Способ создания противофильтрационного экрана
Использование: для создания противофильтрационных экранов шламонакопителей промышленных отходов, например, угольной промышленности Сущность изобретения заключается в укладке на экранируемую поверхность щеоня и покрытии его вяжущим, содержащим, мас.% шлам углеобогащения 6-7, смолистые отходы коксохимического производства 7-9, серу 1-2 и минеральный наполнитель, например граносев, остальное. 1 з.п. ф-лы, 7 табл.
colo3 сОВетских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОП И САН И Е И ЗО БР ЕТЕ Н И "- .
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4753090/15 (22) 25.10.89 (46) 07.11.92. Бюл. ¹ 41 (71) Гасударственный проектный институт по водоснабжению, канализации и гидротехническим сооружениям, "Харьковский
Водоканалпроект" и Харьковский отдел
Всесоюзного научна-исследовательского института водоснаб>кения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (72) А.С.Михович, И.А.Захарченко, Г.С.глихович, И,А,Гиленко и Г.И.Яловенко (56) 1. Рекомендации по проектированию и устройству асфальтобетонных противофильтрационных элементов в грунтовых гидротехнических сооружениях. Труды
ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева. Л., 1986, с. 1314. 29-30, 32, 35-38.
2, Авторское свидетельство СССР № 1731895, кл. Е 02 В 3/16, С 09 К 17/00, 1989, Изобретение относится к гидротехниЧескому строительству и может быть использовано для создания противофильтрационных экранов шламонакопителей промышленных отходов, в частности шламов угольной промышленности.
Известен способ создания противофильтрационного экрана, включающий укладку на экранирующую поверхность щебня, покрытие его вяжущим с последующим уплотнением и нанесением сверху слоя . из смеси вяжущего с наполнителем и минеральным порошком. При атом в качестве вяжущего используют битум, à е качестве минерального порошка коренные горные
„„Я „„1773971 А1 (5 )я Е 02 В 3/16, С 09 К 17/00 (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОГО ЭКРАНА (57) Использование: для создания противофильтрационных экранов шламонакопителей промышленных отходов. например, угольной промышленности, Сущность изобретения заключается в укладке на экранируемую поверхность щебня и покрытии его вяжущим, содержащим, мас. : шлам углеабогащения 6-7, смолистые отходы коксохимического производства 7-9, серу 1-2 и минеральный наполнитель, например граносев, остальное. 1 з.п. ф-лы, 7 табл. породы, измельченные на шаровых мельницах jl).
Недостатком этого способа является сравнительно невысокая прочность создаваемого противофильтрационного экрана, дефицитность используемого вяжущего, минерального порошка и значительная стоимость, Наиболее близким к изобретению является способ (2) создани-. противофильтрационного экрана, включь!ощий укладку на экранируемую поверхность щебня, покрытие его вяжущим с последующим уплотнением и нанесением сверху слоя из смеси вяжущего с наполнителем и минеральным порошком, в котором в качестве вяжущего
1773971 используют смесь смолистых отходов KQK сахимическаго производства с серой, а в качестве минерального порошка — .шлам химводоочистки отходов производства азотных удобрений при следующем соотношении компонентов, мас, .
LUnar химводоочистки 7-9
Смолистые отходы коксохимического производства 5-9
Сера 1-5
Наполнитель Остальное
Недостатками этого способа являются сравнительно невысокая прочность создаваемого экрана для шламов угольной промышленности и значительная стоимость.
Цель изобретения-повышение прочности и экономичности экрана.
Цель достигается тем, что в известном способе создания противофильтрационнога экрана, включающем укладку на экранируемую поверхность щебня, покрытие его вяжущим из смеси смолистых отходов коксохимического производства с серой, уплотнение и нанесение сверху слоя из смеси вяжущего с наполнителем и минеральным порошком, в качестве минерального порошка используют шлам углеобогащения при следующем соотношении компонентов, мас, :
Шлам углеобогащений 6-7
Смолистые отходы коксохимичес кого п роизводства . 7-9
Сера 1-2
Минеральный напалнитель Остальное
В качестве минерального наполнителя используют гранотсев.
Сопоставительный анализ предлагаемого способа с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается от известного тем, что в противофильтрацианнам слое в качестве MllHGpanbHol порошка используют шлам углеобогащения — отход предприятий угольной промышленности при определенном соотношении компонентовв.
Таким образом, предлагаемый способ соответствует критери.а новизны.
Как известно, составными частями асфальтобетонных смесей, применяемых в дорожном и гидротехническом строительстве, являются минеральный наполнитель, например мелкий щебень или гранотсев, минеральный порошок и вяжущее, Одним из важнейших компонентов состава для создания противофильтрационного экрана предлагаемым способом является минеральный порошок, в значительной степени определяющий повышенную прочность, плотность и долговечность экрана.
ГОСТ 9128-84 допускает применение кроме традиционных порошков,из карбонатных
5 пород порошков из пылеватых отходов промышленности. Исследования шлама углеобогащения в лаборатории фильтрационных исследований и инженерной гидрогеологии ХО ВНИИ ВОДГЕО в со10 ответствии с ГОСТ 16557-78 "Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Технические условия" и ГОСТ 12784-78
"Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Методы испытаний", показали, 15 что шлам углеобогащения полностью отвечает требованиям ГОСТ. В табл. 1 приведены результаты определения физико-механических свойств шлама в виде средних значений нескольких повторных
20 испытаний.
В табл. 2 приведен химический состав шлама углеобогащения — отхода предприятий угольной промышленности, Иэ приведенных показателей следует, 25 что шлам углеобогащения полностью удовлетворяет требованиям, предьявляемым
ГОСТ к минеральным порошкам асфальтобетанных смесей, что позволяет испольэовать его в качестве минерального порошка
30 в предлагаемом способе создания противофильтрационного экрана.
В табл. 3 приведен гранулометрический состав минеральных материалов, а в табл. 4 — расчет состава песчаной смеси с содержа35 нием материалов в долях объема, так как минеральные материалы (гранотсев, шлам) имеют разные плотности. В табл.5 приведен состав минеральной части смеси в долях обьема и массы.
40. Как показали результаты выполненных исследований, оптимальным количеством шлама углеобогащения в составе минеральной части по массе является 6-7, так как при содержании шлама менее 6 или более
45 7 получаемые составы минеральной части выходят за пределы кривых плотных смесей, приготовляемых в соответствии с ГОСТ
9128-84 (см. табл. 4 и 5).
Смолистое вяжущее — отход каксохими50 ческого производства представляет собой смесь каменноугольной смолы и кислой смолки типа СТУ (смола тяжелого улавливания}, Смесь готовят на коксохимзаводе по
ТУ 14-6-131-76 и применяют в качестве вя55 жущего для дорожного строительства.
Введение серы обеспечивает повышение вязкости и водоустойчивости вяжущего.
Сера является отходом коксохимического производства и соответствует ГОСТ 1071-72
"Сера техническая".
1773971
20
40
Наполнитель (гранотсен) соответствует
ГОСТ 8267-82.
В табл. 6 приведены экспериментальные данные, характеризующие физико-механические показатели противафильтрационнаго слоя из смеси минерального наполнителя со шламом углеобогащения (А) и вяжущего (СТУ) с добавлением серы (Б).
При содержании серы менее 1,0% не обеспечивается требуемая вязкость СТУ, соответствующая вязкости БНД 60/90/.
При увеличении содержания СТУ и серы н смеси начинает снижаться предел прочности при сжатии при 20 С.
Таким образом, оптимальным содержа-, нием серы и СТУ является соответственно
1-2 и 7-9 мас.%.
Б табл. 7 приведены сравнительные данные, характеризующие предел прачности при сжатии(при 20 С) по предлагаемому способу и по прототипу, Коэффициент фильтрации противофильтрационного экрана, создаваемого предлагемым способом, был определен путем лабораторных испытаний и составил
1.05 10 м/сут. т.е. примерно на один порядок ниже, рекомендуемого СНиП дпя расчетов коэффициента фильтрации обычнага гидротехнического асфальтобетона, равного 8,64 .10 м/сут.
Таким образом, предлагаемый способ создания противафильтрационного экрана позволяет не только повысить зкономич- 35 ность за счет использования отходов производства, но и значительно увеличить прочность экрана и улучшить его вадонепроницаемость, Из приведен!!ых данных следует. чта несмотря на то, что применение различных шламов в качестве минеральных состанля ощих асфальтобетона в технике дорожного и гидротехнического строительства известно, предлагаемый способ создания противофильтрационного экрана соотнетстнует критерию существенных отличий, Предлагаемый способ создания противофильтрационного экрана осуществляют следующим образом, Укладывают подстилающий слой из черного щебня фракции 10-20 мм, который доставляют к месту укладки и распределяют равномерна по экранируемой поверхности споем толщиной 0,1 м. СТУ с добавлением
1 серы доставляют автогудронатарами и наносят сплошну!о пленку вяжущего путем розлива по сло!о черного щебня при температуе 100-200 С и норме расхода 1,2-1,5 л/м . Уложенный слой уплотня!От катками горячем состоянии. Предварительное упЛОТНЕНИ8 ПРОВОДЯТ Л8ГКИМ!! КаТКаМИ (f "8CCr до 8т) за 4-6 проходов. Ока гча-ельное уплотнение тя>(елыми riBTI(8M! (IRccc3 10 18 т) за
10-20 проходов по одному следу, Окон гательное уплотнение произнодя1 тяжелыми катками за 6-10 проходов. В процессе уп!!Отнения осуществляют контроль плотности слоя общепринятыми методами, Шлам углеобагащения доставляют à!I тосамосналами на асфальтабетонный завод. На площадке эанада шлам распределяют тонким слоем 15-20 см дпя начального высушивания. Б процессе нысушивания шлам периодически перемешивают антагрейдером. Окончательно нысушива!О шлам в сушильном отделении асфальтасмесительнай установки при 100120 С, после чего шлам подвергают размельчению. Дальнейший процесс приготовления смеси минеральной части и вяжущего осущестнля!От па общепринятой технологии, Готовую смесь дастанлгпат к месту укладки, распределя!От и уплатня!От В Горячем состоянии при температуре смеси не ниже
120-140 С слоем 5 см. Уп:отнение смеси произнадлт катками аналогично уплотнениюю подстилающего слоя. После укладки и уплотнения двух слоев общей толщиной 10 см па уплотненному покрыти!а наносят пленку вяжущего путем розлива ега при температуре 100-200 С при норме расхода
1,2-1,5 л/и .
Использование предлагаемого способа позволяет создать эластичный, прочный и нефильтрующий экран шламан8êîïèòåëåé угольной промышленности, За счет использования О предлагаемом способе отходов коксохимического производства и шламов углеабагащения — отходов угольной пра-, мышленностидпя зкраниравания !!ак0llèT8лей этих заводов, годовой зкономический эффект составит 83,2 ть,с. руб. (1>армула изобретения
1. Способ создания протинОФильтрациОннаГО экаана, вкл!Оча!Опций !:.(ладку t f8 эк ранируему!о поверхность щебня, покрытие
8ГО ВЯ>КУЩИМ Из СМЕСИ СМОЛИСТЫХ ОТХОДОН коксохимическога произ.одстна с серой, уплотнение и нанесение сверху слал из смеси вяжущего с напалнителем и минеральfff,ff порошком, а т л и ч а IO шийся тем, ITo, с цельlo повышения прочности и зконами IIJ0сти экрана, н качества минеральH0го ff(JpoIJJ ка использу!ат шлем углепбг Га!цеlfllл при следу!Ошем соотношении кnìпоне!!Тав, манж:
1773971
6-7;
7-9;
1-2;
Таблица 1
Таблица 2
Таблица 3
Гранулометрический состав минеральных материалов шлам углеобогащения смолистые отходы коксохимического производства сера наполнитель Остальное.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве минерального наполнителя используют гранотсев, 1773971
10 л о о
О " Л О " 0О Î ОЪ О - О о о о о о сВ оъ cD оо оо
a) "Ъ сч 3
»>0
CO л о
С>!
СО съ
ОЪ СЪ
OO со лло л
Ф, о ш
3»
С>
X
lA с>ъ
C) о сч
Ь О
„,, CD (D
Ф
СЧ О ! о
ОЪ Ъ
" с ъ
>:> S и Ф Х и Q) X Ф о cQ о Ф Ф Б LO х сч (Q lA lA ,, СО съ С Ъ Щ Iи о о Д аъ э съ о о I I» I С» I» СЧ I» I Л сч сч сч сч сч о IФ о CQ «L LP >О ЫЪ !О >,> О LA LO LA lA > ш 0 о Ф оД Х ДФam С «ъ о о Ф0!Ф о ш ш «» е m о Ф о с»Ъ Л сч сО - Оъ оо ОЪО CDC> ОЪО СВоо оо оо оо CQ X ш Ф о о о к о Щ X ш о Iо Iо Ф о о ш Ф о ! М I<5 о о Б ICg 3и о с CO CL Ф С0 >Я 2I IБ X (Q ш с CL - о Ф К () .> >0 С О Л I К о. g Ф х Х я оС Б ! : u Ф х С0 о С C o с > о о Ф л X Ф с > о < С Ф 2 ФС m о <о Ф М 0, Ь >Я - I» Х щ С! 0 CO сО с ъ <о в о <О LA I о . !,«> съ LC> LD CD CD с"ъ . л- о Л ФГ! и>С.Э иЪ СЪ СЪ lA lA ОЪ LA л с"ъ ct) о СО I «О - I I с ) съ с ъ () 12 1773971 Таблица 5 0,978-0,981 Итого: 100 Таблица 6 Значение Показатель 84 Таблица 7 Составитель Г. Михович Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Н. Слободяник Редактор Заказ 3909 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Содержание минерального наполнителя, % Содержание шлама углеобогащения и минеральной части, % Средняя плотность минеральной части. мкг/смз Истинная плотность минеральной части, кг(см Пористость мине ральной части, % Содержание вяжущего СТУ, % Содержание серы, % Средняя плотность смеси, кг/см Истинная плотность смеси, кг/см Остаточная пористость смеси, % Водонасыщение, абухание % Предел прочности при сжатии при температуре 20 С, МПа Коз ициент ильт ации, м/с 2110 2620 195 2340 2400 2,4 2,6 0,82 1,05 10 2080 2620 20,6 2350 2370 0,8 1,3 0,85 1,05 10
