Влияние технологии производства работ на свойства цементогрунта

Категория:

   Механизация дорожных оснований и покрытий

Публикация:

   Влияние технологии производства работ на свойства цементогрунта

Читать далее:

   Измельчение связных грунтов

Влияние технологии производства работ на свойства цементогрунта

Наибольшее распространение в дорожном строительстве получили грунты, укрепленные цементом, — цементогрунты. Цементогрунтом называют искусственный монолитный материал, представляющий собой плотную затвердевшую смесь естественного грунта, цемента и воды, смешанных до определенной однородности в расчетных пропорциях.

Положительным свойством цементогрунтов является образование в Дорожной одежде прочной монолитной плиты, обладающей достаточной несущей способностью и жесткостью, способной воспринимать силовые воздействия от подвижной нагрузки. В ряде случаев они могут успешно конкурировать со слоями из щебня, гравия или песка. Однако цементогрунты слабо сопротивляются износу, что исключает их использование в качестве верхних слоев покрытий.

Комплексный технологический процесс устройства отдельных слоев Дорожных одежд из цементогрунтов можно разделить на три этапа: приготовление цементогрунтовой смеси; устройство из готовой смеси слоя дорожной одежды; уход за свежеуложенным цементогрунтовым слоем.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Приготовление цементогрунтовой смеси включает разработку и транспортирование грунта к месту приготовления смеси; измельчение связных грунтов; смешение измельченного грунта с цементом; увлажнение цементогрунтовой смеси до расчетной влажности; окончательное перемешивание цементогрунтовой смеси до получения требуемой однородности.

В некоторых случаях в первый этап входит также введение в грунты различных добавок. В тяжелые глинистые грунты для улучшения их гранулометрического состава вводят песок, в грунты со значительным содержанием гумуса или повышенной влажностью — известь и т. д.

От качества приготовления смеси зависит однородность цементогрунта и характер построения кристаллизационной структуры (густота разветвления кристаллического каркаса и крупность агрегатов грунта, сохраняющих конденсационно-коагуляционную структуру).

Устройства цементогрунтового слоя состоит из следующих технологических операций: укладки слоя свежеприготовленной цементогрунтовой смеси; уплотнения уложенной цементогрунтовой смеси. На этом этапе наибольшее влияние на качество материала, уложенного в дорожную одежду, имеет степень уплотнения цементогрунтовой смеси. Она в значительной мере определяет остаточную пористость цементогрунта, плотность укладки грунтовых агрегатов и площадь контактов между ними.

Уход за свежеуложенным цементогрунтовым слоем состоит из следующих мероприятий:
создания оптимального температурно-влажностного режима для твердеющей цементогрунтовой смеси в начальный период наиболее интенсивного роста прочности кристаллизационной структуры;
защиты цементогрунтового слоя от механических повреждений (прежде всего от преждевременного пропуска автомобилей) на период недостаточной прочности цементогрунта.

Структура цементогрунта, а следовательно, его прочность и долговечность зависят от ряда факторов, а особенности ее формирования определяются режимом работ, выполняемых на протяжении всего технологического процесса (на всех трех этапах). Используя эти зависимости, можно целенаправленно управлять процессом структурообразования и получать заранее заданную (в определенных пределах) структуру.

По возможности использования для целей управления структурообразующими процессами все факторы можно разделить на три группы.

К первой группе относят свойства исходных материалов: гранулометрический и минеральный составы грунта, минеральный состав и активность цемента, составы и активность добавок. Составы каждого из этих материалов, а следовательно, и их свойства можно изменять путем внесения гранулометрических добавок: песка, гравийно-песчаной смеси или суглинка. Цемент может быть получен в промышленности определенного состава и марок. Различные добавки поверхностно-активных веществ также получают на предприятиях промышленности.

Ко второй группе факторов относят составы цементогрунтов, т. е. соотношение в смеси грунта, цемента, поверхностно-активных добавок и воды. Это наиболее просто регулируемые факторы структурообразования. Составы смесей можно изменять в широких пределах, что при неизменных свойствах исходных материалов приводит к весьма существенным изменениям свойств конечной продукции — цементогрунта.

К третьей группе относят технологические факторы, являющиеся мощными регуляторами процессов структурообразования. Положительные возможности факторов первых двух групп не могут быть полностью использованы, если они не подкреплены технологией производства работ.

Показатели физико-механических свойств цементогрунтов, определенные непосредственно в конструктивных слоях дорожных одежд, в большинстве случаев намного ниже показателей, получаемых при испытании лабораторных образцов. Это в значительной мере объясняется тем, что в лаборатории для приготовления смесей применяют материалы, отвечающие требованиям стандартов, а для укладки в дорожные конструкции и уплотнения используют машины, обеспечивающие то или иное качество работ.

На строительстве дорожных оснований и покрытий из цементогрун-товых смесей имеют место значительные колебания как в качестве исходных материалов, так и в технологии производства работ. Для укрепления в большинстве случаев используют местные грунты из притрассовых резервов. Их гранулометрический и минеральный составы изменяются на протяжении строящегося участка, отклоняясь от составов образцов, взятых в лабораторию для подбора состава смеси.
В еще большей степени отличается от агрегатного состава грунта, используемого для лабораторных работ, агрегатный состав связных грунтов, укрепляемых на дороге.

Применяемые в настоящее время измельчающие машины, как правило, не могут обеспечить такую же степень измельчения грунта, какая принята в лаборатории.

Нормативные документы допускают использование связного грунта с содержанием комков крупнее 5 мм до 25%, в том числе крупнее 10 мм — не более 10%, т. е. агрегатный состав грунта отличается от лабораторного (основная масса грунта состоит из агрегатов диаметром 2 мм).

Основным структурообразующим материалом в цементогрунте является цемент. Для полной реализации свойств цемента необходимо, чтобы он был равномерно распределен между грунтовыми агрегатами. В против-» ном случае в общей массе цементогрунта сохраняются местные скопления неукрепленных грунтовых агрегатов с весьма низкой прочностью и недостаточной водостойкостью. Равномерность распределения цемента в массе укрепляемого грунта обеспечивается технологией производства работ — качеством выполнения соответствующих операций по смешению компонентов смеси.

От технологии зависит и степень равномерности увлажнения цементогрунтовои смеси. Как избыток, так и недостаток воды приводят к ослаблению кристаллического каркаса, снижают показатели плотности и прочности.

Конечная плотность цементогрунта в значительной мере зависит от режима уплотнения смеси. От плотности, в свою очередь, зависят прочность и водостойкость цементогрунта. Чем выше плотность, тем лучше условия для физико-химического сцепления между собой составных частиц укрепленного грунта, тем меньше пор в нем и, следовательно, ниже его водонасыщение.

Существенно отражается на качественных показателях конечной строительной продукции (цементогрунта в дорожной одежде) длительность технологического процесса. В лаборатории она невелика и измеряется минутами. На строительстве она колеблется в весьма широких пределах в зависимости от качественного и количественного уровня механизации работ, общей организации строительства и ряда других причин. Иногда длительность осуществления всех операций с влажной цементогрунтовои смесью (влажное смешение, разравнивание, уплотнение) на дороге достигает 3—5 ч. Такое различие во времени технологического процесса на дороге и в лаборатории значительно влияет на показатели физико-механических свойств цементогрунта. Причем эти показатели изменяются по-разному при укреплении грунтов различного состава и при различных температурных режимах.

Основными факторами, определяющими лимит времени, являются сроки схватывания цемента в цементогрунтовои смеси, ее удобообраба-тываемость и удобоукладываемость в период производства работ.

Большое влияние на конечную прочность цементогрунта оказывает технологический режим ухода за ним в начальный, наиболее активный период структурообразования (период роста прочности).

В конечном итоге суммарное воздействие всех технологических факторов может привести к весьма значительным изменениям свойств цементогрунта.

Смесь для устройства нижних слоев основания дорожных одежд — PatentDB.ru

Смесь для устройства нижних слоев основания дорожных одежд

Изобретение относится к строительству и ремонту автомобильных дорог и может быть использовано для устройства нижних слоев основания дорожных одежд и верхних слоев земляного полотна. Технический результат: расширение перечня ПАВ, используемых для комплексного метода укрепления грунтов, применяемых для строительства и ремонта автомобильных дорог, повышение долговечности автомобильных дорог путем повышения водо- и морозостойкости цементогрунта, используемого для дорожного строительства. Смесь для устройства нижних слоев основания дорожных одежд, включающая неорганическое вяжущее — цемент и ПАВ, содержащая в качестве ПАВ катионное поверхностно-активное вещество ДОН-52КП при следующем соотношении компонентов, %: грунт 77,89-83,91, цемент 4-6, вода 12-16, ДОН-52КП 0,09-0,11. 2 табл.

Реферат

Изобретение относится к строительству и ремонту автомобильных дорог и может быть использовано для устройства нижних слоев основания дорожных одежд.

Нижний слой основания должен обеспечивать высокие эксплуатационные показатели: необходимую прочность, водо- и морозостойкость, что является непременным условием долговечности автомобильных дорог.

Значительное распространение получил комплексный метод укрепления грунтов с применением поверхностно-активных веществ (ПАВ) и цементом в роли вяжущего. Обработка поверхностно-активными веществами позволяет увеличить модуль упругости и прочностные характеристики глинистого грунта. Одновременно повышается водостойкость и морозостойкость грунта, а оптимальная влажность снижается. Характерная особенность метода — применение растворов ПАВ очень низкой концентрации. Это обстоятельство позволяет получать значительный экономический эффект при строительстве дорожных оснований (см. В.М.Безрук. Укрепление грунтов. М.: Транспорт, 1965).

Одними из современных поверхностно-активных веществ являются «Ренолит» (Renolith), «Статус».

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь для устройства нижних слоев основания дорожных одежд, которая описывается в книге В.М. Безрук «Укрепление грунтов в дорожном и аэродромном строительстве», М.: Транспорт, 1971, стр.112-124 (в частности стр.118-119 и рис.28,29). Смесь включает нефть с находящимися в ней ПАВ, обладающими гидрофобизирующими свойствами, цемент, грунт (песок) и воду.

Состав цементогрунтовой смеси с добавлением нефти:

— 83-65% грунт;

— 6-12% цемента;

— 1-5% нефть;

— 10-18% вода.

Недостатком смеси является недостаточная прочность цементогрунта, при испытании образцов на морозостойкость наблюдается вспучивание грунта, что связано с большой пористостью и высоким водопоглощением, достигающим в отдельных случаях 20% и более. Смесь содержит большое процентное содержание вяжущего (цемент), что значительно повышает стоимость смеси.

Сущность изобретения заключается в том, что смесь для устройства нижних слоев основания дорожных одежд, включающая неорганическое вяжущее — цемент и ПАВ, в качестве ПАВ используют катионное поверхностно-активное вещество ДОН-52КП при следующем соотношении компонентов, %:

Использование цемента в составе минеральной части цементогрунтовой смеси позволяет улучшить предел прочности при сжатии.

В качестве ПАВ в цементогрунтовой смеси использовали ДОН -52 КП (катионный реагент).

Введение ПАВ ДОН-52 КП позволяет направленно регулировать капиллярное водопоглощение в грунтах. При взаимодействии с цементом, благодаря щелочной среде ПАВ создаются новые структурные связи, способствующие повышению предела прочности на изгиб, что немаловажно для нижних слоев дорожной одежды.

Характеристика исходных материалов

1. Грунт.

Для комплексного укрепления в работе использовался легкий пылеватый суглинок с числом пластичности 11,03 (предел текучести грунта составляет 20,72%, предел раскатывания — 9,69%). Максимальная плотность грунта при оптимальной влажности 11,0% составляла 2,22 г/см³, плотность скелета для этих условий соответствовала значению 2,01 г/см³.

2. Цемент.

Использовался марки 500.

3. ПАВ

Использовался катионный реагент для дорожного строительства «ДОН-52 КП» производства ОАО «НИИПАВ», г.Волгодонск. Технические условия ТУ 2482-002-04706205-01.

Катионный реагент «ДОН-52 КП» представляет собой композицию, активной основой которой являются производные высших алифатических аминов в органическом растворителе. «ДОН-52 КП» представляет собой жидкость коричневого цвета со слабым специфическим запахом, с рН=7±1, с вязкостью 7-12 мм²/с при 20 С° и плотностью 0,83-0,86 г/см³.

4. Вода — техническая.

Пример. Для экспериментальной проверки заявляемого состава были приготовлены 5 вариантов составов цементогрунтовых смесей. В качестве исходных материалов использовались выше перечисленные материалы.

Приготовление цементогрунтовой смеси с добавлением ПАВ производили в следующем порядке. В навеску грунта 77,89-83,91% добавлялся цемент в количестве 4-6%, масса перемешивалась до однородности. ДОН-52КП в количестве 0,09-0,11% растворялся в воде, количество воды определяется в зависимости от оптимальной влажности грунта и составляет 12-14%. Водный раствор с растворенным в нем ДОН-52КП вводился в цементогрунт, масса перемешивалась до однородного состояния.

Из полученной цементогрунтовой смеси укрепленной стабилизатором формовались цилиндрические формы размером 5×5 см.

Образцы через 28 суток хранения во влажной среде помещались в воду на 1/3 высоты на сутки и полностью на вторые сутки. После двухсуточного водонасыщения образцы взвешивались и испытывались на предел прочности при сжатии и изгибе. Результаты испытаний соответствуют требованиям ГОСТ 23558-94, СН 25-74. Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице 2.

Смесь для устройства нижних слоев основания дорожных одежд, включающая неорганическое вяжущее — цемент и ПАВ, отличающаяся тем, что в качестве ПАВ используют катионное поверхностно-активное вещество ДОН-52КП при следующем соотношении компонентов, %:

Грунт-цемент

Грунт-цемент (SC) представляет собой сконструированную, плотно утрамбованную смесь грунта/заполнителя, портландцемента или смешанного цемента, других вяжущих материалов (возможно) и воды. SC известен под разными названиями, включая цементно-стабилизированное основание, цементно-обработанное заполнительное основание, цементно-обработанный грунт и даже грунтобетон. Независимо от того, как он называется, принципы его состава и построения одни и те же. Существует множество приложений SC, и все они имеют общие преимущества использования SC. В почву на участке вносятся поправки для достижения желаемых физических свойств для строительства долговечных конструкций, которые являются экономичными и оказывают низкое воздействие на окружающую среду в течение всего срока службы.

Области применения

SC используется во многих строительных работах для дорожных покрытий, водных ресурсов и геотехнических проектов.

Тротуары включают:

• Базовые полосы для улиц, дорог, автомагистралей, обочин, аэропортов, парковок и складских помещений
• Подстилающие слои для жестких покрытий
• Модификация или стабилизация грунтов земляного полотна

Применение в области водных ресурсов включает:

• Защита откосов дамб, дамб и берегов рек
• Вкладыши для водохранилищ и каналов
• Сооружения для контроля уровня воды в реке

Геотехнические применения включают:

• Модификацию или стабилизацию грунтов основания
• Стенки для отсечки шлама
• Методы глубокого смешивания

Технические свойства

Существуют четыре основные переменные, которые контролируют технические свойства материалов SC:

1. характеристики грунта
2. доля цемента в смеси
3. условия влажности (содержание воды)
4. степень уплотнения

«Почвенный» материал в SC может представлять собой практически любое сочетание песка, ила, глины, гравия или щебня. В качестве почвенного материала можно использовать местные гранулированные материалы, такие как шлак, кальций, известняк и шлак, а также широкий спектр отходов, включая золу, летучую золу, формовочные пески и отсев из карьеров и гравийных карьеров. PCA Soil Primer  содержит основную информацию о почвах относительно их влияния на проектирование, строительство и работу SC, а также значительную информацию о методах исследования почвы и отбора проб.

Можно, просто изменяя содержание цемента, производить смеси SC в диапазоне от тех, которые приводят только к модификации грунтов, до тех, которые приводят к затвердевшим грунтовым материалам, отвечающим требованиям долговечности и прочности.

Цель модифицированных цементом смесей — изменить нежелательные свойства проблемных грунтов, чтобы они были пригодны для использования в строительстве. Пластичность и объемоизменяющая способность грунта снижается, а его несущая способность повышается.

Смеси, стабилизированные цементом, представляют собой затвердевшие материалы, удовлетворяющие установленным требованиям по прочности. Некоторые протоколы агентства также могут использоваться для дальнейшего определения конструкции, стабилизированной цементом, например, стандартные испытания на замораживание-оттаивание и испытания на долговечность во влажном-сухом состоянии.

Поскольку SC является конструкционным материалом, он обладает инженерными свойствами, величина которых зависит в первую очередь от типа грунта, содержания цемента, степени уплотнения/уплотнения, условий отверждения и возраста.

Для дорожных покрытий и геотехнических применений 7-дневная предельная прочность на сжатие (UCS) насыщенных образцов при минимальном содержании цемента, соответствующем критериям SC, может варьироваться от 100 фунтов на квадратный дюйм (0,7 МПа) до 800 фунтов на квадратный дюйм (5,5 МПа) в зависимости от грунта. . Смеси, модифицированные цементом, обычно не приводят к какой-либо измеримой UCS, поскольку цель состоит в том, чтобы только уменьшить влажность или пластичность почвы. Смеси, стабилизированные цементом, для земляного полотна и фундаментов имеют давление от 100 до 300 фунтов на квадратный дюйм (от 0,7 МПа до 2,1 МПа) и от 300 до 800 фунтов на квадратный дюйм (от 2,1 до 5,5 МПа) для оснований тротуаров и оснований. Для получения дополнительной информации см. Руководство PCA по интегрированным решениям для дорожного покрытия на основе цемента.

В случае использования водных ресурсов 7-дневное UCS насыщенных образцов при минимальном содержании цемента, обеспечивающем достаточно затвердевший SC, обычно составляет от 300 до 800 фунтов на квадратный дюйм (от 2,1 до 5,5 МПа). Не существует прямой зависимости между UCS и сопротивлением эрозии из-за текущей воды или воздействия волн. Однако спецификации для SC, используемого в приложениях, связанных с водными ресурсами, обычно требуют минимального 7-дневного UCS на месте от 600 до 750 фунтов на квадратный дюйм (от 4,1 до 5,2 МПа). Для хвостовиков требования к прочности могут составлять всего 500 фунтов на кв.МПа), а для водосбросов до 2000 фунтов на квадратный дюйм (13,8 МПа). Точные требования к прочности должны основываться на климатических условиях, требованиях к истиранию, частоте использования и условиях переноса донных отложений. Для получения дополнительной информации см. Руководство PCA Soil-Cement for Water Resources Applications.

Лабораторные испытания

Одним из ключевых факторов, который объясняет успешное использование SC в дорожных покрытиях, водных ресурсах и геотехнических применениях, является тщательное предварительное определение факторов инженерного контроля в лаборатории и их применение во время строительства. Поскольку состав грунтов значительно различается, перед началом любого строительства следует определить грунт, который будет обрабатываться цементом, и репрезентативные образцы каждого типа направить в геотехническую лабораторию для испытаний. Эти различия в почвах влияют на то, как они реагируют в сочетании с портландцементом или смешанным цементом и водой.

То, как грунт реагирует с цементом, определяется простыми лабораторными тестами, проводимыми на смесях грунта с цементом. Эти тесты, для проведения которых оборудованы государственные дорожные агентства и большинство коммерческих геотехнических испытательных лабораторий, определяют три основных требования к SC:

1. минимальное содержание цемента, необходимое для производства желаемого продукта SC с точки зрения требований к UCS и долговечности,
2. оптимальное содержание влаги, необходимое для достаточного уплотнения СК, а
3. максимальная плотность в сухом состоянии, до которой необходимо уплотнить СК при строительстве.

Для определения этих факторов используются установленные и действующие методы испытаний ASTM International (ASTM) и Американской ассоциации государственных служащих автомобильных дорог и транспорта (AASHTO). Краткий обзор наиболее распространенных спецификаций ASTM и AASHTO и методов испытаний, используемых в конструкции SC, выглядит следующим образом:

• ASTM C136 / AASHTO T 27 — Ситовой анализ мелких и крупных заполнителей
• ASTM C150 / AASHTO M 85 — портландцемент
• ASTM C595 / AASHTO M 240 — смешанные гидравлические цементы
• ASTM C1157 — Технические характеристики гидравлического цемента
• ASTM C1580 / AASHTO T 290 — Водорастворимый сульфат в почве
• ASTM C1602 — Вода для смешивания, используемая при производстве гидравлического цементного бетона
• ASTM D558 / AASHTO T 134 — Отношение влажности к плотности (удельный вес) смесей грунт-цемент
• ASTM D559 / AASHTO T 135 — Смачивание и сушка уплотненных почвенно-цементных смесей
• ASTM D560 / AASHTO T 136 — Замораживание и оттаивание уплотненных почвенно-цементных смесей
• ASTM D1633 — Прочность на сжатие формованных грунтоцементных цилиндров
• ASTM D4318 / AASHTO T 90 — Предел жидкости, предел пластичности и индекс пластичности почв
• ASTM D6913 / AASHTO T 88 — Гранулометрический состав (градация) почв с использованием ситового анализа

Планирование перед началом строительства, отбор проб и тестирование являются обязательными, поскольку, несмотря на бесценность этих стандартов, они часто требуют значительного времени для получения факторов, необходимых для строительства. Для получения более подробной информации о конкретных процедурах испытаний см. Справочник лаборатории PCA Soil-Cement.

Прежде чем приступить к строительству SC, эти простые лабораторные тесты определяют содержание цемента, плотность и требования к воде для используемого грунтового материала. Во время строительства проводятся полевые испытания, чтобы убедиться, что эти лабораторные требования выполняются. Полевые испытания гарантируют, что смесь будет иметь прочность и долговечность. Никакие догадки не участвуют.

Общие строительные процедуры

SC для дорожных покрытий, водных ресурсов и геотехнических проектов можно смешивать либо на месте, либо на центральном смесительном заводе рядом с проектной площадкой. Центральные смесительные установки могут использоваться там, где задействован заемный материал или смеси материалов. Рыхлые гранулированные материалы выбраны из-за их низкой потребности в цементе и простоты обращения и смешивания. Смесители типа Pugmill обычно используются из-за их скорости, эффективности смешивания и непрерывного производства. Затем смешанный SC транспортируется на строительную площадку в самосвалах и распределяется по подготовленному земляному полотну, основанию или насыпи. Процедуры уплотнения и отверждения одинаковы для центральных и смешанных процедур на месте.

При строительстве SC цель состоит в том, чтобы получить тщательно перемешанный, надлежащим образом уплотненный и отвержденный материал. Методы строительства просты и следуют определенной пятиэтапной процедуре:

1. Подготовка
   1. Формирование участка в соответствии с требуемыми отметками в плане (гребень, уклон, уклон и т. д.)
   2. Исправить любое нестабильное земляное полотно, основание или насыпь
   3. При необходимости разрыхлите, измельчите, предварительно увлажните почву и придайте форму плану
2. Обработка
   1. Смешанный метод на месте
      1. Распределить портландцемент или цемент с добавками (сухой или цементный раствор) и смешать
      2. Нанесите воду и перемешайте
   2. Центральный смесительный завод
      1. Смесь грунта, портландцемента или цемента с добавками и воды
      2. Перевезти смешанный SC на место размещения
      3. Равномерно распределите SC по площади размещения
3. Уплотнение
4. Отделка
5. Отверждение

Большинство SC построено из материалов, которые практически не требуют предварительного измельчения. Если требуется измельчение, это обычно делается за день до фактической обработки. Операции по обработке являются непрерывными и должны быть завершены в тот же рабочий день.

Строительство ТЦ в основном осуществляется с использованием различных обычных дорожных и строительных машин. Оборудование, используемое при строительстве SC, будет варьироваться от подрядчика к подрядчику в зависимости от проекта, но основное необходимое оборудование следующее:

• Смеситель/регенератор почвы
• Автогрейдер
• Разбрасыватель сухого цемента или разбрасыватель/раздатчик цементного раствора
• Водовоз
• Уплотнительное оборудование
  • Каток трамбовочный/кулачковый/кулачковый (для глинистых и илистых материалов)
  • Гладковальцовый каток (для зернистых почв)
  • Каток с пневматическими шинами (дополнительно)

Для стабилизированного SC, при правильном смешивании с правильным содержанием цемента и уплотнении до максимальной плотности в сухом состоянии, смесь прочно связывается, и затвердевший SC не будет деформироваться или уплотняться дальше под нагрузкой. Отверждение, последний этап, предотвращает испарение воды, чтобы обеспечить максимальное увеличение прочности за счет гидратации цемента. Подрядчики, участвующие в тендерах на проекты SC, знают, что строительство будет относительно простым и беспроблемным; погода редко задерживается; и переделка завершенных разделов не требуется.

Цель полевой инспекции и контроля SC во время строительства — содержания цемента, содержания влаги, смешивания, уплотнения и отверждения — состоит в том, чтобы гарантировать, что результаты, изложенные в планах и спецификациях, получены, и в случае возникновения проблем они могут быть устранены. обрабатывается немедленно. Полное описание этапов проверки, а также соответствующие таблицы и диаграммы для использования инспектором приведены в Руководстве инспектора по цементно-грунтовым работам PCA.

В отделе исследований и технологий PCA работают инженеры, имеющие опыт использования специальных материалов для цемента в различных инфраструктурных приложениях, и они всегда готовы ответить на ваши вопросы. Узнайте больше об их опыте и о том, как с ними связаться, здесь: Познакомьтесь с экспертами.

Грунтовый цемент для дорожного строительства

Иногда идеальные типы грунтов, гарантирующие устойчивость и долговечность, не встречаются на дорогах или землях, подлежащих ремонту, поскольку обычно встречаются грунты с плохими механическими свойствами. Необходимо прибегнуть к другому методу, называемому стабилизацией грунта, чтобы улучшить физические свойства грунта и повысить его несущую способность, а также прочность на сдвиг, среди прочего. Этот метод улучшает естественные свойства почвы за счет добавления химических продуктов; в данном случае речь идет о добавлении в грунт процентного содержания цемента. Изменение свойств грунта позволяет оптимизировать конструкции дорожных одежд и уменьшить их толщину без ухудшения их механической прочности с течением времени.

Процесс уплотнения грунта – Цемент для грунта

Поскольку мир становится все более экологически сознательным, потребность в естественных грунтах для строительства дорог как никогда велика. Поскольку правительства всегда ищут способы сэкономить деньги и сократить свои бюджеты, использование экологически чистых строительных материалов в конструкциях тротуаров не составляет труда. Важны не только затраты на придание формы дорожному покрытию, но и поддержание дорожного покрытия на протяжении многих лет стало обязательным условием обеспечения устойчивости дорожного покрытия за счет инноваций в материалах, из которых состоит дорожное покрытие.

В связи с растущим спросом со стороны клиентов, предпочитающих «более экологичные работы», а также скрытой потребностью правительств и промышленных предприятий в поиске решений по экономии материалов, расширяющих масштабы их бюджета, использование почв в качестве сырья для создания прочного Тротуар стал необходимой альтернативой для создания устойчивых и экономичных дорог.

Обычно говорят, что глина, ил и песок не обладают свойствами, необходимыми для образования прочной структуры; обычно они считаются слабой почвой. К счастью, различные химические продукты, представленные на рынке, могут укреплять грунты для создания материала дорожного покрытия с высокой прочностью на сжатие для долговечных дорог.

Важно проанализировать тип грунта, подлежащего стабилизации, для формирования конструкции дорожного покрытия, а также определить наилучший метод или продукт(ы) или компонент(ы) для стабилизации среди различных типов стабилизации грунта; это может быть достигнуто с использованием вяжущих материалов, химических добавок или комбинации того и другого: 

Стабилизация цементом (почвенный цемент)

Ионная стабилизация (полимеры)

Акриловая стабилизация

Стабилизация известью (известковый грунт)

Эмульсионная стабилизация

Стабилизация грунтом (с лучшими свойствами)

Что такое грунтовый цемент?

Различные виды стабилизации грунта позволяют преобразовать грунт с низкой несущей способностью в грунт с высокой несущей способностью, соответствующий техническим характеристикам, требуемым в данном проекте и/или действующими нормами. В этом случае цемент грунта, помимо других параметров, обычно измеряется прочностью на неограниченное сжатие, где, например, AASHTO и PCA требуют минимального простого сжатия 2,1 МПа в стандартном требовании к конструкции.

Процесс заключается в получении экономичной смеси с заданным стабилизатором, в данном случае цементом. Необходимо с помощью испытаний на стойкость определить оптимальное содержание цемента для определения правильной пропорции цемента, измеряемой в процентах от массы сухого материала (от его максимальной плотности), позволяющей получить грунтовую смесь с определенной стойкостью и значения прочности при определенной энергии уплотнения и определенном процессе уплотнения в соответствии с применимыми испытаниями или техническими стандартами. Первым шагом является проведение анализа почвы на обработанных материалах или материалах, подлежащих обработке, для определения значений естественного сопротивления, пластичности и гранулометрии, среди прочего. Обычно стандарты требуют гранулированного материала; тем не менее, цемент имеет широкий диапазон с точки зрения количества типов почвы, которые можно обрабатывать, не только гранулированный материал, но и ни в коем случае нельзя использовать органический материал или почву с высоким содержанием органического вещества. На основании вышеизложенного устанавливается дозировка стабилизатора; в этом случае смесь с цементом доводят до требуемой прочности исходя из предполагаемых гидравлических характеристик цемента и типа используемого цемента; этот процесс известен как смешанный дизайн. Важно знать содержание цемента, чтобы процентное содержание цемента по массе грунта (%) было экономически целесообразным; как правило, 8% устанавливается как максимум для достижения экономической стабилизации путем модификации цемента. Если цементная смесь требует дозировку выше 8% от сухой массы грунта, целесообразно поискать стойкий цемент с лучшими условиями или дополнить смесь стабилизатором другого типа. Всегда важно анализировать стоимость стабилизации на м³ грунтового цемента, чтобы это было экономически целесообразно.

Существует разнообразная литература по технологии цементирования грунта и ее внедрению, которую стоит изучить, например, «Руководство по технологии дорожного покрытия» от AustRoads, «Проектирование дорог с малым объемом» Роберта Дугласа, «Справочник по строительству грунтоцемента» от PCA, «Руководство по стабилизации состояния Suelos con Cemento o». Калибровку IECA и вообще по технологии цементирования грунта можно найти очень полную литературу в местных нормативных актах каждой страны, например, стандарт AASHTO, который является основой для норм грунта, модифицированного цементом, и других модификаций грунтов. таких норм, как INVIAS в Колумбии или DNIT в Бразилии. Однако рекомендуется ориентировать работу с цементной смесью на техническую цель, а не только на параметры стандартов, поскольку они могут быть ограничены условиями обрабатываемого материала, поскольку во многих документах требуется гранулированный материал или определяется гранулометрия материала, что делает материал, принимаемый в качестве строительного материала, ограниченным, без учета удобоукладываемости материала.

Компания Pro-Road имеет большой опыт стабилизации грунта цементом. У нас также есть ряд стабилизаторов и добавок, позволяющих нам производить стабилизированные грунты по конкурентоспособным ценам благодаря добавкам, широко известным как стабилизаторы грунта, которые модифицируют частицы грунта и снижают расход цемента. Это не только цена за м³ грунтового цемента, но и универсальность смешивания этого метода с другими методами и стабилизирующими продуктами с точки зрения удобоукладываемости материала, которая может быть достигнута в широком диапазоне базовых грунтов, а не только в гранулированный материал или требование определенной гранулометрии материала.

Оптимизация грунтового цемента

В Pro-Road мы производим серию продуктов на основе синтетических полимеров и сополимеров, которые можно использовать в сочетании с грунтовым цементом, чтобы снизить потребность в цементе для достижения степени уплотнения или -обработанное основание требует сопротивления сжатию. Этот тип метода стабилизации грунта в сочетании с комбинированными методами стабилизации грунта является оптимальным подходом для достижения необходимой несущей способности грунтовых дорог. Уплотненные грунто-цементные смеси предназначены не только для достижения сопротивления, требуемого в конструкции дороги, но и для достижения такого сопротивления материалов на основе цемента в соответствии с экономическими требованиями проекта, и именно здесь добавки Pro-Road вступают в игру, такие как PREA-03 и PREI-16, для оптимизации расхода цемента.

Преимущества грунтового цемента

Этот метод строительства представляет собой нечто большее, чем просто утрамбованная или утрамбованная земля. Это революционный метод, наряду с другими методами стабилизации грунта, который дает большие преимущества в краткосрочной, среднесрочной и долгосрочной перспективе. Основными преимуществами этого типа стабилизации являются, среди прочего, экономия затрат на строительство, начиная с неизбежной экономии транспортных расходов, поскольку мы заменяем использование оснований и гранулированных материалов в обычных покрытиях, которые также необходимы для извлечения и транспортировки. , с тротуарами, образованными из естественного грунта дорог. С той оговоркой, что для соблюдения вышеизложенного необходимо расширить номенклатуру материала, принимаемого для насыпного слоя, согласно указанному выше указанию, что мы постоянно используем в Пр-Дороге, не ограничиваясь только зернистым материалы принимаются в пределах поставляемых материалов, но в более широком диапазоне. Возможна работа с материалами за пределами гранулометрических характеристик, требуемых некоторыми стандартами, даже без гранулированного материала, даже для дорог с интенсивным движением. Кроме того, рециркуляция с использованием цемента, как правило, происходит намного быстрее, чем традиционные методы формирования конструкций дорожного покрытия. Наконец, важно учитывать влияние на окружающую среду не только выбросов и воздействия на окружающую среду работы как таковой в результате экономии времени при наращивании материала независимо от его общих свойств, но и выбросов, связанных с используемым цементом. . Наконец, количество воды, добавляемой для достижения оптимального содержания влаги при уплотнении, намного меньше, чем требуется во всей цепочке создания стоимости обычного дорожного покрытия. Таким образом, возможно достижение требуемой устойчивости к нагрузкам при меньшем воздействии на окружающую среду. Таким образом, основными преимуществами грунтового цемента являются экономия и экономия времени на строительство конструкции дорожного покрытия, а также меньшее воздействие на окружающую среду.

Стоит отметить, что тестовые образцы, необходимые для контроля оптимальных характеристик грунта, стабилизированного цементом, относительно просты и могут применяться в основном в полевых условиях, что дает большое преимущество в режиме реального времени по сравнению с другими строительными системами.

Когда используется грунтовый цемент?

Характеристики стабилизируемого грунта определяют тип используемого стабилизатора или, наоборот, оптимальную комбинацию стабилизаторов для достижения успешного процесса стабилизации грунта с уровнем сопротивления, отвечающим требованиям технических характеристик, даже для интенсивного движения. Необходимо провести полный анализ на опытных образцах общих и специфических свойств грунта и основного строительного материала, таких как пределы Аттерберга, влажность материала, гранулометрия, прочность на сжатие. С другой стороны, необходимо знать условия эксплуатации покрытия (ESAL), категорию движения и расчетный период, чтобы установить механическую прочность и модуль покрытия. Во-вторых, необходимо определить, является ли экономически целесообразным содержание цемента для достижения требуемой стойкости к нагрузкам и является ли модификация грунтового цемента экономически и технически оптимальной. Важным фактором, который необходимо учитывать при разработке смеси, является то, что никогда не следует работать с минимальным содержанием цемента, полученным в рецептуре на обрабатываемом материале или исходном материале, поскольку необходимо предусмотреть потери и корректировку количества в случае любых непредвиденных изменений. в общих или специфических свойствах необработанной или природной почвы, подлежащей обработке. Кроме того, необходимо знать уплотняющее оборудование на готовом слое, чтобы приспособить его к требуемым условиям уплотнения. Также важно определить толщину стабилизируемого слоя в соответствии с категорией трафика и интенсивностью движения; он никогда не должен проектироваться в соответствии с минимальным объемом трафика. Наконец, проектирование и выполнение работ должны осуществляться таким образом, чтобы работа соответствовала действующим стандартам.

Какие грунты можно стабилизировать цементом?

Теоретически все грунты можно стабилизировать цементом, за исключением очень пластичных и органических грунтов. Использование гидравлического цемента или стабилизирующего цемента, смешанного с грунтом, обычно увеличивает несущую способность грунта для формирования конструкции дорожного покрытия. Помимо того, можно ли стабилизировать природный грунт этим методом, важно проанализировать стоимость стабилизации грунта таким образом. Поэтому необходимо определить оптимальное процентное соотношение грунтовой смеси для достижения требуемой прочности и состояния, так как высокое содержание цемента делает м3 стабилизированного грунта запредельным. Также важно проанализировать матричный состав почвы, так как очень мелкие почвы иногда требуют смешивания заполнителей для получения уплотненной смеси с соответствующим модулем. Цемент также можно использовать с ионными стабилизаторами (PREI-16) в грунтах с высокой или средней пластичностью, чтобы снизить стоимость почвенной смеси для достижения желаемой прочности на сжатие.

Сколько стоит грунтовый цемент?

Грунтовый цемент варьируется в зависимости от дорожных условий, климата, состояния почвы, имеющегося оборудования и выполнения самой работы. В среднем можно ожидать, что стоимость м3 стабилизированного грунта составит около 70 000–130 000 колумбийских песо (на 2021 г.). Сложность уплотнения может быть важным фактором при определении общей стоимости работ, которая напрямую зависит от геометрических свойств участка дороги. Этот и другие факторы имеют решающее значение при составлении бюджета на этот вид работ. Погодные условия региона, как правило, являются наиболее важным фактором; поэтому важно учитывать эти факторы, а также дату начала работ, чтобы максимально использовать сухую погоду.

Как готовят грунтовый цемент?

Изгиб грунтового цемента автогрейдером

Приготовление грунтового цемента, как и большинство методов стабилизации грунта, заключается во включении продукта в грунт с низкой несущей способностью, в данном случае портландцемент или стабилизирующий цемент, в существующий грунт. , получая рыхлую почву и гомогенизируя ее. Всегда, как и в других процессах стабилизации, количество воды, предусмотренное в проекте, должно добавляться таким образом, чтобы почва достигла своего оптимального содержания влаги, либо путем добавления воды, либо путем ее высушивания, все в зависимости от процентного содержания воды, установленного в проекте для Для достижения оптимальной смеси грунт-цемент жизненно важно никогда не сосредотачиваться на экономии воды, так как грунт с содержанием воды ниже его оптимальной влажности может иметь фатальные последствия для его структурных свойств. После смешивания грунта с цементом дорога профилируется, в идеале топографической комиссией для обеспечения геометрии и оптимального дренажа, а затем грунт уплотняется. Наконец, после уплотнения необходимо контролировать схватывание цемента, поэтому необходимо провести процесс отверждения, который заключается в смачивании поверхности, чтобы снизить скорость ее обезвоживания и, таким образом, избежать появления таких патологий, как растрескивание и в состоянии полностью выполнить условия поставки.

Таким образом, этот тип конструкции дорожного покрытия обеспечивает оптимальную прочность на сжатие за счет смешивания грунта или природного грунта со стабилизирующим продуктом, в данном случае цементом, который отвечает за повышение прочности на сжатие грунта. Можно преобразовать грунт с низкой прочностью в грунт с идеальной структурной способностью за счет увеличения прочности благодаря описанному выше химическому процессу.

Другие методы обеспечивают одинаковую несущую способность для определенных грунтов и могут обеспечить хорошие структурные свойства; однако основная цель стабилизации, как правило, заключается в получении материалов оптимальной прочности при максимальном использовании естественных грунтов и минимально возможных затрат на м3.

Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о различных способах выполнения строительных работ с использованием различных типов машин и о дарвинизме строительства, а также о том, какой процесс строительства лучше всего подходит для вашего проекта; в Pro-Road мы предлагаем универсальные дорожные решения.

Мы не можем оставить без внимания слои дорожного покрытия, образованные известью, которая во многих случаях является отличным дополнением к грунтовому цементу, особенно в мелкозернистых грунтах или с высокой или средней пластичностью.

Стабилизация известью

Почвенная известь, или стабилизация почвы известью, заключается в смешивании извести, обычно негашеной, с почвой для улучшения ее эксплуатационных характеристик. Смешивание извести приводит к увеличению несущей способности (прочность на сжатие) и снижению индекса пластичности.

Какой грунт можно стабилизировать известью?

Идеальными грунтами для стабилизации известью являются глинистые грунты, в том числе пылеватые, средней и высокой пластичности; другие почвы, в том числе органические, не подходят для этого типа раствора. Помимо того, можно ли стабилизировать природный грунт, важно проанализировать стоимость стабилизации грунта таким образом. Для этого необходимо определить оптимальное процентное содержание извести для достижения требуемой прочности и условий, так как слишком высокое содержание извести может сделать м3 стабилизированного грунта небюджетным. Дополнительным образом цемент можно комбинировать с ионными стабилизаторами (ПРЭИ-16) в грунтах высокой и средней пластичности и с портландцементом, оптимизируя таким образом дозировку и стоимость.

Методы строительства

Грунт-цемент состоит, как и большинство методов стабилизации грунта, из включения продукта, в данном случае извести, в существующий грунт, его гомогенизации для получения однородной смеси грунта, добавления воды, как правило с помощью водовоза, чтобы почва достигла оптимальной влажности уплотнения и, таким образом, была в состоянии сформировать почву и впоследствии уплотнить ее. Наконец, после уплотнения следует процесс отверждения: увлажнение уплотняемой поверхности для снижения скорости ее обезвоживания и, таким образом, предотвращения появления таких патологий, как растрескивание.

Чтобы узнать больше о различных способах выполнения строительных работ с использованием различных типов техники и узнать о дарвинизме строительства, нажмите на следующую ссылку: