Читайте также:
|
Проведені дослідження показують, що найбільший ефект досягається при укріпленні гашеним гідратним і меленим негашеним вапном важких суглинків і глин. Для деяких видів ґрунтів (кислих, гумусованих) вапно при малих дозуваннях (менше 10%) дає навіть вищий ефект, ніж портландцемент, при однаковому дозуванні. Лише із збільшенням дозувань портландцементу до 14 - 15% по масі міцність цементоґрунту перевищує міцність ґрунту, укріпленого тією ж добавкою вапна.
Великий вплив на результати укріплення ґрунту вапном грає (так само, як і при укріпленні цементом) генезис і його хіміко-мінералогічний склад. Наприклад, гумусові речовини і кисле середовище при укріпленні вапном різко знижують міцність укріпленого ґрунту. Із зменшенням вмісту в ґрунті глинистих часток зменшується ефективність добавок вапна в порівнянні з однаковими добавками портландцементу. При вмісті в ґрунті карбонатів кальцію міцність укріпленого ґрунту вапном і цементом різко зростає в порівнянні з некарбонатними різновидами ґрунтів.
Наприклад, для зіставлення впливу властивостей в’яжучого матеріалу і умов тверднення на міцність цементоґрунту і вапнованого ґрунту були проведені наступні дослідження. Покривний важкий пилуватий суглинок і супісок оптимального гранулометричного складу укріплювали добавками алітового портландцементу і вапна (гашеного і негашеного). Зразки розміром 5х5 см тверднули протягом 30 і 300 діб у воді і на повітрі. Потім їх піддали 15-кратному водонасиченню-висушуванню, потім визначали межу міцності при стиску водонасичених зразків.
Результати цих випробувань показують, що добавка гідравлічного в’яжучого у вигляді алітового портландцементу забезпечує високу міцність і водостійкість зразків за умови твердіння їх у воді, що і слід було чекати. Навпаки, твердіння цементоґрунту на повітрі не забезпечує водостійкості і міцності зразків унаслідок загасання в цьому випадку процесів гідролізу цементу. Лише зразки укріпленого цементом супіску оптимального складу набувають невеликої міцності і водостійкості. Добавка вапна (гашеного і негашеного), що є, як відомо, не гідравлічним, а повітряним в’яжучим, також забезпечує достатню міцність і водостійкість зразків при твердненні їх у воді, а не на повітрі. Це свідчить про те, що при взаємодії вапна з глинистими ґрунтами на поверхні тонких часток або їх мікроагрегатів у водному середовищі утворюються (синтезуються) гідросилікати кальцію, що цементують ґрунт. Отже, в даному випадку глинисті ґрунти грають роль активної гідравлічної добавки, і вапно як би стає гідравлічним в’яжучим.
Активною хімічною і фізико-хімічною взаємодією алюмосилікатної частини ґрунту з вапном і пояснюються гарні результати зміцнення важких глинистих ґрунтів (глин, суглинків). Отже, фізико-хімічна і хімічна активність тонкодисперсної частини ґрунту в цьому випадку повинна розглядатися як потенційний резерв підвищення міцності укріплених ґрунтів, при правильному і вмілому використанні якого можна досягти високих технічних показників з відносно невеликою витратою в’яжучих речовин, у тому числі і вапна.
Результати досліджень показують, що зразки ґрунту з добавкою 6-8% вапна, поміщені у воду, через 2-4 год. після їх виготовлення не розмокають. Таке явище можна пояснити утворенням вже на першій стадії твердіння гідросилікатів кальцію і гідратаційним процесом твердіння вапна. Отже, тут має місце безпосередня хімічна взаємодія силікатної частини ґрунту з гідратом вапна.
Як показали дослідження Царьова, ефективним в’яжучим матеріалом для зміцнення карбонатних важких суглинків і глин, є також вапняно-шлаковий цемент, який виходить при сумісному помелі гранульованого доменного шлаку і негашеного грудкуватого вапна. Встановлено, що при укріпленні вказаних вище ґрунтів у вапняно-шлаковому в’яжучому оптимальна добавка вапна складає 30 %.
При добавці до важкого суглинку або глини вапняно-шлакового в’яжучого в кількості 12% від маси сухого ґрунту забезпечується приблизно така ж міцність і водостійкість укріпленого ґрунту, як і при аналогічній добавці портландцементу марки 400.
При оцінці міцності глинистих ґрунтів, укріплених вапном, важливо також враховувати не тільки час, але і температуру, при якій відбувається тверднення зразків. Процеси твердіння при добавках вапна істотно прискорюються із збільшенням температури, про що свідчать дані визначення межі міцності при стиску зразків жирної глини з добавкою 5% вапна після твердіння в різні терміни. Ці дані свідчать про те, що із збільшенням температури твердіння до 40 - 45°С міцність вапнованого ґрунту збільшується в 2-2,5 рази в порівнянні із зразками, що тверднули при температурі 15°С.
Одержані в лабораторії дані підтверджуються практичними спостереженнями. Міцність (модуль деформації) вапняно-ґрунтових основ, побудованих в умовах жаркого клімату в районах штучного зрошування, через 1-2 роки після спорудження була приблизно в 2 рази вища, ніж через 1-2 місяці.
Досвід показує, що слід приділяти велику увагу питанню застосування вапна в цілях підвищення міцності верхньої частини земляного полотна. Особливо ефективно застосовувати вапно при зведенні земляного полотна з важких суглинків і глин підвищеної вологості. Наприклад, при влаштуванні земляного полотна з жирної глини, вологістю, що характеризується при межі розкочування 25%, але що має при виробництві робіт природну вологість 35%, розробка і ущільнення такого ґрунту майже неможливі із-за великої клейкості і пластичності. При добавці 2% вапна вологість межі розкочування такого ґрунту змінюється і стає рівною 40%. Це означає, що при тій же природній вологості (35%) консистенція ґрунту різко зміниться, оскільки його вологість буде на 5% менше за цю межу. Отже, зручнооброблюваність ґрунту і можливість його ущільнення різко зміняться в кращу сторону. Добавка вапна через такі особливості дозволяє поліпшити проїзд по ґрунтових дорогах і під'їзних шляхах при будівництві у вологі періоди року.
Таким чином, добавка вапна до глинистих ґрунтів дозволяє істотно покращити проїзд по ґрунтових дорогах з малою інтенсивністю руху або використовувати вапно як активну добавку для влаштування нижнього шару основи. Важливою перевагою вапна є і те, що вапняноґрунтові суміші менш схильні до впливу погоди під час їх приготування і процес твердіння їх сповільнений. З цього виходить, що вапняноґрунтові суміші необов'язково ущільнювати в ту ж зміну, коли зволожувалася і перемішувалася суміш (що потрібно при цементоґрунті), а можна ущільнювати готовий шар через 12-24 год. після приготування суміші.
На ряду ділянок доріг вапно застосовувалося в поєднанні з добавками цементу і при цьому були отримані гарні результати.
Експериментально показано, що добавка вапна зменшує пластичність оброблюваного ґрунту, підвищує його міцність після ущільнення, істотно покращує структурно-механічні властивості і водостійкість обробленого ґрунту. В результаті створюються умови, що дозволяють влаштовувати земляне полотно з глинистих перезволожених ґрунтів, забезпечуючи при цьому підвищену міцність і стійкість земляного полотна.
Істотний інтерес з питання зміцнення перезволожених глинистих ґрунтів вапном представляють дослідження, виконані Першиним. Ним встановлено, що в глинисті ґрунти, наприклад, при укріпленні важких суглинків, відносна вологість яких складає 0,8-1,0 від вологості межі текучості, необхідно додавати 7-10% меленого негашеного вапна (по масі ґрунту). При укріпленні перезволожених ґрунтів дуже важливо прискорити процес твердіння вапняноґрунтових сумішей. У цих цілях Першиним рекомендується вводити добавки прискорювачів тверднення: - сірчанокислі солі алюмінію, заліза, магнію або натрію в кількості 1,0-11,5% від маси ґрунту.
Завдяки цьому міцність укріпленого вапном або цементом ґрунту через три доби тверднення досягає 28-60-добової міцності.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Система
Дистанционного
Дата добавления: 2014-12-15; просмотров: 22 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |