RU2459036C2 - Дорожная смесь - Google Patents
Дорожная смесь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2459036C2 RU2459036C2 RU2010148281/03A RU2010148281A RU2459036C2 RU 2459036 C2 RU2459036 C2 RU 2459036C2 RU 2010148281/03 A RU2010148281/03 A RU 2010148281/03A RU 2010148281 A RU2010148281 A RU 2010148281A RU 2459036 C2 RU2459036 C2 RU 2459036C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- proppant
- road
- composition
- liquid glass
- strength
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к дорожному строительству и может быть, в частности, использовано при устройстве оснований, укреплении откосов автомобильных и железных дорог, промышленных площадок, а также укреплении отвалов промышленных отходов. Дорожная смесь содержит, мас.%: регенерированный отработанный проппант 50-60, натриевое жидкое стекло 30-40, избыточный ил биологических очистных сооружений 10. Технический результат - повышение прочности, влагостойкости, морозостойкости, скорости твердения в естественных условиях, снижение себестоимости. 2 пр., 2 табл.
Description
Изобретение относится к дорожному строительству и может быть, в частности, использовано при устройстве оснований, укрепления откосов автомобильных и железных дорог, промплощадок, а также укрепления отвалов промышленных отходов.
Широко известен состав для дорожного строительства, включающий наполнитель и вяжущий компонент, где в качестве наполнителя используется щебеночно-гравийная смесь, а в качестве вяжущего компонента - дорожные битумные эмульсии (СНиП 3.06.03-85 Автомобильные дороги).
Недостатки данного состава обусловлены использованием в качестве компонентов относительно недешевых реагентов. Кроме того, опыт устройства и содержания дорожных покрытий с использованием дорожных битумов, изготавливаемых российскими НПЗ, свидетельствует о том, что даже при температуре хрупкости -20°C разрушение покрытия начинается уже в первый год его эксплуатации. Это связано с плохой эластичностью применяемых дорожных битумов при отрицательных температурах.
Известна дорожная смесь, включающая грунтоцементную смесь и специальные добавки: латекс, механоактивированную целлюлозу (патент РФ №2373321 C1, E01C 7/36, опубл. 20.11.2009, бюл. №32) или ПАВ (патент РФ №2305149 C2, E01C 7/36, опубл. 27.08.2007, бюл. №24).
Общим недостатком данных составов являются низкая механическая прочность и высокая водопроницаемость получаемых оснований. Присутствующий избыток влаги при воздействии отрицательных температур приводит к быстрому разрушению и последующему вымыванию структуры дорожного полотна.
Наиболее близким по технической сущности является шлакощелочное вяжущее для дорожного строительства следующего состава, мас.%: минеральный наполнитель (шлак гранулированный) 54,55-94,45, натриевое жидкое стекло 4,09-40,90, добавка, повышающая прочность и улучшающая реологию состава (двузамещенный ортосиликат натрия Na2H2SiO4·8H2O) - 0,46-4,55, которое может быть использовано в качестве самостоятельного строительного материала для дорожного строительства (патент РФ №2247697, C04B 7/14, опубл. 10.03.2005, бюл. №7).
Недостатком прототипа является потеря прочностных свойств во времени, обусловленная использованием в качестве основного компонента шлака металлургических производств. Доменные и сталеплавильные шлаки содержат в своем составе большое количество железистых силикатов, которые под воздействием влаги, а также в условиях попеременного замораживания и оттаивания, активно разрушаются с образованием окисленных и гидратированных продуктов силикатного распада. Другим крупным недостатком использования шлака, особенно свежего, является присутствие вредных примесей, главным образом недогоревших до конца углей, соединений серы и извести. Кроме того, применение в качестве добавки, улучшающей физико-механические свойства состава, двузамещенного ортосиликата натрия, требующего предварительного выделения, или синтеза, усложняет и удорожает применяемую технологию устройства дорожного покрытия.
Задача изобретения состоит в разработке дорожного состава, обладающего комплексом свойств: большой механической прочностью, высокой скоростью твердения в естественных условиях, влагостойкостью, морозостойкостью, а также низкой себестоимостью изготовления.
Поставленная задача решается тем, что в дорожной смеси, содержащей минеральный наполнитель, натриевое жидкое стекло, добавку, повышающую прочность и улучшающую реологию состава, согласно изобретению в качестве минерального наполнителя используют отработанный и регенерированный проппант 50-60 мас.%, в качестве добавки, повышающей прочность и улучшающей реологию состава, используют избыточный ил биологических очистных сооружений 10 мас.%, доля натриевого жидкого стекла в предлагаемом составе составляет 30-40 мас.%.
Применяемое в составе натриевое жидкое стекло соответствует ГОСТ 13078-81 Стекло натриевое жидкое. Технические условия.
Проппант представляет собой гранулированные алюмосиликатные порошки, с размером гранул от 0,2 до 2 мм, получаемые путем высокотемпературного обжига специального фракционированного глинозема [ГОСТ Р 51761-2005 Пропанты алюмосиликатные. Технические условия]. Гранулы проппанта характеризуются высокой механической прочностью: один квадратный сантиметр получаемого проппанта удерживает, не разрушаясь, до 8 тонн груза. Проппант широко используется в нефтедобывающей промышленности для повышения эффективности отдачи скважин с применением технологии гидроразрыва пласта. Отработанный проппант представляет собой многотонный нефтенасыщенный отход 3 класса опасности, вывозимый в специальные амбары, где хранится годами, загрязняя окружающую среду.
Регенерацию отработанного проппанта осуществляют в специальных установках путем промывки нефтесодержащих гранул проппанта в водном 0,5-1 мас.% растворе ПАВ, при температуре рабочего раствора 60-100°С. Регенерированный проппант представляет собой гранулы с высокоразвитой удельной поверхностью, активно взаимодействующие с натриевыми силикатами с образованием прочной гидрофобной структуры.
Избыточный ил представляет собой крупнотоннажный отход биологической очистки сточных вод. Органическое вещество ила представлено, по большей части, биополимерами, образующимися в результате естественных процессов биосинтеза: полиамины, липопротеины, полисахариды, в том числе высокомолекулярная целлюлоза, клетчатка и др. Содержание даже небольшого количества избыточного ила в предлагаемом составе благотворно влияет на физико-механические свойства состава, в частности значительно повышается механическая прочность, уплотняемость состава, при этом предлагаемый состав обладает достаточной эластичностью, позволяющей сохранять свои прочностные свойства даже в условиях повышенной влажности и при отрицательных температурах. Содержащийся в иле кальций является эффективным отвердителем для жидкого стекла. В результате их взаимодействия образуются силикаты кальция, придающие составу повышенную прочность, плотность и водонепроницаемость.
Пример 1. Для проведения опыта готовили дорожные смеси, включающие компоненты, указанные в заявляемой дорожной смеси, прототипе и аналогах. Полученные составы наносили на грунтовую поверхность слоем толщиной 10 см, выравнивали и утрамбовывали. Полученные составы выдерживали в течении 28 суток при комнатной температуре. Из затвердевших составов отбирали образцы, которые оценивали по показателям, используемым для оценки качества дорожных покрытий и оснований [ГОСТ 12801-98 Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний, ГОСТ 23558-94 Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия]: предел прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии, коэффициент водостойкости и коэффициент морозостойкости (табл.1).
Таблица 1 | |||
Составы и физико-механические показатели образцов дорожных смесей | |||
Состав дорожных смесей, мас.% | Предел прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии, при 20°C, МПа | Коэффициент водостойкости после 15-суточного насыщения в воде | Коэффициент морозостойкости после 10 циклов замораживания (t=-5°C) |
Щебеночно-гравийная смесь 94 битум 6 |
8,12 | 0,87 | 0,72 |
Грунт 94,9 цемент 5 ПАВ 0,1 |
4,54 | 0,74 | 0,62 |
Шлак гранулир. 75 жидкое стекло 22,5 Na2H2SiO4·8H2O 2,5 |
6,21 | 0,82 | 0,76 |
Проппант - 60 жидкое стекло - 40 | 6,42 | 0,81 | 0,72 |
Проппант - 55 жидкое стекло - 35 избыточный ил - 10 |
7,91 | 0,86 | 0,82 |
Как видно из табл.1, наибольшее значение предела прочности при сжатии наблюдается у составов на основе битумно-щебеночно-гравийной смеси, однако данный состав обладает относительно невысоким коэффициентом морозостойкости. Предлагаемая смесь при достаточно больших значениях предела прочности и коэффициента водостойкости обладает высокими показателями морозостойкости, даже после 10 циклов замораживания.
Пример 2. Для проведения опыта готовили предлагаемую дорожную смесь с различным процентным содержанием входящих компонентов: регенерированный проппант, натриевое жидкое стекло, избыточный ил биологических очистных сооружений. Полученные смеси сравнивали по основным показателям качества дорожных покрытий и оснований (табл.2).
Таблица 2 | |||||
Составы и физико-механические показатели образцов дорожных смесей | |||||
Состав смеси, мас.% | Предел прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии, при 20°С, МПа | Коэффициент водостойкости после 15-суточного насыщения в воде | Коэффициент морозостойкости после 10 циклов замораживания (t=-5°C) | ||
Проппант | Жидкое стекло | Избыточный ил | |||
45 | 45 | 10 | 6,12 | 0,89 | 0,83 |
50 | 40 | 10 | 7,43 | 0,88 | 0,83 |
55 | 35 | 10 | 7,91 | 0,86 | 0,82 |
60 | 30 | 10 | 7,78 | 0,79 | 0,78 |
65 | 25 | 10 | 4,25 | 0,67 | 0,55 |
Как видно из табл.2, наибольшие значения предела прочности при сжатии наблюдаются при содержании проппанта 50-60 мас.%, при этом увеличение в составе доли жидкого стекла приводит к повышению значений коэффициентов водостойкости и морозостойкости.
Таким образом, оптимальной является дорожная смесь следующего состава, мас.%: проппант 50-60, жидкое стекло 30-40, избыточный ил 10.
Claims (1)
- Дорожная смесь, содержащая минеральный наполнитель, натриевое жидкое стекло, добавку, повышающую прочность и улучшающую реологию состава, отличающаяся тем, что содержит в качестве минерального наполнителя отработанный и регенерированный проппант, в качестве добавки, повышающей прочность и улучшающей реологию состава, избыточный ил биологических очистных сооружений, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
регенерированный отработанный проппант 50-60 натриевое жидкое стекло 30-40 указанный ил 10
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010148281/03A RU2459036C2 (ru) | 2010-11-25 | 2010-11-25 | Дорожная смесь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010148281/03A RU2459036C2 (ru) | 2010-11-25 | 2010-11-25 | Дорожная смесь |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010148281A RU2010148281A (ru) | 2012-05-27 |
RU2459036C2 true RU2459036C2 (ru) | 2012-08-20 |
Family
ID=46231545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010148281/03A RU2459036C2 (ru) | 2010-11-25 | 2010-11-25 | Дорожная смесь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2459036C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521986C1 (ru) * | 2012-12-14 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Состав для серных бетонов |
RU2571786C1 (ru) * | 2014-12-30 | 2015-12-20 | Галина Ивановна Газалеева | Способ очистки отработанных проппантов от нефти |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU885395A1 (ru) * | 1980-02-05 | 1981-11-30 | Государственный Дорожный Научно-Исследовательский Институт | Композици дл устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов |
SU885392A1 (ru) * | 1980-01-07 | 1981-11-30 | Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт "Аэропроект" | Композици дл устройства оснований и покрытий дорожных одежд |
RU2247697C1 (ru) * | 2003-06-30 | 2005-03-10 | Ивановский государственный химико-технологический университет | Щлакощелочное вяжущее |
RU2353642C1 (ru) * | 2007-07-20 | 2009-04-27 | Гоу Впо "Тюменский Государственный Университет" | Способ утилизации нефтезагрязненного проппанта |
US20090304457A1 (en) * | 2005-06-02 | 2009-12-10 | Kyokado Engineering Co., Ltd. | Plastic Gel Grouting Material and Method for Strengthening Ground |
-
2010
- 2010-11-25 RU RU2010148281/03A patent/RU2459036C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU885392A1 (ru) * | 1980-01-07 | 1981-11-30 | Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт "Аэропроект" | Композици дл устройства оснований и покрытий дорожных одежд |
SU885395A1 (ru) * | 1980-02-05 | 1981-11-30 | Государственный Дорожный Научно-Исследовательский Институт | Композици дл устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов |
RU2247697C1 (ru) * | 2003-06-30 | 2005-03-10 | Ивановский государственный химико-технологический университет | Щлакощелочное вяжущее |
US20090304457A1 (en) * | 2005-06-02 | 2009-12-10 | Kyokado Engineering Co., Ltd. | Plastic Gel Grouting Material and Method for Strengthening Ground |
RU2353642C1 (ru) * | 2007-07-20 | 2009-04-27 | Гоу Впо "Тюменский Государственный Университет" | Способ утилизации нефтезагрязненного проппанта |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521986C1 (ru) * | 2012-12-14 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Состав для серных бетонов |
RU2571786C1 (ru) * | 2014-12-30 | 2015-12-20 | Галина Ивановна Газалеева | Способ очистки отработанных проппантов от нефти |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010148281A (ru) | 2012-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hoy et al. | Effect of wetting–drying cycles on compressive strength and microstructure of recycled asphalt pavement–Fly ash geopolymer | |
Firoozi et al. | Fundamentals of soil stabilization | |
Higgins | Soil stabilisation with ground granulated blastfurnace slag | |
Kuttah et al. | Review on the effect of gypsum content on soil behavior | |
Kazemian et al. | Effect of peat media on stabilization of peat by traditional binders | |
RU2408626C2 (ru) | Композиционный материал (варианты) | |
Zumrawi et al. | Improving the characteristics of expansive subgrade soils using lime and fly ash | |
Roohbakhshan et al. | Stabilization of clayey soil with lime and waste stone powder | |
RU2296831C1 (ru) | Грунтовая смесь для дорожного строительства | |
Obeta et al. | Stability and durability of sawdust ash-lime stabilised black cotton soil | |
RU2603682C1 (ru) | Состав для дорожного строительства | |
Atahu | The effect of coffee husk ash on geotechnical properties of expansive soil | |
Karim et al. | Stabilization of soft clayey soils with sawdust ashes | |
Iorliam et al. | Effect of bamboo leaf ash on cement stabilization of Makurdi shale for use as flexible pavement construction material | |
RU2459036C2 (ru) | Дорожная смесь | |
Bhavsar et al. | Impact of marble powder on engineering properties of black cotton soil | |
Puppala et al. | Soil modification by admixtures: Concepts and field applications | |
Roohbakhshan et al. | Stabilization of clayey soil with lime and waste stone powder | |
Muhammad et al. | Full factorial design for optimization of magnesium alkalinization additive | |
Karim et al. | Geotechnical properties of soft clay soil stabilized by reed ashes | |
Amu et al. | Modification of cement stabilized structural lateritic pulverized snail shell | |
US10597838B2 (en) | Method for the elimination of adverse swelling of sulfate bearing soils | |
Jain et al. | Chemical stabilization of black cotton soil for sub-grade layer | |
Saeed et al. | The Effect of CKD and RAP on the Mechanical Properties of Subgrade Soils | |
James et al. | An appraisal on the parameters influencing lime stabilization of soils |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131126 |