Традиционный способ производства бетонных изделий революционно можно изменить применением Сотовой ленты (СЛ). Это изделие в исходном состоянии представляет собой бетонную или растворную смесь, уложенную между двумя водопроницаемыми материалами и сшитую между собой прочной нитью с образованием ячеек в виде сот. Изготовленную СЛ сворачивают в рулон, а для долговременного хранения рулон помещают в паронепроницаемую пленку.
Значительной особенностью СЛ является два ее свойства:
1. способность склеивать материалы, например, кирпичи, блоки и др. Для реализации этого свойства достаточно увлажнить СЛ и уложить между кирпичами или блоками;
2. способность склеиваться между собой, т.е., обладает возможностью образовать бетонные изделия. Для реализации этого свойства увлажненную СЛ раскатывают вдоль по поверхности и на нее укладывают следующий слой увлажненной СЛ. Набирая слой за слоем, добиваются получения необходимой толщины бетонного изделия, а его ширина и длина определяется размерами предварительно изготовленной СЛ.
Следует отметить, что этими свойствами не обладают ни один из аналогичных материалов, что коренным образом отличает СЛ от них. Наличие этих свойств СЛ позволит найти ей широкое техническое применение и из этих свойств наиболее важным для технического применения СЛ является ее способность склеиваться между собой. Именно это свойство СЛ может быть широко применен во многих гражданских и военно-технических областях экономики:
- фортификационные сооружения;
- гидротехнические сооружения;
- берегоукрепительные сооружения;
- противопожарная защита (огнезащитное покрытие);
- обетонирование труб;
-
строительство: - устройство фундамента;
- устройство бетонных полов;
- кладка стен;
- бетонное покрытие кровельной системы;
- штукатурка стен;
- устройство отмостков и др.; - дорожное строительство;
- ландшафтный дизайн;
- медицина;
- производство слоистых материалов и многие другие.
Из перечисленных возможных областей применений СЛ на первом месте стоит раздел фортификационные сооружения, а это укрепления, позволяющие эффективно вести боевые действия и предназначенные для защиты личного состава, сохранения вооружения и военной техники, материальных средств от поражения различными видами оружия. В настоящее время наша страна проводит специальную военную операцию и в зоне боевых действий нет ничего важнее сохранения жизни бойцов. Не менее важно сохранить и военное оборудование, и материально-технические средства.
1. ФОРТИФИКАЦИОННЫЕ СООРУЖЕНИЯ
По устройству фортификационные сооружения подразделяются на сооружения открытого и закрытого типа, а по назначения – на сооружения:
• для защиты личного состава подразделений от средств поражения;
• для ведения огня;
• для наблюдения и управления огнём;
• для медицинских пунктов и полевых госпиталей;
• для защиты техники и материальных средств.
Рассмотрим пример применения СЛ при устройстве фортификационных сооружений. Бойцы на фронте, находясь лицом к лицу с противником, должны быть невидимы для противника. Традиционно для этого строятся окопы, траншеи, ходы сообщения, щели, блиндажи - они являются укрытиями личного состава на передовой и бойцы невидимы для врага с фронта, с тыла и, так как траншеи строятся с изгибами, частично с флангов (рис.1.1.). Но бойцы никак не защищены с воздуха, особенно в настоящее время из-за массового применения и атаки беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и дронов. Мало того, что их конструкций многообразны и они постоянно совершенствуются, к тому же, особенно дроны, и дешевы в производстве. Поэтому неприятель имеет возможность на поле боя применять рой этих устройств. Доходит до того, что дроны охотятся за каждым отдельным бойцом, а все это вместе со всеми применяемыми вооружениями может нанести значительный урон живой силе нашей армии.
Рис.1.1. Траншея в традиционном исполнении. Рис. 1.2. Траншея, покрытая СЛ на всех этапах строительства: в переднем плане видны стенки траншеи, укрепленные СЛ от осыпания грунта – такие укрепления стенки необходимы по всей длине траншеи; далее видны элементы каркаса и укрытая часть каркаса металлическими листами; в продолжении – траншея, укрытая СЛ не менее в 3 слоя.
Для защиты личного состава с воздуха в траншеях дополнительно строят щели и блиндажи. В идеале современные окопы должны состоять практически из сплошных блиндажей или превратиться в потерны. А это можно сделать с помощью СЛ: сделав каркас сверху траншеи, уложить на него предварительно намоченную СЛ друг на друга в столько слоев, какова необходима прочность «крыши». Каркас может быть металлическим овальной формой или надувным из прочной воздухонепроницаемой ткани, который через несколько дней могут сниматься и устанавливаться на новом месте. А форма поверхности слоя полученного бетона в точности повторит поверхность каркаса или надувной ткани и, обладая самонесущими свойствами, сохранит эту форму. В результате получатся закрытые траншеи и надежные блиндажи, а построены они могут быть быстро и дешево (рис.1.2.).
Стенки окопов и траншей от осыпания грунта обычно укрепляют бревнами, досками или другими подручными материалами (рис.1.1.). Значительно проще, быстрее и дешевле такое укрепление сделать с помощью СЛ: разложить ее вдоль по стенке траншеи и намочить. Ленту можно уложить в один или в два слоя и этого достаточно, чтобы получить сплошную прочную стенку от осыпания грунта (рис.1.2.). Но нужно учесть, что перед укладкой СЛ для укрепления стенок траншеи, заранее нужно подготовить бермы перед бойницами, а укладываемая СЛ в точности повторит формы боковой поверхности траншеи и сделанная берма сохранится, но покрытая бетоном. Иначе бермы сделать будет чрезвычайно трудно – стена траншеи превратится в сплошной бетон. Также нужно еще оставлять ниши для оружия и боеприпасов.
Закрытая траншея так или иначе должен иметь вход, куда могут залетать вражеские дроны. Чтобы предохранить от залета дронов внутрь закрытой траншеи «дверью» может служить подвешенная на перекладине СЛ, заполненная песком. Отодвинув эту «дверь – занавеску», бойцы могут попасть внутрь закрытой траншеи (рис.1.3.).
Для обзора местности и ведения огня вокруг закрытой траншеи необходимо оставлять с боковой стороны траншеи бойницы. Для этого перед укладыванием намоченной СЛ на боковую поверхность каркаса необходимо установить, например, прямоугольный деревянный каркас необходимыми размерами. Отверстие бойницы можно прикрыть подвешенным куском той же СЛ, а при необходимости открыть. Перед бойницами на бруствере нужно подготовить место для стрельбы и это можно сделать из СЛ, заполненной песком. Уложить ленту нужно так, чтобы бойцу было удобно стрелять, сохранив обзор местности (рис.1.4.).
Рис. 1.3. Устройство входа в траншею. При этом вся траншея Рис. 1.4. Варианты устройства бойниц в траншее. должна быть покрыта куполом из СЛ.
Из полевых сооружений наиболее ответственно нужно подойти к строительству блиндажа, который будет являться местом отдыха бойцов и может служить полевым медицинским пунктом. Во - первых они должны быть сооружены в незаметном месте, иметь два входа-выхода, все ходы сообщения, ведущие в блиндаж, должны быть закрытыми. Крыша блиндажа должна быть овальной (так прочнее) и состоять из нескольких бетонных овальных плит, между которыми может быть земляная засыпка или слой, покрытый из СЛ с песчаным наполнителем. Каждая плита набирается послойной укладкой СЛ и лента набирается слоями более 20 см. Таких плит могут быть 2 и более – тогда врагу пробить такую крышу намного сложнее (рис.1.5.).
СЛ окажет неоценимую помощь в устройстве ДОТов, а также закрытого бетонированного сооружения для размещения артиллерийских орудий. Для этого СЛ послойно укладывается для образования стенок огневых точек, оставляя при этом отверстия для амбразуры и проемов для входа – выхода, а также вентиляционных систем. Далее строится крыша по тому же принципу, что и блиндажи, а ее прочность должна быть достаточной, чтобы выдержать обстрелы врага (рис.1.6.).
Рис. 1.5. Устройство блиндажа с применением СЛ. Предполагается, Рис. 1.6. Устройство ДОТов из СЛ. что все подходы к блиндажу закрыты куполом из СЛ.
Сооружения для наблюдения и управления огнем предназначены для размещения в них наблюдателей, командиров подразделений, частей и соединений с полным набором средств наблюдения, управления и связи. Для обеспечения детального обзора театра военных действий в настоящее время в их арсенале, кроме традиционных, имеются телевизионные камеры, приборы ночного видения и другие – они могут быть расположены на дронах, высоко висящим над полем боя и передающих информацию в пункт управления. Но остается задача сохранить в целостности эти сооружения и жизнь наблюдателей и командиров, а для этого командный пункт должен быть превращен в бастион. С применением СЛ они могут быть построены также, как и блиндаж, но должны быть значительно прочнее его (рис. 1.5.).
В полевых условиях медицинские пункты и полевые госпитали должны располагаться в таких же блиндажах, что и для бойцов на линии огня. Построены они должны быть точно также, как и блиндажи, но могут быть просторнее, прочнее и должны иметь минимально необходимое количество медицинского оборудования.
Сооружения для защиты техники и материальных средств предназначены для обеспечения сохранности при хранении и обслуживании специальных военных машин, оборудования, транспортных средств, а также боеприпасов, горюче-смазочных материалов, продовольствия, вещевого имущества и других материально-технических средств. На поле боя эти объекты, как правило, в первую очередь подвергаются огневому воздействию противника. Особенно актуальны необходимость этих сооружений для защиты наиболее значимых в военном отношении вооруженной техники: самолетов, ракет, средств ПВО и других – их производство дорого обходятся для страны и народу нашей страны.
Для создания защитных сооружений для военной техники и материальных средств неоценимую помощь могут оказать СЛ: они весьма просто могут быть укрыты армированным бетонным слоем из СЛ. Любые защитные сооружения имеют пол, стену и надежную крышу. Сначала для создания пола земля выравнивается (при необходимости заглубляется), утрамбовывается и выкладывается армированная СЛ друг на друга в столько слоев, какая прочность пола необходима. Таким же образом строится и дорога к этому сооружению. Далее строится стена, а для этого выкладывается друг на друга слоями армированная СЛ до необходимой высоты. Ширина стены сооружения задается шириной СЛ. А крыша защитного сооружения с необходимой прочностью строится точно также, как и сооружения для наблюдения и управления огнем (рис.1.7.).
Особое ответственное защитное сооружение необходимо иметь для стоянки самолетов и, как заметили в Оборонном ведомстве, без бетонных укрытий самолётов военная авиация страны остаётся уязвимой для воздушных ударов неприятеля. Достаточно надежной конструкцией для защиты самолетов является капонир. По конструкции существуют множество видов капониров, а из них наиболее надежным являются полукруглые капониры - показаны на рис.1.8. Такие капониры весьма дороги и требуют значительное время на их строительство.
Рис.1.7. Защитные сооружения для военной техники. Рис. 1.8. Один из видов наиболее надежных капониров.
Применение СЛ позволит существенно сократить время строительства и снизить затраты на строительство. Для этого необходимо последовательно выполнить следующие операции: подготовить землю и забетонировать СЛ пол капонира и рулежные полосы; установить металлический полукруглый каркас и покрыть его достаточно прочными металлическими листами или листами пластика, а торцы ангара должны быть овальными – например, четверть сферы с тыльной стороны, а со стороны входа четверть сферы, разделенные пополам, для установки раздвижных или раскрывающихся ворот (весь каркас может быть разъемным, кроме каркаса для ворот); покрыть весь каркас увлажненной СЛ в столько слоев, чтобы получить надежный и прочный капонир (рис.1.9.).
Рис. 1.9. Капонир из СЛ.
В таких же укрытиях могут располагаться ракеты и средства ПВО.
В современных условиях, учитывая высокий уровень оснащенности войск различными видами подвижного вооружения, военной и специальной техники, эффективное ведение боевых действий невозможно без своевременного и бесперебойного обеспечения их горюче-смазочными материалами, иначе фронт «застынет». Поэтому неприятель в первую очередь стремится уничтожить с помощью дронов, БПЛА и других вооружений эти чрезвычайно горючие объекты. Горюче-смазочные материалы наиболее лучше защищены в подземных хранилищах, но в полевых условиях соорудить такие хранилища не всегда возможны. Поэтому нужны другие надежные способы защиты таких объектов. И в этом определенную помощь может оказать СЛ. Благо, здесь для укрытия емкости с горюче-смазочными материалами нет необходимости сооружать каркас вокруг этих емкостей – сама емкость является каркасом для укладки слоями СЛ. И такое защитное бетонное покрытие вокруг емкости можно сделать за очень короткое время (рис.1.10.). При этом образованное СЛ бетонное покрытие резервуаров с горюче-смазочными материалами защитит не только от ударов дронов, БПЛА и других вооружений, но дополнительно является еще прекрасной противопожарной защитой емкостей с горючими материалами. К тому же огнезащитные свойства такого покрытия можно значительно увеличить применением специальных огнестойких материалов для СЛ и рабочей смеси для их изготовления.
Кроме того, практически по всей нашей стране резервуары с нефтепродуктами не имеют защиты от нападения БПЛА и дронов и это касается не только территорий в глубине нашей страны, но и даже невдалеке от линий фронта. Точно также такую защиту и в этой ситуации можно легко выполнить покрытием резервуаров бетонным слоем из СЛ (рис.1.11.). И это покрытие также обеспечит огнезащиту резервуаров и она только увеличится, если применить материалы и рабочие смеси для СЛ со специальными огнезащитными свойствами.
Рис. 1.10. Резервуар с горюче-смазочными материалами, покрытые СЛ. Рис. 1.11. Резервуары в нефтехранилищах, покрытые СЛ.
Выше были представлены некоторые из возможных применений СЛ в военном деле - в сфере строительства фортификационных сооружений. Применение СЛ может быть существенно расширено и на другие военные объекты, где необходимы выполнить сооружения с использованием бетона и проведением бетонных работ. В свою очередь Военно-строительная компания может в полной мере использовать все возможности СЛ во всех областях ее возможного применения, некоторые из которых будут описаны ниже.
Прежде чем перейти к применению СЛ в разных областях экономики следовало бы описать более подробно о самой Сотовой ленте: определение СЛ, из чего она состоит, ее свойства и в чем ее отличие от других аналогичных материалов.
2. СОТОВАЯ ЛЕНТА
Сотовая лента (СЛ) – изделие в виде ленты, состоящее из неразрывно связанных между собой мини мешочков (сот), равномерно заполненные рабочей смесью.
Для изготовления СЛ последовательно выполняют следующие действия: выбирают необходимую рабочую смесь; смесь равномерно с необходимой толщиной и требуемой шириной раскладывают в среднюю часть на материал ленты и с обеих сторон с небольшим перехлестом накрывают полученный слой этим же материалом; сшивают, заклеивают или закрепляют точечно вдоль по линии расположения сот верхние и нижние стороны ленты так, чтобы образовались мини мешочки (соты), которые окажутся заполненными рабочей смесью. Соты могут располагаться в шахматном порядке (фиг. 1), в шахматном порядке со сдвигом (фиг. 2), по диагонали (фиг. 3), могут быть образованы как пчелиные соты (фиг. 4), а также и в другом порядке.
Материалами для изготовления СЛ могут быть:
1. влагопроницаемые водорастворимые ткани или пленки;
2. влагопроницаемые, но не растворимые в воде ткани или ткани с усиленными свойствами армирования.
Заметим, что любая ткань, не растворимая в воде, обладает армирующими свойствами.
Рабочая смесь для СЛ должна обладать свойством к затвердеванию при ее увлажнении, т.е., иметь в своем составе вяжущие - цемент, гипс, известь, глина и др., или их сочетания, а также наполнители – песок, гравий, керамзит, щебень и др. или их сочетания. Для придания специальных свойств рабочая смесь может содержать еще и всевозможные добавки.
Вдоль и/или поперек образующей СЛ могут быть также уложены арматурные провода или арматурные сетки. Изготовленную ленту сматывают в рулон и помещают во влагонепроницаемую упаковку. Таким образом, возможны 4 варианта изготовления СЛ: из водорастворимых или не растворимых в воде материалов и каждые из них могут изготавливаться без армирования и с армированием.
На фото Ф. 2.1. представлен элемент СЛ, соты в которой сшиты по диагонали, как на фиг. 3:
Ф. 2.1. Элемент СЛ – соты сшиты по диагонали.
Основная задача заключения рабочей смеси в соты в СЛ это препятствие осыпанию и механическому перемещению рабочей смеси вдоль по поверхности ленты, т.е. смесь должна сохранить равномерность распределения рабочей смеси на поверхности ленты независимо от ее пространственного положения. Из видеоролика В. 2.1. можно увидеть, что независимо от расположения ленты в пространстве рабочая смесь сохраняет свое исходное положение на ленте.
В 2.1. Смесь сохраняет свое положение на ленте.
Для сравнения приведен видеоролик с заготовкой ленты того же размера, что и в предыдущем случае, но без образования сот. Видно, что рабочая смесь «проваливается» на дно заготовки ленты (В. 2.2.). Ни о какой равномерности расположения смеси вдоль по поверхности ленты говорить не приходится.
В 2.2. Поведение смеси на ленте без образования сот.
Для изготовления СЛ по первому варианту необходимы водорастворимые ткани или пленки. Промышленное производство и торговля ими налажено как в нашей стране, так и за рубежом и применяются они, в частности, для производства упаковочных пакетов, упаковочных мешков, из них изготавливается канва для вышивания, они используются для нанесения надписей на сложных ворсистых тканях и трикотаже и т.д. При этом время растворения водорастворимых пленок и тканей может исчисляться секундами, например, для пленок на основе поливинилового спирта, или минутами и более, например, для растворения флизелиновых тканей. Растворяются эти ткани или пленки при температуре воды от 50С и выше. Ведутся также научные изыскания и разработки таких материалов, например, патент 2546651: «Водорастворимая пленка с улучшенной растворимостью и улучшенными механическими свойствами, а также пакеты, изготовленные из нее».
СЛ по второму варианту изготавливается из влагопроницаемой и не растворимой в воде ткани, включая ткани с усиленными свойствами армирования и выбор таких материалов намного шире как по происхождению (натуральные или химические), так и по составу и свойствам.
Все свойства СЛ большей частью определяются рабочей смесью, которой заполняют соты СЛ. Создание бетонных изделий с необходимыми свойствами и выбор рабочих смесей для их изготовления является достаточно хорошо изученной темой в строительной отрасли и в промышленности, и для подготовленных специалистов выбор рабочих смесей для СЛ никаких затруднений не окажет.
В зависимости от назначения СЛ предварительно определяют необходимую рабочую смесь и материал ленты. Будут известны также необходимая его ширина и высота уложенной рабочей смеси. Для изготовления СЛ рабочая смесь должна быть сухой. При этом цех по изготовлению СЛ не что иное, как совмещенный швейный цех с цехом для изготовления рабочей смеси.
По мнению автора, стол для укладки рабочей смеси на материал ленты может представлять собой открытый лоток шириной и высотой, равной необходимой ширине и высоте СЛ (рис. 2.1.).
Рис. 2.1. Лоток для укладки рабочей смеси СЛ.
Уложенный на лоток материал ленты приводят в непрерывное движение и по мере его движения укладывают на него рабочую смесь, одновременно выравнивая по высоте. Ближе к концу лотка материал ленты с обеих сторон переворачивают и накрывают уложенный слой с небольшим перехлестом с верхней стороны (рис. 2.2.). Далее верхнюю и нижнюю стороны ткани совместно с уложенной рабочей смесью сшивают с образованием мини мешочков (сот) одним из способов, например, так, как показаны на фиг. 1 – 4. Размеры сот напрямую зависят от размеров фракций наполнителей рабочей смеси. Очевидно, что она не может быть меньше размеров фракций наполнителей. Образованные размеры сот и выбранный материал для ленты должны выполнять свою функцию - препятствовать осыпанию и механическому перемещению смеси в сотах, а также сохранить равномерность распределения рабочей смеси по поверхности ленты независимо от ее пространственного положения.
В рабочем состоянии СЛ смачивается, а если рабочей смесью, например, является цементно-песчаная смесь (ЦПС), то содержимое соты превращается в раствор и такая лента применяется для кладки кирпичей, стеновых блоков или плит. При этом качественное сцепление между элементами кладки (а в общем случае также и сцепление между лентами) образуется тогда, когда образующаяся гель из вяжущих при введении жидкости выступает за пределы сот, но не вытекает из нее. В идеале этот слой после укладки верхнего ряда должен превратиться в ровный слой между элементами кладки. Такой слой и получится, если СЛ изготовлена по первому варианту с применением водорастворимого материала для ленты. При этом выравнивание слоя до плоскопараллельного состояния произойдет автоматически из-за растворения материала ленты и равномерного давления элементов кладки верхнего ряда. В любом случае, при применении СЛ смеси «соседних» мини мешочков ленты в рабочем положении после увлажнения и укладки должны соприкасаться между собой, образуя непрерывный плоский слой. Поэтому, при производстве СЛ нет необходимости образовывать «глухо» закрытые мини мешочки: прошивка для образования сот должна быть свободной и необходимо только сузить расстояние между сторонами ленты вдоль по линии прошивки. Величина этого сужения довольно точно определяется исходя из величины уменьшения объема рабочей смеси в увлажненном состоянии по сравнению с ее объемом в сухом состоянии. Для выбранной автором ЦПС уменьшение этого объема замечено в размере 14% и это определило величину сужения линии прошивки, что оказалось вполне достаточным для препятствования перемещению рабочей смеси между соседними мини мешочками и сохранения равномерности распределения рабочей смеси вдоль по поверхности ленты (рис. 2.3.).
Рис. 2.2. Материал ленты сверху завернут с перехлестом. Рис. 2.3. Поперечный разрез СЛ.
В начале описания были выделены два свойства СЛ - способность склеивать материалы и способность склеиваться между собой. Экспериментально покажем, что эти два свойства для СЛ выполняются. С этой целью была изготовлена СЛ размером в плоскость кирпича (Ф. 2.2.) и с помощью этого элемента ленты два кирпича склеены между собой (Ф. 2.3.).
Ф. 2.2. Элемент СЛ в размер кирпича. Ф. 2.3. Фото склеенных кирпичей с помощью элемента СЛ.
После соответствующей выдержки была сделана попытка разделить эти кирпичи. Как видно из видеоролика (В. 2.3.), такая попытка оказалась безуспешной – кирпичи прочно склеены лентой.
В. 2.3. Лента прочно склеивает кирпичи.
Впоследствии лента была разорвана по линии разлома кирпичей и сделана попытка отделить ленту от кирпича. Оказалось, что затруднительно отделить и саму ленту от кирпича (В. 2.4.).
В. 2.4. Лента трудно отделяется от кирпича.
Таким образом, первое свойство СЛ выполняется - лента способна склеивать материалы.
Для доказательства выполнимости второго свойства ленты - способности склеиваться между собой, были изготовлены 3 одинаковых элемента СЛ таких, как на Ф 2.1. Элементы увлажнены и наложены друг на друга. Плитка, сделанная из элементов СЛ, после необходимой выдержки помещен под пресс (Ф. 2.4.) для исследования прочности на изгиб и выявления возможного расслоения между слоями ленты.
Ф. 2.4. Плитка, склеенная из 3-х лент, под прессом.
На видеоролике В 2.5. показан процесс испытания на прессе. Прочность на изгиб плитки, склеенной из 3-х элементов СЛ, оказалось равной М750.
В. 2.5. Испытание на изгиб плитки из СЛ.
Из той же рабочей смеси, что и для изготовления СЛ, такими же размерами была сделана бетонная плитка и испытана ее прочность на изгиб (В. 2.6.). Прочность оказалась равной М250, что в 3 раза меньше, чем прочность на изгиб плитки из СЛ.
В. 2.6. Испытание на изгиб бетонной плитки.
Эксперимент показал, что материал ленты (применялась обычная марля) и сшитая прочной нитью СЛ армирует бетонную смесь, причем ее прочность на изгиб увеличивается в 3 раза по сравнению с бетонной плиткой. Отсюда вывод: у бетонных изделий, изготовленных из СЛ, существенно увеличивается изгибная прочность, но она полностью зависит от армирующих свойств материала для изготовления ленты, прочности нити, с помощью которых сшиваются соты СЛ и марочной прочности примененной рабочей смеси для изготовления ленты.
Разрушенная после испытания на прессе плитка из СЛ приведена на фото Ф. 2.5.
Ф. 2.5. Плитка из СЛ после пресса.
Из фото можно заметить, что слои СЛ вплоть до разлома при таком жестком испытании не претерпели сдвиг вдоль по линии склеивания элементов ленты. Если бы слои ленты расслоились, то они бы расположились так, как показано на рис. 2.4. или на рис. 2.5.
Рис. 2.4. Рис. 2.5.
Также была сделана попытка разделить слои СЛ друг от друга (В. 2.7.), но сделать это оказалось затруднительно – слои прочно склеены между собой.
В. 2.7. Слои СЛ трудно отделяются друг от друга.
Приведенные выше экспериментальные результаты доказывают справедливость второго свойства СЛ: ленты склеиваются между собой.
Таким образом доказано, что СЛ:
1. способна склеивать материалы;
2. способны склеиваться между собой, т.е., обладают возможностью образовать бетонные изделия. А если лента изготовлена из нерастворимого в воде материала, то ее изгибная прочность окажется значительно более высокой по сравнению с бетоном из аналогичной бетонной смеси.
По сравнению со всеми аналогичными материалами эти два свойства присущи только для СЛ. Поэтому и применение СЛ возможно в значительно более широких отраслях экономики, промышленности и даже в военном деле.
Заметим также, что СЛ в частных случаях ее применения могут изготавливаться и с некоторыми упрощениями. Например, если изготовление и применения СЛ объединены в единый технологический процесс, то рабочие смеси могут быть применены и с естественной влажностью.
Также СЛ в некоторых случаях ее применения могут быть изготовлены из рабочих смесей без вяжущих материалов, при этом используется ее свойство препятствовать осыпанию и перемещению смеси в сотах, сохранив равномерность распределения рабочей смеси вдоль по поверхности ленты. В этом случае из них можно получить конструкции, которые можно собирать и разбирать, например, построить сборно-разборную стену дамбы вместо применяемых для этой цели мешков с песком, изготовить равномерно распределенный балласт, накрыть и облагородить плодородным слоем поверхность земли с любым рельефом. Возможны и другие частные варианты изготовления и применения СЛ.
Изделие СЛ запатентовано: RU 2 696 728 . Новизна изделия подтверждена не только в России, но и в WIPO - WO/2019/216789.
3. ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ
Природные стихийные явления приносят для человечества неисчислимые страдания, а из них наводнения по причиняемому ущербу и числу пострадавших создают самую большую проблему. В экстренных ситуациях при угрозах подтопления, затопления и наводнения люди прибегают к устройствам временных защитных дамб из мешков с песком – это позволит создать первоначальную систему защиты населенных пунктов и даст им время для организации эвакуаций населения и жизненно важных объектов экономики. Но для оперативного устройства защитных дамб из мешков с песком требуется привлечение значительного количества людей. И вот здесь может оказаться незаменимой СЛ – рулоны из СЛ привозят на место, разматывают и укладывают друг на друга, образуя непрерывную и сплошную стену дамбы нужной высотой. При этом трудозатраты на возведение дамбы окажутся небольшими. Причем, из СЛ дамба может быть построена не только в экстренных ситуациях, но и как превентивная мера защиты при угрозах подтопления, затопления и наводнения, для этого достаточно построить сплошную армированную бетонную стену нужной толщиной и высотой.
При строительстве дамбы в экстренных ситуациях в качестве рабочей смеси СЛ можно использовать песок с естественной влажностью. Ширина СЛ должна обеспечить устойчивость дамбы, ее способность удерживать напор воды. Для этой цели в качестве рабочей смеси может быть применена и ПГС, она более плотная и при большей ее ширине можно построить более высокую и достаточно устойчивую дамбу. Построенные таким образом дамбы с применением рабочей смеси без вяжущих материалов могут быть временными и имеют возможность разбираться. Для этого достаточно в обратной последовательности смотать ленты в рулон и отвезти на хранение для возможного повторного применения. В том случае, если на этой местности наводнения являются периодически повторяющимся явлением, то лучше на этом месте построить дамбу, которая будет служить людям на долгие годы. Для этого вместо СЛ, не содержащей вяжущие, достаточно применить армированные СЛ, изготовленные из бетонной смеси. Заметим, трудозатраты при этом не существенно увеличиваются, а полученная дамба будет прочной и долговечной. К тому же, в обоих случаях многие операции по возведению таких дамб могут быть механизированы.
К гидротехническим сооружениям относятся объекты не только для борьбы с разрушительными действиями воды, но и сооружения для использования водных ресурсов: водоподпорные, водопроводящие, регуляционные, водозаборные и водосбросные. Приведенный ниже рис. 3.1. может являться пояснением возможности применения СЛ для гидротехнических сооружений. Допустим, вырытый канал в разрезе имеет форму, показанную на рис. 3.1. Укладывая армированную СЛ из бетонной смеси в необходимое количество слоев, получим сплошную обетонированную поверхность канала. Таким же образом можно построить и арыки, акведуки, и другие водопроводящие, регуляционные, водосбросные, водозаборные сооружения. Причем, форма поверхности всех видов таких сооружений может быть произвольной – СЛ может быть уложена на любое основание, которое может удержать вес самой СЛ.
Рис. 3.1. Обетонирование канала. Рис. 3.2. Обетонирование дамбы.
Водоподпорные сооружения (дамбы или плотины), в отличие, например, от каналов и арыков, имеют выпуклую поверхность – но они также могут быть построены с применением СЛ как в верхнем, так и в нижнем бьефе, включая и части конструкций рисбермы. При строительстве дамбы важно предохранить тело дамбы от размыва как в верхней, так и в нижней части бьефа от дамбы. Для этого можно «одеть в бетонную шубу», т.е., накрыть в необходимое количество слоев СЛ все тело дамбы и одновременно устроить часть рисбермы (рис. 3.2.). В "бетонную шубу" можно "одеть" не только строящиеся дамбы, но могут быть существенно усилены и предохранены от размыва и существующие дамбы, т.е., с помощью СЛ может быть проведен комплекс предупредительных мероприятий от разрушения и прорыва дамбы.
При необходимости для водосброса избытка воды с помощью СЛ могут быть устроены также и водостоки.
4. БЕРЕГОУКРЕПИТЕЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
Водный поток, волны, напор воды оказывают разрушающее воздействие на берега рек, морей, а также и других водных объектов. Для предупреждения размыва и разрушения берегов, затопления населенных пунктов и объектов экономики возводят специальные берегоукрепительные сооружения, которые должны быть простыми по устройству, надежными по конструкции и экономичными при строительстве. Некоторые виды берегоукрепительных сооружений с успехом могут быть построены с помощью СЛ. Например, для крепления откосов часто применяют железобетонные плиты, причем предварительно основание откоса необходимо подготовить под укладку плит. Стыки уложенных плит скрепляют между собой шарнирными хомутами или сваркой выпусков арматуры, а швы между плитами заполняют цементным раствором или битумно-полимерной мастикой. Нетрудно представить трудоемкость и затратность такого вида сооружения. Применяя СЛ можно значительно упростить такой вид берегоукрепительного сооружения: раскладывая армированную СЛ в достаточное количество слоев вдоль по поверхности берега можно получить сплошной армированный бетонный слой необходимой толщиной в точности повторяющий рельеф берега. При этом требования к предварительной подготовке откосов будут значительно проще.
Берегоукрепительные сооружения могут быть сведены к двум разным методам искусственной защиты берегов - активному и пассивному. Они отличаются между собой по характеру взаимодействия с водным потоком. Активные меры (молы, волноломы, полузапруды) используют энергию потока для намыва и удерживания береговых наносов или гасят энергию волны для защиты берегов, а пассивные меры противопоставляют водному потоку только прочность и устойчивость своей конструкций. СЛ может быть применена как при активных методах защиты берега, например, при строительстве полузапруд, так и пассивных методах. Различают два типа пассивных берегоукрепительных сооружений: тяжелый в виде, например, бетонного и железобетонного покрытия и легкий в виде гравийной, щебеночной или песчаной отсыпки, одерновки пологих откосов и др.
При строительстве полузапруд СЛ может быть использована для укрепления берега и примыкающей к берегу части сооружения полузапруд, а также для защиты конструкций самой полузапруды от размыва.
Под укладку железобетонных плит при строительстве берегоукрепительных сооружений тяжелого типа требуется предварительное выравнивание и подготовка основы откосов, а в некоторых случаях также и устройство упоров для предотвращения их сползания. В отличие от этого, устройство армированного бетонного покрытия СЛ, в большинстве случаев, может быть выполнено с использованием естественного рельефа берега - покрытие на основание будет сплошным и полностью облегать поверхность откоса. При этом, чаще всего, нет необходимости сооружать специальные железобетонные упорные сооружения. А при необходимости такие упоры могут быть образованы небольшим изменением рельефа откоса, например, на нем могут быть устроены горизонтальные террасы. Накрывая образовавшийся рельеф СЛ в необходимое количество слоев, получим сплошную бетонную поверхность вдоль по откосу, имеющую и вертикальную подпорную поверхность, и горизонтальные ступени, предохраняющие от сползания построенное сооружение. При этом террасы могут быть образованы ниспадающими к водоему вдоль по линии берега – в результате ступени будут бетонным дорожным спуском к водоему. Кроме того, регулируя количество уложенных слоев СЛ, можно изменять толщину образовавшегося бетонного слоя, так как не всегда для укрепления берега потребуется толщина бетонного слоя, сравнимая с толщиной бетонной плиты.
Для строительства пассивных берегоукрепительных сооружений легкого типа из гравийной, щебеночной или песчаной отсыпки достаточно использовать для изготовления СЛ рабочие смеси из соответствующих наполнителей без добавления вяжущих и накрывать такими лентами берег водоема.
На пологих участках водоемов дорогостоящие виды укрепления берега могут быть заменены посадкой растительности на откосе и для этого, прежде всего, потребуется его покрытие дерном и посадкой различных растений и трав с хорошо развитой и разветвленной корневой системой. СЛ в этом случае может быть заполнена дерном совместно с семенами или спорами растений и уложена на откос. Увлажнив уложенный слой, можно создать условие для роста растений.
5. ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА (ОГНЕЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ)
Опасность жизни и здоровью людей представляет еще одно бедствие – пожар, т.е. огонь, вышедший из-под контроля человека. А причиной пожара, как ни странно, чаще всего являются небезопасные действия самих людей. Например, 23 июля 2019 года вся Россия была шокирована сообщением о пожаре в детском палаточном лагере в Хабаровском крае: в течение 10 минут сгорели 20 палаток из 26 поставленных в лагере. Пострадали десятки детей, а жизнь четверых детей в возрасте около 10-ти лет спасти не удалось. Трагедия явилась следствием наслоения нескольких небезопасных действий ответственных лиц (якобы негорючие палатки оказались горючими; для поддержания нормальной температуры внутри палатки использовались электрообогреватели; палатки установлены на расстоянии всего около 40 см друг от друга и др. – следствие продолжается). С применением СЛ, по крайней мере, один из факторов, приведших сверхбыстрому распространению огня, можно было исключить, если между палатками на перекладине (П-образная конструкция из двух стоек, соединенные штангой) развесить шторы из СЛ, увлажнить ее и превратить в бетонную пластину и, тем самым, получить бетонный барьер, препятствующий распространения огня.
СЛ позволит также произвести огнезащитное покрытие поверхности стен зданий и любых конструкций с произвольной конфигурацией поверхности: накрывая, укладывая, обматывая СЛ в необходимое количество слоев и смачивая ее, получим огнезащитный бетонный слой на поверхности конструкций.
Все мероприятия по противопожарной защите направлены исключительно для обеспечения сохранности жизни граждан и имущества зданий и сооружений. Пожарная безопасность самих объектов в значительной степени зависят от огнестойкости примененных материалов для их строительства. Технические мероприятия, направленные на снижение пожарной опасности строительных конструкций, на повышение их огнестойкости и на ограничение распространения огня называется огнезащитой. В способы огнезащиты включаются конструктивные методы, методы создания на поверхности конструкций теплозащитных экранов, а также снижение пожарной опасности материалов конструкций физико-химическими и технологическими приемами
Для всех этих методов противопожарной защиты могут быть применены СЛ, а ее огнезащитные свойства можно увеличить применением специальных огнестойких материалов для ленты и рабочей смеси для их изготовления. Например, из конструктивных методов огнезащиты обетонирование, оштукатуривание поверхности элементов конструкций, плитные огнезащитные облицовки и некоторые другие конструктивные огнезащитные решения могут быть выполнены с помощью СЛ, изготовленных с добавлением в рабочие смеси жаростойких, а также низко теплопроводных материалов - шамотной глины, тугоплавких соединений алюмосиликатов системы SiO2 – Al2O3 (каолиниты, силиманиты, муллиты), асбеста, вспученного перлита, вермикулита, диатомита и др. Из таких же рабочих смесей могут быть изготовлены СЛ, используемые в качестве теплозащитных экранов - разделительных конструктивных элементов, препятствующих распространению огня, тепла и продуктов сгорания при пожаре.
Химические меры огнезащиты СЛ могут быть достигнуты добавлением в состав ее рабочих смесей специальных химических соединений, способных претерпевать при тепловых воздействиях структурные изменения, а также выделение паров воды или газа, не поддерживающие горение. Таким добавками могут быть, например, химические соединения интумесцентной системы, образующие при высоких температурах коксоподобные пористые структуры, антипирены и многие другие.
6. ОБЕТОНИРОВАНИЕ ТРУБ
На морском участке укладки газомагистральных труб большого диаметра применяют обетонированные трубы армированным бетоном с целью упрочнения трубы и создания ей дополнительной тяжести для предотвращения от всплытия уложенных труб.
С помощью СЛ можно существенно упростить и ускорить процесс армирования и обетонирования газомагистральных труб большого диаметра Для этого необходимо последовательно выполнить следующие операции: армированную СЛ производить на горизонтальном столе непосредственно в цехе обетонирования трубы; параллельно столу закрепить концы трубы так, как крепят, например, заготовки к токарному станку; заложив данные о необходимой дополнительной прочности и тяжести трубы, выяснить количество необходимого слоя бетона, арматуры для армирования и ткани для СЛ; сначала на стол уложить арматуру вдоль по линии намотки ленты на трубу и накрыть тканью; получив бетоносмесителем рабочую смесь с естественной влажностью, уложить смесь на ткань и образовать СЛ методом перехлеста ткани на верхней стороне шириной, равной длине обетонируемой части трубы; свободной прошивкой, сужающей расстояние между сторонами ленты вдоль по линии прошивки, образовать соты в виде полосы, перпендикулярной направлению намотки СЛ на обетонируемую трубу; закрепив начало арматурной сетки к трубе, привести во вращательное движение трубу и намотать на трубу расчетное количество слоев ленты, смачивая поверхность по мере движения ленты.
В приведенном примере реализованы два упрощения изготовления СЛ: применена рабочая смесь с естественной влажностью и соты сделаны в виде полосы из-за того, чтобы препятствовать единственно возможному направлению перемещения смеси при намотке ленты на трубу. Крепление и фиксация арматурной сетки с нижней стороны ленты логичнее из-за того, что создав дополнительное натяжение арматурной сетки при намотке СЛ на трубу одновременно можно уплотнить бетонный слой в процессе обетонирования трубы.
Таким же образом слоем бетона можно покрыть не только описанные выше газомагистральные трубы, но и другие виды труб, в том числе и профильные, а также можно проводить и ремонтно-восстановительные работы поврежденных участков труб.
7. СТРОИТЕЛЬСТВО
Широкое применение СЛ может найти в строительстве. Рассмотрим, например, применение СЛ для кладки стены:
• для выбранных стеновых материалов выбирают основу рабочей смеси СЛ (например, для кирпича рабочая смесь должна быть на основе цемента с пластифицирующими добавками);
• выбирают СЛ шириной, равной ширине кладки стены, ее толщина должна быть немного выше величины точности размеров изготовления строительных материалов, применяемых для кладки, а длину рулона СЛ выбирают не меньше длины предстоящей для строительства стены;
• нарезают или применяют заранее приготовленную полоску из выбранной СЛ длиной, равной высоте строительного материала;
• стыкующихся при кладке пласти увлажняют и раскладывают СЛ вдоль по поверхности предыдущего ряда стены;
• уложенную СЛ увлажняют и устанавливают следующий ряд строительных материалов в стену, закрепив предварительно в вертикальные пласти подготовленные полоски СЛ.
Другие виды строительных работ, которые могут быть выполнены с применением СЛ:
• устройство перегородок внутри помещения;
• расшивка кладочных швов;
• штукатурка стен;
• устройство бетонных полов;
• бетонное покрытие кровельной системы;
• устройство отмостков, а также и для выполнения многих других бетонных работ в строительстве.
8. ДОРОЖНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
СЛ с успехом может быть применена в дорожном строительстве и, прежде всего, при строительстве армированного бетонного дорожного полотна. Для этого необходим предварительный расчет конструкций дорожной одежды и из нее основной слой покрытия и слой износа могут быть выполнены с помощью СЛ. Причем, рабочие смеси для основного слоя и слоя износа отличаются друг от друга. Для жесткого армирования дорожного полотна удобно укладывать и дополнительные арматурные элементы между слоями СЛ.
Удобство СЛ еще и в том, что ее можно укладывать на дорогах с любым уклоном, в том числе строить и горные бетонные дороги. А для обычных дорог можно специально образовать необходимый уклон дорожного полотна, например, уклон в сторону обочин дорог.
При строительстве горных дорог на опасных его поворотах зачастую требуется возводить защитные удерживающие ограждения и здесь СЛ существенно упростит строительство таких ограждений – с ее помощью нетрудно получить монолитное бетонное армированное удерживающее ограждение вдоль по естественному контуру рельефа поверхности дороги. Такие же ограждения могут быть построены и для защиты от камнепада.
9. ЛАНДШАФТНЫЙ ДИЗАЙН
Загородной дом является предметом особой гордости в жизни многих людей и его внешний вид, дизайн, красота и неповторимость всегда будут радовать вас. Важной составляющей такого владения является и участок возле дома - необходимо создать оригинальное и красивое пространство, декоративное оформление участка, разметить на плане участка, какие и где будут размещены постройки, детская площадка, беседки, искусственные водоёмы, садовые скульптуры, цветники, газоны, сад и все они, как правило, должны быть соединены дорожками. Это и есть ландшафтный дизайн, который при этом должен быть еще и практичным.
Выполнить некоторые составляющие оформления участка возможно с применением СЛ - например, площадки, дорожки, искусственные водоемы, скульптуры. А если в состав рабочих смесей при изготовлении СЛ ввести еще и пигменты или красители, то, применив полученные разного цвета СЛ, можно значительно украсить и изменить облик участка. Потому что бесцветность и монотонность вызывает ощущение безразличия, а на детей блеклость и серость действует угнетающе – их радует цветное, светлое и яркое окружение. Такими разноцветными сочетаниями на участке можно выполнить площадки, дорожки и выполнить в цвете и скульптурные изображения. Особенно игра цветов чистой воды и цветных СЛ, из которых будут образованы бетонные покрытия искусственных водоемов, может усилить неповторимость участка.
10. МЕДИЦИНА
СЛ может найти применение также и в области медицины для изготовления гипсовых повязок и гипсовых бинтов. Для этого достаточно изготовить СЛ, исходным сырьем для которой будут являться текстильный материал и сухой порошок медицинского гипса. При этом осыпаний гипсовой смеси из сот не происходит и специальные способы закрепления гипса на текстильном материале или применение различных клеящих материалов для закрепления гипса на текстильном материале не требуется, а срок хранения гипсовых повязок и гипсовых бинтов зависит лишь от качества пароизоляционных свойств упаковки.
11. ПРОИЗВОДСТВО СЛОИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
Применение СЛ в различных областях экономики, которые описаны выше, предполагают, что твердение вяжущих материалов рабочей смеси происходит под действием воды. Например, если вяжущим материалом является цемент, то под действием воды происходит гидратация цемента и твердение рабочей смеси.
Но СЛ можно производить и с другими сочетаниями рабочей смеси и влаги. Например, если рабочей смесью СЛ является сухое вещество, которое при смачивании растворителем или отвердителем превращается в клей, то они могут быть использованы для получения слоистых материалов. При этом между каждыми листами раскладывают СЛ и смачивают растворителем или отвердителем, а полученную стопку придавливают до полного отверждения клея. В качестве материала для изготовления СЛ в этом случае могут быть растворимые или не растворимые в этом растворителе материалы. Причем, каждые из них могут быть изготовлены без армирования, так и с армированием.
P.S. Считаю, что с этим сайтом знакомятся достаточно подготовленные читатели и без труда могут догадаться о дальнейших возможностях применения СЛ в каждом из описанных областей промышленности и строительства. И не только - есть и другие области промышленности, где может найти применение СЛ, например, при строительстве пешеходных тротуаров, велодорожек, некоторых узлов спортивных сооружений и аттракционов, игровых детских площадок и во многих, многих других.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ
Патент RU 2 696 728 продается.
Изделие СЛ может заинтересовать, прежде всего, крупные компании – только они имеют возможность самостоятельно или на кооперативной основе, передавая лицензии, полноценно использовать все возможные сферы применения СЛ во всех областях промышленности и строительства.
Патент могут приобрести и другие компании или частные инвесторы с целью распространения лицензии на производство и применение СЛ.
Приглашаю к сотрудничеству патентных брокеров.
КОНТАКТЫ
С автором патента можно связаться через эл. почту: honeycombtape@mail.ru - письменное сообщение, как правило, лаконичное и информативное.