КОМПОЗИЦИОННЫЙ СОСТАВ Российский патент 2017 года по МПК C04B28/04 C04B14/28 C04B24/24 E01C7/36 C04B111/20 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в дорожном строительстве для устройства оснований автомобильных дорог.

Известна сырьевая смесь, используемая в дорожном строительстве (RU №2519283 C1, E01C 21/00, дата публ. 10.06.2014 г., бюл. №16), состоящая из портландцемента, грунта, минерального заполнителя, кремнийорганической жидкости «Силор» и воды.

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии укрепленного грунта.

Известна сырьевая смесь, используемая в дорожном строительстве (RU №2305149 С2, Ε01C, дата публ. 27.08.2007 г., бюл. №24), состоящая из цемента, поверхностно-активного вещества, ПАВ, содержащая в качестве ПАВ катионное поверхностно-активное вещество ДОН-52 КП, и воды.

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии укрепленного грунта.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является сырьевая смесь, используемая в дорожном строительстве (RU №2392244 C1, С04В 28/04; С04В 14/10; С04В 111/20, дата публ. 20.06.2010 г., бюл. №17), состоящая из следующих компонентов, мас. %:

Глинистый грунт 78-83 Портландцемент 4-8 Химической добавки, представленной ферментным препаратом «Дорзин» 0,03-0,06 Вода оставшаяся часть

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии укрепленного грунта.

Задача, на решение которой направлено изобретение, является создание композитного состава, обеспечивающего повышение прочности при сжатии и морозостойкости укрепленного грунта.

Поставленная задача достигается тем, что сырьевая смесь, содержащая грунт, портландцемент, добавку и воду, в качестве грунта содержит песчаный грунт, дополнительно содержит тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м²/кг, в качестве добавки содержит водный раствор поликарбоксилатных сополимеров метакриловой кислоты с плотностью 1,02 г/см², водородным показателем 5,0-6, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Песчаный грунт 79,74-80,45 Портландцемент 8,24-8,53 Указанный известняк 0,90-0,95 Указанная добавка 0,08-0,09 Вода 10,33-10,69

Повышение прочности при сжатии и морозостойкости укрепляемого грунта обусловлено повышением гидратационной активности цементсодержащей системы, сопровождающейся реакциями синтеза, и, как следствие, повышением плотности укрепляемого грунта.

Повышение гидратационной активности композиционного состава обусловлено использованием в качестве добавки водного растора поликарбоксилатного сополимера метакриловой кислоты с водородным показателем 5,0-6,0, обладающего активирующим, а также пластифицирующим эффектами действия. Указанная добавка за счет пониженного значения водородного показателя смещает кислотно-основное равновесие в цементсодержащей системе укрепляемого грунта в сторону образования продуктов реакции, т.е. увеличивает степень гидратации цемента в системе. При этом гидратационные процессы сопровождаются реакциями синтеза, проходящими между тонкомолотым известняком и реакционно-активной гидролизной известью, образующейся в процессе гидратации цемента, с образованием основного гидрокарбоната кальция 2СаСO₃⋅Са(ОН)₂⋅1,5Н₂O, присутствие которого подтверждено данными рентгенофазового анализа, наличием на рентгенограмме дифракционных максимумов при d/n=(4,90; 3,29;2,08)⋅10^-10 м, характерных для основного гидрокарбоната кальция.

Использование указанной добавки в результате пластифицирующего эффекта действия, с одной стороны, а также в результате образования повышенного количества гидратных фаз различного состава, с другой стороны, способствует повышению плотности укрепляемого грунта, следствием чего является получение укрепленного грунта с повышенной прочностью при сжатии.

На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемый композиционный состав неизвестен и данное техническое решение обладает мировой новизной.

По мнению авторов и заявителя заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности - изобретательский уровень.

Заявляемое изобретение промышленно применяемо и может быть использовано в дорожном строительстве при устройстве оснований автомобильных дорог.

Пример конкретного выполнения

1. Приготовление добавки

1.1. Дозируют концентрированный раствор поликарбоксилатного сополимера метакриловой кислоты.

1.2. Дозируют воду

1.3. Отдозированные компоненты переносят в смеситель с лопастной мешалкой, где все тщательно перемешивают до получения однородного водного раствора с плотностью 1,02 г/см² и водородным показателем 5,0-6,0; приготовленный водный раствор транспортируют в накопительную полиэтиленовую емкость объемом 1 м³, снабженную насосом и краном.

2. Приготовление сухой смеси

2.1. Дозируют портландцемент.

2.2. Дозируют тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м²/кг.

2.3. Отдозированные компоненты транспортируют в двухлопастной горизонтальный смеситель, где тщательно перемешивают в течение 10 минут компоненты, отдозированные по п. 2.1 и п. 2.2.

2.4. Полученную по п. 2.3 сухую смесь транспортируют в накопительную емкость.

3. Подготовка и обогащение грунта

3.1. Грунт, находящийся в основании дороги, при помощи специального оборудования взрыхляют и извлекают из основания дороги.

3.2. Взрыхленный грунт дозируют и транспортируют в лопастной смеситель открытого типа.

3.3. Сухую смесь из накопительной емкости (п. 2.4) дозируют и транспортируют в смеситель (п. 3.2).

3.4. Водный раствор из накопительной емкости (п. 1.3) дозируют и транспортируют в смеситель (п. 3.2).

3.5. Дозируют воду и транспортируют в смеситель (п. 3.2).

3.6. Все необходимые отдозированные компоненты тщательно перемешивают в смесителе (п. 3.2). Тщательно подготовленный грунт укладывают в основании автомобильной дороги и из подготовленной смеси изготавливают образцы для определения прочности при сжатии.

Полученные результаты представлены в таблице.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в дорожном строительстве для устройства оснований автомобильных дорог. Технический результат - повышение прочности при сжатии укрепленного грунта. Композиционный состав получен из смеси, состоящей из песчаного грунта, портландцемента, тонкомолотого известняка с удельной поверхностью 260 м²/кг, добавкой, представленной водным раствором поликарбоксилатных сополимеров метакриловой кислоты с плотностью 1,02 г/см³ и водородным показателем 5,0-6,0, при следующем соотношении компонентов, мас. %: песчаный грунт - 79,74-80,45; портландцемент - 8,24-8,53; указанный известняк - 0,90-0,95; указанная добавка - 0,08-0,09; вода - 10,33-10,69. 1 табл.

Композиционный состав из смеси, содержащей грунт, портландцемент, добавку и воду, отличающийся тем, что в качестве грунта использован песчаный грунт, дополнительно содержит тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м²/кг, в качестве добавки содержит водный раствор поликарбоксилатных сополимеров метакриловой кислоты с плотностью 1,02 г/см³ и водородным показателем 5,0-6,0, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Песчаный грунт 79,74-80,45 Портландцемент 8,24-8,53 Указанный известняк 0,90-0,95 Указанная добавка 0,08-0,09 Вода 10,33-10,69