Раствор для заполнения выработанного пространства в замороженном грунте

 

Изобретение относится к строительным материалам а именно к изготовлению цементно-песчаных растворов, предназначенных для заполнения выработанного пространства в замороженных грунтах, к которым предъявляются требования по высокой подвижности смеси (ОК = 10 - 12 см) для подачи насосами, по интенсивному набору ранней прочности при температуре -10°С (не менее 10 кгс/см² через 16 ч и по водонепроницаемости. Раствор для заполнения выработанного пространства содержит, %: портландцемент (М500-М600) 28,5-29,24, песок 57,0-58,48, комплексная противоморозная добавка ЛНО-1 1,18-2,26, синтетический латекс 0,58-1,42, вода - остальное. Технический результат: получаемый раствор обладает высокой подвижностью, а отвердевший раствор обладает повышенной прочностью и водонепроницаемостью. 1 табл.

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к изготовлению цементно-песчаных растворов, предназначенных для заполнения выработанного пространства в замороженных грунтах, к которым предъявляются требования по высокой подвижности смеси (ОК=10-12 см) для подачи насосами, по интенсивному набору ранней прочности при температуре -10^oC (не менее 10 кгс/см² через 16 часов) и по водонепроницаемости.

Известны составы цементно-песчаных растворов и бетонов, содержащие противоморозные добавки (поташ, хлорид кальция, хлорид натрия, нитрит натрия, их смеси и другие) (1).

Недостатком растворов и бетонов с указанными противоморозными добавками является невозможность одновременного наличия совокупности таких свойств, как высокая подвижность, ранняя прочность при температуре -10^oC и водонепроницаемость материала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является раствор для заполнения выработанного пространства в замороженном грунте, содержащий, мас.%: дробленые мерзлые породы 59,4-64,4, песок 24,8-30,0, водный раствор поверхностно-активного вещества - остальное. Водный раствор ПАВ содержит воду и 0,42-2,6% смачивателя ДБ (2).

Задача предлагаемого изобретения - создание цементно-песчаного раствора, имеющего повышенные характеристики при твердении в условиях пониженных температур (-10^oC), а именно, высокую подвижность (OK = 10-12 см), прочность через 16 часов твердения не менее 10 кгс/см² и марку по водонепроницаемости не менее W8.

Поставленная задача решается тем, что раствор для заполнения выработанного пространства в замороженном грунте, содержащий песок и воду, дополнительно содержит портландцемент марки М500-М600, комплексную противоморозную добавку ЛНО-1 и синтетический латекс, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Песок - 7,0-58,48 Портландцемент - 28,5-29,24 Комплексная противоморозная добавка ЛНО-1 - 1,18-2,26 Синтетический латекс - 0,58-1,42 Вода - Остальное Комплексная противоморозная добавка ЛНО-1 [3], как и другие противоморозные добавки, обеспечивает затвердевание раствора при температуре до -10^oC, но ранняя прочность затвердевшего камня существенно ниже, чем необходимо по технологическим условиям раннего нагружения изделий. Она содержит: лигносульфонат технический, нефтепесок, жидкое стекло, нитрит натрия в следующем соотношении - 1:22:0,15:5,0. Добавка ЛНО-1 выпускается в гранулированном виде.

Синтетические латексы увеличивают водонепроницаемость растворов бетонов, но даже при температуре 18-20^oC замедляют скорость набора прочности. При отрицательной температуре растворы с добавками латексов не затвердевают длительное время.

При введении же в состав раствора модификатора, состоящего из комплексной противоморозной добавки ЛНО-1 и латекса, был получен специфический эффект, а, именно, подвижный цементно-песчаный раствор при температуре -10^oC достаточно быстро затвердевает и имеет необходимые раннюю прочность (более 10 кгс/см² через 16 часов) и водонепроницаемость. Таким образом, данный состав компонентов отличается от известных и придает раствору для заполнения выработанного пространства в замороженном грунте новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Для экспериментальной проверки заявляемого решения были изготовлены и испытаны 6 составов смесей, три из которых показали оптимальные результаты (см. таблицу), при этом в качестве комплексной противоморозной добавки использовали ЛНО-1, а синтетического латекса - латекс марки СКС-65ГП [4]. В качестве базового взят состав раствора, содержащий портландцемент, песок, воду и противоморозные добавки - хлорид кальция с хлоридом натрия.

Смеси готовили путем смешения компонентов в течение 5 минут традиционным способом. При этом противоморозные добавки - хлорид кальция и хлорид натрия вводили с водой затворения, ЛНО-1 - в сухую смесь компонентов, а латекс - в последнюю очередь в предварительно перемешанный с водой раствор.

Сопоставительный анализ результатов испытаний растворов базового и предлагаемого решения показывает, что заявляемый материал отличается от известного как по подвижности смеси, так и по интенсивности набора ранней прочности, морозостойкости и водонепроницаемости. Таким образом, данный состав с указанными видом и соотношением компонентов придает материалу совокупность новых свойств и позволяет проводить работы механизированным способом в замороженных до -10^oC грунтах, так как его можно перекачивать насосом, и через 16 часов прочность раствора составляет более 10 кгс/см², а марки по морозостойкости и водонепроницаемости составляют, соответственно, более F150 и более W12.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения характеризуются совокупностью свойств раствора, которые сведены в таблицу и позволяют проводить строительные работы в замороженных грунтах.

Источники информации.

1. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы. - М., СИ., 1986, с.331-336.

2. Авторское свидетельство СССР N 1620656, МПК E 21 F 15/00, опубл. 15.01.1991.

3. Комплексная противоморозная добавка ЛНО-1 для бетонов и строительных растворов. ТУ 102-573-91., М-во строительства предприятий нефтяной и газовой промышленности, Ухта.

4. Латекс синтетический СКС-65 ГП. ГОСТ 10564-75. Технические условия.

Формула изобретения

Раствор для заполнения выработанного пространства в замороженном грунте, включающий песок и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит портландцемент марки М500 - М600, комплексную противоморозную добавку ЛНО-1 и синтетический латекс при следующем соотношении компонентов, мас.%: Песок - 57,0 - 58,48 Портландцемент - 28,50 - 29,24
Комплексная противоморозная добавка ЛНО-1 - 1,18 - 2,26
Синтетический латекс - 0,58 - 1,42
Вода - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3