Ребиндер, Петр Александрович - Поверхностно-активные вещества. Ребиндер, Петр Александрович - Поверхностно-активные вещества Ребиндер поверхностно активные вещества 1961

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Анализ исследований глинистых грунтов, обработанных стабилизаторами.

1.2. Опыт практического применения в дорожном строительстве глинистых грунтов, обработанных стабилизаторами.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГРУНТОВ, ОБРАБОТАННЫХ СТАБИЛИЗАТОРАМИ.

2.1. Современные представления о природе структурных связей и свойствах глинистых грунтов.

2.2. Теоретические предпосылки выбора вида стабилизатора - ПАВ и вяжущих для глинистых грунтов.

2.3. Теоретические исследования процессов структуро-образования при обработке глинистых грунтов стабилизаторами - ПАВ без и совместно с вяжущими.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГРУНТОВ, ОБРАБОТАННЫХ СТАБИЛИЗАТОРАМИ.

3.1. Характеристики используемых материалов.

3.2. Методика приготовления образцов.

3.3. Подбор оптимального состава смесей.

3.4. Анализ результатов исследования глинистых грунтов, обработанных стабилизаторами без и совместно с вяжущими

3.4.1. Оптимальная влажность.

3.4.2. Водостойкость.

3.4.3. Морозное пучение.

3.4.4. Коэффициент фильтрации.

3.4.5. Прочность и деформируемость.

3.5. Технологические особенности обработки глинистых грунтов стабилизаторами.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ ГРУНТОВЫХ ОСНОВАНИЙ, ОБРАБОТАННЫХ ПАВ, В КОНСТРУКЦИЯХ ДОРОГ И ОБЪЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ.

4.1. Объекты дорожного строительства.

4.2. Объемные сооружения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Применение поверхностно-активных веществ (стабилизаторов) для улучшения свойств связных грунтов в условиях дорожного строительства»

Современные тенденции в дорожном строительстве: повышение интенсивности движения и грузоподъемности автомобильного транспорта, расширение сети дорог, в том числе и местных, выдвигают задачи необходимости не только повышения долговечности дорожных конструкций, но и применения при строительстве автомобильных дорог местных материалов и грунтов. Учитывая, что многие регионы России испытывают дефицит материалов для устройства оснований, а их доставка связана с дополнительными транспортными затратами, то актуальность использования в конструкциях дорожных одежд местных грунтов становится очевидной.

Известно, что наибольшее распространение на территории России имеют глинистые грунты различного возраста и генезиса. Основным сдерживающим фактором широкого применения которых в дорожном строительстве является изменение их физико-механических характеристик в худшую сторону при увлажнении. Укрепление глинистых грунтов различными вяжущими, такими как цемент, известь, битум и другими, как правило, связано со значительным расходом вяжущего, что может привести к увеличению стоимости строительства.

Для направленного изменения свойств глинистых грунтов возможно использовать поверхностно-активные вещества специального действия - стабилизаторы. Выпускаемые в настоящее время стабилизаторы не в полной мере отвечают целям дорожного строительства: ассортимент их небольшой, многие из них токсичны, в основном, предназначены для кислых грунтов, имеют достаточно высокую стоимость и большая их часть выпускается за рубежом.

В этой связи, исследование влияния специальных отечественных стабилизаторов на свойства карбонатных глинистых грунтов и создание материалов с заданными свойствами на основе глинистых грунтов, обработанных такими стабилизаторами, а также разработка технологии применения полученных материалов при строительстве автомобильных дорог являются актуальными проблемами. Решение указанных вопросов будет способствовать не только расширению сети автомобильных дорог с использованием местных глинистых грунтов, но и повышению несущей способности дорожных конструкций.

В последнее время наблюдается повышенный практический интерес к методам физико-химической стабилизации грунтов с помощью гидрофобизирующих поверхностно-активных веществ (ПАВ), которые позволяют ликвидировать способность глинистых грунтов взаимодействовать с водой в за счет нейтрализации сил поверхностного притяжения воды. Гидрофобная пленка из ПАВ не допускает молекулы воды в зоны контактов минеральных частиц грунта, и тем самым, предохраняет грунт от размокания. Изменения на уровне микроструктуры приводят не только к стабильному сохранению физико-механических свойств природного глинистого грунта, но и к их улучшению (например, повышается прочность, снижается набухание и т.д.). Кроме того, перспективность использования поверхностно-активных веществ особенно отечественного производства в дорожно-аэродромном строительстве обусловлена их сравнительно низкой стоимостью.

Обобщение и анализ теоретических и практических результатов исследований по применению связных грунтов, обработанных ПАВ, в качестве несущих и подстилающих слоев дорожных одежд показывает, что в этой области достигнуты определенные успехи. Однако остается ряд задач, которые до сих пор не решены. Например, не достаточно ясен механизм взаимодействия поверхностно-активных веществ с глинистыми грунтами, характер и взаимосвязь происходящих при этом физико-химических процессов, не в полной мере изучены общие закономерности изменения структуры природного глинистого грунта после обработки его ПАВ, отсутствуют методика прогноза свойств глинистых грунтов и т.д. Поэтому теоретические и экспериментальные исследования, направленные на решение этих и других задач, позволяющих увеличить долговечность дорожно-аэродромных покрытий и снизить затраты на их содержание и ремонт являются актуальными.

Теоретические и экспериментальные исследования, представленные в диссертационной работе, проводились на глинистых грунтах, обработанных поверхностно-активным веществом «Статус», разработанным кафедрой «Инженерная геология и геотехника» МАДИ (ГТУ) и впервые предложенным для этих целей.

Цель диссертационной работы. Научное обоснование и разработка составов смесей глинистых грунтов, обработанных новыми поверхностно-активными веществами (стабилизаторами), для оснований дорожных одежд.

На защиту выносятся следующие результаты:

Уточнение теоретического метода подбора нового эффективного ПАВ - стабилизатора направленного действия для улучшения свойств глинистых грунтов;

Особенности структурообразования глинистых грунтов, обработанных стабилизатором «Статус»;

Составы глинистых грунтов, обработанные стабилизатором «Статус»;

Особенности технологии обработки и применения при строительстве оснований автомобильных дорог глинистых грунтов, обработанных стабилизатором «Статус».

Научная новизна и достоверность полученных результатов заключаются в следующем:

Обосновано применение нового эффективного ПАВ - стабилизатора «Статус» для улучшения свойств глинистого грунта с возможностью прогнозирования свойств обработанного грунта;

Установлены особенности структурообразования глинистого грунта, обработанного стабилизатором «Статус»;

Показано преимущество использования указанного стабилизатора по сравнению с другими видами ПАВ;

Выявлены особенности технологии обработки глинистых грунтов ПАВ - стабилизатором «Статус» (без и в сочетании с вяжущим).

Достоверность теоретических результатов подтверждается современными методами электронной растровой микроскопии.

Достоверность результатов, полученных экспериментально, подтверждается методами обработки, основанными на теории вероятностей и математической статистике.

Практическая значимость результатов диссертационного исследования.

Практическое значение заключается в том, что на основе теоретического обоснования подбора ПАВ для улучшения свойств глинистых грунтов был выбран новый стабилизатор «Статус» анионактивно-го действия.

Разработаны оптимальные составы смесей на основе глинистых грунтов карбонатных разновидностей, обработанных стабилизатором «Статус», для применения в основаниях дорожных одежд.

Установлена техническая возможность применения в основаниях дорожных одежд смесей из глинистых грунтов, обработанных стабилизатором, с использованием имеющегося в дорожных хозяйствах технологического оборудования, а также экономическая эффективность применения указанных материалов.

Реализаиия работы. Материалы диссертационной работы были использованы: компанией «Автодортех» при строительстве автомобильной дороги II категории Ставрополь - Минеральные Воды - Крайновка в Ставропольском крае;

ООО проектно-строительной компанией «Стройпроектинду-стрия» при устройстве основания фундамента гаража в районе Южное Бутово;

ООО «НПЦ Автодортех» при возведении противофильтра-ционного экрана на полигоне ТБО в с. Преображенское Самарской области.

Апробация работы и публикации. Основные результаты исследований доложены на 60, 61 Научно-методических и Научно-технических конференциях МАДИ (ГТУ) в 2002, 2003 годах.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Работа содержит 165 страниц машинописного текста, в том числе 26 таблиц и 35 рисунков. Список литературы включает 133 наименования, из них 4 на иностранных языках.

Заключение диссертации по теме «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей», Федулов, Андрей Александрович

148 -ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ предпосылок выбора ПАВ позволил обосновать критерии подбора поверхностно-активных веществ для обработки глинистых грунтов. Учитывая малую изученность анионактивных ПАВ, а также широкую распространенность карбонатных разновидностей глинистых грунтов был выбран новый универсальный стабилизатор «Статус» а-нионактивного действия. Теоретические предпосылки выбора подтверждены современными методами электронной микроскопии, с помощью которых было установлено, что введение в глинистый грунт стабилизатора «Статус» в небольшом количестве приводит к образованию гидрофобной обволакивающей пленки вокруг зерна минерала. При этом происходит образование более плотной структуры микроагрегатов грунта. Применение небольшого количества цемента (до 2%) позволяет наряду с гидрофобными пленками создать новые связи цементационной природы, что указывает на изменение не только водно-коллоидных свойств, но и прочностных характеристик. Установлено, что за счет более упорядоченных, симметричных форм микроагрегатов образуется более устойчивая структура материала.

2. На основе глинистых грунтов карбонатных разновидностей разработаны оптимальные составы смесей с использованием стабилизатора «Статус», которые могут использоваться в конструкциях дорожных одежд. Установлено, что при увеличении содержания в грунте глинистых частиц (при переходе от супесей к суглинкам и глинам) оптимальное содержание стабилизатора уменьшается, а эффективность его использования возрастает. При этом для супеси оптимальное количество стабилизатора составляет 170 мл/м3, для суглинков и глин -100-120 мл/м3.

3. Увеличение плотности сухого грунта с добавкой стабилизатора достигает у глины 5-7%, суглинка - 3-5%, супеси - 2-3%.

По сравнению с применением стабилизатора «Раодбонд», введение которого не изменяет оптимальную влажность, использование стабилизатора «Статус» уменьшает оптимальную влажность у супеси на 4%.

Установлено, что скорость размокания образцов из глинистого грунта без стабилизатора в 1,5-2 раза выше, чем у грунта, обработанного стабилизатором «Статус».

4. Изучение процессов пучения при промерзании показало целесообразность применения стабилизатора «Статус». Так, у обработанного грунта величина деформации пучения на 35% меньше, чем у необработанного.

Введение стабилизатора в грунт также снижает коэффициент фильтрации до 10 раз, при этом добавка цемента не оказывает влияния на водопроницаемость обработанного грунта.

5. Установлено, что после обработки стабилизатором удельное сцепление супеси за счет значительного увеличения водно-коллоидных сил возрастает в 1,2 раза, а суглинка в 1,5 раза. Модуль деформации исходного глинистого грунта, равный 25,6 МПа, после применения стабилизатора в сочетании с добавкой цемента увеличился до 29,8МПа.

6. Установлено, что технологический разрыв с момента приготовления смеси до её уплотнения не должен превышать 1,5-2 часа. При этом порядок внесения компонентов (стабилизатора или цемента) существенно не влияет на водно-физические и физико-механические свойства материала.

7. Результаты исследований были апробированы при строительстве трех объектов в 1999-2002гг. Так, глинистые грунты, обработанные стабилизатором «Статус», были использованы в качестве нижнего слоя основания автомобильной дороги, а также при устройстве основания фундамента под гараж и основания противофильтрационного экрана ТБО. За период эксплуатации разрушений и деформаций не обнаружено.

8. Экономическая эффективность использования обработанных ПАВ местных глинистых грунтов в конструкциях оснований различных сооружений обусловлена снижением объемов и транспортных расходов по доставке привозных дорогостоящих материалов. Кроме того, строительным организациям для сооружения таких оснований не требуется дополнительно приобретать специальные механизмы, что для дорожного строительства в настоящее время имеет большое значение.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Федулов, Андрей Александрович, 2005 год

1. Абрамзон А.А., Зайченко Л.П., Файнгольд С.И. Поверхностно-активные вещества. П.: Химия, 1988.

2. Абрикосова И.И., Дерягин Б.В., Лифшиц Е.М. Молекулярное притяжение конденсированных тел // Физ-химия. 1958. - Т. 64.

3. Алексеев В.М., Ларионов А.К., Липсон Г.А. Влажность грунтов и современные методы ее определения. М.: Госгеолтехиздат, 1962.

4. Андрианов П.И. Связная вода почв и грунтов: Труды Ин-т мерзлотоведения им. Н.А. Обручева. М., 1946. - Т № 3.

5. Бабков В.Ф., Безрук В.М. Основы грунтоведения и механики грунтов. М.: Высшая школа, 1976.

6. Баранова В.И., Гончарова Л.В. Влияние добавок ПАВ на процесс структурообразоания при цементации дисперсных грунтов // Вести Моск. ун-та. Сер. Геология. 1971. - № 6.

7. Безрук В.М. Методы укрепления грунтов в дорожном строительстве США. М.: Оргтрансстрой Минтрансстоя СССР, 1948.

8. Безрук В.М. Теоретические основы укрепления грунтов цементами. М.: Автотрансиздат, 1956.

9. Безрук В.М. Тулаев А.Я. Дорожные основания из стабилизированных грунтов. М.: Дориздат, 1948.

10. Безрук В.М. Укрепление грунтов в дорожном и аэродромном строительстве. М.: Транспорт, 1971.

11. Безрук В.М. Укрепление грунтов. М.: Транспорт, 1961.

12. Безрук В.М., Лысихина А.И. Дорожные основания из стабилизированных грунтов. М.: Дориздат, 1948.

13. Бернштейн А. В. Самопроизвольное эмульгирование битумов. Киев: Наукова думка, 1969 г.

14. Воронкевич С.Д. Техническая мелиорация пород. М.: Изд-во МГУ, 1981.

15. Габибов Ф. Проблемы регулирования свойств структурно-неустойчивых глинистых грунтов в основаниях сооружений. М.: Изд-во Элм, 1999.

16. Гаммет J1. Основы физической органической химии. М.,1972.

17. Гедройц К.Н. Учение о поглотительной способности почв. Т.1. -М., 1955.

18. Гезенцвей Л.Б. Дорожный асфальтобетон. М.: Транспорт,1976.

19. Глушков Г.И., Бабков Ф.Б., Тригони В.Е. Жесткие покрытия аэродромов и автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1994.

20. Гончарова Л.В. Мельникова К.П. Морозов С.С. Развитие физико-химического направления в технической мелиорации грунтов. Материалы VI Всесоюз. совещ. по закреплению и уплотнению грунтов. -М.: Изд-во МГУ, 1968.

21. Гончарова Л. В. Основы искусственного улучшения грунтов / под ред. В.М. Безрука. М.: Изд-во МГУ, 1973.

22. ГОСТ 12248-96. Грунты. Метод лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. Взамен ГОСТ 1224878, ГОСТ 17245-79, ГОСТ 23908-79, ГОСТ 25585-83 ГОСТ 26518-85, ГОСТ 24586-90; - Введ. 01.01.97. - М.: ГУП ЦПП, 1996.

23. ГОСТ 20522-96. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний. М.: Изд-во стандартов, 1996.

24. ГОСТ 22733-77. Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности. Введ. 01.07.78 - М.: Изд-во стандартов, 1978.

25. ГОСТ 23278-78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости. М.: Изд-во стандартов, 1979.

26. ГОСТ 23558-94. Смеси щебеночно гравийно - песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1994.

27. ГОСТ 25100-82 Грунты. Классификация. М.: Изд-во стандартов, 1982.

28. ГОСТ 25584-90. Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации. Введ. 01.01.90. - М.: Изд-во стандартов, 1990.

29. ГОСТ 30491-97. Смеси органоминеральные и грунты, укрепленные органическими вяжущими, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия. Введ. 01.01.97. - М.: ГУП ЦПП, 1997.

30. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. Взамен ГОСТ 5180-76, ГОСТ 5181-78, ГОСТ 5182-78, ГОСТ 5183-77; - Введ. 01.01.85. - М.: Изд-во стандартов, 1984.

31. Грим Р.Е. Минералогия глин. М.: Изд-во иностр. лит., 1959.

32. Грим Р.Е. Минералогия и практическое использование глин. -М.: Наука, 1969.- 15437. Гуменский Б.М. Основы физико-химии глинистых грунтов и их использование в дорожном строительстве. Л. - М., 1965.

33. Гуменский Б.М. Основы физико-химии глинистых грунтов и их использоание в строительстве. М.: Стройиздат, 1965.

34. Гуменский Б.М. Влияние состава коллоидно-дисперсных минералов на их тиксотропные превращения: Труды совещ. по инж.-геол. свойствам горных пород. Т. 1. М.: Изд-во АН СССР, 1956.

35. Денисов Н.Я. О природе деформации глинистых пород. М.: Изд-во Министерства речного флота СССР. - М., 1961.

36. Денисов Р.Я., Ребиндер П.А. О коллоидно-химической природе связности глинистых пород: Докл. АН СССР. Т. 6, 1946.

37. Дерягин Б.В. Учение о свойствах тонких слоев воды в приложении к объяснению свойств в глинистых породах: Труды совещ. по инж.-геол. свойствам горных пород и методам их изучения. Т. 1. М.: Изд-во АН СССР, 1956.

38. Добров Э.М., Емельянов С.Н. Некоторые аспекты применения стабилизаторов глинистых грунтов II Автомоб. дороги: Информ. сб. / Информавтодор. 1998. - Вып. 5.

39. Добров Э.М., Емельянов С.Н., Федулов А.А. Природа формирования свойств глинистых грунтов с помощью стабилизаторов // Автомоб. дороги: Науч.-техн. информ. сб. / Информавтодор. 2002. -Вып. 2.

40. Епишкин В.В. Применение стабилизаторов глинистых грунтов // Автомоб. дороги. 1995. - № 7-8.

41. Заключение по исследованию коэффициента фильтрации на полигоне ТБО «Преображенка» / ООО «Геоводсервис» М., 2001.

42. Зинюхина Н.В. Укрепление для строительства дорог и аэродромов. М.: Высшая школа, 1971.

43. Злочевская Р.И. Связная вода в глинистых грунтах. М.,1969.- 15549. Иванов Н.Н. Грунтовые дороги. М., 1931.

44. Ильинская Г.Г. Об изучении микроструктурных и микротекстурных особенностей глинистых и лёссовых пород с помощью электронного микроскопа // Вести Моск. ун-та. Сер. Геология. 1966. - № 6.

45. Ильинская Г.Г., Рекшинская Л.Г. Сравнительная характеристика возможностей электронно-микроскопического исследования глинистых минералов в суспензиях и репликах. // Вести Моск. ун-та. Сер. Геология. 1964. - № 1.

46. Инженерно-геологическое заключение по объекту «Автодорога Ставрополь Минеральные воды - Крайновка, км120-км128» Ставрополь, «СтавропольТИСИЗ», 1998.

47. Кнатько В.М. Укрепление дисперсных грунтов путем синтеза неорганических вяжущих. М.: Транспорт, 1964.

48. Кострико М.Т. Вопросы теории гидрофобизации грунтов. Л.,1957.

49. Кострико М.Т. Изменение физико-механических свойств грунтов синтетическими смолами: Тез. докл. и сообщ. по теорет. основам техн. мелиорации грунтов. М.: Изд-во МГУ, 1960.

50. Кострико М. Т. Современное состояние проблемы гидрофобизации грунтов в инженерно-строительных целях. В кн.: Вопросы инж. геологии и грунтоведения. - М.: Изд-во МГУ, 1963.

51. Кострико М.Т. Вопросы гидрофобизации грунтов. М.: Изд-во МГУ, 1964.

52. Круглицкий Н.Н. Физико-химические основы регулирования свойств дисперсных глинистых минералов. Киев. - 1968.

53. Кучма М.И. Поверхностно активные вещества в дорожном строительстве. М.: Транспорт, 1980.

54. Лебедев А.Ф. Передвижные воды в почвах и грунтах: Изв. Дон. с.-х. ин-та, 1918.

55. Лебедев А.Ф. Почвенные и грунтовые воды. М.: Изд-во АН СССР, 1936.

56. Лоу Ф.Ф. Физическая химия взаимодействия воды с глинами- В кн. Термодинамика почвенной влаги. Л., 1966.

57. Луканина Т.М., Ястребова Л.Н. Укрепление грунтов высокомолекулярными синтетическими смолами // Автомоб. дороги. 1961. -№ 2.

58. Химическая стабилизация грунтов / Марков Л.А., Огнева Н.Е., Парфенов А.П., Петрашев А.П., Подпилская В.П., Пугачев Б.В., Черкасов И.И. и др. -М., 1960.

59. Улучшение свойств грунтов поверхностно-активными и структурообразующими веществами / Марков Л.А., Парфенов А.П., Петрашев А.П., Пугачев Б.В., Черкасов И.И. и др. М.: Автотрансиздат, 1963.

60. Масленникова И.С. Регулирование амино-комплексными соединениями влажности алюмо-силикатных систем Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1985.

61. Мельников П.Ф. Состав и свойства глинистой части некоторых почв и грунтов: Ученые записки МГУ. Вып. № 133 «Грунтоведение». М.: Изд-во МГУ, 1956.

62. Михаилов Н.В., Панин А.С. Плоская и пологая кровля с применением гидрофобного порошка: Исслед. НИИ по стр-ву кровельныхи гидроизоляционных покрытий. М.: Госуд. изд-во лит. по стр-ву и архитектуре, 1952.

63. Мищенко Н.Ф. Вопросы технологии стабилизации несвязных грунтов сланцевыми смолами / Труды ЛКВВИА. 1959. - вып. 305.

64. Морозов С.А. Строительство лесовозных автомобильных дорог из стабилизированного грунта. М.: Гослесбумиздат, 1960.

65. Мутуль А.Ф., Беляков Г.Г. Гидрофобизация минеральных компонентов строительных материалов на черных вяжущих. Рига: Изд-во АН Латвийской ССР, 1955.

66. Нечаев Г.А. Исследование устойчивости гидрофобных грунтовых материалов // Пром. стр-во. 1959. - № 7.

67. Нечаев Г. А. О мерах защиты фундаментов от увлажнения // Строит, пром-сть. 1955. - № 10.

68. Овчаренко Ф.Д., Тарасевич Ю.И. Адсорбция на глинистых минералах. Киев, 1975.

69. Овчаренко Ф.Д. Гидрофильность глин и глинистых минералов. Киев: Изд-во АН УССР, 1961.

70. Ольховиков В.М. Опыт использования стабилизатора глинистых грунтов // Автомоб. дороги. 1994. - № 3.

71. Осинов В.И. Природа прочностных и деформационных свойств глинистых пород. М.: Изд-во МГУ, 1979.

72. Исследование грунта и использование стабилизаторов «Статус» для укрепления грунтов участка «Красный Маныч» Туркменского района: Отчет / ТОО «Ставропольоргтехстром». Ставрополь, 1998.

73. Исследование грунта и использование стабилизаторов «Статус» для укрепления грунтов участка «Тоннельный»: Отчет / ТОО «Ставропольоргтехстром». Ставрополь, 1998.

74. Первоочередные работы первого пускового комплекса второй очереди эксплуатации высоконагружаемого полигона ТБО в селе Преображенка Волжского района Самарской области: Отчет / ООО «НПЦ Автодортех». М., 2001.

75. Парфенов В.А., Подпилская В.П. Укрепление грунтов гидросиликатом // Автомоб. дороги. 1960. - № 10.

76. Райтбурд Ц.М., Кульчицкий М.П., Слонимская М.В. К вопросу о природе энергетической неоднородности адсорбированной воды глин: Труды конф. по проблемам физ.-хим. механике глин, грунтов, почв и стройматериалов. Ташкент, 1966г.

77. Райтбурд Ц.М., Слонимская М.В. Характер гидратации обменных катионов в глинистых минералах: Докл. АН СССР. Секция Физическая химия. Т. 163. №1.

78. Ребиндер П.А. Влияние поверхностно-активных веществ на избирательное смачивание и на смещение флотационных равновесий // Физ. химия. 1930. - Т. 1.

79. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах: Избр. тр. М.: Наука, 1979.

80. Ребиндер П. А. Поверхностные явления в дисперсных системах: Избр. тр. М.: Наука, 1978.

81. Ребиндер П.А. Поверхностно-активные вещества. М.: Знание, 1961.

82. Ребиндер П.А. Поверхностно-активные добавки в строительстве дорожных покрытий и укреплении грунтов: Докл. и сообщ. на совещании по применению поверхностно-активных веществ и эмульсий в дор. стр-ве. М.: Оргтрансстрой Минтрансстоя СССР, 1961.

83. Ребиндер П.А. Проблемы образования дисперсных систем и структур в этих системах // Соврем, проблемы физ. химии. 1968. - Т. 3.

84. Ребиндер П.А. Структурно-механические свойства глинистых пород и современные представления физикохимии коллоидов: Трудысовещ. по инж.-геол. свойствам горных пород и методам их изучения. М.: Изд-во АН СССР, 1956.

85. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика почв, грунтов, глин и строительных материалов. Ташкент: Изд-во «Фан», 1966.

86. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур. М.: Изд-во Недра, 1966.

87. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика. М.: Знание,1958.

88. Ребиндер П.А. Физико-химические принципы применения поверхностно-активных веществ в химической и нефтяной промышленности: Материалы Всесоюз. симпоз. Киев, 1971.

89. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика новая область науки. - М., 1958.

90. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур. В кн.: Физико-химическая механика дисперсных структур. -М.: Наука, 1966.

91. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика как основа укрепления грунтов в дорожном строительстве и производстве строительных материалов на основе грунтов: Труды совещ. по теорет. основам техн. мелиорации грунтов. М.: Изд-во МГУ, 1961.

92. Ребиндер П.А., Серб-Сербина Н.Н. Придание грунтам водонепроницаемости и механической прочности. Л.:. Изд-во АН СССР, 1942.

93. Ржаницын Б.А. Физико-химические способы закрепления песчаных и глинистых грунтов: Тр. совещ. по закреплению грунтов. -Рига: Изд-во Академии стр-ва и архитектуры, 1959.

94. Ржаницын Б.А. Химическое закрепление грунтов в строительстве. М.: Стройиздат, 1986.

95. Сергеев Е.М. Грунтоведение. М., 1985.

96. Сергеев Е.М. Инженерная геология. М.: Изд-во МГУ, 1982.- 160105. Сергеев Е.М. К вопросу о природе механической прочности дисперсных грунтов: Ученые записки МГУ. М., 1949.

97. Синелыциков С.М. О роли капиллярных сил, действующих на поверхности структурных элементов. М.: Почвоведение, 1934.

98. СНиП 2.01.28-85. Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. Основные положения по проектированию. Введ 01.01.85. - М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 1985.

99. СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги. Введ 01.01.85. -М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 1985.

100. СНиП 32-03-96. Аэродромы / Госстрой России: Введ 01.01.96.: Взамен СНиП 2.05.08-85. М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 1996.

101. Стасовская К.А. Грунтоведение и механика грунтов. Киев: Вища школа, 1977.

102. Тарасевич Ю.И. Исследование взаимодействия воды с поверхностью глинистых минералов: Автореф. дис. канд. техн. наук. -Киев, 1965.

103. Техническое заключение «Южное Бутово. Комплекс «А». Туке 4» / Мосгоргеотрест. М., 2000.

104. Техническое заключение по результатам исследования эффективности применения стабилизатора «Статус» / ООО «Инжгеосер-вис». М., 2001.

105. Толстопятое Б.В. Адсорбционные явления при укреплении грунтов битуминированием //Дорога и автомобиль. 1937. - № 5.

106. Третинник В.Ю. Исследования в области физико-химической механики дисперсий глинистых минералов. Киев: Науко-ва думка, 1965.

107. Филатов М.М. Почвенный поглощающий комплекс и дорожные свойства грунтов / Тр. ДОНИИ. М., 1932. - вып. 3.-161117. Филатов М.М. Стабилизация дорожных грунтов и ее теоретические обоснования //Дорога и автомобиль. 1973. - № 3.

108. Хартман К., Лецкий Э., Шефер В. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. М.: Мир, 1977.

109. Хархута Н.Я. Реологические свойства грунтов. М.: Авто-трансиздат, 1961.

110. Цытович Н.А. Механика грунтов. М.: Высшая школа, 1979.

111. Черкасов И.И. Механические свойства грунтовых оснований. М.: Автотрансиздат, 1958.

112. Черкасов И.И. Современные способы укрепления грунтов // Автомоб. дороги. 1964. - № 7.

113. Черкасов И.И. Структура молекул и свойства химических препаратов для укрепления грунтов // Автомоб. дороги. 1964. - № 11.

114. Шварц А., Перри Дж., Берт. Дж. Поверхностно-активные вещества и моющие средства: Пер. с англ. М.: Изд-во иностр. лит., 1953.

115. Шестоперов С.В. Дорожно-строительные материалы. М.: Высшая школа, 1969.

116. Юмашев В. М., Фурсов С.Г., Исаев B.C. Возможности применения стабилизаторов, предлагаемых зарубежными фирмами // Автомоб. дороги. 1995. - № 3-4.

117. Яновский В.К. Отношение битумных веществ к различным грунтам и камню. М.: Транспечать НКПС, 1929.

118. Ястребова Л.Н. Исследование физико-химических процессов взаимодействия грунтов с битумами: Автореф. дис. канд. техн. наук.-М., 1952.

119. Davidson D.T., Nichols P.L. Polyacides and lignin used with large organic cations for soil stabilization // Highway Research Board Proceed of 37 Annual Metting. 1958.

120. Grim R.E., Kuebicki G. Montmorillonite high temperature reaction and classification //Am Mineralogist. 1957.

121. Stat H.M. Soil mecanics for Road Engineer. London, 1952.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

Чтобы сузить результаты поисковой выдачи, можно уточнить запрос, указав поля, по которым производить поиск. Список полей представлен выше. Например:

Можно искать по нескольким полям одновременно:

Логически операторы

По умолчанию используется оператор AND .
Оператор AND означает, что документ должен соответствовать всем элементам в группе:

исследование разработка

Оператор OR означает, что документ должен соответствовать одному из значений в группе:

исследование OR разработка

Оператор NOT исключает документы, содержащие данный элемент:

исследование NOT разработка

Тип поиска

При написании запроса можно указывать способ, по которому фраза будет искаться. Поддерживается четыре метода: поиск с учетом морфологии, без морфологии, поиск префикса, поиск фразы.
По-умолчанию, поиск производится с учетом морфологии.
Для поиска без морфологии, перед словами в фразе достаточно поставить знак "доллар":

$ исследование $ развития

Для поиска префикса нужно поставить звездочку после запроса:

исследование*

Для поиска фразы нужно заключить запрос в двойные кавычки:

" исследование и разработка"

Поиск по синонимам

Для включения в результаты поиска синонимов слова нужно поставить решётку "# " перед словом или перед выражением в скобках.
В применении к одному слову для него будет найдено до трёх синонимов.
В применении к выражению в скобках к каждому слову будет добавлен синоним, если он был найден.
Не сочетается с поиском без морфологии, поиском по префиксу или поиском по фразе.

# исследование

Группировка

Для того, чтобы сгруппировать поисковые фразы нужно использовать скобки. Это позволяет управлять булевой логикой запроса.
Например, нужно составить запрос: найти документы у которых автор Иванов или Петров, и заглавие содержит слова исследование или разработка:

Приблизительный поиск слова

Для приблизительного поиска нужно поставить тильду "~ " в конце слова из фразы. Например:

бром~

При поиске будут найдены такие слова, как "бром", "ром", "пром" и т.д.
Можно дополнительно указать максимальное количество возможных правок: 0, 1 или 2. Например:

бром~1

По умолчанию допускается 2 правки.

Критерий близости

Для поиска по критерию близости, нужно поставить тильду "~ " в конце фразы. Например, для того, чтобы найти документы со словами исследование и разработка в пределах 2 слов, используйте следующий запрос:

" исследование разработка"~2

Релевантность выражений

Для изменения релевантности отдельных выражений в поиске используйте знак "^ " в конце выражения, после чего укажите уровень релевантности этого выражения по отношению к остальным.
Чем выше уровень, тем более релевантно данное выражение.
Например, в данном выражении слово "исследование" в четыре раза релевантнее слова "разработка":

исследование^4 разработка

По умолчанию, уровень равен 1. Допустимые значения - положительное вещественное число.

Поиск в интервале

Для указания интервала, в котором должно находиться значение какого-то поля, следует указать в скобках граничные значения, разделенные оператором TO .
Будет произведена лексикографическая сортировка.

Такой запрос вернёт результаты с автором, начиная от Иванова и заканчивая Петровым, но Иванов и Петров не будут включены в результат.
Для того, чтобы включить значение в интервал, используйте квадратные скобки. Для исключения значения используйте фигурные скобки.

Как смешать несмешиваемое, например воду с маслом? Чтобы соединить несоединяемое, нужен посредник. Ему совсем не обязательно глубоко проникать в массу того и другого вещества, достаточно распределиться равномерным, хотя бы мономолекулярным, слоем на поверхности их соприкосновения. Такие посредники, вещества, способные накапливаться на межфазной поверхности соприкосновения двух тел, называются поверхностно-активными.

Стирка - самый наглядный пример применения поверхностно-активных веществ. Но еще шире используются они в промышленности. Приготовить смазку из разнородных компонентов, распределить полярный наполнитель в неполярном полимере (см. Полимеры), отделить ценную руду от пустой породы - ни одну из этих технических задач не удалось бы решить, если бы люди не умели пользоваться поверхностно-активными веществами.

Простейшее из таких веществ - обычное мыло, т. е. натриевые и калиевые соли высших карбоновых кислот, например стеариновой С17Н35СООН или олеиновой С17Н33СООН; их получают гидролизом (омылением) природных жиров под действием водных растворов щелочей. Уже давно научились получать моющие средства (они же - поверхностно-активные вещества) действием серной кислоты на природные масла. Французский химик Э. Фреми первым приготовил такие препараты в 1831 г. из оливкового и миндального масел. В конце XIX в. русский химик Г. С. Петров действием серной кислоты на продукты переработки нефти получил поверхностно-активные вещества - алкилсульфонаты, которые широко применяются и по сей день. И наконец, в середине XX в. к списку основных поверхностно-активных добавились органические вещества с общей формулой:

C n H 2n+1 -CH 4 -O(-CH 2 CH 2 O-) x -CH 2 CH 2 OH

Для всех применяемых сейчас поверхностно-активных веществ характерно дифильное строение молекул: в каждой молекуле содержатся атомные группы, сильно различающиеся по характеру взаимодействия с окружающей средой. Так, один или несколько углеводородных радикалов в молекуле имеют химическое сродство к углеводородам и маслам, т. е. отличаются олеофильностью. Другая часть молекулы имеет сродство к воде, т. е. характеризуется гидрофильностью. Слабо взаимодействующие с водой олеофильные группы определяют стремление молекулы к переходу из водной (полярной) среды в углеводородную (неполярную). Гидрофильные группы атомов, наоборот, удерживают молекулу в полярной среде. Именно поэтому такого рода вещества и могут играть, например, роль посредников между водой и маслом.

По типу гидрофильных групп поверхностно-актив-ные вещества делят на ионные, или ионогенные, и неионные, или неионогенные. Ионные поверхностно-активные вещества распадаются в воде на ионы, одни из которых обладают поверхностной активностью, другие - неактивны. Если активны анионы, поверхностно-активные вещества называют анионными; если активны катионы, эти вещества называются катионны-ми. Анионные поверхностно-активные вещества - это органические кислоты и их соли; катионные - основания и их соли.

В зависимости от назначения и химического состава поверхностно-активные вещества выпускают в виде твердых продуктов (кусков, хлопьев, гранул, порошков), жидкостей и полужидких веществ (паст, гелей).

Важнейшие области применения поверхностно-активных веществ: производство мыл и моющих средств, текстильно-вспомогательных веществ, используемых для обработки тканей, лакокрасочной продукции. Поверхностно-активные вещества используются во многих технологических процессах химической, нефтехимической, химико-фармацевтической, пищевой промышленности.

Общую теорию действия поверхностно-активных веществ разработал советский физико-химик академик П. А. Ребиндер (см. Коллоидная химия).

Поверхностно-активные вещества имеют полярное (асимметричное) строение молекул, способны адсорбироваться на границе двух сред и понижать свободную поверхностную энергию системы. Совершенно незначительные добавки ПАВ могут изменить свойства поверхности частиц и придать материалу новые качества. В основе действия ПАВ лежит явление адсорбции, которое приводит одновременно к одному или двум противоположным эффектам: уменьшению взаимодействия между частицами и стабилизации поверхности раздела между ними вследствие образования межфазного слоя. Для большинства ПАВ характерно линейное строение молекул, длина которых значительно превышает поперечные размеры (рис. 15). Радикалы молекул состоят из групп, родственных по своим свойствам молекулам растворителя, и из функциональных групп со свойствами, резко отличными от них. Это полярные гидрофильные группы, обладающие резко выраженными валентными связями и оказывающие определенное влияние на смачивающее, смазывающее и другие действия, связанные с понятием поверхностной активности. При этом уменьшается запас свободной энергии с выделением тепла в результате адсорбции. Гидрофильными группами на концах углеводородных неполярных цепей могут быть гидроксил – ОН, карбоксил – СООН, амино – NН 2 , сульфо – SO и другие сильно взаимодействующие группы. Функциональные группы представляют собой гидрофобные углеводородные радикалы, характеризующиеся побочными валентными связями. Гидрофобные взаимодействия существуют независимо от межмолекулярных сил, являясь дополнительным фактором, способствующим сближению, «слипанию» неполярных групп или молекул. Адсорбционный мономолекулярный слой молекул ПАВ свободными концами углеводородных цепей ориентируется от

поверхности частиц и делает ее несмачиваемой, гидрофобной.

Эффективность действия той или иной добавки ПАВ зависит от физико-химических свойств материала. ПАВ, дающее эффект в одной химической системе, может не оказать никакого действия или явно противоположное – в другой. При этом очень важна концентрация ПАВ, определяющая степень насыщенности адсорбционного слоя. Иногда действие, аналогичное ПАВ, проявляют высокомолекулярные соединения, хотя они и не изменяют поверхностного натяжения воды, например поливиниловый спирт, производные целлюлозы, крахмал и даже биополимеры (белковые соединения). Действие ПАВ могут оказывать электролиты и вещества, нерастворимые в воде. Поэтому определить понятие «ПАВ» очень трудно. В широком смысле это понятие относится к любому веществу, которое в небольших количествах заметно изменяет поверхностные свойства дисперсной системы.

Классификация ПАВ очень разнообразна и в отдельных случаях противоречива. Предпринято несколько попыток классификации по разным признакам. По Ребиндеру все ПАВ по механизму действия разделяются на четыре группы:

– смачиватели, пеногасители и пенообразователи, т. е. активные на границе раздела жидкость – газ. Они могут снизить поверхностное натяжение воды с 0,07 до 0,03–0,05 Дж/м 2 ;

– диспергаторы, пептизаторы;

– стабилизаторы, адсорбционные пластификаторы и разжижители (понизители вязкости);

– моющие вещества, обладающие всеми свойствами ПАВ.

За рубежом широко используется классификация ПАВ по функциональному назначению: разжижители, смачиватели, диспергаторы, дефлокулянты, пенообразователи и пеногасители, эмульгаторы, стабилизаторы дисперсных систем. Выделяются также связующие, пластифицирующие и смазывающие вещества.

По химическому строению ПАВ классифицируют в зависимости от природы гидрофильных групп и гидрофобных радикалов. Радикалы разделяют на две группы – ионогенные и неионогенные, первые могут быть анионо- и катионоактивные.

Неионогенные ПАВ содержат неионизирующиеся конечные группы с высоким сродством к дисперсионной среде (воде), в состав которых входят обычно атомы кислорода, азота, серы. Анионоактивные ПАВ – соединения, в которых длинная углеводородная цепочка молекул с низким сродством к дисперсионной среде входит в состав аниона, образующегося в водном растворе. Например, СООН – карбоксильная группа, SO 3 Н – сульфогруппа, OSO 3 Н – группа эфира, Н 2 SО 4 и др. К анионоактивным ПАВ относятся соли карбоновых кислот, алкил сульфаты, алкилсульфонаты и т. п. Катионоактивные вещества образуют в водных растворах катионы, содержащие длинный углеводородный радикал. Например, 1-, 2-, 3- и 4- замещенный аммоний и др. Примерами таких веществ могут быть соли аминов, аммониевые основания и т. п. Иногда выделяют третью группу ПАВ, куда входят амфотерные электролиты и амфолитные вещества, которые в зависимости от природы дисперсной фазы могут проявлять как кислые, так и основные свойства. Амфолиты нерастворимы в воде, но активны в неводных средах, например олеиновая кислота в углеводородах.

Японские исследователи предлагают классификацию ПАВ по физико-химическим свойствам: молекулярный вес, молекулярная структура, химическая активность и т. п. Возникающие за счет ПАВ гелеобразные оболочки на твердых частицах в результате различной ориентации полярных и неполярных групп могут вызывать разнообразные эффекты: разжижение; стабилизацию; диспергирование; пеногашение; связывающие, пластифицирующие и смазывающие действия.

Положительное действие ПАВ оказывает только при определенной концентрации. По вопросу оптимального количества вводимых ПАВ имеются очень разнообразные мнения. П. А. Ребиндер указывает, что для частиц

1–10 мкм необходимое количество ПАВ должно составлять 0,1–0,5%. В других источниках приводятся значения 0,05–1% и более для разной дисперсности. Для ферритов было найдено, что для образования мономолекулярного слоя при сухом помоле ПАВ необходимо брать из расчета 0,25 мг на 1 м 2 удельной поверхности начального продукта; для мокрого помола – 0,15–0,20 мг/м 2 . Практика показывает, что концентрация ПАВ в каждом конкретном случае должна подбираться экспериментально.

В технологии керамических РЭМ можно выделить четыре направления применения ПАВ, которые позволяют интенсифицировать физико-химические изменения и превращения в материалах и управлять ими в процессе синтеза:

– интенсификация процессов тонкого измельчения порошков для повышения дисперсности материала и сокращения времени помола при достижении заданной дисперсности;

– регулирование свойств физико-химических дисперсных систем (суспензий, шликеров, паст) в технологических процессах. Здесь важны процессы разжижения (или понижения вязкости с увеличением текучести без понижения влагосодержания), стабилизации реологических характеристик, пеногашения в дисперсных системах и т. п.;

– управление процессами факелообразования при распылении суспензий при получении заданных размеров, формы и дисперсности факела распыла;

– повышение пластичности формовочных масс, особенно получаемых при воздействии повышенных температур, и плотности изготовленных заготовок в результате введения комплекса связующих, пластифицирующих и смазывающих веществ.

Рекомендованный список диссертаций

Стабилизированные глинистые грунты КМА для дорожного строительства 2011 год, кандидат технических наук Дмитриева, Татьяна Владимировна

Грунтобетоны на основе глинистых пород КМА для дорожного строительства 2003 год, кандидат технических наук Щеглов, Александр Федорович

Дорожные грунтобетоны на основе вскрышных пород Архангельской алмазоносной провинции 2007 год, кандидат технических наук Лютенко, Андрей Олегович

Повышение качества цементогрунтовых слоев конструкций лесовозных автомобильных дорог 2011 год, кандидат технических наук Чудинов, Сергей Александрович

Регулирование свойств дорожного цементогрунта методом модифицирования полимерными добавками 2009 год, кандидат технических наук Голубева, Елена Анатольевна