Состав закрепленного глинистого грунта Российский патент 2022 года по МПК E02D3/12 C04B28/30 C04B28/10 C04B18/04 C04B111/20 

Описание патента на изобретение RU2774461C1

Состав закрепленного глинистого грунта, указанного в данном изобретении удовлетворяет высоким эксплуатационным требованиям, предъявляемым к слою основания дорожной одежды и фундаментов, позволяет снизить стоимость строительства, а также частично решает экологическую проблему, вызванную выбросом CO2 в атмосферу при обжиге горных пород.

Известна строительная композиция [1] - [Патент РФ №2652201, дата публикации 20.09.2011], включающая вяжущее, представляющее собой портландцемент ЦЕМ I 42,5 Н - 22-38; вулканический туф - 25-33; известняк - 6-10; кварцевый песок - 29-39 и суперпластификатор поликарбоксилатный сухой - 0,2К.

К недостаткам этой строительной композиции относится то, что указанный состав имеет высокое водопоглощение и для достижения требуемых свойств необходима дополнительная технологическая операция, заключающаяся в механохимической активации с измельчением ингредиентов в мельнице до удельной поверхности 470-520 м2/кг, что ведет к усложнению процесса укрепления и удорожает грунт.

Известен состав грунтобетонной смеси [2] - [Патент РФ №2445285, дата публикации 20.09.2011], включающий в себя техногенный грунт в виде отходов дробильно-сортировочной фабрики, рыхлой вскрыши Лебединского и Стойленского ГОКов, минеральное вяжущее и цемент, при следующем соотношении мас.%: техногенный грунт - 82-87; известьсодержащие отходы - 5-7; цемент - 8-10.

Недостатком данной смеси является высокая стоимость за счет применения цемента, ограничение для применения в случае глинистых грунтов, ограниченное использование отходов извести – 5-7%, а также использование возможно только для дорог III – IV категории.
При данном методе используется технологически сложная операция для достижения достаточных показателей, заключающаяся в предварительном смешивании в грунтосмесительных установках. Ко всему предыдущему так же можно добавить невысокие прочностные показатели получаемого продукта.

Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату к заявляемому решению является укрепляющая композиция [3] - [Патент РФ № 2668604 дата публикации: 02.10.2018] Содержащая, мас.%: глинистый грунт 43-57, неполно обожженные отходы доломитового производства – каустический доломит 31-39, бишофит 10-14, однозамещенный фосфат калия KH2РО4 2-4.

К недостаткам данной композиции относятся необходимость затворителя в виде бишофита, а также дорогостоящий фосфат калия для достижения необходимой водостойкости грунтобетона.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка состава глинистой смеси, позволяющего получить материал, обладающий высокими эксплуатационными характеристиками, а также достичь максимальной утилизации отходов извести и доломита для укрепления глинистых грунтов различной консистенции по безобжиговой технологии и пониженной себестоимости.

Поставленная задача решается тем, что состав укрепленного грунта, включает указанный глинистый грунт, доломитовую известь, известьсодержащие отходы и ПАВ в виде поликарбоксилата, а в качестве затворителя используется бикарбонат кальция, в следующем соотношении мас.%:

- указанный глинистый грунт – 39-42

- доломитовая известь (в пересчете на CaO+MgO) – 10-18

- известьсодержащие отходы ( CaOH)2 – 31-40

- бикарбонат кальция в качестве затворителя 6-9

- поликарбоксилат от массы грунта в количестве 0,21-0,28 для суглинка, 2,2-2,9 для глины.

Грунтобетонная композиция имеет следующие характеристики:

Прочность на сжатие в возрасте 28 суток - до 18,6 МПа, а в возрасте 60 суток - до 37,1 МПа, морозостойкость в возрасте 28 суток до 50 циклов, а водостойкость в возрасте28 суток до 0,78%.

Отходы извести содержат гидроксид кальция, который обеспечивает щелочную среду в грунтовой смеси, ускоряющую процессы силикатообразования, аналогично твердению цемента.

Вяжущее из отходов доломита, представляющее собой магнезиальную известь, которая в свою очередь обеспечивает низкую пористость и высокие показатели по прочности грунтов, характеризуется высокой адгезией (до 3 Мпа) с различными грунтовыми основаниями.

Поликарбоксилатные суперпластификаторы «Макромер» (ПКС), в частности марки П-16, П-17 состоят из поликарбоксилатной кислоты и алкиленоксидных ответвлений от основной цепи различной молекулярной массы. Эта структура обеспечивает частицам грунтового композита электростатическое и пространственное отталкивание, увеличивая реакционную поверхность взаимодействия компонентов.

С увеличением количества отходов извести плотность грунтобетонной композиции уменьшается, однако это не оказывает значительного влияния на уменьшение прочности. Увеличение концентрации извести с 19 до 38 % масс приводит к уменьшению прочности на 10%.

Максимальная прочность синтезированного материала достигается при концентрации извести 28,3% по массе на 60 сутки. Увеличение прочности грунта, закрепленного минеральными вяжущими, обусловлено теорией твердения алюмосиликатной матрицы при воздействии гашеной извести.

Похожие патенты RU2774461C1

название год авторы номер документа
МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ЦЕМЕНТОГРУНТ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА 2022
  • Вдовин Евгений Анатольевич
  • Коновалов Никита Витальевич
RU2794834C1
Состав укрепленного грунта 2017
  • Закревская Любовь Владимировна
  • Козлов Игорь Владимирович
  • Серкин Антон Игоревич
  • Филиппов Сергей Владимирович
RU2668604C1
СОСТАВ ГРУНТОБЕТОННОЙ СМЕСИ, ГРУНТОБЕТОННОЕ ОСНОВАНИЕ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ, СПОСОБ ЕГО УСТРОЙСТВА 2010
  • Строкова Валерия Валерьевна
  • Карацупа Сергей Викторович
  • Дмитриева Татьяна Владимировна
  • Лютенко Андрей Олегович
  • Николаенко Михаил Алексеевич
RU2445285C2
Состав универсальный грунтобетонной смеси 2020
  • Андреева Ксения Алексеевна
  • Закревская Любовь Владимировна
  • Капуш Илья Романович
  • Юдин Игорь Игоревич
RU2736254C1
СОСТАВ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ГРУНТА И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ 2005
  • Буваев Антон Юрьевич
  • Проворнов Сергей Юрьевич
  • Тараненко Сергей Иванович
RU2281356C1
СОСТАВ ДЛЯ УСТРОЙСТВА НИЖНЕГО СЛОЯ ОСНОВАНИЯ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД 2011
  • Пичугин Анатолий Петрович
  • Гришина Виктория Александровна
  • Хританков Владимир Фёдорович
  • Городецкий Сергей Александрович
  • Бареев Владимир Имамович
RU2468139C2
Укрепленный глинистый грунт 2016
  • Черногиль Виталий Богданович
RU2621802C1
Сырьевая смесь для изготовления отделочных строительных материалов 2017
  • Андреева Ксения Алексеевна
  • Закревская Любовь Владимировна
  • Козлов Игорь Владимирович
  • Мартынов Владислав Дмитриевич
  • Савельева Ольга Евгеньевна
RU2659288C1
ГРУНТОБЕТОН ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА 2022
  • Строкова Валерия Валерьевна
  • Маркова Ирина Юрьевна
  • Безродных Андрей Александрович
  • Степаненко Маргарита Андреевна
  • Есина Анастасия Юрьевна
  • Потапов Данил Юрьевич
RU2795808C1
ГРУНТОБЕТОН ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА 2022
  • Маркова Ирина Юрьевна
  • Строкова Валерия Валерьевна
  • Безродных Андрей Александрович
  • Степаненко Маргарита Андреевна
  • Есина Анастасия Юрьевна
  • Потапов Данил Юрьевич
RU2810657C1

Реферат патента 2022 года Состав закрепленного глинистого грунта

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог для устройства основания дорожных одежд и может быть использовано в сфере строительства фундаментов. Технический результат: повышение прочностных показателей и водостойкости материала основания дорожной одежды и фундаментов при использовании глинистого грунта. Состав укрепленного грунта включает глинистый грунт, известьсодержащее вяжущее и затворитель. В качестве глинистого грунта он содержит глину или суглинок, в качестве известьсодержащего вяжущего доломитовую известь и известьсодержащие отходы – Са(ОН)2, в качестве затворителя - бикарбонат кальция - Ca(HCO3)2 и дополнительно поверхностно-активное вещество - ПАВ- поликарбоксилат, при следующих соотношениях, мас. %: указанный глинистый грунт – 39-42, доломитовая известь (в пересчете на CaO+MgO) – 10-18, известьсодержащие отходы (CaOH)2 – 31-40, бикарбонат кальция Ca(HCO3)2 – 6-9, поликарбоксилат от массы грунта в количестве 0,21-0,28 для суглинка, 2,2-2,9 для глины.

Формула изобретения RU 2 774 461 C1

Состав укрепленного грунта, включающий глинистый грунт, известьсодержащее вяжущее и затворитель, отличающийся тем, что в качестве глинистого грунта он содержит глину или суглинок, в качестве известьсодержащего вяжущего доломитовую известь и известьсодержащие отходы – Са(ОН)2, в качестве затворителя - бикарбонат кальция - Ca(HCO3)2 и дополнительно поверхностно-активное вещество - ПАВ- поликарбоксилат, при следующих соотношениях, мас. %:

- указанный глинистый грунт – 39-42

- доломитовая известь (в пересчете на CaO+MgO) – 10-18

- известьсодержащие отходы (CaOH)2 – 31-40

- бикарбонат кальция Ca(HCO3)2 – 6-9

- поликарбоксилат от массы грунта в количестве 0,21-0,28 для суглинка, 2,2-2,9 для глины.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2022 года RU2774461C1

Состав укрепленного грунта 2017
  • Закревская Любовь Владимировна
  • Козлов Игорь Владимирович
  • Серкин Антон Игоревич
  • Филиппов Сергей Владимирович
RU2668604C1
СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ 2001
  • Шильникова Г.П.
  • Жданова С.М.
  • Воронин В.В.
RU2192517C2
RU 2010108582 А1, 20.09.2011
0
SU178213A1

RU 2 774 461 C1

Авторы

Орехов Павел Андреевич

Закревская Любовь Владимировна

Николаева Ксения Алексеевна

Гандельсман Артем Игоревич

Даты

2022-06-21Публикация

2021-06-11Подача