Способ устройства монолитных свайных опор инженерных сооружений на основе нефелинового шлама



Способ устройства монолитных свайных опор инженерных сооружений на основе нефелинового шлама
Способ устройства монолитных свайных опор инженерных сооружений на основе нефелинового шлама

Владельцы патента RU 2685599:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" (RU)

Изобретение относится к области строительства, в частности к строительным смесям и способам, пригодным для конструктивных элементов автомобильных дорог на участках прохождения болот и слабых переувлажненных грунтах. Способ устройства монолитных свайных опор включает приготовление смеси из нефелинового шлама, пластификатора - глины с содержанием глинистых частиц размером менее 5 мкм более 15% и минерального вяжущего - портландцемента марки не ниже М400 с последующим увлажнением водой до пластичной консистенции, повторное перемешивание, заполнение ею оболочки сваи с уплотнением не ниже 12,5 бар, при следующем соотношении компонентов, мас.%: нефелиновый шлам 60-90, указанный портландцемент 5-25, указанная глина 5-15. Технический результат – утилизация продукта глиноземного производства, снижение расхода портландцемента, повышение прочности. 2 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к области строительства, в частности к строительным смесям и способам, пригодным для конструктивных элементов автомобильных дорог на участках прохождения болот и слабых переувлажненных грунтов.

Известна заявка: 2011142672/03, 21.10.2011.

Смесь для автоклавного пенобетона; нефелиновый шлам, молотый до удельной поверхности 430 м2/кг, нефелиновый шлам 5,46-6,23.

Формула изобретения:

Смесь для автоклавного пенобетона, включающая портландцемент, известь негашеную молотую, шлам плотностью 1,6 кг/л с удельной поверхностью 290 м2/кг полученный совместным мокрым помолом песка с отходом-пенобоем, образующимся при разборке и сортировке готовых пеноблоков, пенообразную добавку на протеиновой основе и воду, отличающаяся тем, что дополнительно она содержит нефелиновый шлам, молотый до удельной поверхности 430 м2/кг, при следующем соотношении компонентов, мас.%: - портландцемент 33,49-37,75; - нефелиновый шлам 5,46-6,23; - известь 2,77-3,15; - песок 25,33-26,5; - пенообразующая добавка 0,37-0,39; - отход 5,8-7,4; - вода 22,52-22,84.

Способ основан на использовании и утилизации небольшого количества нефелинового шлама мас.% 5,46-6,23 и значительной доли цемента мас.% 33,49-37,75 для получения автоклавного пенобетона.

Недостатком смеси является наличие пенообразующей добавки и поэтому она не может быть использована при устройстве монолитных свайных опор на слабых грунтах (переувлажненных и торфяных).

Известна заявка 97115688/03, 23.09.1997. Способ получения пористых стекломатериалов из нефелиновых шламов.

Формула изобретения: Способ получения пористых стекломатериалов из нефелиновых шламов путем плавления шихты, включающей окись кремния, окись кальция, окись алюминия, окись железа, окись магния, окись натрия, окись калия, окись серы, окись титана в восстановительной среде, причем перед плавлением в шихту вводят 3 мас.% углерода, и последующего охлаждения силикатной части расплава в режиме "термоудара", отличающийся тем, что шихта дополнительно содержит платину, палладий, золото и серебро, а содержание оксида кремния в шихте доводят до массового отношения SiO2/CaO=1,2 при следующем содержании компонентов, мас.%: - окиси кремния 33; - окиси натрия 1,8; окиси кальция 58; окиси калия 0,4; окиси алюминия 4,5; окиси серы 0,5; окиси железа 4,5; окиси титана 0,3; окиси магния 1,6; окиси Pt; окиси Pd; окиси Au; окиси Ag.

Данный материал не может быть использован при устройстве монолитных свайных опор на слабых грунтах из-за сложности технологических процессов и низких прочностных показателей.

Известна заявка: 5058969/33, 18.08.1992, RU 2039858. «Композиция для устройства автомобильных дорог».

Формула изобретения: композиция для устройства автомобильных дорог, включающая бокситовый шлам и грунт, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит нефтяной гудрон, коксовую пыль, нейтролизованный шлам производства алюмосиликатного цеолитсодержащего катализатора, сульфатные сточные воды отход производства синтетических жирных кислот и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: - нефтяной грунт 8 10; - бокситовый шлам 39 - 57; - коксовая пыль 1,0 - 3,5; - нейтрализованный шлам 3,0 - 4,5; - сульфатные сточные воды 0,3 - 1,2; - грунт остальное.

Однако использование данной смеси для устройства монолитных свай невозможно из-за низких показателей физико-механических свойств материала.

Известен патент RU 2352599 от 28.05.2007г «Композиция для ремонта асфальтобетонных покрытий» в составе минеральных компонентов: высококальциевая зола-уноса ТЭЦ (мас.% - 35) и портландцемент (мас.% - 4), кварцевый песок (мас.% - 35), полимерная добавка (мас.% - 4), нефелиновый шлам (мас.% - 4) и остальное вода.

Использование данного патента для изготовления монолитных свай проблематично в связи с небольшим объемом нефелинового шлама (4%), что не позволит выполнять набор прочности во времени. Показатели прочности образцов из композиции получены при стандартном уплотнении 150 бар.

Известна заявка на изобретение «Сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона» (патент RU 2148050 С04, В38/02, 27.04.2000).

Смесь относится к производству строительных материалов, содержащая зольный компонент, портландцемент и алюминиевая пудра, в качестве зольного компонента содержит золу от сжигания осадков сточных вод городского и коммунального хозяйства с удельной поверхностью 400-600 м2/кг, насыпная плотность 600-800 кг/м3 и содержанием SiO2 - 1,5-2,0% при следующем соотношении компонентов, мас.%: зола - 3 8,4-61,4; портландцемент - 38,4-61,4; алюминиевая пудра - остальное.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является материал «Устройство опор мостов». СТО НОСТРОЙ 2.29.110 - 2013. Москва.2014.65 с. c1, 6, 12-30.

Однако материал из данной смеси обладает высокой прочностью, достигаемой значительным расходом вяжущего - портландцемента, что экономически невыгодно для дорожного строительства. Бетон, изготовленный из данной смеси, обладает значительным водопоглощением и имеет относительно низкую морозостойкость, что ограничивает его использование в дорожных конструкциях.

Известен патент на изобретение RU №2148130 от 2000.04.27 «Способ возведения слоистой монолитной и пустотелый керамический камень для возведения монолитной слоистой стены». Данный способ основан на использовании керамических камней, которые закрепляют на вертикальных стенах бетонной смесью в составе золы, цемента мас.% 25-40 и алюминиевой пудры марки АВ.

Использование керамических камней для закрепления ограждающей стены полигона нецелесообразно с практической и экономической сторон.

Близким предлагаемому нами способу является способ получения материала из смеси нефелинового шлама а.с. СССР №571449, кл. С, 04 В 7/06, 02.12.75 «Вяжущее для закрепления грунта в дорожном и аэродромном строительстве».

По прочностным показателям, включающее, мас.%: - нефелиновый шлам 60-80; - цемент 10-20; гранулированный топливный шлак 10-20. Данная композиция обеспечивает получение прочности материала на сжатие в 28 и 90 суточном возрасте равным соответственно 2.8 Мпа и 5,45 МПа. Смесь относится к производству строительных материалов, содержащий нефелиновый шлам, цемент и гранулированный топливный шлак.

Данная смесь обеспечивает получение прочных свойств за счет высокого давления при уплотнении дорожных слоев в 150-300 бар. Кроме того использование данной смеси в монолитных сваях невозможно из-за крупнозернистости гранулированного топливного шлака.

В нашем предлагаемом способе используют нефелиновый шлам (продукт глиноземного производства) мас.% - 60-90 и природную глину в смеси с портландцементом марки не ниже М400, что позволяет утилизировать значительные объемы отходов местной промышленности.

В качестве ускорения процессов структурообразования в начальном периоде взаимодействия компонентов смеси вводят вяжущее портландцемент.

После внесения в шламо-глинистую смесь портландцемента ее увлажняют до пластичной консистенции и тщательно перемешивают, что обеспечивает доставку ее по трубопроводам в оболочку сваи и дальнейшее нормальное протекание реакций адсорбции и хемосорбции в процессе химического взаимодействия зерен портландцемента с компонентами шлама и глины в процессе структурообразования материала.

Уплотнение смеси с давлением в 12,5 бар обусловлено конструктивными агрегатами буровой машины, которое приводит к сближению центров кристаллизации, увеличение контактов частиц, росту новообразований, реакциям полимеризации и поликонденсации, процессам физической и химической адсорбции и обеспечивает получение нового, прочного и водоустойчивого монолитного материала.

Важным отличием предлагаемого способа является использование значительного объема утилизации нефелинового шлама (продукт глиноземного производства), небольшой расход традиционных вяжущих (портландцемент), обязательное увлажнение смеси до пластичного состояния смеси и простота технологических операций получения материала.

Технический результат – утилизация отходов глиноземного производства Пикалевского комбината Ленинградской области и других предприятий страны, получение бетона высокой марки более В20, обладающего нарастанием прочности в процессе длительного структурообразования за счет медленно твердеющего шлама в дорожно-строительной отрасли.

Смесь строительная и способ ее получения. Для экспериментальной проверки заявленного способа были подготовлены варианты композиционных смесей из вышеуказанных компонентов.

Примеры.

Смеси в составе нефелинового шлама, глины и цемента марки М400 мас.% - 6-10 увлажняли водой 25% при непрерывном перемешивании (1-2 мин) до образования однородного состава и затем из смеси изготовляли образцы диаметром и высотой 3,5 см под давлением 12,5 бар с выдержкой 3 мин.

Результаты сравнительного анализа испытания образцов приведены в таблицах 1 и 2.

Смесь в составе нефелинового шлама, глины (содержание глинистых частиц размером менее 5 мкм более 15%) и портландцемент марки не ниже М400, увлажнение при непрерывном перемешивании (1-2 мин.) до образования однородного состава. Изготовление образцов диаметром и высотой 3,5 см под давлением 12,5 бар.

Способ устройства монолитных свайных опор, включающий приготовление смеси, состоящей из минерального вяжущего - портландцемента марки не ниже М400, пластификатора и воды, заполнение ею оболочки сваи, отличающийся тем, что используют смесь, содержащую в качестве пластификатора - глину с содержанием глинистых частиц размером менее 5 мкм более 15% и дополнительно - нефелиновый шлам, при приготовлении смеси сначала осуществляют смешивание нефелинового шлама, глины и портландцемента марки не ниже М400 с последующим увлажнением водой до пластичной консистенции, повторное перемешивание, а заполнение оболочки сваи осуществляют с уплотнением не ниже 12,5 бар, при следующих соотношениях компонентов, мас.%: нефелиновый шлам 60-90, указанный портландцемент 5-25, указанная глина 5-15.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству, в частности, к возведению одиночных грунтово-конструктивных набивных трубчато-заполненных свай для строительства свайных фундаментов промышленных и гражданских зданий и сооружений.

Изобретение относится к строительству, в частности к технологии изготовления буронабивных свай, и может быть использовано для создания свайных оснований для подземных и наземных многоуровневых зданий и сооружений различного назначения, в том числе, возводимых полузакрытым способом в стесненных условиях.

Изобретение относится к строительству, в частности к технологии изготовления буровых железобетонных колонн, и может быть использовано для создания свайных оснований для подземных и наземных многоуровневых зданий и сооружений различного назначения, в том числе возводимых полузакрытым способом в стесненных условиях.
Изобретение относится к строительству, в частности к способам устройства кольцевых свай под переходы, через водные преграды для автомобильных и ж/д переходов. Способ устройства набивной сваи оболочки включает погружение трубчатого сердечника и трубчатого штампа с образованием кольцевой полости, заполняемой бетоном, с последующим извлечением под вибровоздействием сердечника с одновременным при этом уплотнением грунтовой пробки.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении фундаментов, обладающих высокими прочностными и жесткостными характеристиками, преимущественно основания и фундаментов гидротехнических сооружений.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении буронабивных свай в грунтах с неустойчивой прослойкой. Способ возведения буронабивной сваи в грунте, преимущественно вблизи существующих фундаментов, включает погружение полой обсадной трубы с наконечником в грунт за счет одновременного ее вращения и вдавливания в грунт под внешним осевым усилием, размещение металлического каркаса и заполнение скважины бетоном.

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям свай, и может быть использовано при возведении свайных фундаментов при строительстве зданий и сооружений, и прежде всего - мостовых опор, сооружаемых на слабых грунтах, в первую очередь, на грунтах речных или морских акваторий.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для образования скважин при возведении буронабивных свай. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к фундаментостроению, и может быть использовано при возведении малоэтажных зданий и сооружений на водонасыщенных глинистых основаниях.

Изобретение относится к строительству, в частности к технологии возведения свайного фундамента в вытрамбованных скважинах в неустойчивых, водонасыщенных или насыпных грунтах, и может быть использовано при подготовке оснований и устройстве фундаментов в промышленном, гражданском и жилищном строительстве.

Изобретение относится к строительству, в частности к составам бетонных смесей, и может быть использовано для возведения ограждающих конструкций защитных сооружений.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из высокопрочного бетона в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении сооружений специального назначения.

Настоящее изобретение относится к гидравлическому вяжущему, содержащему, в массовых процентах: от 17 до 55% портландцемента, частицы которого имеют D50 от 2 до 11 мкм; по меньшей мере 5% микрокремнезема; от 36 до 70% минеральной добавки А1, частицы которой имеют D50 от 15 до 150 мкм; где сумма этих процентов составляет от 80 до 100%; сумма процентного содержания цемента и микрокремнезема составляет более 28%; минеральная добавка А1 выбрана из шлаков, пуццолановых добавок или кремнистых добавок, таких как кварц, минеральных добавок кремнистого известняка, добавок известняка, таких как карбонат кальция, или их смесей.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в производстве материалов, изделий, конструкций специального назначения (подземное строительство, строительство гидротехнических сооружений, аэродромов и др.).

Изобретение относится к тампонажным растворам, используемым при цементировании нефтяных и газовых скважин. Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин, содержащий портландцемент, адгезионную добавку, понизитель водоотдачи, пеногаситель и воду, в качестве адгезионной добавки содержит клей Силор-Ультра Т, в качестве понизителя водоотдачи водорастворимый эфир целлюлозы - карбоксиметилцеллюлоза, в качестве пластификатора лигносульфонат, в качестве пеногасителя трибутилфосфат при следующем соотношении компонентов, масс.

Изобретение относится к составам сухих строительных смесей для выравнивания поверхностей бетонных изделий. Технический результат - повышение прочности на растяжение при изгибе, прочности на сжатие, снижение водопоглощения и водопоглощения при капиллярном подсосе.

Сухая строительная смесь и твердофазный состав для ее изготовления относятся к безусадочным водонепроницаемым и морозостойким сухим строительным смесям, используемым для ремонта и защиты строящихся и существующих бетонных, кирпичных, каменных и иных минеральных конструкций.

Изобретение относится к строительству, и в частности к составам самоуплотняющихся бетонных смесей, и может быть использовано для монолитного бетонирования. Самоуплотняющийся бетон содержит цемент, инертный наполнитель разного гранулометрического состава, суперпластификатор, добавки и воду.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве пенобетонов. Сырьевая смесь для изготовления пенобетона включает, мас.%: портландцемент 16,1-33,8, вулканический пепел с максимальной крупностью зерен 1,25 мм 32,2-33,8, пенообразователь ПБ-2000 0,25, базальтовое волокно марки РНБ-9-1200-4с длиной 13 мм, а соотношение длины волокон к диаметру (l/d)=1444, 0,9, негашеную известь 0-16,1, строительный гипс 0-0,9, воду – остальное.

Изобретение относится к области промышленных строительных материалов, и может найти применение при ведении ремонтных работ в зоне переменного уровня воды плотин, каналов, мостов и других гидротехнических сооружений, и касается состава цементно-полимерной бетонной смеси для ремонта гидротехнических сооружений.

Настоящее изобретение относится к гидравлическому вяжущему, содержащему, в массовых процентах: от 17 до 55% портландцемента, частицы которого имеют D50 от 2 до 11 мкм; по меньшей мере 5% микрокремнезема; от 36 до 70% минеральной добавки А1, частицы которой имеют D50 от 15 до 150 мкм; где сумма этих процентов составляет от 80 до 100%; сумма процентного содержания цемента и микрокремнезема составляет более 28%; минеральная добавка А1 выбрана из шлаков, пуццолановых добавок или кремнистых добавок, таких как кварц, минеральных добавок кремнистого известняка, добавок известняка, таких как карбонат кальция, или их смесей.

Изобретение относится к области строительства, в частности к строительным смесям и способам, пригодным для конструктивных элементов автомобильных дорог на участках прохождения болот и слабых переувлажненных грунтах. Способ устройства монолитных свайных опор включает приготовление смеси из нефелинового шлама, пластификатора - глины с содержанием глинистых частиц размером менее 5 мкм более 15 и минерального вяжущего - портландцемента марки не ниже М400 с последующим увлажнением водой до пластичной консистенции, повторное перемешивание, заполнение ею оболочки сваи с уплотнением не ниже 12,5 бар, при следующем соотношении компонентов, мас.: нефелиновый шлам 60-90, указанный портландцемент 5-25, указанная глина 5-15. Технический результат – утилизация продукта глиноземного производства, снижение расхода портландцемента, повышение прочности. 2 табл., 2 пр.

Наверх