Патент на изобретение №2259436
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) МИНЕРАЛЬНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
(57) Реферат:
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве дорожных оснований и покрытий. Технический результат: повышение физико-механических свойств минеральной смеси и расширение сырьевой базы. Минеральная смесь для дорожного строительства включает неорганическое вяжущее вещество, карбонатный и кремнеземистый компоненты при следующем соотношении, мас.%: неорганическое вяжущее вещество – 10-20; карбонатный компонент – 40-90; кремнеземистый компонент – остальное, при этом величина модуля крупности карбонатного и кремнеземистого компонентов составляет менее 1. 1 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве дорожных оснований и покрытий. Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении физико-механических свойств минеральной смеси и расширении сырьевой базы. Известна минеральная смесь для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог, содержащая цемент, минеральный грунт и добавку неактивной золы уноса или золошлаковой смеси гидроудаления, получаемые при сжигании бурого или каменного угля (Технические указания по использованию зол уноса и золошлаковых смесей от сжигания различных видов твердого топлива для сооружения земляного полотна и устройства дорожных оснований и покрытий автомобильных дорог. ВСН 185-75. – М., Минтрансстрой СССР, 1976, с.7). Недостатком такой смеси является ее низкая прочность и морозостойкость, а следовательно, ограниченная область применения. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является строительная смесь для устройства дорожного основания, которая содержит золу уноса от сжигания антрацитового угля (кремнеземистый компонент), цемент (неорганическое вяжущее вещество) и малопрочный известняк – ракушечник (карбонатный компонент) (Авторское свидетельство СССР №796300 «Строительная смесь для устройства дорожного основания», Кл. Е 01 С 7/10, 15.01.81). Указанной смеси свойственны те же недостатки, что и предыдущим смесям. Наличие в смеси малопрочного крупного заполнителя из известняка – ракушечника обусловливает образование неоднородной структуры и, как следствие, пониженную эксплуатационную устойчивость дорожной конструкции. Заявляемое техническое решение направлено на повышение физико-механических и структурных свойств смеси, а также на расширение сырьевой базы. Сущность заявленного изобретения заключается в том, что минеральная смесь для дорожного строительства включает неорганическое вяжущее вещество, карбонатный и кремнеземистый компоненты при следующем соотношении, мас.%:
при этом величина модуля крупности карбонатного и кремнеземистого компонентов составляет менее 1. Отличительной особенностью предлагаемой смеси является отсутствие крупного инертного заполнителя, что обеспечивает повышение физико-механических свойств, во-первых за счет дополнительного образования цементирующих веществ в результате протекания физико-химических процессов между неорганическим вяжущим и активированными тонкозернистыми компонентами смеси и, во-вторых, за счет отсутствия в структуре материала малопрочных контактных зон, характерных для смесей на крупных заполнителях. В качестве неорганического вяжущего вещества в минеральной смеси используется портландцемент или смесь портландцемента с гидратной известью в соотношении от 1:0,5 до 1:1 мас.ч. Образующийся при гидратации и гидролизе минералов портландцемента гидроксид кальция взаимодействует с тонкозернистыми активированными частицами карбонатного и кремнеземистого компонентов смеси, что обеспечивает дополнительное образование цементирующих веществ. Введение в состав неорганического вяжущего гидратной извести позволяет не только интенсифицировать процесс образования гидросиликатов кальция, но и способствует образованию гидрокарбонатов кальция, обладающих также цементирующей способностью. Кроме этого гидратная известь, обладая высокой водоудерживающей способностью, создает благоприятные условия для упаковки тонкозернистых частиц при уплотнении смеси, а также обеспечивает оптимальные условия для длительного твердения. В качестве карбонатного компонента минеральной смеси используется технический мел – отходный продукт производства минеральных удобрений. Технический мел представляет собой мелкозернистый материал, содержащий около 90% синтетического карбоната кальция, обладающего повышенной химической и сорбционной активностью, что приводит к интенсивному образованию в смеси цементирующих веществ в виде гидрокарбонатов кальция. В качестве кремнеземистого компонента используется золошлак гидроудаления, образуемый при сжигании углей на тепловых электростанциях. Золошлаковая смесь гидроудаления в своем составе содержит порядка 90% реакционноспособного кремнезема, который вступает во взаимодействие с имеющимися в смеси в большом количестве кальцийсодержащими соединениями с образованием полиморфных цементирующих веществ. Для приготовления минеральной смеси использовали в качестве: неорганического вяжущего – портландцемент Брянского завода и гидратную известь по ГОСТ-9179-77; карбонатного компонента -технический мел (конверсионный карбонат кальция, являющийся отходным продуктом производства минеральных удобрений ОАО «Дорогобуж»); кремнеземистого компонента – золошлак гидроудаления Дорогобужской ТЭЦ. Конкретные примеры составов минеральных смесей приведены в табл. 1
Минеральную смесь готовят следующим образом. Предварительно подготавливают карбонатный и кремнеземистый компоненты с целью обеспечения требуемого модуля крупности. Все компоненты смеси дозируют по массе. Затем в смесителе принудительного действия вначале смешивают карбонатный и кремнеземистый компоненты, после чего вводят портландцемент и перемешивание продолжают. При использовании в смеси двухкомпонентного неорганического вяжущего вещества (портландцемент, гидратная известь) гидратную известь подают в смеситель в последнюю очередь. В необходимых случаях в смеситель добавляют воду для получения смеси оптимальной влажности, обеспечивающей плотную упаковку частиц минеральной смеси при формовании. Перемешивание смеси производят в течение 4-5 минут до получения однородной массы. Из полученной минеральной смеси формуют образцы – цилиндры диаметром и высотой 5 см путем прессования при удельном давлении 15 МПА с выдержкой смеси при этом давлении в течение 3 минут. Отформованные образцы твердеют при температуре 20±2°С и относительной влажности воздуха 95-100%. Через 7, 28, 90 и 180 суток твердения образцы испытывают на прочность при сжатии с определением их средней плотности. Кроме того, в возрасте 90 суток образцы в водонасыщенном состоянии подвергают испытанию на морозостойкость путем их попеременного замораживания при температуре минус 18±2°С и оттаивания в воде при температуре 20±2°С. После 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания образцы испытывают на сжатие с определением коэффициента морозостойкости. По результатам дискретного насыщения образцов водой определяют структурный параметр пористости материала Результаты испытаний образцов составов смесей приведены в табл. 2
Полученные результаты испытаний смесей показывают, что: 1. Прочность предлагаемых составов смесей боле чем в 2 раза превышает прочность известных составов смесей. При этом заявляемые смеси обладают способностью к длительному набору прочности: R180/R90 находится в пределах 1.12-1.52, что является весьма положительным свойством материала, обеспечивающим долговечность дорожной конструкции за счет протекания структурообразующих процессов в период эксплуатации, 2. Заявляемые составы являются тонкозернистыми смесями, которые обусловливают образование мелкопористой структуры материала повышенной однородности ( 3. Предлагаемые составы смесей базируются на использовании техногенных отходов промышленности (технический мел, золошлак гидроудаления), что способствует расширению сырьевой базы и снижению вредного воздействия отходов на окружающую среду.
Формула изобретения
1. Минеральная смесь для дорожного строительства, включающая неорганическое вяжущее вещество, карбонатный и кремнеземистый компоненты, отличающаяся тем, что она содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%:
при этом величина модуля крупности карбонатного и кремнеземистого компонентов составляет менее 1. 2. Минеральная смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве неорганического вяжущего вещества она содержит портландцемент. 3. Минеральная смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве карбонатного компонента она содержит технический мел – конверсионный карбонат кальция – отход производства минеральных удобрений. 4. Минеральная смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве кремнеземистого компонента она содержит золошлак гидроудаления от сжигания каменного или бурого углей. 5. Минеральная смесь по любому из пп.1, 3 или 4, отличающаяся тем, что в качестве неорганического вяжущего вещества она содержит портландцемент и гидратную известь в соотношении от 1:0,5 до 1:1 мас.ч.
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 06.01.2007
Извещение опубликовано: 20.02.2008 БИ: 05/2008
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, руководствуясь методикой ГОСТ 12730.4-78.