Композиция для укрепления грунтов

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2493316:

Бешенов Максим Евгеньевич (RU)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КазГАСУ (RU)

Изобретение относится к области дорожного и аэродромного строительства и может быть использовано для устройства водо- и морозозащитных слоев дорожных одежд и земляного полотна. Композиция для укрепления грунтов включает негашеную известь, шлаковую муку, твердый нефтешлам следующего состава, % масса: асфальто-смолистые вещества 5-13, парафины 18-40, углеводороды 4-6, механические примеси 35-60, вода 2-12 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: пылевато-глинистый грунт - 100, твердый нефтешлам указанного состава - 10÷23, негашеная известь - 5÷9, шлаковая мука - 3÷7, вода - 12÷24. Технический результат - повышение прочности, водо- и морозостойкости пылевато-глинистых грунтов, снижение стоимости дорожного строительства, утилизация отходов производств нефтедобывающей промышленности и отходов при плавке чугуна (доменных шлаков). 1 табл.

Известен состав для укрепления грунтов оснований дорожных одежд включающий, % масс:

глинистый грунт	- 100
сырая маловязкая нефть	- 5÷8
известь негашеная	- 3÷5

(Безрук В.М., Линцер А.В., и др. Применение нефтегрунта в строительстве автомобильных дорог - М.: Транспорт, 1975, с.21-25.)

Материал известного состава недостаточно прочен. Кроме того использование маловязкой нефти в дорожном строительстве нецелесообразно.

Прототипом изобретения является грунтобетонная смесь, включающая компоненты, масс.ч:

грунт	- 100
известь	- 4÷6
нефтешлам	- 2÷4
вода	- 8÷18

Нефтешлам в известном составе представляет эмульсию отходов переработки нефти. Он содержит 15-25% воды, 3-6% соединения близких по составу органических соединений, 15-25% минеральных веществ, 6-10% механических примесей (авторское свидетельство СССР №607870, М. кл. E01C 7/36, E02Д 3/12).

Грунтобетонная смесь известного состава имеет недостаточно высокую прочность при сжатии и недостаточную водостойкость.

Изобретение направлено на повышение прочности, снижение морозного пучинообразования пылевато-глинистых грунтов, снижение стоимости строительства дорог, повышение экологической безопасности окружающей среды и высвобождение территорий для воспроизводства лесо- и сельскохозяйственных угодий.

Результат достигается тем, что композиция для укрепления грунтов содержащая грунт, модифицирующую добавку состоящую из нефтешлама, негашеной извести, и воду: содержит пылевато-глинистые грунты, модифицирующую добавку, содержащую твердый нефтешлам следующего состава, масс.%: асфальтосмолистые вещества 5-13, парафин 18-40, углероды 4-6, механические примеси 35-60, вода 2-12; и дополнительно шлаковую муку при следующем соотношении компонентов, масс.ч:

пылевато-глинистый грунт	- 100
твердый нефтешлам указанного состава	- 10÷23
негашеная известь	- 5÷9
шлаковая мука	- 3÷7
вода	- 12÷24

Характеристики компонентов композиции:

- в соответствии с классификацией грунтов по степени морозного пучинообразования (табл.6, СНиП 2.05.02-85*) пылевато-глинистые грунты, относящиеся к III, IV, V группам, являются пучинистыми и без специальных мероприятий в условиях значительного увлажнения не применяют;

- твердый нефтешлам (отход производств нефтедобывающей промышленности) выше указанного состава;

- негашеная известь (ГОСТ 9179-77);

- шлаковая мука (отход металлургической промышленности, образуется при плавке чугуна). В составе композиции использовали шлаковую муку с модулем активности основности 1.12, содержанием CaO 45-47%.

Композиция для укрепления грунтов реализуется следующим образом.

Технология устройства оснований автомобильных дорог и аэродромов включает процессы: распределение грунта, разравнивание, внесение модифицирующий добавки в заданном количестве, перемешивание, увлажнение при необходимости до оптимального значения, перемешивание, профилирование, уплотнение.

Модифицирующую добавку для укрепления грунтов готовили по следующей технологии. В смесительную установку послойно загружают негашеную известь, твердый нефтешлам и воду при указанном соотношении компонентов. В результате экзотермической реакции температура смеси увеличивается, процесс перемешивания до однородного состояния продолжают в течение 10-15 минут, после чего к порошку образовавшейся смеси добавляют шлаковую муку, вновь перемешивают и выгружают в емкости.

Грунт, укрепленный заявляемой композицией, хорошо уплотняется при оптимальной влажности.

Примеры реализации разработанной композиции для укрепления грунтов приведены в таблице. Сильнопучинистый исходный грунт (IV группа) после укрепления значительно снижает величину морозного пучения и может быть отнесен к слабопучинистым (II группа)

Таблица
Вид грунта	Состав композиции для укрепления грунта, масс.ч.	Физико-механические свойства укрепленных грунтов	Относитель ное морозное пучение, %
Вода	Твердый нефтешлам	Негашеная известь	Шлаковая мука	Прочность при сжатии, МПа в 28-суточном возрасте	Водонасыщение, %	Кол-во циклов замораживания оттаива ния
Суглинок легкий пылеватый - 100	16	-	-	-	Разрушились при водонасыщении	8.1
-	16	5	5	3	1.4	2.2	7	6.2
-	16	10	5	3	1.9	0.81	11	4.1
-	16	15	5	3	2.1	0.66	16	4.0
-	16	23	5	3	2.2	0.55	15	3.8
-	16	10	7	5	2.0	0.40	12	3.8
-	16	15	7	5	2.6	0.38	18	3.6
-	16	23	7	5	2.8	0.32	21	3.2
-	16	10	9	7	2.3	0.36	20	3.1
-	16	15	9	7	3.1	0.33	25	3.0
-	16	23	9	7	3.1	0.30	26	3.0
-	16	25	9	7	1.8	1.26	12	4.3
Прототип
Грунтобетонная смесь	8-18	Нефтешлам 2-4	4-6	-	1.8	1.8	-	-

Установлено, что укрепленный грунт продолжает набирать прочность в течение многих месяцев, поскольку шлаковая мука относится к медленно твердеющим вяжущим. Она способствует увеличению морозостойкости и деформативности конструктивных слоев дорожных одежд и земляного полотна.

Технология приготовления заявляемой композиции позволяет снизить энергозатраты т.к. не требует дополнительного разогрева смеси. Готовый состав смеси может храниться в течение продолжительного периода и заготавливаться впрок.

Применение данной композиции позволит: повысить прочность, водо- и морозостойкость пылевато-глинистых грунтов, снизить стоимость строительства дорог за счет снижения энергозатрат и транспортных расходов, использовать для возведения земляного полотна и строительства оснований дорожных одежд ранее непригодного для данных видов работ грунта (пучинистого), а так же позволит высвободить территории занятых под складирование отходов, что в свою очередь существенно повысит экологическую безопасность окружающей среды.

Композиция для укрепления грунтов, включающая грунт, модифицирующую добавку, состоящую из нефтешлама и негашеной извести, и воду, отличающаяся тем, что она содержит пылевато-глинистый грунт, модифицирующую добавку, содержащую в качестве нефтешлама - твердый нефтешлам следующего состава, мас.%: асфальто-смолистые вещества 5-13, парафины 18-40, углеводороды 4-6, механические примеси 35-60, воды 2-12; и дополнительно шлаковую муку при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

пылевато-глинистый грунт	100
твердый нефтешлам указанного состава	10÷23
негашеная известь	5÷9
шлаковая мука	3÷7
вода	12÷24

Изобретение относится к составам для химического закрепления почв и грунтов и может быть использовано в сельском хозяйстве для борьбы с водной и ветровой эрозией, а также при строительстве дорог и других земляных сооружений.

Способ получения состава для закрепления почв и грунтов // 2490301

Изобретение относится к способу получения состава для химического закрепления почв и грунтов и может быть использовано в сельском хозяйстве для борьбы с водной и ветровой эрозией, а также при строительстве дорог и других земляных сооружений.

Способ изготовления строительного материала и способ строительства оснований автодорог и наземных сооружений на его основе // 2455414

Изобретение относится к области строительства и предназначено, например, для изготовления оснований автомобильных и железных дорог, аэродромов, оснований промышленных и муниципальных свалок, площадок различного назначения, ядер плотин, фундаментов зданий и сооружений, а также строительных материалов типа безобжигового кирпича и блоков.

Грунтовая смесь // 2400593

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для укрепления глинистых грунтов при возведении оснований дорожных одежд, а так же при строительстве дорожных одежд низшего типа из глинистых грунтов.

Дорожная полимерцементогрунтовая смесь // 2373321

Сиалитный двухкомпонентный мокрый цемент, способ его производства и способ использования // 2326842

Изобретение относится к новому цементу, который может заменять традиционный цемент в строительстве, при закладке шахт, устройстве шахтных крепей и дорожных оснований, укреплении грунтов.

Способ получения укрепленного грунтового материала // 2324784

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве, ремонте и реконструкции дорожного полотна, линейных транспортных сооружений, оснований и фундаментов искусственных сооружений, насыпей автомобильных дорог, откосов каналов, при создании насыпных грунтовых сооружений и других аналогичных целей.

Смесь для устройства нижних слоев основания дорожных одежд // 2305149

Изобретение относится к строительству и ремонту автомобильных дорог и может быть использовано для устройства нижних слоев основания дорожных одежд и верхних слоев земляного полотна.

Состав для стабилизации грунта и способ его использования в дорожном строительстве // 2281356

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для стабилизации грунтов при создании оснований автомобильных и железных дорог, площадок различного назначения, дорожек в парках и садах.

Органоминеральная смесь для дорожного строительства // 2263735

Изобретение относится к области дорожного и аэродромного строительства и может быть использовано для устройства оснований автомобильных дорог и аэродромов. .

Способ закрепления грунта или фундамента // 2503768

Изобретение относится к способу закрепления грунтов и фундаментов. Способ заключается в обработке последних содержащим латексный полимер закрепителем, применяемым в смеси с водой. Обработку грунта или фундамента осуществляют путем введения закрепителя посредством фрезы методом фрезеровки при смешивании закрепителя с грунтом или фундаментом. В качестве латексного полимера используют латексы из группы, включающей стирол-бутадиеновый латекс, (мет)акрилатный латекс, этилен-винилацетатный латекс, этилен/пропиленовый латекс, этилен/пропилен-димерный латекс, бутадиен-акрилонитриловый латекс, силиконовый латекс, полибутадиеновый латекс, латекс из натурального каучука или же смесь двух или нескольких из указанных латексов. Закрепитель дополнительно содержит загуститель на основе целлюлозы, пеногаситель, выбранный из группы, включающей силиконы, гликолевые эфиры, натуральные жиры или масла и жирные спирты, а также, по меньшей мере, один хлорид или, по меньшей мере, один гидроксид щелочного или щелочноземельного металла, причем закрепитель имеет состав (вес.%): 0,1-50 латексного полимера, 0,05-5 загустителя, до 5 пеногасителя, 0,01-10 хлорида или гидроксида щелочного или щелочноземельного металла, остаток до 100 - вода. Технический результат - закрепление (упрочнение) и стабилизация грунтов или фундаментов, дающее возможность без вывоза и утилизации старого грунта и особых затрат проводить строительно-земляные работы. 5 з.п. ф-лы, 2 пр.

Композиция для устройства дорожной одежды автодорог // 2505638

Изобретение относится к строительной промышленности и может быть использовано для устройства дорожной одежды автодорог. Технический результат - повышение водоотталкивающих и теплоизоляционных свойств. Композиция для устройства дорожной одежды автодорог включает нефтешламы и ценосферы зол-уноса от ТЭЦ в следующем соотношении масс.%: нефтешламы - 20÷80; ценосферы золы-уноса - 80÷20.

Состав для стабилизации глинистого грунта и способ создания грунтовых дорог с его использованием // 2592588

Изобретение относится к дорожному строительству местных и грунтовых дорог, в том числе на переувлажненных суглинках и глинистых грунтах с низкой несущей способностью. Технический результат: повышение прочности грунтовых дорог за счет состава для стабилизации грунта, обладающего свойствами регенерации, диффузионного упрочнения грунта в глубину со временем благодаря диффузии растворимых солей кальция. Состав для стабилизации глинистого грунта включает цемент, буроугольную золу уноса и растворимые соли кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент - 5-50, растворимые соли кальция - 1-3, буроугольная зола уноса - остальное. Также описан способ создания грунтовых дорог с использованием состава для стабилизации и минимальной переработкой грунта на глубину 5-15 см, учитывающий особенности глинистого грунта и предлагаемого стабилизирующего состава. Соли кальция в виде раствора или суспензии в количестве до 0,6 кг/м2 вводятся с водой для увлажнения грунта до 16-20% при создании дорожного полотна. При внесении инертного наполнителя предлагается вводить также пористые материалы, а после уплотнения и профилирования предлагается обработка полимерными эмульсиями для придания поверхности гидрофобности. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр., 6 ил.

Композиционный состав // 2619623

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в дорожном строительстве для устройства оснований автомобильных дорог. Технический результат - повышение прочности при сжатии укрепленного грунта. Композиционный состав получен из смеси, состоящей из песчаного грунта, портландцемента, тонкомолотого известняка с удельной поверхностью 260 м2/кг, добавкой, представленной водным раствором поликарбоксилатных сополимеров метакриловой кислоты с плотностью 1,02 г/см3 и водородным показателем 5,0-6,0, при следующем соотношении компонентов, мас. %: песчаный грунт - 79,74-80,45; портландцемент - 8,24-8,53; указанный известняк - 0,90-0,95; указанная добавка - 0,08-0,09; вода - 10,33-10,69. 1 табл.

Автомобильная дорога // 2635683

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог. Автомобильная дорога состоит из грунта земельного полотна, слоя песка, слоя щебня, асфальтобетонного покрытия и укрепительных полос. При этом на вбитых в грунт земельного полотна сваях расположены продольные железобетонные балки, каждый ряд которых отстоит от двух других рядов соответственно на 0,5 м и 1,5 м. Технический результат: увеличение прочности асфальтобетонного слоя путем уменьшения давления на него колес автомобилей. 3 ил.

Состав для укрепления грунта, способ укрепления грунта и грунтовая смесь // 2643869

Группа изобретений относится к дорожному строительству, а именно к укреплению грунта с помощью органических и неорганических составов, используемых в строительстве дорог для стабилизации и укрепления пластичных, переувлажненных, засоленных грунтов, и способам укрепления грунтов. Состав для укрепления грунта включает разведенные в воде эфир целлюлозы и силикат натрия при следующем соотношении, мас.%: эфир целлюлозы 0,25-1,7, силикат натрия 0,3-7, вода с рН-фактором более 3 и температурой до 40°С - остальное. Способ укрепления грунта заключается в обработке грунта цементом и указанным выше составом, перемешивании и уплотнении, причем применяют цемент в количестве 2,3-6 мас.% от массы обрабатываемого грунта, а указанный выше состав в количестве 1,5-2 мас.% от массы обрабатываемого грунта. Грунтовая смесь для дорожного строительства, полученная указанным выше способом, содержит, мас.%: эфир целлюлозы 0,0046-0,0315, силикат натрия 0,0055-0,129, воду 1,55-1,95, цемент 2,3-6, грунт – остальное. Технический результат – увеличение прочности и морозостойкости грунтовой смеси. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 табл.