Состав для стабилизации грунта



Владельцы патента RU 2717592:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) (RU)

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для стабилизации грунтов верхнего рабочего слоя земляного полотна автомобильных и железных дорог различного назначения, а также для устройства прочных грунтовых слоев основания дорожной одежды при строительстве и ремонте автомобильных и железных дорог. Состав для стабилизации грунта содержит, мас.%: отсев дробления горных пород фракции до 10 мм 68,5-72,5, цеолит фракции 0,5-5 мм, с содержанием клиноптилолита в породе 40-60%, 5-15, портландцемент 6-8, стабилизирующую добавку полимерного типа – продукт полиальдольной конденсации ацетальдегида с добавками электролитов 1,0-10,0, воду – остальное. Технический результат – повышение прочностных характеристик дорожно-строительного материала при меньшем расходе вяжущего. 1 табл., 1 пр.

 

Заявляемое изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для стабилизации грунтов верхнего рабочего слоя земляного полотна автомобильных и железных дорог различного назначения, а также устройства прочных грунтовых слоев основания дорожной одежды при строительстве и ремонте автомобильных и железных дорог.

Известна строительная композиция (Патент РФ №2198857), которая может быть использована для укрепления грунтов оснований автомобильных, железных дорог, для устройства фундаментов жилых и гражданских сооружений и для получения ячеистого бетона. Технический результат - повышение прочности на сжатие, прочности на изгиб, водостойкости и морозостойкости. Строительная композиция включает вяжущее, представляющее собой неполно обожженные отходы горнодобывающих производств и содержащее, по крайней мере, оксиды кальция СаО, магния MgO, кремния SiO2 и железа Fe2O3, и кремнеземсодержащую добавку. В качестве вяжущего содержит отходы бруситового производства, а в качестве кремнеземсодержащей добавки - отходы производства цеолита при следующем соотношении компонентов, мас.%: неполно обожженные отходы бруситового производства 60-80; указанную кремнеземсодержащую добавку 20-40. Недостатком данной строительной композиции относится высокая энергоемкость (температура обжига 950-1000°C) и достаточно сложные дополнительные технологические операции, такие как дробление неполно обожженной породы, трамбовка и т.д.

Известна композиция для стабилизации грунта (Патент РФ №2192517), содержащая в качестве вяжущего 40,0-50,0% доломитовой извести; в качестве адсорбента 25,0-40,0% цеолита; в качестве наполнителя 20,0-24,0% щебня с загрязнителем балласта; в качестве поверхностно-активного вещества 0,3-1,0% фермента-уплотнителя и воду. Недостатком данной композиции является потеря прочностных свойств при эксплуатации, что обусловлено переувлажнением грунта в балластных углублениях и развитием деформаций вследствие сезонных перепадов температур. Введение в композицию до 40,0% цеолита является экономически нецелесообразным и ограничивает возможности ее применения в районах, где отсутствуют месторождения цеолитсодержащих пород.

Известна укрепляющая грунтовая композиция (Патент РФ №2236504), содержащая наполнитель крупной фракции, вяжущее и фермент-уплотнитель, в которой в качестве наполнителя крупной фракции использован щебень, в качестве вяжущего - доломитовая известь и цеолит, в качестве фермента-уплотнителя - ПАВ на основе протеинов и Сахаров, дополнительно содержит наполнитель мелкой фракции - известняковый и бруситовый отсев при следующем соотношении компонентов, мас.%: доломитовая известь в пересчете на CaO+MgO 11,0-12,0; цеолит в пересчете на SiO2 4,0-8,0; щебень 50,0-58,0; известняковый отсев 19,2-20,0; бруситовый отсев 7,2-8,0; фермент-уплотнитель 0,6-2,0. Однако, несмотря на улучшенные физико-механические свойства, данный состав не является оптимальным из-за неоднородности фракционного состава входящих в него отсевов, а также недостаточной несущей способности при вибродинамическом воздействии нагрузки в процессе эксплуатации.

Наиболее близким по техническому решению, принятым за прототип, является состав для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог (Патент РФ №2660969, опубл. 11.07.2018 г., Бюл. №20), содержащий, мас.%: отсев щебеночного производства фр. до 10 мм - 83-87; портландцемент марки не ниже 400 - 6-10; полимерный композит на основе высокомолекулярных поверхностно-активных веществ - 0,4-0,8; воду - 6,2-6,6. Технический результат - получение экономически эффективного морозостойкого дорожно-строительного материала марки по прочности М 100, утилизация отходов щебеночного производства. Недостатком состава для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог, являющегося наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков, является то, что марку по прочности М 100 и марку по морозостойкости F 75 можно получить лишь при введении в состав композита 10 мас. % вяжущего, что является экономически нецелесообразным.

Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении прочностных характеристик дорожно-строительного материала при меньшем расходе вяжущего, а также экономической эффективности строительства.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом составе для стабилизации грунта содержится отсев дробления горных пород; цеолит; минеральное вяжущее - портландцемент; стабилизирующая добавка полимерного типа при следующем соотношении компонентов, мас.%:

отсев дробления горных пород 68,5-72,5

цеолит 5-15

портландцемент 6-8
стабилизирующая добавка полимерного типа 1,0-10,0
вода остальное.

Достижение указанного технического результата обусловлено процессами структурообразования: физической адсорбцией полимера на активных центрах силикатных минералов и цеолита, а также карбонизацией.

Характеристика исходных материалов:

1. Отсев дробления горных пород фр. до 10 мм.

2. Цеолит фракции 0,5-5 мм, содержание клиноптилолита в породе - 40-60%.

3. Минеральное вяжущее - портландцемент с добавками быстротвердеющий по ГОСТ 31108-2016.

4. Стабилизирующая добавка полимерного типа является продуктом полиальдольной конденсации ацетальдегида с добавками электролитов.

5. Вода по ГОСТ 23732-2011.

Разработка состава для стабилизации грунта проводилась в соответствии с ГОСТ 23558-94 путем подбора оптимального количества вяжущего в процентах от массы отсева дробления с учетом его оптимальной влажности.

Пример. В воздушно-сухой отсев дробления горных пород вносили цеолит и вяжущее, смесь перемешивали вручную, увлажняли до оптимальной влажности, вводили стабилизирующую добавку полимерного типа, перемешивали. Из полученной смеси каждого вида изготавливали образцы цилиндры и образцы баночки уплотнением смеси в стальных формах в соответствии с требованиями ГОСТ 23558-94. Прочностные характеристики получены на образцах, подвергнутых полному водонасыщению. Анализ физико-механических характеристик образцов проводили через 28 суток.

Физико-механические характеристики полученных образцов приведены в таблице 1. Показано, что введение в состав дорожно-строительного материала цеолита и стабилизирующей добавки полимерного типа в виде продукта полиальдольной конденсации ацетальдегида с добавками электролитов позволяет получить морозостойкий дорожно-строительный материал с маркой по прочности М 100 при содержании вяжущего 8 мас. %.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый состав для стабилизации грунта позволяет получать морозостойкий дорожно-строительный материал с маркой по прочности М 75 - М 100 при содержании вяжущего 6-8 мас. %, тогда как по прототипу - М 60 - М 75, соответственно. Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности изобретения «новизна». Сравнение заявляемого состава для стабилизации грунта с другими аналогичными техническими решениями в данной области не позволили выявить в них признаки, аналогичные отличительным признакам. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого состава для стабилизации грунта условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет получать экономически эффективный дорожно-строительный материал для устройства верхнего рабочего слоя земляного полотна автомобильных и железных дорог различного назначения, а также устройства прочных грунтовых слоев основания дорожной одежды при строительстве и ремонте автомобильных и железных дорог с маркой по прочности М 75 - М 100 в соответствии с ГОСТ 23558-94.

Состав для стабилизации грунта содержит отсев дробления горных пород, цеолит, минеральное вяжущее – портландцемент, стабилизирующую добавку полимерного типа при следующем соотношении компонентов, мас.%:

отсев дробления горных пород фракции до 10 мм 68,5-72,5
цеолит фракции 0,5-5 мм, с содержанием
клиноптилолита в породе 40-60% 5-15
портландцемент 6-8
стабилизирующая добавка полимерного типа -
продукт полиальдольной конденсации ацетальдегида
с добавками электролитов 1,0-10,0
вода остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства дорог, дорожных покрытий, спортивных площадок и т.п., а в частности к укреплению грунта. Способ подачи связующего вещества для укрепления грунта характеризуется тем, что приводят в действие устройство подачи связующих веществ, измельчают грунт, подают связующие вещества и перемешивают их с грунтом, извлекают устройство подачи связующих веществ из грунта.
Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано при устройстве оснований автомобильных и железных дорог, покрытий автомобильных дорог, а также площадок различного назначения.
Изобретение относится к области строительства, а именно дорожного строительства, и может быть использовано при строительстве дорог, площадок, взлетно-посадочных полос, тротуаров и других объектов транспортной инфраструктуры.

Группа изобретений относится к области строительства, а именно к способам закрепления грунтов и веществам, которые могут быть использованы для закрепления грунтов.
Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к способу укрепления слабых донных грунтов при формировании подводных оснований. Способ укрепления слабого донного грунта в условиях ледового покрытия акватории включает формирование грунтоцементного свайного массива методом струйной цементации с использованием технологического оборудования.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам инъекционного закрепления грунтов, например валунно-галечниковых, с незаполненными пустотами и скоростью фильтрационного потока в них более 2400 м/сут.

Изобретение относится к способу упрочнения гидрозакладочного массива и может быть использовано при добыче минерального сырья при отработке устойчивых руд камерными системами с гидрозакладкой выработанного пространства.

Изобретение относится к дорожному и аэродромному строительству и может быть использовано для стабилизации и укрепления грунтов при реконструкциях, ремонтах, для устройства дополнительных слоев оснований, оснований и покрытий со слоем износа всех типов дорожных одежд для районов со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца до -30°C.

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для укрепления грунтов оснований дорог и фундаментов, жилых и гражданских сооружений в условиях переувлажнения и пучинообразования, для получения грунтобетона, пригодного для домостроения.

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для стабилизации грунтов при создании оснований автомобильных и железных дорог, вертолетных площадок, взлетно-посадочных полос, площадок различного назначения, а так же дорожек в парках и садах.

Изобретение относится к области строительства дорог, дорожных покрытий, спортивных площадок и т.п., а в частности к укреплению грунта. Способ подачи связующего вещества для укрепления грунта характеризуется тем, что приводят в действие устройство подачи связующих веществ, измельчают грунт, подают связующие вещества и перемешивают их с грунтом, извлекают устройство подачи связующих веществ из грунта.

Изобретение относится к дорожному и транспортному строительству и может быть использовано при строительстве автомобильных дорог и элементов улично-дорожной сети.

Изобретение относится к способам окрашивания поверхности зернистых материалов. Предложен способ окрашивания зернистого материала, включающий обработку зернистого материала и окрашивание перемешиванием во вращающемся смесителе, согласно изобретению обработка зернистого материала осуществляется композитным вяжущим, состоящим из дистиллированной воды нормальной температуры, порошкообразного аддукта переработки лигнина и известьсодержащего порошкообразного отхода.

Изобретение относится к системам защиты грунтовых оснований дорожных конструкций для обеспечения надежности и безопасности при сейсмических воздействиях и мерзлых грунтах.

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для стабилизации грунтов при создании оснований автомобильных и железных дорог. Технический результат: повышение механической прочности, морозостойкости, пластичности дорожного основания.

Изобретение относится к области строительства инженерных сооружений, в частности к устройству кольцевой насыпи ограждения высотой до 30 м на полигоне утилизации золы от сжигания осадков сточных вод.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении земляного полотна железных, автомобильных дорог и взлетно-посадочных полос аэродромов в районах вечной мерзлоты, характеризующихся глубоким сезонным промерзанием грунтов и высоким уровнем залегания грунтовых вод.

Изобретение относится к способу укрепления подвижных песков при строительстве автомобильных дорог в пустынях, а также может быть использовано при укреплении песка вокруг оснований опор линий электропередач и магистральных трубопроводов.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении фундаментов зданий на слабых грунтах и подпорных стен. Плоская податливая георешетка включает расположенные взаимно перпендикулярно и скрепленные друг с другом гибкие ленты или пряди высокопрочного материала.

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к способу возведения дорожной одежды, и может использоваться на дорогах сельскохозяйственного назначения с малой интенсивностью движения в засушливых регионах России.

Изобретение относится к способам и устройствам для производства работ в дорожном строительстве, в частности к способам осушения грунтов с повышенной влажностью негашеной известью.

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для стабилизации грунтов верхнего рабочего слоя земляного полотна автомобильных и железных дорог различного назначения, а также для устройства прочных грунтовых слоев основания дорожной одежды при строительстве и ремонте автомобильных и железных дорог. Состав для стабилизации грунта содержит, мас.: отсев дробления горных пород фракции до 10 мм 68,5-72,5, цеолит фракции 0,5-5 мм, с содержанием клиноптилолита в породе 40-60, 5-15, портландцемент 6-8, стабилизирующую добавку полимерного типа – продукт полиальдольной конденсации ацетальдегида с добавками электролитов 1,0-10,0, воду – остальное. Технический результат – повышение прочностных характеристик дорожно-строительного материала при меньшем расходе вяжущего. 1 табл., 1 пр.

Наверх