RU2734749C2 - Сухая строительная смесь для укрепления и стабилизации грунта - Google Patents
Сухая строительная смесь для укрепления и стабилизации грунта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2734749C2 RU2734749C2 RU2018145701A RU2018145701A RU2734749C2 RU 2734749 C2 RU2734749 C2 RU 2734749C2 RU 2018145701 A RU2018145701 A RU 2018145701A RU 2018145701 A RU2018145701 A RU 2018145701A RU 2734749 C2 RU2734749 C2 RU 2734749C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- soil
- sodium
- stabilization
- strengthening
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
- E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
Abstract
Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для укрепления и стабилизации грунтов при создании грунтовых автомобильных дорог, при регенерации нижних (1-4 категории дорог) и верхних слоев (5-категория) асфальтобетона при реконструкциях и ремонтах дорожных одежд в ходе холодной регенерации и укрепления слоев, выполняемых из асфальтогранулята, щебня или песчано-гравийных смесей. Сухая строительная смесь для укрепления и стабилизации грунта включает, мас.%: меланин 0,01-0,5, волластонит 0,5-3,0, буроугольную золу-уноса 1,0-8,0, олеат натрия 0,01-0,5, суперпластификатор С3 2,0-5,0, цитрат натрия 0,01-0,1, лигносульфонат технический ЛСТ 0,1-1,0, доломитовую муку 0,5-3,0, известь гашеную 1,0-3,0, активный микрокремнезем 0,01-0,1, фторид натрия 0,01-0,1, сульфаты меди, аммония, железа 0,02-0,5, фибру 3,0-7,0, цемент – остальное. Технический результат – повышение прочности, морозоустойчивости, снижение водонасыщения и набухания грунта. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.
Description
Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для укрепления и стабилизации грунтов при создании грунтовых автомобильных дорог, при регенерации нижних (1-4 категории дорог) и верхних слоев (5-категория) асфальтобетона при реконструкциях и ремонтах дорожных одежд в ходе холодной регенерации и укрепления слоев, выполняемых из асфальтогранулята, щебня или песчано-гравийных смесей.
Одним из эффективных способов повышения несущей способности земляного полотна и дорожных одежд является применение составов для стабилизации различных грунтов.
На сегодняшний день, многие дороги эксплуатируются на грани возможностей, заложенных в них при строительстве: это и устаревшие конструктивные решения, и стремительное увеличение грузопотока и грузоподъемности подвижного состава. Все это приводит к тому, что нагрузки, которые испытывают дороги, превышают несущую способность существующих дорожных одежд. На сегодня всего лишь 2% региональных дорог соответствуют нормативному состоянию.
Проблема увеличения несущей способности строящихся объектов современной транспортной инфраструктуры во многих странах мира решается посредством применения новых технологий и материалов, которые позволяют как увеличить долговечность дорожного полотна, так и получить заметный экономический эффект за счет снижения сроков строительства и увеличения межремонтного срока эксплуатации этих объектов.
Одной из главных причин возникновения и развития деформаций дорожного полотна является резкое снижение несущей способности грунта при увеличении влажности выше объема пор. Для обеспечения стабильной несущей способности грунтов необходима стабилизация грунта и создание дорожного полотна с возможностью удаления воды.
Известна технология стабилизации грунта и строительства грунтовых дорог, нередко называемая классической, которая достаточно проста и универсальна и используется много лет в Европе, и особенно в Германии [http://www.estehnika.ru/stat03]. По этой технологии фрезой срезают грунт с естественной влажностью на глубину 20 см, вносят сухую смесь из извести 2-4% и цемента 9-15% и перемешивают. Уплотняют такую смесь после увлажнения катками, после чего окончательно профилируют. На такое подготовленное основание можно сразу наносить асфальтовое покрытие. Недостатками данной технологии являются большой объем перерабатываемого грунта и недостаточная прочность покрытия.
Известно множество материалов и способов, используемых для стабилизации грунтов под дорогой. Согласно классификации по Безрукову [http://www:allbeton.ru/article/353/32.html] стабилизацию грунта осуществляют гранулометрическими добавками (щебень, песок и т.п.), органическими соединениями (ПАВами, полимерными эмульсиями, битумами и т.д.), минеральными вяжущими (цемент, известь, гипс, жидкое стекло), растворами солей (хлористый кальций, хлористый натрий и т.д.), термической обработкой (местное топливо, газ, электроэнергия), электрохимической обработкой (постоянный ток с применением электролитов), комплексными методами.
Известна композиция для стабилизации грунтов, содержащая наполнитель, вяжущее и фермент [Патент РФ №198857, опубл. 01.01.1967 г.]. В качестве стабилизирующего материала используется доломитовая известь и цеолит, в качестве наполнителя щебень, в качестве фермента-уплотнителя - ПАВ на основе протеинов и Сахаров. Недостаток композиции - в потере свойств при эксплуатации, в т.ч. из-за неоптимального гранулометрического состава наполнителей.
Наиболее близким к заявляемому решению, является состав для стабилизации грунта, содержащий цемент, буроугольную золу уноса и растворимые соли кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Цемент | 5-50 |
Растворимые соли кальция | 1-3 |
Буроугольная зола уноса | Остальное |
[Патент РФ №2592588, опубл. 27.07.2016 г.].
Недостатком известного состава является недостаточные прочностные характеристики и высокие показатели водонасыщения и набухания.
Технический результат заключается в увеличении предела прочности грунтов и снижение показателей их водонасыщения и набухания.
Технический результат достигается тем, что сухая строительная смесь для укрепления и стабилизации грунта, включающая цемент, буроугольную золу уноса, известь, в качестве извести содержит известь гашеную и дополнительно содержит меланин, волластонит, олеат натрия, суперпластификатор С3, цитрат натрия, лигносульфонат технический, доломитовую муку, активный микрокремнезем, фторид натрия, сульфаты меди, аммония, железа, фибру, при этом содержит цемент марки не менее М500 или ЦЕМ II/А-Ш 42,5Н при следующем содержании компонентов, мас.%:
Меланин | 0,01-0,5 |
Волластонит | 0,5-3,0 |
Зола-унос | 1,0-8,0 |
Олеат натрия | 0,01-0,5 |
Суперпластификатор С3 | 2,0-5,0 |
Цитрат натрия | 0,01-0,1 |
Лигносульфонат технический ЛСТ | 0,1-1,0 |
Доломитовая мука | 0,5-3,0 |
Известь гашеная | 1,0-3,0 |
Активный микрокремнезем | 0,01-0,1 |
Фторид натрия | 0,01-0,1 |
Сульфаты меди, аммония, железа | 0,02-0,5 |
Фибра | 3,0-7,0 |
Цемент марки М не менее 500 или | |
ЦЕМ II/А-Ш 42,5Н | Остальное |
Задача, решаемая заявляемым техническим решением, заключается в разработке высокоактивного состава для укрепления и стабилизации грунтов, снижению показателей водонасыщения и повышению морозоустойчивости, позволяющего создать прочные грунтовые дороги, основания дорог, обочин дорог, различные площадки с высокой степенью восстановления (регенерации) несущей способности в ходе эксплуатации.
Поставленная задача решается с использованием вышеназванного состава сухой строительной смеси «ЦЕМДОР».
По результатам испытаний различных цементов были определены основные показатели, такие как нормальная густота цементного теста, сроки схватывания, равномерность изменения объема и др. На основании полученных результатов наиболее подходящим по своим физико-механическим свойствам является цемент марки не менее М500, который в совокупности с другими компонентами влияет на сокращение сроков набора прочности и на возможность управления кинетикой набора прочности путем варьирования сроками кристаллизации структурной решетки за счет изменения пропорций вводимых составляющих в смесь в интервалах пропорций, которые связаны с соответствующим расширением цементного камня, компенсирующего усадочные деформации.
За основу смеси выбран цемент марки М не менее 500 или ЦЕМ II/А-Ш 42,5Н.
В качестве наполнителей применяют следующие составляющие: меланин способствует ускорению набора прочности, зола-унос улучшает зерновой состав и упаковку смеси, олеат натрия способствуют увеличению показателя водостойкости, технический лигносульфонат совместно с активным микрокремнеземом улучшают технологические свойства смеси, доломитовая мука, известь гашеная улучшают процессы твердения, сульфаты натрия, аммония, железа увеличивают показатель морозостойкости.
Введение фибры и суперпластификатора также позволяет увеличить прочность материала, исключить трещинообразование. Так как грунты представляют собой сложную термодинамическую систему, которая является многофазной и неоднородной применение всех вышеперечисленных составляющих наполнителей в совокупности позволяет решить проблему накопления остаточных деформаций дорожных одежд, что в свою очередь будет способствовать увеличению срока службы объекта.
При использовании предлагаемой сухой строительной смеси «ЦЕМДОР» происходит сложный процесс, в результате которого влага из грунта участвует в процессе гидратации. Реакция гидратации оксидов образует нерастворимые гидратированные соединения, которые распределяясь вдоль микропористой структуры грунта (супесь, суглинок, глина, и др.), снижают пористость, ограничивают набухание, делают грунт более плотным. Такое действие уменьшает пластичность грунта и улучшает механические свойства, увеличивая несущую способность, срок эксплуатации с учетом износа и размораживания-замораживания, стабилизирует механические свойства грунта, делая его нечувствительным к воздействию температуры и влаги.
Для подтверждения заявленного изобретения в лабораторных условиях были проведены исследования на образцах, укрепленных цементом и цементом в комплексе с сухой строительной смесью «ЦЕМДОР»
Результаты определения физико-механических характеристик образцовгрунта, укрепленного цементом ЦЕМ II/А-Ш 42,5.
Результаты определения физико-механических характеристик образцов грунта, укрепленного цементом ЦЕМ II/А-Ш 42,5 в комплексе с сухой строительной смесью «ЦЕМДОР».
По результатам проведенных лабораторных исследований грунтов, укрепленных сухой строительной смесью «ЦЕМДОР» в соответствии с ГОСТ 23558-94, наблюдается увеличение показателей прочности и снижение показателей по водонасыщению и набуханию, что дает основание отнести данные грунты к более высоким маркам по прочности в сравнении с грунтами, укрепленными цементом.
В качестве примера было выполнено производственное внедрение сухой строительной смеси «ЦЕМДОР» на объекте строительства опытного участка: автомобильная дорога «Чернянка-Новый Оскол», где проводились работы по восстановлению асфальтобетонных покрытий и оснований автомобильных дорог способом холодной регенерации. Согласно заключения, гранулят старого асфальтобетона, укрепленный цементом с сухой строительной смесью "ЦЕМДОР", отобранный при устройстве слоя основания на автомобильной дорога «Чернянка-Новый Оскол», полностью удовлетворяет требованиям методических рекомендаций по восстановлению асфальтобетонных покрытий и оснований автомобильных дорог способами холодной регенерации (oc-568-p). Для анализа эффективности использования сухой строительной смеси «ЦЕМДОР» при устройстве слоя основания на основе асфальтогранулобетона типа М в лабораторных условиях были заформованы образцы асфальтогранулобетона, укрепленного цементом ЦЕМ II/А-Ш 42,5Н в количестве 2,5% от массы гранулята старого асфальтобетона. Результаты определения физико-механических характеристик образцов приведены в таблицах 3 и 4.
Результаты определения физико-механических характеристик образцов на основе гранулята старого асфальтобетона, укрепленного цементом с сухой строительной смесью "ЦЕМДОР".
Результаты определения физико-механических характеристик образцов на основе гранулята старого асфальтобетона, укрепленного цементом ЦЕМ II/А-Ш 42,5Н.
1 - Методические рекомендации по восстановлению асфальтобетонных покрытий и оснований автомобильных дорог способами холодной регенерации.
2 - Испытания проводили согласно ГОСТ 10181-2014.
3 - Испытания проводили согласно ОДМ 218.3.018-2011.
Результаты определения физико-механических характеристик образцов показали, что дополнительно введение сухой строительной смеси «ЦЕМДОР» в состав асфальтогранулобетона типа М способствовало повышению их прочностных характеристик, водостойкости, стойкости к усталостному нагружению, а также снижению показателя водонасыщения. Поэтому, с использованием сухой строительной смеси «ЦЕМДОР» возможно снизить расход цемента и уменьшить или исключить полностью применение битума или битумной эмульсии и одновременно снизить затраты при ремонте дорог.
Дополнительно была изучена удобоукладываемость асфальтогранулобетонной смеси, укрепленной цементом в комплексе с сухой строительной смесью «ЦЕМДОР» и без нее по ГОСТ 10181-2014 в лабораторных условиях. Установлено, что жесткость асфальтогранулобетонной смеси значительно уменьшается при использовании «ЦЕМДОР». Полученный пластифицирующий эффект от применения добавки положительно отразится на работе ресайклера или дорожной фрезы, увеличив ресурс износа резцов рабочего органа машины.
Сухая строительная смесь «ЦЕМДОР» для стабилизации и укрепления грунтов и органоминеральных композитов, в сочетании с неорганическими или комплексными вяжущими обеспечивает в конечном итоге коренное изменение структуры и свойств укрепляемых материалов с приданием им требуемой прочности, водостойкости и морозостойкости.
Claims (3)
1. Сухая строительная смесь для укрепления и стабилизации грунта, включающая цемент, буроугольную золу уноса, известь, отличающаяся тем, что в качестве извести содержит известь гашеную и дополнительно содержит меланин, волластонит, олеат натрия, суперпластификатор С3, цитрат натрия, лигносульфонат технический, доломитовую муку, активный микрокремнезем, фторид натрия, сульфаты меди, аммония, железа, фибру при следующем содержании компонентов, мас.%:
2. Сухая строительная смесь для укрепления и стабилизации грунта по п.1, отличающаяся тем, что в качестве цемента используют цемент марки не менее М500 или ЦЕМ II/А-Ш 42,5Н.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018145701A RU2734749C2 (ru) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | Сухая строительная смесь для укрепления и стабилизации грунта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018145701A RU2734749C2 (ru) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | Сухая строительная смесь для укрепления и стабилизации грунта |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018145701A RU2018145701A (ru) | 2020-06-25 |
RU2018145701A3 RU2018145701A3 (ru) | 2020-06-25 |
RU2734749C2 true RU2734749C2 (ru) | 2020-10-23 |
Family
ID=71135524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018145701A RU2734749C2 (ru) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | Сухая строительная смесь для укрепления и стабилизации грунта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2734749C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2750536C1 (ru) * | 2020-12-08 | 2021-06-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» | Композиция для устройства функциональных слоев земляного полотна |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2281356C1 (ru) * | 2005-02-03 | 2006-08-10 | Открытое общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Белтекс" | Состав для стабилизации грунта и способ его использования в дорожном строительстве |
RU2012135869A (ru) * | 2012-08-21 | 2014-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-Строительное Объединение "Теплит" | Смесь для укрепления грунтов и способ укрепления грунтов |
RU2592588C1 (ru) * | 2015-06-15 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук (ИХТТМ СО РАН) | Состав для стабилизации глинистого грунта и способ создания грунтовых дорог с его использованием |
RU2670468C2 (ru) * | 2017-03-27 | 2018-10-23 | Общество с ограниченной ответственностью Производственно-коммерческая фирма "Стройпрогресс" (ООО ПКФ "Стройпрогресс") | Состав для стабилизации природных и техногенных грунтов |
RU2681158C1 (ru) * | 2018-02-12 | 2019-03-04 | Владимир Владимирович Бовт | Сухая строительная смесь и твердофазный состав для её изготовления |
-
2018
- 2018-12-24 RU RU2018145701A patent/RU2734749C2/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2281356C1 (ru) * | 2005-02-03 | 2006-08-10 | Открытое общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Белтекс" | Состав для стабилизации грунта и способ его использования в дорожном строительстве |
RU2012135869A (ru) * | 2012-08-21 | 2014-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-Строительное Объединение "Теплит" | Смесь для укрепления грунтов и способ укрепления грунтов |
RU2592588C1 (ru) * | 2015-06-15 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук (ИХТТМ СО РАН) | Состав для стабилизации глинистого грунта и способ создания грунтовых дорог с его использованием |
RU2670468C2 (ru) * | 2017-03-27 | 2018-10-23 | Общество с ограниченной ответственностью Производственно-коммерческая фирма "Стройпрогресс" (ООО ПКФ "Стройпрогресс") | Состав для стабилизации природных и техногенных грунтов |
RU2681158C1 (ru) * | 2018-02-12 | 2019-03-04 | Владимир Владимирович Бовт | Сухая строительная смесь и твердофазный состав для её изготовления |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2750536C1 (ru) * | 2020-12-08 | 2021-06-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» | Композиция для устройства функциональных слоев земляного полотна |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2018145701A (ru) | 2020-06-25 |
RU2018145701A3 (ru) | 2020-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Debbarma et al. | Utilization of industrial and agricultural wastes for productions of sustainable roller compacted concrete pavement mixes containing reclaimed asphalt pavement aggregates | |
Surya et al. | Recycled aggregate concrete for transportation infrastructure | |
Amadi et al. | Assessing stabilization effectiveness of combined cement kiln dust and quarry fines on pavement subgrades dominated by black cotton soil | |
Rajkumar et al. | Study on the use of bagasse ash paver blocks in low volume traffic road pavement | |
Consoli et al. | Sodium chloride as a catalyser for crushed reclaimed asphalt pavement–fly ash–carbide lime blends | |
Kou | Reusing recycled aggregates in structural concrete | |
EP1089950B1 (en) | a method of IMPROVING THE ENGINEERING PROPERTIES OF SOIL | |
Sabzi | Environmental friendly soil stabilization materials available in Iran | |
RU2734749C2 (ru) | Сухая строительная смесь для укрепления и стабилизации грунта | |
KR101096641B1 (ko) | 지반 안정화 방법 | |
RU2670468C2 (ru) | Состав для стабилизации природных и техногенных грунтов | |
Al-Mishhadani et al. | Some Properties of Emulsified Asphalt Paving Mixture at Iraqi Environmental Conditions. | |
Al-Sarrag et al. | Use of recycling building demolition waste as coarse aggregate in hot mix asphalt | |
Vyas et al. | Fly Ash and Recycled Coarse Aggregate in Concrete: New Era for Construction Industries-A Literature Review | |
RU2717592C1 (ru) | Состав для стабилизации грунта | |
Ramiaczek et al. | Preliminary assessment of the secondary setting of Portland cement in recycled crushed concrete incorporated in cold recycled road base mixes with foamed bitumen | |
Uttte et al. | Recent developments in sulfate-induced heave in treated expansive clays | |
Tavakol | Evaluation of low-quality recycled concrete pavement aggregates for subgrade soil stabilization | |
Paige-Green | Considerations for ensuring the durability of chemically stabilised road materials | |
Rossow | Fly ash facts for highway engineers | |
RU2716406C1 (ru) | Дорожно-строительный материал - техногенный укреплённый грунт «БРИТ» и способы строительства конструктивных слоёв дорожной одеждыс его использованием | |
Joon et al. | Design of low Volume Traffic Pavements Using Bagasse Ash | |
RU2792506C1 (ru) | Регенерируемая грунтовая смесь | |
CN103420645A (zh) | 修筑尼日尔沙漠公路的水泥硅藻土稳定沙漠沙混合料 | |
RU2816939C1 (ru) | Фиброзолоцементогрунтовая смесь |