Противофильтрационная композиция

Противофильтрационная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве противофильтрационных экранов для предотвращения проникновения вредных химических промьппленных стоков в водоносные горизонты или для защиты подземных сооружений от подтопления. Целью изобретет ния является повьшение стойкости композиции в водных растворах электролитов в условиях воздействия знакопеременных , температур. Яротивофкльтрационная композиция содержит, мас.%: связный грунт 45-50; спондиловая глина 10-15; цемент 7-9; силикат щелочного металла 5-7; сульфитноспиртовая барда 2-3; остальное - вода . Устойчивость композиции к циклическим действиям знакопеременных температур, определяемая по коэффициенту морозостойкости после 10 циклов замораживания - оттаивания, составляет в растворах хлоридов 0,9- 0,92; в растворах сульфатов 0,87- 0,9, а в смешанных растворах хлоридов и сульфатов 0,9-0,93. 1 табл.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЩМЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 2 5 Al (51)-4 Е 02 D 3 12 k

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3904198/29-33 (22) 05,06.85 (46) 28,02.87. Бюл. Р 8 (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В.думанского (72) Н.Н.Круглицкий, В.А.Яременко, В.В.Минченко и В.И.Лирник (53) 624.138.4 (088.8) (54) ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ (57) Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве противофильтрационных экранов для предотвращения проникновения вредных химических промьппленных стоков в водоносные горизонты или для защиты подземных сооружений от подтопления. Целью иэобрете ния является повышение стойкости композиции в водных растворах электролитов в условиях воздействия энакопеременных: температур. Противоф)тьтрационная композиция содержит, мас.X: связный грунт 45-50 спондиловая глина 10-15; цемент 7-9; силикат щелочного металла 5-7; сульфитно. спиртовая барда 2-3; остальное - воI да, Устойчивость композиции к циклическим действиям знакопеременных температур, определяемая по коэффициенту морозостойкости после 10 циклов замораживания — оттаивания, составляет в растворах хлоридов 0,90,92; в растворах сульфатов 0,870,9, а.в смешанных растворах хлоридов и сульфатов 0,9-0,93. 1 табл.

С::

1293275

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве противофильтрационных экранов для предотвращения проникновения вредных промышленных сто- 5 ков в водоносные горизонты или для защиты подземных сооружений от подтопления.

Цель изобретения — повышение стойкости композиции в водных растворах электролитов в условиях воздействия знакопеременных температур.

Изобретение осуществляется следующим образом, Просеянные через сито связный грунт и спондиловую глину перемешивают в течение 10-15 мин в мешалке с добавлением соответствующего количества воды. Затем в мешалку подают раствор силиката щелочного ме-. талла и через 15-20 мин перемешивания вводят сульфитно-спиртовую барду. Смесь перемешивают в течение

l0-15 мин, после чего в нее вводят 25 цемент и вновь перемешивают 15-20 мин, Добавка спондиловой глины способствует кольматации композиции и уве личивает поверхность межфазного взаимодействия, оказывая таким обре зом пластифицирующее действие в контактах структурообразующих элементов

В процессе твердения композиции уменьшается объем порового пространства и повышается плотность. Добавка силиката щелочного металла приводит к защите цементного камня от корроэионного воздействия водных растворов электролитов при их фильтрации через композицию, Кроме того, щ щелочь в силикатных растворах способствует дополнительный пептизации глинистой составляющей композиции.

Спондиловая глина представляет собой тонкодисперсный порошок следующего минералогического состава, мас.%; монтмориллонит 36-39,6, кварц 39-39,3, кальций 15-20, гидрослюды 3,7-8. Граничные значения содержаний компонентов предлагаемой композиции выбраны иэ условий ее использования в защитных гидротехнических сооружениях пруды-шламонакопители,-отстойники,-испарители и,цр). работающих при солевой агрессии и циклических температурных изменениях.

Так, при содержании в композиции глинистого грунта и спондиловой глины меньше нижнего предела образцы подвержены коррозионному и знакопеременному температурному влиянию. Повышение добавок спондиловой глины и глинистого грунта более 15,0 и

50„0 мас,% соответственно вызывает понижение коагуляционной стойкости композиции, предполагающее увеличение во времени фильтрации минерализованных водных растворов. Добавки цемента обусловливают увеличению эффекта взаимосвязи компонентов системы и способствуют получению композиции с повышенной устойчивостью к внешним деформациям. При недостатке цемента имеет место понижение водостойкости образцов, что значительно усложняет процесс регулирования технологических параметров композиции.

Верхний предел содержания цемента зависит от концентрации электролита в растворе и гидростатического давления водного столба раствора (глубина пруда-шламонакопителя) и обусловлен экономической целесообразностью. Добавки силикатов щелочных металлов выполняют роль ингибитора коррозии цементного камня и необходимы для повышения стойкости композиции к агрессии солей. При недостатке силикатного раствора происходит быстрое старение композиции под воздействием растворов солей вследствие коррозионных процессов, увеличивается фильтрация растворов и понижается устойчивость к температурным воздействиям. При его избытке понижается водостойкость образцов, обусловливающая увеличение фильтрации даже слабоминерализованных растворов, Граничные добавки ССБ увеличивают коагуляционную устойчивость системы за счет повышенной сорбционной способности микромолекул на поверхности твердой фазы и оказывают пластифицирующее действие, что способствует получению более плотного образца с меньшими энергетическими затратами при низких значениях фильтрации. Наряду с этим микромолекулы ССБ выступают в роли дополнительного антиоксиданта деструкции межмолекулярных связей предложенных дисперсий в минералиэованных растворах. Увеличение содержания

ССБ вызывает пенообразование при перемешивании системы, что способствует„ в конечном итоге, возрастанию пористости твердой фазы, тогда как

1293275

25 ее недостаток приводит к понижению плотности композиции, что также предполагает увеличение фильтрации растворов.

Пример, Готовят несколько вариантов предлагаемой композиции.

Для этого в укаэанной последовательности перемешивают компоненты, Х: супесчаный грунт, спондиловая глина следующего состава: монтмориллонит

36,5, кварц 33 6, кальцит 18,6, слюда 3,7, глауконит 0,8, пирит 0,4, полевой шлат 0,4, цемент марки 400, водный раствор силиката щелочных металлов плотностью 1,35 г/см и

ССБ 50Х-ной концентрации (ГОСТ 851857).

Эксплуатационные характеристики предлагаемой и известной противофильтрационных композиций определяют путем измерения в течение 1-7 мес величикы коэффициента фильтрации водных растворов различной природы электролитов и их смесей (К„, см/с) через экраны из этих композиций, химическую стойкость композиций определяют по изменению коэффициента стойкости (КС);

КС, определяют как отношение прочности образцов композиции, хранившихся в течение шести месяцев в растворах соответствующих электролитов, к величине прочности таких же образцов, но хранившихся в дистиллированной воде.

КС представляет собой отношение прочности образцов после шести месяцев хранится в растворах электролитов к величине прочности образцов в момент их помещения в такой раствор, Устойчивость композиций к циклическим действиям положительных и отрицательных (знакопеременных) температур в растворах солей определяют

IIo изменению коэффициента морозостойкости (КИ).

КМ определяют как отношение о прочности образцов композиций после десяти циклов замораживания — размораживания один цикл составляет замораживание при температуре о

-15 0 С в растворах солей в течение

10 ч и последующее размораживание при температуре +25,0 С в течение

6 ч к величине прочности таких же образцов, но хранившихся в дистиллированнои воде при 25,0 C.

Примеры количественного соотношения компонентов и результаты Определений противофильтрационных сВоНсТВ и стОЙкОсти кОмпОзиции В ВОд ных растворах электролитов представлены в таблице.

1293275 о

О1 о о

О1 о сЧ

Ch O! л л о о

О1 Ch л л о о О

Ch Oi л л о о О с 1

О1 О1

° л о о о

О1 о О

О О л л о сс) О1

° \ о сс) О О о О л (" ) сч сс е сч 1 л л с 1 см л сс1 сч л

l/l сс) ° е

0Q Ф л л ф сс\ с ъ Г««

° ю а

1/

СО

R л

Л О с4 л л го о о о о л л е о о о о о о о л сГ1. о л л

63 г-< и ц u u о

cd гч и о

CCI Х с О

« сч о л о л о е л х ( с6

Ki о ь л л

Ол ю о о л л

О! с1

«q

Е

cd Х и

Q х х х

Х 1ь

О!

Г-е 4 х

Ф

X co

Ф О

1

«

1 с.э

I Х

1

1

1

1 л

I ccl

Ф 1 х R о

d х о ю

I u a

g e о

14 О

6) Ф X х л

Ф х,н о

1 "О 1х х

1 & Ф о х о о

u c о е>

О к i Q

u cI- 4 u cn u О . Ф cd b0 Ф

О g В Х X О

Л

О, 6)

О!

835 о л Ы о

E и о

О1 л о

CV

О1 о о

О о

СЬ л о (О ц л о о О р

Ch Oi л л

О о

С 1

Ch л о и

Ch л о

С4 л о л

CV л л

СЧ л л

<ч л

С Ъ

О1 л

M y л л

tA б л

С4 о л ь к u et ао ж о

Е o . а о

Щ

1Cl о и

-.! х ЯЯ Ф фд

v х

Х, ( о

t( о

Й

1 М

I hC

I

1 се

1 х Фй о

1 34 О

clj

Ф Х х

Х л

0l ф щ о

О 1ж ж о

Х х

i g о

cd

Z Щ

9 о

Р cQ о о .о л л л о и а о т

О cr

cn u

00 с6 с6

Е Х Х

1293275 о о л о с о с с г4 т-1

o u

cd cd и о л о

СЧ л

CO о

Е» с6 х о х z

И Ф

u c а о л л (4 Î

Р3 g Р

o u a о

О1 о о

Ch л о л 0

О1 0Ь ю о о

0Л о о

Ch о о

Ch о н

Ch о

О Ch

Ol л ю о

С Ъ

Ch л о

С4

Ch о 3

Ю Ch а л о

Ch о л uq а о г

iО F а л

10 г

С"1

° I л о

Ю (Ч а л

Л 0О

С \

00 и л л

CO л

ОО

ui л л

CÎ о о л л и О о о л

ОС

° л ос

4 О

v к

Х У, 0I

kt о л.4

v o

Сф ф

З 0 л л г )

Ю

Ю л ф сч г4

Ц са

Щ

Р 1-(о о

0 г ) v

P у о о о л л л о л с с и с

b0 сб

Х Х

С 3

1293275 с>

1/1 (.) g о, 0

Ю

Ю С1 л л л Щ о

Ch Ch л Ю

o o

<Ч

Ch л о

СО

° о о

О о

1О CV

Ch Ch о о о

° а о л о сп а Ю о

Ю о

11\

О\

A о о

Ch с 1

И Ю

Ф О

СЧ Щ

Ю л

О О л Ю л о

A сО

Ю .4 л ю л о о л л о о ь

CI о в

9-»

CO х

Ц о л о о - а ю о х

Ф а1 оаэи

I o х т.

Ф х сЧ

6 о

Ь4 о

C( о а

Ф

1 C

Е

3 э к

В о е

I мк о

I 3C О

ol X

g e

I Э Ф н о

Р -» о о

cd M о м

Е О

I293275

<б е4

a o o о м v л со

1 х 1 О о

1 f» р м х о х

О Д 4 Ф

4 О 4 И ь о о

В л с сч

О

FO Cj о о о а о о о

Ф л а е о о

Ф1 о

ca v

00 cd о

1

CV

С Ъ о

С 1

M о

СЧ OQ

О К:> л Ю о о

С 3 сО

Ф о О о

1 ю 2

СЧ О

Ю о сГЪ О о о о о

С 4

С Ъ о о.

СО

СО

С Ъ о о

Ф о

C)

С ) Ю о

ИЪ

1Г о

m О

° © О о

СЧ о О

°

° ф

Е С1 а

CO ъ@ C)

Ю л л л

00 н! Ю и о

04 о ь а м jt х ц в v ф . g 4. 1. о ю

U d

u a I. 1 о

Ю о

1 о с о" о о

A Ol о а о с

Oi л с

„1

1 и о

Ф

m X

m 0

Ж Ы

g М о к о

oj

0l Х м

g ec

Э Ф ц о о g

f Ol о Ж о о

1293275

00 00

С Ъ

В Ф о о с4

Oj тЧ

u u

О 1 .Ю са З и о

СЧ 4 о с к

Ю Ol

bD t6

Е Х

С С

С 4 с

o vЙ

Х Х

С Ъ

СЧ

16

1 293275

45"50

7-9

2-3

10-15

5-7

Остальное

Составитель В.Горлов

Техред М.Ходанич

Редактор М.Петрова

Корректор С.Черни

Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 354/31

Прсизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород; ул.Проектная,4

Как показывают данные таблицы,. предлагаемая композиция обладает высокой стойкостью и противофильтрационной способностью при воздействии на нее растворов электролитов и знакопеременных температур.

Формула изобретения

Противофильтрационная композиция, включающая связный грунт, цемент, сульфитно-спиртовую барду и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости композиции в водных растворах электролитов в условиях воздействия знакопеременных температур, она дополнительно содержит спондиловую глину и силикат щелочного металла прн следующем соотношении. компонентов, мас.й:

Связный грунт

Цемент

Сульфнтно-спиртовая барда

Спондиловая глина

Силикат щелочного металла

Вода