Мы нашли способ уйти от моментального удара волны к его переводу в другой тип энергии. Связующий полимер «Каменьсхват» — двухкомпонентный клеящий состав на полиуретановой основе — прочный, долговечный, устойчивый к внешним воздействиям стал новой, экономичной альтернативой привычным технологиям.
Практически на всех гидротехнических сооружениях, будь то гидроэлектростанции, портовые сооружения, каналы, дамбы или мосты, в процессе эксплуатации возникает проблема разрушения береговой зоны — в местах соприкосновения с открытой водой сооружения разрушаются эрозией и паводковыми водами. Способов борьбы с этой проблемой множество, они не новы, как не новы и используемые материалы — бетонные, битумно-галечные покрытия, наброска формованных массивов, габионы — проверенные временем, работающие при соблюдении нормативов и технологий производства, а так же при понимании использующего их специалиста сути причин приводящих к разрушениям и при реагировании адекватными методами борьбы с этими причинами.
Возьмем для примера ударные нагрузки, вызванные воздействием волн, характерные для водоемов большой площади, где воздействие ветров придает волнам скорость или же где волны формируются стабильным течением данного водоема — т.е. реки, проливы.
Бетон — как материал для берегоукреплений подходящий — прочный, дешевый и достаточно технологичный, но из-за использования в резко меняющихся как температурных, так и нагрузочных показателях не всегда является абсолютной защитой. Несоблюдение технологических норм (что очень характерно для современной России), усадочные процессы, воздействие соленой воды приводит к разрушению массивов заливки, появлению трещин, каверн и т.д. Попадающая в трещины вода, гидробионты, абразивное воздействие песка и галечной крошки усугубляют разрушения. К тому же при относительной дешевизне бетона даже высоких марок проблемы, возникающие при его транспортировке и подготовке мест заливки стоят иногда гораздо дороже, чем материал.
Бетонные и набросные укрепления противопоставляют силе волны свою собственную прочность, и, как только появляется малейшее повреждение, процесс разрушения идет по нарастающей.
Мы нашли способ уйти от моментального удара волны в некую ограниченную зону, к его гашению путем перевода в другой тип энергии. Непосредственно связующий полимер представляет собой двухкомпонентный клеящий состав на полиуретановой основе, с такими характерными особенностями как стойкость к воздействию окружающей среды (ультрафиолет, температуры, гидролизное воздействие гидробионтов), крайне низкая эмиссия (выделение) составляющих веществ в окружающую среду. Что особенно важно — на всем периоде эксплуатации полиуретан не стеклуется, т.е. не становится хрупким вследствие полной полимеризации.
Композит, с помощью которого и производятся защитные мероприятия — это зерна гравийно-галечного инерта, скрепленные между собой в точках контакта полиуретановыми «мостиками». Покрытие представляет собой некую прочную пористую структуру. Полимерные «мостики» эластичны, и волна, попадая в этот пористый композит, дробится на отдельные струи и тратит энергию на попытку разбросать зерна гравия, но полимер вследствие своей упругости демпфирует силу удара, растягивают его во времени и переводят в тепло.
Далее пористость конструкции приводит к тому, что при накате волны ее подошва (основной движущийся массив воды с наибольшей кинетической энергией) «истирается» о структуру, в результате чего не падает с максимальной отдачей энергии на препятствие, а как бы «проседает» в процессе наката на берегоукрепительное сооружение из «Каменьсхвата» — этот процесс лишает волну массированного точечного удара.
Еще одна характерная особенность применения композита из «Каменьсхват» и гравия — это экономия. Для эффективности сооружения достаточно композитного покрытия-одеяла, которое держит форму насыпи. Полимерное связующее «Каменьсхват» полимеризуется за счет возникновения полимерных цепочек, а не за счет испарения растворителя — и поэтому может отвердевать и под водой, но при этом прочность его уменьшается вследствие возникновения пузырьков пара в толще клея, так как реакция полимеризации — изотермическая (с выделением тепла).
С Уважением гл. инженер ООО «Полимерные Материалы» Шаула Я.И.
