RU2750536C1 - Composition for the arrangement of functional layers of the roadbed - Google Patents
Composition for the arrangement of functional layers of the roadbed Download PDFInfo
- Publication number
- RU2750536C1 RU2750536C1 RU2020140358A RU2020140358A RU2750536C1 RU 2750536 C1 RU2750536 C1 RU 2750536C1 RU 2020140358 A RU2020140358 A RU 2020140358A RU 2020140358 A RU2020140358 A RU 2020140358A RU 2750536 C1 RU2750536 C1 RU 2750536C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- functional layers
- binder
- roadbed
- complex
- 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
- C04B28/18—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 mixtures of the silica-lime type
-
- 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
- E01C7/00—Coherent pavings made in situ
- E01C7/08—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
- E01C7/10—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and cement or like binders
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для создания функциональных слоев земляного полотна путем комплексного укрепления местных грунтов при строительстве автомобильных и железных дорог. К функциональным слоям относятся: морозозащитный слой, теплоизолирующий слой, рабочий слой - для автомобильных дорог; защитный слой - для железных дорог.The invention relates to road construction and can be used to create functional layers of the subgrade by comprehensive strengthening of local soils during the construction of roads and railways. The functional layers include: frost-protective layer, heat-insulating layer, working layer - for highways; protective layer - for railways.
Известен «Состав для дорожного строительства», который содержит масс. %: портландцемент - 6-12, заполнитель - 72-88, октилтриэтоксисилан/эмульсия октилтриэтоксисилана - 0,005-0,04, водный раствор сополимера на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот/ карбоксилатный полиэфир - 0,02-0,20, - вода -4,83-17,94. [Патент RU на изобретение № 2603682 опубл. 27.11.2016 Бюл. №33].Known "Composition for road construction", which contains masses. %: Portland cement - 6-12, aggregate - 72-88, octyltriethoxysilane / octyltriethoxysilane emulsion - 0.005-0.04, aqueous solution of a copolymer based on polyoxyethylene derivatives of unsaturated carboxylic acids / carboxylate polyester - 0.02-0.20, - water - 4.83-17.94. [Patent RU for invention No. 2603682 publ. 11/27/2016 Bul. No. 33].
Недостаткам данного изобретения являются невысокие физико-механические показатели состава. На снижение качества конечного материала влияет применение эмульсии октилтриэтоксисилана и полимера, их использование в жидком виде требует дополнительной корректировки смеси из-за естественной влажности грунта, что так же отрицательно сказывается на качестве конечного продукта. The disadvantages of this invention are the low physical and mechanical properties of the composition. The decrease in the quality of the final material is affected by the use of an emulsion of octyltriethoxysilane and polymer, their use in liquid form requires additional adjustment of the mixture due to the natural moisture content of the soil, which also negatively affects the quality of the final product.
Наиболее близким к заявляемому изобретению техническим решением, принятому за прототип, является «Композиция для устройства оснований дорожных одежд и других инженерных сооружений», содержащая песок из отсевов дробления фракции 0-5 мм (грунт); минеральное вяжущее - портландцемент с минеральными добавками; гидролизный лигнин; полимерный композит в виде коллоидного раствора высокомолекулярных поверхностно-активных веществ: поли (2-пропенамида) и продуктов гидролиза поливинилацетата при следующем соотношении компонентов, масс. %: песок из отсевов дробления - 82-85; гидролизный лигнин - 5-2; портландцемент - 8-6; полимерный композит - 0,4-0,8 (сверх 100%); вода - 5-7. [Патент RU на изобретение № 2726094 опубл. 09.07.2020 Бюл. №19].The closest to the claimed invention, the technical solution adopted for the prototype is "Composition for the device of the bases of pavements and other engineering structures", containing sand from screenings of crushing fraction of 0-5 mm (soil); mineral binder - Portland cement with mineral additives; hydrolysis lignin; polymer composite in the form of a colloidal solution of high molecular weight surfactants: poly (2-propenamide) and polyvinyl acetate hydrolysis products in the following ratio of components, wt. %: sand from crushing screenings - 82-85; hydrolysis lignin - 5-2; Portland cement - 8-6; polymer composite - 0.4-0.8 (over 100%); water - 5-7. [Patent RU for invention No. 2726094 publ. 07/09/2020 Bul. No. 19].
К недостатку данной композиции относится то, что она обладает низкими физико-механическими показателями. Также полимерный композит, входящий в состав композиции, находится в жидком состоянии, однако достаточно часто при строительстве земляного полотна увлажнять грунт, особенно глинистый, не требуется, т.к. влажность грунта уже близка к оптимальной, соответственно снижается качество и усложняется ввод данного полимерного композита при выполнении строительных работ.The disadvantage of this composition is that it has low physical and mechanical properties. Also, the polymer composite, which is part of the composition, is in a liquid state, however, quite often during the construction of the subgrade, it is not required to moisten the soil, especially clayey, because the moisture content of the soil is already close to the optimal one; accordingly, the quality decreases and the introduction of this polymer composite becomes more difficult when performing construction work.
Изобретение направлено на повышение физико-механических характеристик композиции для устройства функциональных слоев земляного полотна, за счет применения комплексного вяжущего, полученного совместным помолом портландцементного клинкера и добавок различного функционального назначения и качественного введения полимерной составляющей в его состав.The invention is aimed at improving the physical and mechanical characteristics of the composition for the device of functional layers of the subgrade, due to the use of a complex binder obtained by joint grinding of Portland cement clinker and additives for various functional purposes and the high-quality introduction of the polymer component into its composition.
Это достигается тем что, композиция для устройства функциональных слоев земляного полотна содержит грунт, вяжущее и воду. При этом грунт используется в виде суглинка с числом пластичности не более 12. Вяжущее используется в виде комплексного вяжущего, полученного совместным помолом портландцементного клинкера, гипса, анионного олигомера типа добавки Melment F10, волластонита, активного кремнезема, с удельной поверхностью 450 м2/кг в соотношении 17:1:0,2:1,7:0,1 соответственно. Соотношение компонентов заявляемой композиции составляет, масс. %:This is achieved by the fact that the composition for the device of functional layers of the subgrade contains soil, binder and water. In this case, the soil is used in the form of loam with a plasticity number of not more than 12. The binder is used in the form of a complex binder obtained by joint grinding of Portland cement clinker, gypsum, anionic oligomer such as Melment F10 additives, wollastonite, active silica, with a specific surface area of 450 m 2 / kg in a ratio of 17: 1: 0.2: 1.7: 0.1, respectively. The ratio of the components of the claimed composition is, mass. %:
Достижение указанного технического результата обусловлено, большой однородностью и плотностью структуры дорожно-строительного материала с большим количеством новообразований гиросиликатов кальция в виде сеток и столбчатых продолговатых кристаллов за счет применения комплексного вяжущего и большей прочностью контактной зоны между частицами кварца суглинистого грунта с продуктами гидратации комплексного вяжущего и их взаимодействия с глинистыми частицами.The achievement of this technical result is due to the high homogeneity and density of the structure of the road-building material with a large number of new formations of calcium gyrosilicates in the form of nets and columnar elongated crystals due to the use of a complex binder and a greater strength of the contact zone between quartz particles of a loamy soil with hydration products of a complex binder and their interactions with clay particles.
Характеристика исходных материалов:Characteristics of raw materials:
1. Суглинок по ГОСТ 25100 -2011 с числом пластичности не более 12;1. Loam in accordance with GOST 25100 -2011 with a plasticity number of not more than 12;
2. Комплексное вяжущее, в виде механоактивированной порошковой смеси (МПС), состоящее из: 2. Complex binder, in the form of mechanically activated powder mixture (MPS), consisting of:
- портландцементного клинкера (К) по ГОСТ 31108-2016, - Portland cement clinker (K) in accordance with GOST 31108-2016,
- гипса (Г) по ГОСТ 4013-2019, - gypsum (G) in accordance with GOST 4013-2019,
- анионного олигомера типа добавки Melment F10 (Д) по ГОСТ 24211-2008,- anionic oligomer like additive Melment F10 (D) in accordance with GOST 24211-2008,
- природного минерала волластонита (В) с химической формулой CaSiO3, - natural mineral wollastonite (B) with the chemical formula CaSiO 3 ,
- активного кремнезема (АК) по ГОСТ 9428-73- active silica (AK) according to GOST 9428-73
(активировано (помол) в шаровой мельнице до удельной поверхности 450 м2/кг; массовое соотношение материалов: К:Г:Д:В:АК = 17:1:0,2:1,7:0,1 ) (activated (grinding) in a ball mill to a specific surface area of 450 m 2 / kg; mass ratio of materials: K: G: D: V: AK = 17: 1: 0.2: 1.7: 0.1)
3. Вода по ГОСТ 23732-2011.3. Water in accordance with GOST 23732-2011.
Композиция для устройства функциональных слоев земляного полотна транспортных объектов разработана в соответствии с требованиями ГОСТ Р 55224-2012, ГОСТ 23558-94 и ГОСТ 30491-2012. Процентный состав композиции был установлен опытным путем на основании результатов определения физико-механических характеристик полученного материала (табл.1).The composition for the arrangement of functional layers of the subgrade of transport facilities was developed in accordance with the requirements of GOST R 55224-2012, GOST 23558-94 and GOST 30491-2012. The percentage composition of the composition was established empirically based on the results of determining the physical and mechanical characteristics of the material obtained (Table 1).
Таблица 1Table 1
Физико-механические характеристики композиций Physical and mechanical characteristics of the compositions
п/пNo.
p / p
%Water saturation,
%
82-85sand from crushing screenings
82-85
* в качестве добавки - полимерный композит* as an additive - polymer composite
** Прототип** Prototype
Для расчета необходимого количества воды в композиции определялась максимальная плотность и оптимальная влажность согласно ГОСТ 22733-2016. Предварительно суглинок высушивался до воздушно-сухого состояния. Затем в высушенный грунт вводили приготовленное комплексное вяжущее в виде МПС в количестве от 7 до 10% с шагом в 1%. МПС готовилась заранее в шаровой мельнице совместным помолом портландцементного клинкера и добавок различного функционального назначения: гипса, анионного олигомера типа добавки Melment F10, природного минерала волластонита, активного кремнезема. Производили перемешивание композиции вручную и доводили грунт до оптимальной влажности. Из полученной смеси изготавливали образцы в соответствии с ГОСТ 30491-2012. По истечению срока твердения композиция была испытана на прочность, морозостойкость, определено водонасыщение при разных режимах водонасыщения по ГОСТ 30491-2012. Результаты испытаний в сопоставлении с данными прототипа представлены в таблице 1.To calculate the required amount of water in the composition, the maximum density and optimal humidity were determined in accordance with GOST 22733-2016. The loam was preliminarily dried to an air-dry state. Then, the prepared complex binder was introduced into the dried soil in the form of MPS in an amount of 7 to 10% with a step of 1%. MPS was prepared in advance in a ball mill by joint grinding of Portland cement clinker and additives for various functional purposes: gypsum, anionic oligomer like Melment F10 additive, natural mineral wollastonite, active silica. The composition was mixed manually and the soil was brought to the optimum moisture content. Samples were made from the resulting mixture in accordance with GOST 30491-2012. At the end of the hardening period, the composition was tested for strength, frost resistance, water saturation was determined at different modes of water saturation in accordance with GOST 30491-2012. The test results in comparison with the prototype data are presented in table 1.
Пример использования представлен на составе № 4 (таблица 1):An example of use is presented on the composition No. 4 (table 1):
Брали 10 кг суглинка пылеватого с максимальной плотностью - 1,76 г/см3; оптимальной влажностью 17%. Высушили суглинок до влажности 0%, ввели в суглинок 1,37 кг комплексного вяжущего в виде МПС. МПС приготовили заранее в шаровой мельнице совместным помолом 1,16 кг портландцементного клинкера и добавок различного функционального назначения: гипса - 0,07 кг, анионного олигомера типа добавки Melment F10 - 0,02 кг, природного минерала волластонита - 0,11 кг, активного кремнезема - 0,01 кг. Перемешали суглинок и комплексное вяжущее и добавили 2,33 кг воды. They took 10 kg of silty loam with a maximum density of 1.76 g / cm 3 ; optimum humidity 17%. The loam was dried to a moisture content of 0%, and 1.37 kg of a complex binder in the form of MPS was introduced into the loam. MPS was prepared in advance in a ball mill by joint grinding of 1.16 kg of Portland cement clinker and additives for various functional purposes: gypsum - 0.07 kg, anionic oligomer like Melment F10 additive - 0.02 kg, natural mineral wollastonite - 0.11 kg, active silica - 0.01 kg. Mixed loam and complex binder and added 2.33 kg of water.
Согласно требованиям ГОСТ 30491-2012 методом прессования изготовили образцы цилиндрической формы и балочки в виде призм по три партии каждого состава. Полученные образцы твердели при температуре воздуха 20±2°С, влажности - не менее 95% в течении 28 суток. После окончания срока твердения образцы композиции были испытаны на прочность, морозостойкость при полном и капиллярном режиме водонасыщения, также было определено водонасыщение. Предел прочности на сжатие: 8,73 МПа (капиллярное водонасыщение); 7,65 МПа (полное водонасыщение). Предел прочности на растяжение при изгибе: 1,36 МПа (капиллярное водонасыщение); 1,23 МПа (полное водонасыщение). Морозостойкость - 25 циклов (капиллярное и полное водонасыщение). Водонасыщение 0,02% при капиллярном водонасыщении и 0,4% при полном водонасыщении соответственно.According to the requirements of GOST 30491-2012, samples of a cylindrical shape and beams in the form of prisms, three batches of each composition, were manufactured by pressing. The samples obtained hardened at an air temperature of 20 ± 2 ° C, humidity - not less than 95% within 28 days. After the end of the hardening period, the samples of the composition were tested for strength, frost resistance at full and capillary water saturation, and water saturation was also determined. Compressive strength: 8.73 MPa (capillary water saturation); 7.65 MPa (full water saturation). Flexural tensile strength: 1.36 MPa (capillary water saturation); 1.23 MPa (full water saturation). Frost resistance - 25 cycles (capillary and full water saturation). Water saturation 0.02% at capillary water saturation and 0.4% at full water saturation, respectively.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая композиция для устройства функциональных слоев земляного полотна автомобильных и железных дорог позволяет получить дорожно-строительный материал с высокими физико-механическими показателями. Ее преимуществами являются небольшое число компонентов, стабильность введения полимерной составляющей, т.к. она уже входит в состав комплексного вяжущего. Обладает следующими характеристиками: прочность на сжатие - 6,68- 8,73 МПа; прочность на растяжение при изгибе - 0,93-1,36 МПа; морозостойкость - 20 циклов при содержании комплексного вяжущего 8% и 25 циклов при 9-10 масс. %, а исходного грунта 72-76 масс.%. По прототипу получен материал с прочность на сжатие 2,80-4,00 МПа, маркой по морозостойкости - F20. Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности изобретения «новизна».Comparative analysis with the prototype shows that the claimed composition for the device of functional layers of the roadbed of automobile and railways allows to obtain road-building material with high physical and mechanical properties. Its advantages are the small number of components, the stability of the introduction of the polymer component, because it is already part of the complex binder. It has the following characteristics: compressive strength - 6.68 - 8.73 MPa; tensile strength in bending - 0.93-1.36 MPa; frost resistance - 20 cycles at a complex binder content of 8% and 25 cycles at 9-10 wt. %, and the original soil 72-76 wt.%. According to the prototype, a material with a compressive strength of 2.80-4.00 MPa, a frost resistance grade of F20 was obtained. This difference from the prototype gives grounds to assert that the proposed technical solution meets the criterion of patentability of the invention "novelty".
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями в данной области техники, не подтвердило наличие в последних признаках, совпадающих с его отличительными признаками, или признаков, влияющих на достижение указанного технического результата. Это позволило сделать вывод о соответствии изобретения критерию «изобретательский уровень».Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other known technical solutions in this field of technology, did not confirm the presence in the latter of features that coincide with its distinctive features, or features that affect the achievement of the specified technical result. This made it possible to conclude that the invention meets the “inventive step” criterion.
Таким образом, использование предлагаемой композиции для устройства функциональных слоев земляного полотна позволит получить дорожно-строительный материал с точным содержанием добавок различного функционального назначения, ввод которых не будет требовать особенную технологию строительства; обладающего прочностью на сжатие 6,68- 8,73 МПа, прочностью на растяжение при изгибе - 0,93-1,36 МПа, и морозостойкостью 25 циклов на суглинистых грунтах. Thus, the use of the proposed composition for the arrangement of functional layers of the subgrade will allow obtaining road-building material with the exact content of additives for various functional purposes, the introduction of which will not require a special construction technology; having a compressive strength of 6.68-8.73 MPa, a tensile bending strength of 0.93-1.36 MPa, and frost resistance of 25 cycles on loamy soils.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020140358A RU2750536C1 (en) | 2020-12-08 | 2020-12-08 | Composition for the arrangement of functional layers of the roadbed |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020140358A RU2750536C1 (en) | 2020-12-08 | 2020-12-08 | Composition for the arrangement of functional layers of the roadbed |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2750536C1 true RU2750536C1 (en) | 2021-06-29 |
Family
ID=76820228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020140358A RU2750536C1 (en) | 2020-12-08 | 2020-12-08 | Composition for the arrangement of functional layers of the roadbed |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2750536C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0188618A1 (en) * | 1984-06-27 | 1986-07-30 | EUN, Hee Kwon | High-strength hydraulic cement composition |
JP2008248656A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Fukui Prefecture | Multifunctional water retaining material and multifunctional water retaining pavement body using this material |
WO2017202888A1 (en) * | 2016-05-27 | 2017-11-30 | Low & Bonar | Pavement construction on stabilised soil |
RU2726094C1 (en) * | 2019-06-04 | 2020-07-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Composition for arrangement of road pavements bases and other engineering constructions |
RU2734749C2 (en) * | 2018-12-24 | 2020-10-23 | Общество с ограниченной ответственностью "НАЦИОНАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ" | Dry construction mixture for strengthening and stabilization of soil |
-
2020
- 2020-12-08 RU RU2020140358A patent/RU2750536C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0188618A1 (en) * | 1984-06-27 | 1986-07-30 | EUN, Hee Kwon | High-strength hydraulic cement composition |
JP2008248656A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Fukui Prefecture | Multifunctional water retaining material and multifunctional water retaining pavement body using this material |
WO2017202888A1 (en) * | 2016-05-27 | 2017-11-30 | Low & Bonar | Pavement construction on stabilised soil |
RU2734749C2 (en) * | 2018-12-24 | 2020-10-23 | Общество с ограниченной ответственностью "НАЦИОНАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ" | Dry construction mixture for strengthening and stabilization of soil |
RU2726094C1 (en) * | 2019-06-04 | 2020-07-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Composition for arrangement of road pavements bases and other engineering constructions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2492152C2 (en) | Concrete and cement mixture modifier and method for production thereof | |
US3076717A (en) | Compositions for building load supporting surfaces | |
JP2011038104A (en) | Chemical agent for improving engineering properties of soil | |
Zheng et al. | Mix design method for permeable base of porous concrete | |
RU2660969C1 (en) | Composition for device of bases and coatings of highways | |
Li et al. | Cement-fly ash stabilization of cold in-place recycled (CIR) asphalt pavement mixtures for road bases or subbases | |
JP3122532B2 (en) | Road composition | |
US2937581A (en) | Road building method | |
RU2750536C1 (en) | Composition for the arrangement of functional layers of the roadbed | |
RU2757238C1 (en) | Composition for the arrangement of functional layers of the roadbed | |
RU2389844C1 (en) | Reinforced ground for arrangement of motor road carpets and crossing type surfaces foundations | |
KR102400870B1 (en) | Sbs latex for use in the modification of concrete | |
RU2005701C1 (en) | Peat-containing composition | |
US9850169B2 (en) | Hydraulic mortar with glass | |
RU2717592C1 (en) | Composition for soil stabilization | |
RU2754841C9 (en) | Ground mix for road construction | |
RU2794834C1 (en) | Modified cement ground for road construction | |
RU2738882C1 (en) | High-strength fine-grained concrete based on composite binder using technogenic material | |
RU2055034C1 (en) | Concrete mixture | |
RU2572129C1 (en) | Method to produce modifying additive for hot asphalt-concrete mixtures | |
RU2548625C2 (en) | Asphaltic concrete | |
RU2711169C1 (en) | Crude mixture for producing fine-grained polymer concrete, modified with microsilice | |
Sharanya | Investigation on permeability characteristics of pervious concrete | |
RU2746501C1 (en) | Permeable concrete on a cement binder with the addition of highly dispersed calcium silicates | |
RU2771804C1 (en) | Reinforced soil for the constructing the bases of rigid pavements of roads and railways |