Способ создания гидроизолирующих элементов гидротехнических сооружений Советский патент 1990 года по МПК E02B3/16 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к созданию гидроизолирующих элементов (ядра, экраны) земляных плотин и водоприемных чаш, в частности, шламо- храншшщ для хранения отходов глиноземного производства.

Цель изобретения - повышение про- тивофильтрационных свойств и удешевление процесса создания.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

В качестве материала создаваемого гидроизолирующего элемента, доставляемого к месту укладки, используют шлам от переработки боксита по способу Байера (байеровский шлам), выходящий из процесса с соотношением твердого к жидкому по весу Т : Ж 1 : 2-10, и подготавливают его путем обезвоживания до Т : Ж 1 : 0,5- .0,6. Подготовленный материал забирают на строительство через 10-30 дн, после начала обезвоживания. При этом содержание фракций шлама 50 мкм составляет не более 10 мас.%.

Укладку подготовленного шлама ведут послойно в два слоя по 30 см, с

ел

2

К

сл 1

10

раздельным уплотнением каждого до пористости не более 0,60-0,65.

Пример. В качестве исходного байеровского шлама используют пшамы Николаевского глиноземного (НГЗ) и Уральского алюминиевого (УАЗ) заводов, выходящие из процесса с Т : Ж 1 : 2,1-2,5. Затем пшамы по принятой на заводах технологии разбавляют технической щелочной водой до ,Т : Ж 1 : 3,5-8 и перекачивают на специально подготовленные гидроизоли- рованные площадки с уклоном 0,01, длиной 180-200 м. Шлам наливают с верхнего края через патрубки диаметром 50-100 мм, обеспечивающие скорость истечения 2,0 м/с. При этом непрерывно производится слив подшпамо- вой воды через водозаборные колодцы, расположенные в нижней части площадки, с возвратом подшламовой завод. Намыв материала осуществляют до образования слоя 0,5-1,5 м. После окончания намыва материал выдерживают определенное время. Забор подготовленного шлама для создания, гидроизолирующих элементов гидросооружений осуществляют на участке от 80 м от верхнего края площади до 180 м на НГЗе и до 120 м на УАЗе. Грансостав отобранных проб, плотность скелета, влажность, пористость, время обезвоживания, коэффициенты фильтрации и строительные характеристики пшамов по способности к экскавации и уплотнению

приведены в табл. 1.

I

Отбор проб с повышенным содержанием фракции -5 мкм даже через 30 дн, окончания намыва

не позволяет так как при уклад- уплотняются, а раз30

25

30

35

после

с ними работать, ке такие шламы не жижаются и налипают на технику (пример 16 ,табл. 1). Это обусловлено тем, что, благодаря своему мелкому грансоставу и низкому коэффициенту фильтрации, шлам долгЪ сохраняет повышенную влажность и не может быть использован в таком виде для создания экрана. Проба также содержит повышенное количество водорастворимых щелочей (2,6 мас.% от веса сухого вещества).

Тепловое высушивание шлама до отношения Т : Ж 1 : 0 приводит к его необратимым изменениям. Шлам комкует- ся и приобретает прочность 2 МПа. Поэтому он не может быть уплотнен обычными способами. Коэффициент фильтрации шлама возрастает при этом до см/с (пример 10, табл. 1).

Уплотнение материала в процессе укладки до пористости не более 0,60- 0,65 позволяет существенно повысить его противофильтрационную стойкость.

Водопроницаемость материала по мере его уплотнения определяется в серийных компрессионно-фильтрующих приборах Бальдыша. Результаты измерений коэффициентов фильтрации и плотности скелета материала при сжатии под различной нагрузкой приведены в табл. 2.

Суглинистые шламы, фракционный состав которых отвечает ограничениям

Коэффициенты фильтрации, определяемые на серийном приборе в трубке КФ-00-для проб материала соответству-Ю Формулы поддержанию фракций 450мкм

ющего грансостава (примеры 5, 6,7,

8 и 9, 12, -13, 14, 15, 16, табл.1),

находятся в пределах - 10 1см/с,

т. е. материал еще до уплотненияпоне более 10 мас.%, под нагрузкой заметно уплотняются и при пористости 0,60-0,65 снижают коэффициенты фильтрации в 5-100 раз до пх-10 7казывает противофильтрационную стой- 45 пх-10 см/с (примеры 4, 5, 6, 7, 8, кость более высокую, чем экраны из 12 13) 1 1 табл- 2). Уплот- полиэтиленовой пленки и суглинков. -нение под нагрузкой песчанистых шла- Наиболее отвечает требованиям противо-J мов менее значительно и не позволя- фильтрационной стойкости и строительет достичь низких коэффициентов филь-

ной технологичности обезвоженный мате-50 материала (примеры 1, 2, 3, 4,

11 табл. 2). Водопроницаемость песчариал с содержанием фракций 450 мкм менее 10 мас.% и -5 мкм не более 20 мас.% (примеры 5, 6, 7, 8, 9, 12, 13, 14, 15, табл. 1).

Использование шлама с повышенным содержанием фракции 450 мкм ухудшает; противофильтрационные характеристики 1 материала (примеры 1, 2, 3, 4, 11f табл. 1).

55

нистых шламов и после уплотнения в 10-1000 раз больше, чем у суглинистых шламов.

Как следует из приведенных данных, предлагаемый способ создания гидроизолирующих элементов гидротехнических сооружений из шламов дает возможность повысить их противофкльтрацион10

42574

Отбор проб с повышенным содержанием фракции -5 мкм даже через 30 дн, окончания намыва

не позволяет так как при уклад- уплотняются, а раз30

25

30

35

после

с ними работать, ке такие шламы не жижаются и налипают на технику (пример 16 ,табл. 1). Это обусловлено тем, что, благодаря своему мелкому грансоставу и низкому коэффициенту фильтрации, шлам долгЪ сохраняет повышенную влажность и не может быть использован в таком виде для создания экрана. Проба также содержит повышенное количество водорастворимых щелочей (2,6 мас.% от веса сухого вещества).

Тепловое высушивание шлама до отношения Т : Ж 1 : 0 приводит к его необратимым изменениям. Шлам комкует- ся и приобретает прочность 2 МПа. Поэтому он не может быть уплотнен обычными способами. Коэффициент фильтрации шлама возрастает при этом до см/с (пример 10, табл. 1).

Уплотнение материала в процессе укладки до пористости не более 0,60- 0,65 позволяет существенно повысить его противофильтрационную стойкость.

Водопроницаемость материала по мере его уплотнения определяется в серийных компрессионно-фильтрующих приборах Бальдыша. Результаты измерений коэффициентов фильтрации и плотности скелета материала при сжатии под различной нагрузкой приведены в табл. 2.

Суглинистые шламы, фракционный состав которых отвечает ограничениям

Ю Формулы поддержанию фракций 450мкм

Формулы поддержанию фракций 450мкм

не более 10 мас.%, под нагрузкой заметно уплотняются и при пористости 0,60-0,65 снижают коэффициенты фильтрации в 5-100 раз до пх-10 7пх-10 см/с (примеры 4, 5, 6, 7, 8, 12 13) 1 1 табл- 2). Уплот- нение под нагрузкой песчанистых шла- мов менее значительно и не позволя-

пх-10 см/с (примеры 4, 5, 6, 7, 8, 12 13) 1 1 табл- 2). Уплот- нение под нагрузкой песчанистых шла- мов менее значительно и не позволя-

ет достичь низких коэффициентов филь-

нистых шламов и после уплотнения в 10-1000 раз больше, чем у суглинистых шламов.

Как следует из приведенных данных, предлагаемый способ создания гидроизолирующих элементов гидротехнических сооружений из шламов дает возможность повысить их противофкльтрацион515642576

ную устойчивость в 10-500 раз по срав- свойств и их стабильности и удешевления процесса, в качестве материала гидроизолирующего элемента используют шлам от переработки боксита по способу Байера, выходящий из процесса с влажностью Т : Ж 1 : 2-Ю, который перед укладкой подготавливают путем обезвоживания до влажности Т : Ж 1 : 0,5 - 0,6, при этом содер жание фракций «50 мкм в шламе составляет не более 10 мас.%, после чего подготовленный материал уплотняют до пористости не более 0,60-0,65.

нению с гидроизолирующими элементами из полиэтиленовой пленки со снижением коэффициентов фильтрации с п(Ю г-10-6) до п(10-7-10-«) см/с.

Формула изобретения

Способ создания гидроизолирующих элементов гидротехнических сооружений, включающий доставку материала, его подготовку и укладку, отличающийся тем, что, с целью повышения противофильтрационных

свойств и их стабильности и удешевле0

ния процесса, в качестве материала гидроизолирующего элемента используют шлам от переработки боксита по способу Байера, выходящий из процесса с влажностью Т : Ж 1 : 2-Ю, который перед укладкой подготавливают путем обезвоживания до влажности Т : Ж 1 : 0,5 - 0,6, при этом содержание фракций «50 мкм в шламе составляет не более 10 мас.%, после чего подготовленный материал уплотняют до пористости не более 0,60-0,65.

Таблиц I

Продолжение табл.2

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при создании противофильтрационных устройств. Способ включает доставку гидроизолирующего материала, его подготовку и укладку в сооружение. В качестве гидроизолирующего материала используют шлам от переработки боксита по способу Байера, выходящий из процесса с влажностью Т:Ж=1:(2-10). Содержание фракций +50 мкм в шламе составляет не более 10 мас.%. Подготовку шлама осуществляют выдерживанием его в течение 10-30 дней. Укладка его в сооружения производится по определенной технологии с уплотнением до пористости не более 0,60-0,65. 2 табл.

12 ТАЗ - 80 и

1J УАЗ 80 и

U ТАЗ 100 и

IS УАЗ - 120 и

6 УАЗ - ПО и

(.100,66

1,120,66

1,120,66

0,Э0,72

1,14 0,«S t, l1 0,63 4 1,27 0,61 ,29 0,60 1 ,30 0,60 .1(П 2 10-1 1,U 0,« I;10 1,21 0,43 . 2 ID 1 1,28 0.61 2 -10 1,2 0,60 1 1,30 0,60 1 КГ1

Э 101 1,13 О. 1,1 0,6$ 3-10- |,18 0,6 3 -Ю 1, 0,62 2 I0 l,27 0,61

I 102 10- О, 0,7J J-КГ 0,5 0,71 0,68 110-11,18 0,6 10-TI,26 0,61 310-1 ЫО-4 1,08 0.68 1-10 1,14 0.6S ,15 0,65 710 |1,17 0,6 6-10 f1,20 0,63 510°

Порисuf

:и/с

I 10