композиция для укрепления грунтов

Формула изобретения

Композиция для укрепления грунтов, включающая грунт, модифицирующую добавку, состоящую из нефтешлама и негашеной извести, и воду, отличающаяся тем, что она содержит пылевато-глинистый грунт, модифицирующую добавку, содержащую в качестве нефтешлама - твердый нефтешлам следующего состава, мас.%: асфальто-смолистые вещества 5-13, парафины 18-40, углеводороды 4-6, механические примеси 35-60, воды 2-12; и дополнительно шлаковую муку при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

пылевато-глинистый грунт	100
твердый нефтешлам указанного состава	10÷23
негашеная известь	5÷9
шлаковая мука	3÷7
вода	12÷24

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области дорожного и аэродромного строительства и может быть использовано для устройства водо- и морозозащитных слоев дорожных одежд и земляного полотна автомобильных дорог и аэродромов.

Известен состав для укрепления грунтов оснований дорожных одежд включающий, % масс:

глинистый грунт	- 100
сырая маловязкая нефть	- 5÷8
известь негашеная	- 3÷5

(Безрук В.М., Линцер А.В., и др. Применение нефтегрунта в строительстве автомобильных дорог - М.: Транспорт, 1975, с.21-25.)

Материал известного состава недостаточно прочен. Кроме того использование маловязкой нефти в дорожном строительстве нецелесообразно.

Прототипом изобретения является грунтобетонная смесь, включающая компоненты, масс.ч:

грунт	- 100
известь	- 4÷6
нефтешлам	- 2÷4
вода	- 8÷18

Нефтешлам в известном составе представляет эмульсию отходов переработки нефти. Он содержит 15-25% воды, 3-6% соединения близких по составу органических соединений, 15-25% минеральных веществ, 6-10% механических примесей (авторское свидетельство СССР № 607870, М. кл. E01C 7/36, E02Д 3/12).

Грунтобетонная смесь известного состава имеет недостаточно высокую прочность при сжатии и недостаточную водостойкость.

Изобретение направлено на повышение прочности, снижение морозного пучинообразования пылевато-глинистых грунтов, снижение стоимости строительства дорог, повышение экологической безопасности окружающей среды и высвобождение территорий для воспроизводства лесо- и сельскохозяйственных угодий.

Результат достигается тем, что композиция для укрепления грунтов содержащая грунт, модифицирующую добавку состоящую из нефтешлама, негашеной извести, и воду: содержит пылевато-глинистые грунты, модифицирующую добавку, содержащую твердый нефтешлам следующего состава, масс.%: асфальтосмолистые вещества 5-13, парафин 18-40, углероды 4-6, механические примеси 35-60, вода 2-12; и дополнительно шлаковую муку при следующем соотношении компонентов, масс.ч:

пылевато-глинистый грунт	- 100
твердый нефтешлам указанного состава	- 10÷23
негашеная известь	- 5÷9
шлаковая мука	- 3÷7
вода	- 12÷24

Характеристики компонентов композиции:

- в соответствии с классификацией грунтов по степени морозного пучинообразования (табл.6, СНиП 2.05.02-85*) пылевато-глинистые грунты, относящиеся к III, IV, V группам, являются пучинистыми и без специальных мероприятий в условиях значительного увлажнения не применяют;

- твердый нефтешлам (отход производств нефтедобывающей промышленности) выше указанного состава;

- негашеная известь (ГОСТ 9179-77);

- шлаковая мука (отход металлургической промышленности, образуется при плавке чугуна). В составе композиции использовали шлаковую муку с модулем активности основности 1.12, содержанием CaO 45-47%.

Композиция для укрепления грунтов реализуется следующим образом.

Технология устройства оснований автомобильных дорог и аэродромов включает процессы: распределение грунта, разравнивание, внесение модифицирующий добавки в заданном количестве, перемешивание, увлажнение при необходимости до оптимального значения, перемешивание, профилирование, уплотнение.

Модифицирующую добавку для укрепления грунтов готовили по следующей технологии. В смесительную установку послойно загружают негашеную известь, твердый нефтешлам и воду при указанном соотношении компонентов. В результате экзотермической реакции температура смеси увеличивается, процесс перемешивания до однородного состояния продолжают в течение 10-15 минут, после чего к порошку образовавшейся смеси добавляют шлаковую муку, вновь перемешивают и выгружают в емкости.

Грунт, укрепленный заявляемой композицией, хорошо уплотняется при оптимальной влажности.

Примеры реализации разработанной композиции для укрепления грунтов приведены в таблице. Сильнопучинистый исходный грунт (IV группа) после укрепления значительно снижает величину морозного пучения и может быть отнесен к слабопучинистым (II группа)

Таблица
Вид грунта	Состав композиции для укрепления грунта, масс.ч.					Физико-механические свойства укрепленных грунтов				Относитель ное морозное пучение, %
	Вода	Твердый нефтешлам	Негашеная известь		Шлаковая мука	Прочность при сжатии, МПа в 28-суточном возрасте		Водонасыщение, %	Кол-во циклов замораживания оттаива ния
Суглинок легкий пылеватый - 100	16	-	-		-	Разрушились при водонасыщении				8.1
-	16	5	5		3	1.4		2.2	7	6.2
-	16	10	5		3	1.9		0.81	11	4.1
-	16	15	5		3	2.1		0.66	16	4.0
-	16	23	5		3	2.2		0.55	15	3.8
-	16	10	7		5	2.0		0.40	12	3.8
-	16	15	7		5	2.6		0.38	18	3.6
-	16	23	7		5	2.8		0.32	21	3.2
-	16	10	9		7	2.3		0.36	20	3.1
-	16	15	9		7	3.1		0.33	25	3.0
-	16	23	9		7	3.1		0.30	26	3.0
-	16	25	9		7	1.8		1.26	12	4.3
Прототип
Грунтобетонная смесь	8-18	Нефтешлам 2-4	4-6	-			1.8	1.8	-	-

Установлено, что укрепленный грунт продолжает набирать прочность в течение многих месяцев, поскольку шлаковая мука относится к медленно твердеющим вяжущим. Она способствует увеличению морозостойкости и деформативности конструктивных слоев дорожных одежд и земляного полотна.

Технология приготовления заявляемой композиции позволяет снизить энергозатраты т.к. не требует дополнительного разогрева смеси. Готовый состав смеси может храниться в течение продолжительного периода и заготавливаться впрок.

Применение данной композиции позволит: повысить прочность, водо- и морозостойкость пылевато-глинистых грунтов, снизить стоимость строительства дорог за счет снижения энергозатрат и транспортных расходов, использовать для возведения земляного полотна и строительства оснований дорожных одежд ранее непригодного для данных видов работ грунта (пучинистого), а так же позволит высвободить территории занятых под складирование отходов, что в свою очередь существенно повысит экологическую безопасность окружающей среды.