Спосіб хімічного закріплення грунтів

1. Спосіб хімічного закріплення ґрунтів для облаштування земляного полотна автомобільних доріг шляхом змішування ґрунту з хімічною композицією, який відрізняється тим, що як просочувальний склад для обробки ґрунту використовують композицію на основі водосумісних кремнієорганічних і полімерних смол при такому співвідношенні компонентів, мас. %: кремнієорганічна смола водорозчинна 2-5 полімерна смола вододисперсна 2-5 суглинок решта. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що після просочування ґрунту здійснюють витримування 13 години для досягнення оптимальної вологості 712 %. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що при досягненні оптимальної вологості оброблений ґрунт ущільнюють з зусиллям 10-15 МПа. Винахід стосується галузі будівництва і може бути використаний для хімічного закріплення ґрунтів в дорожньому та гідротехнічному будівництві, фундаментобудівництві, гірничій справі. Переважно винахід може бути використаний для покращення будівельних властивостей структурнонестійких ґрунтів, підвищення несучої здатності дорожніх покриттів та земельного полотна автомобільних доріг, забезпечення стійкості укосів, захисту бетонних фундаментів і гідротехнічних споруд від шкідливого впливу агресивних ґрунтових вод, запобігання деформації земної поверхні і близько розташованих споруд при проведенні гірничих виробіток та ін. Відомі хімічні методи укріплення ґрунтів засновані на ін'єкції і/або змішуванні ґрунту з різноманітними закріплюючими розчинами та в'яжучими, з метою змінення їх природних властивостей та надання їм підвищеної міцності, водо- і морозостійкості, водонепроникності. Змінення властивостей ґрунтів при хімічному закріпленні відбувається в результаті хімічних та фізико-хімічних процесів взаємодії між реагентами, що вводять, та ґрунтом (див. кн. Волоцкий Д.В. Основы глубинного закрепления грунтов земляного полотна автомобильных дорог. - М.: Транспорт. - 1978. - 120 с.). Відомі способи підвищення міцносних властивостей ґрунтів змішуванням їх, наприклад, з цементом, бітумом, лігносульфонатом, силікатом натрію або смолами. Як останні застосовують карбамідні, фуранові, інденкумаронові, фенолформальдегідні, епоксидні, поліакриламідні сполуки (див. кн. Грачѐв Ю.А. Способы закрепления грунтов в строительстве. - Обзор. - М.: ВНИИС. - 1988. - 31 с.). Ці рішення мають той недолік, що не забезпечують необхідний комплекс фізико-механічних властивостей, що пред'являються до земляного полотна автомобільних доріг. Найбільш близьким до способу, що заявляється, та прийнятий за прототип є спосіб поліпшення механічних властивостей ґрунту, який включає розпушування ґрунту та додавання в'яжучого матеріалу, що містить пуцолановий цемент, сульфат та оксид кальцію, після чого отриману суміш грунту з домішкою ущільнюють (див. Україна, пат. № 66843, МПК E02D 3/12). Недоліком відомого засобу є те, що він не забезпечує необхідної міцності та морозостійкості дорожньому покриттю з закріпленого ґрунту. В основу винаходу поставлене завдання удосконалення способу хімічного закріплення ґрунту (19) UA (11) 89268 (13) C2 (21) a200804339 (22) 07.04.2008 (24) 11.01.2010 (46) 11.01.2010, Бюл.№ 1, 2010 р. (72) ПРУСЕНКО ЄВГЕН ДМИТРОВИЧ, КОВАЛЬ ПЕТРО МИКОЛАЙОВИЧ, ЄГОРОВА ЛОЛІТТА ВІТАЛІЄВНА, ДАЦЕНКО ВОЛОДИМИР МИХАЙЛОВИЧ, КОЛЕСНИК ЮРІЙ РОМАНОВИЧ (73) ТОВАРИСТВО З ОБМЕЖЕНОЮ ВІДПОВІДАЛЬНІСТЮ НАУКОВО-ВИРОБНИЧЕ ПІДПРИЄМСТВО "КРОК" (56) UA 66843, C2, 15.06.2004 UA 5188, A1, 28.12.1994 SU 872642, A, 15.10.1981 SU 887721, A, 07.12.1981 SU 962445, A, 30.09.1982 US 5443633, A, 22.08.1995 RU 2120457, C1, 20.10.1998 3 89268 для земляного полотна автомобільних доріг, що дозволить одержати матеріал, працездатний в широкому інтервалі температур. Поставлене завдання вирішується тим, що спосіб хімічного закріплення ґрунтів для облаштування земляного полотна автомобільних доріг, який включає змішування ґрунту з хімічною композицією, яка згідно винаходу складається з водосумісних кремнієорганічних і полімерних смол з таким співвідношенням компонентів, мас. %: кремнієорганічна смола водорозчинна 2-5 полімерна смола вододисперсна 2-5 суглинок решта. Згідно винаходу після просочування ґрунту здійснюють витримку 1-3 години для досягнення оптимальної вологості 7-12%, після чого грунт ущільнюють з зусиллям 10-15МПа. Роль компонентів, які входять до просочувальної суміші, така. Вододисперсну полімерну смолу використовують для склеювання мікрочастинок ґрунту і утворення коагуляційних структур. Як вододисперсна полімерна смола може бути використаний акрилостирольний латекс марки „силол-латекс AC”, або бутадієнстирольний латекс марки „силоллатекс БС” за ТУ У 24.1031911658.007-2005. Кремнієорганічну смолу водорозчинну використовують для надання гідрофобних (водовідштовхувальних) властивостей коагуляційним структурам грунту, що утворилися. Використовують кремнієорганічну смолу марки „силол Ц1” на осно 4 ві олігометилгідридсилоксану, або „силол Ц2” на основі олігометилсиліконату натрію за ТУ У 24.131911658-009:2006. Склади композицій для просочування ґрунту наведені в таблиці 1. Композиції одержують ретельним перемішуванням усіх компонентів будьяким способом. ЯК грунт застосовують суглинки легкі пилуваті Чернігівської області. Підготовка ґрунту до випробувань та випробування проводять у відповідності з діючим CH 25-74 „Инструкция по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов”. - М., 1975г. Зразки у вигляді циліндрів 50,5x50,5мм формують із змоченого полімерною композицією ґрунту вологістю 12% на пресі при навантаженні 13,5МПа протягом 3 хвилин. Випробування закріпленого ґрунту на морозостійкість проводять на трьох зразках кожного складу після їх твердіння протягом місяця при температурі і вологості навколишнього середовища. Потім зразки повністю занурюють у воду. Після повного водонасичення зразки піддають почергово заморожуванню протягом чотирьох годин та розморожуванню. Кількість циклів заморожуваннярозморожування складала 10, 15, 25. Температура заморожування мінус 10°С. Морозостійкість зразків хімічно закріпленого ґрунту, одержаних запропонованим способом, наведені в таблиці 2. Таблиця 1 Склади для хімічного закріплення ґрунту Компоненти силол Ц1 силол Ц2 силоллатекс AC силоллатекс БС суглинок Склад за винаходом, мас. % 9 10 11 12 13 14 3 3 5 5 3 3 1 1 2 1 3 1 4 1 5 2 6 2 7 2 8 2 1 1 2 2 3 3 5 1 1 2 2 3 3 15 5 16 5 17 7 18 7 19 7 20 7 5 7 7 5 5 7 7 решта ДО 1 0 0 Таблиця 2 Властивості закріпленого ґрунту Показники Прототип 1 2 Границя міцності при стиску* R20, МПа 1,8 1,5 1,4 3 4 5 1,6 1,7 3,5 6 7 Склад за винаходом, мас. % 8 9 10 11 12 13 14 3,6 3,7 2,8 2,9 2,9 2,0 2,1 15 16 17 18 19 20 2,7 2,9 2,2 2,1 1,0 0,9 0,8 0,7 25 K МПЗ - 0,10 0,12 0,14 0,17 0,63 0,58 0,38 0,31 0,37 0,41 0,30 0,39 0,41 0,63 0,38 0,34 0,39 0,37 0,36 0,35 Коефіцієнт 15 - 0,33 0,35 0,37 0,38 0,66 0,60 0,40 0,33 0,39 0,49 0,35 0,41 0,49 0,65 0,42 0,46 0,41 0,40 0,39 0,38 морозостійкості, K МПЗ K 10 - 0,42 0,43 0,44 0,45 0,69 0,64 0,45 0,37 0,44 0,61 0,39 0,43 0,62 0,68 0,51 0,53 0,42 0,43 0,44 0,45 МПЗ * Примітка: Зразки витримані 14 діб у воді 5 89268 Як видно з таблиці 2, оптимальними є приклади 2-4. Запропонований спосіб дозволяє підвищити міцність, водо- і морозостійкість суглинків і ви 6 користати їх для облаштування земляного полотна автомобільних доріг. . Комп’ютерна верстка А. Крулевський Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601