Вяжущее для укрепления грунта

 

Изобретение относится к материалам для укрепления грунта, а именно к вяжущим. Вяжущее для укрепления грунта содержит воду и пластификатор-гудрон и смесь полимера с добавками. В качестве смеси полимера с добавками вяжущее содержит реакционную смесь после полимеризации соединений фракций С₅ и С₉. Полимеризацию вышеуказанных фракций осуществляют в присутствии тетрахлорида титана, в результате полимеризации получают, в частности, соолигомеры, являющиеся нефтеполимерной смолой. Полимеризат в последующем обрабатывают по крайней мере водой и аммиаком. Реакционная смесь после полимеризации и обработки содержит соолигомеры, жидкие продукты пиролиза бензина, гидрат двухокиси титана, хлорид аммония при следующем соотношении компонентов вяжущего, мас.%: соолигомеры 40 - 50, жидкие продукты пиролиза бензина 11,2 - 14,0, гидрат двуокиси титана 1,4 - 1,8, хлорид аммония 2,7 - 3,4, гудрон 5 - 20, вода остальное. 2 табл.

Изобретение относится к получению материала для укрепления грунтов.

Известно использование в качестве вяжущего материала для укрепления грунтов нефтяных жидких битумов, битумных эмульсий, каменноугольного дегтя [Братчун В. Н., Золотарев В.А. и др. Дорожный дегтеполимербетон Киев.: Виш. шк., 1987. 107 с.]. Несмотря на то, что они образуют пластичные и эластичные структуры, их применение ограничено из-за малой прочности.

Известно использование в качестве вяжущего материала для укрепления грунтов минеральных вяжущих материалов [1]. При укреплении грунтов минеральными вяжущими возможно образование прочных слоев износа, однако обладающих низкими пластичностью и эластичностью.

Известно также вяжущее на основе карбамидформальдегидной смолы [2]. К недостаткам этого материала следует отнести необходимость присутствия отвердителя, что усложняет технологию процесса укрепления грунта, а также токсичность композиции.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является дорожная композиция [3] , содержащая карбамидоформальдегидную смолу, отвердитель и пластификатор. Однако ее использование технологически сложно, экономически невыгодно, загрязняет окружающую среду, требует использования большого количества вяжущего (до 20%).

Задачей изобретения является создание грунтоукрепляющего материала, обладающего высокими технико-эксплуатационными свойствами, расширение сырьевой базы, утилизация отходов и побочных продуктов пиролиза.

Технический результат достигается тем, что в качестве состава грунтоукрепляющего материала используется композиция, включающая соолигомеры, воду, хлорид аммония, гидрат двуокиси титана, гудрон и жидкие продукты пиролиза бензина при следующих соотношениях компонентов, мас.%: Соолигомеры - 40-50 Жидкие продукты пиролиза бензина - 11,2 - 14 Гидрат двуокиси титана - 1.4 - 1.8 Хлорид аммония - 2.7 - 3.4 Гудрон - 5-20 Вода - Остальное Соолигомеры получают полимеризацией непредельных соединений, содержащихся во фракции C₅, C₉ жидких продуктов пиролиза бензина при 5^oC в присутствии катализатора TiCl₄ в количестве 3% в течение 3 ч. Образуется нефтеполимерная смола. Затем следует стадия дезактивации катализатора в полимеризаторе, которая осуществляется 12,5%-ным водным раствором аммиака до нейтральной среды, и отгонка углеводородов до 85^oC при атмосферном давлении.

Жидкие продукты пиролиза представляют собой смесь углеводородов, оставшихся после полимеризации непредельных соединений и отгонки до 85^oC при атмосферном давлении.

В результате дезактивации катализатора TiCl₄ образуется гидрат двуокиси титана, который обладает высокими поверхностно-активными свойствами, способствующими улучшению сцепления соолигомеров с минеральными материалами. Кроме того, в процессе дезактивации образуется хлорид аммония, присутствие которого понижает температуру замерзания воды в порах дорожного покрытия.

В качестве пластификатора используется нефтяной гудрон. Введение пластификатора повышает пластичность композиции.

Грунтоукрепляющий материал готовят следующим образом: Пример 1. Смесь, содержащую 11.2 г жидких продуктов пиролиза бензина, 40 г соолигомеров олефинов, 1,4 г гидрата двуокиси титана, 2,7 г хлорида аммония, 20 г гудрона и 24,7 г воды, тщательно перемешивают в течение 10 мин при 85^oC.

Пример 2 и 3. Составы готовят аналогично примеру 1.

Состав смесей приведен в табл.1.

В качестве известного материала для укрепления грунта использовался состав [3].

В табл. 2 приведены результаты испытаний укрепленных песчаных грунтов. Расход грунтоукрепляющего материала составлял 4% от массы грунта для предлагаемого материала и 18% от массы грунта для известного. Высокие показатели известной композиции получены при большом содержании вяжущего.

Из приведенных в табл. 2 данных видно, что грунтоукрепляющий материал предлагаемого состава обладает хорошими показателями.

Формула изобретения

Вяжущее для укрепления грунта, содержащее воду, пластификатор-гудрон и смесь полимера с добавками, отличающееся тем, что в качестве смеси полимера с добавками оно содержит реакционную смесь после полимеризации соединений фракции С₅ и С₉ в присутствии катализатора тетрахлорида титана с последующей обработкой полимеризата по крайней мере водой и аммиаком, содержащую после полимеризации и обработки по крайней мере соолигомеры, жидкие продукты пиролиза бензина, гидрат двуокиси титана, хлорид аммония при следующем соотношении компонентов вяжущего, мас.%:
Соолигомеры - 40 - 50
Жидкие продукты пиролиза бензина - 11,2 - 14
Гидрат TiO₂ - 1,4 - 1,8
Хлорид аммония - 2,7 - 3,4
Гудрон - 5 - 20
Вода - Остальноет

РИСУНКИ

Рисунок 1