Композиция для устройства оснований автомобильных дорог и аэродромов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) (1) 3/04 К 17/00 юкз М Ы,".1, 5 ДШ Е ЗОБРЕ Е К ПАТЕНТ УСТРОЙСТВА ОСЛЬНЦХ ДОРОГ овэ дорожному спользовано омобильных ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Ленинградский филиал Государственного всесоюзного дорожного научно-исследовательского института(56) Авторское свидетельство СССРМ 1158684, кл. Е 02 О 3/12, 1983.Булдаков С,И. Исследование по укреппению грунтов цементом с добавкой черно- го сульфэтного щелока для строительствлесовозных дорог, Автореферат кандидатской диссертации. Л., 1977, с. 11. Изобретение относится кстроительству и может быть ипри устройстве оснований автдорог и аэродромов.Целью изобретения является повышение морозостойкости оснований.Это достигается тем, что композиция для устройства оснований автмобильных дорог и аэродромов, включающая портландцемент, добавку и связный грунт, в качестве добавки содержит отход производства силоксановых каучуков - водно-солевой раствор гидролиза хлорсилэнов при следующем соотношении компонентов, мас. О/,;Портландцемент 8-10 Укаэанный отход производствасилоксановых каучуков (в пересчете на хлорид натрия) 0,12-0,40 Связный грунт Остальное(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯНОВАНИЙ АВТОМОБИ И АЭРОДРОМОВ(57) Использование: устройство оснований автомобильных дорог и аэродромов. Сущность изобретения: композиция для устройства оснований автомобильных дорог и аэродромов содержит, мас, %: портлэндцемент 8-10; отход производства силоксановых каучуков - водно-солевой раствор гидролиза хлорсиланов (в пересчете на хлорид натрия) 0,12 - 0,40; связный грунт - остальное, П.редел и роч ности и ри сжатии водонасыщенных образцов в 28-суточном возрасте 3,02 - 5,28 МПа. Коэффициент морозостойкости 0,65-1,04. 1 табл. Введение в цементогрунтовую смесь водно-солевого раствора гидролиза хлорсиланов повышает морозостойкость смеси, при этом увеличивается пластичность смеси, что облегчает процесс уплотнения и улучшает его качество; благодаря наличию в добавке кремнийорганического олигомера снижается хрупкость кристаллизационнь 1 х связей, что увеличивает деформэтивность смеси и, соответственно, трещиностойкость основания; в результате повышаются технико-эксплуатационные качества дорожной конструкции в целом (ровность, прочность, долговечность). Улучшение физико-механйческих свойств материала основания позволит увеличить срок службы дорожной одежды. Водно-солевои раствор гидролиза хлориланов вводят в цементогрунтовук) смесь сй 1М-О- Н 1.Н О 12Нг Ь 30 водой, необходимой для увлажнения смеси до оптимальной влажности, при этом количество воды предварительно уменьшают на количество вводимого раствора, Приготовление смеси осуществляют либо методом 5 смешения непосредственно на дороге, либо в установках. с последующим вывозом ее на дорогу, после чего ее разравнивают и уплотняют.Водно-солевой раствор гидролиза хлор силанов (ВСР) является отходом производства силоксановых каучуков, получаемых путем гидролиза водой (в присутствии катализатора - щелочи) хлорсиланов с последующей к поликонденсацией образующихся силанолов в полимеры по схеме: Ъ 1 й 11 НгоС 1-Ь 1-С 1+21 ЧаОН - НО-Я-ОН Ф 2 йаС 1;1 1, 11 СР 2 йг 81 Р 11, ХИ-аНО-ОН+НО-Б-ОН - , - НО1, О.12 12 где 81, 82 - алкил-, арил-радикалы.После отделения готового продукта поликонденсации (полимера силоксана) водносолевой раствор (ВСР) сливают вспециальные отстойники-накопители. В составе ВСР содержатся щелочь (гидроксиднатрия), хлорид натрия, а также олигомерыо силоксана с числом звеньев в молекулеи =2-11,Используемый водно-солевой раствор 40является отходом производства металифенилсилоксанового каучука и представляетсобой водную эмульсию, содержащую следующие компоненты в соотношении, мас,оД. 45Метилфенилсилокса новыйоли гомер 1,5 - 2,0Хлорид натрия 15-19Гидроксид натрия 5 - 7Вода Остальное 50Свойства ВСР; гидрофобен, смешивается с водной в любом соотношении, обладаетхорошей адгезией к дереву, металлу, камнюи т,д., не токсичен; рН 14,Повышения морозостойкости композиции, при использовани в качестве добавкик цементогрунту указанного раствора связана с наличием в его составе олигомера силоксанов-кремнийорганических соединений,представляющих собой поверхностно-активные вещества гидрофобиэирующего типа. Подобные соединения при введении в цементосодержащие материалы способны изменять их поровую структуру с увеличением доли обьема условно-замкнутых (зашемленны) пор, модифицировать структуру цементного камня (с формированием мелкозернистой структуры), гидрофобизировать межпоровые мембраны и стенки капилляров; кроме того, они могут кольматировать поры, т,е, заполнять их, уплотняя структуру. В результате сокращается капиллярное всасывание и миграция воды, вследствие чего значительно повышается морозостойкость, Кроме того, армирование подобными соединениями жестких кристаллизационных связей цементогрунта снижает их хрупкость, повышая деформативность и, соответственно, трещиностойкость.Достижению положительного эффекта в определенной степени может способствовать также наличие хлорида натрия в составе гидролизного раствора,Хлорид натрия по механизму действия на цементные растворы и бетоны относится . к добавкам первого класса (электролиты) первой группы (электролиты, не содержание одноименных с вяжущимии йонов). Такие добавки, изменяя растворимость как исходных вяжущих веществ, так и конечных продуктов их гидратации, при малой дозировке увеличивают йонную силу раствора и повышают пересыщение, благодаря чему вызывают ускорение твердения и применяются с этой целью, Кроме того, хлористые соли реагируют с гидроксидом кальция (выделяющимся при гидратации цемента), образуя гидрооксисоли и двойные сол-гидраты, которые и формируют первичный структурный каркас, обрастающий в дальнейшем важнейшими носителями прочности цементного камня - гидросиликатами кальция, что обеспечивает его повышенную прочность, Такой первичный структурный каркас, принимая его на себя часть функций, которые в его отсутствие выполняли бы силикатные фазы, способствует более полноценному их использованию, и это проявляется не только в улучшении механических показателей цементосодержащих составов, но и в снижении их проницаемости, а также в повышении морозостойкости, При этом весьма желательным является одновременное использование ПАВ - воздухововлекающих или гидрофобизирующих, Подобное сочетание гидрофобизирующего ремнийорганического соединения и ускорителя твердения имеет место при использовании рассматриваемого водно-солевого раствора,1834897 40 Составы и свойства цементогрунтовых композиций Свойства смесь Водно-солеКоэффиц ент мороз стойкост К=Р морПредел прочности при жатии, МПа, водонасыенных об аз ов вой раствор гидролиза,24 ,63 ,65 ,66 91,8 Однако большие концентрации хлористых солей вызывают понижение пересы- щения раствора и, соответственно, замедление твердения. Кроме того, введение больших количеств хлоридов приводит к образованию больших количеств гидрооксихлоридов - соединений, обладающих значительным кристаллиэационным давлением, что в некоторых случаях может снизить механическую прочность состава, а при частом замораживании и оттаивании (что имеет место при работе слоя из подобного материала в дорожной конструкции) способствует снижению морозостойкости материала.В связи с этим содержание хлоридов в цементосодержащих составах необходимо строго ограничивать. Именно поэтому расчет дозировок добавки раствора производили в пересчете на хлорид натрия,Таким образом, водно-солевой раствор гидролиза хлорсиланов можно рассматривать как комплексную добавку, два компонента которой, по крайней мере, могут способствовать при определенной концентрации повышению моростойкости укрепленных связных грунтов.Применение указанной добавки не требует изменения существующей технологии производства работ,Для экспериментальной проверки в лабораторных условиях были изготовлены образцы описываемой композиции, Для этого использовали связный грунт - легкий суглинок (содержание глинистых частиц 17, число пластичности 8, оптимальная влажность 13.6 , максимальная плотность 1,89 г/см), портландцемент марки 400 и в качестве добавки - водно-солевой раствор остав и содержание компонен смеси, мас,гидролиза хлорсилана - отход производстваметилфенилсилоксанового каучука, состава,мас. :Метилфенилсилоксановый5 оли гомер 2Хлорид натрия 19Гидроксид натрия 5Вода (рН 14) ОстальноеПриготовленные образцы-цилиндры свысотой и диаметром 5 см после тверденияв нормально-влажных условиях в течение 28сут, были испытаны в аодонасыщеном состоянии на прочность при сжатии и мороэостойкость после 15 циклов15 замораживания-оттаивания при температуре - 20+2 С (в соответствии с существующими методиками испытаний.Примеры количественноо соотношения компонентов композиции и результаты20 определения ее свойств представлены втаблице,Как видно из приведенных данных описываемая смесь обладает повышенной морозостойкостью,25 Формула изобретенияКомпозиция для устройства основанийавтомобильных дорог и аэродромов, включающая портландцемент, добавку и связный грунт, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в30 качестве добавки она содержит отход производства силоксановых каучуков - водносолевой раствор гидролиза хлорсиланов,при следующем соотношении компонентов,мас, :35 Портландцемет 8-10Указанный отход производствасилоксановых каучуков (в пересчете на хлорид натрия) 0.12 - 0,40Связный грунт Остальное.1834897 Продолжение таблйцы Свойства смеси Состав и содержание компонентов смеси мас./Р 28 Класс прочности по СНиП 2,05.02-85Предел прочности при сжатии, МПа, водонасыенных об аэ ов Цемент Грунт после 15 циклов за- мораживани я-оттаивания при ОС Р мор в возрасте 28 сут, Р 28 0,22 0,33 0,951,6 8 10 4,4 4,9 0,3 0,3 Составитель Е.БикбулатоваТехред М,Моргентал Корректор Л,Ливринц Редактор Заказ 2705 Тираж Подписное ВИОКПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж; Раущская наб., 4/5 ПроиэводственнЬ-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 91,60 91,50 90,80 90,0 89,90 89,88 89,80 89,60 89,50 88,80 88,0 Прототип;91,70 89,70 8 8 8 10 10 10 10 10 10 10 12 Водно-солевой раствор гидролиза хлорсиланов(в пересчете на хлорид натрия) 0,40 0,50 1,20 0,10 О;12 0,20 0,40 0,50 1,20 4,07 4,12 4,18 3,92 3,90 4,03 4,65 5,28 5,63 5,35 4,13 2,87 2,90 2,91 2,58 3,82 3,95 4,84 5,20 5,38 4,96 3,68 0,70 0,70 0,70 0,66 0,97 0,98 1,04 0,98 0,96 0,93 0,89Н Н И Н