RU2717592C1 - Composition for soil stabilization - Google Patents
Composition for soil stabilization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2717592C1 RU2717592C1 RU2019103413A RU2019103413A RU2717592C1 RU 2717592 C1 RU2717592 C1 RU 2717592C1 RU 2019103413 A RU2019103413 A RU 2019103413A RU 2019103413 A RU2019103413 A RU 2019103413A RU 2717592 C1 RU2717592 C1 RU 2717592C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- zeolite
- construction
- road
- roads
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C21/00—Apparatus or processes for surface soil stabilisation for road building or like purposes, e.g. mixing local aggregate with binder
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C3/00—Foundations for pavings
- E01C3/04—Foundations produced by soil stabilisation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
- E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
Description
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.The invention relates to road construction and can be used to stabilize the soils of the upper working layer of the subgrade of roads and railways for various purposes, as well as the device of durable soil layers of the base of the pavement in the construction and repair of roads and railways.
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.Known construction composition (RF Patent No. 2198857), which can be used to strengthen the foundations of roads, railways, for the construction of foundations of residential and civil structures and to obtain aerated concrete. The technical result is an increase in compressive strength, bending strength, water resistance and frost resistance. The construction composition includes a binder, which is incompletely calcined mining waste and containing at least calcium oxides CaO, magnesium MgO, silicon SiO 2 and iron Fe 2 O 3 , and a silica-containing additive. It contains brucite production waste as a binder, and zeolite production waste as a silica-containing additive in the following ratio of components, wt.%: Incompletely burned brucite production waste 60-80; the specified silica-containing additive 20-40. The disadvantage of this building composition is its high energy intensity (firing temperature of 950-1000 ° C) and rather complicated additional technological operations, such as crushing of partially burnt rock, tamping, etc.
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.A known composition for stabilizing the soil (RF Patent No. 2192517), containing as a binder 40.0-50.0% dolomite lime; as an adsorbent 25.0-40.0% zeolite; as a filler 20.0-24.0% of crushed stone with ballast pollutant; as a surfactant, 0.3-1.0% of the sealing enzyme and water. The disadvantage of this composition is the loss of strength properties during operation, which is due to waterlogging of the soil in ballast depressions and the development of deformations due to seasonal temperature changes. The introduction of up to 40.0% zeolite into the composition is not economically feasible and limits the possibility of its use in areas where there are no deposits of zeolite-containing rocks.
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.A reinforcing soil composition is known (RF Patent No. 2236504), containing a coarse fraction filler, a binder and a compacting enzyme, in which crushed stone is used as a coarse filler, dolomite lime and zeolite as a binder, and surfactant based on a surfactant proteins and Sugars, additionally contains a fine fraction filler - limestone and brucite screenings in the following ratio of components, wt.%: dolomite lime in terms of CaO + MgO 11.0-12.0; zeolite in terms of SiO 2 4.0-8.0; crushed stone 50.0-58.0; limestone screening 19.2-20.0; brucite screening 7.2-8.0; sealing enzyme 0.6-2.0. However, in spite of the improved physical and mechanical properties, this composition is not optimal due to the heterogeneity of the fractional composition of the screenings included in it, as well as insufficient bearing capacity during the vibrodynamic effect of the load during operation.
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.The closest technical solution adopted for the prototype is the composition for the device of the bases and coatings of roads (RF Patent No. 2660969, publ. 07/11/2018, Bull. No. 20), containing, wt.%: Screening of crushed stone production fr. up to 10 mm - 83-87; Portland cement grade not lower than 400 - 6-10; polymer composite based on high molecular weight surfactants - 0.4-0.8; water - 6.2-6.6. EFFECT: obtaining cost-effective frost-resistant road-building material of the brand of strength M 100, recycling of rubble production waste. The lack of composition for the device of the bases and coatings of roads, which is the closest to the claimed combination of essential features, is that a grade of strength M 100 and a grade of frost resistance F 75 can only be obtained by introducing 10 wt. % binder, which is economically impractical.
Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении прочностных характеристик дорожно-строительного материала при меньшем расходе вяжущего, а также экономической эффективности строительства.The technical result of the present invention is to increase the strength characteristics of the road-building material with lower consumption of binder, as well as economic efficiency of construction.
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.%:The specified technical result is achieved by the fact that in the inventive composition for stabilization of the soil contains screening crushing rocks; zeolite; mineral binder - Portland cement; polymer stabilizing additive in the following ratio of components, wt.%:
Достижение указанного технического результата обусловлено процессами структурообразования: физической адсорбцией полимера на активных центрах силикатных минералов и цеолита, а также карбонизацией.The achievement of the specified technical result is due to the processes of structure formation: physical adsorption of the polymer on the active centers of silicate minerals and zeolite, as well as carbonization.
Характеристика исходных материалов:Characteristics of the starting materials:
1. Отсев дробления горных пород фр. до 10 мм.1. Screening crushing rocks fr. up to 10 mm.
2. Цеолит фракции 0,5-5 мм, содержание клиноптилолита в породе - 40-60%.2. Zeolite fraction 0.5-5 mm, the content of clinoptilolite in the rock - 40-60%.
3. Минеральное вяжущее - портландцемент с добавками быстротвердеющий по ГОСТ 31108-2016.3. Mineral binder - Portland cement with additives quick hardening according to GOST 31108-2016.
4. Стабилизирующая добавка полимерного типа является продуктом полиальдольной конденсации ацетальдегида с добавками электролитов.4. The polymer type stabilizing additive is the product of polyaldol condensation of acetaldehyde with electrolyte additives.
5. Вода по ГОСТ 23732-2011.5. Water according to GOST 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.The development of the composition for soil stabilization was carried out in accordance with GOST 23558-94 by selecting the optimal amount of binder as a percentage of the weight of the crushing screening, taking into account its optimal moisture content.
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.Example. Zeolite and an astringent were added to the air-dry screening of rock crushing, the mixture was manually mixed, moistened to optimal humidity, a stabilizing polymer additive was introduced, and mixed. Cylinders and jar samples were made from the resulting mixture of each type by sealing the mixture in steel molds in accordance with the requirements of GOST 23558-94. Strength characteristics were obtained on samples subjected to complete water saturation. An analysis of the physicomechanical characteristics of the samples was carried out after 28 days.
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. %.The physicomechanical characteristics of the obtained samples are shown in Table 1. It is shown that the introduction of a zeolite and a stabilizing additive of the polymer type into the composition of the road building material in the form of a product of polyaldal condensation of acetaldehyde with electrolyte additives makes it possible to obtain a frost-resistant road building material with a strength grade of M 100 at the binder content of 8 wt. %
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».Comparative analysis with the prototype shows that the inventive composition for soil stabilization allows to obtain frost-resistant road-building material with a grade of strength M 75 - M 100 with a binder content of 6-8 wt. %, while the prototype - M 60 - M 75, respectively. This difference from the prototype gives reason to argue that the proposed technical solution meets the patentability criterion of the invention of "novelty." Comparison of the claimed composition for soil stabilization with other similar technical solutions in this area did not allow them to identify signs that are similar to distinctive signs. This allows us to conclude that the claimed composition for stabilization of the soil to the condition of patentability of the invention "inventive step".
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.Thus, the use of the invention allows to obtain a cost-effective road-building material for the device of the upper working layer of the subgrade of roads and railways for various purposes, as well as the device of durable soil layers of the base of the pavement in the construction and repair of roads and railways with a brand of strength M 75 - M 100 in accordance with GOST 23558-94.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019103413A RU2717592C1 (en) | 2019-02-07 | 2019-02-07 | Composition for soil stabilization |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019103413A RU2717592C1 (en) | 2019-02-07 | 2019-02-07 | Composition for soil stabilization |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2717592C1 true RU2717592C1 (en) | 2020-03-24 |
Family
ID=69943292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019103413A RU2717592C1 (en) | 2019-02-07 | 2019-02-07 | Composition for soil stabilization |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2717592C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2756751C1 (en) * | 2020-12-11 | 2021-10-05 | Общество с ограниченной ответственностью "БФБ" | ”groundslag” modifier for slag-soil mixtures, a stabilized and reinforced road base and a method for obtaining it |
RU2794834C1 (en) * | 2022-11-18 | 2023-04-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) | Modified cement ground for road construction |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002029812A (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-29 | Akio Henmi | Method of reducing eluting quantity of heavy metal in cement-based solidified soil using artificial zeolite |
RU2236504C1 (en) * | 2003-02-26 | 2004-09-20 | Дальневосточный государственный университет путей сообщения | Reinforcing ground composition |
RU2519283C1 (en) * | 2012-10-17 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КГАСУ) | Soil mix for road construction |
RU2603682C1 (en) * | 2015-07-08 | 2016-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | Composition for road construction |
RU2660969C1 (en) * | 2017-05-12 | 2018-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Composition for device of bases and coatings of highways |
-
2019
- 2019-02-07 RU RU2019103413A patent/RU2717592C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002029812A (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-29 | Akio Henmi | Method of reducing eluting quantity of heavy metal in cement-based solidified soil using artificial zeolite |
RU2236504C1 (en) * | 2003-02-26 | 2004-09-20 | Дальневосточный государственный университет путей сообщения | Reinforcing ground composition |
RU2519283C1 (en) * | 2012-10-17 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КГАСУ) | Soil mix for road construction |
RU2603682C1 (en) * | 2015-07-08 | 2016-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | Composition for road construction |
RU2660969C1 (en) * | 2017-05-12 | 2018-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Composition for device of bases and coatings of highways |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
. Коновалова Н.А. и др. Экономически эффективные композиционные материалы на основе отходов щебеночного производства для дорожного строительства, Экология и промышленность России, 2017, том 21, N6, c. 15-17. * |
Коновалова Н.А. и др. Экономически эффективные композиционные материалы на основе отходов щебеночного производства для дорожного строительства, Экология и промышленность России, 2017, том 21, N6, c. 15-17. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2756751C1 (en) * | 2020-12-11 | 2021-10-05 | Общество с ограниченной ответственностью "БФБ" | ”groundslag” modifier for slag-soil mixtures, a stabilized and reinforced road base and a method for obtaining it |
RU2794834C1 (en) * | 2022-11-18 | 2023-04-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) | Modified cement ground for road construction |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2296831C1 (en) | Ground mix for road building | |
RU2281356C1 (en) | Ground consolidation composition and method of its usage for road building | |
EP1089950B1 (en) | a method of IMPROVING THE ENGINEERING PROPERTIES OF SOIL | |
CN100364918C (en) | Inorganic regenerated concrete mixture and its preparing method | |
RU2717592C1 (en) | Composition for soil stabilization | |
KR101053032B1 (en) | Cement cement wet packing material, and method for manufacturing the wet packing material | |
KR101811805B1 (en) | A environmental-frindly ultra super early strength cement and a environmental-frindly ultra super early strength mortar containing the same | |
RU2350709C1 (en) | Ash- and mineral composition used for roadbeds | |
EP1291391B1 (en) | Bitumen aggregate and method for producing road structural layer | |
Tran et al. | In-situ fine basalt soil reinforced by cement combined with additive dz33 to construct rural roads in gia lai province, vietnam | |
US9850169B2 (en) | Hydraulic mortar with glass | |
RU2382010C2 (en) | Raw mix for production of sulfur concrete | |
RU2734749C2 (en) | Dry construction mixture for strengthening and stabilization of soil | |
RU2726095C1 (en) | Composition for road pavement bases layers device | |
RU2754841C9 (en) | Ground mix for road construction | |
KR20110066124A (en) | Wet yellow soil paving materials with alkali-activated binder with no cement and method for preparing the same | |
RU2816939C1 (en) | Fibrosol-cement-soil mixture | |
RU2262492C1 (en) | Bituminous concrete composition | |
KR100989059B1 (en) | Enviromental road, its stabilizer and a manufacturing mehtod thereof | |
US6379455B1 (en) | Chemical agent for improving the engineering properties of soil | |
RU2811558C1 (en) | Composition for increasing bearing capacity of subgrade bases | |
RU2792506C1 (en) | Regenerated soil mix | |
NL2008574C2 (en) | Method for manufacturing concrete, mortar or grout using lignite fly ash and concrete, mortar or grout obtainable by said method. | |
RU2771804C1 (en) | Reinforced soil for the constructing the bases of rigid pavements of roads and railways | |
RU2785742C1 (en) | Fiber-cement -soil mixture |