Способ создания противофильтрационного экрана

 

Использование; при строительстве шламонакопителей промышленных отходов, в частности сточных вод производства минеральных удобрений. Сущность изобретения: способ включает укладку на экранируемую поверхность щебня, покрытие его вяжущим с последующим уплотнением и нанесение вверху слоя из смеси состава, мае. %: шлам химводоочистки 7-9; смолистые отходы коксохимического производства 5-9; сера 1-5 и наполнитель остальное . 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (I I) 1731895 А l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕ1ЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4700998/15 (22) 05.04.89 (46) 07.05.92, Бюл. N 17 (71) Государственный проектный институт по водоснабжению, канализации и гидротехническим сооружениям, "Харьковский

Водоканалпроект", Харьковский отдел Всесоюзного научно-исследовательского ийститута водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии и Украинский научно-исследовательский углехимический институт (72) В,Ф.Кондратьев, А,С.Михович, Г.С.1у1ихович, Ю.В.Литвинов, Л.С.Кузнецова, И.Д.Щербина и А.М.Рожков (53) 626.86 (088.8) (56) Патент Франции M 2270218, кл. С 04 В 19/06, кл. Е 02 В 3/12, 1976.

Рекомендации по проектированию и устройству асфальтобетонных противофильтрационных элементов в грунтовых гидротехнических сооружениях. Труды

ВНИИГ им.Б.Е,Веденеева. Л„1986, с.13-14;

29-30; 32; 35-38.

Изобретение относи гся к гидротехническому строительству и может быть использовано для создания противофильтрационных экранов шламонакопителей промышленных отходов, в частности сточных вод производства минеральных удобрений.

Известен способ создания противофильтрационного экрана из минерального мелкого и крупного наполнителя и смолистого вяжущего — битума, s который для повышения водостойкости добавляют серу. (sI>s Е 02 В 3/16, С09 К 17/00 (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОГО ЭКРАНА (57) Использование: при строительстве шламонакопителей промышленных отходов, в частности сточных вод производства минеральных удобрений. Сущность изобретения: способ включает укладку на экранируемую поверхность щебня, покрытие его вяжущим с последующим уплотнением и нанесение =верху слоя из смеси состава, мас. %: шлам химводоочистки 7-9; смолистые отходы коксохимического производства 5-9; сера 1-5 и наполнитель остальное, 4 табл, Известный способ характеризуется недостаточной прочностью создаваемого противофильтрационного экрана, дефицитностью используемого вяжущего — битума и значительной стоимостью.

Наиболее близким к предлагаемому является способ создания противофильтрационного экрана, включающий укладку на экранируемую поверхность щебня, покрытие его вяжущим с последующим уплотнением и нанесение сверху слоя иэ смеси вяжущего с наполнителем и минеральным порошком..При этом в качестве вяжущего

1731895

7-9

Шлам химводоочистки

Смолистые отходы коксохимического производства

Сера

Наполнитель

5-9 30

1-5

Остальное

Сточные воды производства минеральных удобрений содержат токсичные вещест- 35 ва; стирол, метанол, хлорбензол, этилбензол, цианиды, роданиды в количествах, во много раз превышающих предельно допустимые концентрации, Поэтому экран, работающий в агрессивной среде и тяжелых 40 гидрогеологических условиях (в просадочных грунтах}, должен быть гибким, эластичным, обладать повышенной эксплуатационной надежностью, быть нефильтрующим.

Одним из важнейших компонентов для 45 создания противофильтрационного экрана предлагаемым способом является минеральный порошок, B значительчой степени определяющий повышенную прочность. плотность и долговечность экрана. 50

Химический состав шлама химводоочистки — отхода производства азотных удобрений приведен в табл. 1, В табл. 2 представлены результаты определения физико-механических свойств 55 шлама, Как показали результаты выполненных исследований, шлам химводоочистки — отход производства азотных удобрений по своим техническим данным отвечает требоиспользуютбитум, а в качестве минерального порошка — коренные горные породы, измельченные на шаровых мельницах.

Однако известный способ имеет недостаточную прочность создаваемого проти- 5 вофильтрационного экрана, дефицитнбсть используемого вяжущего и минерального порошка и значительную стоимость.

Целью изобретения является повышение прочности и экономичности сооружае- 10 мого экрана.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу создания противофильтрационного экрана, включающему укладку на экранируемую поверхность щебня, по- 15 крытие его вяжущим с-последующим уплотнением и нанесение сверху слоя из смеси вяжущего с наполнителем и минеральным порошком, в качестве вяжущего используют смесь смолистых отходов коксохимического 20 производства с серой, à в качестве минерального порошка шлам химводоочистки— отход производства азотных удобрений при следующем соотношении компонентов, мас.,".-: 25 ваниям к минеральным порошкам, применяемым для приготовления асфальтобетонных смесей и может быть использован в качестве минерального порошка при создании противофильтрационного экрана.

Смолистое вяжущее — отход коксохимического производства представляет собой смесь каменноугольной смолы и кислой смолки типа СТУ (смола тяжелого улавливания). Смесь готовят на коксохимзаводе по

ТУ 14-6-131-76.

Напалнител ь (гранотсев) соответствует

ГОСТУ 8267-82, Сера, добавляемая к вяжущему для повышения его вязкости и придания водоустойчивости конструкции экрана, является отходом коксохимического производства и соответствует ГОСТУ 1071-72 "Сера техническая".

В табл.3 приведены экспериментальные данные показателей при граничных и средних значениях всех компонентов, используемых для создания противофильтрационного экрана, Как следует из приведенных данных, оптимальной нормой шлама химводоочистки для создания противофильтрационного экрана является 7-9 мас.%, так как при содержании минерального порошка менее 7 и более 9 мас.% получаемые составы минеральной части выходят за пределы кривых плотных смесей, приготавливаемых s соответствии с ГОСТом 9128-84.

При содержании серы менее 1,0 мас.% не обеспечивается требуемая вязкость СТУ,. соответствующая вязкости БНД 60 (90). При увеличении содержания серы в составе более 5,0 мас.% вязкость повышается, но начинает снижаться водоустойчивость.

Коэффициент водоустойчивости образцов меняется от 0,56-0,59 при содержании серы

1,0 мас.% (норма вяжущего 5-9 мас,%) до

0,35-0,44 при содер>кании серы 5,0 мас.% при той же норме вяжущего (см.табл.3), Таким образом оптимальным содержанием серы является 1-5 мас.%.

В табл.4 приведены сравнительные данные, характеризующие предел прочности . при сжатии (при температуре 20 С) при применении гидротехнического асфальтобетона.

Как следует из приведенных данных, предлагаемый способ создания противофильтрационного экрана позволяет не только повысить экономичность за счет использования отходов производства, но и повысить его прочность. Способ создания противофильтрационного экрана осуществляют следующим образом.

Укладывают подстилающий слой из черного щебня фракции 10-20 мм, который рас 1731895

Шлам химводоочистки

Смолистые отходы коксохимичес кого производства

Сера

Наполнитель

5-9

1-5

Остальное

Таблица 1 пределяют равномерно по экранируемой поверхности слоем толщиной 0,1 м. Смолистое вяжущее типа СТУ, представляющее собой смесь каменноугольной смолы и кислой смолки, готовят на коксохимзаводе, до- 5 бавляют серу в количестве 1,0 мас,%. доставляют автогудронаторами и наносят сплошную пленку вяжущего путем розлива по слою черного щебня при 100-120 С и норме расхода 1,2-1,5 л/м, 10

Уложенный слой в горячем состоянии уплотняют катками. Предварительное уплотнение производят легкими катками (масса до 8 т) за 4-6 проходов, окончательное уплотнение — тяжелыми катками (масса 10- 15

18 т) за 10-20 проходов по одному следу. При использовании вибрационных катков (масса 4-8 т) первые 2-3 прохода проводят с выключенным вибратором, последующие 34 прохода — с включенным вибратором. 20

Окончательное уплотнение производят тяжелыми катками за 6-10 проходов. В процессе уплотнения осуществляют контроль плотности слоя общепринятыми методами.

LUllBM химводоочистки доставляют автосамосвалами на асфальтобетонный завод. На площадке завода шлам распределяют слоем 15-20 см для начального высушивания. В процессе высушивания 30 шлам периодически перемешивают автогрейдером. Окончательное высушивание шлама производят в сушильном отделении асфальтосмесительной установки при температуре 100-200 С, после чего подвергают 35 размельчению. Затем дозируют минеральный наполнитель — гранотсев 87%, шлам

7%. Смешивают их и догревают в сушильном отделении до 150-170 С. Смолистое вяжущее, доставленное с коксохимического 40 завода в количестве 5 мас.%, смешанное с

1% серы, нагревают до 150 С. Перемешивают минеральную часть и вяжущее до однородного состояния при 140-150 С.

Готовую смесь доставляют к месту укладки, распределяют по подстилающему слою и уплотняют в горячем состоянии при температуре смеси 120-140 С. Уплотнение этого слоя производят аналогично подстилающему слою. Исходя из условий обеспечения требуемой плотности, толщина укладываемого слоя должна быть в пределах 0,05-0,10 м в плотном теле. Экран должен включать один или два таких слоя.

Использование предлагаемого способа позволяет создать прочный, эластичный противофильтрационный экран, способный работать в сложных гидрогеологических условиях.

Формула изобретения

Способ создания противофильтрационного экрана, включающий укладку на экранируемую поверхность щебня, покрытие его вяжущим с последующим уплотнением и нанесением сверху слоя из смеси вяжущего с наполнителем и минеральным порошком, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и экономичности сооружаемого экрана, в качестве вяжущего используют смесь смолистых отходов коксохимического производства с-серой, а в качестве минерального порошка — шлам химводоочистки — отход производства азотных удобрений при следующем соотношении компонентов, мгс.%:

1731895.Таблица 2

Таблица 3

Со е жение се и рамегрн жение влжулимводоочист"

10

10

t0 я плотность льной части, 10

2060

2100

2040 2070

2050 2060

2040 2050

2080 2060

2050 ал плотность льной части.

2660

2660 2660

2310 2350

2660 2660 2660

2270 2280 2320

2450 2430 2400

2660

2660 2660

2310 2320

2400 2410

22.9 22.6

2660

2660

23 lO

2320 2290

2380 2490

2340

2520

2510

2470

2490

23.3

22,6 22,9

23.3

22,2

21,1

22,9

22,0

22.4

5,6

5.0

1.1

6,2

11.8

4,1

8,0

12,1

3.9

3,2

4,5

0,8

7,4

13.0

2.6

4.3

0,7

3.8

4,9

0.8

3.7

4,6

0.9

8,4

11,7

3,9

8,0

10.4

3,1

5.3

4,8

1,0

7,2

6.5

7,7

10.3

10,5

6.6

9.6

9.6

9.3

9.0

0.49

0,56

0,60 0.40

0,59

0.55 0.53

0.30

0,45

0,35

0,44

Таблица 4

Редактор А.Мотыль

Заказ 1561 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 я плотность кг/м ал плотность си и, кг/м

Гористость минеРальной чаСти, уг

Остаточнал пористость смеси. чь

Оодонасмгцение, $

НабухаииЕ, т, Г!редел прочности при температуре

20 С, МПа коэффициент во. Х ...!.".".ЮЫ."

Составитель Г.Михович

Техред ММоргентал Корректор И.Муска