RU2101413C1 - Композиция для устройства оснований автомобильных дорог и наземных сооружений - Google Patents
Композиция для устройства оснований автомобильных дорог и наземных сооружений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2101413C1 RU2101413C1 RU96111210/03A RU96111210A RU2101413C1 RU 2101413 C1 RU2101413 C1 RU 2101413C1 RU 96111210/03 A RU96111210/03 A RU 96111210/03A RU 96111210 A RU96111210 A RU 96111210A RU 2101413 C1 RU2101413 C1 RU 2101413C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waste
- slag
- industrial waste
- cao
- mgo
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/24—Cements from oil shales, residues or waste other than slag
- C04B7/243—Mixtures thereof with activators or composition-correcting additives, e.g. mixtures of fly ash and alkali activators
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: разработана серия новых строительных материалов, состоящих из золошлаков от сжигания в качестве связываемого грунта одного из промышленных отходов с общим содержанием CaO+MgO не менее 35% в качестве вяжущего, а также щелочного компонента (как правило, промышленного отхода) с pH не менее 11 в качестве активизатора процессов химического взаимодействия первых двух твердых компонентов исходной смеси. Разработанные материалы являются тощими бетонами и обладают высокой прочностью, водо- и морозостойкостью, надежно химически связывают тяжелые металлы в соединения, практически нерастворимые в кислой, щелочной и нейтральной средах. Поэтому они могут быть с большим экологическим и экономическим эффектом использованы в качестве оснований автодорог, железных дорог, аэродрома, свалок городского мусора и промышленных отходов, ядер плотин, различных фундаментов и т.п. сооружений вместо песка, щебня, гравийно-песчаных смесей и др. Таким образом, природозащитный аспект разработанных материалов заключается также и в значительном снижении скорости разработки карьеров природных строительных материалов. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве оснований автомобильных и железных дорог, аэродромов, площадок различного назначения, фундаментов зданий и сооружений, свалок городского мусора и промышленных отходов, ядер плотин и т.п.
Известна композиция для устройства оснований, содержащая грунт, молотый металлургический шлак и активатор цемент или известь. Вода вводится в количестве, обеспечивающем требуемую удобоукладываемость полученной композиции (1).
Наиболее близким аналогом к предложенной композиции является композиция, описанная в способе устройства оснований автомобильных дорог и наземных сооружений. Композиция содержит минеральный материал грунт, дробленый отвальный шлак черной металлургии, 20-40% щелочной активизатор с концентрацией 0,09-0,23 Н (в количестве 2-10% и pH не менее 11) и воду 8-20% (2).
Недостатком указанной композиции является сравнительно невысокая водостойкость.
Задачей изобретения является повышение водостойкости материалов и защита окружающей среды путем утилизации промышленных отходов.
Поставленная задача решается тем, что композиция для устройства оснований автомобильных дорог и наземных сооружений, включающая грунт, в качестве вяжущего дисперсный промышленный отход с общим содержанием CaO+MgO не менее 35% и щелочной активизатор с pH не менее 11, содержит в качестве грунта золошлак от сжигания мусора при следующем соотношении компонентов, мас.
Золошлак от сжигания мусора 40-85
Дисперсный промышленный отход с общим содержанием CaO+MgO не менее 35% - 15-60
Щелочной активизатор с pH не менее 11 от массы твердых компонентов 2-20
При этом композиция может дополнительно содержать воду в количестве, обеспечивающем требуемую удобоукладываемость.
Дисперсный промышленный отход с общим содержанием CaO+MgO не менее 35% - 15-60
Щелочной активизатор с pH не менее 11 от массы твердых компонентов 2-20
При этом композиция может дополнительно содержать воду в количестве, обеспечивающем требуемую удобоукладываемость.
Также композиция содержит в качестве щелочного активизатора известь или цемент в количестве 2-5% от массы твердых компонентов или по крайней мере компонент из группы: сточные воды производства эпоксидных смол лакокрасочной промышленности; сточные воды отделочного производства текстильных фабрик; отход коксохимического производства, образующий на стадии регенерации в вакууме растворов очистки коксового газа; отход крекинга нефти, образующейся на стадии очистки отходящих газов; щелочной сток, образующийся на стадии улавливания газообразного хлора с помощью NaOH в процессах, связанных с использованием жидкого или газообразного хлора; известковое молочко химводоочистки ТЭЦ или ТЭС или любой другой высокощелочной жидкий, пастообразный или сухой отход производства или продукт производства с величиной pH не менее 11 в количестве 2-20% от массы твердых компонентов.
Для приготовления композиций используются следующие исходные материалы: золошлак от сжигания мусора, образующийся на мусоросжигающих заводах; вяжущее дисперсный промышленный отход с общим содержанием CaO+MgO не менее 35% например шлам химводоочистки ТЭЦ или ТЭС, дробленный отвальный шлак черной металлургии и т.п. щелочной активизатор с pH не менее 11, который может быть представлен известью или цементом или любыми другими высокощелочными продуктами производств или отходами производств, например известковым молочком шлама химводоочистки тепловых электростанций, сточными водами производства эпоксидных смол лакокрасочной промышленности, сточными водами отделочного производства текстильных фабрик, отходами коксохимического производства, образующимися на стадии регенерации в вакууме растворов очистки коксового газа, отходами крекинга нефти, образующимися на стадии очистки отходящих газов и многих других.
Химические составы использованных в изобретении отвальных шлаков черной металлургии, шлама химводоочистки одной из ТЭЦ и золошлака одного из мусоросжигающих заводов приведены в табл. 1. Однако они могут существенно отличаться на различных заводах в зависимости от состава исходных компонентов и технологии.
Химические составы активизаторов отходов перечисленных производств. Известковое молочко шлама химводоочистки водный раствор извести CaO.
Химический состав отходов очистки отходящих газов при крекинге нефти, мас. Na2CO3 + NaHCO3 5-6, Na2S 3, NaOH -0,85, pH 12,5 13,0.
Химический состав регенерированных отходов растворов очистки коксового газа от сероводорода коксохимических производств мас. карбонаты 3,5-4, сероводород 0,1-0,23, тиосульфаты 0,3-0,6, эфирорастворимые 0,25-0,6, сульфат натрия 0,4-0,6, pH 12-14,0.
Химический состав отработанной щелочи дисорбата парекса в производствах нефтеоргсинтеза, мг/л): сульфат натрия не более 3000, сульфит натрия не более 16 000, гидросульфит натрия не более 5000, нефтепродукты не более 100.
Химический состав сточных вод производства эпоксидных смол лакокрасочной промышленности, мас. вода 69,3, NaOH -1,8, NaCl 14,6, глицерин 4,1, смола 4,2, толуол 5,2.
Химический состав сточных вод отделочного производства текстильных фабрик, мг/л: хлориды (NaCl) 106, сульфиды (Na2S) 1, окислы железа 2,8, CuSO4 0,3, ПАВ неионогенные 0,01, нефтепродукты (лигнины, пектины, орг. красители) 14,4, взвешенные вещества 97,5, сухой остаток -34,07.
Химический состав щелочных стоков, образующихся при улавливании газообразного хлора с помощью NaOH при производстве хлора, акустической соды, фенозона и др. процессах, связанных с использованием жидкого или газообразного хлора, мас. взвешенные вещества 0,2-0,5, сухой остаток (растворимые органические и минеральные соли) -0,2-1,5, из них: хлориты 0,2-0,4, сульфаты 0,05-0,1, нефтепродукты 0,0025, гипохлориты натрия 0,05-0,1, pH 12,5-13,5.
Смесь можно готовить путем смешения сухих компонентов золошлаков мусоросжигающего завода и шлаков металлургии в стационарных смесительных установках или непосредственно на земляном полотне с помощью фрезы или автогрейдера и т.п. Полученную равномерную смесь увлажняют активатором или его раствором до оптимальной влажности (10-12%), а затем уплотняют традиционными методами.
Представленные в табл. 2 основные результаты определения механических свойств образцов показывают, что к 90 сут прочность почти всех материалов при одноосном сжатии значительно превышает 4 МПа, т.е. соответствует первому классу (4-6 МПа) укрепленных грунтов. Максимальной прочностью (11,8 МПа) обладают материалы с отвальным шлаком черной металлургии. Продолжение реакций гидратации вызывает дальнейший рост прочности, характерный для шлакогрунтовых материалов. Поэтому к годичному сроку прочность почти всех материалов превышает максимальный уровень (6,0 МПа) требований российских стандартов к укрепленным грунтам.
Прочность водонасыщенных образцов (Rв) заявляемых материалов к 90-суточному возрасту в ряде случаев (1, 3, 5 и 8) значительно превышает максимальную величину прочности у прототипа.
Все материалы обладают высокой водо- и морозостойкостью, что позволяет рекомендовать их для использования в качестве верхнего слоя оснований автодорог вместо традиционного щебня. Дренирующий слой песка при этом должен быть исключен как препятствующий капиллярному поднятию влаги земполотна, необходимой для длительного протекания реакций гидролиза и гидратации (и соответственно упрочнения) нового материала.
Утилизация больших количеств длинного перечня промышленных отходов и их прочное связывание в нерастворимые новообразования является эффективным природозащитным мероприятием, тормозящим разработку карьеров природных строительных материалов.
Claims (4)
1. Композиция для устройства оснований автомобильных дорог и наземных сооружений, включающая минеральный материал, вяжущее и щелочной активизатор с pH не менее 11, отличающаяся тем, что она содержит в качестве вяжущего дисперсный промышленный отход с общим содержанием CaO + MgO не менее 35% а в качестве минерального материала золошлак от сжигания мусора при следующем соотношении компонентов, мас.
Золошлак от сжигания мусора 40 85
Дисперсный промышленный отход с общим содержанием CaO + MgO не менее 35%
15 60
Щелочной активизатор с pH не менее 11 от массы твердых компонентов 2 - 20
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит в качестве дисперсного промышленного отхода с общим содержанием CaO + MgO не менее 35% шлам химводоочистки ТЭЦ или ТЭС или дисперсный отвальный шлак черной металлургии.
Дисперсный промышленный отход с общим содержанием CaO + MgO не менее 35%
15 60
Щелочной активизатор с pH не менее 11 от массы твердых компонентов 2 - 20
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит в качестве дисперсного промышленного отхода с общим содержанием CaO + MgO не менее 35% шлам химводоочистки ТЭЦ или ТЭС или дисперсный отвальный шлак черной металлургии.
3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит воду в количестве, обеспечивающем требуемую удобоукладываемость.
4. Композиция по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она содержит в качестве щелочного активизатора известь или цемент в количестве 2 5% от массы твердых компонентов.
5. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она содержит в качестве щелочного активизатора по крайней мере один компонент из группы: сточные воды производства эпоксидных смол лакокрасочной промышленности, сточные воды отделочного производства текстильных фабрик, отход коксохимического производства, образующийся на стадии регенерации в вакууме растворов очистки коксового газа, отход крекинга нефти, образующийся на стадии очистки отходящих газов, щелочной сток, образующийся на стадии улавливания газообразного хлора с помощью NaOH в процессах, связанных с использованием жидкого и газообразного хлора, известковое молочко шлама химводоочистки тепловых электростанций.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96111210/03A RU2101413C1 (ru) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | Композиция для устройства оснований автомобильных дорог и наземных сооружений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96111210/03A RU2101413C1 (ru) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | Композиция для устройства оснований автомобильных дорог и наземных сооружений |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96111210A RU96111210A (ru) | 1998-01-10 |
RU2101413C1 true RU2101413C1 (ru) | 1998-01-10 |
Family
ID=20181475
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96111210/03A RU2101413C1 (ru) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | Композиция для устройства оснований автомобильных дорог и наземных сооружений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2101413C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2520118C2 (ru) * | 2012-09-03 | 2014-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" (ФГБОУ ВПО "ТюмГАСУ") | Композиция для устройства оснований дорожных одежд и других сооружений |
RU2597903C1 (ru) * | 2015-08-12 | 2016-09-20 | Открытое акционерное общество "РАО Энергетические системы Востока" | Способ приготовления золоминеральной смеси для оснований дорожных одежд |
-
1996
- 1996-06-07 RU RU96111210/03A patent/RU2101413C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Мымрин В.А. Теоретические основы упрочнения глинистых грунтов металлургическими шлаками в целях дорожного строительства. Автореферат диссертации докт. геол.-минер. наук. - М.; 1987, с. 16. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2520118C2 (ru) * | 2012-09-03 | 2014-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" (ФГБОУ ВПО "ТюмГАСУ") | Композиция для устройства оснований дорожных одежд и других сооружений |
RU2597903C1 (ru) * | 2015-08-12 | 2016-09-20 | Открытое акционерное общество "РАО Энергетические системы Востока" | Способ приготовления золоминеральной смеси для оснований дорожных одежд |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Junaid et al. | Lightweight concrete from a perspective of sustainable reuse of waste byproducts | |
US4514307A (en) | Method of stabilizing organic waste | |
EP0390297B1 (en) | Method of covering waste mounds using a fill | |
Tay et al. | Engineering properties of incinerator residue | |
KR102133152B1 (ko) | 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 이용한 연약지반 토목용 고화제 및 그 제조 방법 | |
KR102133153B1 (ko) | 비산재 및/또는 그 밖의 분진과 고로슬래그 미분말을 주원료로 하는 연약지반 토질개량용 고화제 및 그 제조 방법 | |
Laadila et al. | Construction, renovation and demolition (CRD) wastes contaminated by gypsum residues: Characterization, treatment and valorization | |
KR100266878B1 (ko) | 폐기물을 이용하는 시멘트 성형품 제조용 경화제 조성물 및 이 조성물을 이용하는 시멘트 성형품의 제조방법 | |
Elliott et al. | Boiler ash utilization in the Canadian pulp and paper industry | |
Shukla et al. | Constructing a greener future: A comprehensive review on the sustainable use of fly ash in the construction industry and beyond | |
US11174185B2 (en) | Methods and systems for multi-stage encapsulation of wastes and production thereof into aggregate products | |
RU2455414C1 (ru) | Способ изготовления строительного материала и способ строительства оснований автодорог и наземных сооружений на его основе | |
Kota et al. | Impact of locally available sustainable materials on the overall economy of the construction sector–A review | |
Samarin | Wastes in concrete: converting liabilities into assets | |
RU2101413C1 (ru) | Композиция для устройства оснований автомобильных дорог и наземных сооружений | |
Aparna | Sewage sludge ash for soil stabilization: A review | |
Singh et al. | Applications of recycled and waste materials in infrastructure projects | |
RU2114238C1 (ru) | Композиция для устройства оснований автомобильных дорог и наземных сооружений | |
Tang et al. | Sustainable utilisation of calcium-rich industrial wastes in soil stabilisation: Potential use of calcium carbide residue | |
RU2114239C1 (ru) | Комопозиция для устройства оснований автомобильных дорог и наземных сооружений | |
KR20000063216A (ko) | 무기물 첨가제를 이용한 폐기물을 건축자재 및 토목재로재활용하는 방법 | |
KR20010025183A (ko) | 폐기물의 중금속 용출방지를 위한 고형체 제조방법 및이에 의해 제조된 고형체 | |
Scheetz et al. | Giga-scale disposal: a real frontier for ceramic research | |
Bland et al. | Pressurized fluidized bed combustion ash 1. Construction-related use options | |
RU2060315C1 (ru) | Способ строительства оснований автодорог и наземных сооружений |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050608 |