Способ укрепления грунта

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свмд-ву (22) Заявлено 190680 (21) 2945627/29-15. (51) М. КЛ.

E 02 D 3/12

С 09 К 17/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР

Ilo делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 151181. Бюллетень №42

Дата опубликования описания 15.1L81 (53) УДК 624.138 (088. 8) (Е.Н. Баринов, Г.Г. Шмидт и П. В. Анисимов

f

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА Изобретение относится к строительству и эксплуатации автомобильных дорог и может быть использовано при устройстве покрытиЯ и оснований автомобильных дорог.

Известен способ укрепления грунта путем его последовательной обработки древесной смолой, которая предварительно омыляется 20%-ным. раствором гидроксида натрия в количестве 15-25%

1О от ее массы, карбамидной смолой и отвердителем (1).

Недостатками данного способа являются низкие прочностные и деформативные свойства укрепленных грунтов и сложность в технологии работ, обусловленная необходимостью омыления смолы едкой щелочью.

Известен также способ укрепления грунта, включающий введение в него смеси древесной и фурфурольной скол (2)., Недостатками этого способа являются низкие показатели прочности укрепленного грунта при сжатии и растяжении и низкая его водоустойчивость.

Цель изобретения. — улучшение физико-механических характеристик грунтов.

Цель достигается тем, что согласно .способу сначала в грунт вводят смесь ЗО указанных смол, причем древесную смолу берут в количестве 4-6%, а фурфурольную смолу — в количестве 0,4-1,0% от массы грунта, а затем грунт последовательно обрабатывают гидролизным

Фурфуролом в количестве 0,25-0,50% от массы грунта и анилином в количестве 0,5-1,0% от массы грунта.

При таком способе укрепления грунта с подачей амина (фениламин), каким является анилин, в последнюю очередь происходит его взаимодействие с фурфуролом и фурфурольной смолой с образованием в начальной стадии фурфуроло-анилиновой смолы (ФАС), а затем (в процессе взаимодействия древесной смолы с фурфурольной и ФАС) — сложного вяжущего с высокой адгезионной прочностью и водостойкостью, которое должно обеспечить укрепляемому грунту высокие показатели физико-механических свойств.

Обработку грунта по данному способу производят на асфальтобетонных заводах (АБЗ) в стационарных смесителях, предназначенных для смешения минеральных материалов (в том числе и грунтов) с дорожными битумами и другими вяжущими материалами.

881 200

0 5

0,75

0,4

1

0,7

0,25

0,5

0,375

0,375

4

1

3

0,25

1,0

Пример. Грунт дозируется и в количестве 600-650 кг подается в смеситель АБЗ (смесители отечественных

АБЗ в соответствии с их паспортными данными позволяют за один замес обрабатывать вяжущий минеральный материал массой 600-650 кг). Затем производится дозирование и подача в смеситель древесной смолы в количестве 4-6% и фурфурольной смолы в количестве 0,413 от массы грунта. После 1-1,5 мин перемешивания грунта с введенными смолами производят дозирование гидролизного фурфурола, его подача в смеситель в количестве 0,25-0,5% от массы грунта и перемешивание смеси из указанных материалов 0,3-0,5 мин.

Затем производятся дозирование анилина, его подачу в смеситель в количестве 0,5-1% от массы грунта и окончательное перемешивание грунта с введенными компонентами 0,8-1 мин.

По окончании перемешивания производится выгрузка готовой смеси в кузов автосамосвала для транспортирования ее к месту строительства участка автомобильной дороги,.

Продолжительность перемешивания грунта с указанными компонентами и ее технологические пределы устанавливаются из условий полного обволакивания поверхности зерен грунта этими материалами и равномерного их распределения в его общем объеме. увеличение продолжительности перемешивания сверх указанных пределов не приводит к ухудшению свойств укрепленного грунта, но требует дополни- тельных энергозатрат для осуществления этого процесса, что экономически невыгодно.

Качество предлагаемого способа проверяется при укреплении песчаного грунта в сравнении с известным способом.

Для изучения влияния на фиэикомеханические свойства укрепленного грунта материалов, которыми он обрабатывается по предлагаемому способу, исследования проводятся с использованием методов математического планирования эксперимента - композиционно близкого к Д-оптимальному плану на кубе типа В4 . Параметром оптимизации является предел прочности, NIla(R) при сжатии стандартных образ" цов, изготовленных из укрепленного грунта, s 28-суточном возрасте после их водонасыщения. Этот показатель характеризует не только прочностные свойства укрепленного грунта, но и косвенно отражает его водоустойчивость. Изготовление, хранение и испытание образцов осуществляется в соответствии с требованиями строительных

30 норм СН-25-74. B качестве факторов выбирают: Д -количество древесной смолы; изменяется в пределах 4-63 от массы грунта; C> — количество фурфурольной смолы; изменяется в пределах

0,4 — 1% от массы грунта; Ф вЂ” количество гидролизного фурфурола (С4Н ОСНО); изменяется в пределах

0,25-0,5Ъ от массы грунта; A — количество анилина (C6HENH ); изменяется в пределах 0 5-1Ъ от массы грунта.

20 Последовательность изменения (варьирования) факторов и обработка результатов эксперимента осуществляется в соответствии с требованиями о математического планирования зкспе25- римента. При этом получают следующую . зависимость параметра оптимизации от указанных факторов R = -1,258+

0,207 Д + 4,756 C + 12,16 Ф + 0,88 А-0,567 Д См 0 32 Д ° e — 0,52 Д A +

30 +27 84 Ф A + 0,02 Д + 0,222 ° Cм

-33 92 Ф вЂ” 6,24.А

Из данной модели видно, что наибольшее влияние на прочностные свой. ства грунта оказывают фут>урол и айилин. Причем при увеличении расхода этих материалов прочность возрастает.

В то же время увеличение расхода этих материалов сверх установленного при исследовании грунта, укрепленного по. предлагаемому способу, нерационально, 40 так как приводит к дополнительным затратам (удорожанию), а укрепленный грунт по прочности существенно отличается от требований строительных норм СН-25-74.

45 Для подтверждения правильности выбранного соотношения материалов,которыми грунт укрепляется по предлагаемому способу, проводят дополнительные исследования при различных расхо5р Дах этих матеРиалов. При этом испытывают следующие составы, представленные в табл.1.

Таблица 1

В таб)л.? -приведены показатели фи- тному си<к.о<)а<л (лр<..ве< ная ем<)ч.i вико-технических сэойс-.в грунта, фурфурольная с лола 2% и сульфат <н-; укрепленного по предлагаемому и извес- ного железа 0,9Ъ от массы грунта). т а б л и ц а 2

Предел прочности при сжатии после водонасыщения, МПа

2,73 6,01 4,64 3,44 1,15

2,20

Предел прочности при сжатии до водонасыщения, МПа

6,68

4;2

2,93

5,40 4,05

0,86 0,85

4,0 4,2

0,3 0,3

1,55

Коэффициент водостойкости

Водонасыщение, об.%

Набухание, об.Ъ

0,75

0,65 0,9

0,74

7,2

3,1

9,0

7,1

0,4

0 35

0,3

0,35

Формула изобретения

Составитель A.Ñåðãååâ

Техред Ж.Кастелевич

Корректор О.Билак

Редактор И.Митровка

Подписное

Заказ 9887/46 Тираж 696

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Из табл. 2 видно, что грунты, .)крепленные по предлагаемому способу, существенно превосходят по своим свойствам грунты, укрепленные по известному способу (по прОчности в водонасыщенном состоянии до 17,0%, по проч- ЗО ности в сухом состоянии на 13,0%- по водоустойчивости на 25%, обладают меньшими водонасыщением и набуханием) .

Способ укрепления грунта, включающий введение в него смеси древесной и фурфурольной смол, о т л и ч а ю- 4р шийся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств грунта, сначала в грунт вводят смесь указанных смол, причем древесную смолу берут в количестве 4-6%, а фурфурольную в количестнс 0,4-1Ъ от лассы грунта, а затем грунт последовательно обрабатывают гидролизным фурфуролом в количестве 0,25- 0,50Ъ от массы грунта и анилином в количестве

0 5-1Ъ от массы грунта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 594244, кл. E 02 D 3/12, 1976.

2. Млетовский В.И. Исследование укрепления грунтов композиционными вяжущими материалами на основе древесных смол при строительстве автомобильных дорог. Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук, Л., ЛИСИ, 1976, с.16-19.