NO152222B - Elektrolyseapparat - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for stabilisering av jord.

Denne oppfinnelse angår stabilisering av jordbunn eller jord, og spesielt en fremgangsmåte for fremstilling av kompakte, mot vann motstandsdyktige masser som har stor styrke, ved å gå ut fra i naturen forekommende jord.

Før fremkomsten av den foreliggende oppfinnelse er det blitt anvendt mange slags materialer som tilblanding til jord for å stabilisere, dvs. øke og/eller vedlikeholde en jord-bunns lastbærende styrke uten for stor volum-forandring under vekslende forhold av såvel fuktighetsinnhold som temperatur. Blant slike tilsetningsmaterialer, som er blitt benyttet med noe hell, kan nevnes portlandsement, kalk, kalk pluss flygeaske, forskjellige har-pikser, og fosforsyre. Men alle de hittil kjente jordstabiliseringssystemer har visse ulemper,

f. eks. høye omkostninger, langvarig mod-nings- eller herdningsperiode, at de er vanske-lige å utføre, og bare kan benyttes for visse typer av jord.

Den foreliggende oppfinnelse skaffer en ny jordstabiliseringsmetode som er økonomisk brukbar for praktisk talt alle typer av jord og jordlignende materialer.

Ved bruk av oppfinnelsen stabiliseres jord hurtig til en akseptabel grad av motstandsevne mot fuktighet og styrkegrad.

Ved hjelp av oppfinnelsen kan man i tilstrekkelig grad stabilisere også jordtyper som har et prosentvis høyt innhold av meget finkornete materialer som f.eks. slam og leire.

Ved bruk av oppfinnelsen kan man stabilisere jordbunn in situ, slik at denne kan benyttes som fundament, bunnsikringslag eller bærelag i veier, parkeringsplasser, kjørebaner og lignende.

Videre kan man i henhold til oppfinnelsen fremstille, med jord som utgangsmateriale, formede gjenstander, deriblant byggestener og paneler, som har særdeles fordelaktige egenskaper.

Oppfinnelsen belyses nærmere ved den føl-gende detaljerte beskrivelse.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, for stabilisering av jordbunn eller jord så det fås en kompakt, mot vann motstandsdyktig meget sterk masse består i korthet deri at jorden, før den komprimeres, tilsettes et stabiliseringsmiddel som inneholder fra ca. 0,1 til ca. 5,0 vektprosent, fortrinsvis ca. 0,5—ca. 2,0 vektprosent, av et i vann uoppløselig, men i alkali oppløselig protein, f. eks. kasein, eller av et vannoppløseliggjort skleroprotein, f. eks. lim eller gelatin, eller blandinger derav, samt fra ca. 1 til ca. 20 vektprosent, fortrinsvis 2—5 vektprosent av et alkalisk materiale bestå-ende av et jordalkalimetallhydroksyd, f. eks. hydratisert kalk, et jordalkalimetalloksyd, f.eks. kalsiumoksyd, portlandsement eller av en blanding av hvilke som helst av disse materialer med egnet kornstørrelse (alle vektprosenter er beregnet på tørrvekten av jorden) hvor vektforholdet mellom det alkaliske materiale og proteinet skal være minst 1:1, fortrinsvis minst 2:1. Fuktighetsinnhol-det i blandingen til all jorden (inklusive den som ikke går gjennom sikt nr. 10) og den stabiliserende tilsetning, reguleres til omkring optimum. Deretter blir blandingen komprimert. Stabiliseringsprosessen skal utføres ved en temperatur på ikke under ca. 4°C. Fortrinsvis har tilsetningsblandingen en temperatur av minst 4°C og den omgivende atmosfære en temperatur på minst 10 °C. Den resulterende stabiliserte jord har en større tidlig-styrke og en langt større motstandsevne mot vann, enn det er mulig å oppnå ved å benytte ekvivalente eller større mengder av det alkaliske materiale alene.

Hvis man anvender portlandsement for å stabilisere grovkornet sand eller grusholdig

•jord er det naturligvis mulig, ved å tilsette tilstrekkelig meget sement, å få en mot vann motstandsdyktig, meget sterk og varig hold-bar masse, som nesten er ekvivalent med vanlig betong, men hvis det benyttes et protein i tillegg til portlandsement — slik som den foreliggende oppfinnelse foreskriver, kreves det langt mindre av portlandsement for å oppnå ekvivalente egenskaper, spesielt motstandsevne mot vann. Dessuten vil jord som er blitt stabilisert med en kombinasjon av portlandsement og et protein ikke sprekke i løpet av lang brukstid, mens jord som er blitt stabilisert med portlandsement alene har tilbøyelig-het til sprekkdannelser. Hva angår stabilisering

ved anvendelse av kalk eller kalk-flygeaske, som er det mest alminnelig benyttede for finkornete jordtyper, dvs. slike som inneholder store proporsjoner av slam og/eller leire, kan en lignende nedsettelse av mengden av kalk eller av kalk pluss flygeaske skje hvis det anvendes protein i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Enn videre blir, og dette er av endog større betydning, høy tidlig-styrke oppnådd hvis protein benyttes sammen med kalk, mens jord som på før kjent måte er blitt stabilisert med kalk eller kalk-flygeaske er

kjennetegnet ved en meget lav tidlig-styrke. Ved bruk av den foreliggende oppfinnelse oppnår man i løpet av noen få timer eller dager resultater som bare kan oppnås i løpet av flere måneder, når det brukes kalk alene. Videre har de før kjente jordstabiliseringssystemer aldri vist seg helt tilfredsstillende for jord som inneholder vesentlige mengder av meget plastiske og/eller ekspanderende leire-arter, mens stabiliseringsmidler i henhold til den foreliggende oppfinnelse virker fullstendig tilfredsstillende for alle slike jordtyper. Det er derfor klart, at den foreliggende oppfinnelse betegner en grunnleggende forbedring av jordstabilisering under anvendelse av kalk, kalk-flygeaske, eller portlandsement.

Jordbunn eller jordmasser som er blitt stabilisert i henhold til denne oppfinnelse har mange gode anvendelsesmuligheter i praksis. Noen av disse anvendelser blir beskrevet de-taljert i det følgende, deriblant bruk som byggestener, -blokker- og -paneler, som fundamenter, bunnsikringslag og bærelag for veier osv. Den stabiliserte jord kan også benyttes i dammer o. 1. eller i underjordiske led-ninger, f. eks. kloakkledninger som pillarer både under vann og under jord i akvadukter samt for mange andre formål.

Blant proteiner som kan anvendes i henhold til oppfinnelsen kan nevnes de i vann uopp-løselige, men i alkali oppløselige proteiner, samt vannoppløseliggjorte skleroproteiner. Som eksempler på i vann uoppløselige, men i alkali oppløselige proteiner kan nevnes glute-linene, f.eks. glutenin og prolaminene som f.eks. zein, gliadin, hordein og bynin blant de enkle proteiner, og fosforproteiner som f.eks. kasein blant de konjugerte proteiner. Gelatin og lim, som er fått ved å opphete kollagen i vann, er blant de vanligste eksempler på i vann oppløseliggjorte skleroproteiner. Proteiner som er fått fra vegetabilier (dvs. plante-proteiner) som f.eks. gluten (en blanding av glutenin og gliadin fra hvete), soyabønnepro-tein (glycinin — som kan fås teknisk i enten beta- eller delta-form) osv., kan benyttes.

Om enn lesket kalk (Ca(OH)2) er det fore-trukne alkaliske materiale kan man også an-/ende jordalkalimetalloksyder eller andre jord-ilkalihydroksyder, eksempelvis bariumhydr-□ksyd, kalsiumoksyd eller bariumoksyd. Ge-nerelt kan det for oppfinnelsen anvendes en hvilken som helst portlandsementtype, deriblant typene I, II, III, IV og V i henhold til A.S.T.M. C 150—47. Det foretrekkes typen III, som gir høy tidlig-styrke. Jordalkalimetallok-sydene, — hydroksydene eller portlandsement kan anvendes som det eneste alkaliske materiale i stabiliseringsmidlet, eller de kan benyttes i blanding med hverandre.

Når jorden som skal stabiliseres i henhold

til oppfinnelsen ikke inneholder jernoksyder, f. eks. sandholdig jord, foretrekkes det, at det forefinnes fra ca. 0,5—3,0 vektprosent ferrioksyd i tilsetningsblandingen, beregnet på tørrvekten av jorden som går gjennom sikt nr. 10. Det således anvendte ferrioksyd akse-lererer stabiliseringen, og den stabiliserte jordmasse har en større motstandsevne mot vann enn hvis ferrioksyd ikke er til stede.

Det optimale fuktighetsinnhold i blandingen av jord og tilsetningsmaterialene blir hen-siktsmessig og fortrinsvis bestemt ved at man tilføyer 2 ■% til det optimale fuktighetsinnhold i jorden alene, uttrykt som vektprosent av tørr jord; hvis f. eks. jordens optimale fuktighetsinnhold er 17,0 % av vekten av den tørre jord, blir, for denne oppfinnelses formål, det optimale fuktighetsinnhold i blandingen. 19,0 % av vekten av den tørre jordvekt i blandingen. Videre foretrekkes det, at mengden av fuktighet i blandingen overskrider optimum med ca. 5 % av optimumet, og dette resultat oppnås tilnærmet ved tilsetning av de 2 % til optimumet for jorden alene. Blandingens fuktighetsinnhold kan overskride optimum med opp til ca. 10 % av optimum. Det optimale fuktighetsinnhold i et jord- eller jordlignende materiale er den mengde vann, som satt til materialet i tørr tilstand av dette, muliggjør komprimering av materialet til det minst mulige volum.

Det foretrekkes, men er ikke av avgjørende betydning, at bestanddelene av den stabiliserende tilsetning blandes før den tilsettes. Den stabiliserende tilsetning kan lagres i lange tidsrom hvis det ikke er for meget fuktighet til stede, og kan deretter transporteres i tørr tilstand. Den stabiliserende tilsetning tilbere-des ved at man blander sammen fra ca. 2 til ca. 50 vektprosent av protein og fra ca. 50 til 98 vektprosent av det alkaliske materiale, alle vektprosenter beregnet på den samlede vekt av den stabiliserende tilsetning. Eventuelt kan andre stoffer tilsettes til det stabiliserende middel. Eksempelvis kan opp til ca. 75 vektprosent av det alkaliske materiale erstattes med ferrioksyd, forutsatt at vektforholdet mellom alkalisk materiale og protein vedlikehol-des over 1:1. Fyllstoffer, f.eks. sagflis i en mengde av opp til 10 vektprosent av tilset-ningsmidlet eller asbest i en mengde av opp til 20 vektprosent, kan også tilsettes til til-setningsmidlet eller til blandingen av dette og jord.

Flygeaske kan inkluderes i stabiliseringsmidlet i mengder på opp til 75 vektprosent av dette. Men forholdet mellom alkalisk materiale og protein må fremdeles være minst 1:1. Flygeaske kan også inkorporeres for seg i jorden som skal stabiliseres. Hva enten flyge-asken benyttes som andel av stabiliserings-tilsetningen eller tilsettes for seg, kan den benyttes i mengder på opp til ca. 5 vektprosent beregnet på tørrvekten av den jord som går gjennom sikt nr. 10.

På det tidspunkt da det tilberedte stabiliseringsmiddel skal nyttes blir det blandet med jorden eller med en kombinasjon av jordtyper og vann i tilstrekkelig mengde til at man oppnår den ønskede, helle-, forme-, kom-primerings- eller ekstruderingskonsistens. Den tilstedeværende vannmengde er fortrinsvis omtrent lik optimum for blandingen jord og tilsetning, som foran angitt. Mengden av stabiliserende tilsetning som anvendes vil i høy grad avhenge av egenskapene hos den jord som skal stabiliseres, og kan variere fra ca. 0,5 % til ca. 10 % beregnet på tørrvekten av den jord som går gjennom sikt nr. 10. Tilfredsstillende resultater fås som regel ved å bruke ca. 4—8 vektprosent, fortrinsvis ca. 5 vektprosent stabiliseringstilsetning. Mengden av tilsetning skal være slik at det tilsettes minst

0,1 vektprosent protein, beregnet på tørrvek-ten av den jord som går gjennom sikt nr. 10.

I en utførelsesform kan det foran beskrevne stabiliseringsmiddel nyttes ved fremstilling av byggestener, -blokker eller -paneler av høy kvalitet. I den senere tid har omkostningene ved byggematerialer og arbeide ved bygging av boliger for mennesker med lav eller mid-lere inntekt tvunget byggerne til å benytte mindreverdige materialer. Hjem som er blitt bygget under disse forhold er derfor ofte lite pene og krever betydelig vedlikehold. Ved å benytte det nye stabiliseringsmiddel i henhold til oppfinnelsen er det mulig å fremstille byggesten og lignende av jord som finnes på eller nær ved byggeplassen, og under anvendelse av vanlig maskineri for fremstilling av byggestener eller -blokker, hvis så ønskes. Jorden stabiliseres i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvoretter blandingen formes til sten, blokker eller paneler og luft-tørkes. De resulterende formede masser har et naturlig, pent utseende, og har stor styrke, stor motstandsevne mot vann og eksepsjonelt lav varmeledningsevne. Et hus som er bygget

av slike stener, blokker eller paneler krever

ingen isolering, ekstra sikring mot inntreng-ning av vann eller paneling. Gips eller maling kan anbringes direkte på veggenes innerside, hvis dette måtte ønskes. Men i mange tilfeller vil man la stenen beholde sitt naturlige, pene utseende i udekket tilstand.

Ved fabrikasjon av byggesten, -blokker eller paneler i henhold til oppfinnelsen kan det tørre stabiliseringsmiddel bli blandet med jorden før vann tilsettes. Selv om enhver jordtype kan benyttes får man dog de beste resultater når ikke over 50 og fortrinsvis ca. 20— 35 vektprosent av den anvendte jord består av leire eller annet finkornet materiale, f. eks. slam, og når minst 50, fortrinsvis ca. 70 vektprosent av jorden er sand, av hvilken minst 80 <% passerer gjennom sikt nr. 10.

Det er også blitt funnet, at tilsetning av ca. 0,5—3 vektprosent ferrioksyd til stabiliseringsmidlet, beregnet på tørrvekten av den jord som går gjennom sikt nr. 10, vil resultere i øket styrke og motstand mot vanninntreng-ning hos den resulterende byggesten, spesielt hvis jorden selv har mangel på innhold av jernoksyd, f. eks. hvis jorden inneholder en stor prosent sand. Videre har det vist seg at stenens herdning påskyndes meget ved tilste-deværelse av ferrioksyd, dvs. at ferrioksydet virker som katalysator som påskynder den kjemiske reaksjon mellom stabilisatormate-rialets bestanddeler og jorden. Videre har det vist seg at når ferrioksyd er inkorporert i den stabiliserte jordblanding blir stenene stadig sterkere og mere motstandsdyktige mot vann-i løpet av en periode på år.

For fremstilling av byggestener, -blokker eller -paneler bør den mengde stabiliseringsmiddel som skal anvendes bestemmes ved å blande en liten mengde av midlet med en prøve av jorden. Vann tilsettes så man får den ønskede konsistens, og etter tørking av blandingen foretas en bestemmelse av den komprimerte blandingsmotstandsevne mot inn-trengning av vann ved kapillær vannabsorp-sjon. Denne test kan utføres ved at den kombinerte blanding formes under standard be-tingelser til passende form og, etter tørking, stilles slik at den nedre flate står i stadig berøring med en med vann mettet porøs flate, i overensstemmelse med Uniform Building Code Standards og/eller American Society for Testing Materials Standards forskrifter. Deretter måles vannabsorpsjonen, for å finne ut hvorvidt tilstrekkelig av stabiliserende middel er blitt tilsatt.

Byggestener eller -blokker kan formes ved ekstrudering av blandingen av jord, stabiliseringsmiddel og vann, eller ved en vanlig formemetode. Hvis den sistnevnte metode benyttes må blandingen ha en slik konsistens at stenen eller blokken kan tas ut av formen straks etter at formen er blitt fylt og mate-rialoverflaten blitt avstrøket. Stenene eller blokkene kan også formes ved en stampe-metode, eller en monolittisk vegg kan stam-pes mellom fjernbare formdeler, hvis man nedsetter blandingens fuktighetsinnhold så meget at den får en konsistens som egner seg for stamping. I alle slike støpe- eller forme-operasjoner er blandingens innhold av fuktighet på omtrent optimum eller litt i overskudd over optimum, for å ha de ønskede formeegen-skaper. Den formede gjenstand blir deretter ovnstørket ved moderat temperatur, f. eks. ved under 93°C, eller den får tørke i luften.

Det er å foretrekke at blandingen av jord, stabiliseringsmiddel og vann har en temperatur på minst ca. 4°C når stenene formes, og den omgivende lufts temperatur bør fortrinsvis ikke være lavere enn ca. 10 °C under herd-ningsprosessen.

Oppfinnelsen belyses ved de følgende eksempler. Eksemplene 1-3, i hvilke alle deler og prosenter er angitt etter vekt, belyser fremstilling av byggestener eller -blokker i henhold til oppfinnelsen.

Eksempel 1.

En blanding av 15 deler kasein, 20 deler portlandsement og 20 deler hydratisert kalk ble blandet med 1000 tørrvektdeler sand fra Shenandoah-elven. Til denne blanding ble det satt 80 deler vann. Etter grundig blanding, inntil komprimeringskonsistens var oppnådd, ble materialet innført i en Dunbrick-maskin og formet til stener. Disse ble tatt ut av ma-skinen, plasert på hyller og lufttørket. Ingen varme ble tilført. De resulterende stener hadde meget lav varmeledningsevne, stor trykkfasthet og var meget motstandsdyktige mot opptaking av vann.

Eksempel 2.

En kombinasjon av finkornet, plastisk leirjord, som for 100 %'s vedkommende går gjennom en sikt nr. 40 (0,42 mm siktåpning) og sand som for 100 %'s vedkommende går gjennom en sikt nr. 10, i et mengdeforhold av 30 deler leire og 70 deler sand, ble blandet grundig med 2 % kasein, 1 % portlandsement, 2 % hydratisert kalk, 3 % ferrioksyd og 14 % vann, alle prosenter beregnet på den samlede tørrvekt og leiret og sandet, hvorved man fikk en masse som hadde en for komprimering egnet konsistens. Denne masse ble formet til 10 X 20 X 40 cm blokker ved vanlige støpeformmetoder. Det behøvdes ingen spe-siell innstilling eller kontroll av den anvendte standard blokkfremstillingsmaskin. De resulterende blokker ble herdnet i tørr luft, uten

tilføring av varme. Blokkene var egnet for

oppmuring av bærende veggkonstruksjoner,

hadde både pen farge og tekstur og hadde stor

trykkfasthet. En vegg som er fremstilt av

disse blokker og av vanntett mørtel krever ingen ytterligere behandling. Blokkene i veggen blir sterkere og mere motstandsdyktige mot vannoppsugning ettersom årene går, og dette uten å krympe. En blokk som ble tatt ut av veggen etter flere måneders forløp mot-stod i 5 timer påvirkning fra kokende vann, uten skadelige virkninger.

Eksempel 3.

Til en jordprøve som inneholdt en kombinasjon av 30 tørrvektprosent jord som hadde klassifiseringen A-4 (8) (American Associa-tion of State Highway Officials (AASHO) Designation: M145-49, The Classification of Soils and Soil-Aggregate Mixtures for Highway Construction Purposes) og 70 tørrvekt-prosent sand av hvilken 100'% gikk gjennom sikt nr. 10, ble det tilsatt, beregnet på total-tørrvekten av den kombinerte jordprøve, 2 % kasein, 1 \% portlandsement og 2 % kalk. Deretter ble det tilsatt så meget vann at massen fikk formekonsistens og den ble grundig om-rørt. Byggestener ble formet av denne masse ved vanlig teknikk. De formede stener ble lufttørket ved romtemperatur. De resulterende stener hadde naturutseende, stor trykkfasthet og var meget motstandsdyktige mot absorpsjon av vann, <p>g hadde usedvanlige isolerende egenskaper. Dessuten var disse stener meget motstandsdyktige mot sjokk ved siagpåvirk-ning.

I henhold til en annen utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse kan mot vann resistente masser fremstilles av jord som er blitt stabilisert ved hjelp av oppfinnelsen, hvorved det kan fås egnet fundament, bunnsikringslag resp. bærelag for landeveier, rulle-baner på flyplasser eller andre dekkede flater. Det er vel kjent at en oppbygning ikke er varigere enn det fundament den er bygget opp på. Det er derfor vanlig ved bygging av bilveier, gater og andre brolagte arealer å tran-sportere grus og annet bæremateriale til bygge-stedet. Alt etter som prosenten av finkornet leire og slam tiltar desto vanskeligere blir det å erholde tilfredsstillende fundamenter for bilveier uten å benytte svært tykke lag av grovt bæremateriale. For å være egnet som bære-lagsmateriale, som bunnsikringslag eller som fundamentmateriale må massen kunne fra-støte overflatevann som skriver seg fra regn eller smeltende sne, samt fra kapillært oppsti-gende og til siden strømmende vann, og disse foreteelser må ikke bli alvorlig påvirket av vekslende frysing og av opptøing ved høyere sommertemperatur. Enn videre må disse over-flatematerialer få stor trykkfasthet i løpet av noen få dager, og denne trykkfasthet tilta etter som tiden skrider frem. Ved å anvende oppfinnelsen kan jordsmonn på bruksstedet nyttes, når jorden stabiliseres i henhold til den ovenfor beskrevne fremgangsmåte. Jorden blir bare fjernet fra sitt naturleie, f. eks. ved en skrapemetode, blir blandet med stabiliseringsmiddel og vann, og den resulterende blanding føres tilbake, med passende dybde, f. eks. lag av tykkelse på 7,5—15 cm, hvoretter blandingen komprimeres, f. eks. ved å valses. Det foretrekkes at jord som skal stabiliseres, bortsett fra stener og grus, blir pulverisert inntil minst 80 % går gjennom en sikt med 1 cm<2> siktåpninger, og de største individuelle partikler i materialet som skal stabiliseres ikke har en større diameter enn 35 % av dybden av det endelige lag. Vann-mengden i blandingen bør, hvis nødvendig, reguleres til omtrent optimum eller til litt over optimum. Fortrinsvis blir, som nevnt ovenfor, blandingens optimale fuktighetsinnhold beregnet ved at man til optimumsinnholdet av fuktighet i den tørre jord, som skal stabiliseres, tilføyer 2 %, beregnet på jordens tørr-vekt. Komprimeringsgraden skal være slik at det oppnås omtrent 95 % maksimal tetthet, bestemt i henhold til AASHO T99-57. Det således fremstilte bærelag får i løpet av noen få dager en stor trykkfasthet, som tiltar med alderen. Bærelaget vil ikke sprekke eller avta i styrke ved herdning eller ved tap av fuktighet til under optimum, det skades ikke ved absorbsjon av fuktighet, og volumet forandrer seg ikke mere enn 1 %. Hvis den stabiliserte jords fuktighetsinnhold synker til under optimum, hvilket lett kan skje i golde områder, vil jorden allikevel bibeholde minst den samme styrke, som den før hadde. Når den senere kommer i kontakt med fuktighet vil jorden ta opp vann til optimalt innhold, og vil fremdeles ha den samme store styrke som den hadde før uttørking. Denne beskrevne behandling er ef-fektiv for alle slags klassifiserte jordarter fra A-la til A-7-6 (AASHO) betegnelse: M145-49. Dette gjør det mulig å benytte materialer som

hittil har vært uanvendbare for bærelagskon-struksjoner.

Etter at fundamentet, bunnsikringslaget eller bærelaget er blitt tilberedt kan det dekkes med betong, asfalt eller annet overflate-belegg, ved hjelp av vanlige metoder.

Hvis jorden som skal stabiliseres er finkornet og meget plastisk, f. eks. inneholder mere enn ca. 80 % leire som vil gå gjennom en sikt nr. 200 (0,074 mm siktåpning), er det fordelaktig hvis man på forhånd forbehandler jorden før stabiliseringsprosessen i henhold til oppfinnelsen foretas. Sådan forbehandling kan skje på forskjellige måter — (1) hvor opp til ca. 75 vektprosent alkalimateriale, fortrinsvis kalkhydrat, er på forhånd blitt blandet med jorden, og (2) hvor opp til y2 vektprosent av det samlede tilsetningsmateriale er blitt blandet med jorden på forhånd, eller (3) hvor jorden på forhånd har fått en tilblanding av ca. 2—8 vektprosent hydratisert kalk, beregnet på tørrjordvekten, i tillegg til den mengde som blir anvendt i tilsetningsmaterialet. Ingen av disse forbehandlinger krever noen komprimering. En tredje, alterna-tiv forbehandling med en ekstra mengde hydratisert kalk foretrekkes hvis jorden består praktisk talt bare av leire, som går gjennom en sikt nr. 200, og hvis leiren er av den ekspanderende type, som vanlig kjennetegnes ved en plastisitetsindeks (AASHO T91-54) på ca. 35 eller høyere.

Det er også mulig å behandle jorden in situ, som under-overflate-materiale. I dette tilfelle blir et lag på ca. 7,5—15 cm av det på plass liggende materiale, som er blitt pulverisert ved hjelp av en skivehammer, tilført fortrinsvis ca. 5 % stabiliseringsmiddel, beregnet på tørrvekten av den del av jorden som går gjennom en sikt nr. 10, og det tilsettes, hvis nødvendig, vann i slik mengde at optimalt fuktighetsinnhold oppnås. Deretter blir massen komprimert ved hjelp av en valse. Til-føring av fra 1,1 til 2,2 liter bitumen pr. m<2 >samt en lett påføring av små stenfliser eller sand gir et fullstendig tilfredsstillende slite-lag for lett trafikk.

De foran beskrevne fremgangsmåter kan også anvendes for å fremstille overflater for lett trafikerte bilveier, spaserstier, kutråkk osv., uten anvendelse av noe annet overflate-dekkmateriale. Det følgende eksempel belyser dette.

Eksempel Jf.

En leirjord fra Jefferson Country, West Virginia, ble anvendt ved bygging av en inn-gangsvei til et forretningsområde. En seksjon av denne jord ble tatt bort fra sitt naturleie, ble blandet med et bindende stabiliseringsmiddel som inneholdt 1 % tørrvekt kasein, 4 % tørrvekt kalsiumhy dr oksyd, og tilstrekkelig meget vann til at blandingen fikk hellbar konsistens. Blandingen ble helt ut på bruksstedet i et lag hvis tykkelse var ca. 7,5 cm. Laget ble ikke komprimert for å fjerne overskudd av vann, og det ble ikke beskyttet mot atmosfæriliene.

Etter seks måneders utsettelse for værlig og kraftig påvirkning, deriblant et usedvanlig kraftig regnfall, forble den behandlede seksjon hård og fast, og hadde det samme gene-relle utseende som ved begynnelsen av test-forsøket, mens det omgivende område av ubehandlet jord var myknet til søle, som ga dype hjulspor i trafikken, og i våt tilstand ble altfor bløt for trafikk.

Eksempler 5— 19.

De følgende eksempler belyser stabilisering av mange forskjellige slags jordtyper ved hjelp av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Tabell I angir klassifiseringen (AASHO Designation: M145-49, klassifiseringen av jord og jordaggregatblandinger for bilveier, som utgjør en del av «Report of Com-mittee of Classification of Materials for Sub-grades and Granular Type Roads», offentlig-gjort i «Proceedings of the 25th Annual Meet-ing, Highway Research Board, 1945) — av jorden i hvert eksempel stabiliserte jord, og angir enn videre mengden av anvendt stabiliserende tilsetning (beregnet på vektmengden av jord som går gjennom sikt nr. 10), samt vektmengden — beregnet på den samlede vekt av stabiliserende tilsetning — av hver enkelt av bestanddelene i tilsetningsmaterialet. Disse eksempler gir en grunnleggende og anbefalt indikering for stabilisering av jordarter av forskjellige typer, og en jordtype som er blitt stabilisert på denne måte er særlig godt egnet som bunnsikringslag, fundament eller bærelag for veier som skal tåle tung trafikk.

Til hver prøve ble det tilsatt tilstrekkelig meget vann til å gi 2 vektprosent over det optimale fuktighetsinnhold i jorden som ble

stabilisert. Overflater ble skaffet ved å an-bringe et lag av den resulterende blanding på jordgrunnen og komprimere laget til minst

95\% maksimal tetthet. I eksemplene 5—11 ble de stabiliserte masser anvendt som under-lag for betongveidekker, dvs. at de stabiliserte flater hver ble overdekket med et be-tonglag. I eksemplene 12—19 ble de stabiliserte flater ikke dekket med noe annet be-leggmateriale. Alle de i disse eksempler erholdte flater og underflater oppsuget ikke fuktighet, fikk i løpet av få timer stor trykkfasthet, som tiltok med alderen, og ble ikke skadet ved å utsettes for vekslende frysing og opptøing, eller for meget høye temperaturer.

Eksempler 20— 2Jf.

I hvert av disse eksempler ble fremgangsmåten i eks. 16 gjentatt, bare med den eneste forskjell at kaseinet ble erstattet med en lik mengde (dvs. 13 vektprosent beregnet på til-setningsmidlets totale vekt) av følgende proteiner :

Det ble i de resulterende overflater oppnådd resultater som var ekvivalente med de som ble erholdt i eksemplene 5—19.

De følgende eksempler 25—27, hvor alle angitte deler og prosenter er angitt som vekt-sådanne, belyser stabilisering av jord som kan anvendes ved veibygging.

Eksempel 25.

En blanding av 3% deler kasein, 3% deler portlandsement og 13 V2 del hydratisert kalk ble blandet med 400 deler leire fra Keyport. Til denne tørre blanding ble det deretter tilsatt 84 deler vann, og blandingen ble grundig omrørt. Denne blanding av jord og stabiliseringstilsetning ble deretter presset i fire 2,5 centimeters trinn, slik at man fikk en 5 X 10 cm sylinder, ved AASHO T99-57 Method A. Hvert trinn ble komprimert ved hjelp av 12 slag fra hammeren. Etter uttaking fra formen ble sylinderen anbragt i et rom som hadde 1001% relativ fuktighet, og ble holdt i dette rom i 5 dager, for å hindre tørking. Deretter ble sylinderen tatt ut av rommet og ble holdt under vann i 2 dager. Straks etter uttakingen fra tanken ble sylinderen testet med hensyn til trykkfasthet uten begrensninger (trykkprøve med jordvalse). Den oppnådde styrke var 7,6 kg/cm<2>, plastisitetsindeksen var betydelig nedsatt, og fuktighetsabsorpsjonen fra komprimeringstidspunktet var 0,5%. En tilsvarende sylinder av ubehandlet jord ble fremstilt og testet på den ovennevnte måte. Denne sylinder delte seg opp i småstykker når den ble dyppet i vann.

, Eksempel 26.

Det ble fremstilt en jordprøve ved at 400 deler Cecil-leire ble blandet grundig med 3 Vis deler kasein, 3% deler portlandsement og 13% deler rent kalkhydrat. Til denne blanding ble det tilsatt 84 deler vann, og det hele ble grundig omrørt, så man fikk en oppslem-ming. Denne ble deretter komprimert til 5 X 10 cm sylindere i fire 2,5 cm trinn, i henhold til AASHO T99-57, Method A. Hvert trinn ble komprimert ved 12 slag av hammeren. Etter å være tatt ut av formen ble sylinderen plasert i et rom av 100 •% relativ fuktighet, og ble holdt i dette i 5 dager for å hindre tørking. Deretter ble sylinderen tatt ut fra dette rom og ble plasert under vann i 2 dager. Straks etter uttakingen fra tanken ble sylinderen testet med hensyn til trykkprøve med jordvalse. Den oppnådde styrke var 7,6 kg/cm-, plastisitetsindeksen var betydelig nedsatt, og fuktighetsabsorpsjonen fra komprimeringstidspunktet var 0,5 ■%. En tilsvarende sylinder av ubehandlet jord falt i småstykker når den ble dyppet i vann.

Eksempel 27.

Til 100 deler Keyport-leire, av hvilken 93 ■% gikk gjennom sikt nr. 40 (0,42 mm

maskeåpning) og av hvilken 62 % gikk gjennom sikt nr. 200 (0,074 mm maskeåpning) og som hadde AASHO-klassifiseringen A-7-6(12), ble det tilsatt 1 del delta-soyabønneprotein, 1 del portlandsement og 4 deler kalk. Det ble tilsatt tilstrekkelig vann til å oppnå optimum av vanninnhold. Deretter ble sylindere komprimert til maksimal tetthet ved hjelp av en Vicksburg slaghammer, ved optimal fuktighet, bestemt etter AASHO T99-57, metode A. Sylinderne hadde en diameter av 5 cm og en lengde av 10 cm. Tabell II angir egenskapene hos de stabiliserte, formede sylindere. For sammenligning angir tabellen også egenskapene hos sylindere som er blitt fremstilt av ubehandlet jord.

Eksempel 28.

Dette eksempel belyser en forbehandling

av jorden. Til 100 deler tørrvekt jord, av hvil-

ken 99,79 % gikk gjennom en sikt nr. 40 og 98,50 % gikk gjennom en sikt nr. 200, og som hadde en AASHO-klassifisering A-7-6(20), en plastisitetsgrense på ca. 29 og en plastisitets-

indeks på 35, ble det tilsatt 3 vektdeler hydra-

tisert kalk. Blandingen av jord og kalk fikk stå i 48 timer, hvoretter det ble tilsatt 1 vekt-

del kasein, 1 vektdel portlandsement og 4

vektdeler hydratisert kalk. Det ble tilsatt så

meget vann at optimum av fuktighet ble opp-

nådd. Deretter ble det komprimert sylindere ved hjelp av Vicksburg slaghammerutstyr (AASHO T99-57, metode A) med 31 slag av hammeren. Etter uttaking fra formen ble sy-

linderne anbragt i 5 dager i et rom som hadde en relativ fuktighet av 100 %. Deretter ble sylinderne plasert under vann i 2 dager. Straks etter uttakingen fra vanntanken ble sylin-

derne testet med hensyn til valsetrykkfasthet,

som var 15 kg/cm<2>. Etter forbehandlingen med 3 % hydratisert kalk var plastisitetsgren-

sen øket til 54 og plastisitetsindeksen nedsatt til 11.

Vannsikre eller mot fuktighet motstands-

dyktige blokker av betong og slagg eller flyge-

aske kan også, i henhold til oppfinnelsen,

fremstilles ved at ca. 2,5—10'% protein, for-

trinsvis ca. 3—7 %, beregnet på vekten av portlandsement, settes til en standard blan-

ding som anvendes for fabrikasjon av betong-slagg-blokker. Det behøves da mindre meng-

der vann for å oppnå den ønskede konsistens,

fordi tilsetningen av protein gjør blandingen lettere bearbeidbar. Blokkene blir fortrinsvis tørket ved over ca. 10 °C. De følgende eksemp-

ler, i hvilke alle deler er angitt som vekt-

deler, belyser fremstilling av betong-slagg-

blokker i henhold til oppfinnelsen.

Eksempel 29.

Det ble fremstilt en blanding av 750 deler

grus, 750 deler sand, 188 deler portland-

sement, 95 deler flygeaske og ca. Qy2 del kasein. Det ble tilsatt tilstrekkelig meget vann til å gjøre blandingen formbar. Blandingen ble støpt til en blokk, som deretter fikk tørke i luften ved én temperatur på ca. 13 °C. Den resulterende blokk var meget motstandsdyktig mot absorpsjon av vann.

Eksempel 30.

Forsøket i eks. 29 ble gjentatt, men med

den forskjell at grusen var erstattet med en like stor mengde slagg. Den erholdte blokk var meget motstandsdyktig mot absorpsjon av vann.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for stabilisering av jord, karakterisert ved at jorden til-

talandes fra ca. 0,1% til ca. 5!%, beregnet av jordens tørrvekt, av et protein som består av et i vann uoppløselig, men i alkali oppløse-lig protein, et vannoppløseliggjort skleroprotein, eller blandinger derav, fra 1 % til ca. 20 %, beregnet på jordens tørrvekt, av et alkalisk materiale som består av et jordalkalimetallhydroksyd, et jordalkalimetalloksyd, portlandsement eller blandinger derav, hvor vektforholdet mellom det alkaliske materiale og proteinet er minst lik 1:1, og at man regu-lerer den nevnte blandings fuktighetsinnhold fra omtrent optimum til ca. 10 % i overskudd av optimum, hvoretter man komprimerer blandingen.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 karakterisert ved at proteinet er kasein og det alkaliske materiale er hydratisert kalk og/eller portlandsement.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at proteinet er soyabønneprotein.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av påstandene 1—3, karakterisert ved at blandingen foretas etter at jorden er fjernet fra sitt naturlige finnested, hvoretter blandingen anbringes som et lag på jordbun-nen og komprimeres.

5. Fremgangsmåte ifølge påstand 1—4, karakterisert ved at arealet av stabilisert jord senere dekkes med et annet over-flatepreparat, f. eks. bitumen.

6. Fremgangsmåte ifølge påstand 1—5, karakterisert ved at jorden etter borttagingen og før den gis en tilblanding, blir pulverisert inntil minst 80 % av den vil passere gjennom en sikt med maskestørrelse på 1 cm<2>.

7. Fremgangsmåte ifølge en hvilken som helst av påstandene 4—6, karakterisert ved at det stabiliserte jordlag komprimeres til minst 95 ■% maksimal tetthet.

8. Fremgangsmåte ifølge en eller fler av de foregående påstander, karakterisert ved at jorden blandes in situ til en dybde av fra 7,5 til 15 cm.

9. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 og 2, for tilberedning av et overflatebehandlet areal, som har stor trykkfasthet, liten volumfor-andring og stor motstandsevne mot absorpsjon av fuktighet, ut fra et meget plastisk og ekspanderbart jordmateriale, karakterisert ved at jordmaterialet blandes med — beregnet på dets tørrvekt — ca. 2 %—8 % hydratisert kalk, og at minst 48 timer senere får den nevnte kalkbehandlede jord tilblandet — beregnet på sin tørrvekt — 0,5 %•—2,0 % protein og ca. 2,0'%—5,0 % av det alkaliske materiale.

10. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 og 2, for stabilisering av en jordkomposisjon som inneholder ikke over 50 vekst-% leire og minst 50 vekts-% sand, samt derav fremstille stei-ner og blokker som har lav varmeledningsevne og stor motstandsevne mot absorpsjon av fuktighet som har stor styrke, karakterisert ved at det til jorden — beregnet på dennes tørrvekt — tilblandes ca. 0,5 % —2,0!% protein, ca. 2,0 %—5,0 % alkalisk materiale, og ca. 0,5 %—3 % ferrioksyd, at blandingen deretter formes til stein, og at overskudd av fuktighet fjernes fra steinen.

11. Fremgangsmåte ifølge påstand 10, karakterisert ved at tilblandings-materialet har en temperatur av minst 4°C før tilblandingsoperasjonen.

12. Fremgangsmåte ifølge en hvilken som helst av påstandene 10 og 11, karakterisert ved at fuktigheten fjernes fra den formede stein ved at denne utsettes for en omgivelses-temperatur på minst 10 °C.

13. Fremgangsmåte ifølge en eller flere av de foregående påstander, karakterisert ved at prosentmengden av protein og av alkalisk materiale som blandes med jorden er beregnet på tørrvekten av den jord som passerer gjennom en sikt med 2,00 mm siktåpninger.