КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ
COMPOSITION FOR SOIL STRENGTHENING

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
Относительное морозное пучение, %
Вода
Твердый нефтешлам
Негашеная известь
Шлаковая мука
Прочность при сжатии, МПа в 28-суточном возрасте
Водонасыщение, %
Кол-во циклов замораживания оттаивания
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.