Способ закрепления грунтов

 

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам укрепления грунтов при возведении дорожных оснований. Способ заключается в смешивании местного грунта с наполнителем - брикетами, полученными прессованием смеси шлама химической водоочистки теплоэлектростанций с 10-15% цемента, и известковым вяжущим - обожженной смесью карбонатного шлама теплоэлектростанций с хлористым кальцием в количестве до 2% с последующим уплотнением до плотности 0,95-0,98 от максимальной. При этом соотношение местного грунта, брикетов и известкового вяжущего может быть как 6:3:1 - 4:3:1. Технический результат: способ позволяет по упрощенной и экономичной технологии производить закрепление грунтов и утилизировать шламы тепловых электростанций. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам укрепления грунта при возведении дорожных оснований.

Известен способ закрепления грунта посредством смешения его с цементом с последующим введением в их смесь поверхностно-активных добавок [1]. Недостатком этого способа является применение дефицитных материалов (цемента, эмульсий и др.) и высокая стоимость работ.

Известен способ закрепления грунтов, сущность которого состоит в том, что для закрепления грунта используется известковое вяжущее, включая золу-уноса и добавки. При этом в качестве добавок используется битумное вяжущее [2] . Недостатком этого способа является то, что он имеет повышенную трудоемкость и стоимость работ, а также не обеспечивает необходимых прочностных и деформативных характеристик закрепленного грунта.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является известковый способ (прототип) закрепления грунтов при возведении дорожных оснований, включающей смешивание местного грунта с природным мелом и известью с образованием вяжущей пуццоланового типа [3] . Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает необходимых прочностных и деформативных характеристик закрепленного грунта.

Цель изобретения - повышение прочности и морозоустойчивости закрепленного грунта, а также обеспечение утилизации отходов химической водоочистки тепловых электростанций ТЭС в виде шламов.

Сущность предлагаемого способа закрепления грунта состоит в том, что смешивается местный грунт с наполнителями в виде брикетов размером, например, 20-70 мм и известковое вяжущее из карбонатных шламов с последующим уплотнением смеси до плотности 0,95-0,98 от максимальной.

Для изготовления брикетов, а также известкового вяжущего применяется мелкодисперсные карбонатные шламы, образующиеся как отходы при химической очистке воды на тепловых электростанциях. Примерный состав этих шламов следующий (%): CaO - 51,1 MgO - 5,1 SiO₂ - 2,1 Al₂O₃ - 0,22 Fe₂O₃ - 2,6 SO₃ - 0,03 сера - 0,012 P₂O₅ - 0,06 TiO₂ - 0,06
потери при прокаливании (ППП) - 40,0
Брикеты представляют собой скускованный материал строго определенной формы (кубический или в виде "лепешек") размером 20-50 мм и более. Брикеты получают из шлама химической водоочистки тепловых электростанций путем их прессования при оптимальной влажности с добавлением цемента до 10-15% и минерального порошка из высушенного и измельченного шлама ТЭС.

Характеристика твердых брикетов:
влажность 12-14%, плотность - 1,65 г/см³, прочность при сжатии не менее 90 кгс/см² (9 МПа), насыпная масса 1,6 т/м³.

Известковое вяжущее получают из карботантных шламов ТЭС путем добавки до 2% хлористого кальция, их высушивании, измельчения и обжига при t^o не менее 850^oC.

Предлагаемый способ закрепления грунтов осуществляется следующим образом.

Брикеты и известковое вяжущее подвозится к участку дороги, где закрепляется грунт. Далее с помощью дозатора и смесителя приготавливается смесь из местного грунта с брикетами и известковым вяжущим в определенных пропорциях в зависимости от требуемой прочности закрепленного грунта.

Затем смесь разравнивают по профилю дороги бульдозером или скрепером с обеспечением необходимой толщины слоя с последующим уплотнением слоя дорожным катком.

После уплотнения слоя участок дороги выдерживается во времени для обеспечения твердения и набора прочности слоя закрепленного грунта.

После выдержки участок дороги готов к эксплуатации.

В лабораторных условиях были проведены исследования состава смесей из грунта, брикетов и известкового вяжущего. Для этого в форму размером 300х300х300 мм насыпалась смесь и осуществлялось уплотнение ее давлением, аналогичным давлению от дорожного катка 8 до 20 кг/см². После уплотнения и выдержки образцов во времени последние набирали прочность в зависимости от соотношения количества грунта, брикетов и известкового вяжущего.

Испытание образцов показало, что прочность закрепленного грунта колеблется от 15 до 50 кгс/см².

Пример конкретного выполнения способа.

Предлагаемый способ опробован в Подмосковье при реконструкции участка дороги длиной 500 м. Работы проводились в летнее время года. Для закрепления участка дороги было использовано около 250 м³ брикетов и 100 м³ известкового вяжущего.

Непосредственно на месте приготавливалась смесь грунта, брикетов, известкового вяжущего в соотношении 5:3:1 частей по массе.

После смешивания смесь разравнивалась по профилю дороги слоем 250 мм и уплотнялась дорожным катком. После выдержки в течение 14-16 дней участок дороги начал эксплуатироваться. Наблюдения за участком дороги в течение года показали, что дорога нормально эксплуатируется, и на ней отсутствовали выбоины и разрушения.

Источники информации:
1. И. П.Баркавенко. Способ закрепления грунта. A.с.CCCP N 317752, МПК E 02 Д 3/14, 1971.

2. Вяжущее для закрепления грунта, состоящее из золы уноса 75-85^o и известково-битумной пасты. А.с. СССР N 384974, МКЛ E 02 Д 3/14, 1973.

3. А.с. СССР N 1682439, кл. E 01 C 7/36, опубл. 07.10.91.

Формула изобретения

1. Способ закрепления грунтов, преимущественно для дорожного строительства, путем смешивания местного грунта с наполнителем и известковым вяжущим с последующим уплотнением смеси, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют брикеты, полученные прессованием смеси шлама химической водоочистки теплоэлектростанций с 10 - 15% цемента, а в качестве известнякового вяжущего используют обожженную смесь карбонатного шлама теплоэлектростанций с хлористым кальцием в количестве до 2%, а уплотнение осуществляют до плотности 0,95 - 0,98 от максимальной.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что местный грунт, брикеты и известковое вяжущее смешивают в соотношении 6:3:1-4:3:1.