Состав для устройства оснований дорожных одежд

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности касается шлаковых смесей для дорожного строительства. Технический результат: повышение первоначальной прочности состава для устройства оснований дорожных одежд, ограничение вымывания и аэрации из состава мелкодисперсных продуктов распада шлака. Состав для устройства оснований дорожных одежд включает щебень шлаковый и продукты распада шлака, при этом в качестве минерального вяжущего он дополнительно содержит застабилизированный шлак от производства рафинированного феррохрома при следующих соотношениях компонентов крупностью, мас.%: щебень шлаковый 10-70 мм - 30-40; продукты распада шлака РФХ 0-70 мм - 20-30; застабилизированный шлак РФХ 0-5 мм или 0-10 мм - 25-35; вода – остальное. 2 табл.

 

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности касается шлаковых смесей для дорожного строительства.

Известны составы дорожных оснований на основе металлургических шлаков, содержащие щебень, доменную муку, представляющую тонкодисперсную часть продуктов силикатного распада шлака [1].

Признаками, совпадающими с признаками заявляемого изобретения, являются:

- назначение состава для дорожного строительства;

- ингредиенты, входящие в состав дорожной смеси - шлаковый щебень, мелкодисперсные продукты силикатного распада шлаков.

Причины, препятствующие достижению ожидаемого технического результата:

- длительный срок набора прочности полученной смеси после укладки ее в состав дорожной одежды;

- вымывание осадками из состава смеси мелкодисперсных продуктов распада;

- аэрация пыли в условиях высоких температур из слоя основания, содержащего мелкодисперсные продукты распада.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является состав для устройства оснований автомобильных дорог, включающий самораспадающийся электросталеплавильный шлак фракции <0,14 мм, заполнитель в виде смеси мартеновского и застабилизированного электросталеплавильного шлаков фракции 0,14-70 мм в соотношении (2-3):1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Самораспадающийся электросталеплавильный

шлак фракции <0,14 мм - 12-24;

Смесь мартеновского и

застабилизированного электросталеплавильного

шлаков фракции 0,14-70 мм - 70-80;

Вода - остальное.

Признаками, совпадающими с признаками изобретения, являются:

- вид ингредиентов, входящих в состав - все они относятся к металлургическим шлакам;

- наличие в составе застабилизированного шлака;

- наличие в составе распадающегося шлака.

К причинам, препятствующим достижению ожидаемого технического результата, по мнению заявителей, следует отнести:

- длительный период набора первоначальной прочности дорожной смеси, приводящей к вымыванию и аэрации мелкодисперсных продуктов распада шлака, уложенных в дорожное основание;

- сложность подготовки смеси мартеновского и застабилизированного электросталеплавильного шлака крупностью 0,14-70 мм (имеется в виду отсев класса минус 0,14 мм);

- сложность подготовки самораспадающегося электросталеплавильного шлака фракции менее 0,14 мм (имеется в виду отсев класса минус 0,14 мм).

Задачей изобретения является повышение первоначальной прочности состава для устройства оснований дорожных одежд, ограничение вымывания и аэрации из состава мелкодисперсных продуктов распада шлака.

Указанный технический результат достигается тем, что состав дорожного основания, включающий шлаковый щебень и продукты распада шлака, дополнительно содержит застабилизированный шлак от производства рафинированного феррохрома при следующих соотношениях компонентов крупностью, мас.%:

Щебень шлаковый 10-70 мм - 30-40

Продукты распада шлака РФХ 0-70 мм - 20-30

Застабилизированный шлак РФХ 0-5 мм или 0-10 мм - 25-35

Вода - остальное

Смесь характеризуется сравнительно коротким периодом нарастания первоначальной прочности, достаточной для предотвращения вымывания и выветривания мелкодисперсных продуктов распада шлака с последующим длительным периодом нарастания прочности. Заполнитель, входящий в состав дорожного основания, представляет собой смесь шлакового щебня крупностью 10-70 мм и продуктов распада шлака РФХ, содержащих мелкодисперсные фракции крупностью менее 0,4 мм и естественно окускованные продукты распада крупностью до 70 мм. Такой состав имеет хорошую удобоукладываемость, продукты распада, смешанные с мелкозернистым застабилизированным шлаком, легко заполняют пустоты в шлаковом щебне, поэтому коэффициент уплотнения не превышает 1,3.

Состав, включающий щебень, полученный, например, из шлака высокоуглеродистого феррохрома, и окускованные продукты распада шлака РФХ, обладает повышенной структурной устойчивостью, прочностью, износо- и морозостойкостью, и в смеси с мелкодисперсными продуктами распада и мелкозернистым застабилизированным шлаком РФХ позволяет получить состав повышенной плотности с ускоренным периодом нарастания первоначальной прочности, исключающей вымывание и аэрацию мелкодисперсных продуктов распада.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом заключается в следующем:

1. Состав дорожного основания включает застабилизированный шлак рафинированного феррохрома (химический состав приведен в таблице 1). В результате кристаллохимической стабилизации в составе шлака образуется белитовая составляющая - β-двухкальциевый силикат, последний проявляет вяжущие свойства.

2. Состав дорожного основания включает инертные наполнители в виде продуктов распада шлака рафинированного феррохрома (таблица 1). Продукты распада содержат преимущественно γ-двухкальциевый силикат, который проявляет слабую гидравлическую активность. Однако при взаимодействии составов, содержащих совокупность β и γ ортосиликата кальция, пробуждаются вяжущие свойства всей смеси.

3. Состав дорожного основания включает, например, щебень из шлака высокоуглеродистого феррохрома, который играет роль инертного наполнителя, обладающего высокой прочностью, износо- и морозостойкостью. Щебень из шлака углеродистого феррохрома имеет устойчивую структуру и проявляет адгезионные свойства при взаимодействии с активной составляющей застабилизированного шлака и с продуктами распада шлака рафинированного феррохрома.

4. Эксперименты, проведенные с различными составами, содержащими щебень из шлака высокоуглеродистого феррохрома, продукты распада шлака рафинированного феррохрома и застабилизнрованный шлак рафинированного феррохрома, показали, что заявляемые составы в начальный период набирают прочность быстрее, чем известные, и постепенно выходят на сходную с известными составами картину нарастания прочности при более высоких ее значениях (таблица 2).

Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию “новизна”.

При анализе на соответствие критерию “изобретательский уровень” не обнаружено источников информации, указывающих на известность предлагаемого состава и по функциональному назначению, и поставленной в изобретении задаче.

Заявленный состав для устройства оснований дорожных одежд может быть реализован в промышленности, а ожидаемый технический результат вытекает из совокупности существенных признаков изобретения, что свидетельствует о соответствии заявляемого изобретения критерию “промышленная применимость”.

Список использованных источников

1. Дорожные одежды с использованием шлаков. А.Я.Тулаев, М.В.Королев, B.C.Исаев, В.М.Юмашев; под ред. А.Я.Тулаева. М., Транспорт, 1986, 221 с.

2. А.С. СССР № 1315430 “Состав для устройства оснований автомобильных дорог”. Кл. С 04 В 28/28, Бюл. № 21, 1987.

Состав для устройства оснований дорожных одежд, включающий щебень шлаковый и продукты распада шлака, отличающийся тем, что в качестве минерального вяжущего он дополнительно содержит застабилизированный шлак от производства рафинированного феррохрома при следующих соотношениях компонентов крупностью, мас.%:

Щебень шлаковый 10-70 мм 30-40

Продукты распада шлака РФХ 0-70 мм 20-30

Застабилизированный шлак РФХ 0-5 мм или 0-10 мм 25-35

Вода Остальное