Противофильтрационная композиция Советский патент 1987 года по МПК E02D3/12 

1

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве противофильтрацион- ных экранов для предотвращения проникновения вредных промышленных стоков в водоносные горизонты или для защиты подземных сооружений от подтопления .

Цель изобретения - повышение стойкости композиции в водных растворах электролитов в условиях воздействия знакопеременных температур

Изобретение осуществляется следующим образом.

Просеянные через сито связный грунт и спондиловую глину перемешивают в течение 10-15 мин в мешалке с добавлением соответствующего количества воды. Затем в мешалку по- дают раствор силиката щелочного ме-. талла и через 15-20 мин перемешивания вводят сульфитно-спиртовую барду. Смесь перемешивают в течение 10-15 мин, после чего в нее вводят цемент и вновь перемешивают 15-20 ми

Добавка спондиловой глины способствует кольматации композиции и уве личивает поверхность межфазного взаимодействия, оказывая таким обраг зом пластифицирующее действие в контактах структурообразующих элементов В процессе твердения композиции уменьшается объем порового пространства и повьш1ается плотность. Добавка силиката щелочного металла приводит к защите цементного камня от коррозионного воздействия водных растворов электролитов при их фильт рации через композицию. Кроме того, щелочь в силикатных растворах способствует дополнительный пептизации глинистой составляющей композиции,

Спондиловая глина представляет собой тонкодисперсный порошок следующего минералогического состава, мас.%: монтмориллонит 36-39,6, кварц 39-39,3, кальций 15-20, гидрослюды 3,7-8. Граничные значения содержаний компонентов предлагаемой композиции выбраны из условий ее использования в защитных гидротехнических сооружениях пруды-шламонако- пители,-отстойники,-испарители и др работающих при солевой агрессии и циклических температурных изменениях Так, при содержании в композиции глинистого грунта и спонд{1ловой глины меньше нижнего предела образцы под

O

5

0

5

0

5

0

5

0

5

вержены коррозионному и знакопеременному температурному влиянию. По- вьш1ение добавок спондиловой глины и глинистого грунта более 15,0 и 50,,О мас,% соответственно вызывает понижение коагуляиионной стойкости композиции, предполагающее увеличение во времени фильтрации минерализованных водных растворов. Добавки цемента обусловливают увеличению эффекта взаимосвязи, компонентов системы и способствуют получению композиции с повышенной устойчивостью к внешним деформациям. При недостатке цемента имеет место понижение водостойкости образцов, что значительно усложняет процесс регулирования технологических параметров композиции. Верхний предел содержания цемента зависит от концентрации электролита в растворе и гидростатического давления водного столба, раствора (глубина пруда-шламонакопителя) и обусловлен экономической целесообразностью. Добавки силикатов щелочных металлов выполняют роль ингибитора коррозии цементного камня и необходимы для повышения стойкости композиции к агрессии солей. При недостатке силикатного раствора происходит быстрое старение композиции под воздействием растворов солей вследствие коррозионных процессов, увеличивается фильтрация растворов и понижается устойчивость к температурным воздействиям. При его избытке понижается водостойкость образцов, обусловливающая увеличение фильтрации даже слабоминерализованных растворов. Граничные добавки ССБ увеличивают коагуляционную устойчивость системы за счет повьш1енной сорбци- онной способности микромоле.кул на поверхности твердой фазы и оказывают пластифицирующее действие, что способствует получению более плотного образца с меньшими энергетическими затратами при низких значениях фильтрации. Наряду с этим микромолекулы ССБ выступают в роли дополнительного антиоксиданта деструкции межмолекулярных связей предложенных дисперсий в минерализованных растворах. Увеличение содержания ССБ вызывает ценообразование при перемешивании системы, что способствует, в конечном итоге, возрастанию пористости твердой фазы, тогда как

ее недостаток приводит к понижению плотности, композиции, что также предполагает увеличение фильтрации растворов.

Пример. Готовят несколько вариантов предлагаемой композиции. Дпя этого в указанной последовательности перемешивают компоненты, %: супесчаный грунт, спондиловая глина следующего состава: монтмориллонит 36,5, кварц 33,6, кальцит 18,6, слюда 3,7, глауконит 0,8, пирит 0,4, полевой шпат 0,4, цемент марки 400, водный раствор силиката щелочных металлов плотностью 1,35 г/см и ССБ 50%-ной концентрации (ГОСТ 8518- 57).

Эксплуатационные характеристики предлагаемой и известной противо- фильтрационных композиций определяют путем измерения в течение 1-7 мес величины коэффициента фильтрации водных растворов различной природы электролитов и их смесей (К , см/с) через экраны из этих композиций, химическую стойкость композиций определяют по изменению коэффициента стойкости (КС);

КС , определяют как отношение прочности образцов композиции, хранившихся в течение шести месяцев

О

5

0

5

0

в растворах соответствующих электролитов , к величине прочности таких же образцов, но хранившихся в дистиллированной воде,

КС, представляет собой отношение прочности образцов после шести месяцев хранится в растворах электролитов к величине прочности образцов в момент их помещения в такой раствор.

Устойчивость композиций к циклическим действиям положительных и отрицательных (знакопеременных) температур в растворах солей определяют по изменению коэффициента морозостойкости (КМ).

КМ определяют как отношение прочности образцов композиций после десяти циклов замораживания - размораживания один цикл составляет замораживание при температуре -15, в растворах солей в течение 10 ч и последующее размораживдние при температуре ,0 С в течение 6ч к величине прочности таких же образцов, но хранившихся в дистиллированной воде при 25,0 С.

Примеры количественного соотношения компонентов и результаты определений противофильтрационных свойств и стойкости композиции в водных растворах электролитов представлены в таблице.

Г- Оч

CM

о

О ON

Jt

У1

ОЧ

сГ

о о

А

о

ГО

ег1

см

чг

CS

ч

-

СМ 1Л

г

1Л

CS

м

VD

«I Г

чО

«I

00

О

«н

о

О

П

О

о

;§

ы

г-н О CQ

и

о

ся

ig

-см

со

«

«

m о

о

о

U

«

- o

Н

Ж

ш

и

о

о ел

О

о

СП

Оч

1Л

сч

м

1Л

чО

ъ

г

о

О

О 1Л

0-1

а

cs

cri

p O

№

«

о

vO

m

ОЧ

CM

«t U1

r

k

m

CM

k

in

r

en

CO

M

vD

rO

Ч

1Л

in

k

r

о

A

о

о

ft

с

оо

4t

inо

чО ,-,

I

у

c

1512932

Как показывают данные таблицы, . предлагаемая композиция обладает высокой стойкостью и противофильтра- ционной способностью при воздействии на нее растворов электролитов и знакопеременных температур.

Формула изобретения

Противофильтрационная композиция, включающая связный грунт, цемент, сульфитно-спиртовую барду и воду, отличающаяся тем, что, с целью повьшения стойкости композиции в водных растворах электролитов

Редактор М.Петрова

Составитель В.Горлов Техред М.Ходанич

Заказ 354/31 Тираж 607Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

5

16

в условиях воздействия знакопеременных температур, она дополнительно содержит спондиловую глину и силикат щелочного металла при следующем соотношении, компонентов, мас.%:

Связный грунт Цемент

Сульфитно-спиртовая барда Спондиловая глина

Силикат щелочного металла Вода

45-50 7-9

2-3 10-15

5-7 Остальное

Корректор С.Черни

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве противофильтра- ционных экранов для предотвращения проникновения вредных химических про- мьппленных стоков в водоносные горизонты или для защиты подземных сооружений от подтопления. Целью изобретет ния является повьшение стойкости композиции в водных растворах электролитов в условиях воздействия зна- копеременных , температур. Яротиво- фкльтрационная композиция содержит, мас.%: связный грунт 45-50; спонди- ловая глина 10-15; цемент 7-9; силикат щелочного металла 5-7; сульфитно- спиртовая барда 2-3; остальное - вода. Устойчивость композиции к циклическим действиям знакопеременных температур, определяемая по коэффициенту морозостойкости после 10 циклов замораживания - оттаивания, составляет в растворах хлоридов 0,9- 0,92; в растворах сульфатов 0,87- 0,9, а в смешанных растворах хлоридов и сульфатов 0,9-0,93. 1 табл.