МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ЦЕМЕНТОГРУНТ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА Российский патент 2023 года по МПК E01C21/00 E01C3/04 E02D3/12 C04B28/04 

Изобретение относится к области промышленности дорожно-строительных материалов и может быть использовано при строительстве автомобильных дорог в качестве конструктивного слоя основания дорожной одежды или дополнительного слоя дорожной одежды.

Известен состав укрепленного грунта укрепленного грунта, включающий 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)2и 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 [1]. Недостатками данного изобретения являются наличие большого числа компонентов состава, что снижает технологичность и повышенный расход компонентов увеличивает его стоимость.

Известен состав, который включает техногенный глинистый грунт, минеральный наполнитель - отходы извести, воду и поликарбоксилатный пластификатор. Массовое соотношение компонентов следующее, %: глина – 46-78; отходы извести – 7-30; пластификатор П-16 – 0,3-1,5; вода – 14,7-22,5 [2]. Недостатком данного материала является высокое содержание отхода извести для достижения высоких технических показателей материала.

Известна композиция для устройства функциональных слоев земляного полотна, включающая в себя грунт в виде суглинка с числом пластичности не более 12, вяжущее в виде комплексного вяжущего, полученного совместным помолом портландцементного клинкера, гипса, анионного олигомера типа добавки Melment F10, волластонита, активного кремнезема с удельной поверхностью 450 м2/кг с соотношением материалов 17:1:0,2:1,7:0,1; при следующем соотношении компонентов композиции, масс. %: суглинок 72-76, комплексное вяжущее 8-10, вода остальное. [3]. Недостатками данного изобретения является введенные ограничения по числу пластичности исходного грунта, технологическая сложность и энергозатратность совместного помола клинкера и модифицирующих компонентов.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению является укрепленный грунт для устройства оснований дорожных одежд автомобильных и железных дорог Укрепленный грунт для устройства оснований дорожных одежд автомобильных и железных дорог содержит, мас.%: техногенный грунт - вскрышные породы с содержанием глинистых частиц не менее 16% 60-70, механоактивированную золу уноса сухого улавливания 10-20, минеральное вяжущее - быстротвердеющий портландцемент с минеральными добавками - класс прочности 32,5 6-8, воду 12-14, полимерный композит в виде коллоидного раствора высокомолекулярных поверхностно-активных веществ: поли (1-карбамоилэтилена) и продуктов гидролиза поливинилацетата 0,5-0,8 сверх 100% [4]. Недостатками данного изобретения являются ограничения по применению техногенного грунта, большое содержание механоактивированной золы уноса, что снижает технологичность состава, а так же содержание полимерного композита с низкими дозировками затрудняет введение компонентов, согласно утвержденной рецептуры.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение морозостойкости и прочностных характеристик цементогрунта при снижении расхода портландцемента.

Указанный технический результат достигается тем, что модифицированный цементогрунт для дорожного строительства содержит минеральное вяжущее портландцемент – ПЦ, активированный в аппарате вихревого слоя – АВС наполнитель – цеолитсодержащая порода – ЦСП совместно с поликарбоксилатным суперпластификатором – ПКС и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %:

- портландцемент ЦЕМ I 32,5 H 8-10%

- грунт 88 - 90,4 %

- активированная в АВС цеолитсодержащая порода – 18-22% от ПЦ

- ПКС – 0,5 – 1,0 % от ПЦ

- вода – 12-19 % (зависит от оптимальной влажности)

Пример использования модифицированного грунта. Брали 10 кг высушенного суглинка легкого пылеватого, высушивали до постоянной массы, далее подготавливали пробу грунта, измельчая до крупности агрегатов менее 5 мм. Далее активировали цеолитсодержащую породу в АВС совместно с ПКС, при навеске 200 гр. - ЦСП и 5 гр. - ПКС. Время активации – 4 минуты. Далее в сухом состоянии смешивали грунт, активированный наполнитель и портландцемент в количестве 1 кг. Далее увлажняли смесь до оптимальной влажности – 1,9 кг воды. Далее методом статического уплотнения изготавливали образцы цилиндрической формы для определения прочностных характеристик. Марка по прочности образцов приведенного состава соответствует М 40, по морозостойкости F 25 в соответствии с ГОСТ 23558.

Источники информации

1. Патент, RU 2 774 461, E02D 3/12 (2021.08); C04B 28/30 (2021.08); C04B 28/10 (2021.08); C04B 18/04 (2021.08); C04B 2111/20 (2021.08), Состав закрепленного глинистого грунта, Орехов П.А., Закревская Л.В., Николаева К.А., Гандельсман А.И., патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ) ». ,заяв. 11.06.2021, опубл. 21.06.2022, бюл. №18.

2. Патент, RU 2 736 254, E01C 3/00 (2020.08); E01C 3/003 (2020.08); C04B 18/04 (2020.08); C04B 18/0427 (2020.08), Состав универсальный грунтобетонной смеси, Андреева К.А., Закревская Л.В., Капуш И.Р., Юдин И.И., патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ) ». ,заяв. 17.06.2020, опубл. 12.11.2020, бюл. №32.

3. Патент, RU 2 750 536, E01C 7/10 (2021.02); C04B 28/18 (2021.02), композиция для устройства функциональных слоев земляного полотна, Бондаренко С.Н., Логвиненко А.А., Серебреникова М.В., Бодяков А.Н., патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова». ,заяв. 08.12.2020, опубл. 29.06.2021, бюл. №19.

4. Патент, RU 2 771 804, E01C 3/04 (2022.02); E02D 3/12 (2022.02); C04B 28/04 (2022.02); C04B 2111/20 (2022.02), Укрепленный грунт для устройства оснований дорожных одежд автомобильных и железных дорог, Коновалова Н.А., Беспилотов Д.В., Панков П.П., Руш Е.А., Авсеенко Н.Д., патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Иркутский государственный университет путей сообщения». ,заяв. 30.06.2021, опубл. 12.05.2022, бюл. №14.

Изобретение относится к области промышленности дорожно-строительных материалов и может быть использовано при строительстве автомобильных дорог в качестве конструктивного слоя основания дорожной одежды или дополнительного слоя дорожной одежды. Технический результат заключается в повышении морозостойкости и прочностных характеристик цементогрунта при снижении расхода портландцемента. Модифицированный цементогрунт для дорожного строительства содержит, мас.%: портландцемент – ПЦ, марки ЦЕМ I 32,5 H 8-10, грунт 88 - 90,4, активированная в аппарате вихревого слоя цеолитсодержащая порода – 18-22% от ПЦ, поликарбоксилатный суперпластификатор – 0,5–1,0 % от ПЦ, вода – 12-19 (зависит от оптимальной влажности).

Модифицированный цементогрунт для дорожного строительства, отличающийся тем, что содержит в составе активированный в аппарате вихревого слоя – АВС наполнитель – цеолитсодержащая порода – ЦСП совместно с поликарбоксилатным суперпластификатором – ПКС, а также минеральное вяжущее портландцемент – ПЦ, грунт при следующем соотношении сухих компонентов, мас. %:

портландцемент ЦЕМ I 32,5 H 8-10 грунт 88-90,4 активированная в АВС цеолитсодержащая порода 18-22 % от ПЦ ПКС 0,5-1,0 % от ПЦ,

и дополнительно содержит воду – 12-19% до оптимальной влажности.