Способ противофильтрационного закрепления грунта Советский патент 1992 года по МПК E02D3/12 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для снижения водопроницаемости плотин, водохранилищ и дамб обвалования отстойных прудов.

Известен способ закрепления грунта путем нанесения состава, включающего, мас.%: Госсиполовая смолаОснова

Щелочь0,6-1,3

Поверхностно-активное

вещество0,М,0

Вода38,4-52,3

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ снижения водопроницаемости и закрепления грунта путём нанесения состава, включающего, мас.%:

Госсиполовая смола0,36-1,26.

Едкий натр0,04-0,14

Мазут1,1-4,6

Битум3,5-14.0

ВодаОстальное

Недостатком известных способов является незначительное снижение водопроницаемости грунта, причиной чего является малая глубина проникновения диспергируемых компонентов, образующих в эмульсии агрегаты, закрывающие поры только у поверхности.

Цель изобретения - снижение водопроницаемости закрепленного грунта.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем обработку грунта составом, содержащим госсиполовую смолу, едкий натр и воду, грунт предварительно обрабатывают водным раствором соли многовалентного металла концентрации 0,63-6,25%, затем составом, включающим, мас.%:

ю ел

ON

Госсиполовая смола 2,25-22,5

Едкий натр0,25-2,5

Вода97,5-75,0

а затем снова раствором соли многовалентного металла той же концентрации.

Приведенные пределы количественного содержания госсиполовой смолы, едкого натра и воды в составе являются необходимыми для полного омыления госсиполовой смолы и создания равномерной эмульсии/способной проникать в грунт на значительную глубину. При содержании основного кольматирующего агента - госсиполовой смолы - в составе менее 2,25% не происходит закупоривания пор породы и снижение водопроницаемости незначительное. При содержании госсиполовой смолы в составе более 22,5% состав очень густой, равномерно не наносится, не проникает на значительную глубину в грунт и не обеспечивает значительного снижения водопроницаемости.

Приведенные пределы содержания в составе едкого натра обусловлены содержанием госсиполовой смолы и являются необходимыми и достаточными для ее омыления..

Приведенные пределы концентрации раствора сернокислого алюминия являются необходимыми и достаточными для полного перехода диспергируемых компонентов эмульсии - состава омыленной едким натром госсиполовой смолы - в водонераство- римые поливалентные агрегаты.

Физико-химический смысл процессов, протекающих в результате осуществления последовательных операций и обеспечивающих достижение поставленной цели, заключается в следующем.

Поверхность горных пород неоднородна и содержит различные адсорбционные центры. Однако в нейтральной среде она в основном заряжена отрицательно, а поверхность госсиполовой смолы - положительно. При нанесении на породу состава, содержащего госсиполовую .смолу (как делается в известных способах) в результате ярко выраженной адсорбционной связи состав не может проникнуть глубоко в обрабатываемый грунт, перекрывает поры только у поверхности. При этом межмолекулярное взаимодействие мало. В результате водопроницаемость грунта снижается незначительно.

То же самое наблюдается, если состав, содержащий госсиполовую смолу, едкий натр и воду, сначала смешать с раствором соли многовалентного металла, например сернокислого алюминия, а затем нанести на обрабатываемый грунт.

При последовательной обработке по предлагаемому способу сначала раствором соли многовалентного металла, например сернокислого алюминия, затем составом,

включающим госсиполовую смолу, едкий натр и воду, а затем вновь раствором соли многовалентного металла, происходит следующее.

При обработке грунта раствором соли

0 многовалентного металла, например сернокислого алюминия, происходит снижение адсорбции состава, включающего госсиполовую смолу, едкий натр и воду. В результате состав проникает в грунт на зна5 чительную глубину. В процессе взаимодействия внутри грунта, в его порах, состава с раствором соли многовалентного металла, например сернокислого алюминия, происходит замещения одновалентного натрия в

0 натриевой соли жирной кислоты (образующейся при омылении едким натром госеи- половой смолы) двух- или трехвалентным ионом металла, например трехвалентным алюминием. В результате образуется пол5 ивалентное соединение, нерастворимое в воде (имеющее и адсорбционные связи с породой и повышенные межмолекулярные взаимодействия), которое закупоривает поры грунта на значительную глубину,

0 что приводит к значительному снижению водопроницаемости грунта.

Способ осуществляют следующим образом.

В одной емкости приготавливают со5 став, представляющий собой в конечном итоге эмульсию, включающий госсиполовую смолу (ОСТ 18-114-73), едкий натр (ГОСТ 2263-79) и воду, для чего водным раствором едкого натра омыляют госсиполовую смолу,

0 перемешивая компоненты в мешалке при скорости вращения ротора 320 об/мин в течение 5-8 мин.

Во второй емкости приготавливают водный раствор соли многовалентного металла,

5 например сернокислого алюминия (ГОСТ 12966-85).

Грунт обрабатывают раствором соли многовалентного металла, например сернокислого алюминия. По окончании впитыва0 ния раствора в грунт эту же поверхность обрабатывают составом из госсиполовой смолы, едкого натра и воды. После впитывания состава грунт обрабатывают вновь раствором соли многовалентного металла,

5 например сернокислого алюминия.

Для равномерного впитывания раствора и состава в грунт целесообразно использовать разбрызгивающие насадки.

В качестве грунта используют эфельную фракцию хвостов промывки россыпей комбината Таджикзолото. Гранулометрический состав частиц грунта: -20 - +10 мм 9,8%:-Ю-+7 мм 5,9%; -7-+5 мм 6,2%; -5- +3 мм 10,4%; -3 - +1 мм 23,5%; -1 - +0,5 мм 10,6%; -0,5 - +0,25 мм 20,1%; -0,25 - +0,1 мм 9,8%; -0,1 мм 3.7%. Плотность минеральной части 2,72 т/м.

Грунт сначала обрабатывают раствором сернокислого алюминия при расходе 9 л/м2, затем составом, включающим гос- сиполовую смолу, едкий натр и воду при расходе 9 л/м , затем снова раствором сернокислого алюминия при расходе 9 л/м2.

Приведенное количественное соотношение 9 л/м2 состава и 9 л/м2 раствора в процессе первой и последующей обработки грунта обусловлено необходимостью надежного покрытия всей поверхности грунта и является оптимальным (табл.1).

Сравнение с известным способом (табл.3) показало, что предлагаемый способ в два и более раз увеличивает степень снижения водопроницаемости грунта, обеспечивая в 1,6-2,7 раз большую глубину

проникновения кольматанта в обрабатываемый грунт.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает значительное снижение .водопроницаемости грунта, что способствует более надежному сохранению воды в отстойных прудах и водохранилищах.

Формула изобретен и я

Способ противофильтрационного закрепления грунта путем нанесения на его поверхность эмульсии, содержащей госси- половую смолу, едкий натрий и воду, о т л и- чающий с я тем, что, с целью снижения водопроницаемости закрепленного грунта, последний обрабатывают 0,63-6,25 %-ным водным раствором соли многовалентного металла до и после введения эмульсии, со- держащей указанные компоненты в следующем соотношении, мае. %:

Госсиполовая смола2,25-22.5

Едкий натрий0,252.5

ВодаОстальное

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в гидротехнике для снижения водопроницаемости плотин, водохранилищ и дамб обвалования прудов- отстойников. Цель изобретения - снижение водопроницаемости закрепленного грунта. Способ противофильтрационного закрепления грунта включает последовательную обработку грунта 0,63 - 6,25%-ным водным раствором соли многовалентного металла, затем эмульсией, содержащей 2,25 - 22.5 мас,% госсиполовой смолы, 0,25 - 2,5 мас.% едкого натрия, вода остальное, после чего вновь грунт обрабатывают указанным раствором соли. Коэффициент фильтрации закрепленного грунта 0,006 - 0.88 м/сут, степень снижения водопроницаемости 6 - 883 раз. 3 табл.

Таблица 1

Примеры выполнения способа при различном расходе раствора и состава

Таблица 2

Содержание ингредиентов в составе и растворе для снижения водопроницаемости грунта по предлагаемому способу

Таблица 3 Примеры осуществления предлагаемого способа и его сравнение

С :13Г;еСТНЫМ