Аммонийно-силикатная рецептура. В качестве коагулянтов в рецептуре используются сернокислый аммоний (NH4)2S04 и углекислый аммоний (NH4)2C03.
На месте работ из кристаллических аммонийных солей готовятся растворы нужной концентрации, которые затем смешиваются с разбавленным жидким стеклом в соотношении, соответствующем заданному времени гелеобразования, после чего приготовленный силиказоль нагнетается в грунт.
Реакция между компонентами силиказоля протекает
Аммонийно-силикатные золи и гели обладают необходимыми для тампонажа качествами: легко регулируемым временем гелеобразования и малой вязкостью 2,2 спз, а грунт, закрепленный ими, приобретает водонепроницаемость и прочность порядка 0,25 МПа. Реакция раствора щелочная (рН=10,8), что позволяет применять его для закрепления карбонатных грунтов.
Ниже приведена рецептура растворов со временем гелеобразования 30—90 мин.
Для сернокислого аммония
раствор силиката натрия плотностью 1,19 г/см3 I часть
6%-ный раствор (NH4)2S04 плотностью 1,035 г/см3 0,85—0,75 части
Для углекислого аммония:
раствор силиката натрия плотностью 1,19 г/см3 1 часть
4,8%-ный раствор (N04)2C03 плотностью 1,016 г/см3 0,8—0,75 части
Силикатно-кремнефтористоводородная рецептура.
Жидкое стекло недефицитной кремнефтористоводородной кислоты H2SiF6 применено в качестве отвердителя данной рецептуры.
Кремнефтористоводородная кислота имеет комплексное строение, которое обеспечивает медленное ее разложение в щелочной среде. Высокая потенциальная кислотность, возникающая при разложении кислоты, позволяет применять ее как эффективную коагулирующую добавку к раствору силиката натрия, а наличие в составе кислоты Si02 обеспечивает большой выход геля кремнекислоты. Реакция взаимодействия ее с жидким стеклом протекает по уравнению
3Na2OnSi02 + H2SiF6 + 3H20 -> 6NaF + 4Si02 + 4Н20.
Предложенная рецептура экономична, так как в ней используются очень разбавленные растворы, например, жидкое стекло плотностью 1,04 г/см3 и кислота плотностью 1,037 г/см3 в соотношении 9:1. Время гелеобразования раствора колеблется в пределах от 15 мин до 3 ч и легко регулируется; вязкость его—1,2—1,5 спз.
Ввиду малых концентраций применяемых растворов этот способ пригоден для закрепления маловлажных песков. Дальнейшие исследования привели к разработке второго варианта силикатно-кремпефтористоводородной рецептуры раствора, очень эффективной, позволяющей закреплять сильновлажные и водонасыщенные пески.
В основу рецептуры положено использование растворов— компонентов гелеобразующей смеси повышенной концентрации: жидкого стекла плотностью 1,3 г/см3 и H2SiF6 плотностью 1,1 г/см3 в соотношении от 10:3 до 10:2,5.
Рецептура дает высокопрочные гели RСж=24 МПа через 24 дня и после приготовления и RСж = 5,2 МПа через 28 дней. Благодаря этому в отличие от всех рецептур однорастворной силикатизации данная рецептура позволяет получить в результате закрепления не только водонепроницаемый, но и прочный массив грунта с Rcж = 2—4 МПа.
Сочетание водонепроницаемости и значительной механической прочности закрепленного грунта
расширяет область применения данной рецептуры в строительной практике, так как она может быть рекомендована для создания водонепроницаемых завес и экранов и для закрепления грунта с целью усиления основания фундамента зданий и сооружений. Высокие качества закрепленного грунта делают пригодной эту рецептуру и для проходки подземных выработок в мелких песках.
Вязкость гелеобразующего раствора незначительна и составляет 3—5 спз. Время гелеобразования в отличие от более разбавленного силикатно-кремнефтористо-водородного раствора занимает всего 18—20 мин, что потребовало разработки специальной технологии нагнетания, предусматривающей использование специального растворонасоса, в котором совмещено приготовление небольшого объема золя с одновременным его нагнетанием в закрепляемый грунт.
Рецептура на основе силиката натрия и кремнефто-ристоводородной кислоты повышенной концентрации закрепляет трехфазные слабопроницаемые и водонасыщенные грунты, содержащие карбонаты, глинистые фракции и гумусовые вещества, что делает рецептуру универсальной.
|
