Способ противофильтрационного закрепления грунта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРеспуБлИк 5)5 Е 02 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОПИСАНК АВТОРСКОМ ТЕЛЬСТВУ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР(71) Свердловский горный институт им, В.В. Вахрушева(56) Авторское свидетельство СССР М 623915, кл. Е 01 С 7/36, 1976.Авторское свидетельство СССР М 1071704, кл, Е 02 О 3/12, 1982,(54) СПОСОБ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА(57) Изобретение относится к строительству и может быть использовано в гидротехнике Изобретение. относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для снижения водопроницаемости плотин, водохранилищ и дамб обвалования отстойных прудов.Известей способ закрепления грунта путем нанесения состава, включающего, мас,:Госсиполовая смола Основа Щелоч ь 0,6-1,3 Поверхностно-активноевещество 0,-1,0 Вода 38,4-52,3 Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ снижения водопроницаемости и закрепления грунта путем нанесения состава, включающего, мас.:Госсиполовая смола 0,36-1;26, Едкий натр 0,04-0,14 Ы 1719536 А 1 для снижения водопроницаемости плотин, водохранилищ и дамб обвалования прудов- отстойников, Цель изобретения - снижение водопроницаемости закрепленного грунта, Способ противофильтрационного закрепления грунта включает последовательную обработку грунта 0,63 - 6,250 ь-ным водным раствором соли многовалентного металла, затем эмульсией, содержащей 2,25 - 22,5 мас,; госсиполовой смолы, 0,25 - 2,5 мас,едкого натрия, вода остальное, после чего вновь грунт обрабатывают указанным раствором соли. Коэффициент фильтрации закрепленного грунта 0,006 - 0.88 м/сут, степень снижения водопроницаемости 6 - 883 раз. 3 табл. Мазут 1,1-4,6 Битум 3,5-14.0Вода ОстальноеНедостатком известных способов является незначительное снижение водопроницаемости грунта, причиной чего является малая глубина проникновения диспергируемых компонентов, образующих в эмульсии агрегаты, закрывающие поры только у поверхности.Цель изобретения - снижение водопроницаемости закрепленного грунта.Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем обработку грунта составом, содержащим госсиполовую смолу, едкий натр и воду, грунт предварительно обрабатывают водным раствором соли многовалентного металла концентрации 0,63-6,25, затем составом, включающим. мас.ф:10 15 20 25 30 35 40 50 Госсиполовая смола 2,25-.22,5 Едкий натр 0,25-2,5 Вода 97,5-75,0 а затем снова раствором соли многовалентного металла той же концентрации,Приведенные пределы количественного содержания госсиполовой смолы, едкого катре и воды в составе являются необходимыми для полного омыления госсиполоеой смолы и создания равномерной эмульсии, способной проникать в грунт на значительную глубину, При содержании основного кольматирующего агента - госсиполовой смолы - е составе менее 2,25 не происходит закупоривания пор породы и снижение водопроницаемости незначительное. При содержании госсиполовой смолы в составе более 22,5 состав очень густой, равномерно не наносится, не проникает на значительную глубину в грунт и не обеспечивает значительного снижения водопроницаемости.Приведенные пределы содержания в составе едкого натра обусловлены содержанием госсиполовой смолы и являются необходимыми и достаточными для ее омылекия.Приведенные пределы концентрации раствора сернокислого алюминия являются необходимыми и достаточнымидля полного перехода диспергируемых компонентов эмульсии - состава омыленной едким натром госсиполовой смолы - в еодонерастворимые поливалентные агрегаты.Физико-химический смысл процессов, протекающих в результате осуществления последовательных операций и обеспечивающих достижение поставленной цели, заключается в следующем.Поверхность горных пород неоднородна и содержит различные адсорбционные центры. Однако в нейтральной среде ока в основном заряжена отрицательно, а поверхность госсиполовой смолы - положительно. При нанесении на породу состава, содержащего госсиполовую.смолу (как делается в известных способах) в результате ярко выраженной адсорбционной связи состав не может проникнутьглубоко в обрабатываемый грунт, перекрывает поры только у поверхности. При этом межмолекулярное взаимодействие мало. В результате водо- проницаемость грунта снижается незначительно.То же самое наблюдается, если состав, содержащий госсиполовую смолу, едкий катр и воду, сначала смешать с раствором соли многовалентного металла, например сернокислого алюминия, а затем нанести на обрабатываемый грунт. При последовательной обработке по предлагаемому способу сначала раствором соли многовалентного металла. например сернокислого алюминия, затем составом, включающим госсиполовую смолу, едкий натр и воду, а затем вновь раствором соли многовалентного металла, происходит следующее; При обработке грунта раствором солимноговалентного металла, например сер. нокислого алюминия, происходит снижение адсорбции состава, включающего госсиполовую смолу, едкий катр и воду. В результате состав проникает в грунт ка значительную глубину. В процессе езаимодействия внутри грунта, в его порах, состава с раствором соли многоеалекткого металла, например сернокислого алюминия, происходит замещения одноеалекткого натрия в катриевой соли жирной кислоты (образующейся при омылении едким натром госсиполовой смолы) двух- или трехвалентным ионом металла, например трехвалентным алюминием. В результате образуется поливалектное соединение, нерастворимое е воде (имеющее и адсорбционные связи с породой и повышенные межмолекулярные взаимодействия), которое закупоривает поры грунта на значительную глубину, что приводит к значительному снижению еодопрокицаемости грунта Способ осуществляют следующим образом.В одной емкости приготавливают состав, представляющий собой в конечном итоге эмульсию, включающий госсиполоеую смолу (ОСТ 18-114-73), едкий натр (ГОСТ 2263-79) и воду, для чего водным раствором едкого натра омыляют госсиполоеую смолу, перемешивая компоненты е мешалке при скорости вращения ротора 320 об/мик в течение 5-8 мин. Во второй емкости приготавливают водный раствор соли многоеалектного металла, например сернокислого алюминия (ГОСТ 12966-85),Грунт обрабатывают раствором соли многовалентного металла, например сернокислого алюминия, По окончании впитывания раствора в грунт эту же поверхность обрабатывают составом из госсиполоеой смолы, едкого натра и воды. После впитывания состава грунт обрабатывают вновь раствором соли многоеалектного металла, например сернокислого алюминия.Для равномерного впитывания раствора и состава в грунт целесообразно использовать разбрызгивающие касадки.В качестве грунта используют эфелькую фракцию хвостов промывки россыпей ком1719536 Таблица 1 Примеры выполнения способа при различном расходе раствора и состава КозФФициент Фильтрации обработанного грунта, К , м/сут Степеньсниженияводопроницаемости,Кдвге ИсходныйкозФФициентФильтрациигрунта,К, , м/сут Концентрациявяжущего всоставеРасход состава, л/м Расход раствора прн первой и последующей обработке, л/и3 4,5 5,8 6,7 6,7 6,7 19,4 23,9 26,5 26,5 26,5 0,273 о,ггг 0,200 о,гоо о,гоо 5,о 5,о 5,о 5,о 5,о 8,о 9,0 9,0 1 О,О 1 О,О 8,0 9,0 9,0 1 О,О 10,0 5,З 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 8,0 8,0 9,0 1 О,О 8,0 8,о 9,0 90 10,0 Таблица 2 Содержа;ние ингредиентов в составе и растворе для снижения водопроницаемости грунта по предлагаЬвму способуКонцентрациявяжущего всоставе,. 2 Содержание ингредиентов, 4 Раствор т т т к Состав Едкин натр,Вода Госсиполовая смола Соль иного- Водавалентного металла 1,25 2,5 5,о 10,0 15,0 20,0 25,о зо,о 99,69 99,37 98,75 97,5 96,25 95,0 93,75, 92,5 98,75 97,5 95,0 900 85,О 80,0 75,0 7 о,о . О,З 1 0,63 1,25 2,5 3,75 6,25 75 0,12 0,25 05 1,0 1,5 2,0 2,5 3,о 1,13г,г 54,59013,518,о22,527,0 . бината "Таджикзолото". Гранулометрический состав частиц грунта: -20 - +10 мм 9,8%;-10-+7 мм 5,9; -7 - +5 мм 6,2; -5- +3 мм 10,4; -3 - +1 мм 23,5; -1 -+0,5 мм 10,6; -0,5-+0,25 мм 20,1; -0,25-+0,1 мм 9,8; -0,1 мм 3 7 . Плотность минеральной части 2,72 т/м,Грунт сначала. обрабатывают раствором сернокислого алюминия при расходе 9 л/м 2, затем составом, включающим госсиполовую смолу, едкий натр и воду при расходе 9 л/м, затем снова раствором сернокислого алюминия при расходе 9 л/м 2.Приведенное количественное соотношение 9 л/м состава и 9 л/м раствора вгпроцессе первой и последующей обработки грунта обусловлено необходимостью надежного покрытия всей поверхности грунта и является оптимальным (табл.1).Сравнение с известным способом (табл.З) показало, что предлагаемый способ в два и более раз увеличивает степень снижения водопроницаемости грунта, обеспечивая в 1,6-2,7 раз большую глубину проникновения кольматанта в обрабатываемый грунт,Таким образом, предлагаемый способобеспечивает значительное снижение. водо проницаемости грунта, что способствует более надежному сохранению воды в отстойных прудах и водохранилищах,10 Формула изобретенияСпособ противофильтрационного закрепления грунта путем нанесения на его поверхность эмульсии, содержащей госсиполовую смолу, едкий натрий и воду, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сниженияводопроницаемости закрепленного грунта, последний обрабатывают 0,63-6,25 -йым водным раствором соли многовалентного металла до и после введения эмульсии, со держащей указанные компоненты в следующем соотношении, мас,:Госсиполовая смола 2,25-22.5 Едкий натрий 0,25-2,5 Вода Остальное1719536 Таблица 3и его сравнение Примеры осуществления л, еллагаемого способас властным гИсходный ко"зффициентфильтрациигрунта, Кувм/сут еКоэффициент Фильтрации. обработанного грунта, Кра и/сут Глубина про"никновення Концентрациявяжущего всоставе,Прочно:-.обрабо;.-нного гру тз,НПа Степеньсниженияводопроница"емости,вяжущего,см Предлагаемь 1 пособ В качестве соли многовале,.н 1 го металла использован сернокислый алюминии 0,041 0,055 0,083 0,118 О, 151 О, 186 О, 071,25 2,5 10,015,0 20,0 25,0 30,0 4,1 3,6 3,0 2,5 1,9 0 б 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 1,2 6,7 26,5 203,8 757,1 1,6сульфат В качестве соли много: ситного металла использован железа тр ,; - ;г.нтный 1,252,55,01 О 015,О20,025,030,0 4,10,830,250,0220,006002,9 13 64 21,2 241,0 883,3 4,3 4,0 3,8 2,7 2,11,8 0,5 0,037 0,041 0,07, . 0,098 0,12 0,132 0,0565,3 5,3, 5,3 5,3 53 5,3 5,3 5,3 1,8 Б качестве соли много . ного металла использовано желе., ;.рохвалентное6,019,6189,3662,5 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 1,5 способ 2,5 5,0 10,0 15,0 20,0 250 0,082 0,119 0,201 0,246 0,139 0129 5,3 5,3 5,3 5,3 53 53 т0,310Оа 083о,о 7 о0,054е17,163975,798,1е Фт т ИЕаеще ет еег ге Корректор О, Ципле Заказ 746 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного коми:.;:. По изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москв ., 1 К, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский . Ибинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 5,14,8 4,0 312,8 2,0 15 0,6Известный 2,82,4 2,11)7 1,3 0,9 Состави, - . Л. МатвеевРедактор М, Кобылянская Техред М: . эргентал