Стабилизаторы это в строительстве

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

Рекомендуемые показатели стабилизаторов грунтов и стабилизированных грунтовых смесей для дорожного строительства

1. Область применения

Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее — методический документ) предназначен для дорожных строительных организаций, предприятий — изготовителей стабилизаторов грунтов, проектных и научно-исследовательских организаций строительного комплекса, образовательных учреждений, а также других заинтересованных лиц. ОДМ распространяется на грунты и грунтовые смеси, обработанные по технологии стабилизации, комплексной стабилизации, комплексного укрепления грунтов для дорожного строительства

2. Нормативные ссылки.

В настоящем методическом документе использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 125-79. Вяжущие гипсовые. Технические условия.

ГОСТ 3344-83. Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства.

ГОСТ 5180-2015. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.

Стабилизатор напряжения для дома: когда и зачем он нужен, что может защитить и как подключить?

ГОСТ 8267-93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительства.

ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний.

ГОСТ 8736-93. Песок для строительных работ. Технические условия.

ГОСТ 10060-2012. Межгосударственный стандарт. Бетоны. Методы определения морозостойкости.

ГОСТ 10180-2012. Межгосударственный стандарт. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

ГОСТ 12071-2014. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов.

ГОСТ 12536-2014. Межгосударственный стандарт. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава.

ГОСТ 20276-2012. Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости.

ГОСТ 23161-2012. Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности.

ГОСТ 23558-94. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия.

ГОСТ 12248-2010. Межгосударственный стандарт. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.

ГОСТ 25100-2012*. Межгосударственный стандарт. Грунты. Классификация.

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 25100-2011. — Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 25584-90. Грунты. Метод лабораторного определения коэффициента фильтрации.

ГОСТ 8269.1-97. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы химического анализа.

ГОСТ 26262-2014. Грунты. Методы полевого определения глубины сезонного оттаивания.

ГОСТ 26423-85. Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки.

ГОСТ 30416-2012. Межгосударственный стандарт. Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения.

3. Термины и определения.

В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями, учитывающие ГОСТ 29213-91 (ИСО 896-77) и соответствующие требованиям рекомендаций [1-5]*.

Как выбрать стабилизатор напряжения для дома. Коротко и ясно

* Поз.[5]-[27] См. раздел Библиография. — Примечание изготовителя базы данных.

3.1. Термины и определения, относящиеся к элементам дорожной конструкции

3.1.1 Дорожная конструкция: Многослойная система, состоящая из дорожной одежды и земляного полотна под дорожной одеждой.

3.1.2 Дорожная одежда: Искусственная конструкция в пределах проезжей части автомобильной дороги, состоящая из дорожного покрытия и слоев основания (одного или нескольких) воспринимающая многократно повторяющееся воздействие транспортных средств и погодно-климатических факторов, обеспечивающая передачу возникающих усилий на грунт земляного полотна.

3.1.3 Дополнительные слои основания (морозозащитные, теплоизоляционные, дренирующие и др.): Слои между основанием и подстилающим грунтом на участках с неблагоприятными погодно климатическими и грунтово-гидрологическими условиями.

3.1.4 Земляное полотно: Дорожное сооружение, служащее основанием для размещения конструктивных слоев дорожной одежды и других элементов дороги, строится в виде насыпей или выемок, а на косогорах — в виде полунасыпи — полувыемки и к земляному полотну относятся связанные с ним водоотводные сооружения: кюветы, канавы, резервы, дренажные устройства, а ширина земляного полотна — расстояние между бровками — нормируется в зависимости от категории дорог.

3.1.5 Насыпь: Геотехническое сооружение, имеющее заданный поперечный профиль, устраиваемое из природных или техногенных грунтов путем их послойной отсыпки и уплотнения до требуемой степени плотности различными способами.

3.1.6 Основание: Несущая прочная часть одежды, обеспечивающая совместно, с покрытием перераспределение и снижение давления на расположенные ниже дополнительные слои или грунт земляного полотна (подстилающий грунт).

3.1.7 Основание из укрепленных грунтов: Конструктивный нижний слой дорожной одежды, устроенный из грунтов, обработанный органическими или неорганическими вяжущими в присутствии различных добавок или без них с помощью грунтосмесительной техники или в стационарной установке с вывозом смеси на дорогу и уплотненный, устраивается под усовершенствованные покрытия, а на дорогах IV и V категорий.

3.1.8 Покрытие: Верхняя часть одежды, воспринимающая усилия от колес автотранспортных средств и подвергающиеся непосредственному воздействию атмосферных факторов. Может устраиваться из укрепленных грунтов при строительстве местных и внутрихозяйственных дорог с защитным слоем износа.

3.1.9 Рабочий слой: Верхняя часть земляного полотна, располагающаяся в пределах земляного полотна от низа дорожной одежды на 2/3 глубины промерзания, но не менее 1,5 м от поверхности покрытия проезжей части.

3.1.10 Стабильные грунты и слои насыпи: Слои, отсыпанные из сыпучих (или сыпучемерзлых), а также талых связных непучинистых грунтов, плотность которых в насыпи соответствует нормам.

3.2 Термины и определения, относящиеся к материалам (стабилизаторам и грунтам)

3.2.1 Анионные (анионактивные) ПАВ: ПАВ, которые в водных щелочных растворах диссоциируют с образованием отрицательно заряженного иона (аниона), применяются в качестве стабилизаторов при обработке грунтов. ПАВ, состоящие из гидрофильной части (содержат карбоксильные, сульфонатные, сульфатные или фосфатные группы) и гидрофобной части (алкильные или алкиларильные группы, содержащие в гидрофобной цепи 12-18 атомов углерода).

3.2.2 Амфолитные (амфотерные) ПАВ: ПАВ, которые в водных растворах в зависимости от среды проявляют разные свойства: в кислой — катионные, в щелочной — анионные, являются универсальными стабилизаторами при обработке грунтов.

3.2.3 Вяжущее вещество (материал): Активная добавка, вступающая в химическую реакцию с грунтом и/или грунтовыми водами и образующее с грунтом новые структурные связи.

3.2.4 Вяжущее вещество цементного типа: Цемент, известь, гипс, печной шлак, зольная пыль, торфяная зола, кремнеземная пыль и иные материалы, используемые для химического укрепления грунтов.

3.2.5 Грунт: Горные породы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.

3.2.6 Грунт органического происхождения: Грунт, содержащий органические вещества.

3.2.7 Грунт земляного полотна: Естественный или техногенный грунт, уплотненный до требуемой степени плотности и служащий основанием для конструкции дорожной одежды.

3.2.8 Диспергаторы: Поверхностно-активные вещества, активные на границе двух несмешивающихся жидкостей или на твердых поверхностях раздела, не образующие структур ни в объеме, ни в поверхностных слоях.

3.2.9 Ионогенные поверхностно-активные вещества: ПАВ, которые при растворении в воде диссоциируют на ионы-анионы или катионы (в зависимости от того, какими ионами обусловлена поверхностная активность вещества), применяется для обработки грунтов в дорожном строительстве.

3.2.10 Катионактивные ПАВ: ПАВ, которые при диссоциации в кислых растворах образуют положительно заряженные ионы — катионы, используются в качестве стабилизаторов при обработке грунтов. ПАВ, содержащие атом азота, несущий положительный заряд, т.е. это амины или четвертичные аммониевые соединения, четвертичные аммониевые соединения нечувствительны к изменению рН.

3.2.11 Микроэмульсии: Смеси масла, воды и ПАВ, состоят из отдельных агрегатов, разделенных монослоем ПАВ, это термодинамически устойчивые системы, размеры агрегатов составляют ~10 нм, образуются при высокой концентрации ПАВ, межфазные пленки «масло»- вода могут иметь большую кривизну.

3.2.12 Минеральные добавки: Высокодисперсные материалы, природного или искусственного происхождения, содержащие в своем составе минералы.

3.2.13 Неионогенные (неионные): ПАВ, которые в водных растворах не образуют ионов, но растворимость их обусловлена наличием функциональных групп, имеющих сродство к воде; ПАВ, содержащие в качестве полярных групп полиэфирные, либо полигидроксильные фрагменты.

3.2.14 Поверхностно-активные вещества (ПАВы): Химические соединения или полимерные добавки, которые адсорбируются на поверхностях раздела жидкостей (например, воды) и влияют на их физико-химические или химические свойства, применяются в дорожном или аэродромном строительстве.

3.2.15 Связный грунт: Грунт, сохраняющий вязкость в процессе изменения его формы и характеризуемый тем или иным числом пластичности более 1.

3.2.16 Стабилизаторы: Многокомпонентные системы, включающие в своем составе, в основном, поверхностно-активные вещества как ионогенного типа, так и неионогенного и обладающие свойствами гидрофобизаторов, суперпластификаторов, полимеров, применяемые в строительстве для обработки грунтов с целью изменения их водно-физических свойств.

3.2.17 Стабилизаторы структурированные: То же, что и стабилизаторы, но содержащие в своем составе вяжущие (до 2%, более 2%), для ускорения взаимодействия ПАВ с грунтом, применяются для изменения водно-физических и физико-механических свойств грунтов.

3.2.18 Стабилизаторы наноструктурные: Стабилизаторы катионактивные, анионактивные, универсальные, включающие в своем составе добавки с наночастицами (природные — песчаные или грунтовые порошки, искусственные порошковые смеси).

3.2.19 Стабилизаторы универсальные: стабилизаторы амфолитные по п.3.2.2.

3.2.20 Эмульсии: Это дисперсии одной жидкости в другой; при этом эти две жидкости не смешиваются друг с другом, капли жидкости в эмульсии образуют дисперсную фазу, а окружающая их жидкость — дисперсионную среду. Эмульсии делят на два основных типа: «масло» в воде и вода в «масле». «Масло» подразумевает органическую фазу. Эмульсии неустойчивы и во времени расслаиваются, размеры капель эмульсии относительно большие: 110 мкм. Они стабилизируются умеренным количеством ПАВ (56% в расчете на водную фазу), кривизна межфазной поверхности «масло»-вода небольшая.

3.2.21 Эмульгаторы: ПАВ (поверхностно-активные вещества), понижающие межфазное натяжение до низких значений и быстро диффундирующие ко вновь возникающей межфазной поверхности, т.к. только при условии образования монослоя ПАВ она будет устойчива к коалесценции (примеры: алкилсульфаты, алкилсульфонаты, соли жирных кислот, лецитин и др.).

3.3 Термины и определения, относящиеся к свойствам, явлениям, характеристикам и технологическим процессам.

3.3.1 Адсорбция ПАВ на межфазных границах: Движущей силой адсорбции ПАВ на поверхностях и на межфазных границах является снижение свободной энергии границы раздела, стремление ПАВ концентрироваться на межфазных границах является их фундаментальным свойством. Чем сильней эта способность, тем выше эффективность ПАВ. Степень концентрирования ПАВ на поверхности зависит от их строения и природы контактирующих ПАВ. Эффективное ПАВ должно иметь низкую растворимость в жидких фазах. ПАВ, нерастворимые в воде и в неполярных жидкостях, локализуются на межфазных границах и очень эффективно снижают межфазное натяжение.

3.3.2 Гидроизоляция: Предотвращение или ограничение перемещения жидкостей.

3.3.3 Гранулометрический состав: Количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах.

3.3.4 Динамическое поверхностное натяжение: Это изменение поверхностного натяжения до момента достижения равновесия, при равновесии компонент с более низким поверхностным натяжением адсорбируется на поверхности, а поверхностное натяжение раствора понижается.

3.3.5 Дренирование: Сбор и перенос осадков, грунтовой воды и других жидкостей в плоскости материала.

3.3.6 Капиллярное водонасыщение: Процесс поглощения воды грунтом при уровне воды не более 3 мм от низа грунта. Определение капиллярного водонасыщения проводят в ванне с гидравлическим затвором в течение 3 суток. За величину капиллярного водонасыщения принимают количество воды, поглощенное образцом, выраженнное в % первоначального объема образца.

3.3.8 Степень гидрофобизации грунта, обработанного стабилизатором: Показатель, характеризующий гидрофобность грунта, численно равный отношению влажности обработанного грунта к влажности исходного грунта на пределе текучести, где — влажность грунта в % , а W — влажность на границе текучести гидрофобизированного (обработанного стабилизатором) грунта ;

W- влажность на пределе текучести исходного грунта.

3.3.9 Межфазное натяжение: Это свободная поверхностная энергия (по (поверхностное натяжение) на границе двух несмешивающихся или частично смешивающихся жидкостей, причина несмешиваемости обычно заключается в большой разнице сил когезии, действующих между молекулами каждой жидкости, поэтому на межфазной поверхности возникает нескомпенсированная сила.

Источник: docs.cntd.ru

Технология стабилизации грунтов

На сегодняшний день нами освоена новая технология строительства дорожной конструкции и обустройства площадок под различное назначение от складских терминалов до заводских цехов. В целях повышения надежности, прочности и долговечности, т.е. срока службы дорожной конструкции, целесообразно применение технологии стабилизации (укрепления) грунтов.

Стабилизация грунта – это процесс подготовки подстилающего грунта для обеспечения более высокой устойчивости дороги под нагрузкой, чтобы она могла лучше выдерживать сильные нагрузки транспортного движения. Стабилизация включает тщательное измельчение и смешивание грунта с соответствующими связующими материалами для того, чтобы после качественного уплотнения и затвердевания грунт стал более плотным (прочным) и обеспечивал более крепкую основу. Хорошая стабилизация подстилающего грунта, и соответствующее уплотнение грунта являются залогом надежности и долговечности законченного проекта. Одним из факторов, влияющих на успех работы, является то, что дорожное покрытие станет более устойчивым к погодным условиям и морозу. Методы стабилизации дают такие же результаты, как в случае с восстановлением старых, пришедших в негодность дорог, взлетно-посадочных полос или площадок для автомобильных парковок.

Преимущества

• Повышенная стойкость
• Более высокий модуль упругости
• Низкая проницаемость
• Снижение толщины дорожного покрытия
• Минимизация земляных работ
• Использование непригодных материалов для строительства
• Не нужно перемещать грунты
• Нужно меньше техники
• Сокращаются затраты благодаря процессу смешивания на месте
• Сокращается общее время строительства

Где применяется

• Дорожное строительство всех категорий
• Сельские дороги
• Лесные дороги
• Грунтовые, временные дороги
• Логистические терминалы, склады
• Торговые центры, паркинги
• Промышленные площадки
• Многоэтажное строительство
• Железные дороги, трубопроводы
• Объекты для армии, аэродромы

Описание метода стабилизации

Технология стабилизации грунта с использованием неорганических вяжущих материалов применяется в строительстве более 60 лет как в нашей стране, так и во многих зарубежных странах. Стабилизация грунта – это эффективный способ создания оснований под различные покрытия (дорог, площадок и т.д.). Она представляет собой процесс тщательного измельчения и смешивания грунта с соответствующими органическими или неорганическими связующими материалами с последующим уплотнением. Современное оборудование позволяет эффективно проводить стабилизацию грунта непосредственно на месте на глубину до 50 см за один рабочий проход с большой точностью дозировки вяжущих материалов.

Основным рабочим органом холодных ресайклеров является фрезерно- смесительный барабан с большим количеством специальных резцов. Вращаясь, обычно против направления движения машины, он разрушает и измельчает материал дорожной одежды.

При движении машины с вращающимся фрезерно- смесительным барабаном в его смесительную камеру впрыскивается вода, подаваемая из автоцистерны по гибкому шлангу. Количество воды точно дозируется насосом с микропроцессорным управлением, вращающийся барабан хорошо перемешивает ее с материалом, измельченным фрезерным барабаном, чтобы влажность получаемой смеси была оптимальна для ее уплотнения. Жидкие вяжущие, такие как цементно- водная суспензия или битумная эмульсия, отдельно друг от друга или в их комбинации могут быть также добавлены непосредственно в смесительную камеру таким же способом. Порошкообразные вяжущие, например, гашеная известь или цемент обычно распределяются перед ресайклером слоем, наносимым на поверхность существующей дороги. Ресайклер, фрезеруя существующую дорожную одежду вместе с порошковым вяжущим, за один проход перемешивает его с измельченным материалом и добавляемой водой.

Схема процесса

Работы по стабилизации грунта начинаются с лабораторного подбора вяжущих. Площадка должна быть предварительно выровнена, растительный слой почвы удален.

Перед ресайклером на площадку выходит распределитель цемента, который в соответствии с заданной рецептурой рассыпает по поверхности заданное количество вяжущего. К ресайклеру подсоединяется водовоз из которого в смесительную камеру ресайклера поступает вода, количество которой автоматически дозируется для получения определенной влажности. После прохода ресайклера увлажненный грунт, перемешанный со стабилизатором, уплотняется катками, а затем поверхность профилируется грейдером и окончательно уплотняется. Технологический процесс от распределения цемента до окончателного уплотнения непрерывен. По окончании работ стабилизированный грунт подвергается лабораторным испытаниям.

В результате проделанных операций верхний слой грунта превращается в монолитную плиту с повышенной прочностью, несущей способностью, устойчивостью к статическим и динамическим нагрузкам, а также сопротивлением размыву и просадкам. Такое основание во многих случаях позволяет полностью отказаться от использования песка и щебня.

Источник: pkfsb.com

Классификация стабилизаторов грунтов в дорожном строительстве

При разработке Дорожной классификации стабилизаторов учитывался накопленный отечественны й и зарубежный опыт использования химических добавок (стабилизаторов) и вяжущих для улучшения свойств грунтов в дорожном строительстве. Однако, применительно к отечественной практике дорожного строительства, следует четко разграничить две параллельно существующие, но принципиально различные технологии: технологию стабилизации грунтов и технологию укрепления грунтов.

Технология стабилизации отличается тем, что глинистые грунты обрабатываются только теми видами стабилизаторов, которые не содержат вяжущих как структурообразующих элементов, т.е. согласно Общей классификации (см. рисунок) к ним следует относить катионные (катионоактивные), анионные (анионоактивные), универсальные и наноструктурированные стабилизаторы.

С помощью технологии стабилизации изменяется в положительную сторону практически весь комплекс водно-физических свойств глинистого грунта. При этом увеличивается его гидрофобность. За счет уменьшения коэффициента фильтрации снижается его водопроницаемость. Также снижаются, вплоть до полного исключения, пучинистость и набухаемость грунтов. Уменьшается высота капиллярного поднятия и оптимальная их влажность с одновременным ростом максимальной плотности при стандартном уплотнении (ГОСТ 22733-2002).

Технологию стабилизации следует рекомендовать к применению для грунтов, укладываемых в рабочем слое земляного полотна, так как наиболее интенсивно процессы водно-теплового режима (ВТР) и влагопереноса затрагивают, главным образом, верхнюю часть земляного плотна дорожной конструкции. При этом стабилизация грунтов рабочего слоя не только благоприятно повлияет на ВТР, но и даст возможность укладывать местные тинистые грунты, ранее не пригодные для использования в этом элементе дорожной конструкции, за счет подъема их водно-физических характеристик по водопроницаемости (ГОСТ 25584-90), пучинистости (ГОСТ 28622-90), набухаемости (ГОСТ 24143-80) и размокаемости (ГОСТ 5180-84) до требуемых величин.

Технология комплексной стабилизации отличается тем, что глинистые грунты обрабатываются структурированными стабилизаторами (см. рисунок 1), т. е. теми, которые содержат в своем составе вяжущее, либо любыми другими стабилизаторами в количестве, не превышающем 2% по массе грунта, либо применяются все другие виды стабилизаторов, согласно их Общей классификации (см. рисунок 1, рисунок 2), но с дополнительным внесением в грунт вяжущего в тех же количествах.

Технологии комплексной стабилизации глинистых грунтов, кроме улучшения их водно-физических свойств, способствует образованию жестких кристаллизационных связей, что положительно сказывается на увеличении физико-механических характеристик грунтов и в первую очередь таких, как сдвиговая прочность и модуль деформации.

Увеличение прочностных и деформационных характеристик комплексно стабилизированных глинистых грунтов дает возможность использовать их для устройства не только рабочего слоя, но и для обочин, а также грунтовых оснований дорожных одежд и покрытий местных (сельских) дорог. Увеличение количества используемого при обработке грунта вяжущего сверх 2% по массе при сохранении количества вводимых в грунт добавок стабилизаторов (до 0,1 % по массе) переводит технологию стабилизации грунтов в технологию укрепления грунтов, которую с учетом наличия добавок следует характеризовать как технологию комплексного укрепления грунтов.

Наличие в укрепленном глинистом грунте добавок стабилизаторов, во-первых, приводит к снижению требуемого расхода вяжущего и, во-вторых, дает возможность увеличить морозо- и трещиностойкость укрепленных грунтов.

Комплексно укрепленные грунты также как груты укрепленные следует применять в качестве оснований в конструкциях дорожных одежд в соответствии с ГОСТ 23558-94.

С учетом изложенного, Дорожная классификация стабилизаторов (см. рисунок 2) составлена по целевым функциям обработки грунтов добавками. Это означает, что в зависимости от конечной функции обработанного стабилизаторам и грунта, выбирается определенный вид обработки грунта с учетом свойств грунта по показателю pH и вида совместимого с этим грунтом стабилизатора.

Также по функции свойств грунта определяется назначение получаемого материала в требуемый конструктивный элемент дорожной одежды и земляного полотна автомобильной дороги. Поэтому прикладной характер Дорожной классификации стабилизаторов выражен в ее функциональной направленности, т.е. она четко отражает цель и область использования стабилизатора в дорожной конструкции. Поэтому выделяются следующие основные целевые функции:

Первая функция — гидрофобизация грунта в рабочем слое.

Вторая функция — структуризация (совместно с гидрофобизацией) грунта в основаниях дорожных одежд.

Третья функция — повышение морозо- и трещиностойкости укрепленных грунтов в конструктивных слоях дорожных одежд.

Все выделенные целевые функции процесса воздействия на грунт добавками стабилизатора реализуются с помощью сходной технологии, в основе шторой лежит объединение грунта с добавками и его уплотнение при оптимальной влажности.

Различие в физико-механических свойствах грунтовой смеси зависит от вида и количественных соотношений стабилизатора и вяжущего в грунте и вида последнего. Поэтому в качестве основы деления наиболее общего и широкого понятия «Обработка грунтов добавками» выбраны следующие основные признаки.

Класс: Определяется глубиной воздействия и степенью изменения структурных и физико-механических характеристик фунта.

Вид: Определяется типом добавок и их количественным соотношением, с помощью которых реализуется требуемый уровень изменения физико-механических характеристик фунта.

Подвид: Определяется условиями совместимости в фунтовой смеси знака заряда ионов стабилизатора и видом фунтов по pH (кислые, щелочные, нейтральные).

В разработанной Дорожной классификации стабилизаторов рассматриваются лишь те материалы и добавки, а также виды и разновидности грунтов, которые получили наиболее широкое применение и имеют положительный практический опыт. Исходным продуктом в Дорожной классификации являются стабилизаторы, виды которых соответствуют их Общей классификации (см. рисунок).

Источник: cemdor.ru

Технология укрепления грунта

Сегодня поговорим о такой теме, как строительство дорог с применением стабилизирующих технологий при обработке грунта. На самом деле, тема может показаться легкой, однако существуют определенные нормы и правила при возведении даже относительно небольших участков и дорог не только общего пользования, а, к примеру, внутри дворовых. Основной тезис заключается в правильном понимании того, какой должна быть технология укрепления грунта и его стабилизации.

Строительство дорог по технологии стабилизации грунта

Впервые подобная технология была испытана и внедрена ещё в начале 80-х годов в Америке, затем нашла своих поклонников в Европе, в том числе в России. Как и ранее, стабилизация грунта или точней основания (подушки) является оптимальным и с одной стороны выгодным шагом, позволяющим в определенной местности и в некоторых случаях обустроить дорожной полотно без использования таких привычных материалов как асфальт или бетон.

Подобная методика характерна не только при строительстве грунтовых дорог, но при реконструкциях насыпей под Ж/Д линии, при строительство асфальтовых или бетонных дорог. Кроме того, широкое применения технология нашла при устройстве искусственных водоемов, где требуется уплотнение почвы.

Стабилизаторы, используемые при данной технологии, позволяют использовать местный материал, к примеру, глину, песок для устройства основания под дорогу. Это выгодно с экономической точки, да и в тяжелых условиях строительства, где нет стабильного подвоза классических строительных средства, использование подобных местных стабилизаторов и материалов вполне обосновано.

Укрепление и стабилизация грунтов

Под укреплением и стабилизацией почвы понимают один из способов, используемых строителями при повышении износостойкости и прочности дорожного полотна, увеличениях сроков использования, а также необходимости сокращения расходов на строительство. По подсчетам специалистов, подобная технология позволяет сэкономить где-то в 1,5 раза на затраты для традиционных материалов.

Кроме того, укрепление грунтов гарантирует сокращение объёмов привозимого грунта для формирования той же дорожной одежды.

Вы должны понимать, как и любой процесс подобная технология включает некоторые этапы. Прежде, чем рассмотрим этапность работы, хотелось бы напомнить, что стабилизация грунта обязательно включает в себя использование специальных минеральных добавок, в том числе цемента. Они позволяют повысить показатели прочности, а также значительно увеличить устойчивость к образованию в будущем трещин или ям.

Что касается самого процесса, то подразумеваются следующие этапы:

1. Определение характеристик грунта, предварительное исследование.
2. Подготовка и разработка специального состава для стабилизации.
3. Выемка лишнего объёма грунтов.
4. Обустройство определенных уровней почвы и оснований, в которых будет достаточно минеральных примесей.
5. Уплотнение по средство динамики и статики.
6. Произведение контроля за проводимыми работами.

Технология укрепления грунтов укрепляющими растворами

В мире существует огромный арсенал средств, различных химических реагентов, позволяющих закреплять грунт на достаточно продолжительный период. К преимуществам подобного метода можно причислить:

• высокий уровень механизации для проведения всех операций;
• гарантия упрочнения грунта до заданных параметров согласно проектов;
• небольшая трудоемкость;
• сокращение ручного труда.

Относительно недавно была разработана технология под названием газовая силикатизация. Под ней понимается применение в качестве укрепления грунта углекислого газа и раствора жидкого стекла.

По технологии изначально необходимо «накачать» почву углекислым газом под давлением в пределах 0.2 МПа. Это позволяет активировать минеральные частицы грунта. Затем вводят раствор жидкого стекла с начальной плотностью в пределах от 1.19 до 1.30 г. на см3.

Помимо выше указанной технологии был разработан метод электросиликатизации, во время которого при нагнетании в грунт гелеобрзующих смесей на основе силиката и натрия подается напряжение. Потребление электричества зачастую составляет до 30 кВт на 1 м3. Что касается потребления растворов, то он абсолютно такой же, как и в случае газосиликатиции.

Технология стабилизации грунта

Суть подобной технологии заключается во введении в почву необходимых добавок (минеральных), позволяющих повысить механические свойства. При этом грунт значительно измельчается и смешивается с необходимыми минеральными компонентами для последующего уплотнения. При этом ещё на момент проектирования разрабатывается и определяется необходимый состав компонентов.

После тщательного смешивания измельченных материалов со связующими частицами получается настоящая плита, словно монолит, как раз и образующая необходимое дорожное основание.

К конкретным преимуществам подобной технологии можно отнести:

• сокращение стоимости работ;
• сокращение времени на работу;
• обеспечение высокой эксплуатационной устойчивости.

Плюсы технологии

Технология укрепления и стабилизации почвы, как уже выяснили, достаточно популярна не только в нашей стране, но за рубежом. Самое интересное, что по правилам при использовании подобной технологии проводить обустройство дорожных покрытий можно даже в зимний период. Поэтому никакие климатические условия не могут стать проблемой и преградой. Но нужно понимать, что для этого необходимо полное соответствие работам и используемым компонентам.

В целом, можно выделить следующие группы преимуществ:

1. Препятствие при попадании влаги на основание, соответственно высокая устойчивость к эрозии, размоканию и морозостойкости. Единственное исключение в невозможности справится с морозным пучением грунта.
2. Повышенный, так называемый модуль упругости, сдвигоустойчивости, соответственно снижается эластичность. Вместе с этим гарантируется возможность снижения слоя асфальтобетона вплоть до 50%, исключается просадка, образование колей, а также исключается появление трещин.
3. Используется материал, в частности, грунт, находящийся уже непосредственно на строительной площадке, в редких случаях привозной. Соответственно экономим на привозных материалах и на затратах для транспортировки.

Часто встречающиеся ошибки

К распространенным ошибкам можно отнести:

По итогу хотелось бы выделить следующее, что при подготовке любого объекта и производимых работах, используя технологию стабилизации и укрепления, важно подходить ответственно к проведению в целом работ. Уделять внимание проектированию, инженерно техническому и лабораторному анализу. Без грамотного контроля по составу смеси конечный результат, как экономическая эффективность, будет утерян.

Источник: rovnayadoroga.ru

Инновационные материалы — добавки и стабилизаторы для укрепления грунтов

Клековкина, М. П. Инновационные материалы — добавки и стабилизаторы для укрепления грунтов / М. П. Клековкина, К. В. Филиппова. — Текст : непосредственный // Техника. Технологии. Инженерия. — 2017. — № 3 (5). — С. 31-34. — URL: https://moluch.ru/th/8/archive/62/2486/ (дата обращения: 11.10.2022).

Стабилизаторы — широкий класс разных по составу и происхождению веществ, которые в малых дозах положительно влияют на активизацию физико-химических процессов в грунтах, увеличивая плотность, влагостойкость и морозостойкость грунтов, снижая их пучинистость.

Назначение стабилизаторов в дорожной конструкции:

− гидрофобизация грунта в рабочем слое;

− структуризация (в совокупности с гидрофобизацией) грунта в основаниях дорожных одежд;

− повышение морозо- и трещиностойкости у стабилизированных грунтов в конструктивных слоях дорожных одежд.

Стабилизаторы грунтов характеризуются как многокомпонентные системы, которые имеют, преимущественно, кислую среду, обладают свойствами поверхностно-активных веществ. В состав стабилизаторов, как правило, входят суперпластификаторы, гидрофобизаторы, сложные органические соединения, которые включают сложноэфирные группы и ионогенные комплексы.

Стабилизаторы рекомендуются к применению в виде разбавленного водяного раствора. Вода активизируется за счет ионизации, после того, как стабилизатор растворится в ней. На состояние глинистых и коллоидных частиц грунта раствор стабилизатора влияет активнее всего.

Он изменяет их заряд за счет энергичного обмена электрическими зарядами между ионизированной водой и частицами почвы. После обмена зарядами с ионизированной водой, между грунтовыми частицами нарушаются естественные связи с капиллярной и пленочной водой. Вода легко отделяется от частиц грунта, тем самым, создавая благоприятные условия для уплотнения грунтов.

Стабилизаторы можно разделить по составу и природе взаимодействия с грунтами на следующие группы:

− ионные закрепители связных грунтов с числом пластичности от 1 до 22, при содержании песчаных частиц не менее 40 %;

− полимерные эмульсии, предназначенные для укрепления всех разновидностей крупнообломочных и песчаных грунтов, содержащих в своем составе пылеватые и глинистые частицы в количестве не менее 15 % по массе. Эффект стабилизации грунтов стабилизаторами второго типа обусловлен распадом эмульсии (испарением воды) и отверждением полимера;

− стабилизаторы основанные на ферментах, биологические и наноструктурированные вещества.

В электронную базу данных, разработанную ООО «СПбГАСУ-Дорсервис» в рамках выполнения НИР на тему: Создание базы данных расчетных характеристик материалов и грунтов с улучшенными характеристиками при проектировании нежестких дорожных одежд» включены следующие инновационные композиции и вяжущие, применяемые для укрепления грунтов:

− битумно-полимерные композиции (БПК) [1], применяемые в сочетании с минеральными вяжущими для укрепления связных грунтов, в том числе техногенных;

− полифилизаторы: «ПГСЖ — 1», изготовленный на основе концентрата добавки «Консолид 444», «ПГСБ — 2» — на основе концентрата добавки «Консервекс», «ПГСП– 3 на основе концентрата добавки «Солидрай» — смеси катионных поверхностно-активных веществ [2]. Полифилизаторы «ПГСЖ — 1» вместе с «ПГСП — 3» или «ПГСЖ — 1» вместе с «ПГСБ» применяются для стабилизации всех видов песчаных и глинистых грунтов;

− Nicoflok — полимерная добавка, работающая совместно с цементом, полученная на основе редиспергируемых полимерных порошков и минеральных наполнителей [3], обеспечивает возрастание прочностных показателей и модуля упругости по сравнению с обычным цементогрунтом;

− добавка-стабилизатор «NanoSTAB» — водная дисперсия стирол-бутадиенового полимера SIO2. Предназначается вместе с цементом для использования в качестве отверждающей присадки для укрепления супесчаных, песчаные, крупнообломочных и техногенных (в том числе асфальтогранулята) грунтов [4];

− Концентрат Полибонд — жидкость, включающая ПАВ и цитрусовое масло, способствующее процессу ионного обмена, поляризующее глинистые частицы грунта [5]. Применяется совместно с неорганическими вяжущими для укрепления грунта рабочего слоя и конструктивных слоев основания;

− модификатор «RoadCem» [6] совместно с цементом используется для укрепления грунтов и асфальтовой крошки (асфальтогранулята). Полученные по технологии «RoadCem» конструктивные слои дорожной одежды имеют повышенную распределительную способность, что обеспечивает снижение давления от подвижной нагрузки на грунтовое основание.

− добавка «NovoCrete» [7] совместно с цементом применяется для устройства несущих и дополнительных слоев оснований. Природные супесчаные, песчаные, крупнообломочные грунты и техногенные (асфальтогранулят) обрабатываются минеральными вяжущими совместно с добавкой NovoСrete в смесительных установках или методом смешения на дороге с использованием ресайклера;

− ионоактивные современные материалы Perma-Zume и «Дорзин» — стабилизаторы третьего типа, основанные на ферментах, являющихся композицией веществ, в основном, образовавшихся в процессе культивирования организмов на комплексной питательной среде с некоторыми добавками [8]. Применяются для стабилизации суглинков (от легких пылеватых до тяжелых пылеватых) и глин (легких пылеватых).

− стабилизатор «ANT» — комплексное органическое соединение, которое является поверхностно-активным веществом, полученным в результате катализа, с добавления комплекса химических элементов к органическим веществам [9]. Грунты, обработанные неорганическими вяжущими с добавкой «ANT» применяют на всех категориях автомобильных дорог, во всех климатических зонах. На дорогах низких категорий существенно уменьшается материалоемкость дорожной одежды;

− LBS — жидкий силикатно-полимерный стабилизатор грунта. При внесении водного раствора LBS в грунт обеспечивается необратимое изменение физико-механических свойств грунта за счет химического воздействия, путем ионного замещения пленочной воды на поверхности пылеватых частиц молекулами стабилизатора, которые обладают водоотталкивающим действием.

Обработанный стабилизатором грунт становится более прочным и практически водонепроницаемым, что делает его устойчивым к воздействию любых климатических условий. Связные грунты после воздействия на них LBS переходят в разряд непучинистых или слабопучинистых и ненабухающих или слабонабухающих. Модуль упругости для грунтов (от супеси песчанистой до суглинка тяжелого), стабилизированных LBS, достигает 160–180 МПа. Такие грунты имеют также более высокие, по сравнению с нестабилизированными грунтами в сухом состоянии, показатели устойчивости на сдвиг.

На рис. 1 показан пример применения стабилизированных грунтов на автомобильной дороге 3 категории.

Рис. 1. Устройство основания из стабилизированного грунта

Преимущества применения грунтов, стабилизированных инновационными добавками:

− возможно использовать пылеватые грунты для создания стабильных слоев;

− возможно смешивать грунт с добавками в стационарных условиях с последующим вывозом смеси на объект строительства;

− наблюдается уменьшение водонасыщения обработанного грунта вплоть до полной водонепроницаемости. Практически полное отсутствие капиллярного подъема воды обеспечивает повышение допустимых нагрузок на дорожную одежду;

− допустимая прочность конструктивных слоев может сохраняться во влажные периоды года из-за постоянного влагосодержания обработанного грунта;

− механические (прочность на сжатие и изгиб) и деформативные (модуль упругости) характеристики грунтов после введения добавок увеличиваются в 3–5 раз и выше;

− строящаяся дорога используется для движения автотранспорта немедленно после необходимого по технологии уплотнения грунта тяжелым виброкатком;

− снижается стоимость строительства дорог различных категорий на 10–15 %;

− ускоряются сроки строительства дороги;

− продлевается срок службы дороги без капитального ремонта;

− используются местные грунты вместо дорогих и дефицитных привозных материалов.

1. СТО 79954613 001–2014. Грунты, обработанные раствором битумно-полимерной композиции на водном растворе «Стандарт» для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия. — Ижевск, 2014. — 68 с.
2. СТО 98983709–002–2010 Смеси грунтовые, обработанные полифилизаторами «ПГСЖ 1», «ПГСП 3», «ПГСБ 2» для автодорожного и аэродромного строительства; введ. с 01.04.10. — М, 2010. — 31 с.
3. СТО 13881083–001–2009. Полимерцементогрунтовая смесь «Nicoflok» в дорожном строительстве. — СПб., 2009. — 10 с.
4. СТО 001–2012 Грунты, укрепленные цементом совместно с добавкой «NanoSTAB» для дорожного строительства; введ. с 16.03.2012. — М. 2012. — 20 с.
5. СТО 69646750–001–2011. Смеси грунтовые асфальтограноулобетонные, укрепленные добавкой Полибонд, для автодорожного, железнодорожного и аэродромного строительства; введ. с 12.04.2011. — М., 2011. — 61 с.
6. СТО 01393679–001–2012. Грунты укрепленные цементом совместно со стабилизатором «RoadCem» для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия. — М. 2012. — 12 с.
7. СТО 1–2011. Грунты, укрепленные цементом совместно с добавкой «NovoCrete» для дорожного и аэродромного строительства; введ. с 01.02.2011. — М., 2011. — 24 с.
8. СТО 13548260–002–2011. Материалы каменные и грунты, обработанные цементом с добавкой ферментного препарата «Дорзин». Технические условия; введ. с 13.01.2011.- М., 2011. — 33 с.
9. СТО 60929601.003–2012. Грунты, укреплённые стабилизатором «ANT», для автодорожного строительства; введ. с 18.04.2012.- ЗАО «АНТ-Инжиниринг». – 53 с.

Основные термины (генерируются автоматически): LBS, грунт, дорожная одежда, модуль упругости, основа концентрата добавки, стабилизатор, ионизированная вода, обработанный грунт, пленочная вода, укрепление грунтов.

Похожие статьи

К вопросу определения значений кратковременных модулей.

Действующие нормы проектирования дорожных одежд [1] указывают, что деформационные и прочностные характеристики грунтов следует назначать по региональным нормативно-техническим документам.

Стабилизация грунтов методом использования. | Молодой ученый

Стабилизация грунтов методом использования гидрофобизирующих добавок для.

медленное и глубокое промерзание грунтов под дорожной одеждой (на глубину более 0,5 м).

Особенности проектирования и строительства дорожных одежд.

Приведены основы технологии стабилизации грунтов вяжущими при помощи ресайклеров стабилизаторов. Ключевые слова: дорожная одежда, укрепленный грунт, ресайклер стабилизатор, деформация, главные напряжения.

Изучение вопроса повышения устойчивости откосов дорожных.

Ключевые слова: дорожная одежда, укрепленный грунт, ресайклер стабилизатор, деформация, главные напряжения. В любом регионе РФ имеются природные дисперсные грунты, которые широко применяют для строительства земляного полотна.

дорожная одежда, грунт, земляное полотно.

– минимально допустимый модуль упругости — 200 МПа; – интенсивность движения на конец срока службы Np = 4500 авт/сут

Особенности проектирования и строительства дорожных одежд. дорожная одежда, грунт, земляное полотно, фрезерно-смешивающий барабан.

Внедрение современных экспресс-методов для определения.

Рис. 1. Устройство основания из стабилизированного грунта. − механические (прочность на сжатие и изгиб) и деформативные (модуль упругости) характеристики грунтов после введения добавок увеличиваются в 3–5 раз и выше.

Повышение параметров прочности и деформируемости песков.

Основные термины (генерируются автоматически): песок, дорожная одежда, укрепленный грунт, укрепление грунтов, состав, сдвиг, результат испытаний, армирование грунтов, параметр прочности, грунт

Инновационные материалы — добавки и стабилизаторы для.

Исследование свойств стеновой керамики с использованием.

Модуль упругости для грунтов (от супеси песчанистой до суглинка тяжелого), стабилизированных LBS, достигает 160–180 МПа. Исследование влияния комплексных минеральных.

Новые материалы в дорожном строительстве | Статья в журнале.

При укреплении грунтов ШЩВ происходит взаимодействие между грунтами, вяжущим и

Заменой грунтов, песков щебеночных материалов могут быть отходы промышленности.

Ключевые слова: дорожная одежда, укрепленный грунт, ресайклер стабилизатор.

Источник: moluch.ru