RS49668B - Postupak za poboljšanje inženjerskih svojstava tla - Google Patents

Abstract

Postupak za poboljšanje inženjerskih svojstava tla uvodjenjem u zemlju hemijskog agensa gde taj postupak obuhvata zasecanje zemlje da bi se ona razbila i izmrvila, primenu hemijskog agensa mešanje zemlje i hemijskog agensa, kao i nabijanje (kompaktovanje) zemljišta posle toga, gde taj hemijski agens uključuje: izmedju 5 i 60% mase cementnog pucolana, izmedju 20 i 80% mase kalcijum sulfata, i izmedju 15 i 50% mase kalcijum oksida. Prijava sadrži jop 12 zavisnih patentnih zahteva

Description

OBLAST TEHNIKE

Ovaj pronalazak se odnosi na hemijski agens za poboljšanje inženjerskih svojstava zemlje.

STANJE TEHNIKE

U mnogim situacijama u građevinarstvu neophodno je da zemlja in situ može da poboljša svoje inženjerske osobine pre nego što se upotrebi za građevinske radove. Ovo je posebno važno u gradnji puteva gde neuspešna stabilizacija donjih slojeva zemlje može da ima za posledicu povlačenje zemlje i/ili njeno pucanje tokom upotrebe.

Najjednostavniji način za poboljšanje osobina zemlje je da se ona kompaktuje - zbije. Međutim, budući da tlo može biti od peskovitog materijala do gline, pa samo presovanje zemlje ne mora nužno da poboljša njegove građevinske osobine, dovoljno da može da nosi konstrukciju koja na njoj može da se gradi. Kao rezultat predlaže se da se u zemlju uvede jedan hemijski agens da je popravi, ali i mnogi stabilizatori koji se zasnivaju na polimerima. Ovo uspešno poboljšava osobine tla ali samo za relativno kratko vreme. Na kraju, polimeri ističu iz zemlje, pa se njihovo dejstvo gubi.

Dok je hemijski agens ovog pronalaska specifično namenjen stabilizaciji površine koja treba da nosi konstrukciju, on može i da se meša sa zemljom da oformi rezultantnu mešavinu koja se presuje u oblik tako da se oforme elemenati zgrada za gradnju jeftinih objekata.

KRATKI OPIS IZUMA

U skladu predstavljenim izumom obezbeđen je hemijski agens za poboljšavanje inženjerskih osobina tla. Taj agens sadrži: između 5 i 60% mase pucolanskog vulkanskog pepela za cement, između 20 i 80% mase kalcijum sulfata i

između 15 i 50% mase kalcijum oksida.

Najbolje je da hemijski agens za poboljšanje inženjerskih svojstava sadrži sledeće: između 15 i 35% mase pucolanskog vulkanskog pepela za cement, između 40 i 60% mase kalcijum sulfata i

između 20 i 40% mase kalcijum oksida.

Dalje, takođe se preporučuje korišćenje oblika hemijskog agensa koji sadrži: između 25 i 30% mase pucolanskog vulkanskog pepela za cement između 30 i 40% mase kalcijum sulfata i

između 25 i 35% mase kalcijum oksida.

Najbolji pucolanski pepeo je šljaka iz visoke peći pomešana s običnim portlandskim cementom, po mogućstvu u jednakom masama, šljaka iz visoke peći obično se naziva zgurom

Ovaj hemijski agens takođe uključuje dodatne pucolane koji se selektuju iz običnog portlandskog cementa (koji se u industriji naziva OPC, cement otporan na sulfate, portlandski cement 15 SL, portlandski cement 15 FA, mešavine običnog portlandskog cementa i pepela koji se unosi gasovima i građevinski cement.

Ovaj hemijski agens može da uključi i vlakna za ojačavanje kao što su vlakna od sintetičkog plastičnog materijala. Od raspoloživih vlakana prednost se daje monofilamentima polipropilena.

Na svakih 100 kg hemijskog agensa može se dodati između jednog kilograma i 10 kilograma vlakana.

Oksid kalcijuma može da bude u obliku kalcijum oksida (CaO) ili kalcijum bidroksida (Ca(OH)2). Kalcijum sulfat može da bude mineralni gips ih delimično dehidriram gips (CaS04.1/2 H2O).

U jednom obliku ovaj hemijski agens uključuje 1 do 30% mase silicijum oksida (Si02).

Jedan specifični hemijski hemijski agens koji je posebno pogodan za korišćenje svojstava površine puta obuhvata:

U skladu s dodatnim aspektima ovog izuma postoji metoda za poboljšanje inženjerskih svojstava tla koja obuhvata površinsko razrivanje zemlje da bi se razbila i pulverizovala zemlja, primenjujući hemijski agens koji je gore opisan, i da se potom kompaktuje zemlja.

Po još jednom aspektu ovog izuma, obezbeđen je i metod za proizvodnju građevinskih blokova iz zemlje koji obuhvata razbijanje zemlje, njeno mešanje s hemijskim agensom u kompaktnu masu, i ostavljanje mešavine zemlje i hemijskog agensa da se stegne i stvrdne.

DETALJNI OPIS IZUMA

Primer 1.

Hemijski agens u skladu s ovim izumom može da se koristi, na način koji je opisan, da se poboljšaju osobine zemljišta šljunčanog ili peskovitog puta koji treba da se betonira, katraniše, poploča ciglom ili zalije bitumenskim slojem. Ovakav put može, međutim, posle poboljšanja da se koristi bez katranisanja ili betoniranja, gde poboljšani površinski sloj čini površinu po kojoj se odvija saobraćaj.

Postojeći šljunčani put se zaseca do dubine do koje je potrebna stabilizacija. Ovo zasecanje lomi i mrvi postojeći površinski sloj puta posle čega se na licu mesta zemlja meša temeljno drobilicom ili rotofrezerom.

Jedan hemijski agens koji ima sledeće sastojke onda se premazuje u vidu dodatnog sloja preko zasečene površine u prethodno određenoj dozi koja je određena laboratorijskim testovima. Ovakvi testovi se ovde opisuju pozivanjem na primere 2 itd.:

Mineralni gips i kvare postoje u prethodno pomešanom obliku. Ova mešavina se prodaje pod imenom "Cretestone". Ukupno se koristi količina od 47% mase Cretestona. Portlandski cement iz visoke peći obuhvata zguru (talog iz visokih peći) koji se mrvi i meša s jednakom koheinom običnog portlandskog cementa (OPC). Jedan kilogram pojačavajućih vlakana može da se doda po kilogramu gore navedene mešavine. Ostali proizvodi se koji se mogu koristiti uključuju CB gips i Hvdrostone, od kojih svaki koristi mineralni gips i kvarcni pesak.

Količina ovog agensa koji se primenjuje menja se s prirodom tipa zemljišta kao i funkcije najekonomičnijeg doziranja za tip zemljišta ali je obično u rasponu od 2% do 10% procenata mase zemlje koja treba da se popravi.

Ovaj hemijski agens se onda temeljno meša u zasečeni sloj sve dok se ne dobije homogeni sloj. Eksperimentalni radovi su pokazali da jedan Rotofrezer homogenizuje jedan hemijski agens sa zemljom na najbolji mogući način.

Sada se dodaje voda i meša se sve dok se ne rasporedi ravnomerno po celoj mešavini i sve dok se ne postigne optimalni sadržaj vlage (OSV) stabilizovane zemlje, onako kako je to određeno premodnim laboratorijskim testovima.

Ovaj stabilizovani sloj se onda kompaktuje korišćenjem valjka i nabijača. Konačno, ovaj stabilizovani sloj se niveliše do finalnog nivoa puta sve dok se ne dobije gladak površinski sloj.

Eksperimentalni radovi su pokazali da hemijski agens koji se koristi ne curi iz zemlje pošto se stvrdne.

Primer 2.

Jedan teren je testiran u Meleziji. Zemlja je bila prašinasta peskovita glina klasifikovana kao A 2-6. Testirana je korišćenjem standardnog testa neograničene kompresivne snage (NKS) i Kaliforaijskim koeficijentom nosivosti (KKN). Ovaj hemijski agens je korišcen kako je opisano u Primeru br. 1.

Ovaj uzorak zemlje ima sledeće karakteristike:

Rezultati testiranja NKS

Rezultati testiranja KKN

% hemijskog % KKN pri % nabijanja MSG

agensa

Iz ovog testa može se zaključiti da se jačina tretiranog materijala povećava 3 i 4 puta u odnosu na prvobitnu jačinu.

Primer 3.

U Izraelu su tretirana dva uzorka u Izraelskom institutu za standarde. Uzorak br.l je bio je meki krečni kamen i šljunak. Uzorak broj 2 sastojao se od zelene ugljenisane gline.

Ovi testovi su sprovedeni na primerima valjkova prečnika 35 mm i visine 80 mm. Merenje i metode pripreme uzoraka odabrano je po standardima ASTMD 2850-87 "Standardni test za nekonsolidovami, neceđenu kompresivnu jačinu kohezivnog zemljišta u triaksijalnoj kompresiji."

Grafikoni 1 i 2 pokazuju uticaj hemijskog agensa iz primera 1 na jačinu uzoraka 1 odnosno 2. Na grafikonima 3 i 4 pokazuju rezultate testova KKN na uzorka br. 1 i 2. Obratite pažnju da s povećanjem procenta hemijskog agensa u skladu s pronalaskom koji se ovde prikazuje, osobine uzorka se znatno poboljšavaju. Izraz RBI znači da jedan hemijski agens ima sastav koji je opisan u Primera br. 1.

Primer br. 4.

Ako se koristi u proizvodnji građevinskih elemenata kao što su cigle ili blokovi, ovaj hemijski agens iz primera br. 1 meša se sa zemljom. Na primer, može se mešati sa zemljom koja se uklanja da se napravi temelj za zgradu. Ova mešavina se onda sipa u kalupe i nabija u njih. Kada se mešavina dovoljno stegne, ovaj građevinski element se vadi iz kalupa i ostavlja da se dalje steže pre nego što se koristi u svrhe gradnje.

Primer br. 5.

Testiranje šljunak iz Šri Lanke koji ima sledeće osobine:

Pošto se meša ovaj uzorak s 5% procenata mase hemijskog agensa iz primera br. 1, dobij eni su sledeći KKN rezultati:

Može se zaključiti da vrednost KKN pri standardnoj gustim" od 100% raste značajno sa vrednosti 24 na 213 tj. između 8 i 9 puta kada se stabilizuje sa 6% hemijskog agensa u poređenju sa nestabilizovanom vrednošću KKN. Ovo govori da postoji značajni porast KKN jačine kada se stabilizuje ovim hemijskim agensom.

Primer br. 6

Peskovita prašinasta glina u kojoj postoje i šljunak ima sledeća svojstva da se koriste u ovom testu:

Ova zemlja je klasifikovana, po klasifikaciji AASHTO kao A 1-b.

Ovaj hemijski agens se meša sa zemljom u cilju testiranja u sledećem sastavu:

Testiranjem KKN dobijem su sledeći rezultati:

Noseća snaga tla povećava se značajno. Održavanje tretiranog puta značajno je smanjeno. Manje se prave udarne rupe i tokom vlažnog vremena manje se skida šljunak.

Primer br. 7.

Uzorak smeđeg granitnog šljunka dobijen je sa puta u provinciji KvaZulu Natal. Ovaj uzorak ima sledeća svojstva i opet je klasifikovan kao A. 1-b.

Sastav ovog hemijskog agensa koji se koristio bio je sledeći: Sledeći rezultati su dobijeni testiranjem na KKN

Noseća snaga KKN tretiranog uzorka povećava se dramatično u odnosu na netretirani uzorak. Finalni proizvod je bio čvrst i mogao je dobro da služi kao površina puta. Međutim, on nije bio trajan koliko je traženo, a visoki procenat skupog gipsa ovaj proizvod je učinilo preskupim za široku primenu. Ovaj hemijski agens bi mogao dobro da se primenjuje tamo gde je tretirana zemlja donji sloj koji se prekriva bitumenom, betonom, i slično.

Primer 7.

Mešavina zemlje i mrvljenog kamena za koji se veruje daje granitnog ih peščanog porekla uzet je sa jednog sporednog puta u naseljenom mestu. Ovaj put je imao udarne rupe, talasaste deformacije i erozije zbog neodgovarajuće drenaže vode sa površine. AASHTO klasifikacija je bila opet A. 1-b. Osobine tla bile su sledeće:

Sastav agensa koji se koristi za tretiranje uzorka bio je sledeći:

Obratite pažnju da ovaj agens nije uključivao nimalo kvarcnog peska.

Rezultantna površina puta je bila i tvrda i trajna, ali je ovaj proizvod bio preskup za opštu upotrebu zbog visokog sadržaja gipsa.

Primer br. 7.

Testovi su obavljam na finom pesku klasifikovanom kao A.3. Hemijski sastav agensa koji se koristio bio je sledeći:

KKS je za pesak pre tretmana dao vrednost 30, a pesak posle tretmana sa 5% mase ovog hemijskog agensa vrednost 178. Međutim, konačni proizvod je pucao kada je nanošen prekomerni pritisak na tlo saobraćajem koji se odvijao po putu. Prema tome, bio je preslab za upotrebu kao površinski sloj, ali adekvatan za korišćenje kao pod-sloj na površinama koje ne trpe veliko opterećenje.

Zemlja, bilo kao da je peskovita ili glinasta, reaguje na tretman mešavinom pucolana, kalcijum sulfata i jednog kalcijumskog oksida i pokazuju poboljšane vrednosti KKN. Neki hemijski agensi, u skladu s pronalaskom koji se ovde prikazuje, posebno oni koji koriste visoki procenat kalcijum sulfata, previše su skupi za opštu upotrebu da se poboljšaju inženjerska svojstva tla koje treba da bude površinski ih pod-površinski sloj jednog puta. Međutim, oni se mogu koristiti za tretman manjih površina na kojima je potrebno znatnije poboljšanje osobina. I druge heniikalije poboljšavaju vrednosti KKN, ali je tretirana zemlja manje trajna nego što je to neophodno za površinu puta. Zemlja tretirana ovim agensom je pogodna za korišćenje kao pod-sloj preko koga se postavlja sloj cigle, betona, bitumena ili nečeg drugog.

Za proizvodnju hemijskog agensa potrebne količine CaO i CaS04 su merene i mešane sve dok mešavina ne postane homogena. Potrebne količine kvarcnog peska su zatim mešane sve dok mešavina ne postane homogena. Konačno, cementni poculan se umeša u CaO, CaS04 i mešavinu kvarcnog peska.

Mogu se koristiti različiti tipovi krečnjaka. Ovo su sledeći primeri:

Sadržaj magnezijuma treba da bude manji od 5% mase, a količnik kalcijum oksida i magnezijum oksida treba da bude veći od 14 prema 1.

Claims (13)

1. Postupak za poboljšanje inženjerskih svojstava tla uvođenjem u zemlju hemijskog agensa gde taj postupak obuhvata zasecanje zemlje da bi se ona razbila i izmrvila, primenu hemijskog agensa mešanje zemlje i hemijskog agensa, kao i nabijanje (kompaktovanje) zemljišta posle toga, gde taj hemijski agens uključuje: između 5 i 60% mase cementnog pucolana, između 20 i 80% mase kalcijum sulfata, i između 15 i 50% mase kalcijum oksida.

2. Postupak za proizvodnju građevinskih blokova od zemlje, naznačen time, gde taj postupak podrazumeva razbijanje zemlje, njeno mešanje s hemijskim agensom, nabijanje (kompaktovanje) mešavine zemljišta i hemijskog agensa u kalupe, i puštanje a da se ova mešavina zemljišta i hemijskog agensa stegne i stvrdne, gde taj hemijski agens uključuje: između 5 i 60% mase cementnog pucolana, između 20 i 80% mase kalcijum sulfata, i između 15 i 50% mase kalcijum oksida.

3. Postupak prema zahtevu 1 ili 2, naznačen time, gde taj hemijski agens uključuje: između 15 i 35% mase cementnog pucolana, između 40 i 60% mase kalcijum sulfata, i između 20 i 40% mase kalcijum oksida.

4. Postupak prema zahtevu 1 ili 2, naznačen time, gde taj hemijski agens uključuje: između 25 i 30% mase cementnog pucolana, između 30 i 40% mase kalcijum sulfata, i između 25 i 35% mase kalcijum oksida.

5. Postupak prema zahtevima 1-4, naznačen time, gde pucolan uključuje i cementnu zguru iz visoke peći.

6. Postupak prema zahtevu 5, naznačen time, gde agens uključuje i dodatni pucolan odabran iz običnog portlandskog cementa, mineralnog gipsa i delom dehidriranog gipsa.

7. Postupak prema zahtevima 5 ili 6, naznačen time, gde agens obuhvata jednake mase cementne zgure iz visoke peći i običnog portlandskog cementa.

8. Postupak prema zahtevima 1-7, naznačen time, koji uključuje i vlakna za ojačavanje.

9. Postupak prema zahtevu 8, naznačen time, gde su ta vlakna za pojačavanje od sintetičkog plastičnog materijala.

10. Postupak prema zahtevima 8 ili 9, naznačen time, gde se dodaje između 1 i 10 kilograma ovih vlakana na svakih 100 kilograma hemijskog agensa.

11. Postupak prema zahtevima 1-10, naznačen time, gde je oksid kalcijuma u obliku kalcijum oksida (CaO) ili kalcijum hidroksida (Ca(OH)2).

12. Postupak prema zahtevima 1-11, naznačen time, gde agens uključuje 1-30 procenata mase silicijum oksida.

13. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, gde taj agens uključuje: