Результат интеллектуальной деятельности: Состав укрепленного грунта

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для укрепления грунтов оснований дорог и фундаментов, жилых и гражданских сооружений в условиях переувлажнения и пучинообразования и для получения грунтобетона, пригодного для домостроения.

Известна строительная композиция [1] - [Патент РФ №2198857, дата публикации 20.02.2003, МПК - С04В 28/30, С04В 111:20, E02D 3/12], включающая вяжущее, представляющее собой неполно обожженные отходы бруситового производства, в количестве 60-80%, и кремнесодержащую добавку, представляющую собой отходы производства цеолита в количестве 20-40%.

К недостаткам этой строительной композиции относится высокая энергоемкость (температура обжига 950-1000°С), достаточно сложные дополнительные технологические операции: 1- необходимость доведения грунта до оптимальной влажности; 2- необходимость трамбовки и т.д.

Известен состав грунтобетонной смеси [2] - [Патент РФ №2445285, дата публикации 20.09.2011, МПК - С04В 28/04 (2006.01); Е01С 3/00], включающий в себя техногенный грунт в виде отходов дробильно-сортировочной фабрики, рыхлой вскрыши Лебединского и Стойленского ГОКов, минеральное вяжущее и цемент.

Недостатком данной смеси является высокая стоимость за счет применения цемента, ограничение для применения в случае глинистых грунтов.

Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату к заявляемого решения является укрепляющая композиция [3] - [Патент РФ №2192517, дата публикации 10.11.2002, МПК E02D 3/12, содержащая в качестве вяжущего доломитовую известь при следующем соотношении мас. %: Доломитовая известь (в пересчете на CaO+MgO) - 40-50, цеолит (в пересчете на SiO₂) - 25-40, загрязнитель балласта - 20-24, фермент уплотнитель -0,3-1, вода - остальное.

К недостаткам данной композиции относятся: 1- сложность химического состава, содержание пищевых компонентов, то есть труднодоступность сырья; 2- сложность технологического введения укрепляющих добавок, обусловленная наличием спецтехники.

Технической задачей предполагаемого изобретения является разработка состава грунтобетонной смеси, позволяющего получить композиционный материал, обладающий высокими эксплуатационными характеристиками, расширить сырьевую базу региона, снизив неблагоприятную экологическую обстановку.

В качестве вяжущего использовались неполно обожженные отходы доломитового производства, в роли затворителя используется бишофит. В результате смешивания исследуемого грунта со строительной композицией и последующего его уплотнения повышается плотность, прочность и водостойкость, происходят сложные химические, физико-химические и кристаллообразующие процессы (форстерит). Катионы магния (Mg⁺⁺) содержащиеся в полуобожженном доломите, способствует коагуляции тонкодисперсной фракции грунта с последующим образованием водостойких кристаллических структур новой твердой фазы, результатом их сращивания является прочный и водостойкий монолит.

Увеличение количества центров кристаллизации (кристаллов силикатов, гидроалюминатов магния) приводит к доуплотнению и доупрочнению дисперсных глинистых частиц

Для укрепления грунта в него вводят до 39% отходов доломита и перемешивают его. Для определения физико-механических показателей укрепленного грунта изготавливались образцы в виде цилиндров диаметром 10 см и высотой 10 см. Испытаниям подвергалась серия образцов в 28 суточном возрасте. Испытания проводились по ГОСТ «метода определения прочности по контрольным образцам», на водостойкость и морозостойкость по ГОСТ «12730.5-84» и «10060-2012» соответственно.