§ VIII.2. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ХИМИЧЕСКОМ ЗАКРЕПЛЕНИИ ГРУНТОВ

VIII.2.1. Химические реактивы

Закрепление грунтов химическими материалами должно отвечать требованиям и техническим условиям действующих государственных стандартов. В табл. VIII-2 приводятся нормативные документы на химические реактивы, используемые при закреплении грунтов.

Таблица VIII-2

Перечень нормативных документов на химические реактивы

Наименование реактива Нормативный документ Физическое состояние peaктива
Силикат натрия (жидкое стекло) ГОСТ 13078-67 Глыба
Хлористый кальций ГОСТ 450-70 Комки
Соляная кислота ГОСТ 1382-69 Жидкость
Ортофосфорная кислота ОСТ 10 114-39 Порошок кристаллический
Щавелевая кислота ТУхП 1391-50 Порошок кристаллический
Углекислый газ ГОСТ 8050-64 Сжиженный
Крепитель М МРТУ-05-1101-67 Жидкость
Крепитель М-2 МРТУ-05-1101-67 Жидкость
Крепитель М-3 ВТУ Г-151-70 (Кусковского завода) Жидкость
МФ-17 МРТУ 6-05-1006-66 Жидкость
ССБ (сульфитно-спиртовая барда) ГОСТ 8518-57 Жидкость

При силикатизации песчаных и лессовых грунтов применяется силикат натрия (жидкое стекло) Na2OnSiO2, доставляемый к месту работ либо в виде раствора плотностью 1,4—1,5 г/см3, либо приготовляется на месте путем разварки силикат-глыбы в автоклавах или силикаторазварках.

В зависимости от исходных материалов силикат натрия выпускается следующих видов: содовый и содово-сульфатный. Раствор силиката натрия — жидкое стекло — должен отвечать требованиям ГОСТ 13078-67. По физико-химическим показателям жидкое стекло должно соответствовать нормам, указанным в табл. VIII-3.

Таблица VIII-3

Нормы для физико-химических показателей силиката натрия

Показатель Нормы для вида
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 кремнезема, % 31—33 28,5—29,5
Содержание окиси железа и окиси алюминия не более, % 0,25 0,4
Содержание окиси кальция не более, % 0,2 0,25
Содержание серного ангидрида в пересчете на серу не более, % 0,06 0,4
Содержание окиси натрия, % 10—12 10—11
Силикатный модуль 2,65—3,4 2,65—3,4
Плотность, г/см3 1,36—1,5 1,43—1,5

Силикатный модуль является главной характеристикой раствора силиката натрия, определяющей его состав. Под модулем подразумевается отношение числа грамм-молекул кремнезема (SiO2) к числу грамм-молекул окиси натрия (N2O).

Для работ по силикатизации грунтов рекомендуется использовать растворы силиката натрия с силикатным модулем не ниже 2,7.

VIII.2.2. Определение модуля раствора силиката натрия (Экспресс-метод В. Е. Соколовича)

Исходное концентрированное стекло разбавляют в 2 раза; 1—2 мл разбавленного раствора наливают в фарфоровую чашку объемом 120—150 мл, стенки которой предварительно покрывают слоем парафина толщиной 2—3 мм. К этой пробе приливают около 30 мл дистиллированной воды и несколько капель индикатора метилового красного и титруют нормальным раствором соляной кислоты до исчезновения желтой окраски индикатора. В нейтрализованный раствор добавляют 3—4 г кристаллического фтористого натрия и несколько капель метилового красного. Раствор при постоянном перемешивании пластмассовой палочкой (не содержащей кремнеземистого заполнителя) титруют нормальным раствором соляной кислоты до исчезновения желтой окраски индикатора. Титрование прекращают, когда две последние капли окрасят раствор в бледно-розовый цвет и окраска эта сохранится в течение 5 мин.

Количество однонормальной соляной кислоты в миллилитрах, израсходованное на первое титрование, умноженное на коэффициент 31, будет соответствовать содержанию Na2O в миллиграммах. Количество однонормальной соляной кислоты в миллилитрах, которое потребовалось на второе титрование (осаждение кремневой кислоты) в присутствии кристаллического фтористого натрия, умноженное на коэффициент 15, будет соответствовать количеству кремневой кислоты в миллиграммах.

Модуль раствора силиката рассчитывается по формуле

Модуль раствора силиката,

где А — содержание SiO2, мг; Д — содержание Na2O, мг; 1,032 — отношение молекулярной массы окиси натрия к молекулярной массе кремнезема.

При однорастворной силикатизации в качестве коагулянта (отвердителя) жидкого стекла используется алюминат натрия, который должен соответствовать следующим требованиям (ТУ Всесоюзного алюминиево-магниевого института, Ленинград):

  • – каустический модуль (отношение числа грамм-молекул каустической щелочи Na2O к числу грамм-молекул окиси алюминия Аl2О3) 1,5—1,7;
  • – крупность дробления 5—6 мм;
  • – наличие нерастворимых взвесей 1—2%.

Другой коагулянт в виде раствора плотностью 1,1 — 1,2 г/см3 — кремнефтористоводородная кислота — побочный продукт производства суперфосфата и фосфорной кислоты.

Применяемые для закрепления грунтов карбамидные смолы должны соответствовать показателям, приведенным в табл. VIII-4.

Таблица VIII-4

Физико-химические свойства карбамидных смол

Показатель Марка смолы
КМ КМ-2 КМ-3 МФ-17
Нормативные документы
МРТУ 05-1101-67 МРТУ 05-1101-67 ВТУ Г-151-70 Кусковского химического завода МРТУ 6-05-1006-66
Внешний вид Сиропообразная жидкость, однотонная по цвету. Допускается появление мути в виде устойчивых кристаллов Однородная вязкая жидкость белого или светло-коричневого цвета. Допускается появление мути
Плотность при 20° С, г/см3 1,15—1,2 1,15—1,2 1,15—1,25 1,25—1,27
Вязкость при 20° С по вискозиметру ВЗ-1, с 4—10 4—10 4—35 40—100
Концентрация водородных ионов (рН) 7,2—9 7,2—9 7—9 7,5—8,5
Содержание свободного формальдегида не более, % Не определяется 2 0,5 3
Растворимость в воде Растворяется. Допускается наличие легкого осадка на дне сосуда Не определяется В соотношении 1 : 1 При соотношении воды и смолы, равном 1 : 2, раствор не должен коагулировать
Примечания: 1 Срок хранения смол КМ, КМ-2, КМ-3 не более трех и МФ-17 не более двух месяцев.
2. При определении в лабораторных и производственных условиях содержание свободного формальдегида в карбамидной смоле марки КМ составляло 3,5%.

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