КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ Российский патент 2013 года по МПК E01C7/36 

Изобретение относится к области дорожного и аэродромного строительства и может быть использовано для устройства водо- и морозозащитных слоев дорожных одежд и земляного полотна автомобильных дорог и аэродромов.

Известен состав для укрепления грунтов оснований дорожных одежд включающий, % масс:

глинистый грунт - 100 сырая маловязкая нефть - 5÷8 известь негашеная - 3÷5

(Безрук В.М., Линцер А.В., и др. Применение нефтегрунта в строительстве автомобильных дорог - М.: Транспорт, 1975, с.21-25.)

Материал известного состава недостаточно прочен. Кроме того использование маловязкой нефти в дорожном строительстве нецелесообразно.

Прототипом изобретения является грунтобетонная смесь, включающая компоненты, масс.ч:

грунт - 100 известь - 4÷6 нефтешлам - 2÷4 вода - 8÷18

Нефтешлам в известном составе представляет эмульсию отходов переработки нефти. Он содержит 15-25% воды, 3-6% соединения близких по составу органических соединений, 15-25% минеральных веществ, 6-10% механических примесей (авторское свидетельство СССР №607870, М. кл. E01C 7/36, E02Д 3/12).

Грунтобетонная смесь известного состава имеет недостаточно высокую прочность при сжатии и недостаточную водостойкость.

Изобретение направлено на повышение прочности, снижение морозного пучинообразования пылевато-глинистых грунтов, снижение стоимости строительства дорог, повышение экологической безопасности окружающей среды и высвобождение территорий для воспроизводства лесо- и сельскохозяйственных угодий.

Результат достигается тем, что композиция для укрепления грунтов содержащая грунт, модифицирующую добавку состоящую из нефтешлама, негашеной извести, и воду: содержит пылевато-глинистые грунты, модифицирующую добавку, содержащую твердый нефтешлам следующего состава, масс.%: асфальтосмолистые вещества 5-13, парафин 18-40, углероды 4-6, механические примеси 35-60, вода 2-12; и дополнительно шлаковую муку при следующем соотношении компонентов, масс.ч:

пылевато-глинистый грунт - 100 твердый нефтешлам указанного состава - 10÷23 негашеная известь - 5÷9 шлаковая мука - 3÷7 вода - 12÷24

Характеристики компонентов композиции:

- в соответствии с классификацией грунтов по степени морозного пучинообразования (табл.6, СНиП 2.05.02-85*) пылевато-глинистые грунты, относящиеся к III, IV, V группам, являются пучинистыми и без специальных мероприятий в условиях значительного увлажнения не применяют;

- твердый нефтешлам (отход производств нефтедобывающей промышленности) выше указанного состава;

- негашеная известь (ГОСТ 9179-77);

- шлаковая мука (отход металлургической промышленности, образуется при плавке чугуна). В составе композиции использовали шлаковую муку с модулем активности основности 1.12, содержанием CaO 45-47%.

Композиция для укрепления грунтов реализуется следующим образом.

Технология устройства оснований автомобильных дорог и аэродромов включает процессы: распределение грунта, разравнивание, внесение модифицирующий добавки в заданном количестве, перемешивание, увлажнение при необходимости до оптимального значения, перемешивание, профилирование, уплотнение.

Модифицирующую добавку для укрепления грунтов готовили по следующей технологии. В смесительную установку послойно загружают негашеную известь, твердый нефтешлам и воду при указанном соотношении компонентов. В результате экзотермической реакции температура смеси увеличивается, процесс перемешивания до однородного состояния продолжают в течение 10-15 минут, после чего к порошку образовавшейся смеси добавляют шлаковую муку, вновь перемешивают и выгружают в емкости.

Грунт, укрепленный заявляемой композицией, хорошо уплотняется при оптимальной влажности.

Примеры реализации разработанной композиции для укрепления грунтов приведены в таблице. Сильнопучинистый исходный грунт (IV группа) после укрепления значительно снижает величину морозного пучения и может быть отнесен к слабопучинистым (II группа)

Таблица Вид грунта Состав композиции для укрепления грунта, масс.ч. Физико-механические свойства укрепленных грунтов Относитель
ное морозное пучение, % Вода Твердый нефтешлам Негашеная известь Шлаковая мука Прочность при сжатии, МПа в 28-суточном возрасте Водонасыщение, % Кол-во циклов замораживания оттаива
ния Суглинок легкий пылеватый - 100 16 - - - Разрушились при водонасыщении 8.1 - 16 5 5 3 1.4 2.2 7 6.2 - 16 10 5 3 1.9 0.81 11 4.1 - 16 15 5 3 2.1 0.66 16 4.0 - 16 23 5 3 2.2 0.55 15 3.8 - 16 10 7 5 2.0 0.40 12 3.8 - 16 15 7 5 2.6 0.38 18 3.6 - 16 23 7 5 2.8 0.32 21 3.2 - 16 10 9 7 2.3 0.36 20 3.1 - 16 15 9 7 3.1 0.33 25 3.0 - 16 23 9 7 3.1 0.30 26 3.0 - 16 25 9 7 1.8 1.26 12 4.3 Прототип Грунтобетонная смесь 8-18 Нефтешлам 2-4 4-6 - 1.8 1.8 - -

Установлено, что укрепленный грунт продолжает набирать прочность в течение многих месяцев, поскольку шлаковая мука относится к медленно твердеющим вяжущим. Она способствует увеличению морозостойкости и деформативности конструктивных слоев дорожных одежд и земляного полотна.

Технология приготовления заявляемой композиции позволяет снизить энергозатраты т.к. не требует дополнительного разогрева смеси. Готовый состав смеси может храниться в течение продолжительного периода и заготавливаться впрок.

Применение данной композиции позволит: повысить прочность, водо- и морозостойкость пылевато-глинистых грунтов, снизить стоимость строительства дорог за счет снижения энергозатрат и транспортных расходов, использовать для возведения земляного полотна и строительства оснований дорожных одежд ранее непригодного для данных видов работ грунта (пучинистого), а так же позволит высвободить территории занятых под складирование отходов, что в свою очередь существенно повысит экологическую безопасность окружающей среды.

Изобретение относится к области дорожного и аэродромного строительства и может быть использовано для устройства водо- и морозозащитных слоев дорожных одежд и земляного полотна. Композиция для укрепления грунтов включает негашеную известь, шлаковую муку, твердый нефтешлам следующего состава, % масса: асфальто-смолистые вещества 5-13, парафины 18-40, углеводороды 4-6, механические примеси 35-60, вода 2-12 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: пылевато-глинистый грунт - 100, твердый нефтешлам указанного состава - 10÷23, негашеная известь - 5÷9, шлаковая мука - 3÷7, вода - 12÷24. Технический результат - повышение прочности, водо- и морозостойкости пылевато-глинистых грунтов, снижение стоимости дорожного строительства, утилизация отходов производств нефтедобывающей промышленности и отходов при плавке чугуна (доменных шлаков). 1 табл.

Композиция для укрепления грунтов, включающая грунт, модифицирующую добавку, состоящую из нефтешлама и негашеной извести, и воду, отличающаяся тем, что она содержит пылевато-глинистый грунт, модифицирующую добавку, содержащую в качестве нефтешлама - твердый нефтешлам следующего состава, мас.%: асфальто-смолистые вещества 5-13, парафины 18-40, углеводороды 4-6, механические примеси 35-60, воды 2-12; и дополнительно шлаковую муку при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
пылевато-глинистый грунт 100 твердый нефтешлам указанного состава 10÷23 негашеная известь 5÷9 шлаковая мука 3÷7 вода 12÷24