаются температура до 104÷4×105°С и давление до 108÷3×109 Па, что обеспечивает высокую скорость расширения канала разряда (до сотен метров в секунду), образование и распространение в окружающей среде волн сжатия. На этой стадии происходит преобразование запасенной в накопителе электрической энергии в энергию гидродинамических возмущений.
Предлагаемый разрядник позволяет формировать сваю с меньшим расходом энергии. При этом равномерно уплотняется грунтовый массив, что влияет на общую несущую способность сваи. Несущая способность сваи повышается на 20-25%.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Пример описания композиции (патент РФ № 2363679 «Кладочный раствор», авторы Баранов Н.П. и Чистов Ю.Д., патентообладатель Московский государственный строительный университет)
МПК С04В 28/00
Кладочный раствор
Изобретение относится к кладочным растворам и может быть использовано для кладки сооружений из кирпича, бетонных камней и камней из легких пород.
Известен цементно-песчано-глиняный строительный раствор, состоящий из 1 части цемента, 3-4 частей песка, 0,25 частей глины (Воробьев В.А., Комар А.Г., Строительные материалы. – М.: Стройиздат, 1976, с. 97). Однако он имеет низкую прочность.
Известен водонепроницаемый цементно-песчаный строительный раствор, применяемый для гидроизоляционных стяжек в санузлах жилых зданий. Его готовят в соотношении цемент : песок – 1:3, при водоцементном отношении 0,4-0,5. Количество вводимой добавки (бентонитовой глины) составляет от 2 до 7% (Арцев А.И. Бентонитовая глина в качестве уплотняющей добавки. Строительные материалы и конструкции. – Киев: Будивельник, 1988, № 1, с. 11).
Однако прочностные характеристики данного раствора достигаются за счет включения в его состав существенного количества бентонитовой глины, имеющей высокую стоимость. При этом известный раствор имеет невысокую морозостойкость. Кроме того, в состав раствора в качестве заполнителя входит песок, что также повышает стоимость раствора.
Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому изобретению, т.е. прототипом, является композиция для получения строительных материалов, включающая цемент, заполнитель, добавку в виде нанокатализаторов и воду (патент РФ № 2281262, МПК С04В 28/00, 2005).
Однако известная композиция имеет невысокую морозостойкость. Кроме того, в состав раствора в качестве заполнителя входит песок, что также повышает стоимость раствора.
Изобретательская задача состояла в разработке состава кладочного раствора с высокой прочностью и хорошей морозостойкостью при использовании в качестве заполнителя отходов производства.
Данная задача решена путем создания кладочного раствора следующего состава:
цемент – 400 кг/м3;
пыль уноса – 1250 кг/м3;
нанокатализаторы – 0,02 кг/м3;
вода – 340 кг/м3.
В качестве цемента используется цемент любой марки.
В качестве пыли уноса используют пыль, образующуюся в системах газоочистки при сушке песка. В качестве добавки используются нанокатализаторы – углеродные трубки или фуллерены.
В Москве и Московской области функционируют 25 асфальтобетонных заводов. Только на Мытищинском асфальтобетонном заводе мощностью 300 тыс. т в год ежесуточно в процессе производства продукции в системах газоочистки образуется до 10 т пылевидного отхода сушки песка, который практически не используется, отправляется в отвалы и к тому же загрязняет окружающую среду. Данный отход относится к 1 классу строительных материалов в соответствии с ГОСТ 30108-94 «Строительные материалы и изделия. Определение эффективной удельной активности естественных радионуклидов».
Применяемые в составе кладочного раствора цемент соответствует ГОСТ 10178-85, песок – ГОСТ 2138-91, а вода – ГОСТ 23732-79. Таким образом, заявленный кладочный раствор отличается от прототипа тем, что в его состав входит пылевидный отход сушки песка и нанокатализаторы – углеродные трубки или фуллерены (добавка).
Предлагаемый кладочный раствор обладает высокой прочностью и хорошей морозостойкостью. Кроме этого, дополнительным преимуществом является улучшение окружающей среды.
Пример. Берут 400 г цемента, 1250 г пылевидного отхода, 340 г воды, 0,02 г добавки (углеродные трубки или фуллерены). Компоненты тщательно перемешивают и готовят раствор. Из полученного раствора формуют образцы-балочки размером 40×40×160 мм в соответствии с ГОСТ 5802-86, пропаривают в течение 8 час. в формах и после охлаждения испытывают на прочность.
Применение пылевидного отхода сушки песка в качестве заполнителя для кладочного раствора, а также применение в качестве добавки нанокатализаторов (углеродные трубки или фуллерены) значительно снижает стоимость раствора при сохранении его прочностных характеристик и морозостойкости.
Расчеты представлены в таблице.
Из таблицы видно, что стоимость пылевидного отхода практически в четыре раза меньше стоимости песка. В то же время стоимость нанокатализаторов, применяемых в небольших количествах для предлагаемого изобретения, не намного больше стоимости бентонитовой глины. При сохранении прочности и морозостойкости кладочного раствора стоимость 1 м3 раствора составила 2326 руб.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Пример описания способа (патент РФ № 2434742 «Способ изготовления элементов многослойных ограждающих конструкций», авторы Король Е.А., Пугач Е.М., Харькин Ю.А., Зенкин В.А. и Быков Е.Н., патентообладатель Московский государственный строительный университет)
МПК B28B 1/087
Способ изготовления элементов многослойных ограждающих конструкций
Изобретение относится к строительству, а именно к технологии изготовления элементов многослойных ограждающих конструкций, с теплоизоляционным слоем из легких бетонов.
Известен способ изготовления элементов ограждающих конструкций, который предусматривает формование нижнего слоя изделия, укладку теплоизоляционного слоя и укладку верхнего слоя с последующим вибрированием всех слоев одновременно (а.с. СССР № 477144, МПК В32В 13/00, 1975).
Недостатком данного способа является снижение прочности контактной зоны слоев вследствие вибрирования формы с уложенными в нее бетонными смесями разной марки по плотности, что может привести к расслоению или недоуплотнению бетонов слоев и снижению прочности изделия в зонах их контакта, а следовательно, ухудшает надежность конструкции в целом.
Наиболее близким к предложенному решению является способ изготовления многослойных строительных изделий, заключающийся в укладке бетонных слоев одновременно с двух противоположных сторон формы плоскими волнами, направленными под углом 85-95° к противоположной от источника вибровоздействия границе слоя (патент РФ № 2170663, МПК В28В 1/087, 2001).
Известным способом производства трехслойных конструкций можно производить укладку и уплотнение теплоизоляционного и нижнего конструкционного слоев, но он нежелателен для укладки верхнего, так как это может привести к его погружению и перемешиванию с теплоизоляционным слоем, вследствие большей плотности конструкционного слоя.
