RU2771804C1 - Укрепленный грунт для устройства оснований дорожных одежд автомобильных и железных дорог - Google Patents
Укрепленный грунт для устройства оснований дорожных одежд автомобильных и железных дорог Download PDFInfo
- Publication number
- RU2771804C1 RU2771804C1 RU2021119303A RU2021119303A RU2771804C1 RU 2771804 C1 RU2771804 C1 RU 2771804C1 RU 2021119303 A RU2021119303 A RU 2021119303A RU 2021119303 A RU2021119303 A RU 2021119303A RU 2771804 C1 RU2771804 C1 RU 2771804C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- construction
- soil
- railways
- overburden
- roads
- Prior art date
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- -1 poly(1-carbamoyl ethylene) Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000004035 construction material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 5
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 3
- QSOMQGJOPSLUAZ-UHFFFAOYSA-N 2-ethenylbuta-1,3-dienylbenzene Chemical compound C=CC(C=C)=CC1=CC=CC=C1 QSOMQGJOPSLUAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000126 Latex Polymers 0.000 description 2
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- TWGUZEUZLCYTCG-UHFFFAOYSA-N Sodium fluorosilicate Chemical compound [Na+].[Na+].F[Si-2](F)(F)(F)(F)F TWGUZEUZLCYTCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 2
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 241000711969 Chandipura virus Species 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N Sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000002588 toxic Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для укрепления глинистых грунтов при возведении оснований дорожных одежд автомобильных и железных дорог. Укрепленный грунт для устройства оснований дорожных одежд автомобильных и железных дорог содержит, мас.%: техногенный грунт - вскрышные породы с содержанием глинистых частиц не менее 16% 60-70, механоактивированную золу уноса сухого улавливания 10-20, минеральное вяжущее - быстротвердеющий портландцемент с минеральными добавками - класс прочности 32,5 6-8, воду 12-14, полимерный композит в виде коллоидного раствора высокомолекулярных поверхностно-активных веществ: поли(1-карбамоилэтилена) и продуктов гидролиза поливинилацетата 0,5-0,8 сверх 100%. Технический результат – повышение прочности при сжатии и растяжении при изгибе дорожно-строительного материала, снижение антропогенного воздействия отходов – вскрышных пород и отходов теплоэнергетики на природные экосистемы. 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для укрепления глинистых грунтов при возведении оснований дорожных одежд автомобильных и железных дорог.
Известна дорожная смесь для устройства оснований и морозозащитных слоев дорожных одежд (SU 481661, опубл. 25.08.1975 г.), содержащая грунт, цемент, пластифицирующую добавку, в качестве которой использован дивинилстирольный латекс, и воду при следующем соотношении компонентов, вес. ч.: грунт 100; цемент - 4-8; дивинилстирольный латекс - 2-4; вода - 5-20 в соответствии с оптимальной влажностью исходного грунта. Дорожная смесь обладает повышенной деформационной способностью.
Основным недостатком состава является недостаточная морозостойкость, что ограничивает возможности его использования в качестве покрытия переходного типа, а также высокая стоимость пластифицирующей добавки.
Известен состав для укрепления связного грунта (SU 883143, опубл. 23.11.1981 г.), включающий нефть, добавку и воду, где в качестве добавки используется кремнефтористый натрий, при соотношении ингредиентов, мас. %: нефть 25-40; кремнефтористый натрий 15-30; вода - остальное.
Недостатком состава является недостаточная прочность и водостойкость укрепленного грунта, а также необходимость введения в грунт высокотоксичной нефти и кремнефтористого натрия.
Известен укрепленный грунт для дорожного строительства, содержащий природный грунт и вяжущее, включающее водный раствор поливинилового спирта (патент RU №2324784, опубл. 2008 г.).
Недостатком такого укрепленного грунта для дорожного строительства является то, что введение в грунт 3-5% водного раствора поливинилового спирта в количестве, равном объему наполнителя в плотном сложении не приводит к повышению необходимой прочности, а увеличивает только морозостойкость. Кроме того, технология получения такого укрепленного грунта, включающая уплотнение сырьевой смеси и нагрев до 150 градусов, является трудоемкой и экономически невыгодной.
Наиболее близкой по техническому решению, принятой за прототип, является грунтовая смесь для дорожного строительства (патент РФ №2296831, опубл. 10.04.2007 г.), включающая нефтесодержащие отходы, минеральное вяжущее и добавку, в качестве нефтесодержащих отходов содержит нефтезагрязненный грунт, в качестве минерального вяжущего -портландцемент, в качестве добавки - лигносульфонаты технические порошкообразные, при следующем соотношении, мас. %: нефтезагрязненный грунт - 79,60-85,72; портландцемент - 14-20; лигносульфонаты технические порошкообразные - 0,28-0,4.
Недостатком данной смеси является необходимость введения от 14 до 20% вяжущего, что является экономически нецелесообразным.
Задачей изобретения является получение дорожно-строительного материала на основе техногенного грунта (вскрышных пород) и отходов теплоэнергетики с маркой по прочности Μ 40, что позволит снизить антропогенное воздействие отходов ГПК и ТЭК на природные экосистемы.
Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом укрепленном грунте для устройства оснований дорожных одежд автомобильных и железных дорог содержится техногенный грунт (вскрышные породы) с содержанием глинистых частиц не менее 16%; механоактивированная зола уноса сухого улавливания; минеральное вяжущее -портландцемент с минеральными добавками (класс прочности 32,5, быстротвердеющий); полимерный композит в виде коллоидного раствора высокомолекулярных поверхностно-активных веществ: поли(1-карбамоилэтилена) и продуктов гидролиза поливинилацетата; вода, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| вскрышные породы | 60-70 |
| механоактивированная зола уноса | 10-20 |
| портландцемент | 6-8 |
| полимерный композит | 0,5-0,8 (сверх 100%) |
| вода | 12-14 |
Достижение указанного технического результата обусловлено нанотехнологическим преобразованием структуры, достигаемым в процессе механической активации, а также образованием межмолекулярных водородных связей при взаимодействии поли(1-карбамоилэтилена) с продуктами гидролиза поливинилацетата, что способствует равномерному распределению и закреплению связующего. Использование механоактивированной золы уноса и полимерного композита в составе дорожно-строительного материала позволяет повысить предел прочности при сжатии и на растяжение при изгибе. Характеристика исходных материалов:
1. Техногенный грунт - вскрышные породы с содержанием глинистых частиц не менее 16%.
2. Зола уноса сухого улавливания, тип - кислая, содержание оксида кальция (СаО) - не более 10%, подвергнутая механической активации в течение 1 минуты.
3. Минеральное вяжущее - портландцемент с минеральными добавками: класс прочности - 32,5; быстротвердеющий.
4. Полимерный композит в виде коллоидного раствора высокомолекулярных поверхностно-активных веществ: поли(1-карбамоилэтилена) и продуктов гидролиза поливинилацетата (синтезирован в воде при 60°С; массовое соотношение ПАВ - 3:7).
5. Вода по ГОСТ 23732-2011.
Укрепленный грунт для устройства оснований дорожных одежд автомобильных и железных дорог разработан в соответствии с требованиями ГОСТ 23558-94 путем подбора оптимального количества вяжущего в процентах от массы техногенного грунта, состоящего из вскрышных пород, и механоактивированной золы уноса с учетом оптимальной влажности. Основными критериями оценки оптимальности состава являлись прочностные характеристики.
Пример. В воздушно-сухую смесь техногенного грунта - вскрышных пород и механоактивированной золы уноса (время механоактивации 1 минута) вносили вяжущее - портландцемент с минеральными добавками. Состав смеси, мас. %: вскрышные породы - 60-70; механоактивированная зола уноса - 20-10; портландцемент - 8-6. Затем смесь перемешивали вручную и вводили полимерный композит (0,5-0,8 мас. % сверх 100%), растворенный в оптимальном количестве воды (12-14 мас. %), после чего снова перемешивали. Из полученной смеси каждого вида изготавливали образцы в соответствии с ГОСТ 23558-94. Прочностные характеристики получены на образцах, подвергнутых полному водонасыщению. Анализ физико-механических характеристик образцов проводили через 28 суток.
Физико-механические характеристики образцов приведены в таблице 1. Показано, что применение полимерного композита на основе поли(1-карбамоилэтилена) и продуктов гидролиза поливинилацетата, а также механоактивированной золы уноса (за счет изменения реакционной способности твердых частиц под действием механических сил, сопровождающееся образованием новой поверхности) позволяет получить дорожно-строительный материал с маркой по прочности Μ 40 в соответствии с требованиями ГОСТ 23558-94.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый укрепленный грунт для устройства оснований дорожных одежд автомобильных и железных дорог имеет прочность при сжатии 4-4,3 МПа и растяжении при изгибе 1,8-1,9 МПа при содержании вяжущего 6-8 мас. %. По прототипу прочность при сжатии 1,6 МПа и растяжении при изгибе 1,24 МПа достигнута при содержании вяжущего 8 мас. %. Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности изобретения «новизна». Сравнение заявляемого укрепленного грунта для устройства оснований дорожных одежд автомобильных и железных дорог с прототипом и другими аналогичными техническими решениями в данной области не позволили выявить в них признаки, аналогичные отличительным признакам. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого укрепленного грунта для устройства оснований дорожных одежд автомобильных и железных дорог условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет утилизировать вскрышные породы и золы уноса в составах укрепленного грунта для устройства оснований дорожных одежд автомобильных и железных дорог и получать дорожно-строительный материал с прочностью при сжатии 4-4,3 МПа и прочностью на растяжении при изгибе 1,8-1,9 МПа в соответствии с ГОСТ 23558-94.
Claims (2)
- Укрепленный грунт для устройства оснований дорожных одежд автомобильных и железных дорог содержит техногенный грунт - вскрышные породы с содержанием глинистых частиц не менее 16%, механоактивированную золу уноса сухого улавливания, минеральное вяжущее - портландцемент с минеральными добавками - класс прочности 32,5, быстротвердеющий, полимерный композит в виде коллоидного раствора высокомолекулярных поверхностно-активных веществ: поли(1-карбамоилэтилена) и продуктов гидролиза поливинилацетата, воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
вскрышные породы 60-70 механоактивированная зола уноса 10-20 портландцемент 6-8 полимерный композит 0,5-0,8 сверх 100% вода 12-14
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2771804C1 true RU2771804C1 (ru) | 2022-05-12 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2296831C1 (ru) * | 2005-09-08 | 2007-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Уралэкоресурс" | Грунтовая смесь для дорожного строительства |
| RU2389844C1 (ru) * | 2008-10-29 | 2010-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Укрепленный грунт для устройства оснований дорожных одежд автомобильных дорог и покрытий переходного типа |
| CN103334772A (zh) * | 2013-07-08 | 2013-10-02 | 中铁十四局集团有限公司 | 一种能稳定暗挖砂层掌子面的浆液、浆液制备方法、注浆设备及其注浆工艺 |
| RU2519283C1 (ru) * | 2012-10-17 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КГАСУ) | Грунтовая смесь для дорожного строительства. |
| RU2660969C1 (ru) * | 2017-05-12 | 2018-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Состав для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог |
| RU2017147183A (ru) * | 2017-12-29 | 2019-07-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Композиция для устройства оснований дорожных одежд и других инженерных сооружений |
| RU2017147181A (ru) * | 2017-12-29 | 2019-07-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Состав для устройства оснований дорожных одежд |
| RU2726095C1 (ru) * | 2019-06-24 | 2020-07-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Состав для устройства слоев оснований дорожной одежды |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2296831C1 (ru) * | 2005-09-08 | 2007-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Уралэкоресурс" | Грунтовая смесь для дорожного строительства |
| RU2389844C1 (ru) * | 2008-10-29 | 2010-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Укрепленный грунт для устройства оснований дорожных одежд автомобильных дорог и покрытий переходного типа |
| RU2519283C1 (ru) * | 2012-10-17 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КГАСУ) | Грунтовая смесь для дорожного строительства. |
| CN103334772A (zh) * | 2013-07-08 | 2013-10-02 | 中铁十四局集团有限公司 | 一种能稳定暗挖砂层掌子面的浆液、浆液制备方法、注浆设备及其注浆工艺 |
| RU2660969C1 (ru) * | 2017-05-12 | 2018-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Состав для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог |
| RU2017147183A (ru) * | 2017-12-29 | 2019-07-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Композиция для устройства оснований дорожных одежд и других инженерных сооружений |
| RU2017147181A (ru) * | 2017-12-29 | 2019-07-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Состав для устройства оснований дорожных одежд |
| RU2726095C1 (ru) * | 2019-06-24 | 2020-07-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Состав для устройства слоев оснований дорожной одежды |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100475733C (zh) | 一种黏结剂、使用该黏结剂的保温隔音材料及其制备工艺 | |
| WO1996024561A1 (en) | Flyash-based compositions | |
| CN101058499A (zh) | 混凝土轻硅纤维阻裂增强剂 | |
| KR101439236B1 (ko) | 친환경 흙포장재 조성물 | |
| CN101343151A (zh) | 一种phc管桩水泥及其制造方法 | |
| CN112679190B (zh) | 一种用于混凝土底部空腔填充的补强防水砂浆 | |
| CN113186772B (zh) | 一种轻质隔热半柔性抗裂路面及其制备方法 | |
| Dove | The development of unfired earth bricks using seaweed biopolymers | |
| WO2015184121A1 (en) | Compositions of and methods for making of a concrete-like material containing cellulosic derivatives | |
| KR100557454B1 (ko) | 폐콘크리트 재생골재와 산업부산물을 활용한 고성능 투수성폴리머 콘크리트 포장의 제조 방법 | |
| CN113698143A (zh) | 一种填充偏高岭土基地聚合物的半柔性沥青混合料及其制备方法 | |
| RU2726094C1 (ru) | Композиция для устройства оснований дорожных одежд и других инженерных сооружений | |
| KR100922081B1 (ko) | 흙포장용 조성물 및 이를 이용한 흙포장 시공방법 | |
| Bougtaib et al. | Impact of rate of addition (fibers and/or binders) on the thermomechanical properties of compressed earth blocks made up according to two methods of compaction | |
| RU2771804C1 (ru) | Укрепленный грунт для устройства оснований дорожных одежд автомобильных и железных дорог | |
| RU2389844C1 (ru) | Укрепленный грунт для устройства оснований дорожных одежд автомобильных дорог и покрытий переходного типа | |
| CN105970903A (zh) | 一种增强复合地基桩土联合作用的塑性混凝土褥垫层 | |
| KR101752919B1 (ko) | Ｐｖａ 섬유 보강재를 포함하는 시멘트 혼합토 제조방법 | |
| CN108516754A (zh) | 一种防水混凝土及其生产工艺 | |
| RU2717592C1 (ru) | Состав для стабилизации грунта | |
| RU2754841C9 (ru) | Грунтовая смесь для дорожного строительства | |
| Udoeyo et al. | Mound soil as construction material | |
| RU2689351C1 (ru) | Арболит на основе вторичных ресурсов пищевых предприятий | |
| RU2726095C1 (ru) | Состав для устройства слоев оснований дорожной одежды | |
| Méndez et al. | Mechanical strength of lime-rice husk ash mortars: A preliminary study |