Вся электронная библиотека >>>

 Общестроительные работы >>

 

Общестроительные работы

Основания и фундаменты


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

Глава VIII. ХИМИЧЕСКОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ

Смолизация

 

 

Метод закрепления грунтов смолами получил название смолизации. Сущность его заключается во введении в грунт высокомолекулярных органических соединений типа карбамидных, фенолформальдегидных и других синтетических смол в смеси с отвердителями (кислотами, кислыми солями). Через определенное время в результате взаимодействия смолы с отвердителями начинается процесс полимеризации смолы, который протекает в три стадии. Сначала раствор теряет первоначальную    вязкость     и   начинает     густеть,     затем    он переходит в желатинообразное состояние и наконец — в твердое вещество, которое придает грунту водонепроницаемость и достаточно высокую прочность

Для закрепления грунтов следует выбирать такие смолы, которые при введении в грунт обеспечивали бы предъявляемые к закрепленному грунту требования: высокую прочность и водонепроницаемость, т. е. смолы должны обладать следующими свойствами:

адгезией — достаточным сцеплением с грунтом в присутствии воды;

когезией — высокой степенью внутреннего молекулярного сцепления;

полимеризоваться при нормальной и пониженной температуре и повышенной влажности в достаточно короткий срок;

связывать значительное количество воды в процессе полимеризации;

водонепроницаемостью, эластичностью и устойчивостью против действия микроорганизмов

Наиболее целесообразно для глубинного закрепления грунтов использовать мочевиноформальдегидные (карбамидные) смолы. Им присущи необходимые для закрепления грунтов свойства, и из всех синтетических смол, выпускаемых отечественной химической промышленностью; они являются самыми дешевыми, благодаря чему именно эти смолы в Советском Союзе получили наиболее широкое применение.

Мочевиноформальдегидные смолы представляют собой продукты поликонденсации формальдегида с мочевиной, они доступны и недефицитны, поскольку первый получается из аммиака и углекислого газа, второй — из метилового спирта.

 

 

Из мочевиноформальдегидных смол наибольший интерес представляют карбамидные смолы, которые спог собны полимеризоваться при нормальной температуре в присутствии отвердителя — соляной или щавелевой кислот или хлористого аммония. Наиболее часто закрепляются грунты карбамидными смолами — крепитель М/КМ/, крепитель М-2, крепитель М-3, МФ-17 и менее часто — МФ и ММФ. Эти смолы хорошо растворяются в воде. Разбавленные водой, они имеют небольшую вязкость, что позволяет использовать их в качестве инъекционных растворов для глубинного закрепления мелкозернистого грунта.

При смолизации в грунт через инъекторы вводится водный раствор смолы с отвердителем. Раствор в установленный срок отверждается в поровом пространстве грунта, в результате чего последний прочно закрепляется, приобретая водонепроницаемость.

Оптимальный раствор на основе крепителя М состоит из водного раствора смолы плотностью 1,075— 1,08 г/см3 (100 частей) и соляной кислоты 3%-ной концентрации (4—6 частей). Время гелеобразования при таком соотношении смолы отвердителя находится в пределах 1—3 ч; рН = 2—2,8; вязкость 3—4 спз; время гелеобразования закрепляющего раствора зависит от его рН и температуры, а также от концентрации смолы в растворе. Вязкость раствора увеличивается во времени и зависит от температуры: при понижении температуры она увеличивается. Поэтому при инъекции раствора (особенно в мелкие пески) температура раствора должна быть в пределах 18—20° С;

наличие глинистых частиц и карбонатов в песках сказывается отрицательно на закреплении, так как они частично поглощают соляную кислоту из гелеообразующего раствора, рН его повышается и время образования геля сдвигается в сторону увеличения.

Поэтому при содержании в песках глинистых частиц от 1 до 3% и карбонатов до 3% необходима предварительная обработка их раствором соляной кислоты 3— 5%-ной концентрации; при содержании карбонатов более 3% необходима предварительная обработка грунтов раствором щавелевой кислоты 2—6%-ной концентрации;

прочность при сжатии закрепленного карбамидной смолой песка колеблется в пределах 1—5 МПа, что в основном зависит от концентрации смолы в растворе. Неразбавленный раствор смолы придает пескам прочность около 5 МПа, при разбавлении смолы в 1,5 раза (смола: вода=1 :0,5) /?сж = 2,5 МПа; в 2 раза (1 : 1) оптимум /?сж=1,5 МПа;

песчаный грунт, закрепленный раствором оптимальной рецептуры, приобретает практическую водонепроницаемость. Например, песок, обработанный гелеобра-зующим раствором, снизил коэффициент фильтрации с 1,10-2 до 1, Ю-6 см/с [20,51,54];

образцы закрепленного песка лабораторного изготовления, помещенные на год в агрессивные   растворы соляной и серной кислот и сернокислого натрия ОД нормальной концентрации, оказались устойчивыми к агрессии.

Испытания на долговечность песков, закрепленных карбамидной смолой, на образцах лабораторного и натурного закрепления в кислых, щелочных и солевых растворах, проводимые в течение 6 лет, позволили определить границы агрессивности растворов по показателю рН.

Агрессивными по отношению к закрепленному грунту оказались растворы: кислые с рН<3 и щелочные с рН>13, т.е. в них образцы со временем разрушились. В растворах с рН в пределах 3—13 образцы не корродировали. Если учесть, что рН природных вод находится в пределах 6—8, можно считать закрепленный грунт практически долговечным;

грунт, закрепленный  карбамидной   смолой,   морозо-в стоек. Уменьшение прочности образцов после 15 циклов замораживания  находилось    в    пределах    допустимых норм.

В результате лабораторных и полевых работ выявилась одна особенность способа смолизации, заключающаяся в возможности закрепления им мелких песков с /(ф = 0,5—5 м/сут с повышенной прочностью до 4— 5МПа.

Способ смолизации рекомендуется для закрепления сухих и водонасыщенных песчаных грунтов, имеющих /Сф = 0,5—25 м/сут, с целью повышения несущей способности грунта в основании зданий и сооружений для проходки подземных выработок и устройства противо-фильтрационных завес и экранов.

Метод смолизации помог успешно решить проблему закрепления карбонатных песков при применении в качестве отвердителя карбамидной смолы щавелевой кис-' лоты. Разработаны два варианта закрепления карбонатных песков карбамидными смолами: без предварительной обработки грунтов растворами щавелевой кислоты с введением избытка последней в гелеобразующий раствор (за счет сокращения времени гелеобразования до 30—20 мин) и с предварительной обработкой грунта раствором щавелевой кислоты (2—4%-ной концентрации) с последующим введением карбамидных золей с щавелевокислым отверднтелем.

Для закрепления используется гелеобразующий раствор, состоящий из карбамидной смолы марки «Крепитель М» плотностью 1,15 г/см3 и щавелевой кислоты б— 8%-ной концентрации плотностью 1,021 — 1,023 г/см3 в объемных соотношениях, равных 1:1; 1 : 0,5; 1 : 0,2 и 1:0,1. Время гелеобразоваиия таких растворов колеблется от 10 до 60 мин.

В настоящее время Кусковский химзавод выпускает карбамидную смолу марки «Крепитель М-3» (КМ-3), отличающуюся от КМ малым содержанием формальдегида.

 

К содержанию книги:  Основания и фундаменты

 

Смотрите также:

 

 ТАМПОНИРОВАНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД - бурение наклонно-направленных ...

Особенности силикатизации и смолизации пород обусловлены небольшой глубиной ... В случае смолизации с предварительной обработкой грунта

 

 ТАМПОНИРОВАНИЕ ПОРОД - тампонажный раствор. Способы силикатизации ...

Смолизация заключается в том, что в массив горных пород нагнетают водные растворы ... Способ смолизации можно применять в трещиноватых

 

 Гидроизоляция. Классификация видов гидроизоляции

Инъекционные способы защиты конструкций и сооружений разделяются на следующие виды: цементация, силикатизация и смолизация. ...

 

 Производство земляных работ

силикатизация, цементизация, смолизация и термическое закрепление. ... Этот способ называется смолизацией. Для закрепления пористых суглинистых

 

 ИЗОЛЯЦИЯ. Гидроизоляция, гидроизоляционные покрытия и материалы

Смолизация · Монтируемая гидроизоляция · Металлическая гидроизоляция · Пластмассовые листы и стеклопластики · Покрытия из полимербетонов ...

 

 

 СПОСОБЫ ИСКУССТВЕННОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ. Земляные работы

Способ термического закрепления применяют для лессовых грунтов. Он состоит в обжиге грунтов горячими газами, образующимися от сжигания

 

 Основания. Методы улучшения оснований

К химическим методам относятся цементация, электрохимическое и термическое закрепления грунтов, однорастворный и двухрастворный химические

 

 Строительство и ремонт. Технология и организация сельского ...

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И СТРОИТЕЛЬНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ГРУНТОВ. СПОСОБЫ ИСКУССТВЕННОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ ...

 

 Глубина промерзания грунта. Фундаменты

12. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ · § 13. СПОСОБЫ ИСКУССТВЕННОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ

 

 Взрывные работы. ПРОИЗВОДСТВО БУРОВЫХ И ВЗРЫВНЫХ РАБОТ

Вращательный способ бурения широко применяют при инженерных изысканиях, искусственном закреплении грунтов, устройстве свайных фундаментов,

 

 СТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО. Технология строительного производства

ИСКУССТВЕННОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ · РАЗРАБОТКА ГРУНТА МЕХАНИЗИРОВАННЫМ СПОСОБОМ · РАЗРАБОТКА ГРУНТА
www.bibliotekar.ru/spravochnik-125-tehnologia/index.htm

 

 Буронабивные сваи с уширенной пятой Камуфлетные сваи. Сваи-инъекторы

Используя данные, разработанные НИИ оснований по классификации способов химического закрепления грунтов, можно выбрать более рациональный способ закрепления ...

 

 Земляные работы

Способы закрепления зависят от качества грунта, от быстроты выполнения работ и погодных условий. В сухую погоду стенки траншей держатся долго,

 

 Производство земляных работ

Этот способ называется смолизацией. Для закрепления пористых суглинистых грунтов применяют термический способ. Суть его заключается в том,