Утяжелитель подводного трубопровода и бетонная смесь Советский патент 1992 года по МПК F16L1/00 C04B28/08 

Предлагаемое изобретение относится к строительству и может найти применение при прокладке подводных стальных трубопроводов.

Известны утяжелители подводного трубопровода.

Один из них выполнен в аиде навешиваемого на трубопровод отлитого в жесткой форме блока из крупнокускового заполнители и прослоек-связей между заполнителем из вяжущего,Однако сформированные в объеме утяжелителя данной конструкции пустоты служат для заполнения их внешней водой, что вызывает уменьшение выталкивающей архимедовой силы и, следовательно, рост балластирующей нагрузки утяжелителя.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является утяжелитель подводного трубопровода, включающий размещенный на трубе с ее охватом контейнер, выполненный из синтетического водопроницаемого гибкого материала и заполненный смесью вяжущего и заполнителя.

Недостатком известного технического решения, особенно при больших поперечных габаритах контейнера, является то, что сосредоточенная первоначально в средней части смесь не получает необходимого количества воды после обводнения утяжелителя . из-за удаленности от внешней стенки, в XI

Ю

не которой сухая смесь быстро взаимодействует с водой и превращается в плотный гидратированный цементный камень, затрудняющий дальнейший подсос воды. В результате возможно разрушение утяжелителя при случайном нарушении стенки контейнера.

Цель изобретения - повышение надежности утяжелителя за счет образования в немтвердого конгломерата по всему обьему и обеспечения равномерного доступа в него внешней воды.

Для решения указанной задачи в утяжелителе подводного трубопровода, включающем размещенный на трубе с ее охватом контейнер из синтетического водопроницаемого гибкого материала и заполненный смесью вяжущего и заполнителя, в смеси равномерно распределены водовсасываю- щие фитили, концы которых прикреплены к соответствующим торцам контейнера. Кроме того, фитили выполнены в виде перегородок, разделяющих контейнер на примерно равные объемы.

На фиг. 1 изображен утяжелитель в од- нсм из вариантов исполнения контейнера, фронтальный вид; на фиг. 2 - то же, в другом варианте.

Утяжелитель подводного трубопровода содержит налагаемый на трубопровод 1 и заполненный смесью 2 вяжущего и заполнителя контейнер 3 из синтетического водопроницаемого гибкого материала. Контейнер может состоять из двух емкостей, соединенных силовым поясом 4. В смеси равномерно распределены водовсасывающие фитили 5, концы которых прикреплены к соответствующим торцам контейнера. Наборы фитилей могут быть выполнены в виде перегородок, разделяющих контейнер или его емкости на примерно равные объемы Фитили изготовляют из нетканого иглопробивного синтетического материала плотностью не менее 400 г/см2.

Утяжелитель работает следующим образом.

После навески группы утяжелителей на трубопровод 1 и принятия ими формы последнего происходит процесс погружения утяжеленного трубопровода в воду, сопровождающийся поступлением воды сквозь стенку контейнера 3. Поступлению воды в среднюю часть контейнера, заполненного смесью 2, способствуют фитили 5, которые обеспечивают подачу ооды всасыванием даже после того, как в зоне стенки контейнера образуется слой гидратировзнного бетона, затрудняющий дальнейшее проникновение воды.

Известны бетонные смеси для утяжелителя трубопровода.

Одна из них содержит портландцемент в смеси с грунтом засыпки. Однако в этом случае образуется утяжелитель невысокой прочности, малонадежный в эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому

техническим решением является бетонная смесь, включающая цемент и гранулированный заполнитель из отвальных шлаков цветной металлургии в соотношении 1:3 по

0 массе. Однако, обеспечивая достаточно высокую прочность бетону, смесь характеризуется высоким содержанием вяжущего, т.е. повышенными материалоемкостью и стоимостью, а также значительными энергозат5 ратами, связанными с Фракционированием заполнителя,Так, на 1 м бетона приходится расходовать 400/500 кг цемента.

Цель изобретения - снижение расхода цемента.

0 Указанная цель достигается тем, что бетонная смесь, включающая цемент и гранулированный заполнитель из отвальных шлаков цветной металлургии, содержит в качестве заполнителя отходы никелевого

5 производства и дополнительно дробленый щебенчатый отвальный шлак цветной металлургии при массовом соотношении компонентов 1.3-4 8-9.

Бетонная смесь, в силу невысокого про

0 центного содержания в ней вяжущего (всего до 17%), не обеспечивает надежного связывания гранул после затворения смеси водой и твердения. Однако, благодаря тому, что смесь затворяется водой в обжатом контей5 нером состоянии и работает в качестве утяжелителя вместе с этим контейнером, обеспечивается компенсация уменьшения связанности гранул после затворения водой и твердения прочностью вмещающего

0 смесь контейнера.

Для опытной проверки свойств предлагаемых составов бетонной смеси, которая образуется в объеме контейнерного утяжелителя из гибкой водопроницаемой синте5 тической ткани в процессе поступления (подсоса) внутрь воды, было изготовлено несколько сухих композиций путем тщательного перемешивания исходных материалов. Однородная сухая смесь затворялась водой

0 при соотношении вода/цемент 0,6-0,7. Указанное соотношение установлено при опытном погружении контейнерного утяжелителя, заполненного сухой смесью, в воду. Твердение осуществлялось в естественных услови55 ях при температуре окружающего воздуха +18-20°С. Для затвердевшего бетона определяли прочность при сжатии в возрасте 28 сут и общую массу.

Для всех составов использовали портландцемент марки 300, гранулированный

отвальный шлак никелевого производства и дробленый щебенчатый отвальный шлак цветной металлургии. Фракционирование шлаков не осуществляли.

Максимальная крупность гранули- рованного шлака 7-10 мм, а щебенистого 70 мм.

Объемная насыпная плотность гранулированного шлака 1,5-1,6 т/м3, щебенистого шлака 2-2,1 т/м3..

Составы бетонных смесей и их основные свойства приведены в таблице.

Как видно из таблицы, по сравнению с прототипом предлагаемый состав бетонных смесей для контейнерного утяжелителя имеет пониженный расход цемента при высокой объемной плотности.

Оптимальными принимаются составы, содержащие малый расход цемента при условии сохранения прочности на уровне 100 кгс/см2.

Таким образом, комплексное техническое решение обеспечивает снижение материалоемкости по цементу утяжелителя и повышение его объемной массы.

Формула изобретения

1.Утяжелитель подводного трубопровода, включающий размещенный на трубе с ее охватом контейнер, выполненный из синтетического водопроницаемого гибкого материала и заполненный смесью вяжущего и заполнителя, отличающийся тем,что, с целью повышения надежности утяжелителя, в смеси равномерно размещены водо- всасывающие фитили, концы которых прикреплены к соответствующим торцам контейнера.

2.Утяжелитель по п. 1, отличающий- с я тем, что фитили выполнены в виде перегородок.

3.Бетонная смесь, включающая цемент и гранулированный заполнитель из отвальных шлаков цветной металлургии, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода цемента, она содержит в качестве заполнителя отходы никелевого производства и дополнительно дробленый щебенчатый отвальный шлак цветной металлургии при массовом соотношении компонентов 1:3-4:8-9.

Использование: прокладка подводных трубопроводов. Сущность изобретения: утяжелитель представляет собой контейнер, заполненный смесью вяжущего и заполнителя. Контейнер выполнен из синтетического водопроницаемого гибкого материала. В смеси равномерно размещены водовсэсы- вающие фитили. Концы фитилей прикреплены к соответствующим торцам контейнера Фитили расположены параллельно оДин другому. Фитили могут быть выполнены в виде перегородок, которые разделяют контейнер на примерно равные объемы. Смесь помещается в контейнер в сухом виде. Смесь содержит цемент, отходы никелевого производства и дробленый щебенчатый отвальный шток цветной металлургии в массовом соотношении 1:3-4:8-9. Смесь готовят путем затворе- ния водой сухой композиции исходных материалов при тщательном перемешивании. Плотность смеси 288-310 г/м3, прочность 100-150 МПа. 2 с.и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Pur,Z

ЈL