какие основания можно закреплять методом силикатизации

Силикатизация грунта: когда применяется технология и есть ли ей место в бытовом строительстве

Силикатизация грунта — это один из методов закрепления грунта для большей долговечности конструкции с погружением под фундамент инъекторов из стальных перфорированных труб. Создается с помощью силикатных растворов, которые затем вводятся в сам грунт.

Укрепление грунта под фундаментом

Деформация строительных конструкций здания приводит к трещинам, перекосам дверей и окон. Таким образом, при накоплении массы такого рода проблем конструкции рушатся.

Однорастворный способ силикатизации

Применяется на нестабильных видах почв, подавая раствор жидкого стекла вместе с серной или фосфорной кислотой. Раньше мог использоваться сернокислый аммоний, но он был запрещен экологическим сообществом. Используя данный метод, почва становится крепче, но этого недостаточно для больших сооружений. В таком случае стабилизацией может служить жидкое стекло, так как при реакции стекла с солями грунта образуется гель.

Двурастворный способ силикатизации

Отличие от первого способа в том, что компоненты влияют на почву поочередно, а не сразу. Первым делом жидкое стекло, потом хлористый кальций. Из этой смеси образуется гель кремниевой кислоты. Главная особенность – затвердевание, результат виден в первые сутки. Со временем процесс происходит медленнее и заканчивается только по истечении 80–90 дней.

Достоинства силикатизации

Способ силикатизации серьезно расширяет спектр возможностей при строительстве там, где есть песчаные и водонасыщенные грунты, многократно усиливая ихнесущую способность. Основные преимущества:

Случаи использования силикатизации

Этот метод используется во многих случаях, например:

Использование силикатизации на бытовом уровне

Для силикатизации нужны инъекторы, то есть перфорированные трубы. В бытовых условиях такие приспособления имеют место быть у человека, который работает в данной сфере. Соответственно, для бытового строительства этот метод будет тяжело реализуемым.

Полезный способ, который используется для укрепления грунтов в случае неустойчивости сооружения. Метод используется во многих видах дорог, домов, фундаментов, используется в основном жидкое стекло и некоторые дополнительные компоненты.

Источник

13.2. ИНЪЕКЦИОННОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ СПОСОБАМИ СИЛИКАТИЗАЦИИ И СМОЛИЗАЦИИ

13.2.1. Общие положения

Силикатизация и смолизация грунтов применяются для повышения несущей способности оснований и устройства фундаментов из укрепленного грунта. Этот метод может применяться в песчаных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,5 до 80 м/сут и в лессовых просадочных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,2 до 2,0 м/сут. Силикатизация и смолизация грунтов осуществляются путем нагнетания в грунт через систему инъекторов или скважин водных растворов или смесей, приготовляемых на основе силиката натрия и синтетических смол с отвердителем. Для закрепления песчаных и просадочных лессовых грунтов применяются способы, описанные в табл. 13.6. На рис. 13.10—13.12 даны схемы инъекционного закрепления грунтов.

ТАБЛИЦА 13.6. СПОСОБЫ ХИМИЧЕСКОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ И ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

Способ Реакция среды закрепляющих реагентов Область применения Коэффициент фильтрации грунтов, м/сут Прочность, закрепленного грунта при сжатии*, МПа
Двухрастворная силикатизация на основе силиката натрия и хлористого кальция Щелочная В песках гравелистых, крупных и средней крупности 5—80 2,0—8,0
5,0
Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия и кремнефтористоводородной кислоты –||– В песках средней крупности, мелких и пылеватых, в том числе карбонатных 0,5—20 1,0—5,0
3,0
Однорастворная силикатизации на основе силиката натрия –||– В просадочных грунтах, обладающих емкостью поглощения не менее 10 мг-экв на 100 г сухого грунта и степенью влажности не более 0,7** 0,2—2,0 0,5—1,5
1,0
Газовая силикатизация но основе силиката натрия и углекислого газа –||– То же** 0,2—2,0 0,5—3,5
2,0
В песках средней крупности, мелких и пылеватых, а том числе карбонатных 0,5—20 1,0—5,0
3,0
Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия и формамида с добавкой кремнефтористоводородной кислоты –||– То же 0,5—20 1,0—0,3
2,0
Однорастворная силикатизация на основе силиката натрия и ортофосфорной кислоты Кислая В песках средней крупности, мелких и пылеватых 0,5—10 0,2—0,5
0,35
Однорастворная силикатизация на основа силиката натрия и алюмината натрия Щелочная В песках средней крупности, мелких и пылеватых, в том числе карбонатных 0,5—10 0,2—0,3
0,25
Однорастворная смолизация на основе карбамидных смол марок М, M-2, М-3, МФ-17 и соляной кислоты Кислая В песках всех видов от пылеватых до гравелистых, кроме карбонатных 0,5—50 2,0—8,0
5,0
То же, и щавелевой кислоты –||– В песках всех видов от пылеватых до гравелистых 0,5—50 2,0—8,0
5,0

* Под чертой даны средние значения прочности закрепления.

** При других характеристиках грунтов возможность применения силикатизации устанавливается опытным путем.

При закреплении песчаных грунтов двухрастворной силикатизацией плотность раствора силиката натрия назначают в зависимости от коэффициента фильтрации грунтов согласно табл. 13.7, а плотность раствора хлористого кальция принимают 1,26—1,28. Для безводного хлористого кальция указанным величинам плотности соответствуют 28—30%-ные значения концентрации. Рецептуры гелеобразующих смесей, применяемые при однорастворной силикатизации песков, приведены в табл. 13.8; компоненты газовой силикатизации — в табл. 13.9.

Читайте также:  приворот на мужчину без последствия сразу в домашних условиях днем действует имя расстояние

ТАБЛИЦА 13.7. ПЛОТНОСТЬ РАСТВОРА СИЛИКАТА НАТРИЯ, ПРИМЕНЯЕМОГО ДЛЯ ДВУХРАСТВОРНОЙ СИЛИКАТИЗАЦИИ
песчаных грунтов (при температуре 18 °С)

Коэффициент фильтрации, м/сут Плотность раствора, г/см 3
2—10
10—20
20—80
1,35—1,38
1,38—1,41
1,41—1,44

ТАБЛИЦА 13.8. РЕЦЕПТУРЫ ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИХ СМЕСЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ОДНОРАСТВОРНОЙ СИЛИКАТИЗАЦИИ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

№ рецептуры Крепитель Плотность крепителя, г/см 3 Отвердитель Плотность отвердителя, г/см 3 Объемное отношение отвердителя к крепителю Продолжительность гелеобразования, мин Порядок приготовления смеси
1 Силикат натрия (модуль 2,8—3,1) 1,25—1,3 Кремнефтористо-
водородная кислота
1,1—1,08 0,12-0,2 10—20 при t = 20°С
60 при t = 5°С
Отвердитель добавляют к крепителю
2 То же 1,15 Алюминат натрия 1,05 0,2-0,25 60—180 То же
3 –||– 1,19 Ортофосфорная кислота 1,025 3,4-6 60—600 Крепитель добавляют к отвердителю
4 Силикат натрия (модуль 3,3—3,4)* 1,28-1,3 50 %-ный раствор формамида 1,073 0,3—0,5 15—180 Отвердитель добавляют к крепителю
5 Силикат натрия (модуль 2,8—3,1) 1,28 Этилацетат Контакт Петрова**
0,03—0,1
0,04—0,06
30—72 Крепитель смешивают с контактом Петрова и в полученную смесь добавляют этилацетат

* Раствор силиката повышенного модуля получают путем обработки силиката модуля 2,5—3,0 кремнефтористоводородной кислотой плотностью 1,1—1,08 к количестве 5—6 % по объему.

** Контакт Петрова предварительно разбавляют водой в соотношении 1 : 3.

ТАБЛИЦА 13.9. ТЕХНОЛОГИЯ ГАЗОВОЙ СИЛИКАТИЗАЦИИ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПЕСЧАНЫХ И ЛЕССОВЫХ ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ

№ рецептуры Грунт Плотность, крепителя, г/см 3 Расход крепителя в долях от объема пор Расход отвердителя, кг на 1 м 3 грунта Последовательность закачивания компонентов в грунт
1 Песок 1,19—1,3 0,8 4—6,5 Углекислый газ (2—2,5 кг), силикат натрия, углекислый газ (2—4 кг)
2 Присадочный лессовый 1,1—1,2 0,8 5—7,5 Углекислый газ (2—3 кг), силикат натрия, углекислый газ (3—4,5 кг)

Примечание. Крепитель — силикат натрия; отвердитель — углекислый газ в баллонах.

ТАБЛИЦА 13.10. ГОСТЫ НА ХИМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ

Реактив Стандарт Физическое состояние реактива
Силикат натрия
Хлористый кальций
Ортофосфорная кислота
Кремнефтористоводородная кислота
Углекислый газ
ГОСТ 13079-81
ГОСТ 450-77
ТУ 10678-76
ГОСТ 6552-80
ГОСТ 8050-76
Жидкость
Комки
Жидкость
–||–
Сжиженный

ТАБЛИЦА 13.11. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИЛИКАТА НАТРИЯ

Показатели Значения показателей для силиката натрия
содового содово-сульфатного
Внешний вид Густая жидкость желтого или серого цвета без механических включений, видимых невооруженным глазом Густая жидкость от желтого до коричневого цвета без механических включений, видимых невооруженным глазом
Содержание компонентов, %:
кремнезема
окиси железа и окиси алюминия, не более
окиси кальция, не более
серного ангидрида (в пересчете на серу), не более
окиси натрия
31—33
0,25
0,2
0,06
10—12
28,5—29,5
0,4
0,25
0,4
10—11
Силикатный модуль 2,65—3,4 2,65—3, 4
Плотность, г/см 3 1,36—1,5 1,43—1,5

Химические материалы, применяемые для закрепления грунтов способом силикатизации, должны удовлетворять требованиям действующих стандартов (табл. 13.10).

Силикатный модуль есть отношение числа грамм-молекул кремнезема SiO2 к числу грамм-молекул окиси натрия Na2O. Силикатный модуль является основной характеристикой силиката натрия, определяющей его состав. В процессе производства работ модуль употребляемых растворов силиката натрия подлежит контрольным определениям.

Применяемый при однорастворной силикатизации в качестве отвердителя (коагулянта) алюминат натрия должен удовлетворять следующим требованиям: каустический модуль 1,5—1,7 (отношение Na2О/Аl2О3), крупность дробления 5—6 мм; содержание нерастворимых взвешенных частиц 1—2 %. Рецептуры растворов при однорастворной смолизации песчаных грунтов приведены в табл. 13.12.

Преимуществом смолизации перед однорастворной силикатизацией песков является возможность значительно более прочного закрепления грунтов. Для глубинного закрепления смолизацией, не связанного с последующим вскрытием закрепленных грунтов (например, при усилении оснований, устройстве фундаментов или защитных стенок), следует применять способы на основе карбамидных смол марок М, М-2, МФ-17, При смолизации грунтов с целью проходки подземных выработок допускается применять способы на основе смолы марки М-3, содержащей наименьшее количество свободного формальдегида (0,3—0,5%).

ТАБЛИЦА 13.12. РЕЦЕПТУРЫ РАСТВОРОВ ДЛЯ СМОЛИЗАЦИИ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

№ рецептуры Марка крепителя (карбамидной смолы) Плотность крепителя при t = 18°С, г/см 3 Отвердитель Плотность отвердителя, г/см 3 Объемное отношение отвердителя к крепителю Продолжительность гелеобразования, мин Порядок приготовления смеси
1 М 1,08 5 %-ная соляная кислота 1,023 0,05—0,06 40—180 В смолу при тщательном перемешивании вливают кислоту
2 М-2 1,09—1,1 5 %-ная щавелевая кислота 1,023 0,12—0,14 60—180 То же
3 М-2 1,09—1,1 5 %-ная соляная кислота 1,023 0,07—0,08 50—150 –||–
4 М-17 1,08—1,09 То же 1,09—1,1 0,08—0,10 40—150 –||–
5 М-3 1,12—1,13 –||– 1,023 0,03—0,05 25—150 –||–
6 М-3 1,178—1,18 Азотнокислый аммоний
5 %-ная соляная кислота
1,1—1,2
1,023
1—2
0,25—0,35
30—150
Крепитель смешивают с азотнокислым аммонием, затем добавляют кислоту
7 М-3 1,178—1,18 Сульфитно-спиртовая барда
5 %-ная соляная кислота
1,15—1,16
1,023
1—2
0,25—0,35
30—180
К сульфитно-спиртовой барде добавляют кислоту, затем кислый раствор сульфитной барды смешивают с крепителем
Читайте также:  расцвел замиокулькас народные приметы

Примечание. Способ смолизации по рецептуре № 2 применяется для закрепления карбонатных песков.

ТАБЛИЦА 13.13. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБАМИДНЫХ СМОЛ

Показатели Значения показателей для смол марки
М (МРТУ
05-1101-67)
М-2 (МРТУ
05-1101-67)
М-3 (ВТУ
1Г-151-70
МФ-17 ( МРТУ 6-05-100-66)
Внешний вид Сиропообразная жидкость однотонная по цвету. Допускает мутность в виде устойчивых кристаллов Однотонная вязкая жидкость белого пли светло-коричневого цвета. Допускается мутность
Плотность при t = 20 °С. г/см 3 1,15—1,2 1,15—1,2 1,15—1,2 1,25—1,27
Вязкость при t = 20 °С по вискозиметру ВЗ-1 4—10 4—10 4—35 40—100
Концентрации водородных ионов, рН 7,12—9 7,2—9 7—9 7,5—8,5
Содержание свободного формальдегида, %, не менее Не определяется 2 0,5 3
Растворимость в воде Растворяется, допускается легкий осадок на дне Не определяется В соотношении 1:1 При смешивании воды и смолы раствор не должен коагулировать

Примечание. Срок хранения смол марок М, М-2 М-3 — не более 3 мес., марки МФ-17 — не более 2 мес.

Применяемые при смолизации в качестве крепителей растворы карбамидных смол по физическим и химическим характеристикам должны удовлетворять нормам, приведенным в табл. 13.13, а щавелевая (кристаллогидрат) и соляная (жидкость) кислоты — требованиям ТУ II-1391-5 и ГОСТ 13282-76.

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Источник

Какие основания можно закреплять методом силикатизации

ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК)

КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ ЗДАНИЙ

УКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ ПОД ПОДОШВОЙ ФУНДАМЕНТА МЕТОДОМ СИЛИКАТИЗАЦИИ

I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.2. В настоящей ТТК приведены указания по организации и технологии производства работ по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации.

Определён состав производственных операций, требования к контролю качества и приемке работ, плановая трудоемкость работ, трудовые, производственные и материальные ресурсы, мероприятия по промышленной безопасности и охране труда.

1.3. Нормативной базой для разработки технологической карты являются:

— строительные нормы и правила (СНиП, СН, СП);

— заводские инструкции и технические условия (ТУ);

— нормы и расценки на строительно-монтажные работы (ГЭСН-2001 ЕНиР);

— производственные нормы расхода материалов (НПРМ);

— местные прогрессивные нормы и расценки, нормы затрат труда, нормы расхода материально-технических ресурсов.

— снижение себестоимости работ;

— сокращение продолжительности строительства;

— обеспечение безопасности выполняемых работ;

— организации ритмичной работы;

— рациональное использование трудовых ресурсов и машин;

— унификации технологических решений.

1.5. На базе ТТК разрабатываются Рабочие технологические карты (РТК) на выполнение отдельных видов работ (СНиП 3.01.01-85* «Организация строительного производства») по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации.

Конструктивные особенности их выполнения решаются в каждом конкретном случае Рабочим проектом. Состав и степень детализации материалов, разрабатываемых в РТК, устанавливаются соответствующей подрядной строительной организацией, исходя из специфики и объема выполняемых работ.

РТК рассматриваются и утверждаются в составе ППР руководителем Генеральной подрядной строительной организации.

1.6. ТТК можно привязать к конкретному объекту и условиям строительства. Этот процесс состоит в уточнении объемов работ, средств механизации, потребности в трудовых и материально-технических ресурсах.

Порядок привязки ТТК к местным условиям:

— рассмотрение материалов карты и выбор искомого варианта;

— проверка соответствия исходных данных (объемов работ, норм времени, марок и типов механизмов, применяемых строительных материалов, состава звена рабочих) принятому варианту;

— корректировка объемов работ в соответствии с избранным вариантом производства работ и конкретным проектным решением;

— пересчёт калькуляции, технико-экономических показателей, потребности в машинах, механизмах, инструментах и материально-технических ресурсах применительно к избранному варианту;

— оформление графической части с конкретной привязкой механизмов, оборудования и приспособлений в соответствии с их фактическими габаритами.

1.7. Типовая технологическая карта разработана для инженерно-технических работников (производителей работ, мастеров, бригадиров) и рабочих, выполняющих работы в III-й температурной зоне, с целью ознакомления (обучения) их с правилами производства работ по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации, с применением наиболее современных средств механизации, прогрессивных конструкций и способов выполнения работ.

Технологическая карта разработана на следующие объёмы работ:

II. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Технологическая карта разработана на комплекс работ по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации.

2.2. Работы по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации, выполняются механизированным отрядом в одну смену, продолжительность рабочего времени в течение смены составляет:

час.

2.3. В состав работ, последовательно выполняемых при искусственном закреплении грунтов методом силикатизации, входят следующие рабочие процессы и технологические операции:

— геодезическая разбивка местоположения забивки инъекторов;

— забивка инъекторов в грунт;

— подключение шлангов для нагнетания раствора;

Читайте также:  мантра устраняющая препятствия и негатив

— нагнетание раствора в грунт;

— ликвидация использованных скважин.

2.4. Технологической картой предусмотрено выполнение работ комплексным механизированным звеном в составе: передвижной компрессор фирмы Atlas Copco XAS 97 Dd (подача сжатого воздуха 5,3 м /час, =0,7 МПа, m=940 кг); отбойный молоток Atlas Copco TEX 09 PS 8461021102 (масса m=9,6 кг, =0,5 МПа, частота ударов 1800 уд/мин); электрическая шлифовальная машинка PWS 750-125 фирмы Bosch (Р=1,9 кг; N=750 Вт); ручная инжекторная газовая горелка Р2А-01 с внутренними и наружными мундштуками, ключом, уплотнительными кольцами, газовыми баллонами и редукторами; трубонарезная головка REMS Ева; дизельный растворонасос Putzmeister M 740 (производительность до 5 м /час, =7 бар; общая масса m=1450 кг; габаритные размеры Д Ш В, 4500 1450 1200 мм).

Рис.1. Инжекторная газовая горелка Р2А-01

Рис.2. Газовые баллоны и редукторы

Рис.3. Компрессор Atlas Copco XAS 97 Dd

Рис.4. Молоток Atlas Copco TEX 09 PS

Рис.5. Растворонасос Putzmeister M 740

Рис.6. Трубонарезная головка REMS Ева

Рис.7. Электрошлифмашинка PWS 750-125

2.5. Для искусственного закрепления грунтов методом силикатизации применяют следующие строительные материалы: раствор силиката натрия соответствующий техническим требованиям ГОСТ 50418-92; инъекторы из труб стальных цельнотянутых гладких и перфорированных 32 мм, толщина стенки t=5,0 мм, =1,5 м.

2.6. Работы по искусственному закреплению грунтов методом силикатизации следует выполнять, руководствуясь требованиями следующих нормативных документов:

Источник

Техноблог

Как надежный способ укрепления непрочных грунтов в строительстве успешно применяется метод силикатизации. Данный способ можно использовать как под уже возведенными фундаментами, так и под еще строящимися зданиями. Наиболее часто сфера применения этого способа распространяется на почву с высоким содержанием песка, где коэффициент фильтрации исчисляется 0,5 – 80 м/сут. Также силикатизация может применяться и на лессовых просадочных почвах, характеризующихся коэффициентом фильтрации в 0,2 – 2,0 м/сут.

Сама суть указанного метода заключается в достижении окаменения грунта при помощи специального химического вещества. После заливания гелеобразного раствора в обозначенном месте происходит его постепенное затвердевание, в результате чего получается плотная структура грунта. Укрепленная таким образом почва не поддается воздействию воды и способна выдержать большие нагрузки.

В чем заключается процесс силикатизации?

Для связки мелких компонентов грунта используют специальное вещество, обладающее способностью склеивать их. После приготовления вещества в нужном объеме его закачивают в грунт через подготовленные заранее отверстия либо через пробуренную скважину.

В зависимости от вида грунта и способа внедрения состава отличают два способа силикатизации.

Однорастворный

Этот способ используется в почве с содержанием мелко и среднезернистого песка, коэффициент фильтрации которого колеблется от 0,5 до 20 м/сут. При этом способе раствор вводится в виде единого вещества, в результате чего прочность грунта во много раз улучшается.

Двухрастворный

Данный способ заключается в последовательном введении в грунт сначала жидкого стекла, а затем хлористого кальция. В результате химической реакции, происходящей непосредственно в почве, образуется гель кремниевой кислоты. Вначале затвердевание происходит в течение первых 24 часов очень интенсивно, затем несколько снижается. Полностью почва затвердевает по истечении 3 месяцев, повторяя процесс естественного образования песчаников. Показатель прочности грунта на сжатие при этом достигает до 4-5 МПа.

Главные особенности метода

Как и любой другой вид строительной деятельности, способ силикатизации имеет определенные плюсы и минусы. К неоспоримым достоинствам этого метода относят:

— возможность использования несложного оборудования, которое предполагает отсутствие специальной техники;
— существенное улучшение качества грунта;
— достаточно большой радиус закрепления грунтов относительно скважины – до одного метра.

Если говорить о недостатках этого способа, то их значительно меньше, однако они имеют все-таки некоторое значение, а именно:

— дороговизна химических компонентов;
— достаточно длительный процесс затвердевания.

В каких случаях рекомендована силикатизация?

Как уже было сказано, укрепленные при помощи такого метода грунты обладают водонепроницаемыми свойствами, поэтому не поддаются вымыванию. В связи с этим наиболее оптимальной силикатизация является при возведении гидротехнических сооружений. Кроме этого, данный способ хорош и при укреплении выработанных грунтов, а также для уплотнения лессовых почв. Здания, построенные на грунтах с таким укреплением, не будут подвержены просадкам и кренам.

Для того чтобы все-таки несколько уменьшить затратную часть данной технологии, современные разработчики предложили несколько видоизмененный способ укрепления грунтов. Метод Uretek deep injection предусматривает введение другого состава геополимерного типа. Закачивая его в пустоты и поры грунта, можно добиться отличного эффекта, в результате основание не будет проседать. Таким методом на данный момент уже пользуются строители в более чем 80 странах мира.

Источник

Портал про кино и шоу-биз