Способ создания гидроизолирующих элементов гидротехнических сооружений

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 E 02 В 3 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4 14 134 2/29-1 5 (22) 10.11.86 (46) 15.05.90. Бюл. № 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промьппленности (72) А.Г.Сусс, А.И.Цеховой, В.А.Чернявский, В.И.Корнеев и Д.Г.Ломагин (53) 627 ° 824 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 653335, кл. Е 02 В 3/16, 1973 °

Крамской В.А. и др. Проектирование и строительство асфальтополимербетонных и пленочных гидроизолирующих экранов шпамохранилищ алюминиевой подотрасли — Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания

"Технология и механизация гидроизоляционных работ промышленных, гражм 1l данских и энергетических сооружении

Л.:ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева, 1982, с. 90-91.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к созданию гидроизолирующих элементов (ядра, экраны) земляных плотин и водоприемных чаш, в частности, шпамохранилищ 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, доставÄÄSUÄÄ1564257 A I

I (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ГИДРОИЗОЛИРУ10"

ЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ (57) 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 шпам1от переработки боксита по способу Байера, выходящий из процесса с влажностью Т:Ж=1:(2-10) ° Содержание фракций +50 мкм в шламе составляет не д более 10 мас.X. Подготовку шпама осуществляют выдерживанием его в течение

10-30 дн. Укладка его в сооружения производится по определенной технологии с уплотнением до пористости не более 0,60-0,65. 2 табл. чаи

bQ ляемого к месту укладки, используют р шпам от переработки боксита по спосо- бу Байера (байеровский шпам), 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 150 мкм составляет не более 10 мас.X.

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

1564257 раздельным уплотнением каждого до пористости не более 0,60-0,65.

Пример. В качестве исходного байеровского шлама используют шламы

Николаевского глиноземного (НГЗ) и

Уральского алюминиевого (УАЗ) заводов, выходящие иэ процесса с Т : Ж =

1 : 2, 1-2,5. Затем шламы по приня Гой на заводах технологии разбавлят технической щелочной водой до

Ж = 1 : 3,5-8 и перекачивают на пециально подготовленные гидроизолиованные площадки с уклоном 0,01, цлиной 180-200 м. Шпам наливают с ,верхнего края через патрубки диамет,ром 50-100 мм, обеспечивающие ско,рость истечения 2,0 м/с, При этом непрерывно производится слив подшламовой воды через водозаборные колодцы, расположенные в нижней части площад,:ки, с возвратом подшламовой воды на завод. Намыв материала осуществляют до образования слоя О,5-1,5 м. После окончания намыва материал выдерживают определенное время. Забор подготов. ленного шлама для создания, гидроиэолирующих 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 шламов по способности к экскавации и уплотнению

35 приведены в табл.

Коэффициенты фильтрации, определяемые на серийном приборе в трубке

КФ-00 для проб материала соответству- ющего грансостава (примеры 5, 6, 7, 8 и 9, 12, 13, 14, 15, 16, табл. 1), находятся в пределах 10 - 10 см/с, т. е. материал еще до уплотнения показывает противофильтрационную стой- 45 кость более высокую, чем экраны из полиэтиленовой пленки и. суглинков.

Наиболее отвечает требованиям противо- фильтрационной стойкости и строительной технологичности обезвоженный мате-50 риал с содержанием фракций +50 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 +50 мкм ухудшает, противофильтрационные характеристики материала (прймеры 1, 2, 3, 4, 11 табл. 1);

Отбор проб с повышенным содержанием фракции -5 мкм даже через 30 дн, после окончания намыва не позволяет с ними работать, так как при укладке такие шламы не уплотняются, а разжижаются 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, Шпам комкуется и приобретает прочность 2 MIIa.

Поэтому он не может быть уплотнен обычными способами. Коэффициент фильтрации шлама возрастает при этом до.

7 10 .cM/ñ (пример 10, табл. 1) .

Уплотнение материала в процессе укладки до пористости не более 0,600 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 формуль1 по содержанию фракций +50мкм 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 пх .10 и см/с (примеры 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12, 13, 14, 16, табл. 2). Уплотнение под нагрузкой песчанистых шпамов менее значительно и не позволяет достичь низких коэффициентов фильтрации материала (примеры 1, 2, 3, 4, 11 табл. 2). Водопроницаемость песчанистых шпамов и после уплотнения в

10-1000 раз больше, чем у суглинистых шпамов.

Как следует из приведенных данных, предлагаемый способ создания гидроизолирующнх элементов гидротехнических сооружений из шламов дает возможность повысить их противофкльтрацион5

1564257 6 ную устойчивость в 10-500 раэ по срав-, свойств и их стабильности уд нению с гидроизолирующими элементами ния процесса, в качестве матер из полиэтиленовой пленки со снижени- гидроизолирующего элемента используем коэффициентов фильтрации с . ют mttaM от переработки боксита по п(10 .5-10 6) до п(10 7-10 В ) см/с ° способу Байера, выходящий из процесса с влажностью T Ж = 1 ; 2-10, рый перед уклеек и подг тавливают путем обезвоживания до влажности

10 Т Ж вЂ” 1 0 5 — 0 6 при т м содерэлементов гидротехнических сооруже ляет не более 10 мас Х после чего

его подготовку и укладку, о т л иподготовленный ленный материал уплотняют до ч а ю шийся тем, что, с целью пористости не более 0,60-0,65. повьппения противофильтрационных

Время выдерх- ки, пп,.

Прнмечаиие троительной хара истнки

Ковффи циеит фильтра цни, см/с

Елассифика материала

Соцерхание фракций, иве ?

Порнстость (ao уплотнения) Плотность скелета, г/си т рр цеста отбора про пп и расстояние от выпуска

Влахност весов.

Т > % одцается подцае кскава- уплотн цни

+50икм -змкм

82

ЬО

Ь7

1Ь

О,Ь7

О,Ь7

О,Ь9

0,70

0,70

0 77

1 НГЗ-выпуск

2 НГЗ-выпуск

3 НГЗ - 50 и

4 НГЗ - 70 м

5 НГЗ - 80 и

Ь НГЗ-100и

5.10 >

2.10 >

Ь 105

1 105

9 ° 1О 5

t to

Поддается Уплотняется

Песчанистый

ы!!

1 ° 35

1>Э4

1,33

1 ° 31

1,10

О,BЬ

1 1;0,4

20 1:О ° 23

10 1:0,42

20 1>0 46

50 1>0,51

1О 1:0 89!!

Н

>!

>I и

II !! !!

Суглинистый!!

Пе уплотняется

Уплотняется

Be уплотняется

Уплотняется

tennoвая суяка

Be уплотняется е

Be поддается

Подцается

Be поддаЬ.10-

8 ° 10

0,49

0,83

1, 12

О,ьз

20 1:0 ЬО

I:1 ° ЗЬ

7 НГЗ вЂ” 150

8 НГЗ - 150 м ется

Поддается

2 ° 10

710>

0!70

0,82

1,09

0,70

30 1>0,52

1:О

9 НГЗ - 180 и

1О НГЗ вЂ” 150 и

Песчвнистый

1 10

Яе подцаатся

Поддается

20

1 1:0,7

0,49

1 ° 04

11 УАЗ вЂ” выпуск

4.10

2 ° 10

Э 1О

2 ° 1О >

Суглияистый

11

12

1Ь

1О

o,ее

0,ЬЬ

О,ЕЕ

0,72

1, 10

1,12

1,12

0,93

1О 110,90

20 1:0,50

10 1:0>60

5 1:0,90

12 УАЗ вЂ” 80 м

13 УАЗ-Вом

14 УАЗ - 100 м

15 УАЗ - 120 и

II и

Не поддается

Уплотняется и

Be уплотняется

1 10

28

О,Ь9

1,00

30 1>0,90

1Ь УАЗ - 130 м

Таблица 2

МФ Проба пп еяие, кПя орис сть

0,66 7 !О

1 НГЗвыпуск

2 ° t0 а1,36 0,67 8 10-5 1,37 0>бб б 10 5 1,38 0,66 5 10 В

l>34 0,67 2 10 > 1,34 0,67 2.10"е 1>35 0,67

2 НГЗвыпуск

0,65 2 101 1,38 8,65 ° 10 а

4 ° 10 51>Э7 0,66 4 ° 10 51,ЭВ

1>33 0,69 6 ° to + 1,34 О;68 6 ° 10 S 1,36 0,67

З НГЗ

50 м

1-10 У 1,32

1,3! O,УО t -1О tt 1 З1 О,7О

4 НГЗ70 х

О 65 1-1 Г

065 410 1 ° 26

1>10 О>70 9 10 1>12,0>69 В 10 1 14 О,Ь9

6:10 1>18 0,68 б 10 1>24

1- !О- 1, 20

3 ° 10 1 ° 07 071

0,67 1 10> 1 ° 26 0,65 8 ° 10 а

3.10 1,13 0,69

О 86 О 77 1 1О > 1 01 О 72

0,6З 8 109

0>67 9 10 11 26

067 110 1 26

Î6S 9 109

3 1O- t,Î6 О,71

О,ВЗ В 1О 1,ОО О,73

2.10-т! 12 О 69 2 10- 1 21

О> 63

0,65 9 "1О 11,27 0>65 ° 10 В

2 10 1>14 0,69 2 10 11,20 0,67 10 >1,24

1,09 0,70 2 ° 10 1,12 0>69

Опыт не проводился

-810 1,28

О,ЬО 2 td 51,35 О 60 1 1О 4

0>62 4.10-> 1 ° 34 0>60 2 10-> 1 ° 34

1>04 0,69 1.10 5 1 ° 11 0>67

1t УАЗ »« выпуск

5 НГЗ

80 м

6 НГЗ100 м

7 НГЗ»

150 и

8 НГЗ

150 х

9 НГЗ"

tÂÎ м

10 НГЗ

150 и

1,ЗЗ О>67 5 101 1 36 0,67 5-Го-1 1,ЗЬ 0>67 4 Го-et 37 0>66 2 10 1,38 0,66 1 lo 1,39

0>67 8.10- 1>34 0,67 6 ° 10 1,36 0,66 5-10 l>37 О>66 2-!0

1,12 0,69 6 101 1,14 0,69 б toт 1,14 0,69 6 ° 10 1,16 0,68 2 10 1,22

1564257

Продолжение табл.2

Порно тосте н8/с

0,60 1.tO 1,30 0,60 9 ° 1О !

2 10 1,29

0,63 4 ° 10 >1,27

1>10 0,66 4 tO" 1 ° 14 0,63

О,át

12 УЛЗ

80 н!

>12 0,66 2 10 1>14

0>dS

3 ° 10 1 ° 14 0,6S 3-10 1 18 0,64 3 10 1,24

112 Обб 310 113 О>63

0,9Э 0,72 2 10 0,94 0,72 2.10 0>93 0>71 2 10 1>07

1 -1О 11, 18

0>68

lS УЛЗ»

120 и

O>6S 7.tO т1,17

0>6S 8.10 1>13

1-10 1, 14

1 ° tt7 1,08 0,68

1>00 0,69

16 УЛЗ "

130 н

Составитель В.Казаков

Техред JI,Олийнык Корректор А.Обручар

Редактор И.Касарда

Заказ 1142

Тираж 538

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, ЕЕосква, Ж-35, Раушская наб., д, 4/ 5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

;13 УЛЗ80 н (;!4 УЛЗ

100 н

Itnetность сяе лете4 ю /сн

4.10 1,21

2 10 1>21

Плот ост сеете

/сн

О 63 2 1О- 1 28 О 61 2 10- 1>29 0>60 1 1О-т1 ЭО О 60 1 10т

0,62 2 10 1 ° 27 0,61 1 10

0,64 6.10 1>26 0,61 3 ° 10

0,64 6.!О 1>20 0,63 3 10