Файл: Обеспыливание автомобильных дорог и аэродромов..pdf

В настоящее время среди гигроскопических солей наиболее эффективным обеспыливающим средством считается хлористый кальций. Поэтому при постановке экспериментов он был принят в качестве эталона для сравнения результатов, получаемых при испытании различных солей.

Соли (за исключением карналлита) вносились е виде 20-про­ центных по весу (считая на безводную соль) водных растворов. Карналлит применялся в виде 17-процентного по весу раствора, так как приготовить стабильные растворы более высокой концен­ трации не удается.

Эффективность обеспыливающего действия гигроскопических солей устанавливалась путем определения влияния добавок этих солей на скорость высыхания грунтов при сушке на воздухе при комнатной температуре. Для устранения влияния на результаты эксперимента колебаний температуры н особенно относительной влажности воздуха в каждой серии испытаниям подвергались об­ разцы, изготовленные в течение одного дня. Образцы размером сі=!і —5 см изготавливались при помощи стандартного уплотни­ теля.

Как видно из рис. 8, потеря влаги в процессе сушки происхо­ дит интенсивно лишь в начале опыта, пока концентрация солей

Рис. 8. Зависимость вллжіш-

40

4 t

Рис. 9. Изменение влажности пылеватого суглинка № 102 с добавками гигроскопических солей в зависимости от относительной влажности воздуха;

1 — хлористого магния; 2 — хлористого кальция; 3 — карналлита; 4 — хлористого калия- 5 — без добавок

в почвенно-грунтовом растворе сравнительно невелика. С тече­ нием времени, когда вследствие испарения воды концентрация норового раствора в образце значительно повышается, процесс потери влаги резко замедляется п разница в эффективности дей­ ствия различных солей делается хорошо заметной. Из рисунка следует, что в данных условиях наибольшую эффективность пока­ зал хлористый магний, а наименьшую — хлористый натрий.

Результаты лабораторной сушки грунтов показывают сравни­ тельную эффективность гигроскопических солей, по судить по ним о абсолютных величинах эффективности действия солей в при­ родных условиях, конечно, нельзя. Кроме того, относительная влажность воздуха в условиях комнатной сушки чрезвычайно низ­ ка, имеется только процесс потери влаги, тогда как в природных условиях, даже в случае отсутствия дождей, потеря влаги в днев­

№ 102, обработанная хлористым кальцием, карналлитом, хлорис­ тые магнием и хлористым калием в количестве 3% (на безвод­ ную соль), высушивалась при переменной относительной влаж­ ности.

42

Для этого образцы на 16 ч выставляли на высушивание в ком­ натных условиях при относительной влажности воздуха 34—39%, а затем на 8 ч помещали в воздушно-влажную среду для набора влажности. Относительная влажность воздуха составляла в экс­ периментальной камере 100% в начале эксперимента и снижа­ лась до 75—73% в конце его. Как видно из рис. 9, периодическое помещение образцов в воздушно-влажную среду сильно влияет на их влажность. Так, для хлористого кальция в конце пятого цикла влажность образца комнатного высушивания составляла 5,7%, а для образца переменного режима — 7,2, для карналлита соответ­ ственно— 4,5 и 6,5, для хлористого магния—6,2 и 8,9, для хло­ ристого калия— 1,6 и 2,4 и для необработанного грунта— 1,6 и 2,0%. При последующем досушивании в комнатных условиях в течение пяти суток влажность образцов, быстро снижаясь, при­ ближалась к влажности образцов, подвергавшихся только коль натной сушке.

Далее определяли, насколько интенсивно поглощается влага грунтовыми образцами, помещенными на длительное время в воздушно-влажную среду, т. е. имитировались условия набора влажности грунтами во время ненастной погоды. Как видно из рис. 10, наилучшие результаты получены для образцов с хлорис­ тым магнием и карналлитом. Влажность грунта с добавкой хло­ ристого магния за 160 ч увеличилась в 1,25 раза с добавкой кар­ наллита— в 1,18 раза. Образцы с хлористым кальцием за это время показали увеличение влажности в 1,14 раза, а образцы с хлористым калием лишь в 1,05 раза. Находившийся в этих же условиях образец грунта, не обработанный солями, показал не увеличение, а потерю влажности в 1,96 раза.

Выполненные экспериментальные работы свидетельствуют, что из числа различных гигроскопических солей для обеспыливания дорог в производственных условиях особый интерес представляет карналлит. По своему обеспыливающему действию карналлит близок к хлористому кальцию. Однако стоимость далее обогащен­ ного (искусственного) карналлита гораздо ниже, чем хлористого кальция.

Для выявления эффективности действия природного карналли­ та (карналлитовой породы) высушивали образцы пылеватого су­ глинка № 102, обработанного очищенным карналлитом и карнал­ литовой породой из Верхнепечорского месторождения Вой-Вож (просев через сито 10 мм). Карналлитовая порода при увеличе­ нии расхода продукта на 15—20% может обеспечить тот лее обес­ пыливающий эффект, который достигается при обработке грунта очищенным карналлитом (рис. М).

При использовании гигроскопических солей для обеспылива­ ния особый интерес представляет скорость их вымывания из грунтов, которая в основном и определяет продолжительность обеспыливающего действия солей. Чтобы судить о скорости вымы­ вания различных солей, в лабораторных условиях опытные образ­ цы погрулеали в дистиллированную воду и выдерлеивали в ней в

43

течение заданного времени, после чего определяли количество перешедших в воду солен.

Для предохранения образцов от размокания, а также чтобы исключить возможность увеличения поверхности вымывания за счет образования трещин, образцы перед погружением в воду плотно обертывали фильтровальной бумагой. Дистиллированную воду для замачивания брали в пятикратном количество от веса образцов. Время выдерживания образцов в воде принимали 1 и 4 ч. Количество перешедших, в водную вытяжку солей определяли по хлориону методом аргентометрического титрования (по Мору) и выражали в виде относительной вымываемости ’.

Оказалось,что при одинаковой весовой дозировке солей (вклю­ чая кристаллизационную воду) относительная вымываемость солей различна. Наименьшая наблюдается у бишофита, наиболь­ ш ая— у карналлита. В грунтах, содержащих большое количество

1 Под относительной вымываемостыо понимается количество соли, вымыв­ шейся за данный отрезок времени (1 или 4 </), выраженное в процентах к об­ щему количеству соли, находившейся в образце до вымывания.

44

пылеватых фракций, соли задерживаются лучше, чем в тех, где пылеватых частиц мало.

При определении влияния исходной влажности грунта на от­ носительную вымываемость солей оказалось, что относительная вымываемость возрастает с увеличенной исходной влажностью почти в прямолинейной зависимости.

Разбавленные растворы солей вследствие меньшей вязкости проявляют большую подвижность при передвижении по порам грунта и, следовательно, легче вымываются.

Выполненные эксперименты по вымываемости солей дают воз­ можность сделать несколько практических выводов. Прежде всего эти работы свидетельствуют о влиянии химической природы солей иа интенсивность вымывания их из грунта. На скорость вымыва­ ния .солей влияет также и характер прушта — его гранулометриче­ ский и химический состав. Следовательно, перспективны поиски химических способов дополнительного воздействия на грунты, обрабатываемые гигроскопическими солями, с целью предотвра­ щения интенсивного вымывания этих солей во время дождей.

Эффективность различных видов гигроскопических солей

.должна оцениваться не только их способностью поглощать влагу из воздуха и связывать дорожную пыль, но и способностью про­ тивостоять вымыванию из материала покрытия во время дождей.

Следует отметить некоторую особенность вымываемости кар­ наллита. По изложенным выше экспериментальным данным кар­ наллит показал несколько большую вымываемость из грунтов по сравнению с хлористым магнием и хлористым кальцием. Но опи­ санный выше эксперимент проводился со свежеприготовленными грунтовыми образцами, в которых все соли находились в виде растворов. На практике же по мере высыхания дорожного по­ крытия, обработанного солями, происходит повышение концен­ трации солей в его порогом растворе. При этом хлористый каль­ ций и хлористый магний вследствие высокой их растворимости еще долгое время сохраняются в растворенном состоянии. Кар­ наллит же по мере высыхания порового раствора при повышении концентрации более 17% (по весу) начинает распадаться с выде­ лением тонких игольчатых кристаллов хлористого калия, прони­ зывающих грунтовый материал покрытия и образующих вместе с ним на поверхности крепкую корку, уплотняющуюся под воздей­ ствием движения. При попадании на такую корку дождевой воды растворение этой корки не может происходить сразу (как в слу­ чае обработки покрытия хлористым кальцием, хлористым магни­ ем и др.), так как растворение выкристаллизовавшегося в грун­ товом материале хлористого калия будет затрудняться быстро переходящим в раствор хлористым магнием. Это делает карнал­ лит более устойчивым к вымыванию из дорожного покрытия, осо­ бенно при выпадении кратковременных дождей даже при значи­ тельной их интенсивности.

■Высказываемое предположение подтверждается полевыми на­ блюдениями.

45