PL249376B1

PL249376B1 - Dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych, sposób jego wytwarzania oraz sposób łączenia spoiwa hydraulicznego w postaci cementu z rodzimym gruntem spoistym z zastosowaniem dodatku uszczelniającego

Info

Publication number: PL249376B1
Application number: PL444266A
Authority: PL
Inventors: Szymon Mania; Robert TYLINGO; Robert Tylingo; Witold Waciński; Marek Zając; Ksawery Kuligowski
Original assignee: Waciński Witold Przedsiębiorstwo Budowlane Waciński
Priority date: 2023-03-30
Filing date: 2023-03-30
Publication date: 2026-04-07
Also published as: PL444266A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych oraz sposób jego wytwarzania oraz łączenia z rodzimym gruntem w celu uzyskania wzrostu mrozoodporności gruntu. Dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa dodawanego do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych, charakteryzuje się tym, że stanowi emulsję wodną oczyszczonego wosku popirolitycznego z tworzyw sztucznych w tym m.in. RDF (mieszaniny politereftalanu etylenu, polietylenu, polipropylenu, polistyrenu), LDPE, HDPE, opony, folie PE, w stosunku wosku do wody wynoszący 1:1 do 1:5. RDF (mieszaniny politereftalanu etylenu, polietylenu, polipropylenu, polistyrenu), LDPE (polietylen nisko-gęstościowy), HDPE polietylen wysoko-gęstościowy, opony, folie PE (polietylen), przy czym oczyszczony wosk popirolityczny z tworzyw sztucznych w stosunku wosku do wody wynoszący 1:1 do 1:5.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych, sposób jego wytwarzania oraz sposób łączenia spoiwa hydraulicznego w postaci cementu z rodzimym gruntem spoistym z zastosowaniem dodatku uszczelniającego, w celu uzyskania wzrostu mrozoodporności gruntu.

Jednym z głównych warunków do funkcjonowania prężnej gospodarki jest dobrze rozbudowana infrastruktura drogowa. W latach 2004 do 2020 w Polsce wybudowano ponad 5 tys. km dróg i autostrad. Dla sprawnie działającej sieci drogowej, równie ważnym parametrem jak ilość, jest również jakość wykonanej drogi.

Obecnie przy budowie dróg, przed położeniem asfaltowej bądź betonowej nawierzchni należy zagęścić i ustabilizować grunt będący podstawą budowanej drogi. Istnieją dwie podstawowe metody wykonywania stabilizacji gruntu: na miejscu (in situ) oraz w węźle stacjonarnym. Metoda wykonywania stabilizacji na miejscu z uwagi na wygodę oraz niższą cenę jest stosowana najczęściej. Najpopularniejszym wykorzystywanym rodzajem spoiwa do stabilizacji jest spoiwo hydrauliczne (najczęściej cement i różne popioły). Stabilizacje takie wykonywane są na głębokości 10-50 cm, uzyskując pożądane parametry nośne budowanej drogi. W celu ich poprawy często stosuje się różnego rodzaju chemiczne dodatki do stabilizacji, takie jak związki jonowymienne, dodatki oparte na kwasie siarkowym, dodatki na bazie polimerów winylowych czy chociażby dodatki organiczne wykorzystujące lignosulfoniany. Niestety użycie takich dodatków wiązce się z dużo większymi kosztami, w związku z czym istnieje potrzeba znalezienia tańszych i równie skutecznych alternatyw.

Dlatego też ciekawym zagadnieniem pozostaje wytwarzanie dodatków do stabilizacji z różnego rodzaju materiałów pochodzenia odpadowego. Przeprowadzone badania przez zgłaszającego nad innowacyjnymi spoiwami, potwierdzają pozytywny ich wpływ na niektóre parametry stabilizowanego gruntu (np. parametry wytrzymałościowe oraz uszczelniające). Do realizacji tych badań należy przygotować odpowiednią mieszankę gleby, spoiwa hydraulicznego oraz dodatku. Następnie po mechanicznym wymieszaniu, formowane są próbki w kształcie walców zgodne z normą PN-EN 13286-50, które następnie dojrzewają w specjalnie przygotowanych pojemnikach, aby po określonym czasie (7 i 28 dni) poddać je próbom odporności na ściskanie na mechanicznej prasie. Po dokonanej próbie wyniki były porównywane z próbami kontrolnymi (nie zawierającymi żadnych ulepszaczy). Badania przeprowadzane były dla różnych rodzajów gleby. Spośród setek opracowanych scenariuszy udało się wyselekcjonować cztery najbardziej obiecujące dodatki pochodzenia odpadowego. Pozytywny wpływ wyselekcjonowanych dodatków zaobserwowany został zarówno dla gruntów spoistych jak i niespoistych. Wśród wybranych odpadów znajdują się odpady z przemysłu ceramicznego, odpady z przemysłu spożywczego, odpady o kwaśnym odczynie oraz emulsje powstałe z popirolitycznych wosków poliolefinowych.

Na potrzeby badań zostały także sprowadzone i przetestowane komercyjne dostępne środki do stabilizacji gruntów, które następnie zostały skonfrontowane z wybranymi dodatkami pochodzącymi z recyklingu.

Pozytywny wynik konfrontacji pozwala wiązać nadzieję z nowymi dodatkami do stabilizacji pochodzenia odpadowego, które przyczynią się do poprawy jakości infrastruktury drogowej wraz z pozytywnym wpływem na środowisko.

Celem wynalazku jest zapewnienie polepszonych parametrów mechaniczno-hydraulicznych w stabilizowanym gruncie z wykorzystaniem surowców pochodzenia odpadowego.

Znane są spoiwa hydrauliczne z opisów zgłoszeniowych patentu europejskiego: EP1735252, EP1719742 oraz EP2729430.

Znany jest z opisu zgłoszeniowego patentu europejskiego EP2627832 sposób formowania warstwy pokrywającej grunt i warstwa pokrywająca grunt.

Znana jest z opisu zgłoszeniowego patentu europejskiego EP2658821 kompozycja spoiwa hydraulicznego, z opisu zgłoszeniowego patentu europejskiego EP1735361 - wodne kompozycje spoiw, z opisu zgłoszeniowego patentu europejskiego EP2010702 - ulepszone pokrycie gruntu.

Znany jest z opisu zgłoszeniowego patentu europejskiego EP1871720 sposób wytwarzania spoiwa hydraulicznego oraz z opisu zgłoszeniowego patentu europejskiego EP2291248 - sposób wytwarzania nieorganicznych spoiw hydraulicznych.

Znany jest z opisu patentowego PL234979B1 sposób hydrofobizacji gruntów spoistych, który polega na tym, że warstwę gruntu spoistego o grubości od 10 cm do 100 cm rozdrabnia się równomiernie i zrasza się wodnym roztworem dodatku funkcyjnego zawierającego glikolan diamidoaminy w ilości

0-100% wagowych w stosunku do sumy masy dodatku funkcyjnego, hydroksypiwalan diamidoaminy w ilości 0-100% wagowych w stosunku do sumy masy dodatku funkcyjnego i mleczan diamidoaminy w ilości 0-99,9% wagowych w stosunku do masy dodatku funkcyjnego, stosując wodny roztwór dodatku funkcyjnego o stężeniu 2-30% wagowych w ilości zapewniającej użycie od 0,05 do 5% dodatku funkcyjnego, w stosunku do ilości gruntu spoistego, następnie ewentualnie grunt ponownie zrasza się wodą tak aby użyć w sumie 2-15% wagowych wody w stosunku do masy gruntu spoistego w stanie naturalnym, całość rozdrabnia się, miesza do uzyskania jednorodnej mieszaniny i zagęszcza.

Znany jest z opisu zgłoszenia wynalazku US3876439A środek stabilizujący grunt zawierający kwaśny produkt szlamowy-kwas siarkowy oraz sposób wytwarzania środka. Ujawniono środek stabilizujący glebę składający się ze źródła wapnia, takiego jak węglan wapnia i zużyty kwas siarkowy, w roztworze wodnym oraz sposób jego stosowania. Pewne materiały zawierające chlorki i siarczany, takie jak glin i chlorek żelazowy oraz glin i siarczan żelazawy, można dodawać do gleby ze środkiem stabilizującym, aby zapewnić lepsze wyniki w określonych glebach. Środek stabilizujący nakłada się z wystarczającą ilością wody, aby dokładnie zwilżyć glebę, a tym samym rozproszyć środek w glebie, a następnie poddaną obróbce glebę obrabiać, aby uzyskać dokładne wymieszanie. Ujawniono również alternatywną metodę nanoszenia, w której materiał będący źródłem wapnia oraz materiały zawierające chlorki lub siarczany, jeśli są stosowane, nanosi się na sucho w postaci proszku lub granulatu na powierzchnię gleby; glebę i materiały traktuje się roztworem wody i zużytym kwasem siarkowym wystarczającym do dokładnego zwilżenia gleby do żądanej głębokości obróbki i zdyspergowania w niej chemikaliów, a następnie chemikalia i gleba są poddawane obróbce, aż do zapewnienia dokładnego wymieszania.

Znany jest z opisu patentowego PL223921B1 środek do hydrofobizacji gruntów spoistych, który zawiera: 0,5-30 cg/g mleczanu amidoaminy o wzorze [(RCONHCH2CH2)2NH2]+[CH3CH(OH)COO]-, gdzie R=(CH2)nCH3, 70-99,5 cg/g wody. Sposób hydrofobizacji gruntów spoistych polega na tym, że warstwę gruntu spoistego o grubości 20-100 cm i o wilgotności 10,2-15,4%, spulchnia się do uzyskania rozdrobnienia minimum 80%, równomiernie zrasza się ją wodnym roztworem związku powierzchniowoczynnego posiadającego w kationie amidoaminę, a w anionie mleczan o wzorze: [(RCONHCH2CH2)2NH2]+[CH3CH(OH)COO]-, gdzie R=(CH2)nCH3, przy czym stosuje się roztwór o stężeniu 0,5-30 cg/g, w ilości 0,05-5 cg/g mleczanu amidoaminy w stosunku do masy spulchnionego gruntu spoistego, następnie na spulchnioną warstwę gruntu spoistego nanosi się równomiernie spoiwo hydrauliczne w ilości od 2-20 cg/g w stosunku do masy spulchnionego gruntu spoistego, tak przygotowaną warstwę gruntu poddaje się wymieszaniu, wyrównuje się ją i ubija.

Istotą wynalazku jest dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa dodawanego do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych, charakteryzujący się tym, że stanowi emulsję wodną sulfonowanego wosku popirolitycznego otrzymanego z odpadów tworzyw sztucznych wybranych z grupy obejmującej: politereftalan etylenu ET, polietylen PE, polipropylen PP i polistyren PS, w szczególności z mieszaniny tych polimerów typu RDF - Refuse Derived Fuel, lub odpady jednolite takie jak polietylen niskiej gęstości LDPE, polietylen wysokiej gęstości FIDPE, zużyte opony gumowe bądź folie PE, przy czym stosunek wagowy wosku do wody wynosi od 1:1 do 1:5.

Istotą wynalazku jest również sposób wytwarzania dodatku uszczelniającego do hydraulicznego spoiwa do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych, określonego powyżej, polegający na sulfonowaniu wosku popirolitycznego otrzymanego z odpadów tworzyw sztucznych wybranych z grupy obejmującej: PET, PE, PP, PS, LDPE, HDPE, opony i folie PE, charakteryzujący się tym, że odważa się w fazie wstępnej 200 g wosku popirolitycznego i podgrzewa w zakresie temperatur 40-50°C do jego stopienia do postaci jednorodnej mieszaniny, następnie mieszaninę wosku popirolitycznego miesza się z dodatkiem 34-48 g stężonego kwasu siarkowego H2SO4 w jednej porcji, a następnie dodaje 32 g perhydrolu stanowiącego 30% nadtlenek wodoru H2O2, porcjami w odstępach co 10 minut, po czym prowadzi się proces sulfonowania przez 4 godziny od momentu rozpoczęcia dodawania perhydrolu, zaś po upływie tego czasu mieszaninę pozostawia się do samoczynnego wystygnięcia do temperatury 20 do 30°C bez mieszania.

Istotą wynalazku jest także sposób łączenia spoiwa hydraulicznego w postaci cementu z rodzimym gruntem spoistym z zastosowaniem dodatku uszczelniającego, określonego powyżej, polegający na wzajemnym połączeniu spoiwa hydraulicznego z warstwą gruntu spoistego rodzimego, charakteryzujący się tym, że na 1 m² warstwy gruntu spoistego rodzimego o grubości do 20 cm i masie ~350 kg dodaje się do 20 kg cementu, przy czym całość miesza się na miejscu z gruntem rodzimym do uzyskania jednorodnej mieszaniny składającej się ze spoiwa, cementu i gruntu rodzimego za pomocą ruchomego wału zamocowanego do pojazdu przemieszczającego się po gruncie, o ustalonej głębokości mieszania warstwy od 10 do 60 cm, poruszającego się z prędkością obrotową od 50 do 200 obr./min i z prędkością liniową od 2 do 4 m/min, przy czym wymieszane na miejscu spoiwo wraz z cementem i gruntem rodzimym wzbogaca się dodatkiem uszczelniającym w ilości od 20 do 200 g dodatku na 1 kg cementu, oraz dodatkiem emulgatora w ilości 1-2% wagowo względem masy dodatku uszczelniającego, przy czym jako emulgator stosuje się związek wybrany z grupy obejmującej: polioksyetylenosorbitan, polisorbat, monooleinian glicerolu, laurynian sodu lub lecytynę, a rozprowadzanie przedmiotowej emulsji wosku popirolitycznego w przygotowanym gruncie rodzimym z wymieszanym cementem, prowadzi się przez równomierne rozlanie emulsji za pomocą listwy dozującej, zlokalizowanej na wysokości od 0,8 do 1,2 m nad poziomem gruntu i połączonej ze zbiornikiem o pojemności od 5 do 20 m³, zamontowanej na poruszającym się po gruncie pojeździe, z wydajnością dozowania 400-800 g/m² przy prędkości jazdy do 200 m/h.

Korzystnie do warstwy gruntu spoistego rodzimego dodaje się również mieszankę spoiwa sypkiego w postaci popiołów lotnych z węgla, popiołów ze spalania biomasy, popiołów paleniskowych, żużli oraz popiołów z kotłów grzewczych, popiołów z bajpasu z cementowni (popioły z by-passa CBPD Cement By-Pass Dust), odpadów z chemii gospodarczej zawierające sodę. Całość miesza się z gruntem rodzimym na miejscu do uzyskania jednorodnej mieszaniny, składającej się ze spoiwa, cementu, dodatków sypkich i gruntu rodzimego.

Materiał sypki do zmieszania warstwy gruntu spoistego rodzimego w ilości 1 m² o grubości do 20 cm oraz masie 350 kg stanowi: popiół lotny z węgla w ilości do 30 kg, popiół ze spalania biomasy w ilości do 20 kg, popiół paleniskowy w ilości do 10 kg, żużel oraz popiół z kotłów grzewczych w ilości do 5 kg, które stanowią odpady o kodach: 10 01 02 - popioły lotne z węgla, 10 01 81 - mikrosfery z popiołów lotnych, 10 01 03 - popiół ze spalania biomasy, 10 01 15 - popioły paleniskowe oraz żużle i pyły z kotłów ze współspalania inne niż wymienione w 10 01 14, i 5 do 800 g popiołu z bajpasu z cementowni.

Korzystnie wymieszane spoiwo wraz z cementem i gruntem rodzimym, wzbogaca się na miejscu dodatkiem uszczelniającym określonym powyżej, w ilości od 30 g dodatku na 1 kg cementu z dodatkiem emulgatora w stosunku wagowym 1,5% masy wosku.

Korzystnie rozprowadzanie emulsji z wosków popirolitycznych w przygotowanym gruncie rodzimym wraz z wymieszanym cementem i spoiwem sypkim, prowadzi się przez rozlanie emulsji za pomocą listwy dozującej zlokalizowanej 1 m nad poziomem gruntu, połączonej ze zbiornikiem o pojemności 10 m³, zamontowanej na poruszającym się po gruncie pojeździe z wydajnością 500 g/m² z prędkością do 200 m/h.

Wynalazek w zakresie wprowadzenia dodatku uszczelniającego do hydraulicznego spoiwa dodawanego do gruntów niespoistych oraz doziarnionego gruntu rodzimego pozwala na uzyskanie w gruntach niespoistych wzrost wytrzymałości na ściskanie w okresie 7 dni do 22,7%, uzyskanie współczynnika podsiąkania kapilarnego (masa wchłoniętej wody w stosunku do masy suchej próbki po 4 h zamoczenia w wodzie): 0,6%, przy wartości 3,98% dla scenariusza kontrolnego oraz wzrost współczynnika nasiąkliwości (masa wchłoniętej wody w stosunku do masy suchej próbki po 24 h całkowitego zanurzenia): 3,9%, przy wartości 8,06% dla scenariusza kontrolnego.

W doziarnionych gruntach rodzimych: wzrost wytrzymałości na ściskanie w okresie 7 dni do 71,5%, wzrost wytrzymałości na ściskanie w okresie 28 dni do 124,4%, współczynnik podsiąkania kapilarnego (masa wchłoniętej wody w stosunku do masy suchej próbki po 4 h zamoczenia w wodzie): do 2,3%, przy wartości 5,3% dla scenariusza kontrolnego, współczynnik nasiąkliwości (masa wchłoniętej wody w stosunku do masy suchej próbki po 24 h całkowitego zanurzenia): 9,6%, przy wartości 12,6% dla scenariusza kontrolnego, mrozoodporność zmiana wytrzymałości na ściskanie po 28 dniach po 14 cyklach przemarzania na poziomie 96,4% wytrzymałości wyjściowej.

Wynalazek dotyczący sposobu łączenia hydraulicznego spoiwa uszczelniającego z rodzimym gruntem spoistym pozwalają na wykorzystanie gruntu rodzimego z polepszeniem parametrów mechaniczno-hydraulicznych w stabilizowanym gruncie. Zastosowanie w procesie sulfonowanie zwiększyło powinowactwo wosku do wody, co można potwierdzić zwiększeniem jego rozpuszczalności w wodzie. Dodatkowo proces ten pozwoli wyeliminować charakterystyczny zapach mieszanki węglowodorów po pirolizie. Wosk poddany sulfonowaniu w temperaturze pokojowej ulega przemianie fazowej w ciało stałe.

Korzyści wynikające ze sposobu łączenia hydraulicznego spoiwa uszczelniającego wraz z rodzimym gruntem spoistym pozwalają na wykorzystanie rodzimego gruntu do stabilizacji in-situ (na miejscu). Nie występuje konieczność transportu gruntu do miejsca stabilizacji. Pozwoli na oszczędność czasu pracy na budowie.

Przykład wykonania I

W przykładzie wykonania dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa dodawanego do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych stanowi emulsję wodną oczyszczonego wosku popirolitycznego, poddanego sulfonowaniu, a następnie odseparowaniu frakcji zwęglonej, z tworzyw sztucznych w postaci mieszaniny politereftalanu etylenu, polietylenu, polipropylenu, polistyrenu (RDF), przy czym oczyszczony wosk popirolityczny z tworzyw sztucznych jest w stosunku wagowym do wody wynoszącym 1:1.

Przykład wykonania II

W przykładzie wykonania dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa dodawanego do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych stanowi emulsję wodną oczyszczonego wosku popirolitycznego, poddanego sulfonowaniu, a następnie odseparowaniu frakcji zwęglonej, z tworzyw sztucznych w postaci polietylenu nisko-gęstościowego (LDPE), przy czym oczyszczony wosk popirolityczny z tworzyw sztucznych jest w stosunku wagowym do wody wynoszącym 1:2.

Przykład wykonania III

W przykładzie wykonania dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa dodawanego do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych stanowi emulsję wodną oczyszczonego wosku popirolitycznego, poddanego sulfonowaniu, a następnie odseparowaniu frakcji zwęglonej, z tworzyw sztucznych w postaci polietylenu wysoko-gęstościowego (HDPE), przy czym oczyszczony wosk popirolityczny z tworzyw sztucznych jest w stosunku wagowym do wody wynoszącym 1:3.

Przykład wykonania IV

W przykładzie wykonania dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa dodawanego do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych stanowi emulsję wodną oczyszczonego wosku popirolitycznego, poddanego sulfonowaniu, a następnie odseparowaniu frakcji zwęglonej, z tworzyw sztucznych z opon, przy czym oczyszczony wosk popirolityczny z tworzyw sztucznych jest w stosunku wagowym do wody wynoszącym 1:4.

Przykład wykonania V

W przykładzie wykonania dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa dodawanego do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych stanowi emulsję wodną oczyszczonego wosku popirolitycznego, poddanego sulfonowaniu, a następnie odseparowaniu frakcji zwęglonej, z tworzyw sztucznych z folii polietylenowej PE, przy czym oczyszczony wosk popirolityczny z tworzyw sztucznych jest w stosunku wagowym do wody wynoszącym 1:5.

Przykład wykonania VI

W tym przykładzie wykonania, sposób wytwarzania dodatku uszczelniającego do hydraulicznego spoiwa do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych, polegający na chemicznym oczyszczeniu wosku popirolitycznego z tworzyw sztucznych, w tym m.in. RDF, LDPE, HDPE, opon, folii PE, polega na tym, że prowadzi się sulfonowanie, czyli reakcję wprowadzania grup funkcyjnych (-SO3H) w strukturę związków organicznych, poprzez odważenie we wstępnej fazie 200 g wosku popirolitycznego i podgrzanie w temperaturze 40°C w celu jego stopienia, do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Następnie mieszaninę oczyszczonego wosku popirolitycznego miesza się z dodatkiem 40 g stężonego kwasu siarkowego(VI) (H2SO4) w jednej porcji i następnie dodaje 32 g perhydrolu stanowiącego 30% nadtlenek wodoru H2O2, porcjami w co 10 minutowych odstępach czasowych. Następnie prowadzi się proces sulfonowania w czasie 4 godzin od momentu rozpoczęcia dodawania perhydrolu, zaś po upływie wskazanego czasu mieszaninę pozostawia się do wystygnięcia do temperatury 25°C bez mieszania.

Przykład wykonania VII

W tym przykładzie wykonania, sposób wytwarzania dodatku uszczelniającego do hydraulicznego spoiwa do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych, polegający na chemicznym oczyszczeniu wosku popirolitycznego z tworzyw sztucznych, w tym m.in. RDF, LDPE, HDPE, opon, folii PE, polega na tym, że prowadzi się sulfonowanie, czyli reakcję wprowadzania grup funkcyjnych (-SO3H) w strukturę związków organicznych, poprzez odważenie we wstępnej fazie 200 g wosku popirolitycznego i podgrzanie w temperaturze 50°C w celu jego stopienia, do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Następnie mieszaninę oczyszczonego wosku popirolitycznego miesza się z dodatkiem 36 g stężonego kwasu siarkowego(VI) (H2SO4) w jednej porcji i następnie dodaje 32 g perhydrolu stanowiącego 30% nadtlenek wodoru H2O2, porcjami w co 10 minutowych odstępach czasowych. Następnie prowadzi się prowadzi proces sulfonowania w czasie 4 godzin od momentu rozpoczęcia dodawania perhydrolu, zaś po upływie wskazanego czasu mieszaninę pozostawia się do wystygnięcia do temperatury 30°C bez mieszania.

Przykład wykonania VIII

W tym przykładzie wykonania, sposób łączenia hydraulicznego spoiwa uszczelniającego wraz z rodzimym gruntem spoistym, polegający na wzajemnym połączeniu spoiwa hydraulicznego z warstwą gruntu spoistego rodzimego, polega na tym, że na 1 m² warstwy gruntu spoistego rodzimego o grubości 20 cm o masie 350 kg dodaje się 20 kg cementu. Całość miesza się z gruntem rodzimym na miejscu do uzyskania jednorodnej mieszaniny, składającej się ze spoiwa, cementu i gruntu rodzimego, za pomocą ruchomego wału zamocowanego do przemieszczającego się po gruncie pojazdu, o ustalonej grubości mieszania warstwy 10 cm, poruszającego się z prędkością obrotową 50 obr./ min. i z prędkością liniową 2 m/min. Wymieszane spoiwo wraz z cementem i gruntem rodzimym, wzbogaca się na miejscu dodatkiem uszczelniającym według przykładu wykonania od I do V w ilości 20 g dodatku na 1 kg cementu wraz z dodatkiem emulgatora: polioksyetylenosorbitan - polisorbat, w stosunku wagowym 1% masy dodatku uszczelniającego. Rozprowadzanie emulsji z wosków popirolitycznych w przygotowanym gruncie rodzimym wraz z wymieszanym cementem prowadzi się przez rozlanie emulsji za pomocą listwy dozującej zlokalizowanej 0,8 m nad poziomem gruntu, połączonej ze zbiornikiem o pojemności 5 m³, zamontowanej na poruszającym się po gruncie pojeździe z wydajnością 400 g/ m² z prędkością liniową 200 m/h.

Przykład wykonania IX

W tym przykładzie wykonania, sposób łączenia hydraulicznego spoiwa uszczelniającego wraz z rodzimym gruntem spoistym, polegający na wzajemnym połączeniu spoiwa hydraulicznego z warstwą gruntu spoistego rodzimego, polega na tym, że na 1 m² warstwy gruntu spoistego rodzimego o grubości 20 cm o masie 350 kg dodaje się 20 kg cementu oraz spoiwo sypkie, które składa się z popiołów lotnych z węgla, popiołów ze spalania biomasy, popiołów paleniskowych, żużli oraz popiołów z kotłów grzewczych, popiołu z bajpasu z cementowni (popioły z by-passa CBPD - Cement By-Pass Dust) - produkt uboczny powstający przy produkcji klinkieru z dużym udziałem paliw alternatywnych. Spoiwo sypkie do zmieszania warstwy gruntu spoistego rodzimego w ilości 1 m² o grubości 20 cm oraz masie 350 kg stanowi: popiół lotny z węgla w ilości 30 kg, popiół ze spalania biomasy w ilości 20 kg, popiół paleniskowy w ilości 10 kg, żużel oraz popiół z kotłów grzewczych w ilości 5 kg, które stanowią odpady o kodach: 10 01 02 - popioły lotne z węgla, 10 01 81 - mikrosfery z popiołów lotnych, 10 01 03 - popiół ze spalania biomasy, 10 01 15 - popioły paleniskowe oraz żużle i pyły z kotłów ze współspalania inne niż wymienione w 10 01 14, i 800 g popiołu z bajpasu z cementowni.

Całość miesza się z gruntem rodzimym na miejscu do uzyskania jednorodnej mieszaniny, składającej się ze spoiwa, cementu i gruntu rodzimego, za pomocą ruchomego wału zamocowanego do przemieszczającego się po gruncie pojazdu, o ustalonej grubości mieszania warstwy 60 cm, poruszającego się z prędkością obrotową 200 obr./min. i z prędkością liniową 4 m/min. Wymieszane spoiwo wraz z cementem i gruntem rodzimym, wzbogaca się na miejscu dodatkiem uszczelniającym według przykładu wykonania od I do V w ilości 200 g dodatku na 1 kg cementu wraz z dodatkiem emulgatora monooleinianu glicerolu, w stosunku wagowym 2% masy dodatku uszczelniającego. Rozprowadzanie emulsji z wosków popirolitycznych w przygotowanym gruncie rodzimym wraz z wymieszanym cementem i spoiwem sypkim prowadzi się przez rozlanie emulsji za pomocą listwy dozującej zlokalizowanej 1,2 m nad poziomem gruntu, połączonej ze zbiornikiem o pojemności 20 m³, zamontowanej na poruszającym się po gruncie pojeździe z wydajnością 800 g/ m² z prędkością liniową 200 m/h.

Przykład wykonania X

W tym przykładzie wykonania, sposób łączenia hydraulicznego spoiwa uszczelniającego wraz z rodzimym gruntem spoistym, polegający na wzajemnym połączeniu spoiwa hydraulicznego z warstwą gruntu spoistego rodzimego, polega na tym, że na 1 m² warstwy gruntu spoistego rodzimego o grubości 20 cm o masie 350 kg dodaje się 20 kg cementu i dodatki sypkie, jak popioły lotne z węgla, popioły ze spalania biomasy, popioły paleniskowe, żużle oraz popioły z kotłów grzewczych, popioły z bajpasu z cementowni (popioły z by-passa CBPD - Cement By-Pass Dust), odpady z chemii gospodarczej zawierające sodę. Mieszaninę spoiwa sypkiego uzyskuje się poprzez wymieszanie w czasie od 2 do 5 min na sucho w silosach o pojemności od 5 do 500 Mg składników w postaci popiołów lotnych z węgla w ilości 46,15%, popiołów ze spalania biomasy w ilości 30,77%, popiołów paleniskowych w ilości 15,38%, żużli oraz popiołów z kotłów grzewczych w ilości 7,70%, co stanowi łącznie 100% masy oraz popiołów z bajpasu z cementowni w ilości od 20 do 40 g/kg cementu i poddaje wzajemnemu wymieszaniu na sucho z silosów o pojemności od 5 do 500 Mg, następnie zsypuje się do mieszalnika i poddaje mieszaniu w czasie od 2 do 5 min, do uzyskania jednorodnej mieszaniny.

Całość miesza się z gruntem rodzimym na miejscu do uzyskania jednorodnej mieszaniny, składającej się ze spoiwa, cementu i gruntu rodzimego, za pomocą ruchomego wału zamocowanego do przemieszczającego się po gruncie pojazdu, o ustalonej grubości mieszania warstwy 60 cm, poruszającego się z prędkością obrotową 200 obr./min. i z prędkością liniową 4 m/min. Wymieszane spoiwo wraz z cementem i gruntem rodzimym, wzbogaca się na miejscu dodatkiem uszczelniającym według przykładu wykonania od I do V, w ilości 100 g dodatku na 1 kg cementu wraz z dodatkiem emulgatora - laurynianu sodu, w stosunku wagowym 2% masy dodatku uszczelniającego. Rozprowadzanie em ulsji z wosków popirolitycznych w przygotowanym gruncie rodzimym wraz z wymieszanym cementem i spoiwem sypkim prowadzi się przez rozlanie emulsji za pomocą listwy dozującej zlokalizowanej 1,2 m nad poziomem gruntu, połączonej ze zbiornikiem o pojemności 20 m³, zamontowanej na poruszającym się po gruncie pojeździe z wydajnością 800 g/m² z prędkością liniową 200 m/h.

Przykład wykonania XI

W tym przykładzie wykonania, sposób łączenia hydraulicznego spoiwa uszczelniającego wraz z rodzimym gruntem spoistym, polegający na wzajemnym połączeniu spoiwa hydraulicznego z warstwą gruntu spoistego rodzimego, polega na tym, że na 1 m² warstwy gruntu spoistego rodzimego o grubości 20 cm o masie 350 kg dodaje się 20 kg cementu i spoiwo sypkie, takie jak popioły lotne z węgla, popioły ze spalania biomasy, popioły paleniskowe, żużle oraz popioły z kotłów grzewczych, popioły z bajpasu z cementowni (popioły z by-passa CBPD - Cement By-Pass Dust), odpady z chemii gospodarczej zawierające sodę. Materiały sypkie w postaci popiołów lotnych z węgla w ilości 46,15%, popiołów ze spalania biomasy w ilości 30,77%, popiołów paleniskowych w ilości 15,38%, żużli oraz popiołów z kotłów grzewczych w ilości 7,70%, co stanowi łącznie 100% masy oraz popiołów z bajpasu z cementowni w ilości od 20 do 40 g/ kg cementu i poddaje wzajemnemu wymieszaniu na sucho z silosów o pojemności od 5 do 500 Mg, następnie zsypuje się do mieszalnika i poddaje mieszaniu w czasie od 2 do 5 min do uzyskania jednorodnej mieszaniny.

Całość miesza się z gruntem rodzimym na miejscu do uzyskania jednorodnej mieszaniny, składającej się ze spoiwa, cementu i gruntu rodzimego, za pomocą ruchomego wału zamocowanego do przemieszczającego się po gruncie pojazdu, o ustalonej grubości mieszania warstwy 60 cm, poruszającego się z prędkością obrotową 200 obr./min. i z prędkością liniową 4 m/min. Wymieszane spoiwo wraz z cementem i gruntem rodzimym, wzbogaca się na miejscu dodatkiem uszczelniającym według przykładu wykonania od I do V, w ilości 100 g dodatku na 1 kg cementu wraz z dodatk iem emulgatora - lecytyny, w stosunku wagowym 2% masy dodatku uszczelniającego. Rozprowadzanie emulsji z wosków popirolitycznych w przygotowanym gruncie rodzimym wraz z wymieszanym cementem i spoiwem sypkim prowadzi się przez rozlanie emulsji za pomocą listwy dozującej zlokalizowanej 1,2 m nad poziomem gruntu, połączonej ze zbiornikiem o pojemności 20 m³, zamontowanej na poruszającym się po gruncie pojeździe z wydajnością 800 g/m² z prędkością liniową 200 m/h.

Claims

1. Dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych, znamienny tym, że stanowi emulsję wodną sulfonowanego wosku popirolitycznego otrzymanego z odpadów tworzyw sztucznych wybranych z grupy obejmującej: politereftalan etylenu PET, polietylen PE, polipropylen PP i polistyren PS, w szczególności z mieszaniny tych polimerów typu RDF, lub odpady jednolite takie jak: polietylen niskiej gęstości LDPE, polietylen wysokiej gęstości HDPE, zużyte opony gumowe bądź folie PE, przy czym stosunek wagowy wosku do wody wynosi od 1:1 do 1:5.

2. Sposób wytwarzania dodatku uszczelniającego do hydraulicznego spoiwa do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych, określonego w zastrzeżeniu 1, polegający na sulfonowaniu wosku popirolitycznego otrzymanego z odpadów tworzyw sztucznych wybranych z grupy obejmującej PET, PE, PP, PS, LDPE, HDPE, opony i folie PE, znamienny tym, że odważa się w fazie wstępnej 200 g wosku popirolitycznego i podgrzewa w zakresie temperatur 40-50°C do jego stopienia do postaci jednorodnej mieszaniny, następnie mieszaninę wosku popirolitycznego miesza się z dodatkiem 34-48 g stężonego kwasu siarkowego H2SO4 w jednej porcji, a następnie dodaje 32 g perhydrolu stanowiącego 30% nadtlenek wodoru H2O2, porcjami w odstępach co 10 minut, po czym prowadzi się proces sulfonowania przez 4 godziny od momentu rozpoczęcia dodawania perhydrolu, zaś po upływie tego czasu mieszaninę pozostawia się do samoczynnego wystygnięcia do temperatury 20 do 30°C bez mieszania.

3. Sposób łączenia spoiwa hydraulicznego w postaci cementu z rodzimym gruntem spoistym, z zastosowaniem dodatku uszczelniającego określonego w zastrzeżeniu 1, polegający na wzajemnym połączeniu spoiwa hydraulicznego z warstwą gruntu spoistego rodzimego, znamienny tym, że na 1 m² warstwy gruntu spoistego rodzimego o grubości do 20 cm i masie ~350 kg dodaje się do 20 kg cementu, przy czym całość miesza się na miejscu z gruntem rodzimym do uzyskania jednorodnej mieszaniny składającej się ze spoiwa, cementu i gruntu rodzimego za pomocą ruchomego wału zamocowanego do pojazdu przemieszczającego się po gruncie, o ustalonej głębokości mieszania warstwy od 10 do 60 cm, poruszającego się z prędkością obrotową od 50 do 200 obr./min i z prędkością liniową od 2 do 4 m/min, przy czym wymieszane na miejscu spoiwo wraz z cementem i gruntem rodzimym wzbogaca się dodatkiem uszczelniającym w ilości od 20 do 200 g dodatku na 1 kg cementu, oraz dodatkiem emulgatora w ilości 1-2% wagowo względem masy dodatku uszczelniającego, przy czym jako emulgator stosuje się związek wybrany z grupy obejmującej: polioksyetylenosorbitan, polisorbat, monooleinian glicerolu, laurynian sodu lub lecytynę, a rozprowadzanie przedmiotowej emulsji wosku popirolitycznego w przygotowanym gruncie rodzimym i wymieszanym z cementem, prowadzi się przez równomierne rozlanie emulsji za pomocą listwy dozującej, zlokalizowanej na wysokości od 0,8 do 1,2 m nad poziomem gruntu i połączonej ze zbiornikiem o pojemności od 5 do 20 m³, zamontowanej na poruszającym się po gruncie pojeździe, z wydajnością dozowania 400-800 g/m² przy prędkości jazdy do 200 m/h.

4. Sposób łączenia według zastrz. 3, znamienny tym, że do warstwy gruntu spoistego rodzimego dodaje się również mieszankę spoiwa sypkiego w postaci popiołów lotnych z węgla, popiołów ze spalania biomasy, popiołów paleniskowych, żużli oraz popiołów z kotłów grzewczych, popiołów z bajpasu z cementowni, odpadów z chemii gospodarczej zawierające sodę.

5. Sposób łączenia według zastrz. 4, znamienny tym, że rozprowadzanie emulsji z wosków popirolitycznych w przygotowanym gruncie rodzimym wraz z wymieszanym cementem i spoiwem sypkim prowadzi się przez rozlanie emulsji za pomocą listwy dozującej zlokalizowanej od 0,8 do 1,2 m nad poziomem gruntu, połączonej ze zbiornikiem o pojemności od 5 do 20 m³, zamontowanej na poruszającym się po gruncie pojeździe z wydajnością 400 do 800 g/m²z prędkością liniową do 200 m/h.

6. Sposób łączenia według zastrz. od 3 do 5, znamienny tym, że wymieszane spoiwo wraz z cementem i gruntem rodzimym, wzbogaca się na miejscu dodatkiem uszczelniającym w ilości od 30 g dodatku na 1 kg cementu z dodatkiem emulgatora w stosunku wagowym 1,5% masy wosku.

7. Sposób łączenia według zastrz. od 3 do 6, znamienny tym, że rozprowadzanie emulsji z wosków popirolitycznych w przygotowanym gruncie rodzimym wraz z wymieszanym cementem i spoiwem sypkim prowadzi się przez rozlanie emulsji za pomocą listwy dozującej zlokalizowanej 1 m nad poziomem gruntu, połączonej ze zbiornikiem o pojemności 10 m³, zamontowanej na poruszającym się po gruncie pojeździe z wydajnością 500 g/m² z prędkością do 200 m/h.