RU2750461C1 - Dry mixture for preparing a composition for controlled compensation injection into foundation soil of buildings and structures - Google Patents
Dry mixture for preparing a composition for controlled compensation injection into foundation soil of buildings and structures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2750461C1 RU2750461C1 RU2020121897A RU2020121897A RU2750461C1 RU 2750461 C1 RU2750461 C1 RU 2750461C1 RU 2020121897 A RU2020121897 A RU 2020121897A RU 2020121897 A RU2020121897 A RU 2020121897A RU 2750461 C1 RU2750461 C1 RU 2750461C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- buildings
- structures
- microcement
- preparing
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
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
Известен раствор для компенсационного нагнетания в грунты оснований при устранении деформаций зданий и сооружений, содержащий смесь воды и сухих ингредиентов на минеральной основе. Портландцемента в растворе содержится 60%, золы-уноса -38%, пластификатора 2% (Меркин В.Е., Маковский Л.В., Панкина С.В. К выбору варианта исполнения автодорожного тоннеля в районе Лефортово // Подземное пространство мира, №4. - М., 1996. - С. 11-14).Known solution for compensatory injection into the soils of the bases when eliminating deformations of buildings and structures, containing a mixture of water and dry ingredients on a mineral basis. Portland cement in the solution contains 60%, fly ash -38%, plasticizer 2% (Merkin V.E., Makovsky L.V., Pankina S.V. No. 4. - M., 1996. - S. 11-14).
Недостатком этого раствора является неуправляемое формирование укрепленного грунтового массива, что приводит к возникновению в нем трещин неопределенной длины и раскрытия. Эти трещины требуют повышенного расхода раствора, остаются частично незаполненными раствором, что может привести к суффозийным процессам и обратным деформациям сооружения.The disadvantage of this solution is the uncontrolled formation of a fortified soil massif, which leads to the appearance of cracks of an indefinite length and opening in it. These cracks require an increased consumption of the solution, they remain partially unfilled with the solution, which can lead to suffosion processes and reverse deformations of the structure.
Наиболее близким к предлагаемому является раствор для компенсационного нагнетания в грунты оснований при устранении деформаций зданий, имеющий следующий состав, масс. %:Closest to the proposed solution is a solution for compensatory injection into the soils of the bases when eliminating deformations of buildings, having the following composition, mass. %:
(патент РФ на изобретение №2622054).(RF patent for invention No. 2622054).
Недостатком состава данного раствора является его нестабильная условная вязкость и низкая проникающая способность, что требует применения высокого давления при нагнетании в грунт, при этом не гарантируется отсутствие гидроразрывов грунтового массива.The disadvantage of the composition of this solution is its unstable relative viscosity and low penetrating ability, which requires the use of high pressure when injected into the soil, while the absence of hydraulic fracturing of the soil massif is not guaranteed.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Задача изобретения состоит в создании состава для приготовления вяжущей композиции для управляемого компенсационного нагнетания в грунты оснований зданий и сооружений, которая обладает следующим комплексом свойств:The objective of the invention is to create a composition for preparing a binder composition for controlled compensatory injection into the soils of the foundations of buildings and structures, which has the following set of properties:
- высокая управляемая проникающая способность для всех типов грунтов,- high controllable penetrating power for all types of soils,
- регулируемая скорость набора прочности и высокие деформативные характеристики укрепленного грунтового массива.- adjustable rate of strength gain and high deformation characteristics of the fortified soil massif.
Технический результат состоит в том, что поставленная задача успешно решена, при этом удалось повысить надежность работ по устранению деформаций зданий и сооружений за счет исключения растрескивания и гидроразрывов в грунте.The technical result is that the task has been successfully solved, while it was possible to increase the reliability of work to eliminate deformations of buildings and structures by eliminating cracking and hydraulic fracturing in the soil.
Вышеуказанный технический результат достигается благодаря тому, что сухая смесь для приготовления вяжущей композиции для управляемого компенсационного нагнетания в грунты оснований зданий и сооружений, содержит, масс. %:The above technical result is achieved due to the fact that the dry mixture for the preparation of a binder composition for controlled compensatory injection into the soils of the bases of buildings and structures contains, masses. %:
Цемент низкой водопотребности (ЦНВ-100) представляет собой продукт совместного помола портландцементного клинкера, сульфата кальция и водопонижающей добавки (Бикбау М.Я. Нанотехнологии в производстве цемента. - М.: ОАО «Московский институт материаловедения и эффективных технологий», 2008. - С. 538-607).Cement of low water demand (TsNV-100) is a product of joint grinding of Portland cement clinker, calcium sulfate and water-reducing additive (Bikbau M.Ya. Nanotechnology in the production of cement. - M .: JSC "Moscow Institute of Materials Science and Effective Technologies", 2008. - P . 538-607).
Упомянутый цемент низкой водопотребности, - в одном из предпочтительных вариантов выполнения, - представляет собой цемент низкой водопотребности ЦНВ-100.The mentioned cement of low water demand, in one of the preferred embodiments, is a cement of low water demand TsNV-100.
Микроцемент MicroBond МО представляет собой продукт воздушной сепарации портландцемента с нормированным гранулометрическим составом, основной объем частиц которого имеет размер от 5 до 15 мкм (Панченко А.И., Харченко И.Я., Алексеев СВ. Микроцементы. М.: Издательство АСВ, 2014. - С. 4).Microcement MicroBond MO is a product of air separation of Portland cement with a normalized granulometric composition, the main volume of particles of which has a size of 5 to 15 microns (Panchenko A.I., Kharchenko I.Ya., Alekseev SV. Microcement. M .: Publishing house ASV, 2014 . - P. 4).
Упомянутый микроцемент, - в одном из предпочтительных вариантов выполнения, - представляет собой микроцемент марки MicroBond МС.Said microcement, in one preferred embodiment, is a MicroBond MC brand microcement.
Микроцемент, - в одном из предпочтительных вариантов выполнения, - имеет нормированный гранулометрический состав с размером более чем 75% частиц меньше 10 мкм.Microcement, in one of the preferred embodiments, has a normalized particle size distribution with a particle size of more than 75% of particles less than 10 microns.
Цемент низкой водопотребности и микроцемент в сочетании образуют вяжущую основу, обеспечивающую равномерное нагнетание вяжущей композиции и управляемое нарастание прочности в течение трех и более часов твердения грунтового массива.Cement of low water demand and microcement, in combination, form a binder base that provides uniform injection of the binder composition and a controlled increase in strength for three or more hours of hardening of the soil mass.
Органоглина представляет собой модифицированную монтмориллонитовую глину, наноразмерный слоистосиликатный наполнитель, полученный в результате механохимической обработки природной монтмориллонитовой глины раствором катионного поверхностно-активного вещества (Голубева О.Ю., Гусаров В.В. Слоистые силикаты со структурой монтмориллонита. Получение и перспективы применения для полимерных нанокомпозитов // Физика и химия стекла. - 2007. Т. 33. №3. С. 334-340).Organoclay is a modified montmorillonite clay, a nanosized layered silicate filler obtained as a result of mechanochemical treatment of natural montmorillonite clay with a solution of a cationic surfactant (Golubeva O.Yu., Gusarov V.V. // Physics and chemistry of glass. - 2007. V. 33. No. 3. P. 334-340).
Органоглина регулирует вязкость и проникающую способность композиции, полученной из смеси, за счет изменения псевдопластичности, отношения к ионному составу и рН грунта вследствие изменения поверхностных и адсорбционных свойств монтмориллонитовой глины при ее модифицировании катионными ПАВ.Organoclay regulates the viscosity and penetrating ability of the composition obtained from the mixture by changing the pseudoplasticity, the ratio to the ionic composition and pH of the soil due to changes in the surface and adsorption properties of montmorillonite clay when it is modified with cationic surfactants.
Органоглана регулирует кинетику набора прочности грунтового массива и увеличивает прочность за счет снижения водоотделения композиции в грунты оснований зданий и сооружений вследствие высокой водоудерживающей способности и наличия ПАВ в ее структуре.Organoglana regulates the kinetics of the strength gain of the soil massif and increases the strength by reducing the water separation of the composition into the soils of the foundations of buildings and structures due to its high water-holding capacity and the presence of surfactants in its structure.
Микроцемент в сочетании с органоглиной обеспечивает повышение адгезии композиции к частицам грунта.Microcement in combination with organoclay provides an increase in the adhesion of the composition to soil particles.
В качестве тонкодисперсного наполнителя пригодны мелкодисперсные минеральные наполнители, не оказывающие негативного влияния на остальные компоненты смеси. Предпочтительным тонкодисперсным наполнителем является мел или микрокальцит, т.е. тонкоизмельченный природный карбонат кальция (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). Размер частиц тонкодисперсного наполнителя должен соответствовать размеру частиц остальных компонентов смеси и позволять композиции, приготовленной из смеси относительно свободно приникать в поры грунта под давлением. Предпочтительно, когда гранулометрический состав наполнителя нормирован и в нем преобладают (более 75% частиц) частицы с размером менее 5 мкм.As a finely dispersed filler, finely dispersed mineral fillers are suitable, which do not adversely affect the remaining components of the mixture. The preferred fine filler is chalk or microcalcite, i. E. finely ground natural calcium carbonate (Korneev V.I., Zozulya P.V. Dictionary "What is what" in dry building mixtures. - SPb .: NP "Union of dry building mixture producers". 2005. - pp. 110, 148-149 ). The particle size of the finely dispersed filler should correspond to the size of the particles of the remaining components of the mixture and allow the composition prepared from the mixture to penetrate relatively freely into the pores of the soil under pressure. It is preferable when the particle size distribution of the filler is normalized and particles with a size of less than 5 microns prevail (more than 75% of particles).
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯCARRYING OUT THE INVENTION
Испытано 6 составов композиции для управляемого компенсационного нагнетания в грунты оснований зданий и сооружений:6 compositions of the composition for controlled compensatory injection into the soils of the foundations of buildings and structures have been tested:
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 заявляемой композиции (составы 1-6) были использованы следующие исходные материалы:For the manufacture of the claimed composition (compositions 1-6), the following raw materials were used:
- цемент низкой водопотребности, изготовленный совместным помолом портландцементного клинкера, природного гипсового камня и раствора поликарбоксилатного эфира в качестве водопонижающей добавки;- cement of low water demand, made by joint grinding of Portland cement clinker, natural gypsum stone and polycarboxylate ether solution as a water-reducing additive;
- модифицированная путем обработки раствором катионного поверхностно-активного вещества монтмориллонитовая глина с преобладающим размером частиц менее 5 мкм;- modified by treatment with a solution of a cationic surfactant montmorillonite clay with a predominant particle size of less than 5 microns;
- тонкодисперсный минеральный наполнитель;- finely dispersed mineral filler;
- бентонит;- bentonite;
- портландцемент;- Portland cement;
- пластификатор Synergy РМ- 1000;- plasticizer Synergy PM-1000;
- ускоритель твердения Synergy РМ - 1200 R.- hardening accelerator Synergy PM - 1200 R.
Составы испытанных композиций приведены в таблице 1.The compositions of the compositions tested are shown in Table 1.
Вяжущие композиции для управляемого компенсационного нагнетания в грунты оснований зданий и сооружений готовили следующим образом:Binder compositions for controlled compensatory injection into the soils of the foundations of buildings and structures were prepared as follows:
В объем воды, необходимый для приготовления вяжущей композиции для управляемого компенсационного нагнетания в грунты оснований зданий и сооружений вводят испытуемые сухие смеси и перемешивают в течение 5-10 минут со скоростью вращения мешалки 2500-3000 об/мин. Водо-твердое отношение при этом принимается равным 1.The test dry mixtures are introduced into the volume of water required for the preparation of the binder composition for controlled compensatory injection into the soils of the bases of buildings and structures and mixed for 5-10 minutes at a stirrer speed of 2500-3000 rpm. In this case, the water-solid ratio is taken equal to 1.
Для определения прочности грунтового массива отбирали образцы из объемной модели, изготовленной 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, samples were taken from a volumetric model manufactured in accordance with 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 вяжущих композиций для управляемого компенсационного нагнетания в грунты оснований зданий и сооружений приведены в таблице 2.The test results of cementitious compositions for controlled compensatory injection into the soils of the foundations of buildings and structures are shown in Table 2.
Как видно из данных, приведенных в таблицах, использование вяжущих композиций для управляемого компенсационного нагнетания в грунты оснований зданий и сооружений составов №4 и №5 нецелесообразно. Композиция для управляемого компенсационного нагнетания в грунты оснований зданий и сооружений состава №4 обладает низкими показателями деформативности грунтового массива, а композиция состава №5 - низким показателем условной вязкости.As can be seen from the data given in the tables, the use of binder compositions for controlled compensatory injection into the soils of the foundations of buildings and structures of compositions No. 4 and No. 5 is impractical. The composition for controlled compensatory injection into the soils of the foundations of buildings and structures of composition No. 4 has low deformability indicators of the soil massif, and the composition of composition No. 5 has a low conditional viscosity.
При выходе за пределы заявляемого диапазона содержания цемента низкой водопотребности (ЦНВ-100) и микроцемента MicroBond МС нормированного гранулометрического состава с преобладающим размером частиц менее 10 мкм (более 75%) происходит расслоение и водоотделение вяжущей композиции для управляемого компенсационного нагнетания в грунты оснований зданий и сооружений, что приводит к снижению деформативных характеристик грунтового массива.When outside the claimed range of the content of cement with low water demand (TsNV-100) and MicroBond MC microcement of a normalized particle size distribution with a predominant particle size of less than 10 microns (more than 75%), delamination and water separation of the binder composition occurs for controlled compensation injection into the soils of the foundations of buildings and structures , which leads to a decrease in the deformative characteristics of the soil mass.
Анализ результатов испытания составов по изобретению показал, что по сравнению с составом, взятым за прототип, они обладают следующими свойствами:Analysis of the test results of the compositions according to the invention showed that, in comparison with the composition taken as a prototype, they have the following properties:
- повышают прочность грунтового массива в 1,6 раза;- increase the strength of the soil mass by 1.6 times;
- имеют близкую к нулевой седиментацию в течение 90 минут;- have close to zero sedimentation within 90 minutes;
- имеют условную вязкость на уровне 84%;- have a conditional viscosity of 84%;
- обеспечивают регулируемый набор прочности в нормативные сроки твердения.- provide an adjustable set of strength within the standard hardening time.
Все это позволяет добиться снижения затрат труда и материалов, повысить надежность предварительно укрепленного грунтового массива за счет повышения его однородности, прочности и исключения гидроразрывов.All this makes it possible to achieve a reduction in labor and material costs, to increase the reliability of the pre-strengthened soil massif by increasing its homogeneity, strength and elimination of hydraulic fracturing.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121897A RU2750461C1 (en) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | Dry mixture for preparing a composition for controlled compensation injection into foundation soil of buildings and structures |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121897A RU2750461C1 (en) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | Dry mixture for preparing a composition for controlled compensation injection into foundation soil of buildings and structures |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2750461C1 true RU2750461C1 (en) | 2021-06-28 |
Family
ID=76820151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020121897A RU2750461C1 (en) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | Dry mixture for preparing a composition for controlled compensation injection into foundation soil of buildings and structures |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2750461C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11193382A (en) * | 1997-12-29 | 1999-07-21 | Shimoda Gijutsu Kenkyusho:Kk | Grout injection method |
UA54812A (en) * | 2002-04-18 | 2003-03-17 | Спільне Українсько-Американо-Словако-Російське Підприємство З Обмеженою Відповідальністю "А-Плюс Лтд" | Strengthening composition |
RU2281356C1 (en) * | 2005-02-03 | 2006-08-10 | Открытое общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Белтекс" | Ground consolidation composition and method of its usage for road building |
JP2011074663A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Grout material and grout injection method |
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 |
RU2670468C2 (en) * | 2017-03-27 | 2018-10-23 | Общество с ограниченной ответственностью Производственно-коммерческая фирма "Стройпрогресс" (ООО ПКФ "Стройпрогресс") | Composition for stabilization of natural and man-made soils |
-
2020
- 2020-07-02 RU RU2020121897A patent/RU2750461C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11193382A (en) * | 1997-12-29 | 1999-07-21 | Shimoda Gijutsu Kenkyusho:Kk | Grout injection method |
UA54812A (en) * | 2002-04-18 | 2003-03-17 | Спільне Українсько-Американо-Словако-Російське Підприємство З Обмеженою Відповідальністю "А-Плюс Лтд" | Strengthening composition |
RU2281356C1 (en) * | 2005-02-03 | 2006-08-10 | Открытое общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Белтекс" | Ground consolidation composition and method of its usage for road building |
JP2011074663A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Grout material and grout injection method |
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 |
RU2670468C2 (en) * | 2017-03-27 | 2018-10-23 | Общество с ограниченной ответственностью Производственно-коммерческая фирма "Стройпрогресс" (ООО ПКФ "Стройпрогресс") | Composition for stabilization of natural and man-made soils |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110330257B (en) | C-S-H gel nanocrystal core early strength agent and preparation method and application thereof | |
US8580030B2 (en) | Concrete mix having anti-efflorescence properties and method of making concrete using the same | |
RU2513736C2 (en) | Gypsum mixtures for formation of solid materials | |
CN105906226B (en) | A kind of preparation method of cement mixing pile compound additive, curing materials and compound additive | |
DE102010063561A1 (en) | Composition for building materials with improved freeze-thaw resistance and process for their preparation | |
EP3077346A1 (en) | Binder composition for improved mortars and coatings | |
RU2382004C2 (en) | Organic mineral modifier for concrete mixtures and construction mortars and method of its production | |
KR100403831B1 (en) | Crack retardant mixture made from flyash and its application to concrete | |
RU2750461C1 (en) | Dry mixture for preparing a composition for controlled compensation injection into foundation soil of buildings and structures | |
KR20210028697A (en) | Composition comprising at least one microorganism and uses thereof | |
RU2397966C1 (en) | Dry construction mixture | |
RU2552274C1 (en) | Method to prepare gypsum cement pozzolan composition | |
EP1627864B1 (en) | Composition particularly for preparing cement mortars | |
Abass | Studying some of the geotechnical properties of stabilized iraqi clayey soils | |
CN115073101B (en) | Superfine basalt powder grouting material | |
SU1601095A1 (en) | Raw stock for producing expanded-clay lightweight concrete articles | |
RU2358931C2 (en) | Composite high-strength gypsum material and method for its production | |
RU2525565C1 (en) | Concrete mixture | |
CN108585648A (en) | Grouting serous fluid formula and preparation method thereof | |
RU2739979C1 (en) | Dry mixture for preparation of composition for strengthening of soil mass by compensation injection method | |
KR102412318B1 (en) | Wetting composition taking the form of a powder and its preparation process | |
CN106966643A (en) | Jacking concrete filled steel tube and preparation method thereof | |
Hodhod et al. | Comparison between the effect of addition of nano-calcium carbonate and nano-Kaoline on developing the properties of reinforced concrete | |
RU2554613C1 (en) | Method for producing items of aerated concrete of autoclave hardening | |
RU2757238C1 (en) | Composition for the arrangement of functional layers of the roadbed |