СОСТАВ СМЕСИ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ОСНОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ Российский патент 2000 года по МПК E01C3/04 E01C7/36 C04B11/26 

Изобретение относится к дорожно-строитетельным материалам, а именно к составам для устройства основания автомобильных дорог.

Известна смесь для устройства дорожных оснований и покрытий (авт. св. N 1571122, кл. МКИ Е 01 С 7/36, опубл. 15.06.90 г., БИ N 22), содержащая вяжущее, воду или жидкость затворения и заполнитель, в качестве вяжущего используется тонкодисперсный продукт совместного помола отхода от вельцевания свинцовых шлаков с фосфогипсом - дигидратом, в качестве жидкости затворения используется либо вода, либо отход титаномагниевого производства - хлорная пульпа на основе 15 - 20%-ного водного раствора хлорида кальция, в качестве заполнителя используется минеральный материал (щебень или гравий, или песчано-гравийная смесь, или дресва, или их смесь), при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанный продукт совместного помола - 23,3 - 33,0
Вода или отход титаномагниевого производства - хлоридная пульпа на основе 15-20%-ного водного раствора хлорида кальция - 5,7 - 6,9
Минеральный материал - остальное,
Недостатком указанной смеси является то, что ее высокодисперсная тонкомолотая часть, являющаяся по сути гипсошлаковым вяжущим, при хранении активно адсорбирует влагу из окружающего воздуха, снижая при этом свои вяжущие свойства. Во избежание этого, вяжущее до приготовления смеси необходимо хранить в особых условиях: либо во влагонепроницаемой таре, либо в сухом крытом складском помещении.

Более того, по своей природе гипсошлаковые вяжущие являются быстросхватывающимися, поэтому транспортирование, распределение и уплотнение готовой смеси при строительстве дорожного полотна должно осуществляться в течение 2-3 часов с момента приготовления смеси, что существенно усложняет технологию строительства.

Кроме того, совместный помол отхода от вельцевания свинцовых шлаков с фосфогипсом - дигидратом требует больших энергозатрат.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по химическому составу и достигаемому результату является состав, используемый для дорожного основания (пат. РФ N 2046097, кл. МКИ С 01 В 11/46, С 04 В 11/26, "Способ утилизации гипса из отходов производства плавиковой кислоты или безводного фтористого водорода", з. 27.01.92 г., oпубл. 20.10.95 г., БИ N 29) содержащий вяжущее, жидкость затворения и заполнитель, в качестве вяжущего используется смесь фторангидрита (сухого отхода производства плавиковой кислоты или безводного фтористого водорода) с сухим самораспадающимся ферросплавным шлаком, в качестве жидкости затворения используется вода, а в качестве заполнителя - песчано-гравийная смесь, или гравий, или шлак и т.д. при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фторангидрит - 34,8
Ферросплавный шлак - 8,7
Заполнитель - 43,5
Вода - 13,0
Недостаток описанного состава смеси для устройства основания автомобильных дорог заключается в том, что содержащееся в нем в количестве более 40% вяжущее, являющееся по сути ангидритошлаковым вяжущим и содержащее в своем составе не менее 20% высокодисперсной фракции, требует особых условий хранения, так как склонно адсорбировать влагу из окружающего воздуха, снижая при этом вяжущие свойства.

Кроме того, ангидритошлаковые вяжущие по своей природе являются быстросхватывающимися, поэтому транспортирование, распределение и уплотнение готовой смеси при строительстве дорожного основания должно осуществляться в течение 2-3 часов с момента приготовления смеси, что существенно усложняет технологию строительства.

В основу изобретения поставлена задача нахождения состава смеси, пригодной для устройства основания автомобильных дорог, способной сохранять свои технологические свойства в течение достаточно длительного промежутка времени и не требующей больших энергозатрат на изготовление. Решение этой задачи позволит упростить технологию укладки дорожного основания и снизить затраты.

Поставленная задача решается тем, что в составе смеси для устройства основания автомобильных дорог, содержащей вяжущее, жидкость затворения и заполнитель, вяжущее, в качестве которого используется смесь отсева дробления отвального основного металлургического шлака (степень основности больше 1) и фторангидрита, взятые в соотношении 1:1, дополнительно содержит активатор - фторангидрит, предварительно нейтрализованный известью, а в качестве жидкости затворения используют водный раствор хлоридов щелочных и/или щелочно-земельных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Отсев дробления металлургического шлака - 11,00 - 20,00
Фторангидрит - 11,00 - 20,00
Фторангидрит, нейтрализованный известью - 1,20 - 1,60
Хлориды - 0,25 - 0,35
Вода - 7,00 - 8,00
Заполнитель - Остальное
Сопоставительный анализ заявляемого состава смеси с прототипом (пат. РФ N 2046097) позволяет сделать вывод, что заявляемый состав смеси для устройства основания автомобильных дорог отличается от известного тем, что в качестве вяжущего используется смесь отсева дробления отвального основного металлургического шлака с фторангидритом и дополнительно содержит активатор - фторангидрит предварительно нейтрализованный известью, а в качестве жидкости затворения - раствор хлоридов щелочных и/или щелочно-земельных металлов, что является достаточным для решения поставленной задачи.

Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод о том, что заявляемое изобретение не известно из уровня техники, что свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".

Использование в качестве вяжущего смеси отсева дробления отвального основного металлургического шлака, в котором содержится не более 10% мелкодисперсных частиц, с фторангидритом позволяет обеспечить существенное замедление и даже практически полное прекращение адсорбции влаги из окружающего воздуха, что позволяет хранить его на открытом воздухе в течение длительного времени без применения каких-либо специальных мер.

Пониженная, по сравнению с прототипом, дисперсность вяжущего и самой смеси, приводит к понижению реакционной способности смеси в неуплотненном состоянии, что обеспечивает сохранность ее технологических свойств ("живучести") в течение достаточно длительного промежутка времени (не менее 4-6 часов).

Использование активатора - нейтрализованного известью фторангидрита, позволяет увеличить прочность дорожного основания, повышая интенсивность процессов гидратации в уплотненной смеси. Активатор готовится отдельно, являясь результатом совместного помола фторангидрита с известью в соотношении 9 : 1, энергозатраты при этом незначительны, т.к. активатор составляет не более 1,6% от общей массы смеси.

Использование водного раствора хлоридов щелочных и/или щелочно- земельных металлов в качестве жидкости затворения обеспечивает продолжительный рост прочности уплотненной смеси во времени. Наличие в составе жидкости затворения ионов С1^-, обладающих способностью к комплексообразованию, приводит при взаимодействии с металлами, входящими в структуру шлаков, к образованию сложных ионов типа MgCl₆ ^-2 или CaCl₆ ^-2, что вызывает ускорение образования гидросиликатов кальция.

Сущность заявляемого изобретения для специалиста не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Возможность использования заявляемого состава для устройства основания автомобильных дорог в отечественной промышленности позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "промышленная применимость".

Заявляемый состав приведен в таблице.

Описанные составы получают следующим образом: отсев дробления основного металлургического шлака смешивается с фторангидритом в соотношении 1: 1, в полученную смесь вводят заранее приготовленный активатор (полученный в результате совместного помола до удельной поверхности 300 м²/кг фторангидрита и извести взятых в соотношении 9 : 1), затем в смесь вводятся заполнитель и водный раствор хлорида.

Прочность дорожного основания, изготовленного из предлагаемой смеси, достигает через 7 суток твердения 2,0 - 2,5 МПа, а через 90 суток 8,0 - 9,0 МПа.

Применение заявляемого состава смеси для устройства основания автомобильных дорог позволит увеличить ее "живучесть" (способность увлажненной смеси сохранять свои технологические свойства) за счет увеличения сроков схватывания, упростить технологию укладки дорожного основания и транспортировку смеси; снизить энергозатраты на приготовление смеси.

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам, а именно к составам для устройства основания автомобильных дорог. Состав смеси для устройства основания автомобильных дорог включает в качестве вяжущего смесь отсева дробления отвального основного металлургического шлака с фторангидритом в соотношении 1 : 1, активатором является фторангидрит, предварительно нейтрализованный известью, а в качестве жидкости затворения используется водный раствор хлоридов щелочных и/или щелочно-земельных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.%: отсев дробления основного металлургического шлака 11,0 - 20,00, фторангидрит 11,00 - 20,00, фторангидрит, нейтрализованный известью 1,20 - 1,60, хлориды 0,25 - 0,35, вода 7,00 - 8,00, заполнитель - остальное. Технический результат: применение заявляемого состава смеси для устройства основания автомобильных дорог позволит увеличить ее "живучесть" (способность увлажненной смеси сохранять свои технологические свойства), упростить технологию укладки дорожного основания и транспортировку смеси, снизить энергозатраты на приготовление смеси. 1 табл.

Состав смеси для устройства основания автомобильных дорог, включающий вяжущее, жидкость затворения и заполнитель, отличающийся тем, что вяжущее, в качестве которого используется смесь отсева дробления отвального основного металлургического шлака и фторангидрита, взятые в соотношении 1 : 1, дополнительно содержит активатор-фторангидрит, предварительно нейтрализованный известью, а в качестве жидкости затворения используется водный раствор хлоридов щелочных и/или щелочно-земельных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Отсев дробления отвального основного металлургического шлака - 11,00 - 20,00
Фторангидрит - 11,00 - 20,00
Фторангидрит, нейтрализованный известью - 1,20 - 1,60
Хлориды - 0,25 - 0,35
Вода - 7,00 - 8,00
Заполнитель - Остальное