Вяжущее Советский патент 1979 года по МПК C09K17/40 E01C7/36 C09K101/00 

1

Изобретение относится к области химического закрепления грунтов, кокретно к вяжущему для поверхностног закрепления грунта, преимущественно для устройства дорог и аэродромов в целях защиты от эрозии при воздействии ветра или скоростных воздушно-тепловых потоков, возникающих при работе двигателей летательных аппаратов. Вяжущее может быть исползовано для обеспыливания грунтов на аэродромах и дорогах, а также для борьбы с ветровой эрозией почв в сельском хозяйстве.

Известно вяжущее для поверхностного закрепления грунта, включающее органическое вещество, например, олгомер полиуретана l .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является вяжущее для поверхностного закрепления грунта, преимущественно для устройства дорог и аэродромов, включаюцее полиакриловую кислоту и полиэтиленимин 2 .

Недостатком известного вяжущего является быстрое образование водонерастворимого поликомплекса и как следствие этого - небольшая глубина закрепления грунта: для песчаног

Z

грунта - до 1 см, для глинистого до о,7 см.

Цель изобретения - регулирование сроков схватывания вяжущего и увеличение глубины закрепления грунта.

Достигается это тем, что вяжущее для поверхностного закрепления грунта, преимущественно для устройства дорог и аэродромов, включаквдее полиакриловую кислоту и полиэтиленимин, дополнительно содержит аммиак при следующем соотношении компонентов { в мае.ч.):

полиакриловая кислота 1

5 полиэтиленимин 1,5-2,5 а№лиак 1,6-1,В Введение аммиака в вяжущее позволяет направленно регулировать во времени реакцию образования поликомоплекса. Достигается это благодаря тому, что в присутствии расчетного количества ;аммиак а в рабочем растворе создается щелочная среда с рН не ниже 10,55. Б такой среде комплексо5образунхцие вещества не взаимодейстт вуют между собой и смесь их растворов остается гомогенной до тех пор, пока йе испарится соответствующее количество аммиака и не уменьшится всле0дствие atoro щелочность среды до f критического значения показателя рН. Только после этого происходит реакци взаимодействия между макромолекулами полиэтиленимииа и полиакриловой кислты с образованием водонерастворимого поликомплекса

Количество добавляемого аммиака принято таким, чтобы в производственных условиях (при температурах рабочего раствора до +30®С) замедление начала образования поликомплекса составляло, по крайней мере, не меньше 0,3-0,7 час. Этого времени достаточно для выполнения всех технологических операций по обработке грунта методом пропитки с помощью современных средств механизации.

Ниже приведены примеры конкретного выполнения изобретения

Для получения заявляемого состава применяют в качестве комплексо-образующих веществ полиэтиленимин с молекулярной массой 50000 - вязкую прозрачную Жидкость ( 47%-ный водный раствор-) и полиакриловую кислоту с молакулярной массой 800000 также вязкую прозрачную жидкость {13%-ный водный раствор). В качестве замедлителя реакции комплексообразования применяют аммиак водный технический, 25%-ной концентрации.

Вяжущее для обработки грунтов приготавливают следующим образом: .вначале растворяют в. воде отдельно полиэтиленимин до концентрации 2% и полиакриловую кислоту до концентрации 1%, затем в раствор кислоты добавляют расчетное количество аммиака, после чего оба раствора смещивают в общей емкости. Продолжительность приготовления рабочего раствора составляет от 0,3 до 0,5 ча

Были подготовлены девять смесей ингредиентов заявляемого состава. Каждая смесь содержала одинаковое количество полиакриловой кислоты. Содержание полиэтиленимина было принято различным для.тех групп смесей (по 3 смеси в каждой группе) и составляло, соответственно, 1,5у2,0 2,5 частей массы на одну часть массы полиакриловой кислоты. Смеси каждой группы .(с одинаковым соотношением. масс полиакриловой кислоты и полиэтиленимина) отличаются одна от другой содержанием амглиака, равньгм в калодой смеси последовательно 1,,7 и 1,8 частей массы на одну, часть массы полиакрилЬвой кислоты. Содержание всех ингредиентов дано в расчете на 100%-ную концентрацию веществ.

Для сравнительной оценки заявляемого состава испытания проводили также с известньом составом-прототипом (без добаёки аммиака), при этом в приготавливаемой смеси содв)жание комплексообразугацих полимерных веществ было принято сптимальньм

на 1 часть массы полиакриловой кислоты приходилось 2 части массы полиэтиленамина.

Свойства различных смесей оценивают временем замедления начала образования поликомплекса после смешения растворов полимерных веществ, количеством образующегося поликомплекса и толщиной закрепляемого слоя грунта при обработке его методом пропитки.

Начало образования поликомплекса определяют по моменту выпаденг i из раствора студенистого геля, образующегося при взаимодействии полиакриловой кислоты с полиэтиленимином.

Количество образугадегося поликомплекса оценивают показателем выхода геля, который представляет собой отношение массы геля к суммарной массе комплексообразугацих веществ в растворе.

Обработку грунтов полученными смесями ингредиентов производят при температуре растворов + , при которой аммиак, содержащийся в смесях, испаряется в течение минимально возможного в производственных условиях промежутка времени.

Дозировку комплексообразугадих полимерных веществ на единицу площади укрепляемого грунта изменяют в широких пределах - от 0,02 до 0,16 кг/м.

Результаты определения свойств разразличных смесей ингредиентов приведены в таблице.

Из приведенных в таблице данных следует, что при содержании в смеси ингредиентов аммиака в количествах, указанных в заявляемом составе, достигается замедление начала образования поликомплекса, по крайней мере, на 0,5-1,3 час. (при температуре растворов ниже плюс время замедления увеличивается). Это позволяет применять вяжущее в виде одного рабочего раствора и 1юлностью завершить разработку закрепляемого грунта до начала взаимодействия комплексообразующих веществ, В результате упрощается технология производства работ и повышается их качество за счет более равномерного распределения комплек5сообразующих веществ по площади и глубине обрабатываемого слоя грунта. Замедление начала образования поликомплекса после смешения растворов полиакриловой кислоты и полиэтиленимина в присутствии расчетного количества аммиака обусловливает возможг ность закрепления грунтов на большую глубину, чем в случае приме1::ения известного поликомплексного состава. Как видно из таблишт, при обработке грунтов заявляемым составом максимальная толщина закрепляемого слоя может быть увеличена в 4 раза для

песка и в 2 раза - для суглинка. Кроме того, для закрепления грунтов на одинаковую глубину (предельную для известного состава) требуется расход комплексообразующих веществ заявляемого состава в 3-6 раз меньший, чем известного состава.

Результаты определения свойств вяж тцего согласно изобретению и известного вяжущего

Таким образом, приведенные примеры подтверждают, что за счет введения в известный поликомплексный состав дополнительно аммиака достигается существенное повышение -эффективности закрепления грунтов и упрощается технология производства работ.

1,0

1,6

Ь5

0,5

2,13 3,0 3,8 .0,4 0,7 1,2 1,4 1,5