Грунтовая смесь для дорожного строительства

Изобретение относится к дорожному строительству и может использоваться для укрепления грунтов при устройстве оснований и покрытий автомобильных дорог. Грунтовая смесь для дорожного строительства, включающая нефтесодержащие отходы, минеральное вяжущее и добавку, в качестве нефтесодержащих отходов содержит нефтезагрязненный грунт, в качестве минерального вяжущего портландцемент, в качестве добавки - лигносульфонаты технические порошкообразные, при следующем соотношении, мас.%: нефтезагрязненный грунт - 79,60-85,72, портландцемент - 14-20, лигносульфонаты технические порошкообразные - 0,28-0,4. Технический результат - при утилизация отходов промышленности - нефтезагрязненного грунта, повышение прочности, водостойкости и морозостойкости грунтовой смеси для дорожного строительства. 1 табл.

 

Изобретение относится к дорожному строительству и может использоваться для укрепления грунтов при устройстве оснований и покрытий автомобильных дорог при одновременной утилизации нефтесодержащих отходов промышленности.

Известен состав для укрепления связанного грунта (а.с. №883143, С 09 К 17/00, 1979), включающий нефть, добавку и воду, где в качестве добавки используется кремнефтористый натрий, при соотношении ингредиентов (мас.%): нефть 25-40; кремнефтористый натрий 15-30; вода - остальное. Недостатком является необходимость специального использования нефти для приготовления состава для обработки грунтовых смесей, недостаточная прочность и водостойкость закрепленного грунта.

Наиболее близким к заявляемому является техническое решение по патенту России №2154808, Е 01 С 3/04, 2002, позволяющее расширить сырьевую базу грунтов за счет применения отходов промышленности, в котором для устройства основания автомобильных дорог и аэродромов предлагается использовать шламобетон. Шламобетон включает нефтешлам и минеральное вяжущее - цемент или известь, основу нефтешлама составляет шлам нефтедобычи. Шлам нефтедобычи состоит из 50-75 мас.% высокодисперсных частиц металла, кварца, гидроксидов железа, алюминия и кальция, карбонатов кальция и магния, сырой нефти 20-40 мас.%. Соотношение компонентов в шламобетоне следующее (мас.%): шлам нефтедобычи 86-88, цемент или известь 12-14. Недостатком является высокое содержание воды в шламе нефтедобычи, влияющее на качество дорожного покрытия, в частности на его прочность, водостойкость и морозостойкость.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение качества грунта для дорожного строительства, получаемого при утилизации нефтесодержащих отходов.

Технический результат достигается тем, что грунтовая смесь для дорожного строительства, включающая нефтесодержащие отходы, минеральное вяжущее и добавку, в качестве нефтесодержащих отходов содержит нефтезагрязненный грунт, в качестве минерального вяжущего - портландцемент, в качестве добавки - лигносульфонаты технические порошкообразные, при следующем соотношении, мас.%:

нефтезагрязненный грунт	79,60-85,72
портландцемент	14-20
лигносульфонаты технические
порошкообразные	0,28-0,4.

Технический результат достигается за счет укрепления нефтезагрязненного грунта (НЗГ) неорганическим вяжущим.

В естественном состоянии НЗГ представляет собой смесь фракций АСПО (асфальто-смоло-парафиносодержащих отложений), нефти, воды и грунта. НЗГ хранится в специальных хранилищах, куда свозится для утилизации после ликвидаций последствий аварий на трубопроводах.

В результате укрепления получают новое вещество, отличающееся по физико-механическим свойствам от исходных - НЗГ и портландцемента. Новое вещество, образующееся при объединении компонентов и добавлении лигносульфонатов технических порошкообразных (ЛСТП), в результате физических, физико-химических и химических процессов приобретает коагуляционную структуру, отличающуюся высокой прочностью, жесткостью, термостабильностью и повышенной упругостью.

ЛСТП вводятся в укрепленный грунт для предотвращения вымывания из него нефтепродуктов, т.к., обладая высокой удельной площадью поверхности, являются дополнительными сорбентами. Результаты водной вытяжки из образцов укрепленного НЗГ минеральным вяжущим - портландцементом показали, что даже при малых дозах (2% от массы вяжущего) отделение нефтесодержащих продуктов и их вымывание прекращается.

Экспериментальный подбор состава НЗГ, укрепленного портландцементом, показал, что оптимальное содержание вяжущего составляет 14-20% от массы сухой смеси. Предел прочности на сжатие водонасыщенных образцов в возрасте 28 суток составляет 3,09-4,8 МПа, на растяжение при изгибе 1,92-2,58 МПа, коэффициент морозостойкости 0,76-0,86 при нагрузке уплотнения 15 МПа.

Данные экспериментальных исследований приведены в таблице.

Состав, %	Влажность, %	Предел прочности на сжатие водонасыщенных образцов в возрасте 28 суток, МПа	Предел прочности на растяжение при изгибе водонасыщенных образцов в возрасте 28 суток, МПа	Коэффициент морозостойкости
№	НЗГ	Портландцемент	ЛСТ
1	91,84	8	0,16	22	1,6	1,24	0,32
2	89,80	10	0,2	22	1,84	1,46	0,47
3	87,76	12	0,24	22	2,07	1,76	0,61
4	85,72	14	0,28	22	3,09	1,92	0,76
5	83,68	16	0,32	22	3,34	2,23	0,82
6	79,60	20	0,4	22	4,8	2,58	0,86

Как видно из результатов таблицы, грунтовые смеси составов 1, 2, 3 не соответствуют поставленной технической задаче, т.к. не отвечают необходимым требованиям качества. Составы 4, 5, 6 оптимальны по процентному содержанию компонентов, обеспечивающему достаточную прочность и морозостойкость дорожного покрытия.

Требования по прочности грунтовой смеси обуславливаются требованием постоянства сопротивления действию колес транспортных средств.

Нефтезагрязненные грунты, укрепленные цементом, используют для устройства парогидроизолирующих слоев благодаря гидрофобизирующим свойствам. Изолирующие прослойки в земляном полотне устраивают, чтобы предохранить грунт в основании дорожной одежды от источников увлажнения, т.к. в условиях избыточного увлажнения уплотненный грунт разуплотняется в зоне промерзания.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет при утилизации НЗГ получить грунтовую смесь для дорожного строительства, отвечающую требованиям по прочности, водостойкости и морозостойкости.

Грунтовая смесь для дорожного строительства, включающая нефтесодержащие отходы, минеральное вяжущее и добавку, отличающаяся тем, что в качестве нефтесодержащих отходов содержит нефтезагрязненный грунт, в качестве минерального вяжущего - портландцемент, в качестве добавки - лигносульфонаты технические порошкообразные при следующем соотношении, мас.%:

Нефтезагрязненный грунт	79,60-85,72
Портландцемент	14-20
Лигносульфонаты технические
порошкообразные	0,28-0,4