СПОСОБ УСТРОЙСТВА ОСНОВАНИЙ ДОРОГ И НАЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ Российский патент 1995 года по МПК E01C7/36 E02D3/12 C04B28/08 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для укрепления грунтов при устройстве оснований автомобильных и железных дорог, аэродромов, плотин, площадок различного назначения, фундаментов зданий и сооружений.

Известен способ устройства оснований сооружений, включающий смешение молотого отвального мартеновского шлака с цементом, увлажнение смеси до 9-20 мас.%, выдерживание в течение 3-5 сут. и смешение с глинистым грунтом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ устройства оснований дорог и наземных сооружений, включающий смешение грунта с дробленым шлаком и щелочным активизатором, увлажнение водой в количестве 9-18% от массы сухих компонентов, укладку и уплотнение смеси.

Недостатком указанного способа является невысокая прочность и морозостойкость оснований.

Целью изобретения является повышение прочности и морозостойкости оснований, а также снижение их стоимости.

Это достигается тем, что в способе устройства оснований дорог и наземных сооружений, включающем смешение грунта с дробленым шлаком и щелочным активизатором, увлажнение водой в количестве 8-20% от массы сухих компонентов, укладку и уплотнение смеси, в качестве дробленого шлака используют отвальный шлак черной металлургии в количестве 20-40 мас.%, из которого предварительно выделяют железистые включения.

Способ устройства оснований осуществляется следующим образом.

На земляное полотно завозят расчетное количество грунта (песок, суглинка, глина, лесс, лессовидный суглинок) и соответствующее количество дробленого отвального шлака черной металлургии (доменного, мартеновского, конвертерного, электросталеплавильного, ваграночного) при массовом соотношении 60-80% и 20-40%. Оба компонента поочередно с помощью бульдозера равномерно распределяют по поверхности земляного полотна. Затем всю смесь перемешивают за несколько проходов фрезы и увлажняют водой в количестве 8-20% от массы твердых компонентов для приведения материала в удобоукладываемое состояние с применением поливомоечной машины. Жидкий активатор вводят с помощью поливомоечной машины. Затем все компоненты перемешивают необходимым количеством проходов фрезы до получения гомогенной смеси.

Увлажненную гомогенную смесь уплотняют виброкатками при нагрузке уплотнения около 100 кг/см².

В увлажненной и уплотненной шлакогрунтовой смеси вследствие высокого значения рН порового раствора происходит щелочное возбуждение и растворение поверхностей как шлаковых, так и глинистых частиц. Продукты растворения выносятся в поровое пространство в виде зольного раствора, переходящего по мере увеличения концентрации в гель. В результате синерезиса геля образуются многочисленные трещины, по которым продолжается щелочная агрессия поверхности шлаковых частиц, дальнейшее уплотнение гелевых новообразований и постепенный их переход в камнеподобное состояние.

Упрочнение шлаков и шлакогрунтовых материалов в течение 13-15 лет и более приводит к значительному увеличению межремонтного срока автодорог. Высокой упругостью гелевых новообразований объясняется высокое значение коэффициента морозостойкости шлакогрунтовых материалов. В производственных условиях оптимальной дисперсностью обладает отсев дробления отвального шлака с фракциями до 5 мм, однако положительный эффект достигается также при использовании фракции до 20 мм.

В качестве активатора могут применяться щелочные материалы, например щелочные отходы промышленности, такие как парекс - отработанная щелочь дисорбата парекса в производстве нефтеоргсинтеза. Отработанная щелочь дисорбата парекса представляет собой раствор следующих компонентов: Сульфат натрия не более 3,000 мг/л Сульфит натрия не более 16,000 мг/л
Гидросульфит нат- рия не более 5000 мг/л Сульфонат нат- рия не более 0,5 мг/л Нефтепродукты не более 100 мг/л
Нормальность парекса исходная 0,46 Н.

Щелочные стоки, образуются при улавливании газообразного хлора с помощью NaOH при производстве хлора, каустической соды, фенозона и при других процессах, связанных с использованием жидкого или газообразного хлора.

Механический состав щелочных стоков П.О. "Каустик", мас.%: Взвешенные вещества 0,2-0,5
Сухой остаток (общее
содержание растворимых органических и мине- 0,2-1,5 ральных солей) В среднем 0,6-0,8%, из них Хлориты 0,2-0,4 Сульфаты 0,05-0,1 Нефтепродукты 0,0025 Железо (общее) От следов до 1 Гипохлориты натрия 0,05-0,1 Показатель рН 12,5-13,5.

Примеры конкретного выполнения способа и свойства получаемого материала приведены в табл.1 и 2.

Как видно из приведенных данных, предлагаемый способ позволяет получить основание более прочное и морозостойкое, а также более дешевое за счет исключения извести.

Использование: в строительстве дорог аэродромов, плотин, фундаментом зданий и сооружений. Сущность изобретения: грунт смешивают с дробленым отвальным шламом черной металлургии в количестве 20 - 40 мас.% и щелочным активатором, увлажняют водой в количестве 8 - 20% от массы сухих компонентов, укладывают и уплотняют. Из шлака предварительно выделяют железистые включения. Дробят его до размера менее 20 мм, щелочной активатор используют с конценрацией 0,09 - 0,23 H. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. СПОСОБ УСТРОЙСТВА ОСНОВАНИЙ ДОРОГ И НАЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ, включающий смешение грунта с дробленым шлаком и щелочным активатором, увлажнение водой в количестве 8-20% от массы сухих компонентов, укладку и уплотнение смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и морозостойкости оснований, а также снижения их стоимости, в качестве дробленого шлака используют отвальный шлак черной металлургии в количестве 20-40 мас.%, из которого предварительно выделяют железистые включения. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дробление отвального шлака производят до фракции менее 20 мм. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что щелочной активатор используют с концентрацией 0,09-0,23 н.