Состав для укрепления грунта

 

Использование: укрепление водоносных сыпучих и трещиноватых грунтов в горном деле, гидротехническом и гражданском строительстве. Сущность изобретения: состав содержит, мас.ч.: полиольный компонент 33-50, полиизоцианат 50-67, стеклянные микросферы 5-20. Состав готовят путем смешивания полиольного компонента с полиизоцианатом с последующим введением в смесь стеклянных микросфер. Прочность при сжатии укрепленного грунта при 10% линейной деформации 17,4- 45,4 кг/см2, при 50% линейной деформации 30,5-59,1 кг/см2. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 4

1 (Л

Ю

М

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4825985/33 (22) 15,05,90 (46) 23,05.92. Бюл. N- 19 (71) Институт химии поверхности АН УССР (72) Н.Г.Качановский, Т.Н.Полищук, В.И.Ромицын, Н.С.Купреенков, С.И.Коляденко-Линецкая, А.А.чуйко и Ю.И,Пинзур (53) 624.138(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1467137, кл.. Е 02 3/12, 1986.

Заявка ФРГ М 313395, кл. Е 21 D 1/10, 1983. (54) СОСТАВ ДЛЯ УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА

Изобретение относится к составам для химического укрепления водоносных, сыпучих и трещиноватых грунтов и может быть использовано в горной промышленности при проходке шахтных стволов и других выработок и строительстве для укрепления оснований плотин, фундаментов.

Известен состав для укрепления грунтов, содержащий, мас,ч,:

Ненасыщенная полиэфирная смола 100

Инициатор радикальной полимеризации 1-8

Ускоритель полимеризации 0,5-5

Полиизоцианат 25-80

Катализатор отверждения 0,5-2

Полиизоцианаты 0,01-5

Анилин 3-6

Вода 0,5-5

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобре(s1)s С 09 К 17/00, Е 21 D 1/10 (57) Использование: укрепление водоносных сыпучих и трещиноватых грунтов в горном деле, гидротехническом и гражданском строительстве. Сущность изобретения:- состав содержит, мас.ч, . полиольный компонент 33-50, полиизоцианат 50-67, стеклянные микросферы 5-20. Состав готовят путем смешивания полиольного компонента с полиизоцианатом с последующим введением в смесь стеклянных микросфер.

Прочность при сжатии укрепленного грунта при 10% линейной деформации 17,445,4 кг/см, при 50% линейной деформации 30,5-59,1 кг/см2, 2 табл. тению является состав для укрепления грунта, содержащий, мас.%;

Полиольный компонент 50

Пол иизоцианат 50

Состав получают путем перемешивания полиольного компонента с полиизоцианатом.

Однако известный состав для укрепления грунта не обладает достаточно высокой прочностью сжатия при 10 и 50% линейной деформации грунта, Целью изобретения является повышение прочности при сжатии при сохранении плотности укрепленного грунта.

Поставленная цель достигается тем, что состав для укрепления грунта, содержащий полиольный компонент и полиизоцианат, дополнительно содержит стеклянные микросферы при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Полиольный компонент 33-50

1735342

Полиизоцианат 50-67

Стеклянные микросферы 5-20

Для экспериментальной проверки предлагаемого состава готовят 19 смесей компонентов. Для получения состава для укрепления грунта используют полиольный компонент на основе полиэфиров, полиизоцианат, стеклянные микросферы. Их получают путем аппретирования микросфер кремнийорганическим соединением. Средняя плотность 0,24-0,30 г/см, содержание з

10,3, диаметр микросфер 5-200 мкм. Перемешивание компонентов осуществляют с помощью мешалки PT-1 в режиме 1000 об/мин. После перемешивания массу помещают в форму, смазанную парафином, выдерживают при 22 +.2 С в течение 24 ч.

Испытание образцов на прочность сжатия при 10 и 50о линейной деформации и водопоглощение осуществляют по ГОСТ 1717787, воспламеняемость — по ГОСТ 21207-81.

Состав для укрепления грунта получают следующим образом.

К необходимому количеству полиольного компонента добавляют полиизоцианат и пеоемешивают в течение 1 мин со скоростью 1000 об/мин, Затем массу помещают в форму, смазанную парафином, и выдерживают в ней 24ч при 22 +.2 С. Испытания проводят так,-как описано выше. Свойства полученного состава для укрепления грунта хорошо воспроизводимы от серии к серии.

Пример 1. В мешалку загружают 3,3 г полиизоцианата, добавляют 6,7 г полиольного компонента и перемешивают в течение

5 мин. Затем полученную массу помещают в форму, смазанную парафином, и выдерживают 24 ч при 22 + 2 С.

Состав приведен в табл. 1; свойства состава — в табл. 2, Поставленная цель не достигается, если содержание полиизоцианата ниже предлагаемого интервала, а содержание полиольного компонента выше предлагаемого интервала. Предел прочности при 10 и 50% .линейной деформации ниже, чем у известного состава и составляет соответственно

15,8 и 35,7 кг/см .

Пример ы 2-4. Аналогично примеру

1, изменяют лишь время перемешивания полиизоцианата и полиольного компонента — 4 мин и добавляют стеклянные микросферы соответственно 10; 20; 30 г. Затем снова перемешивают 1 мин.

Пример 5. Состав содержит следующие компоненты, мас. :

Полиольный компонент 50

Полиизоцианат 50, 5

Пример ы 6-8. B мешалку соответственно загружают 5,0; 5,0; 5,0 г полиизоцианата, добавляют 5,0;,5,0; 5,0 г полиольного компонента и перемешивают в течение 4 мин, затем добавляют соответственно 0,5;

1,0; 2,0 г стеклянных микросфер и перемешивают в течение 1 мин. Далее поступают как описано в примере 1. Если содержание микросфер ниже предлагаемого интервала (пример 6), то поставленная цель не достигается, предел прочности почти такой же как у прототипа. Если содержание микросфер в пределах предлагаемого интервала (примеры 7,8), то поставленная цель достигает15 ся. Предел прочности при 10 линейной деформации 22,2-45,4 кгlсм, Предел прочг ности при 50 jo линейной деформации 50,053,8 кг/GM . При этом снижается водопоглощение и составляет 5,2; 4,4 и

20 3,6 П и воспламеняемость (время горения) и составляет 4,11,18 с.

Пример 9, Аналогично примерам 2-4, но изменяют количество стеклянных микросфер соответственно 3 г, Предел прочности

25 при 50% линейной деформации такой же, как у прототипа и составляет 38,6 кг/см, 2

Пример 10. Аналогично примеру 1, но изменяют соответственно количество поли30 ольного компонента на 3,3 г, а полиизоцианата на 6,7 r. Предел прочности при.10 и

50/ линейнойдеформации ниже, чему прототипа и составляет 22,1 и 32,8 кг/см .

Пример ы 11-14, Аналогично примеру

35 1, но изменяют содержание полиольного компонента соответственно на 3,3 r, а полиизоцианата на 6,7 г и добавляют стеклянные микросферы соответственно 0,5;

1,0;,2,0; 3,0 г, При содержании микросфер

40 ниже предлагаемого интервала (пример 11) или выше (пример 14) предел прочности ниже, чем у прототипа. При содержании микросфер в пределах предлагаемого интервала (примеры 12, 13 табл.2 ) по45 ставленная цель не достигается.

Пример 15, Аналогично примеру 1, но изменяют содержание полиизоцианата соответственно 7,50 г и полиольного компонента 2,5 г. Предел прочности значительно

50 выше, чем у прототипа. Однако при этом значительно увеличивается плотность материала (пример 15), Пример ы 16-19. Аналогично примеру

15, но добавляют стеклянные микросферы

55 соответственно 0,5; 1,0; 2; 3 г. Предел прочности при 10 линейной деформации соответсвенно 60,6; 64,1; 65,4: 63.4 кг/см .

Значительно возрастает плотность материала — 280-320 кг/м . з

60 Приведенные в табл. 2 данные показывают, что в пределах предлагаемого интер1735342

Таблица 1 вала компонентов предел прочности на сжатие предлагаемого состава для укрепления грунта выше, чем у известного(примеры

7, 8, 12, 13, табл. 2).

По сравнению с известным прочность сжатия при 10 и 50 линейной деформации предлагаемого состава повышается на 51112 и 80-89% соответственно при сохранении плотности.

Кроме того, предлагаемый состав для укрепления грунта обеспечивает понижение воспламеняемости и водопоглощения, Воспламеняемость состава, выраженная временем горения образца после воздействия пламени газовой горелки в течение 60 с, увеличивается с ростом количества микросфер, Образцы пенополиуретана, не наполненные микросферами, сгорают полностью в пламени газовой горелки, Водопоглощение предлагаемого состава уменьшается с увеличением количества

5 микросфер в композиции.

Формула изобретения

Состав для укрепления грунта, включающий полиольный компонент и полиизоцианат, отличающийся тем, что, с целью

10 повышения прочности при сжатии при сохранении плотности укрепленного грунта, он дополнительно содержит стеклянные микросферы при следующем соотношении компонентов, мас.ч„

15 Полиольный компонент 33-50

Пол иизоцианат 50-67

Стеклянные микросферы 5-20

1735342

Таблица 2

240-260

240-260

240-260

240-260

15,8

14,5

11,7

17,7

35,7

25,2

45,9

30 5

6,2

5,8

5,2

4,4

3,6

3,0

5,2

4,8

4,4

3,6

3,0

6,3

11

18

3

11

19

40

50

Составитель Е, Бикбулатова

Редактор Н. Гунько Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец

Заказ 1792 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

2

4

5 (изâåñтный)

8

11

12

13

14

16

17

18

240-260

240-260

240-260

240-260

240-260

240-260

240-260

240-260

240-260

240-260

280-320

280-320

280-320

280-320

280-320

22,4

22,2

33,2

45,4

34,9

22,1

31,6

34,2

35э5

1913

41,6

31э2

2(1, 7

-31 э 5

22,3

38,8

50,0

54,5

53 8

38,6

32,8

44,1

48,2

59,1

33,3

61,7

60,6

64 1

65,4

63,4