Состав для закрепления грунта

(19) (И) 59 4 С 09 К 17/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СОС (57) Изо тельству АВ РЕПЛЕНИЯ ение сится к и може плении ть ь оносова .Д.Воро унтов, в ываемого при закр ти грунт ного сло вич так ихся основа ми археолог являй, бор Целью сооруже к зобретения являе аскопов овьппени(56) Патент США Вкл. Е 02 Р 3/12,Абрамова Т,Т.,Влияние некоторыхособенностей пескние формамидсиликМатериалы 111 науаспирантов и молСер. Грунтоведенилогия. М., 1976,Ф 3410-76. 3894399,1975.и Тейшова И.П,литологическихов на их закрепл ыс шива а т выцветов и высолов, Состав для закрепления грунтов содержит 40,4556,80 мас,Е силиката калия с. силикатным модулем 3,3-3,5 9,410,2 мас,Х диметилформамида и осталное - воду, Общее количество цикловкоторое выдерживает образец: высушиванне-замачивание 5-8, замораживаниоттаивание 10-17. Изменения первоначальной окраски грунта нет. 2 табл. ром: нци.иМГУ.ая ге атным раств чной конфер дых ученых е и инженер Деп. в ВИНИ,Постникова624.138.4 (08 РУНТАстроиованообеннольтуриями устоичивости закрепленно опеременному замачиванию ю и замораживанию-оттаив же уменьшение образовани40 1 13336Изобретение относится к строительству и может быть использовано призакреплении грунтов, в особенностигрунтов так называемого культурногослоя, являющихся основаниями сооружений, бортами археологических раскоповаЦель изобретения - повышение ус- .тойчивости закрепленного грунта к 10попеременному замачиванию-высушиванию и замораживанию-оттаиванию, атакже уменьшение образования выцветов и высолов.Изобретение осуществляют следующим 15образом.В водный раствор силиката калияпри перемешнвании в определенномобъемном соотношении вводят водныйраствор диметилформамида. Время гелеобразования легко регулируется отнескольких минут до часов в зависимости от концентрации реагирующих веществ, их объемного соотношения итемпературы раствораПолученный 25раствор инъецирует в грунты, подвергающиеся закреплению, Количество отвердителя в инъекционном раствореможно уменьшить за счет повышениятемпературы раствора. И наоборот, 30понижение температуры в растворе ниоже 15 С требует обязательного увеличения количества или концентрацииотвердителя, что в свою очередь обеспечивает лучшую устойчивость закреп"ленного грунта к процессам выветривания.Использование концентраций реагирующих веществ ниже указанных можетпривести к разбавлению раствора засчет влажности самого грунта, чтоможет снизить прочность закреплениягрунта а повышение их концентрацийзатрудняет проникновение раствора вгрунт. 45Предлагаемый состав является эффективным при его применении с цельюсохранения и музеефикации архитектурно-археологических объектов,Вскрытые археологами основания таких памятников, особенно расположенных в районе морских побережий, подвергаются интенсивному выветриваниюи разрушению под действием ветров,переменного увлажнения, значительныхперепадов температур и других факторов, Консервация любого архитектурноархеологического памятника включаети сохранение стратиграфических разре 82зов.его культурного слоя как исторического источника и одновременно объ"екта музейного показа, ценность которого зависит от его целостности и непотревоженности. Причем к закрепленным .массивам - разрезам культурногослоя, предъявляются особые требования; сохранение исходного цвета итекстуры при обеспечении достаточнойпрочности и высокой сопротивляемостивыветриванию (включая попеременныевысыхание-замачивание и замораживание-оттаивание).Кроме того, в отличие от грунтовприродного происхождения, культурныйслой весьма неоднороден по своему. составу как по вертикали, так и в горизонтальном направлении, Пестрота состава включений (до 527 карбонатов идо 303 органических веществ), а также низкая водопроницаемость (Кф == 0,2-0,5 м/сут) обусловливает трудность искусственного преобразованиягрунтов культурного слоя,Силикат калия наиболее широко используется в производстве силикатныхкрасок, а также при реставрации фасадов архитектурных памятников.Натриевое стекло для этих целейприменяться не может, так как образует на окрашенных поверхностях белыевысолы углекислых солей (выделяющиеся при взаимодействии жидкого стеклас углекислотой воздуха), которые разрушают красочный слой и портят внешний вид поверхностей, Углекислые соли калия благодаря большой гигроскопичности, не кристаллиэуются в этихусловиях и поэтому не оказывают отрицательного действия,При закреплении грунтов силикатноформамидной рецептурой используютсярастворы силиката натрия повышенногомодуля (Мс = 3,3-3,4) путем введенияв жидкое стекло добавки кремнефтористоводородной кислоты, Однако введение в раствор силиката калия кремнефтористоводородной кислоты вызываетобразование малорастворимого кремнефтористого калия, который, находясьво взвешенном состоянии, может ухудшить проницаемость иньекционногораствора.Силикат калия отличается от силиката натрия более высокой химическойактивностью. В закрытых сосудах силикат калия может храниться долгое время, но он очень быстро разлагается33682 креплению грунта, а снижение количества силиката не обеспечивает удовлетворительного закрепления грунта,особенно грунта культурного слоя.5В табл, 2 представлены данные позакреплению грунтов культурных слоевпредлагаемым составом,Как следует из табл, 2, закрепленный предлагаемым составом грунт имеетвысокие показатели физико-механических свойств, а на его поверхности отсутствуют изменения естественной окраски, вызываемые образованием вы 15, цветов и ВысоловСостав для закрепления грунта преимущественно подлежащих консервациии музеефикации на раскопах археологических памятников, включающий силикат щелочного металла, отвердительна основе формамида и воду, о т л и - 25 ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения устойчивости закрепленногогрунта к попеременному замачиваниювысушиванию и замораживанию-оттаиванию, а также уменьшения образования З 0 выцватов и высолов, он в качестве силиката щелочного металла содержит силикат калия с силикатным модулем 3,33,5, а в качестве отвердителя - диметилформамид при следующем соотношении компонентов, об.7.:Силикат калия 40,45-56,80Диметилформамид 9,4-10,2Вода Остальное Таблица 1 йюСвойства составов Соотношение компонентов, об.ХСостав ВязПлотВремягелеобразоВода иликат Диметилалия формамид кость сП ность г/смз вания,1 40,45 2 45,5 3 56,8 10,20 49,35 1,106 1 1,45 10,0 44,5 1,150 1,5 1,58 1,145 1 94 33,8 2,14 4 38,0 1,40 10,5 1,08 51,5 5 62,5 9,0 28,5 1, 17 0,5 2,70 з 13 на воздухе, В изобретении рекомендуется использовать раствор силиката калия с превышенным сроком годности по ГОСТУ, имеющего в результате этого вы окий модуль и подлежащего утилизации, так как он не пригоден в архитектурной практике для реставрации фасада зданий иэ-за отслаивания силикатной краски,Новышение силикатного модуля силиКата калия можно достичь также путем введения в него различных карбоновых кислот и оксикислот, Использование в предлагаемом составе силиката калия с модулем ниже, чем 3,3, или силиката калия, отвечающего требованиям ГОСТ 9476-60, приводит к образованию двух несмешивающихся фаз - твердой и жидкой, что препятствует возможности введения раствора в грунт.В качестве отвердителя предлага ется использовать диметилформамид (МРТУ 6-09-4514-67), который является более активным, менее дефицитным и дорогостоящим в сравнениис форма- мидом. Примеры выполнения предлагаемого состава с различным соотношением компонентов и свойства полученных при этом растворов представлены в табл,1. Как видно из табл. 1, .повышенное содержание в составе силиката калия приводит к резкому возрастанию .вязкости раствора, которая препятствует равномерной пропитке и хорошему заФормула изобретения1333682 Условияхранения Грунт Раствор Через 1 мес попере- менного замораживаниевысуши"ваниевысушиваниязамораживанияоттаивазамачивание замачивания ние оттаивания 1,8 0 0,05 3 Воздушновлажное 0,9 Водное 0,5 Воздушно- сухое 1,2 Воздушновлажное 0,4 0,5 0,8 13 0,6 Водное Воздушносухое 1,6 Воздушновлажное 17 0,8 Водное Воздушносухое 1,0 Воздушновлажное 0,6 0,1 0,4 12 0,5 Водное Культурный Прототип слой, городище Танаис Воздушносухое Воздушно- влажное 0 0,5 0,3 Водное Воздушносухое 1,2 Культурныйслой, городище Херсонес Прототип Воздушносухое Прочность, МПа После 5 циклов 1,0 0,5 0,5 Таблица 2 Общее количествоциклов котвыдержали образцыпопеременно1333682 Продолжение табл. 2 Прочность, ИПа Грунт Общее количествоцикловкот, выдержали образцыпопеременно После 5 цикловпопере- менного Через 1 мес высушиваниевысуши"ваниямозамачивание ажи ниязамачиван танни Воздушновлажное О,4 0 0,6 Води 2 оздушнухое Воздушновлажное О,3 ное оздушноухое Воздушн влажное О,0,02 0,3 1 О 5 одное ушнорототип 2 сухое Воздушновлажное,7 0 0 р 2 Водно Воздушносухое оздушнолажное 1,0 4 0 одно есовывание) астичное изменение в цветовой гамм р,азца ВНИИПИ Заказ 3923/22 тираж 63 одписное пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная,Произв.-полигр Культурный слой, городище Панти- капей Раствор . Условияхранения замораживаниеоттаива