Розчин для протифільтраційної завіси

Реферат: Розчин для протифільтраційної завіси включає золу ТЕС і воду, з метою зниження фільтрації, підвищення водостійкості і міцності розчину вводяться річкові донні відкладення р. Інгулець і негашене вапно. UA 120061 U (12) UA 120061 U UA 120061 U 5 10 15 Корисна модель належить до галузі гідротехнічного будівництва і може бути використана при спорудженні способом "стіна в ґрунті" протифільтраційних завіс в дамбах гідротехнічних споруд. Відомий склад розчину для протифільтраційної завіси на основі суміші глиняних частинок води, бокситового шламу і золи ТЕС [1]. Недоліком цього розчину є великий зміст води, який є причиною підвищення коефіцієнта фільтрації розчину з часом. Найбільш близьким до корисної моделі, яка заявляється, є розчин, що включає глину, бокситовий шлам, золу ТЕС, воду і дистилярну рідину [2]. Недоліком цього розчину є низька водостійкість за рахунок присутності лужного компонента дистилярної рідини, а також порівняно великий коефіцієнтом фільтрації. В основу корисної моделі поставлена задача покращення протифільтраційних якостей розчину, що використовується як протифільтраційна завіса, підвищення його водостійкості і міцності. Поставлена задача вирішується тим, що в розчин на основі золи ТЕС і води з метою зниження фільтрації, підвищення водостійкості і міцності вводяться річкові донні відкладення р. Інгулець і негашене вапно, при такому співвідношенні компонентів, мас. %: річкові донні відкладення 48-55 зола ТЕС 20-25 негашене вапно 10-12. вода решта. Основною складовою протифільтраційного розчину є річкові донні відкладення р. Інгулець вологістю 75 %, хімічний склад яких наведений в табл. 1. Таблиця 1 Хімічний склад донних відкладень р. Інгулець Nopr. Сорг. 0,01-0,4 0,1-3 Р2О5 0,01-0,5 Вміст оксидів, % по масі Na2O К2О MgO СаО 0,5-2 0,05-1,5 0,05-2 0,1-2 Fe2O3 1-10 АІ2О3 5-25 SiO2 40-65 20 25 В глинах найбільш характерних видів вміщується (в % по масі): кремнезему - 46-85, глинозему - 10-35, оксиду заліза - 0,2-10, диоксиду титану - 0,2-1,5, оксидів лужних металів - 0,16, сернистого ангидриду - 0-0,5, втрати при прокалюванні (в.п.в.) - 8-14. Як бачимо з наведених даних, хімічний склад донних відкладень зразково ідентичний складу глини і тому вони можуть бути використані замість глин. Гранулометричний склад донних відкладень наведений в табл. 2 Таблиця 2 Гранулометричний склад донних відкладень Гранулометричні фракції, мм більше 0,25 від 0,25 до 0,05 від 0,05 до 0,01 30 Вміст фракцій донних відкладень 0,5-17,9 2,4-23,6 58,5-97,1 глин 0,2-19 0,5-18 63-99,3 Як бачимо, за гранулометричним складом донні відкладення близькі до глини. Застосування донних відкладень в складі розчину, який пропонується, замість глин дозволить не порушувати сільськогосподарськопридатні землі при розробці кар'єру для добування глини і поліпшити гідрологічний і русловий стан р. Інгулець. Другою складовою розчину є зола Придніпровської ТЕС, хімічний склад якої наведений в табл. 3. 35 1 UA 120061 U Таблиця 3 Хімічний склад золи Придніпровської ТЕС Аl2О3 18-25 5 10 15 20 SiO2 47-56 Вміст оксидів, % по масі Fe2O3 СаО MgO (ТiО2) 14-20 2-4 1-1,6 R2O 3,2-4,5 В.П.В 14-26 Зола має питому поверхню 300-350 м/кг, тому введення тонкодисперсної золи в склад розчину дозволяє заповнювати пустоти між щільною структурою донних відкладень. З іншого боку, введення золи, як показав рентгеноструктурний аналіз зразків розчину, приведе до зв'язування вільного гідроксиду кальцію, який виділяється при гідратації вапна, що вводиться в склад розчину, в низькоосновні гідросилікати, гідрогранати і гідрогеленіт, які мають в'яжучі властивості. Присутність в розчині цієї пуцоланової добавки дозволяє знизити водопроникність протифільтраційної завіси і надати їй міцні властивості. За хімічним складом запропонована зола є кислою, тому що вміст оксиду кальцію менш 10 %. Для активізації золи необхідно внести в склад розчину негашене вапно в кількості до 20 % від маси золи. Негашене вапно миттєво вступає в високоекзотермічну реакцію з водою, яка є в річкових донних відкладеннях (підвищення температури може досягати 140 °C), в результаті чого утворюється гідроксид кальцію. Утворення гідроксиду кальцію супроводжується віддаленням вільної води з відкладень за рахунок випарювання води під дією високої температури, що приводить до зниженню відносної вологості розчину приблизно до 15-20 %. Коефіцієнт фільтрації розчину, міцність на стиск через 3 доби твердіння в нормально сухих умовах визначали на зразках у виді циліндрів висотою 5 см і діаметром 5 см. Водовіддачу, щільність розчину і глибину занурення конуса визначали за стандартними методиками. Результати фізико-механічних випробувань розчину для протифільтраційної завіси наведені в табл. 4. Таблиця 4 Фізико-механічні властивості розчину для протифільтраційної завіси Одиниця виміру Найменування показника 3 Водовіддача через 30 хв. cm 3 Щільність розчину г/см Коефіцієнт фільтрації см/с Глибина занурення конуса см Міцність на стиск через 3 доби твердіння в МПа нормально сухих умовах 25 30 35 40 Величина показника винаходу прототипу 4,8 5,6 1,46 1,6 -7 -7 2,7•10 3,0•10 12,5 11,6 0,46 0,4 Порівняння властивостей показує, що у корисної моделі щільність розчину на 9,1 % вище, а коефіцієнт фільтрації на 10 % менше, ніж у прототипу, міцність на стиск запропонованого розчину через 3 доби твердіння в нормально сухих умовах на 15 % вище, ніж у прототипу. Розчин для протифільтраційної завіси готують у такої послідовності. Донні відкладення розробляють екскаватором драглайн, обладнаним решітчастим ковшем, і укладають майданчик для видалення надлишкової води. Обезводнені відкладення транспортують до місця виготовлення розчину, де встановлено розчинозмішувач. В змішувач завантажують віддозовані за масою золу ТЕС і негашене вапно, а потім донні відкладення. Суміш перемішують до припинення виділення водяної пари і одержання однорідної пластичної маси, рухомість якої вимірюється глибиною занурення стандартного конуса. У випадку необхідності в суміш додають воду для отримання необхідної рухомості розчину. Готовий розчин цеброю за допомогою автокрана укладається в зуб або ядро греблі і ущільнюється гладковальцьовим котком за 4-5 проходів по одному сліду. При виготовленні розчину необхідно дотримуватись вказаної межі кількості складових. Збільшення кількості донних відкладень веде до збільшення в'язкості розчину, а зниження кількості до погіршення фільтраційних властивостей розчину. Підвищений вміст води веде до підвищення фільтрації і зменшення щільності розчину, а зниження кількості води - до погіршення розпливу розчину. 2 UA 120061 U 5 Збільшення кількості золи ТЕС приведе погіршення фільтраційних властивостей розчину. Надлишок негашеного вапна в розчині приведе до водопроникнення фільтраційної завіси за рахунок вилужування розчину, а недостача негашеного вапна приведе до погіршення міцності твердого розчину. Джерела інформації: 1. Деклараційний патент UA № 4 (А). Розчин для протифільтраційної завіси. / О.І. Менейлюк, Адамідіс Ніколас. Gr., І.О.Менейлюк. - МКИ Е02В 3/16.- Опубл. 15.08. 2001. Бюл.№7. 2. Деклараційний патент UA №102040. Розчин для протифільтраційної завіси. / Т.В. Мартиненко, І.В. Чушкіна, A.M. Гришко і ін. - МКИ Е02В 3/16.- Опубл.12.10.2015, Бюл. № 19. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Розчин для протифільтраційної завіси, що включає золу ТЕС і воду, який відрізняється тим, що з метою зниження фільтрації, підвищення водостійкості і міцності розчину вводяться річкові донні відкладення р. Інгулець і негашене вапно, при такому співвідношенні компонентів, мас. %: річкові донні відкладення 48-55 зола ТЕС 20-25 негашене вапно 10-12 вода решта. Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3