RU2148689C1

RU2148689C1 - Earth stabilization method

Info

Publication number: RU2148689C1
Application number: RU98110312A
Authority: RU
Inventors: Федор Николаевич Москалина; А.А. Розенфельд; Я.Л. Бейлин; Ю.Н. Вавилов; А.М. Храмчихин; Ю.И. Горелов; Г.В. Преснов; В.И. Ногин; С.И. Еренков; В.А. Шуляев; Иван Николаевич Москалина; О.Г. Маркин
Original assignee: Федор Николаевич Москалина; Розенфельд Александр Александрович; Бейлин Яков Львович; Вавилов Юрий Николаевич; Храмчихин Алексей Михайлович; Горелов Юрий Иванович; Преснов Георгий Васильевич; Ногин Валерий Иванович; Еренков Сергей Иванович; Шуляев Василий Анатольевич; Иван Николаевич Москалина; Маркин Олег Георгиевич
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 2000-05-10

Abstract

FIELD: construction engineering. SUBSTANCE: method is used for stabilization of earth at erection of road bases. According to method, local earth is mixed with filler that is briquettes produced by pressing mixture of sludge obtained after chemical water purification at thermoelectric generation plants with 10-15% of cement and lime binding agent that is calcined mixture of carbonate sludge from thermoelectric generation plants with calcium chloride in amount of up to 2%, with subsequent compaction up to density of 0.95-0.98 of maximal value. Proportioning of local earth, briquettes, and lime binding agent can be like this 6:3:1-4:3:1. Application of aforesaid method allows for stabilizing earth together with utilizing sludge from thermoelectric generation plants according to simplified and cost-saving technology. EFFECT: higher efficiency. 1 cl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам укрепления грунта при возведении дорожных оснований. The invention relates to the field of construction, in particular to methods of strengthening the soil during the construction of road bases.

Известен способ закрепления грунта посредством смешения его с цементом с последующим введением в их смесь поверхностно-активных добавок [1]. Недостатком этого способа является применение дефицитных материалов (цемента, эмульсий и др.) и высокая стоимость работ. A known method of fixing the soil by mixing it with cement, followed by the introduction of surface-active additives in their mixture [1]. The disadvantage of this method is the use of scarce materials (cement, emulsions, etc.) and the high cost of work.

Известен способ закрепления грунтов, сущность которого состоит в том, что для закрепления грунта используется известковое вяжущее, включая золу-уноса и добавки. При этом в качестве добавок используется битумное вяжущее [2] . Недостатком этого способа является то, что он имеет повышенную трудоемкость и стоимость работ, а также не обеспечивает необходимых прочностных и деформативных характеристик закрепленного грунта. A known method of fixing soils, the essence of which is that for fixing the soil is used lime binder, including fly ash and additives. At the same time, bitumen binder is used as additives [2]. The disadvantage of this method is that it has an increased complexity and cost of work, and also does not provide the necessary strength and deformation characteristics of the fixed soil.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является известковый способ (прототип) закрепления грунтов при возведении дорожных оснований, включающей смешивание местного грунта с природным мелом и известью с образованием вяжущей пуццоланового типа [3] . Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает необходимых прочностных и деформативных характеристик закрепленного грунта. Closest to the claimed method according to the technical essence and the achieved positive effect is the calcareous method (prototype) of soil consolidation in the construction of road bases, including mixing local soil with natural chalk and lime with the formation of a pozzolanic type cement [3]. The disadvantage of this method is that it does not provide the necessary strength and deformation characteristics of the fixed soil.

Цель изобретения - повышение прочности и морозоустойчивости закрепленного грунта, а также обеспечение утилизации отходов химической водоочистки тепловых электростанций ТЭС в виде шламов. The purpose of the invention is to increase the strength and frost resistance of the fixed soil, as well as ensuring the disposal of chemical waste water from thermal power plants of thermal power plants in the form of sludge.

Сущность предлагаемого способа закрепления грунта состоит в том, что смешивается местный грунт с наполнителями в виде брикетов размером, например, 20-70 мм и известковое вяжущее из карбонатных шламов с последующим уплотнением смеси до плотности 0,95-0,98 от максимальной. The essence of the proposed method of fixing the soil is that the local soil is mixed with fillers in the form of briquettes with a size of, for example, 20-70 mm and a lime binder of carbonate sludge, followed by compaction of the mixture to a density of 0.95-0.98 from the maximum.

Для изготовления брикетов, а также известкового вяжущего применяется мелкодисперсные карбонатные шламы, образующиеся как отходы при химической очистке воды на тепловых электростанциях. Примерный состав этих шламов следующий (%):
CaO - 51,1
MgO - 5,1
SiO₂ - 2,1
Al₂O₃ - 0,22
Fe₂O₃ - 2,6
SO₃ - 0,03
сера - 0,012
P₂O₅ - 0,06
TiO₂ - 0,06
потери при прокаливании (ППП) - 40,0
Брикеты представляют собой скускованный материал строго определенной формы (кубический или в виде "лепешек") размером 20-50 мм и более. Брикеты получают из шлама химической водоочистки тепловых электростанций путем их прессования при оптимальной влажности с добавлением цемента до 10-15% и минерального порошка из высушенного и измельченного шлама ТЭС.For the manufacture of briquettes, as well as calcareous binder, finely dispersed carbonate sludge is used, which is generated as waste during chemical treatment of water in thermal power plants. The approximate composition of these sludges is as follows (%):
CaO - 51.1
MgO - 5.1
SiO ₂ - 2.1
Al ₂ O ₃ - 0.22
Fe ₂ O ₃ - 2.6
SO ₃ - 0.03
sulfur - 0.012
P ₂ O ₅ - 0.06
TiO ₂ - 0.06
loss on ignition (IFR) - 40.0
Briquettes are lumpy material of a strictly defined shape (cubic or in the form of "cakes") of size 20-50 mm or more. Briquettes are obtained from sludge from chemical treatment of thermal power plants by pressing them at optimal humidity with the addition of cement up to 10-15% and mineral powder from dried and crushed sludge of thermal power plants.

Характеристика твердых брикетов:
влажность 12-14%, плотность - 1,65 г/см³, прочность при сжатии не менее 90 кгс/см² (9 МПа), насыпная масса 1,6 т/м³.Characteristics of solid briquettes:
humidity 12-14%, density - 1.65 g / cm ³ , compressive strength not less than 90 kgf / cm ² (9 MPa), bulk density of 1.6 t / m ³ .

Известковое вяжущее получают из карботантных шламов ТЭС путем добавки до 2% хлористого кальция, их высушивании, измельчения и обжига при t^o не менее 850^oC.Lime binder is obtained from the carbotant sludge of thermal power plants by adding up to 2% calcium chloride, drying, grinding and firing them at t ^o not less than 850 ^o C.

Предлагаемый способ закрепления грунтов осуществляется следующим образом. The proposed method of fixing soils is as follows.

Брикеты и известковое вяжущее подвозится к участку дороги, где закрепляется грунт. Далее с помощью дозатора и смесителя приготавливается смесь из местного грунта с брикетами и известковым вяжущим в определенных пропорциях в зависимости от требуемой прочности закрепленного грунта. Briquettes and lime binder are transported to the road section where the soil is fixed. Then, using a dispenser and mixer, a mixture is prepared from local soil with briquettes and a lime binder in certain proportions, depending on the required strength of the fixed soil.

Затем смесь разравнивают по профилю дороги бульдозером или скрепером с обеспечением необходимой толщины слоя с последующим уплотнением слоя дорожным катком. Then the mixture is leveled along the road profile with a bulldozer or scraper to ensure the required layer thickness, followed by compaction of the layer with a road roller.

После уплотнения слоя участок дороги выдерживается во времени для обеспечения твердения и набора прочности слоя закрепленного грунта. After compaction of the layer, the road section is maintained in time to provide hardening and curing of the fixed soil layer.

После выдержки участок дороги готов к эксплуатации. After exposure, the road section is ready for operation.

В лабораторных условиях были проведены исследования состава смесей из грунта, брикетов и известкового вяжущего. Для этого в форму размером 300х300х300 мм насыпалась смесь и осуществлялось уплотнение ее давлением, аналогичным давлению от дорожного катка 8 до 20 кг/см². После уплотнения и выдержки образцов во времени последние набирали прочность в зависимости от соотношения количества грунта, брикетов и известкового вяжущего.In laboratory conditions, studies were conducted on the composition of mixtures of soil, briquettes and a lime binder. To do this, a mixture was poured into a mold with a size of 300x300x300 mm and compacted with a pressure similar to the pressure from a road roller 8 to 20 kg / cm ² . After compaction and aging of the samples over time, the latter gained strength depending on the ratio of the amount of soil, briquettes and lime binder.

Испытание образцов показало, что прочность закрепленного грунта колеблется от 15 до 50 кгс/см².Testing of the samples showed that the strength of the fixed soil ranges from 15 to 50 kgf / cm ² .

Пример конкретного выполнения способа. An example of a specific implementation of the method.

Предлагаемый способ опробован в Подмосковье при реконструкции участка дороги длиной 500 м. Работы проводились в летнее время года. Для закрепления участка дороги было использовано около 250 м³ брикетов и 100 м³ известкового вяжущего.The proposed method was tested in the Moscow region during the reconstruction of a 500-meter road section. The work was carried out in the summer. To fix the section of the road, about 250 m ^{3 of} briquettes and 100 m ^{3 of} lime binder were used.

Непосредственно на месте приготавливалась смесь грунта, брикетов, известкового вяжущего в соотношении 5:3:1 частей по массе. A mixture of soil, briquettes, lime binder in a ratio of 5: 3: 1 parts by weight was prepared directly on site.

После смешивания смесь разравнивалась по профилю дороги слоем 250 мм и уплотнялась дорожным катком. После выдержки в течение 14-16 дней участок дороги начал эксплуатироваться. Наблюдения за участком дороги в течение года показали, что дорога нормально эксплуатируется, и на ней отсутствовали выбоины и разрушения. After mixing, the mixture was leveled along the profile of the road with a layer of 250 mm and compacted with a road roller. After aging for 14-16 days, a section of the road began to be operated. Observations of the road section during the year showed that the road is operating normally and that there were no potholes and damage.

Источники информации:
1. И. П.Баркавенко. Способ закрепления грунта. A.с.CCCP N 317752, МПК E 02 Д 3/14, 1971.Sources of information:
1. I.P. Barkavenko. The method of fixing the soil. A.c.CCCP N 317752, IPC E 02 D 3/14, 1971.

2. Вяжущее для закрепления грунта, состоящее из золы уноса 75-85^o и известково-битумной пасты. А.с. СССР N 384974, МКЛ E 02 Д 3/14, 1973.2. Binder for fixing the soil, consisting of fly ash 75-85 ^o and lime-bitumen paste. A.S. USSR N 384974, MKL E 02 D 3/14, 1973.

3. А.с. СССР N 1682439, кл. E 01 C 7/36, опубл. 07.10.91. 3. A.S. USSR N 1682439, class E 01 C 7/36, publ. 10/07/91.

Claims

1. A method of fixing soils, mainly for road construction, by mixing local soil with a filler and a lime binder followed by compaction of the mixture, characterized in that the filler is using briquettes obtained by compressing a mixture of sludge from chemical water treatment of thermal power plants with 10-15% cement, and as a lime binder use a calcined mixture of carbonate sludge from thermal power plants with calcium chloride in an amount of up to 2%, and compaction is carried out to a density of 0.95 - 0.98 of max small.

2. The method according to claim 1, characterized in that the local soil, briquettes and lime binder are mixed in a ratio of 6: 3: 1-4: 3: 1.