ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 107
Скачиваний: 0
Рис. 28. Прочность песка, обработан ного карбамидной смолой М-19-62 с добавкой тиомочевииы, в зависимос ти ог времени обработки и количе
ства |
тиомочевииы. |
Количество смо |
|
лы — 8 %, |
отвердители — сульфата |
||
|
окиси железа — 1 %: |
||
-------- |
— прочность |
образцов при 6 - |
суточном хранении в воздушновлаж-
ной среде и суточном |
водонасыще- |
н и и;-----------------то же, |
при 2 -суточ |
ном хранении и суточном водонасыщенни. Продолжительность времени от момента внесения отзердителя до формования образцов в часах пока зана на кривых
I |
1 |
|
|
|
|
|
|
53 |
7 |
|
|
|
У |
* |
\ |
|
|
|
|
/ У |
|
\ ч \ |
|
1 |
|
|
|
|
- - , 2 , 0 |
||
7 -----уГ |
|
х ѵ \ |
|||||
£ |
/ |
і |
/ |
\ V |
|||
|
|
|
7 |
■ |
/ |
ч > |
|
|
|
/ / |
> |
\ |
|||
|
7 |
/ |
/ |
|
|
|
|
|
/ / |
|
Щ |
і |
|
||
|
/ |
/ |
и |
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
п Ч |
|
/ / |
|
|
|
|
|
1 ■' h f - 7 |
|
|
|
|
j / /
'° Т 7
/
-§■ 0
Количест8о тиомочеоины, %от
Исследования также показали, что существует оптимальное предельное содержание тиомомѳвины в смеси, при повышении ко торой прочность укрепленного материала существенно снижается. Из рис. 28 видно, что оптимальное количество тиомочевииы при укреплении песка колеблется в пределах 15—20% от веса карба мидной смолы или 1,2% от веса песка. При этом чем быстрее тре буется получить необходимую прочность материала, тем большее количество тиомочевииы необходимо добавить к смоле (в преде лах оптимальных значений).
Определение прочности укрепленных песчаных образцов в за висимости от количества карбамидной смолы производилось при добавке 0,2-5 и 1% отвердителя. Образцы формовались через 2 ч после внесения отвердителя. Из полученных данных (рис. 29) можно сделать следующие выводы:
нарастание прочности образцов с добавками тиомочевииы про исходит пропорционально количеству смолы: 4% смолы обеспе чивает прочность в пределах 30—40 кГ/см2, 6% — 50—60 кГ/.см2, 8% —05—86 кГ/см2 и 10%— 85—И05 кГ/см2. Следовательно, для укрепления песка можно ограничиться 4% карбамидной смолы с добавкой 0,6% тиомочевииы. В этом случае достигается прочность, равная 30—40 кГ/см2, что достаточно для практический целей;
при небольшом количестве смолы норма расхода отвердителя (0,2'5 или 1%) сравнительно мало отражается на прочности ма териала. Однако при большем содержании отвердителя скорость нарастания прочности в ранние ершей-существенно увеличивается; добавки тиомочевииы при небольшом количестве смолы (4%)
и отвердителя (0,25%) оказывают меньшее влияние на прочность, чем при максимальном количестве смолы (особенно при 8—Ю%).
Эффективность составов для связных грунтов исследовали на
103
Рис. 29. Прочность песка, укреплен ного карбамидной смолой М-19-62, в
зависимости |
от |
количества |
смолы. |
Отвердитель |
(сульфат окиси |
желе |
|
за) — :1 % от |
веса |
песка. Образны |
формовали через 2 ч после внесения отвердителя:
-------- — прочность образцов при 6 - суточиом хранении в воздушновлаж ной среде и суточном водоиасыще-
нни;----------------- |
|
то же, при 2 -суточ- |
|
пом хранении |
и суточном |
водонасы- |
|
|
|
щеини: |
2 — с добав |
/ --б е з |
добавки |
тномочевнны; |
кой тномочевшіы в количестве 15% от веса
смолы, |
отвердителя — 0,25% |
от |
веса песка; |
||
3 — с |
добавкой тномочевнны |
в |
количестве |
||
15% |
от |
веса смолы, |
отвердителя — 1% or |
||
|
|
веса |
песка |
|
|
примере укрепления песчано-грунтовых смесей и глинистых грун тов. Смеси составляли из песка и глинистого грунта № 54. При готовленные смеси по гранулометрическому составу соответство вали характерным видам грунтов: супесям, суглинкам и глинам.
.Как и следовало ожидать, при одном и том же расходе смолы (в пределах 10—12%) наибольшая прочность достигалась при укреплении песка, затем супеси, суглинка и глины (рис. 30).
Если прочность укрепленного песка в 7-дневном возрасте при 8% смолы принять за 1,0, то прочность супеси составит 0,95, су глинка— 0,50 и глин — 0,15. Для достижения прочности, равной 25—30 кГ/см2, расход реагентов должен быть равным: для песков и супесей 3—4%, для суглинков и глин 7—8%.
Рис. 30. Прочность песчано-грунтовых смесей, укрепленных карбамидной смолой М-19-62, в зависимости от ко личества грунтовых добавок. Смо лы—8 %, тномочевнны—'15% от веса смолы, отвердителя (сульфата окиси железа)—1%. Образцы формовали
через 2 ч после внесения смолы:
-------- — при 6 -суточном хранении в воздушновлажной среде и суточном водонасышеиии;-----------------при 2 - суточном хранении в той же среде и суточном водонасыщении
ѵ ' Ш |
75 |
5 0 |
2 5 |
О Ш Н Ы |
Глина Суглинок Суглинок Супесь Песок тяжелый
Состав грунтовой смеси., %
104
|
|
200 |
|
|
|
|
Рис. З'І. Прочность грунта, укреплен |
|
|
|
|
||
ного карбамидной смолой М-19-62, в |
|
|
|
|
||
зависимости от количества смолы и |
|
|
|
|
||
вида грунта. Количество тмомочеви- |
|
|
|
|
||
иы—іі5% от веса смолы, отвердителя |
|
|
|
|
||
(сульфата окиси железа)—ili%. |
Об |
|
|
|
|
|
разцы формовали через 2 ч |
после |
|
|
|
|
|
внесения составляющих: |
|
|
|
|
|
|
--------— при 6 -суточном |
хранении в |
|
|
|
|
|
воздушповлажмой среде |
и суточном |
|
|
|
|
|
водонасыщении;-----------------при 2 - |
|
|
|
|
||
суточмом хранении в той же среде и |
|
|
|
|
||
суточном водонасыщении; |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
/ |
В |
■10 |
/4 |
|
|
|
Количество смолы, % |
|
При значительном расходе смолы (1'2—14%) прочность ук репленных суглинков может превышать прочность укрепленных песков. Например, при 12% смолы прочность суглинка через шесть суток выдерживания в воздушно-влажной среде и суточ ного водонасыщения достигает 160—180 кГ/см12, а прочность песка при одинаковы« условиях лишь ПО—115 кГ/см2 (рис. 31).
На грунтовой смеси состава 1:1, соответствующей суглинку, определяли количество тиомочевины, необходимое для достиже ния максимальной прочности. Оказалось, что оптимальное коли чество тиомочевины, как и для песка, при укреплении суглинка составляет 16—20% от веса смолы. Оптимальное количество от вердителя для суглинка при добавке 15% тиомочевины находится в пределах 0,75—!1,0% от веса грунта, т. е. является таким же, как и при укреплении песка.
Длительные наблюдения за нарастанием прочности образцов показали, что песок, укрепленный карбамидной смолой в присут ствии сернокислого окисного железа и тиомочевины, набирает до 75% максимальной прочности за первые два-три дня, а к 14—15 суткам грунт набирает полную прочность. В дальнейшем проч ность грунта не уменьшается.
Для проверки лабораторных данных летом 1969 г. были устро ены опытные участки дорог (площадки), на которых местный пе сок был укреплен карбамидной смолой в соответствии с разрабо танными рекомендациями Для сравнения часть площадок была устроена обычным методом с использованием в качестве отверди-
1 Полевые опытные работы с карбамидными смолами выполнялись Г. Д. Ки риным.
106
теля щавелевой кислоты. Прочность укрепленного грунта оцени вали при помощи гиревого ударника. Описание площадок и ре зультаты их использования приведены в табл. 26.
Т а б л и ц а 26
Вводимые в грунт Добавки
|
96 |
о о |
|
|
% |
1 |
|
МСмола-19-62, отвесагрунта |
К S |
О * |
Тиомочевина, |
весаотсмолы |
|
|
d я S |
|||||
|
|
S ^ |
4) |
|
|
|
|
|
5 « |
|
|
|
|
о |
|
и |
О |
|
|
|
|
№CJ |
о «Г* |
|
|
||
Я |
|
я а |
|
|
||
3 |
|
S g |
S |
- |
|
|
|
а |
о |
|
|
||
о |
|
е- О |
о |
п |
|
|
2 |
|
D |
а |
а» |
|
|
|
|
о. “ |
|
|
||
|
|
Я . |
CJ |
&> |
|
|
|
Срок |
проведения |
іспытания, |
сутки |
||
I |
о 3 4 5 |
6 |
7 8 |
9 |
10 п |
12 ;із 14 21 28 |
|
Количество |
ударов |
ударником |
Дорнни |
1 |
8 , 0 |
0,78 |
— |
— |
9 |
5 |
9 |
15 25 |
26 |
2 S 28 |
31 |
— |
44 |
47 |
— |
100 |
250 250 |
||||
50 |
50 |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
0,78 |
— |
50 103 |
— 129 129 |
— 187 149 192 112 |
|
|
|
|
250 |
|||||||||
■2 |
8 , 0 |
— |
123 114 173 158 160 |
80 |
|||||||||||||||||
|
|
|
(веса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
смолы) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 8 ,С _ |
|
|
250 250 |
_ |
250 |
250 250 |
_ |
250 250 2,50 950 250 |
250 250 250 |
||||||||||||
1 , 0 |
15 зо с . |
|
30 |
30 |
26 |
2Ь |
50 |
58 |
51 |
43 |
4Ь |
47 |
— |
||||||||
|
|
|
(веса |
|
30 |
|
|
41 |
48 |
||||||||||||
|
|
|
грунта 1 |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
П р и м е ч а н и я . |
1. Дробью |
показано: в |
числителе — количество |
ударов, |
в |
|||||||||||||||
знаменателе — глубина погружения ударника, мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
2. Обработка грунта была принята двустадийиой. Сначала грунт перемеши- |
||||||||||||||||||||
•зали со смолой, в которой предварительно растворяли тиомочевину, |
затем — с |
||||||||||||||||||||
концентрированным |
раствором |
отвердителя. |
|
|
|
|
|
|
уплотнения |
||||||||||||
|
|
3. Время между введением в |
грунт |
отвердителя и окончанием |
|||||||||||||||||
•смеси было принято равным |
2 ч. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Опытный участок дороги общей длиной 30 м был устроен в конце лета 1969 г. с целью выявления особенностей технологии и механизации работ. При строительстве опытного участка были использованы: автогрейдер Д-144, фреза Д-530, автогудроиатор Д-251. Полевые опытные работы подтвердили результаты лабо раторных испытаний и показали возможность выполнения всех ■операций механизированным способом.
Исследование составов из мочевины, формалина, сернокислого
.железа и тиомочевины. Хорошие результаты, достигнутые при укреплении грунтов карбамидной смолой (промышленного произ водства) в присутствии сернокислого окисного железа и тиомоче вины предопределили исследование карбамидных смол, получае мых из мономеров — мочевины и формалина непосредственно на месте работ. При этом учитывалось, что все способы укрепления грунтов, основанные на использовании карбамидных смол про мышленного производства, имеют ряд существенных недостатков: срок годное™ к арбамидаых омол составляет не более четырех месяцев; в процессе хранения физико-химические свойства их из меняются; рецептура и технология изготовления карбамидных
106
смол разработаны главным образом применительно к склеива нию древесины. Поэтому при укреплении грунтов и скелетных ма териалов удовлетворительные результаты показывают не все, а лишь некоторые из карбамидных смол.
Отсутствие возможности изменения соотношения исходных со ставляющих в готовом продукте исключает также и возможность создания составов, наиболее выгодных для укрепления грунтов и скелетных материалов. Сравнительно высокая вязкость карбамид ных смол затрудняет укрепление грунтов и материалов дорожных покрытий методом пропитки. Смолы промышленного производства пока еще дефицитны.
Эффективность применения мочевины и формалина в присут ствии сернокислого окисного железа и тиомочевины проверяли в лабораторных условиях и на опытныѵх участках полигона. Мето дика исследований была принята такой же, как и при работах с карбамидными смолами промышленного производства. Обработке подвергали песок, а также песчано-грунтовые смеси.
На рис. 32 и 33 показана зависимость прочности песчаного грунта в водонасыщенном состоянии, укрепленного по предлагае мому способу, от количества тиомочевины и времени формования образцов. Образцы испытывали через 2 и 6 суток воздушновлаж ного хранения и дополнительного суточного водонасыщения. Из графиков видно, что наилучшие результаты достигаются при до бавках тиомочевины в количестве 45% от веса смеси мочевины и тиомочевины. Производственный процесс может продолжаться 2—3 ч (вполне достаточное время для производства всех техно логических операций на рабочем участке).
Рис. 32. Прочность песка, укреплен ного мочевиной и формалином, в за висимости от количества добавок тиомочеэины и сроков обработки. Коли чество добавок—8 % от веса грунта, мочевины и тиомочевины —5ДЗ, фор малина—3,87, сульфата Окиси желе за—1%. Количество тиомочевины от общеговеса мочевины и тиомочеви-
иы показано иа кривых:
-------- прочность образцов при 6 - суточном хранении в воздушновлаж ной среде;----------------- то же, при
■2 -суточном водоиасыщении
Рис. 33. Прочность песка, укреплен ного мочевиной и формалином, в за висимости от количества добавок тио мочевины. Количество добавок—8 % от веса грунта, мочевины и тиомоче- вииы—5,13, формалина—3,87, сульфа та окиси железа—3 % • Продолжи тельность времени обработки от мо мента внесения отвердителя до кон ца уплотнения образцов приведены
на кривых:
-------- — прочность образцов при 6 - суточном хранении образцов в воздушновлажнон среде н суточного во- допасыщения;-----------------то же, при 2 -суточпоы водонасыщении
^ 30 35 40 45 50 55 60
Количество тиомочевины, % от общего веси мочевины и тиомочевины
Дальнейшие опытные работы показали, что наиболее интен сивное нарастание прочности происходит .в первые 3—7 суток, что выгодно отличает предлагаемый способ от широко 'извест ных способов применения карбамидных смол промышленного из готовления.
На рис. 34 приведены данные изменения прочности песчаного грунта в зависимости от количества вводимых реагентов. Для
Ряс. 34. Прочность песка, укреплен ного мочевиной и формалином, в за висимости от количества составляю щих. Состав смолы:
формалина—43%. мочевины—31,35, тиомочевины—25,85, отвердителя— сульфата окиси железа— 1 % от веса грунта. Образцы формовали через 2 н после внесения в смесь отверди
теля:
/ — прочность образцов при 6*суточном хра нении в воздушновлажной среде и суточ ном водонасыщеннн; 2 — то же, при 2-су точном хранении и суточном водонасыще-
нии
108