RU2792129C1 - Method for preparing limestone low-strength crushed stone - Google Patents
Method for preparing limestone low-strength crushed stone Download PDFInfo
- Publication number
- RU2792129C1 RU2792129C1 RU2022114370A RU2022114370A RU2792129C1 RU 2792129 C1 RU2792129 C1 RU 2792129C1 RU 2022114370 A RU2022114370 A RU 2022114370A RU 2022114370 A RU2022114370 A RU 2022114370A RU 2792129 C1 RU2792129 C1 RU 2792129C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crushed stone
- strength
- water
- layer
- limestone
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности строительного щебня, для дальнейшего применения в гражданском и дорожном строительстве.The invention relates to the production of building materials, in particular building rubble, for further use in civil and road construction.
Известны различные способы приготовления известняковых сыпучих строительных материалов с целью повышения их физико-механических показателей и увеличения сроков службы в агрессивных условиях эксплуатации.There are various methods for the preparation of limestone bulk building materials in order to improve their physical and mechanical properties and increase their service life in aggressive operating conditions.
Известен способ приготовления известнякового строительного щебня, включающий предварительный нагрев щебня до температуры 50-600С, с последующей пропиткой нагретого щебня в водном растворе лигносульфонатов в соотношении лигносульфонаты : вода соответственно 1:(8-12) при интенсивном перемешивании в течение 20-30 мин и с последующей сушкой при температуре 100-110°С до постоянной массы [патент RU № 2642754, МПК C04B20/10, C04B24/18, опубл. 25.01.2018г].A known method of preparing limestone construction rubble, including preheating the rubble to a temperature of 50-60 0 C, followed by impregnation of the heated rubble in an aqueous solution of lignosulfonates in the ratio of lignosulfonates : water, respectively, 1: (8-12) with vigorous stirring for 20-30 min and followed by drying at a temperature of 100-110°C to constant weight [patent RU No. 2642754, IPC C04B20/10, C04B24/18, publ. 01/25/2018].
Недостатком известного способа является то, что в начале процесса пропитки, температура пропитывающего водного раствора ниже, чем температура нагретого щебня. При погружении нагретого щебня в водный раствор, происходит мгновенное его охлаждение, при этом теряется смысл предварительного нагрева, так как происходит закрытие раскрытых мелких трещин, микро и макропор в теле щебня, что препятствует более глубокому проникновению пропитывающего раствора и образования глубокого и прочного каркаса. В дальнейшем, это сказывается на значениях физико-механических показателей и сроках его эксплуатации. Кроме этого, недостатком способа является также сушка при высокой температуре, что значительно повышает энергозатраты на осуществление способа и вызывает удорожание производства щебня в целом.The disadvantage of the known method is that at the beginning of the impregnation process, the temperature of the impregnating aqueous solution is lower than the temperature of the heated gravel. When heated crushed stone is immersed in an aqueous solution, it is instantly cooled, while the meaning of preheating is lost, since the opened small cracks, micro and macropores in the body of crushed stone are closed, which prevents deeper penetration of the impregnating solution and the formation of a deep and strong frame. In the future, this affects the values of physical and mechanical indicators and the terms of its operation. In addition, the disadvantage of the method is also drying at high temperature, which significantly increases the energy consumption for the implementation of the method and causes an increase in the cost of production of crushed stone as a whole.
Наиболее близким является способ приготовления известнякового малопрочного щебня, включающий пропитку щебня по месту укладки нагретым до 600°С водно-спиртовым раствором, содержащим минерализованную воду, изопропиловый спирт и отходы гидролизного производства, посредством его распыления над уложенным слоем щебня, при расходе пропитывающего раствора 20 л/м2, с последующим уплотнением щебня при 10 проходах по одному следу, и сушкой при естественных климатических условиях (Гофман Д.И. Малопрочные карбонатные породы, обработанные модифицирующей композицией на основе аддукта гидролизного производства. Диссертация на соискание ученой степени КТН, Волгоград ,2021г. с. 51, табл. 7, с. 67 табл.12, с. 74-76, 88-90).The closest is the method of preparing low-strength limestone crushed stone, which includes impregnating the crushed stone at the place of laying with a water-alcohol solution heated to 600 ° C containing mineralized water, isopropyl alcohol and hydrolysis production waste, by spraying it over the laid layer of crushed stone, at an impregnating solution consumption of 20 l / m 2 , followed by compaction of crushed stone with 10 passes along one track, and drying under natural climatic conditions (Goffman D.I. Low-strength carbonate rocks treated with a modifying composition based on the adduct of hydrolysis production. Dissertation for the degree of KTN, Volgograd, 2021 pp. 51, table 7, page 67 of table 12, pp. 74-76, 88-90).
Реализация способа требует больших временных и энергетических затрат и не обеспечивает необходимой глубины пропитки.The implementation of the method requires a lot of time and energy and does not provide the required depth of impregnation.
Задачей изобретения является разработка способа приготовления известнякового малопрочного щебня, обеспечивающего увеличение глубины пропитки при одновременном сокращении времени пропитки и снижении энергозатрат.The objective of the invention is to develop a method for preparing low-strength limestone crushed stone, providing an increase in the depth of impregnation while reducing the impregnation time and reducing energy costs.
Технический результат – повышение прочностных характеристик известнякового малопрочного щебня.The technical result is an increase in the strength characteristics of low-strength limestone crushed stone.
Технический результат достигается в способе приготовления известнякового малопрочного щебня, включающем пропитку слоя щебня по месту укладки нагретым водно-спиртовым раствором, содержащим минерализованную воду, изопропиловый спирт и отходы гидролизного производства, посредством его распыления над уложенным слоем щебня, при расходе пропитывающего раствора 20 л/м2 с последующим уплотнением щебня при проходах по одному следу, и сушкой в естественных климатических условиях, при этом водно-спиртовой раствор содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.% минерализованная вода 50,73-79,55 , изопропиловый спирт 12,50-23,91, отходы гидролизного производства 7,96-25,36, щебень укладывают слоем толщиной 30 см, а уплотнение щебня ведут при распределяемой нагрузке 40-50 кН/м, при 4-6 проходах по одному следу.The technical result is achieved in a method for preparing low-strength limestone crushed stone, including impregnation of a layer of crushed stone at the place of laying with a heated aqueous-alcoholic solution containing mineralized water, isopropyl alcohol and hydrolysis production waste, by spraying it over the laid layer of crushed stone, at an impregnating solution consumption of 20 l / m 2 with subsequent compaction of crushed stone during passages along one track, and drying in natural climatic conditions, while the water-alcohol solution contains these components in the following ratio, wt.% mineralized water 50.73-79.55, isopropyl alcohol 12.50- 23.91, hydrolysis production waste 7.96-25.36, crushed stone is laid in a layer 30 cm thick, and crushed stone is compacted at a distributed load of 40-50 kN / m, with 4-6 passes along one track.
Сущность способа приготовления известнякового малопрочного щебня заключается в использовании для его пропитки, предварительно подготовленного пропитывающего водно-спиртового раствора, включающего 50,73-79,55 масс. % минерализованной воды, 12,50-23,91 масс. % изопропилового спирта и 7,96-25,36 масс. % отходов гидролизного производства, в пропитке щебня непосредственно по месту его использования посредством распыления (разбрызгивания) нагретого до температуры 50-85°С готового пропитывающего раствора через распылительные сопла на уложенный толщиной 30 см малопрочный щебень, с расходом пропитывающего водно-спиртового раствора 20 л/м2 с последующим уплотнением щебня распределяемой нагрузкой 40-50 кН/м, при 4-6 проходах по одному следу, и сушки при естественных климатических условиях. The essence of the method for preparing low-strength limestone crushed stone is to use for its impregnation a previously prepared impregnating water-alcohol solution, including 50.73-79.55 wt. % mineralized water, 12.50-23.91 wt. % isopropyl alcohol and 7.96-25.36 wt. % waste of hydrolysis production, in the impregnation of crushed stone directly at the place of its use by spraying (spraying) the finished impregnating solution heated to a temperature of 50-85 ° C through spray nozzles onto low-strength crushed stone laid 30 cm thick, with a consumption of impregnating water-alcohol solution of 20 l / m 2 with subsequent compaction of crushed stone with a distributed load of 40-50 kN / m, with 4-6 passes along one track, and drying under natural climatic conditions.
Для приготовления пропитки для известнякового малопрочного щебня используют изопропиловый спирт СН3СН(ОН)СН3 – органический растворитель, минерализованную воду – насыщенная минеральными веществами воду с ионным составом, приведенным в таблице 1 и отходы гидролизного производства – продукт сульфитного способа делигнификации древесины, представляют собой порошок светло-желтого цвета со слабовыраженным запахом (CAS № 8061-51-6, ТУ 2455-028-00279580-2004). To prepare impregnation for limestone low-strength crushed stone, isopropyl alcohol CH 3 CH (OH) CH 3 is used - an organic solvent, mineralized water - water saturated with minerals with an ionic composition shown in table 1 and hydrolysis production waste - a product of the sulfite method of wood delignification, are light yellow powder with a slight odor (CAS No. 8061-51-6, TU 2455-028-00279580-2004).
Пропитку предварительно готовят следующим образом: в нагретую до температуры 50-85°С минерализованную воду при постоянном перемешивании добавляют дозированные отходы гидролизного производства, затем добавляется изопропиловый спирт. Перемешивание прекращается при образовании однородного состава. The impregnation is preliminarily prepared as follows: in mineralized water heated to a temperature of 50-85°C with constant stirring, dosed wastes of hydrolysis production are added, then isopropyl alcohol is added. Stirring stops when a homogeneous composition is formed.
Таблица 1.Table 1.
карбонат анионы,
carbonate anions,
В процессе уплотнения пропитанного щебня происходит постепенное вдавливание мелких щебенок между крупными зернами, тем самым увеличивается площадь контакта (соприкосновения) между зернами щебня, а пропитывающий раствор прочно их цементирует. Пропитываемый малопрочный щебень подвержен частичному дроблению, с образованием на теле щебенок мелких трещин, сколов, макро и микропор, которые заполняет пропитывающий раствор, при высыхании которого, происходит их плотное закупоривание. Образуется глубокий и прочный каркас как внутри тела каждого зерна щебня, так и на его поверхности, который обеспечивает в сравнении с прототипом высокие прочностные показатели. Кроме этого, обработанная пропитывающим раствором поверхность зерен щебня, образует хорошую адгезию с органическим битумным вяжущим. В дальнейшем, это создает крепкое сцепление щебеночного основания и верхнего слоя асфальтобетонного покрытия. In the process of compacting the impregnated crushed stone, small crushed stones are gradually pressed between large grains, thereby increasing the area of contact (contact) between the crushed stone grains, and the impregnating solution cements them firmly. The impregnated low-strength crushed stone is subject to partial crushing, with the formation of small cracks, chips, macro- and micropores on the body of the crushed stone, which are filled with an impregnating solution, upon drying of which, they are tightly clogged. A deep and strong frame is formed both inside the body of each grain of crushed stone and on its surface, which provides high strength characteristics in comparison with the prototype. In addition, the surface of crushed stone grains treated with an impregnating solution forms good adhesion with organic bituminous binder. In the future, this creates a strong adhesion of the crushed stone base and the top layer of the asphalt concrete pavement.
Снижение времени пропитки щебня и температуры сушки позволяет снизить энергозатраты на осуществление способа.Reducing the time of impregnation of crushed stone and the drying temperature reduces the energy consumption for the implementation of the method.
Заявляемый способ приготовления известнякового малопрочного щебня позволяет применять его при устройстве щебеночных оснований для парковок, тротуаров, автомобильных дорог сельскохозяйственного назначения, щебеночных фундаментов малых искусственных сооружений.The claimed method of preparing low-strength limestone crushed stone allows it to be used in the construction of crushed stone foundations for parking lots, sidewalks, agricultural roads, crushed stone foundations of small artificial structures.
Пример конкретного исполнения. An example of a specific implementation.
Для сравнительного анализа были устроены два экспериментальных участка по 6х10 м, первый из пропитанного щебня по прототипу, второй по заявляемому способу. Для пропитки использовали известняковый малопрочный щебень карбонатных пород Фроловского месторождения Волгоградской области. Применялись фракции щебня 10-20мм и 20-40мм, плотностью 2,43г/см3, пористостью 12,3%, маркой щебня: по дробимости М400, по истираемости И2, по морозостойкости F50. For comparative analysis, two experimental sections of 6x10 m each were arranged, the first of impregnated crushed stone according to the prototype, the second according to the claimed method. For impregnation, limestone low-strength crushed stone of carbonate rocks of the Frolovsky deposit of the Volgograd region was used. Used fractions of crushed stone 10-20mm and 20-40mm, density 2.43g/cm 3 , porosity 12.3%, brand of crushed stone: crushability M400, abrasion I2, frost resistance F50.
На первый участок, был отсыпан и равномерно распределен по поверхности упрочненный по прототипу, малопрочный щебень толщиной 30см. Уплотнение осуществлялось с распределяемой нагрузкой 60-70кН/м при 6-8 проходах по одному следу.On the first section, low-strength crushed stone 30 cm thick, hardened according to the prototype, was poured and evenly distributed over the surface. Compaction was carried out with a distributed load of 60-70 kN / m with 6-8 passes along one track.
На второй участок, был отсыпан и равномерно распределен по поверхности малопрочный щебень толщиной 30см. После чего, щебень был пропитан по заявляемому способу. Уплотнение второго участка осуществлялось с распределяемой нагрузкой 40-50кН/м при 4-6 проходах по одному следу.On the second section, low-strength crushed stone 30 cm thick was poured and evenly distributed over the surface. After that, the crushed stone was impregnated according to the claimed method. Compaction of the second section was carried out with a distributed load of 40-50 kN / m with 4-6 passes along one track.
По окончании уплотнения, были взяты по две пробы щебня с каждого из участков для проведения испытаний. Испытания проводились согласно требованиям ГОСТ 8269-97.Upon completion of the compaction, two samples of crushed stone were taken from each of the sites for testing. The tests were carried out in accordance with the requirements of GOST 8269-97.
Результаты испытаний заявленного способа приготовления известнякового малопрочного щебня и способа по прототипу приведены ниже в таблице 2.The test results of the claimed method of preparing low-strength limestone crushed stone and the method according to the prototype are shown below in table 2.
Таблица 2table 2
Из таблицы 2 видно, что наилучшими прочностными характеристиками обладает известняковый щебень по примерам 1 и 2. Марка щебня по дробимости составляет 1200, т.е. в сравнении с прототипом, увеличилась на 20%. Водопоглощение щебня на примере 1 снизилось на 20,6%, а показатель по водостойкости повысился на 22,6%. Марка по водостойкости стала В2 (потеря массы при испытании составила 2,47%). На примере 2, водопоглощение щебня снизилось на 21,7%, а показатель по водостойкости повысился на 21,8%. Марка по водостойкости стала В2 (потеря массы при испытании составило 2,39%). Согласно ГОСТ 25607-2009 п. 3.1.5 табл. 2 марка по водостойкости стала В2, что позволяет применять данный щебень для устройства оснований дорожных одежд и увеличить срок эксплуатации автомобильных дорог.Table 2 shows that crushed limestone according to examples 1 and 2 has the best strength characteristics. in comparison with the prototype, increased by 20%. The water absorption of crushed stone in example 1 decreased by 20.6%, and the water resistance index increased by 22.6%. The water resistance grade became B2 (mass loss during the test was 2.47%). In example 2, the water absorption of crushed stone decreased by 21.7%, and the water resistance index increased by 21.8%. The water resistance grade became B2 (mass loss during testing was 2.39%). According to GOST 25607-2009 clause 3.1.5 of the table. Grade 2 for water resistance has become B2, which makes it possible to use this crushed stone for the construction of pavement bases and increase the life of roads.
Кроме этого уплотнение щебеночного основания на первом участке (по прототипу) происходило с распределением нагрузки 60-70кН/м при 6-8 проходах по одному следу. На втором участке (по заявленному решению) уплотнение осуществлялось с распределяемой нагрузкой 40-50кН/м при 4-6 проходах по одному следу. Из этого следует, что для достижения более высоких физико-механических показателей щебня можно использовать не только менее тяжелую и дорогостоящую технику, но и сократить время уплотнения в среднем на 28,6% что позволит снизить трудоемкость способа и сократить энергозатраты на его осуществление.In addition, the compaction of the crushed stone base in the first section (according to the prototype) occurred with a load distribution of 60-70 kN / m with 6-8 passes along one track. In the second section (according to the claimed solution), compaction was carried out with a distributed load of 40-50 kN / m with 4-6 passes along one track. From this it follows that in order to achieve higher physical and mechanical properties of crushed stone, it is possible to use not only less heavy and expensive equipment, but also to reduce the compaction time by an average of 28.6%, which will reduce the labor intensity of the method and reduce energy costs for its implementation.
Таким образом, способ приготовления известнякового малопрочного щебня, включающий пропитку щебня по месту укладки нагретым до температуры 50-85°С водно-спиртовым раствором, содержащим 50,73-79,55 масс. % минерализованной воды, 12,50-23,91 масс. % изопропилового спирта и 7,96-25,36 масс. % отходов гидролизного производства, посредством его распыления над щебнем, уложенным толщиной 30 см, при расходе пропитывающего раствора 20 л/м2, с последующим уплотнением щебня распределяемой нагрузкой 40-50 кН/м, при 4-6 проходах по одному следу, и сушкой при естественных климатических условиях, обеспечивает повышение прочностных характеристик известнякового малопрочного щебня.Thus, a method for preparing limestone low-strength crushed stone, including impregnation of crushed stone at the place of laying with a water-alcohol solution heated to a temperature of 50-85 ° C, containing 50.73-79.55 wt. % mineralized water, 12.50-23.91 wt. % isopropyl alcohol and 7.96-25.36 wt. % waste of hydrolysis production, by spraying it over crushed stone, laid 30 cm thick, with an impregnating solution consumption of 20 l / m 2 , followed by compaction of crushed stone with a distributed load of 40-50 kN / m, with 4-6 passes along one track, and drying under natural climatic conditions, provides an increase in the strength characteristics of limestone low-strength crushed stone.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2792129C1 true RU2792129C1 (en) | 2023-03-16 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4954134A (en) * | 1989-07-31 | 1990-09-04 | Tennessee Valley Authority | Agglomeration of gypsum, limestone, or gypsum-limestone mix |
| RU2146589C1 (en) * | 1997-09-10 | 2000-03-20 | Кононов Николай Иванович | Device for restoration of internal cylindrical surfaces |
| RU2204538C2 (en) * | 2001-06-04 | 2003-05-20 | Марийский государственный технический университет | Method of preparing black crushed stone |
| RU2406550C1 (en) * | 2006-12-12 | 2010-12-20 | Интерспиро Аб | Electric-drive air-purifying breath-sensitive respirator |
| RU2642754C1 (en) * | 2016-11-15 | 2018-01-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of preparing limestone construction rubble |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4954134A (en) * | 1989-07-31 | 1990-09-04 | Tennessee Valley Authority | Agglomeration of gypsum, limestone, or gypsum-limestone mix |
| RU2146589C1 (en) * | 1997-09-10 | 2000-03-20 | Кононов Николай Иванович | Device for restoration of internal cylindrical surfaces |
| RU2204538C2 (en) * | 2001-06-04 | 2003-05-20 | Марийский государственный технический университет | Method of preparing black crushed stone |
| RU2406550C1 (en) * | 2006-12-12 | 2010-12-20 | Интерспиро Аб | Electric-drive air-purifying breath-sensitive respirator |
| RU2642754C1 (en) * | 2016-11-15 | 2018-01-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of preparing limestone construction rubble |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Гофман Д.И. Малопрочные карбонатные породы, обработанные модифицирующей композицией на основе аддукта гидролизного производства. Диссертация на соискание ученой степени КТН, Волгоград, 2021 г., с. 51, табл. 7, с. 67 табл.12, с. 74-76, 88-90. * |
| Методические рекомендации по повышению качества дорожных оснований из щебня различных пород. СОЮЗДОРНИИ, М.1980, разделы 5 и 6. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109914178B (en) | Construction method for integrally paving road by using bio-enzyme curing material | |
| WO2002101149B1 (en) | Method of upgrading gravel and/or dirt roads and a composite road resulting therefrom | |
| US3131074A (en) | Soil stabilization | |
| Elsharief et al. | Lime stabilization of tropical soils from Sudan for road construction | |
| RU2281356C1 (en) | Ground consolidation composition and method of its usage for road building | |
| RU2592588C1 (en) | Composition for stabilisation of clay soil and method for creating ground roads using thereof | |
| RU2792129C1 (en) | Method for preparing limestone low-strength crushed stone | |
| RU2678173C1 (en) | Method of building pavement | |
| KR20190070897A (en) | Road pavement constructing method using imperviousness concrete having waterproof | |
| Scullion et al. | Forensic evaluation of three failed cement-treated base pavements | |
| RU2164900C2 (en) | Regenerable asphalt-concrete mix and method of preparing thereof | |
| Wadalkar et al. | Design of precast concrete blocks for paving with the use of cigarette butts (cellulose acetate) | |
| NO152222B (en) | ELECTROLYSIS APPARATUS | |
| CN110016847A (en) | Foamed asphalt cold-regenerated road surface structure and its construction technology | |
| CN108130090A (en) | A kind of soil stone water-proof solidifying agent and preparation method thereof | |
| RU2691042C1 (en) | Composition of concrete mixture and method of its use in construction | |
| CN1202312C (en) | Method for paving water-permeable road with cement concrete | |
| RU2657576C1 (en) | Road and aerodrome beds construction method | |
| Zhuge | Comparison the performance of recycled and quarry aggregate and their effect on the strength of permeable concrete | |
| KR101651643B1 (en) | Soil paving material using polymer binder and installing method thereof | |
| CN109534758A (en) | A kind of cement concrete reproduction construction method | |
| Mathur et al. | Lime/cement stabilisation for soil and granular materials | |
| RU2716406C1 (en) | Road-building material - industrial reinforced "brit" soil and methods for construction of structural layers of road pavement using it | |
| RU2376257C2 (en) | Concrete mix and method of concrete item manufacture from concrete mix | |
| Singh et al. | Modification of strength properties of soil-aggregate system on cement addition |