Состав для закрепления грунта

 

Изобретение относится к строительству и -может быть использовано при закреплении грунтов, в особенности грунтов так называемого культурного слоя, являющихся основаниями с ооружеНИИ, бортами архе ологичееких раскопов. Целью изобретения является повьшение устойчивости закрепленного грунта к попеременному замачиваниювысушиванию и замораживанию-оттаиванию , а также уменьшение образования выцветов и высолов. Состав для закрепления грунтов содержит 40,45 - 56,80 мас.% силиката калия с силикатным модулем 3,3-3,5; 9,4 - 10,2 мае.% диметилформамида и остальное - воду. Общее количество циклов, которое вьщерживает образец: высушивание-замачивание 5-8, замо.раживаниеоттаивание 10-17. Изменения первоначальной окраски грунта нет. 2 табл. с (Л I DO со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5ц 4 С 09 К 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ! (21) 3864596/29-33 (22) 06.03.85 (46) 30.08.87. Бюл. У 32 (71) МГУ им. M.B.Ëîìîíîñîâà (72) Т.Т.Абрамова, С.Д.Воронкевич и О.Н.Постникова (53) 624.138.4 (088.8) (56) Патент США Ф 3894399, кл. Е 02 D 3/12, 1975.

Абрамова Т.Т., и Тейшова И.П.

Влияние некоторых литологических особенностей песков на их закрепление формамидсиликатным раствором:

Материалы III научной конференции аспирантов и молодых ученых МГУ.

Сер. Грунтоведение и инженерная геология ° N. 1976, Деп. в ВИНИТИ, Ф 3410-76. (54) СОСТАВ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА (57) Изобретение относится к строительству и .может быть использовано при закреплении грунтов, в особенности грунтов так называемого культурного слоя, являющихся основаниями сооружений, бортами археологических раскопов. Целью изобретения является повьппение устойчивости закрепленного грунта к попеременному замачиваниювысушиванию и замораживанию-оттаиванию, а также уменьшение образования выцветов и высолов. Состав для закрепления грунтов содержит 40,45

56,80 мас.Х силиката калия с. силикатным модулем 3,3-3,5 9,4

10,2 мас,X диметилформамида и остальное — воду. Общее количество циклов, которое выдерживает образец: высушивание-замачивание 5-8, замораживаниеоттаивание 10-17. Изменения первоначальной окраски грунта нет. 2 табл.

1 13336

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при закреплении грунтов, в особенности грунтов так называемого культурного слоя, являющихся основаниями сооружений, бортами археологических раскопов.

Цель изобретения — повышение ус-: тойчивости закрепленного грунта к 10 попеременному замачиванию-высушиванию и замораживанию-оттаиванию, а также уменьшение образования выцвеТов и высолов.

Изобретение осуществляют следующим 15 . образом.

В водный раствор силиката калия

f при перемешнвании в определенном объемном соотношении вводят водный раствор диметилформамида. Время ге- 20 леобразования легко регулируется от нескольких минут до часов в зависимости от концентрации реагирующих веществ, их объемного соотношения и температуры раствора ° Полученный раствор инъецирует в грунты, подвергающиеся закреплению, Количество отвердителя в инъекционном растворе можно уменьшить за счет повышения температуры раствора. И наоборот, 30 понижение температуры в растворе нио же 15 С требует обязательного увели:— чения количества или концентрации отвердителя, что в свою очередь обес печивает лучшую устойчивость закрепленного грунта к процессам выветривания.

Использование концентраций реагирующих веществ ниже указанных может привести к разбавлению раствора за 40 счет влажности самого грунта, что может снизить прочность закрепления грунта,, а повьнпение их концентраций затрудняет проникновение раствора в грунт. .45

Предлагаемый состав является эффективным при его применении с целью сохранения и музеефикации архитектурно-археологических объектов.

Вскрытые археологами основания та- 50 ких памятников, особенно расположенных в районе морских побережий, подвергаются интенсивному выветриванию и разрушению под действием ветров, переменного увлажнения, значительных перепадов температур и других факторов. Консервация любого архитектурноархеологического памятника включает и сохранение стратиграфических разре82 зов.его культурного слоя как исторического источника и одновременно объекта музейного показа, ценность которого зависит от его целостности и непотревоженности. Причем к закрепленным .массивам — разрезам культурного слоя, предъявляются особые требования: сохранение исходного цвета и текстуры при обеспечении достаточной прочности и высокой сопротивляемости выветриванию (включая попеременные высыхание-замачивание и замораживание-оттаивание).

Кроме того, в отличие от грунтов природного происхождения, культурный слой весьма неоднороден по своему. составу как по вертикали, так и в горизонтальном направлении. Пестрота состава включений (до 527 карбонатов и до 30 органических веществ), а также низкая водопроницаемость (Кф =

= 0,2-0,5 м/сут) обусловливает труд-! ность искусственного преобразования грунтов культурного слоя.

Силикат калия наиболее широко используется в производстве силикатных красок, а также при реставрации фасадов архитектурных памятников.

Натриевое стекло для этих целей применяться не может, так как образует на окрашенных поверхностях белые высолы углекислых солей (выделяющиеся при взаимодействии жидкого стекла с углекислотой воздуха), которые разрушают красочный .слой и портят внешний вид поверхностей. Углекислые соли калия благодаря большой гигроскопичности, не кристаллиэуются в этих условиях и поэтому не оказывают отрицательного действия.

При закреплении грунтов силикатноформамидной рецептурой используются растворы силиката натрия повьппенного модуля (Мс = 3,3-3,4) путем введения в жидкое стекло добавки кремнефтористоводородной кислоты, Однако введение в раствор силиката калия кремнефтористоводородной кислоты вызывает образование малорастворимого кремнефтористого калия, который, находясь во взвешенном состоянии, может ухудшить проницаемость иньекционного раствора.

Силикат калия отличается от силиката натрия более высокой химической активностью. В закрытых сосудах силикат калия может храниться долгое время, но он очень быстро разлагается

33682 креплению грунта, а снижение количества силиката не обеспечивает удовлетворительного закрепления грунта, особенно грунта культурного слоя.

В табл. 2 представлены данные по закреплению грунтов культурных слоев предлагаемым составом.

Как следует из табл. 2, закрепленный предлагаемым составом грунт имеет высокие показатели физико-механических свойств, а на его поверхности отсутствуют изменения естественной окраски, вызываемые образованием выцветов и Высолов °

Состав для закрепления грунта преимущественно подлежащих консервации и музеефикации на раскопах археологических памятников, включающий силикат щелочного металла, отвердитель на основе формамида и воду, о т л и—

25 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения устойчивости закрепленного грунта к попеременному замачиваниювысушиванию и замораживанию-оттаиванию, а также уменьшения образования

30 выцватов и высолов, он в качестве силиката щелочного металла содержит силикат калия с силикатным модулем 3,33,5, а в качестве отвердителя — диметилформамид при следующем соотношении компонентов, об.X:

Силикат калия 40,45-56,80

Диметилформамид 9,4-10,2

Вода Остальное

Таблица 1

Свойства составов

Соотношение компонентов, об.7.

Состав

ВязПлотВремя гелеобразоВода иликат Диметилалия формамид кость, сП ность г/смз вания, 1 40,45

2 45,5

3 56,8

10,20 49,35 1,106 1

1,45

10,0

44,5 . 1,150 1,5

1,58

1,145 1

9 4 33,8

2,14

4 38,0

1,40

10,5

1,08

51,5

5 62,5

9,0 28,5

1, 17

0,5

2,70 з 13 на воздухе. В изобретении рекомендуется использовать раствор силиката калия с превышенным сроком годности по ГОСТУ, имеющего в результате этого вы окий модуль и подлежащего утилизации, так как он не пригоден в архитектурной практике для реставрации фасада зданий иэ-за отслаивания силикатной краски.

Новышение силикатного модуля силиката калия можно достичь также путем введения в него различных карбоновых кислот и оксикислот. Использование в предлагаемом составе силиката калия с модулем ниже, чем 3,3, или силиката калия, отвечающего требованиям ГОСТ 9476-60, приводит к образованию двух несмешивающихся фаз — твердой и жидкой, что препятствует возможности введения раствора в грунт.

В качестве отвердителя предлага ется использовать диметилформамид (MPTY 6-09-4514-67), который является более активным, менее дефицитным и дорогостоящим в сравнении с формамидом.

Примеры выполнения предлагаемого состава с различным соотношением компонентов и свойства полученных при этом растворов представлены в табл.1.

Как видно из табл. 1, .повышенное содержание в составе силиката калия приводит к резкому возрастанию .вязкости раствора, которая препятствует равномерной пропитке и хорошему заФормула изобретения

1333682

Условия хранения

Грунт

Раствор

Через

1 мес попеременного замораживаниевысушиваниевысушиваниязаморажи ванияоттаивазамачивание замачивания ние оттаивания

1,8 0

0,05 3

Воздушновлажное

0,9

Водное

0 5

Воздушносухое

1,2

Воздушновлажное

0,4 0 5

0,8

0,6

Водное

Воздушносухое

1,6

Воздушновлажное

0,8

Водное

Воздушносухое

1,0

Воздушновлажное

0,6

0,1 0,4

0,5

Водное

Культурный Прототип слой, городище Танаис

Воздушносухое

1,5

Воздушновлажное

0 5

0,3

Водное

Воздушносухое

1,2

Культурный слой, городище Херсонес

Прототип Воздушносухое

Прочность, МПа

После 5 циклов

1,0 0,5 0,5

Таблица 2

Общее количество циклов, кот, вы» держали образцы попеременно

1333682

Продолжение табл. 2

Прочность, ИПа

Грунт

Общее количество циклов кот, вы» держали образцы попеременно

Условия хранения

Раствор

Через

1 мес высушиваниевысушиваниямозамачиKKH. ниязамачивания ванне ние таиния

ВОздушно влажное

0,7 0,1 0,4

0,6

Водное

Воздушносухое

1,3

Воздушновлажное

0 7 0 3 0 3

1,6

Водное

Воздушносухое

1,2

Воздушновлажное, 0,6 0,02 0,3

5 ° 10

0,5

Водное

Воздушносухое

2,2Воздушновлажное

0,7 0

0,2

Водное

Воздушносухое

1,6

Воздушно» влажное

1 0 0 05 0,4

Водное

0,8

Частичное изменение в цветовой гамме образца (обелесовывание), ВНИИПИ Заказ 3923/22 Тираж 633 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Культурный Прототип слой, городище Пантикапей

После 5 циклов попеременного замора« киваниеоттаива