Композиционный состав
Владельцы патента RU 2619623:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" (RU)
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в дорожном строительстве для устройства оснований автомобильных дорог. Технический результат - повышение прочности при сжатии укрепленного грунта. Композиционный состав получен из смеси, состоящей из песчаного грунта, портландцемента, тонкомолотого известняка с удельной поверхностью 260 м2/кг, добавкой, представленной водным раствором поликарбоксилатных сополимеров метакриловой кислоты с плотностью 1,02 г/см3 и водородным показателем 5,0-6,0, при следующем соотношении компонентов, мас. %: песчаный грунт - 79,74-80,45; портландцемент - 8,24-8,53; указанный известняк - 0,90-0,95; указанная добавка - 0,08-0,09; вода - 10,33-10,69. 1 табл.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в дорожном строительстве для устройства оснований автомобильных дорог.
Известна сырьевая смесь, используемая в дорожном строительстве (RU №2519283 C1, E01C 21/00, дата публ. 10.06.2014 г., бюл. №16), состоящая из портландцемента, грунта, минерального заполнителя, кремнийорганической жидкости «Силор» и воды.
Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии укрепленного грунта.
Известна сырьевая смесь, используемая в дорожном строительстве (RU №2305149 С2, Ε01C, дата публ. 27.08.2007 г., бюл. №24), состоящая из цемента, поверхностно-активного вещества, ПАВ, содержащая в качестве ПАВ катионное поверхностно-активное вещество ДОН-52 КП, и воды.
Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии укрепленного грунта.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является сырьевая смесь, используемая в дорожном строительстве (RU №2392244 C1, С04В 28/04; С04В 14/10; С04В 111/20, дата публ. 20.06.2010 г., бюл. №17), состоящая из следующих компонентов, мас. %:
| Глинистый грунт | 78-83 |
| Портландцемент | 4-8 |
| Химической добавки, представленной | |
| ферментным препаратом «Дорзин» | 0,03-0,06 |
| Вода | оставшаяся часть |
Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при сжатии укрепленного грунта.
Задача, на решение которой направлено изобретение, является создание композитного состава, обеспечивающего повышение прочности при сжатии и морозостойкости укрепленного грунта.
Поставленная задача достигается тем, что сырьевая смесь, содержащая грунт, портландцемент, добавку и воду, в качестве грунта содержит песчаный грунт, дополнительно содержит тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м2/кг, в качестве добавки содержит водный раствор поликарбоксилатных сополимеров метакриловой кислоты с плотностью 1,02 г/см2, водородным показателем 5,0-6, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Песчаный грунт | 79,74-80,45 |
| Портландцемент | 8,24-8,53 |
| Указанный известняк | 0,90-0,95 |
| Указанная добавка | 0,08-0,09 |
| Вода | 10,33-10,69 |
Повышение прочности при сжатии и морозостойкости укрепляемого грунта обусловлено повышением гидратационной активности цементсодержащей системы, сопровождающейся реакциями синтеза, и, как следствие, повышением плотности укрепляемого грунта.
Повышение гидратационной активности композиционного состава обусловлено использованием в качестве добавки водного растора поликарбоксилатного сополимера метакриловой кислоты с водородным показателем 5,0-6,0, обладающего активирующим, а также пластифицирующим эффектами действия. Указанная добавка за счет пониженного значения водородного показателя смещает кислотно-основное равновесие в цементсодержащей системе укрепляемого грунта в сторону образования продуктов реакции, т.е. увеличивает степень гидратации цемента в системе. При этом гидратационные процессы сопровождаются реакциями синтеза, проходящими между тонкомолотым известняком и реакционно-активной гидролизной известью, образующейся в процессе гидратации цемента, с образованием основного гидрокарбоната кальция 2СаСO3⋅Са(ОН)2⋅1,5Н2O, присутствие которого подтверждено данными рентгенофазового анализа, наличием на рентгенограмме дифракционных максимумов при d/n=(4,90; 3,29;2,08)⋅10-10 м, характерных для основного гидрокарбоната кальция.
Использование указанной добавки в результате пластифицирующего эффекта действия, с одной стороны, а также в результате образования повышенного количества гидратных фаз различного состава, с другой стороны, способствует повышению плотности укрепляемого грунта, следствием чего является получение укрепленного грунта с повышенной прочностью при сжатии.
На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемый композиционный состав неизвестен и данное техническое решение обладает мировой новизной.
По мнению авторов и заявителя заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности - изобретательский уровень.
Заявляемое изобретение промышленно применяемо и может быть использовано в дорожном строительстве при устройстве оснований автомобильных дорог.
Пример конкретного выполнения
1. Приготовление добавки
1.1. Дозируют концентрированный раствор поликарбоксилатного сополимера метакриловой кислоты.
1.2. Дозируют воду
1.3. Отдозированные компоненты переносят в смеситель с лопастной мешалкой, где все тщательно перемешивают до получения однородного водного раствора с плотностью 1,02 г/см2 и водородным показателем 5,0-6,0; приготовленный водный раствор транспортируют в накопительную полиэтиленовую емкость объемом 1 м3, снабженную насосом и краном.
2. Приготовление сухой смеси
2.1. Дозируют портландцемент.
2.2. Дозируют тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м2/кг.
2.3. Отдозированные компоненты транспортируют в двухлопастной горизонтальный смеситель, где тщательно перемешивают в течение 10 минут компоненты, отдозированные по п. 2.1 и п. 2.2.
2.4. Полученную по п. 2.3 сухую смесь транспортируют в накопительную емкость.
3. Подготовка и обогащение грунта
3.1. Грунт, находящийся в основании дороги, при помощи специального оборудования взрыхляют и извлекают из основания дороги.
3.2. Взрыхленный грунт дозируют и транспортируют в лопастной смеситель открытого типа.
3.3. Сухую смесь из накопительной емкости (п. 2.4) дозируют и транспортируют в смеситель (п. 3.2).
3.4. Водный раствор из накопительной емкости (п. 1.3) дозируют и транспортируют в смеситель (п. 3.2).
3.5. Дозируют воду и транспортируют в смеситель (п. 3.2).
3.6. Все необходимые отдозированные компоненты тщательно перемешивают в смесителе (п. 3.2). Тщательно подготовленный грунт укладывают в основании автомобильной дороги и из подготовленной смеси изготавливают образцы для определения прочности при сжатии.
Полученные результаты представлены в таблице.
Композиционный состав из смеси, содержащей грунт, портландцемент, добавку и воду, отличающийся тем, что в качестве грунта использован песчаный грунт, дополнительно содержит тонкомолотый известняк с удельной поверхностью 260 м2/кг, в качестве добавки содержит водный раствор поликарбоксилатных сополимеров метакриловой кислоты с плотностью 1,02 г/см3 и водородным показателем 5,0-6,0, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Песчаный грунт | 79,74-80,45 |
| Портландцемент | 8,24-8,53 |
| Указанный известняк | 0,90-0,95 |
| Указанная добавка | 0,08-0,09 |
| Вода | 10,33-10,69 |
