Результат интеллектуальной деятельности: УКРЕПЛЕННЫЙ ГРУНТ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для подготовки оснований автомобильных дорог путем укрепления грунта.

Известен укрепленный грунт для дорожного строительства, содержащий природный грунт и вяжущее, включающее полимерсодержащий раствор (патент на изобретение RU №2389844, МПК Е01С 3/04).

Данный укрепленный грунт для дорожного строительства характеризуется сравнительно высокими значениями прочности, водостойкости и морозостойкости. Однако необходимость использования в качестве полимерсодержащего раствора отхода производства автомобильных шин, включающего каучук в виде латекса ДМВП-10Х и каучук в виде латекса СКД 1С, в определенной мере ограничивает доступность к широкому использованию такого производственного отхода.

Известен укрепленный грунт для дорожного строительства, содержащий природный грунт и вяжущее, включающее водный раствор поливинилового спирта (патент на изобретение RU №2324784, МПК Е01С 7/36, E02D 3/12).

Недостатком такого укрепленного грунта для дорожного строительства, являющегося наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков, является то, что введение в грунт 3-5% водного раствора поливинилового спирта в количестве, равном объему наполнителя в плотном сложении, не приводит к повышению необходимой прочности, а увеличивает только морозостойкость. Кроме того, технология получения такого укрепленного грунта, включающая уплотнение сырьевой смеси и нагрев до 150 градусов, является трудоемкой и экономически невыгодной.

Техническим результатом заявляемого укрепленного грунта для дорожного строительства является повышение прочности укрепленного грунта.

Технический результат достигается тем, что в заявляемом укрепленном грунте для дорожного строительства, содержащем природный грунт и вяжущее, включающее водный раствор поливинилового спирта, вяжущее дополнительно содержит цемент и золу-унос, при этом водный раствор поливинилового спирта используют 5-7% концентрации при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Достижение указанного технического результата обусловлено образованием по донорно-акцепторному механизму комплексных соединений поливинилового спирта при взаимодействии с ионами жидкой фазы цементно-полимерной системы. Макромолекулы поливинилового спирта являются донором, поскольку содержат атомы кислорода, и предоставляют неподеленную электронную пару. Тогда как ионы металлов (Са²⁺, Fe³⁺, Al³⁺) имеют вакантные электронные орбитали и являются акцептором.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый укрепленный грунт для дорожного строительства отличается тем, что вяжущее дополнительно содержит цемент и золу-унос, при этом водный раствор поливинилового спирта используют 5-7% концентрации при следующем соотношении компонентов, мас. %: природный грунт 50-60; вяжущее, включающее цемент 10-15; золу-унос 15-20; водный раствор поливинилового спирта (5-7%) 1-2; вода - остальное.

Сущность изобретения поясняется следующим примером.

Для изготовления образцов использовали природный грунт в виде супеси или суглинка по ГОСТ 25100, золу-унос по ГОСТ 25818-91, цемент марки II/A-3,32,5 Б по ГОСТ 31108-2003, воду по ГОСТ 23732-79 при следующем соотношении компонентов: (50-60); (15-20); (10-15); вода - остальное. В приготовленную грунтовую смесь вводили водный раствор поливинилового спирта 5-7% концентрации в количестве 1-2 мас. ч. Образцы-балочки изготовлены на основе полученного укрепленного грунта уплотнением смеси в стальных формах согласно ВСН 185-75. Испытания опытных образцов проводили по ГОСТ 23558-94 и ВСН 185-75. Состав и физико-механические показатели водонасыщенных образцов укрепленного грунта в возрасте 28 суток приведены в таблице.

Из таблицы следует, что предел прочности при сжатии (R_сж) водонасыщенных образцов укрепленного грунта в возрасте 28 суток составляет 6,4-7,9 МПа (составы №1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), предел прочности на растяжение при изгибе (R_изг) - 1,7-1,9 МПа (составы №1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), морозостойкость составляет 150-200 циклов, что соответствует образцам укрепленного грунта, выбранного в качестве прототипа. Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет повысить прочность укрепленного грунта до уровня, необходимого для подготовки оснований автомобильных дорог при обеспечении высоких значений по морозостойкости и решения экологической проблемы утилизации золы-уноса в виде отходов тепловой энергетики.