Сырьевая смесь для строительства дорожного основания

 

Использование: дорожное строительство , устройство оснований, укрепление грунта . Сущность изобретения: сырьевая смесь содержит, %: отход производства плавиковой кислоты с рН 4,0-7,0 фракции менее 0,14 мм 16.4-32.9; отход производства плавиковой кислоты с рН 4,0-7,0 фракции более 0,14 мм 32,9-66,4; хлористый калий или натрий , или отход калийного производства 0,8-1,3; зола тепловых электростанций 14,6-32,9. Композицию готовят путем смешения отходов плавиковой кислоты с золой тепловых электростанций, нейтрализации смеси и последующего введения хлористого натрия или калия, или отхода калийного производства. Прочность при сжатии в 28- суточном возрасте 16,0-28,3 МПа, коэффициент морозостойкости 0,88-0,89. 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У (21) 4784621/33 (22) 23.10.89 (46) 30.08.92. Бюл. М 32 (71) Пермский политехнический институт (72) Б.П.Ильинский, Н.Н.Иванчин и В.А.Лецких (56) Авторское свидетельство СССР

М 739171, кл. Е 01 С 7/36, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 846518, кл. С 04 В 11/06, 1979. (54) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ДОРОЖНОГО ОСНОВАНИЯ (57) Использование: дорожное строительстВо, устройство оснований, укрепление грунта. Сущность изобретения: сырьевая смесь

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к составам для устройства дорожного основания, и может быть использовано как добавка для укрепления грунтов.

Известен состав сырьевой смеси для устройства дорожного основания, включающий ангидрид, феррохромовый шлак, гранулированный доменный шлак, воду и грунт при следующем соотношении компонентов, мас. о :

Ангидрит 1,0 — 1,5 . Феррохромовый шлак 15-25

Вода . 6 — 16

Грунт 58,5-59,0

Недостатками указанного состава являются низКая водостойкость Kp = 0,5 и морозостойкость (коэффициент морозостойкости 0,68). Ж 1758136 А1 (я)з Е 01 С 7/36, С 04 В 11/06

2 содержит, : отход производства плавиковой кислоты с рН 4,0-?,0 фракции менее

0,14 мм 16 4 — 32.9; отход производства плавиковой кислоты с рН 4,0 — 7,0 фракции более

0,14 мм 32,9-66,4; хлористый калий или натрий, или отход калийного производства

0,8-1,3; зола тепловых электростанций

14,6 — 32,9. Композицию готовят путем смешейия отходов плавйковой кислоты с золой тепловых электростанций; нейтрализации смесй и последующего введения хлористого натрия или калия, или отхода калийного производства. Прочность при сжатии в 28суточном возрасте 16,0-28,3 МПа, коэффициент морозостойкости 0,88-0,89. 5 табл.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является строительная смесь, вклю чающая; мас.ч.".

Ангидритовое вяжущее 1

Ангидритовый заполнитель 1-3

Железосодержащая добавка 0,05-0,15

Недостатками указанной строительной смеси являются низкая водостойкость (ко. эффициент размягчения 0,36) и низкая морозостойкость . (коэффициент морозостойкости 0,65).

Цель изобретения — повышение водостойкости и морозостойкости дорожного основания.

Поставленная цель достигается тем, что сырьевая смесь Содержит ангидритовое вяжущее, ангидритовый заполнитель и активизатор твердения, в качестве активизатора твврдения принимают соль NaC1 или КС1, или их смеси — отходы калийного производ1758136 ства, и дополнительно содержит золу ТЗЦ, а в качестве ангидритового вяжущего исп6льзуют отход производства плавиковой кислоты с рН 4,0 — 7,0 фракции менее 0,14 мм, а в качестве ангидритового заполнителя — отход производства плавиковой кислоты с рН 4,0-7,0 фракции более 0,14 мм при следующем соотношении компонентов, мас,%: .

Отход производства плавиковой кислоты с показателем рН 4,0-7,0 фракции менее 0,14 мм 16,4 — 32,9

Отход производства плавиковой кислоты с показателем рН 4,0-7,0 фракции более 0,14 мм 32 9-66,4

Зола ТЭ Ц 16,4-32,9

Соль MaCI или KCI, или отходы калийного производства 0,8-1,3

Предложенное техническое решение позволяет повысить водостойкость и MGpoзостойкость по сравнению с прототипом.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая сырьевая смесь для устройства дорожного основания отличается от известного состава введением новых компонентов, а именно отхода производства плавиковой кислоты с показателем рН 4,07,0 фракции менее 0 14 и более 0,14, золы

ТЭЦ и соли NaCI или KCI, или отхода калийного комбината.

Предлагаемую сырьевую смесь готовят следующим образом. Кислый отход производства плавиковой кислоты нейтрализуют до значения рН 4,0-7,0. В кислую среду вводят золу ТЭЦ и перемешивают в сухом состоянии. Полученную сырьевую смесь затворяют раствором соли МаО или КО, или смесью раствора калийных комбинатов и дополнительно перемешивают.

Из приготовленной сырьевой смеси методом прессования готовят образцы — цилиндры. -

Приготовленные образцй выдерживают в нормальных температурно-влажност- ных условиях и испытывают при сжатии через сутки и 28 сут. Через 28 сут определяют водостойкость и морозостойкость образцов. Показатели оцениваются по коэффициенту водостойкости и коэффициенту морозостойкостй.

Применяемые в предлагаемой сырьевой смеси компоненты являются отходами и попутными продуктами химических производств, Фторангидрид является отходом производства плавиковой кислоты и включает, мас.%: CaS04 87,0-96,5; Нг$0! 1,5-7,0, СаРг 1,0-5,0; k F — до 1.

Зола ТЗЦ содержит в своем составе, мас.%: $!Ог 47,88-54,40; А1гОз 15,5-17,55;

MgO 2;10-3,46; йагО+ КгО 1,82 — 2,86; РегОз

8,04 — 25,32; СаО 3,47 — 3,70; ЯОз 0,18-0,50; п.п.п. — остальное.

В качестве хлоридов использовались:

MaCt, КС! и отходы калийных комбинатов, состава, мас.%: NaCI 90,0-95,0; KCI 2,0-4,0;

СаЗО 0,6-2,0; Mg Clz 0,1; НгО 1,0-4,5.

Нейтрализующий реагент — феррохромовый шлак состава, мас.%: 510г 25,67;

А1гОз 7,57; FeO 1,3; СаО 48,66; MgO 7,37;

МпО 1,73; S 0,05.

Пример 1. Кислый отход производства плавиковой кислоты нейтрализуют до значения рН 3,5; 4,0; 5,0; 6,5; 70; 8,0. В кислую

20 среду вводят золу ТЭЦ и перемешивают в сухом состоянии в течение 2 мин. Кислый продукт нейтрализуют феррохромовым шлаком (в качестве нейтрализующего реагента могут быть использованы все основные шлаки, а также известняк, известь, цементная пыль), Подготовленную смесь увлажняют раствором хлористого натрия или хлористого

30 калия, или отходом калийного производства до формовочной влажности 16% от массы смеси и перемешивают в течение 2 мин. Из изготовленной массы готовят образцы-ци35 линдры диаметром и высотой 70 мм способом прессования при давления tO МПа.

Приготовленные образцы выдерживают в нормальных температурно-влажностных условиях и испытывают при сжатии через

40 сутки и 28 сут, Через 28 сут определяют водостойкость образцов и коэффициент водостойкости.

Составы сырьевых смесей и результаты испытаний образцов приведены в

45 табл,1, 2, 3.

Испытание по прототипу.

Пример 2. Природный ангидрит размалываютдо остатка на сите 02 не более

15% и перемешивают с железосодержащим

50 отходом очистки кислых шахтных вод.

К подготовленной смеси вводят антигидритовый заполнитель фракции 0,14 — 5 мм и смеСь дополнительно перемешивают.

В конце перемешивания вводят воду в коли55 честве 14% от массы смеси и иэ приготовленной массы, готовят образцы-цилиндры, которые проходили аналогичные испытания, как в примере 1.

Состав смеси и результаты испытаний образцов приведены в табл.4.

1758136

Та5лнца 1

Со с&жанне компонентов е составе сы ьевой смеси мас, Компоненты вяжущего

П е агввмыа составы

IV

Vlt

Отход проиэводствв плавиковой кислоты фракции менее 0.14мм с покаэателем рН

Отход проиэеодствв

AIIQBNK060R кислоты фракции более 0;14мм с поквэвтелем рН

Зола ТЭЦ

Хло истый нвт ий

22,8

5,5

26.8

6.5

12.2

3,5

16.4

4.0

22,8

5.0

32,9

7,0

39.В

8,0

78.1

3,5

9,0

66,4

4,0.!64

39.5

8,0, 19.5

53,2

5,5

2Э.О

53,6

5.0

22.8

О& .

42.!

8,5

27,8

32,9

7.0

32.9

1Э

Реэультаты испытаний

Прочность. МПа. червя сутки

28 сут

Коэффициент раэмлг чания

Коэффициент мороэостойкости

5,8

16,4

5,3 .

15,1

11,6

24,5

12.4 28,3

9.8

21,6

8,8

19.9

5,5

16,1

0,88

0,88

0,65

0,55

0,86

0.87

0,87

0 88

0 89

0 79

0 89

0 89

0 89

0 81

Пример 3. Природный ангидрит раэмалывают до остатка на сите N. 02 не более 15% и перемешивают с золой ТЗЦ. К подготовленной массе добавляют воду в количестве 16% и смесь дополнительно перемешивают.

Иэ приготовленной массы, как и в примере 1, готовят образцы-цилиндры; которые проходят аналогичные испытания.

Состав смеси и результаты испытаний образцов приведены в табл.5, Пример 4. Природный ангидрит размалывают по примеру 2. Подготовленную массу затворяют раствором соли (NaHSOq+ CuSO4), перемешивают в течение

2 мин, Иэ влажной (14%) формовочной смеси готовят образцы-цилиндры аналогично примеру 2, 3. Состав строительной смеси и результаты испытаний представлены в табл.5.

Из табл.4, 5 видно, что сырьевая смесь по прототипу не долговечна при эксплуатации во влажных условиях, т,к. коэффициент размягчения составляет 0,36-0,44, а коэффициент мороэостойкости 0,57 — 0,7.

Предлагаемый состав сырьевой смеси обеспечивает получение долговечного дорожного основания, т.к. коэффициент размягчения составляет 0,85-0,89, а коэффициент морозостойкости 0,88-0,89 и, кроме того, предлагаемый состав дает возможность использовать отход в качестве готовой строительной смеси без дополнительной переработки, тем самым исключая необходимость хранения отходов в отвале, Формула изобретения

5 Сырьевая смесь для строительства дорожного основания, включающая ангидритовое вяжущее, ангидрйтовый заполнитель и активизатор твердения, о т л и ч а ю щ а я- с я тем; что, с Целью повышения водо- и

10 мороэостойкости, она содержит в качестве ангидритового вяжущего отход производства плавиковой кислоты с рН 4;0-7,0 фракций менее 0,14 мм, в качестве ангидритового заполнителя — отход производства плавико15 вой кислоты с рН 4,0-7,0 фракции более 0,14 мм, а в качестве активиэатора твердения— хлористый калий йли натрий, или отход калийного производства и дополнительно золу тепловых электростанций при

20 следующем соотношении компонентов, мас.%:

Отход производства плавиковой кислоты с рН 4,0-7,0

25 фракции менее 0,14 мм 16,4-32,9

Отход производства плавиковой кислоты с рН 4,0 — 7,0 фракции более 0,14 мм 32,9 — 66,4

30 Хлористый калий или натрий, или отход калийного производства 0,8 — 1,3

Зола тепловых электростанций 14,6 — 32,9

1758136

ID С-» lA g)

O>,„ О>

С > ч

tA Со>

СО СО о> С0 lA Ф

CO C0

О>с, С".oС" СО

O СЧ, - СЧ,. СЧ

С> С > С Э

СО СО

СО СО

С=» С»

СЧ СО с» о - СЧ

Б и

CD

Е и

СО g)

СЧ

СО CO.m СО

СЧ („- > = :> СЧ

СО О>

СО CO

С» С>

W Q>

СЧ CD - СЧ

1Б о

С»> (О

Л.0 ф

Щ

Iо о о

Ф

1"о о и

CD

Е

CD

Щ

Щ с

СХ

" moo

С > ц,- C -.

ID СЧ

СО л

СЧ >С

СЧ

СО "" О>

- Л Со СО

О> СЧ С> С>

1Б

Б т

2 с: и

Б С» СО СО

С"Ъ >С С 4, L0 СЧ

СО (-»

С Ю

СЧ

СО СО LA ф

С> С»

CD

Б т

Щ о и

"С> "СО О Ос>

СС» е

СЧ U) CO

СО CO о о Ф С)

CD .". М O I»

Р с3 о> с> о> л

1» о

СЧ >д

СЧ С, О, 1

Х

Щ

Щ

O. о

О. о

-2

Iт

Ф

z о

Б1.ф о

IZ

CD

Z о о

Е о

CQ .0

>и 0 с о Б ф

6)

Б о,Б ао

Е ф

О

bd

С S о m

»С Щ

>"

О с

Щ

Б

>- о ф

1- „ . 1Б

С .- о Б С

e O CD È Å » Щ в m

Б эсо)БОс

X cD аО О Э-уБ

1- О ф >БЩ О«A>БЩ МБЩ -И

ЩС Б«5 м» о ф м > щ щ О»С щ Щ О с О аI=- >- С а1r- O

Е- ООЕи ой

С: о т Б>О и а СО.

I»

Б

Бь C>;

8. Б,т о ф

I»

Ю

Б о >

Б и

Я- О ., М щ о о >

hC u

1758136

10 л

СО 00 о о ". о

О)

С, СО о СО

„.; LA

0»о сч ,л

S и

Ф

Е и

СО ц)

СЧ

C0 0 LCI сч сч LC) )Я

Б

Щ

IЗ с и

2 с

° 1

Ф а о

;о сч

I Ю

СО СО о о

СО О

С4 СС сч

z

М

Ф л с»

n "

«D СО

CO СО о о о

CD со с0 л

О О

u) иi g

C4 g)

СЧ С, о

-л!

IZ.о с

-о

Я I

Щ

z )Я

A I

i- o

S о о с

C0Х

1Я

l2

Ф

2i и

Ф

Ф

Щ

Iи о и

Щ

Ф

IZ

Ф х о

Е о

2

Щ

Iо о и

Ф

Е

Ф

m с

Ф

С:

Щ и

< и о х

Е

0 ÄS о. о

0

N S о Ф - с х m

О с.m

X Щ С и

ozд

Q Я д

Фgm

ФФ0

X IÙ I)О.

i c

S m

Щ

Щ С(У Y 0

mGx о.с 6.иО

"? o Lc!

Ф .;0)

С) СЬ o a! с э

hf Сч л, .Л СОСЭ

CV © сч

nl Ln O О

LA СЧ

С ) ц (Ъ Оо СОсо

С" о СЧ о

Ц7 CV О " СО

g о со о лP 0IO

Е ю 0W и чи с-, S

У Ф О.

Ф

Ф

1к О ц

0L0 Ф

0Sm

УSЩ

m У со-с с б-и

С Ъ СЬ CO СЬ оо 00 сч О О - СО Л Ф

СО СО сч о о

СЧ СО 00 Ф сч w СО СО сч о о и к о

Щ Q. о

m а

С: (z

Ф Ф.0 S и с

s Е и е ь Е-а Е-о

S e S e,Д о um щ О

<5СООФО, t: vсчM zм и

1758136

12

Таблица 4

Таблица 5

Составитель Б. Ильинский

Редактор Т, Пилипенко Техред M.Mîðråíòàë Корректор 0. Кравцова

Заказ 2975 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