СОСТАВ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА Российский патент 2016 года по МПК C04B28/04 E01C21/00 E02D3/12 C04B24/04 C04B24/24 C04B103/32 C04B111/20 

Описание патента на изобретение RU2603682C1

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог.

Наиболее перспективным направлением в решении проблемы отсутствия прочных каменных материалов и реальной возможностью снижения стоимости строительства и затрат ресурсов является использование местных укрепленных материалов в конструкциях дорожных одежд. Обобщая многолетний отечественный и зарубежный практический опыт применения укрепленных грунтов, можно сделать вывод о том, что грунты, укрепленные одним вяжущим, характеризуются большим набором отрицательных свойств, в особенности низкой водо- и морозостойкостью, значительно снижающих срок службы конструктивного слоя. Решение существующей проблемы возможно с помощью модификации цементогрунта различными целевыми добавками.

Известна смесь укрепленного грунта, содержащая минеральное вяжущее - цемент, грунт, воду и химическую добавку. В качестве химической добавки смесь содержит хлористый кальций (Безрук В.М. Укрепление грунтов и каменных материалов неорганическими вяжущими. Материалы V Всесоюзного научно-технического совещания по основным проблемам технического прогресса в дорожном строительстве. М., 1971, с. 35-49).

Недостатком данной композиции является низкая прочность, деформативная устойчивость и морозостойкость получаемого материала.

Известно использование грунтовых смесей, содержащих в составе, помимо грунта, заполнитель (керамзит, вспученный перлит, аглопорит и пр.) 10-40%, вяжущее (цемент) 6-9% и химическую добавку (жидкость кремнийорганическая ГКЖ-94) 0,5-2% для создания дорожных одежд. (Методические рекомендации по использованию укрепленных грунтов и отходов промышленности в морозозащитных теплоизолирующих слоях дорожных одежд. Министерство транспортного строительства. ГВДНИИ (СОЮЗДОРНИИ), Москва, 1979 г.).

Недостатком данной конструкции является то, что введение ГКЖ-94 и указанных заполнителей в укрепляемый грунт не приводит к повышению прочности, а увеличивают только морозостойкость, что ограничивает область применения укрепленного грунта только в дополнительных (морозозащитных) слоях основания или основаниях дорожных одежд переходного типа.

Существует состав, состоящий из грунта, укрепленного цементом в количестве 7-10% в сочетании с 0,25-1,75%) (от массы цемента) суперпластификатора С-3 / СД-2А / ЛСТМ-2 / Н-1 (Методические рекомендации по устройству оснований дорожных одежд из грунтов, укрепленных портландцементом с добавкой суперпластификаторов. ГВДНИИ (СОЮЗДОРНИИ), Москва, 1991 г.).

Недостатком данной конструкции является то, что введение пластификаторов, классифицируемых как суперпластификаторы, в укрепляемый грунт приводит к относительно невысокому росту прочности и морозостойкости, что ограничивает возможность применения укрепленного грунта в конструкциях дорожных одежд.

Известна смесь, содержащая цемент, заполнитель - грунт, суперпластификатор С-3, гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость ГКЖ-94 и воду (Патент №2269499, опубл. 02.10.2006).

Недостатком данной смеси является повышенный расход вяжущего, чрезмерно высокая прочность, при наборе которой требуется нарезка деформационных швов, а также пластичность смеси, что требует производство работ специальной бетоноукладочной техникой.

Существует смесь, включающая грунт, неорганическое вяжущее - портландцемент, воду и химические добавки - хлористый кальций и кубовые остатки производства кремнийорганических соединений (SU 966151, опубл. 15.10.1982).

Недостатком данной смеси является недостаточная прочность для использования в основаниях дорожных одежд капитального типа.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является грунтовая смесь для дорожного строительства, включающая минеральное вяжущее, воду, грунт, кремнийорганическую жидкость октилтриэтоксисилан и щелочь (Патент №2545228, опубл. 27.03.2015), при следующем соотношении, %:

- грунт - 100,

- портландцемент - 6-10 (сверх 100%),

- октилтриэтоксисилан - 0,01-0,3 (сверх 100%),

- щелочь - 0,1-0,7 (сверх 100%),

- вода - 7,5-11,95 (сверх 100%).

Недостатком данной смеси является невысокая морозостойкость (F15) и прочность (М40), повышенный расход добавок, а также применение щелочи (гидроксид натрия), являющейся опасной для организма человека, что приводит к трудностям в технологии производства работ.

Известно применение пластифицирующих добавок совместно с гидрофобизирующими (Касторных Л.И. Добавки в бетоны и строительные растворы. Учебно-справочное пособие, 2-е издание. Ростов-на-Дону: Феникс, 2007 г. С. 133-143), что обеспечивает прочность и морозостойкость строительного материала. Однако, известно их действие на бетоны и строительные растворы, свойства и состав которых нормируются ГОСТ 10180, ГОСТ 26633, ГОСТ 5802. В основу действия таких добавок в бетонах и строительных растворах положен принцип регулирования структуры и свойств цементного теста и цементного камня. Материалы на основе грунтовых, песчаных и щебеночно-песчаных смесей, обработанных (укрепленных) цементом, нормируются и подбираются в соответствии с ГОСТ 23558 и являются материалами со свойствами и структурой, отличной от бетонов и строительных растворов. Введение пластифицирующих, гидрофобизирующих добавок и их комплекса в такие смеси не приводит к изменению в значительной степени удобоукладываемости и содержания воды, а направлено, в первую очередь, на изменение свойств глинистых частиц, имеющихся в составе грунтовых, песчаных, щебеночно-песчаных смесей, снижающих физико-механические свойства и долговечность получаемых материалов. В основном в качестве заполнителей для грунтовых, песчаных и щебеночно-песчаных смесей стараются использовать те материалы, которые непригодны для бетонов, асфальтобетонов или материалов оснований и покрытий дорожных одежд, в том числе содержащие в большом количестве глинистые и пылевидные частицы.

Задачей изобретения является повышение морозостойкости и прочности материалов из грунтовых, песчаных и щебеночно-песчаных смесей, а также экономической эффективности строительства.

Результат достигается тем, что состав для дорожного строительства содержит минеральное вяжущее, заполнитель, воду и химические добавки, согласно изобретению содержит в качестве химических добавок октилтриэтоксисилан/эмульсию октилтриэтоксисилана и водный раствор сополимера на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот/карбоксилатный полиэфир, при следующем соотношении компонентов, масс. %:

- портландцемент - 6-12,

- заполнитель - 72-88,

- октилтриэтоксисилан/эмульсия октилтриэтоксисилана - 0,005-0,04,

- водный раствор сополимера на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот/карбоксилатный полиэфир - 0,02-0,20,

- вода - 4,83-17,94.

Характеристика исходных материалов:

1) Минеральное вяжущее - портландцемент 400-Д0 ГОСТ 10178-85.

2) Химические добавки - октилтриэтоксисилан/эмульсия октилтриэтоксисилана, водный раствор сополимера на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот/карбоксилатный полиэфир.

3) Заполнитель (глинистый грунт, песок, щебеночно-песчаная смесь) по ГОСТ 23558-94.

4) Вода по ГОСТ 23732-79.

Приготовление и методика испытания образцов предлагаемого состава для дорожного строительства.

Состав для дорожного строительства приготовили и испытали следующим образом.

Заполнитель высушили до воздушно-сухого состояния. Затем внесли вяжущее - портландцемент, смесь перемешали. Полученную смесь увлажнили до оптимальной влажности с одновременным введением химических добавок. Затем смесь тщательно перемешали в лабораторной лопастной мешалке в течение 4-6 мин. Из полученных смесей изготовили по 12 образцов-кубов размером 10×10×10, 6 образцов-призм размером 10×10×40. Изготовленные образцы поместили в камеру нормального отверждения и хранили таким образом в течение 28 суток для проведения на них испытания с целью определения показателей физико-механических свойств укрепленных грунтов.

Перед испытаниями образцы насытили водой при температуре +18±2°С в течение 48 ч. Вначале образцы залили водой на 1/3 высоты, а через 6 ч - полностью и выдержали 42 ч. Предел прочности на сжатие и растяжение при расколе образца определили на прессах гидравлических. Испытание образцов на морозостойкость произвели также после их твердения в течение 28 суток и водонасыщения в течение 48 ч. Каждый цикл замораживания-оттаивания состоял из следующих операций: сначала образцы замораживали в морозильной камере в течение 2,5 ч при температуре -18±2°С, затем образцы погрузили в воду на 2±0,5 ч при температуре +18±2°С. После проведения установленного количества циклов замораживания-оттаивания на оттаявших образцах определили предел прочности на сжатие.

Пример

В таблице 1 показаны достигаемые марки по прочности и морозостойкости при введении химических добавок октилтриэтоксисилан/эмульсия октилтриэтоксисилана (Добавка 1) и водный раствор сополимера на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот/карбоксилатный полиэфир (Добавка 2).

Рост экономической эффективности обусловлен высокой морозостойкостью (долговечностью) материала, а следовательно, увеличенными межремонтными сроками и сроком службы дорожной одежды.

Похожие патенты RU2603682C1

название год авторы номер документа
СОСТАВ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ОСНОВАНИЙ И ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ 2017
  • Дабижа Ольга Николаевна
  • Коновалова Наталия Анатольевна
  • Панков Павел Павлович
  • Ярилов Евгений Витальевич
  • Яковлев Дмитрий Александрович
RU2660969C1
Грунтовая смесь для дорожного строительства 2020
  • Коновалова Наталия Анатольевна
  • Беспилотов Дмитрий Викторович
  • Панков Павел Павлович
  • Руш Елена Анатольевна
  • Авсеенко Надежда Дмитриевна
RU2754841C1
ГРУНТОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА (ВАРИАНТЫ) 2013
  • Вдовин Евгений Анатольевич
  • Мавлиев Ленар Фидаесович
  • Строганов Виктор Федорович
  • Буланов Павел Ефимович
RU2545228C1
ГРУНТОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА. 2012
  • Вдовин Евгений Анатольевич
  • Мавлиев Ленар Фидаесович
  • Шайхутдинов Айдар Наилевич
RU2519283C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СЛОЕВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА 2020
  • Бондаренко Светлана Николаевна
  • Гридчин Анатолий Митрофанович
  • Бодяков Александр Николаевич
  • Логвиненко Анжелика Александровна
  • Лебедев Михаил Сергеевич
RU2757238C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СЛОЕВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА 2020
  • Бондаренко Светлана Николаевна
  • Логвиненко Анжелика Александровна
  • Серебреникова Марина Вячеславовна
  • Бодяков Александр Николаевич
RU2750536C1
Смесь для устройства слоев дорожных одежд для транспортной инфраструктуры 2017
  • Горбунов Олег Александрович
  • Добров Эдуард Михайлович
  • Кочеткова Рима Габдулловна
RU2685585C1
Техногенный грунт для устройства слоев дорожных одежд нежесткого типа для транспортной инфраструктуры 2022
  • Горбунов Олег Александрович
  • Кочеткова Рима Габдулловна
  • Добров Эдуард Михайлович
RU2803759C1
Зологрунт для дорожного строительства 2021
  • Слободчикова Надежда Анатольевна
  • Плюта Ксения Викторовна
RU2779688C1
Фиброцементогрунтовая смесь 2022
  • Чудинов Сергей Александрович
RU2785742C1

Реферат патента 2016 года СОСТАВ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог. Техническим результатом является повышение морозостойкости и прочности материалов из грунтовых, песчаных, и щебеночно-песчаных смесей, а также экономической эффективности строительства. Состав для дорожного строительства содержит минеральное вяжущее, заполнитель, воду и химические добавки октилтриэтоксисилан/эмульсия октилтриэтоксисилана и водный раствор сополимера на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот/карбоксилатный полиэфир, при следующем соотношении компонентов, масс. %: портландцемент - 6-12, заполнитель - 72-88, октилтриэтоксисилан/эмульсия октилтриэтоксисилана - 0,005-0,04, водный раствор сополимера на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот/карбоксилатный полиэфир - 0,02-0,20, - вода - 4,83-17,94. 1 табл., 1 пр.

Формула изобретения RU 2 603 682 C1

Состав для дорожного строительства содержит минеральное вяжущее, заполнитель, воду и химические добавки, отличающийся тем, что содержит в качестве химических добавок октилтриэтоксисилан/эмульсию октилтриэтоксисилана и водный раствор сополимера на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот/карбоксилатный полиэфир, масс.%:
- портландцемент - 6-12,
- заполнитель - 72-88,
- октилтриэтоксисилан/эмульсия октилтриэтоксисилана - 0,005-0,04,
- водный раствор сополимера на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот/карбоксилатный полиэфир - 0,02-0,20,
- вода - 4,83-17,94.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2603682C1

ГРУНТОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА (ВАРИАНТЫ) 2013
  • Вдовин Евгений Анатольевич
  • Мавлиев Ленар Фидаесович
  • Строганов Виктор Федорович
  • Буланов Павел Ефимович
RU2545228C1
Композиция для устройства покрытия дорожной одежды 1981
  • Гаркавенко Ирина Петровна
  • Сасько Николай Федорович
  • Киселева Ирина Даниловна
  • Мартыненко Леонид Сергеевич
SU966151A1
ГРУНТОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА. 2012
  • Вдовин Евгений Анатольевич
  • Мавлиев Ленар Фидаесович
  • Шайхутдинов Айдар Наилевич
RU2519283C1
СМЕСЬ ДЛЯ УСТРОЙСТВА НИЖНИХ СЛОЕВ ОСНОВАНИЯ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД 2005
  • Ланко Андрей Викторович
  • Кочерга Виктор Григорьевич
  • Кораблева Татьяна Анатольевна
  • Тарасевич Анатолий Павлович
RU2305149C2
WO 20131633010 C2, 31.10.2013
Касторных Л.И
Добавки в бетоны и строительные растворы
Учебно-справочное пособие, Ростов-на-Дону, Феникс, 2005, с.24-25, 139.

RU 2 603 682 C1

Авторы

Вдовин Евгений Анатольевич

Мавлиев Ленар Фидаесович

Буланов Павел Ефимович

Асадуллина Алина Рамилевна

Захаров Вадим Витальевич

Ибрагимов Ильмир Фанусович

Галлямов Булат Фаритович

Даты

2016-11-27Публикация

2015-07-08Подача