RU2739979C1 - Dry mixture for preparation of composition for strengthening of soil mass by compensation injection method - Google Patents
Dry mixture for preparation of composition for strengthening of soil mass by compensation injection method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2739979C1 RU2739979C1 RU2020121879A RU2020121879A RU2739979C1 RU 2739979 C1 RU2739979 C1 RU 2739979C1 RU 2020121879 A RU2020121879 A RU 2020121879A RU 2020121879 A RU2020121879 A RU 2020121879A RU 2739979 C1 RU2739979 C1 RU 2739979C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metakaolin
- composition
- soil mass
- mixture according
- microns
- 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
-
- 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
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к области реконструкции строительных сооружений, а именно к ликвидации их общих деформаций.The invention relates to the field of reconstruction of building structures, namely the elimination of their general deformations.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY
Известна композиция для инъекционного раствора для закрепления грунтов в основании существующих и вновь строящихся зданий и сооружений, содержащая связующий компонент ОТДВ «Микродур» и наполнитель - карбонатную породу при следующем соотношение компонентов, мас.%: ОТДВ «Микродур» 20-59, карбонатная порода 50-80 (Инъекционное закрепление лессовых грунтов г. Грозный особо тонкодисперсными веществами типа «Микродур» / С-А. Ю. Муртазаев [и др.] // Вестник ДГТУ. Технические науки. - 2014. - №4 (35). - С. 114-120).A known composition for an injection solution for fixing soils in the base of existing and newly constructed buildings and structures, containing a binder component of OTDV "Microdur" and a filler - carbonate rock with the following ratio of components, wt%: OTDV "Microdur" 20-59, carbonate rock 50 -80 (Injection consolidation of loess soils in Grozny with very finely dispersed substances such as "Microdur" / S.-A. Yu. Murtazaev [et al.] // Bulletin of DSTU. Technical sciences. - 2014. - No. 4 (35). - С . 114-120).
Недостатком этой композиции является ограниченность ее применения преимущественно для лессовых грунтов.The disadvantage of this composition is its limited application mainly for loess soils.
Известен раствор для предварительного нагнетания в грунты оснований при устранении деформаций зданий и сооружений, содержащий смесь воды и сухих ингредиентов на минеральной основе, включающих цементные добавки, при этом раствор содержит следующий состав: бентонитовый порошок 25%, портландцемент - 50%, зола-унос - 23%, пластификатор 2% (М.Р. Moseley, K. Kirsch, E. Falk. Soil fracturing // Ground Improvement (second Edition). 2004. Pp. 220-251).A known solution for preliminary injection into the soils of bases when eliminating deformations of buildings and structures, containing a mixture of water and dry ingredients on a mineral basis, including cement additives, while the solution contains the following composition: bentonite powder 25%, Portland cement - 50%, fly ash - 23%, plasticizer 2% (M. R. Moseley, K. Kirsch, E. Falk. Soil fracturing // Ground Improvement (second Edition). 2004. Pp. 220-251).
Недостатком состава этого раствора является нестабильность достигаемых результатов при его использовании, вследствие чего возникают трещины неопределенной длины и раскрытия. Эти трещины требуют повышенного расхода раствора, могут оставаться частично незаполненными раствором, что в дальнейшем может привести к суффозийным процессам и обратным деформациям сооружения.The disadvantage of the composition of this solution is the instability of the results achieved when using it, as a result of which cracks of indefinite length and opening appear. These cracks require an increased consumption of the solution, they can remain partially unfilled with the solution, which in the future can lead to suffosion processes and reverse deformations of the structure.
Наиболее близким к предлагаемому является раствор для предварительного нагнетания в грунты оснований при устранении деформаций зданий и сооружений содержащий следующие компоненты, мас.%:The closest to the proposed solution is a solution for preliminary injection into the soils of bases when eliminating deformations of buildings and structures containing the following components, wt%:
микроцемент (типа микродур) 20-50,microcement (type microdur) 20-50,
коллоидный кремнезем 5-15,colloidal silica 5-15,
гидратная известь, например, Са(ОН)2 10-25,hydrated lime, for example, Ca (OH) 2 10-25,
тонкодисперсный минеральный наполнитель,finely dispersed mineral filler,
например, карбонатная мука 20-50,for example, carbonate flour 20-50,
регулятор вязкости суспензии, например, суперпластификатор С-3 до 2 от массы вяжущего,suspension viscosity regulator, for example, superplasticizer C-3 to 2 by weight of the binder,
водоудерживающая добавка, например, метилцеллюлоза до 5% от массы вяжущего (патент РФ №2603786 С1).water-retaining additive, for example, methylcellulose up to 5% by weight of the binder (RF patent No. 2603786 C1).
Недостатком данного раствора является его низкая проникающая способность, что требует применения высокого давления при нагнетании в грунт и может спровоцировать гидроразрывы грунтового массива.The disadvantage of this solution is its low penetrating ability, which requires the use of high pressure when injected into the soil and can provoke hydraulic fracturing of the soil massif.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Задача настоящего изобретения состоит в создании композиции для предварительного укрепления грунтового массива методом компенсационного нагнетания, обладающей комплексом свойств:The objective of the present invention is to create a composition for preliminary strengthening of a soil mass by the method of compensation injection, which has a set of properties:
- высокая проникающая способность для всех типов грунтов,- high penetrating power for all types of soils,
- высокая седиментационная устойчивость,- high sedimentation stability,
- высокие прочностные и деформативные характеристики укрепленного грунтового массива.- high strength and deformation characteristics of the fortified soil massif.
Технический результат состоит в том, что вышеуказанная задача была решена, при этом удалось добиться повышения надежности работ по устранению деформаций зданий и сооружений за счет исключения растрескивания и гидроразрывов грунтового массива.The technical result is that the above problem was solved, while it was possible to improve the reliability of work to eliminate deformations of buildings and structures by eliminating cracking and hydraulic fracturing of the soil mass.
Вышеуказанный технический результат достигнут благодаря тому, что сухая смесь для приготовления композиции для предварительного укрепления грунтового массива методом компенсационного нагнетания, содержит, мас.%:The above technical result was achieved due to the fact that the dry mixture for the preparation of a composition for preliminary strengthening of the soil mass by the method of compensation injection contains, wt%:
(а) микроцемент 15-45,(a) microcement 15-45,
(б) флюидизированный метакаолин 5-40,(b) fluidized metakaolin 5-40,
(в) тонкодисперсный минеральный наполнитель от 15-Х до 80-Х,(c) finely dispersed mineral filler from 15-X to 80-X,
(г) по меньшей мере, одна целевая добавка X,(d) at least one targeted additive X,
где X от 0 до 5 мас.%.where X is from 0 to 5 wt%.
В качестве микроцемента, пригодного для целей настоящего изобретения, подходят микроцементы, полученные воздушной сепарацией портландцемента с нормированным гранулометрическим составом и размером частиц от 5 до 15 мкм, например, микроцементы описанные в монографии Панченко А.И., Харченко И.Я., Алексеев С.В. Микроцементы. М.: Издательство АСВ, 2014. - С. 4.Microcements suitable for the purposes of the present invention are suitable microcements obtained by air separation of Portland cement with a normalized particle size distribution and a particle size of 5 to 15 μm, for example, microcements described in the monograph by A.I. Panchenko, I.Ya. Kharchenko, S. Alekseev. .IN. Microcements. Moscow: ASV Publishing House, 2014 .-- P. 4.
Микроцемент, - в одной из предпочтительных форм воплощения, - может представлять собой микроцемент марки Микробонд МС.The microcement, in one preferred embodiment, can be a microcement of the Microbond MS brand.
Флюидизированный высокоактивный метакаолин представляет собой продукт дегидроксилирования природной каолиновой глины (природного гидроалюмосиликата) с нормированным гранулометрическим составом и размером частиц менее 15 мкм.Fluidized highly active metakaolin is a product of dehydroxylation of natural kaolin clay (natural hydroaluminosilicate) with a normalized particle size distribution and a particle size of less than 15 microns.
Дегидратированный аморфный алюмосиликат является высокоактивной минеральной добавкой, способной при взаимодействии с гидроксидом Са(ОН)2, являющимся продуктом гидратации портландцемента, образовывать низкоосновные гидросиликаты кальция.Dehydrated amorphous aluminosilicate is a highly active mineral additive capable of reacting with Ca (OH) 2 hydroxide, which is a hydration product of Portland cement, to form low-basic calcium hydrosilicates.
Флюидизированный высокоактивный метакаолин получают обработкой исходного метакаолина раствором поликарбоксилатного эфира (Химические и минеральные добавки / Под редакцией А.В. Ушерова-Маршака. - Харьков: Колорит, 2005. - С. 61-83).Fluidized highly active metakaolin is obtained by treating the initial metakaolin with a polycarboxylate ether solution (Chemical and mineral additives / Edited by A.V. Usherov-Marshak. - Kharkov: Kolorit, 2005. - pp. 61-83).
Метакаолин, - в одной из предпочтительных форм воплощения, - может представлять собой флюидизированный высокоактивный метакаолин типа ФМ-100 (см. патент РФ на изобретение №2690242).Metakaolin, in one of the preferred forms of embodiment, can be a fluidized highly active metakaolin type FM-100 (see RF patent for invention No. 2690242).
Метакаолин, - в одной из предпочтительных форм воплощения, - может содержать, по меньшей мере, 95% частиц фракции менее 15 мкм.Metakaolin, in one of the preferred forms of embodiment, may contain at least 95% of particles of a fraction less than 15 μm.
Метакаолин, - в одной из предпочтительных форм воплощения, - может содержать, по меньшей мере, 90% частиц фракции менее 10 мкм.Metakaolin, in one of the preferred forms of embodiment, may contain at least 90% of the particles in the fraction less than 10 μm.
Метакаолин, - в одной из предпочтительных форм воплощения, - может содержать, по меньшей мере, 45% частиц фракции менее 5 мкм.Metakaolin, in one of the preferred forms of embodiment, may contain at least 45% of particles of the fraction less than 5 μm.
Нормирование гранулометрического состава метакаолина позволяет увеличить проникающую способность композиции при осуществлении предварительного укреплении грунтового массива методом компенсационного нагнетания за счет снижения вязкости.The normalization of the granulometric composition of metakaolin makes it possible to increase the penetrating ability of the composition during the preliminary strengthening of the soil mass by the compensatory injection method by reducing the viscosity.
В частности, особенно высокой проникающей способностью обладают композиции с размером частиц фр.<15 мкм не менее 95%, фр.<10 мкм не менее 90%, фр.<5 мкм не менее 45% и с наличием на поверхности частиц.In particular, compositions with a particle size of at least 95% fr <15 microns, at least 90% fr <10 microns, and at least 45% fr <5 microns and with the presence of particles on the surface have a particularly high penetrating ability.
Поверхность частиц метакаолина, - в одной из предпочтительных форм воплощения, - может быть активирована поликарбоксилатными простыми эфирами.The surface of the metakaolin particles, in one preferred embodiment, can be activated with polycarboxylate ethers.
Наличие на поверхности частиц метакаолина привитого слоя поликарбоксилатного эфира позволяет дополнительно увеличить прочность грунтового массива за счет снижения водотвердого отношения в композиции для предварительного укрепления грунтового массива методом компенсационного нагнетания вследствие водоредуцирующего действия поликарбоксилатного эфира.The presence of a grafted layer of polycarboxylate ether on the surface of metakaolin particles makes it possible to further increase the strength of the soil mass by reducing the water-solid ratio in the composition for preliminary strengthening of the soil mass by the compensatory injection method due to the water-reducing action of the polycarboxylate ether.
Минеральный наполнитель, - в одной из предпочтительных форм воплощения, - может представлять кальцит, предпочтительно, мраморную пыль (Корнеев В.И., Зозуля П.В. Словарь «Что есть что» в сухих строительных смесях. - СПб.: НП «Союз производителей сухих строительных смесей». 2005. - С. 110, 148-149), или коллоидный кремнезем.Mineral filler - in one of the preferred forms of embodiment - may represent calcite, preferably marble dust (Korneev V.I., Zozulya P.V. Dictionary "What is what" in dry building mixtures. - SPb .: NP "Union manufacturers of dry building mixtures. ”2005. - pp. 110, 148-149), or colloidal silica.
Размер, по меньшей мере, 75% частиц наполнителя, - в одной из предпочтительных форм воплощения, - может составлять менее 5 мкм.The size of at least 75% of the filler particles, in one preferred embodiment, can be less than 5 microns.
За счет нормированного гранулометрического состава и преобладающего размера частиц менее 5 мкм (более 75%) тонкодисперсный минеральный наполнитель, обеспечивает регулирование реологических свойств.Due to the normalized particle size distribution and the predominant particle size of less than 5 microns (more than 75%), the finely dispersed mineral filler ensures the regulation of rheological properties.
Целевая добавка, - в одной из предпочтительных форм воплощения, - может представлять собой загуститель или пластификатор.The target additive, in one preferred embodiment, can be a thickener or plasticizer.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯCARRYING OUT THE INVENTION
Испытано 6 составов сухой смеси для приготовления композиции для укрепления грунтового массива методом компенсационного нагнетания:6 compositions of a dry mixture were tested for the preparation of a composition for strengthening the soil mass by the method of compensation injection:
составы №№1-3 с заявляемым содержанием компонентов;compositions No. 1-3 with the claimed content of components;
состав №4 с содержанием компонентов, выходящим за минимальные заявляемые пределы;composition No. 4 with a content of components outside the minimum declared limits;
состав №5 с содержанием компонентов, выходящим за максимальные заявляемые пределы;composition No. 5 with a content of components outside the maximum declared limits;
состав №6 был приготовлен по прототипу.composition No. 6 was prepared according to the prototype.
Для изготовления составов 1-6 использовали следующие исходные материалы:For the manufacture of compositions 1-6 used the following raw materials:
- микроцемент, полученный сепарацией товарного портландцемента СЕМ I класса 42,5 с преобладающим размером частиц менее 15 мкм;- microcement obtained by separation of commercial Portland cement CEM I class 42.5 with a predominant particle size of less than 15 microns;
- флюидизированный высокоактивный метакаолин с поверхностью, обработанной поликарбоксилатным эфиром, с гранулометрическим составом: фр. <15 мкм не менее 95%, фр. <10 мкм не менее 90%, фр. <5 мкм не менее 45%;- fluidized highly active metakaolin with a surface treated with polycarboxylate ether, with a granulometric composition: fr. <15 microns not less than 95%, fr. <10 microns not less than 90%, fr. <5 microns not less than 45%;
- тонкодисперсный минеральный наполнитель нормированного гранулометрического состава с преобладающим размером частиц менее 5 мкм (более 75%);- finely dispersed mineral filler of normalized granulometric composition with a predominant particle size of less than 5 microns (more than 75%);
- коллоидный кремнезем;- colloidal silica;
- гидратная известь, например Са(ОН)2;- hydrated lime, for example Ca (OH) 2 ;
- регулятор вязкости суспензии, например, суперпластификатор С-3;- slurry viscosity regulator, for example, superplasticizer C-3;
- водоудерживающая добавка, например, метилцеллюлоза.- a water-retaining additive, for example methylcellulose.
Составы композиций для предварительного укрепленияCompositions of compositions for preliminary strengthening
грунтового массива методом компенсационного нагнетания приведены в таблице 1.the soil massif by the compensatory injection method are given in Table 1.
Композиции для предварительного укрепления грунтового массива методом компенсационного нагнетания подготовили следующим образом.Compositions for preliminary strengthening of the soil mass by the method of compensatory injection were prepared as follows.
В объем воды, необходимый для приготовления композиции для предварительного укрепления грунтового массива методом компенсационного нагнетания, вводят сухую смесь. Смесь перемешивают в течение 5-10 минут со скоростью вращения мешалки 2500-3000 об/мин. Водо-твердое отношение для получения раствора принимается равным 4.A dry mixture is introduced into the volume of water required for the preparation of a composition for preliminary strengthening of the soil mass by the method of compensation injection. The mixture is stirred for 5-10 minutes at a stirrer rotation speed of 2500-3000 rpm. The water-solid ratio to obtain a solution is taken equal to 4.
Для определения прочности грунтового массива изготавливали однонаправленные линейные модели по ГОСТ 12248-2010 «Грунты. Методы определения характеристик прочности и деформируемости», которые испытывали в возрасте 7 и 28 суток.To determine the strength of the soil mass, unidirectional linear models were made according to GOST 12248-2010 “Soils. Methods for determining the characteristics of strength and deformability ", which were tested at the age of 7 and 28 days.
Результаты испытаний композиций для предварительного укрепления грунтового массива методом компенсационного нагнетания и грунтовых массивов приведены в таблице 2.The results of testing compositions for preliminary strengthening of the soil mass by the method of compensatory injection and soil massifs are shown in Table 2.
Как видно из таблиц 1 и 2, использование составов №№1 и 5 нецелесообразно, так как композиция, полученная из состава №1, обладает низким показателем проникающей способности, а композиция, полученная из состава №5, - низким показателем седиментационной устойчивости.As can be seen from tables 1 and 2, the use of compositions No. 1 and 5 is impractical, since the composition obtained from the composition No. 1 has a low index of penetrating ability, and the composition obtained from the composition No. 5 has a low indicator of sedimentation stability.
Анализ остальных результатов показывает, что составы по изобретению по сравнению с составом-прототипом позволяют:Analysis of the remaining results shows that the compositions according to the invention, in comparison with the prototype composition, allow:
- повысить прочность грунтового массива на 50-180%;- to increase the strength of the soil massif by 50-180%;
- снизить вязкость на 18%;- reduce the viscosity by 18%;
- повысить седиментационную устойчивость на 4%.- to increase sedimentation stability by 4%.
Применение составов по изобретению позволяет снизить затраты труда и материалов, повысить надежность предварительно укрепленного грунтового массива за счет повышения его прочности и исключения гидроразрывов.The use of the compositions according to the invention makes it possible to reduce labor and material costs, to increase the reliability of the pre-strengthened soil massif by increasing its strength and eliminating hydraulic fracturing.
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121879A RU2739979C1 (en) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | Dry mixture for preparation of composition for strengthening of soil mass by compensation injection method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121879A RU2739979C1 (en) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | Dry mixture for preparation of composition for strengthening of soil mass by compensation injection method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2739979C1 true RU2739979C1 (en) | 2020-12-30 |
Family
ID=74106603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020121879A RU2739979C1 (en) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | Dry mixture for preparation of composition for strengthening of soil mass by compensation injection method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2739979C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11193382A (en) * | 1997-12-29 | 1999-07-21 | Shimoda Gijutsu Kenkyusho:Kk | Grout injection method |
JP2011074663A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Grout material and grout injection method |
RU2603786C1 (en) * | 2015-08-27 | 2016-11-27 | Игорь Яковлевич Харченко | Solution for preliminary pumping into soils of bases for elimination of deformations of buildings and structures |
RU2603785C1 (en) * | 2015-08-27 | 2016-11-27 | Игорь Яковлевич Харченко | Method for elimination of deformations of buildings and structures |
RU2622054C2 (en) * | 2015-08-27 | 2017-06-09 | Игорь Яковлевич Харченко | Grout for compensation grouting in soils of bases while eliminating deformations of buildings and structures |
-
2020
- 2020-07-02 RU RU2020121879A patent/RU2739979C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11193382A (en) * | 1997-12-29 | 1999-07-21 | Shimoda Gijutsu Kenkyusho:Kk | Grout injection method |
JP2011074663A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Grout material and grout injection method |
RU2603786C1 (en) * | 2015-08-27 | 2016-11-27 | Игорь Яковлевич Харченко | Solution for preliminary pumping into soils of bases for elimination of deformations of buildings and structures |
RU2603785C1 (en) * | 2015-08-27 | 2016-11-27 | Игорь Яковлевич Харченко | Method for elimination of deformations of buildings and structures |
RU2622054C2 (en) * | 2015-08-27 | 2017-06-09 | Игорь Яковлевич Харченко | Grout for compensation grouting in soils of bases while eliminating deformations of buildings and structures |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7147705B2 (en) | Methods, cement compositions and oil suspensions of powder | |
US8580030B2 (en) | Concrete mix having anti-efflorescence properties and method of making concrete using the same | |
US9428682B2 (en) | Wellbore servicing compositions and methods of making and using same | |
CN107651893B (en) | Radiation-proof decorative cement | |
CN111153656B (en) | Green slow-setting concrete and production method thereof | |
CN109180063A (en) | A kind of cement mortar additive and its application method | |
KR100403831B1 (en) | Crack retardant mixture made from flyash and its application to concrete | |
RU2739979C1 (en) | Dry mixture for preparation of composition for strengthening of soil mass by compensation injection method | |
WO2020011703A1 (en) | Composition comprising at least one microorganism and use thereof | |
RU2632795C1 (en) | Self-compacting concrete mixture | |
Abass | Studying some of the geotechnical properties of stabilized iraqi clayey soils | |
Nematzadeh et al. | Effect of mineral additives and permeability reducing admixtures having different action mechanisms on mechanical and durability performance of cementitious systems | |
KR101617722B1 (en) | Waterproofing Admixture Composition for Concrete | |
RU2750461C1 (en) | Dry mixture for preparing a composition for controlled compensation injection into foundation soil of buildings and structures | |
RU2474603C2 (en) | High-structure grouting mixture | |
CN110510959B (en) | Rapid-setting early-strength grouting material based on nano-alumina and preparation method thereof | |
Potapova et al. | The new ecological materials using metakaolin | |
RU2507380C1 (en) | Low-density grouting mortar | |
JP2021130581A (en) | Method of producing blast furnace cement | |
CN107986698B (en) | Dry-mixed mortar and preparation method and application thereof | |
RU2681321C1 (en) | Dry mortar | |
RU2164899C2 (en) | Polymer-cement composition | |
RU2232733C2 (en) | Composite material and a method for preparation thereof | |
RU2807721C1 (en) | Cementing mixture | |
Benaoum et al. | Experimental Study on the Formulation of Pozzolanic Concretes According to the Physico-Chemical Parameters |