Способ закрепления пород Советский патент 1993 года по МПК E02D3/12 

Изобретение относится к физико-химическим методам закрепленных пород и может быть использовано в строительстве, в частности в дорожном.

Известен способ закрепления породы - лесовидного грунта путем последовательного нагнетания в грунт смеси раствора аммиака и хлористого кальция в соотношении 1:1 и углекислого газа,.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ закрепления пород, включающий последовательное нагнетание 5-10%-ного водного раствора омыленного таллового пека и 10%-ного водного раствора хлорида кальция с последующим нагнетанием сжатого воздуха.

Недостатком указанных способов является недостаточные водоустойчивость породы и ее гидроизоляционные свойства.

Целью изобретения является повышение водоустойчивости породы и ее гидроизоляционных свойств.

Цель достигается тем, что в способе закрепления породы, включающем последовательную или одновременно- раздельную обработку породы щелочным углеводородным компонентом и 5-30%-ным водным раствором хлорида кальция или мггния в потоке атмосферного воздуха, в качестве щелочного углеводородного компонента используют дизельные или масляные отходы нефтепереработки в соотношении с раствором хлорида кальция или магния, равном 1,0:0,3-1,0 соответственно.

Также после обработки породу дополнительно уплотняют.

Использование в описываемом способе композиций связующего материала в потоке атмосферного воздуха позволяет резко увеличить их поверхность перед непосредственным контактом. Необходимость в этом объясняется исключительно высокой активностью композиций относительнсГдруг дру- га. Так при непосредственном их контакте мгновенно на границе контакта образуется объемная вязкопластичная водопроницаеел

XI ю

ь

со ю

СА

мая масса, блокирующая дальнейшее взаимодействие композиций. Применение же атмосферного воздуха, выполняющего роль диспергирующего и транспортирующего агента, полностью исключает это весьма не- желательное явление. Одновременно, учитывая высокие структурно-механические, гидрофобные и адгезионные свойства связующего материала/ а также высокую подвижность и проникающую способность композиций связующего материала, при последовательной обработке породы композициям (которая при необходимости может повторяться неограниченное количество раз) обеспечивается возможность практиче- ски полного блокирования поверхности сыпучей поверхности пород и перевод их в монолитно плотное водонепроницаемое тело, характеризующееся высокими водо- устойчивыми и гидроизоляционными свойствами. При этом достигается высокая эффективность блокирования химически активных отходов производства и не исключается возможность блокирования

радиоактивных отходов.

Особый интерес представляет обработка породы путем одновременно-раздельной подачи воздушных потоков композиций связующего материала. Так как в этом случае связующий материал образуется уже в самом воздушном потоке, обеспечивая тем самым визуальный контроль за толщиной связующего материала на поверхности обрабатываемого объекта. Последнее представляет существенный интерес при закреплении и гидроизоляции крупнопанельных плит, например стекла, дерева, металла, железобетона и др.

В качестве композиций связующего материала использовали дизельные или мае- ляные щелочные отходы нефтепереработки, отвечающие требованиям и нормам ТУ 38 Аз.СССР 20139-80, и 5-30%-ный водный раствор хлористого кальция (ГОСТ 450-87) или магния, а в качестве диспергирующего и транспортирующего агента атмосферный воздух.

Креплению подвергался сыпучий материал (кварцевый песок, битуминозный пес- чаник, деревянные опилки, резиновая крошка, цемент), монолитно-плотный плиточный материал (цемент, стекло, дерево, металл и их композиции), а также химически активные производственные отходы (фос- фогипс получаемый при производстве экстракционной фосфорной кислоты, и шлам содового производства).

Опыты проводились в следующей последовательности.

5 0 5 0

5

0 5

0 5

0 55

В первом случае сыпучую породу (битуминозный песчаник, кварцевый песок, цемент) равномерно укладывали на металлический или деревянный фундамент, выполненный в виде прямоугольного жело-- ба, Затем породу взрыхляли и обрабатывали (последовательно или одновременно раздельно) воздушными потоками композиций связующего материала. После чего породу уплотняли и испытывали на устойчивость к размыву, набухаемость, водопроницаемость..

Результаты испытаний представлены в табл.1.

Во втором случае креплению подвергали монолитно-плотные плиточные материалы (цемент-цемент, металл-металл,/ стекло-стекло, цемент-металл, цемент-стекло, металл-стекло). Для этого сначала повер- хности плиточных материалов обрабатывали ( последовательно или одновременно раздельно) воздушными потоками композиций связующего материала. Затем обработанные поверхности прикрывали друг к другу и уплотняли. После чего скрепленные материалы по истечению времени выдержки 1-3 ч испытывали на прочность силы сцепления на сдвиг.

Результаты испытаний представлены в табл.2.

В третьем случае креплению подвергали химически активные производственные отходы, В частности, был испытан фосфо- гипс: дигидрат и полугидрат, сырой гигроскопичный дисперсный материал, получаемый при производстве экстракционной фосфорной кислоты в качестве отхода, а также шлам, получаемый в процессе производства кальционированной соды. Указанные отходы также, как и в первом случае равномерно укладывались на фундамент, взрыхляли, обрабатывали воздушными потоками композиций связующего материала, уплотняли и по истечению времени выдержки испытывали на устойчивость к размыву, набухаемость, водопроницаемость и дополнительно на растворимость в воде и гидро- скопичность.

Результаты испытаний представлены в табл.3.

Во всех случаях процесс крепления породы по предлагаемому способу обладает высокой технологичностью, быстротечностью и надежностью. Сыпучие породы помимо приобретения высоких структурно-механических свойств характеризуются высокими водоустойчивыми и гидроизоляционными свойствами.

Кроме того, после обработки таких химически активных отходов производства

как, например, фосфогипс и шлам содового производства, обладающих до обработки высокой гигроскопичностью и растворимостью, полностью их теряет. В силу высоких адгезионных и адсорбционных свойств связующего материала описываемой способ позволяет эффективно локализовать и блокировать крупные участки зараженной местности, в том числе подвергнутой радиоактивному заражению..

Использование: строительство, в частности дорожное. Сущность изобретения: сыпучие породы, монолитно-плиточные материалы, химически активные отходы закреп- ляют путем последовательной или одновременной раздельной обработки их в потоке атмосферного воздуха длительными или масляными щелочными отходами нефтепереработки и 5-30%-ным водным раствором хлорида кальция или магния в соотношении 1,0:0,3-1,6 соответственно. При необходимости после обработки породу дополнительно уплотняют. Набухаемость 0%, водопроницаемость 0 м2 ,все поверхности образцов гидро- фобны. 1 з.п.ф-лы, У таол..

Формула изобретения .1. Способ закрепления пород, включающий последовательную или одновременно- раздельную обработку породы щелочным углеводородным компонентом и 5-30%-ным водным раствором хлорида кальция или магния в потоке атмосферного воздуха, о т- личающийся тем, что, с целью повышения водоустойчивости породы и ее гидро- изоляционных свойств, в качестве

Примечание. Аналогичные опыты были проведены с использованием раствора хлорида магния. Результаты сопоставимы. Температура опытов составляла 18°С.

щелочного углеводородного компонента используют дизельные или масляные щелочные отходы нефтепереработки на стадии очистки светлых нефтепродуктов в соотношении с раствором хлорида кальция или магния, равным 1,0:0,3-1,0 соответственно.

Табпицэ1

примечание. Аналогичные опыты были проведены с использованием раствора хлорида магния.Результаты сопоставимы. Температура опытов составляла 18°С.

ТаблицаЗ