VIII.1.4. Глинисто-силикатные растворы

При больших объемах тампонажных работ, например, при создании противофильтрационных завес высотных плотин, применение способа двухрастворной силикатизации экономически нецелесообразно, поэтому он заменяется тампонажными растворами, обладающими следующими свойствами:

  • – высокой дисперсностью и малой вязкостью, что обеспечивает проникаемость их в песчаные грунты;
  • – замедленным временем гелеобразования, дающим возможность нагнетать заданный объем раствора;
  • – стабильностью (отсутствием явления расслаивания).

Грунт, закрепленный раствором, должен обладать небольшой прочностью, но достаточной для оказаний сопротивления разрушающему действию фильтрующих вод, а фильтрационные свойства его должны быть уменьшены до значений, задаваемых условиями эксплуатации сооружения (обычно менее 1 м/сут).

Тампонажные глинисто-силикатные растворы — это водные растворы высокодисперсных глин с малой добавкой силиката натрия. Добавка силиката натрия вызывает образование эластичного геля в порах грунта, что и придает закрепляемому грунту практическую водонепроницаемость. В отличие от обычных глинистых растворов образовавшийся и затвердевший в порах грунта глинисто-силикатный раствор прочно связывает свободную воду. Эта вода не подвержена синерезису и не способна к перемещению при наложении на затвердевший глинисто-силикатный раствор высоких градиентов. В глинисто-силикатных гелях высокодисперсный раствор как бы армируется полимерной сеткой кремневой кислоты с образованием прочных контактов в местах касания поверхности глинистых частиц с поверхностью разветвленного полимера кремневой кислоты.

Глинисто-силикатные растворы готовятся на основе высокодисперсных бентонитовых глин (бентонитосиликатные растворы) и некоторых местных глин.

В растворы бентонитовых глин вводится раствор силиката натрия (плотностью 1,38 г/см3) в количестве 0,5% массы глины, в растворы из местных глин —7%. В растворы на местных глинах кроме силиката натрия для диспергации глинистых частиц вводятся диспергаторы, например гексаметафосфат натрия (ГМФ) (NаРО3)6 в количестве 0,5% массы глины. Плотность исходных глинистых растворов составляет: на бентонитовых глинах — 1,09—1,1 г/см3, на местных —1,37—1,4 г/см3.

В качестве примера в табл. VIII-1 приводятся состав и свойства тампонажных глинисто-силикатных растворов, примененных в Асуане.

Таблица VIII-1

Свойства тампонажных глинисто-силикатных растворов, использованных для закрепления песков в основании Асуанской плотины

Параметры тампонажного раствора Тампонажные растворы
обычные активизированные на местной глине «13 км»
на местной глине «13 км» на бентонитовой глине
Содержание раствора силиката натрия (γ = 1,38 г/см3), % 7 0,5 2
Количество диспергатора, % 0,5 ГМФ 0,0 0,5 ДАХ
Объемная масса, г/см3 1,35—1,38 1,09—1,11 1,5—1,55
Расплыв начальный (конус АзНИИ), см 26—30 28—30 26—28
Водопоглощение, %  < 2 1
Предельное сопротивление сдвигу (на 10-е сутки), МПа >0,5 0,3—0,5 >0,5

Иногда для получения необходимой дисперсности глинистых растворов на местных глинах введение химического диспергатора оказывается недостаточным. Поэтому приходится прибегать к механической очистке глинистых растворов от крупных частиц с помощью гидроциклонов.

В настоящее время рецептура глинисто-силикатных растворов продолжает совершенствоваться. В НИИ оснований разработана рецептура так называемых активизированных глинисто-силикатных растворов (АГС). В них дорогостоящий диспергатор ГМФ (гексаметафосфат) заменен недефицитным и доступным ДАХ, в состав которого вводится фтористый натрий. Введение недефицитного диспергатора ДАХ делает новые растворы более экономичными, стоимость материалов в них по сравнению с обычными растворами на 40% ниже. Особенно перспективны глинисто-силикатные растворы для подземного строительства.

Смородинов М.И. Справочник по общестроительным работам. Основания и фундаменты