Строительные машины и оборудование, справочник






Измельчение связных грунтов


Категория:
   Механизация дорожных оснований и покрытий


Измельчение связных грунтов

Связные грунты перед укреплением необходимо предварительно измельчать. В структуру цементогрунта они входят в виде агрегатов, размеры которых зависят от вида грунта, его влажности и плотности в момент измельчения, технологии измельчения. В составе цементогрунта грунтовые агрегаты занимают до 85—95% по массе. Их величина и свойства существенно влияют на свойства цементогрунта, в первую очередь на его водоустойчивость и прочность.

Связный грунт измельчают фрезами или специальными грунтосмеси-тельными машинами. Результаты измельчения могут быть различными в зависимости от вида применяемых машин и режима их работы. Технология измельчения связных грунтов изучалась многими исследователями. В исследованиях, проведенных В. П. Никитиным, В. Б. Пермяковым, И. В. Егоровым, В. Н. Шестаковым, В. Г. Дидурой, Б. И. Вощенко, Е. И. Путилиным и другими учеными, рассмотрены те или иные особенности процессов измельчения.

Для повышения прочностных свойств цементогрунтов необходимо, чтобы грунтовые агрегаты обладали возможно большей прочностью и водоустойчивостью и своим распределением по размерам обеспечивали высокую плотность смеси.



Цементогрунт, непосредственно соприкасающийся с цементом и продуктами его гидролиза, вступает с ними в активное взаимодействие. Проникая в грунт, продукты гидролиза цемента упрочняют структуру грунта, делая ее более прочной и водоустойчивой. Одновременно снижаются отрицательные свойства грунта: набухание, размокание и пластичность. Такое улучшение свойств грунта наиболее действенно в поверхностных слоях грунтовых агрегатов.

С увеличением количества мелких агрегатов (т. е. с повышением степени измельчения) увеличивается поверхность взаимодействия между грунтом и продуктами гидролиза цемента и создаются более благоприятные условия для улучшения свойств грунта. Мелкие агрегаты в результате диффузионных процессов будут более равномерно и зачастую на всю толщину пропитаны продуктами гидролиза цемента. В крупных же агрегатах только поверхностные слои эффективно взаимодействуют с продуктами гидролиза цемента. Природные свойства внутренней части крупных агрегатов изменяются незначительно. Следовательно, при недостаточном и неравномерном измельчении в цементогрунте наравне с прочными и водоустойчивыми участками структуры сохраняются менее прочные, состоящие из недостаточно или полностью неукрепленных включений грунта. Такие отдельные слабые места впоследствии становятся очагами разрушения дорожной одежды.

Процесс преобразования природных свойств грунтов в сторону их упрочнения происходит быстрее в цементогрунтах с большей степенью измельчения. По данным, полученным из СибАДИ, прочность укрепленных мелкоизмельченных грунтов на 7-е сутки на 30-40% выше, чем у цемен-тогрунтов с более крупным агрегатным составом. Это обстоятельство, в частности, следует учитывать при определении сроков открытия движения по цементогрунтовым слоям.

Рис. 9.4. Зависимость прочности цементогрунта от количества микроагрегатов в измельченном фунте (при различной степени уплотнения)

Увеличение насыщенности смеси микроагрегатами от 0 до 100% приводит к увеличению прочности цементогрунтовых образцов в 2,5—4 раза. Особенно возрастает положительное влияние микроагрегатов в цементог-рунтах высокой плотности, при коэффициенте уплотнения больше единицы (рис. 9.4).

Степень измельчения укрепляемого грунта существенно влияет также на его устойчивость при изменении температуры и на его морозостойкость. Физические свойства кристаллического каркаса и агрегатов грунта различны, в частности различны их коэффициенты линейного расширения. Коэффициент линейного расширения цементного камня и цементопесчаного раствора занимает промежуточное положение между коэффициентами линейного расширения несвязных и связных грунтов. Он немного больше коэффициента линейного расширения несвязных грунтов, а в ряде случаев близок к нему. В то же время он меньше коэффициента линейного расширения связных грунтов, особенно глин. В результате такого несовпадения термических характеристик при колебаниях температуры цементогрунта в его кристаллическом каркасе возникают местные (микроструктурные) растягивающие напряжения, причем эти местные напряжения больше в цементогрунтах из связных грунтов.

Абсолютные значения микроструктурных напряжений зависят от перепада температур, а также от площади контакта агрегата с цементогрунтовым каркасом, т. е. от величины грунтовых агрегатов.

Рис. 9.5. Зависимость прочности цементогрунта после 20 циклов замораживания-оттаивания от количества микроагрегатов в измельченном грунте

Увеличение количества агрегатов малых размеров способствует повышению морозостойкости цементогрунтов. Образцы, полностью состоящие из микроагрегатов, имеют предел прочности при сжатии примерно в 12 раз больше, чем образцы, не имеющие микроагрегатов в своем составе (рис. 9.5).

Агрегатный состав грунта, получаемый в результате измельчения, непостоянен. Он колеблется в широких пределах в зависимости от вида и состояния измельчаемого грунта, от конструкции используемых для измельчения машин и технологических режимов их работы.

К взаимосвязанным факторам следует отнести: гранулометрический и минеральный состав грунта, его влажность и плотность в момент измельчения. Наблюдается некоторая закономерность между пригодностью грунтов к измельчению и характеризующим их числом пластичности. Чем больше число пластичности, тем труднее готовить требуемый агрегатный состав укрепляемого грунта.

Наиболее успешно можно измельчать супесчаные и легкосуглинистые грунты с числом пластичности менее 12. Удовлетворительно поддаются измельчению суглинистые грунты с числом пластичности 12—17. Серийные измельчающие машины обеспечивают в этих грунтах требуемую степень измельчения с некоторым содержанием непрочных агрегатов размером более 5 мм.

Тяжелосуглинистые грунты плохо поддаются измельчению. Требуемая степень измельчения может быть достигнута только при повышенных затратах энергии. В ряде случаев необходимо улучшать гранулометрический состав тяжелых суглинков путем добавления к ним до 30% привозных песчаных грунтов. Глины в большинстве случаев размельчить до требуемой степени не удается.

Исследовательские работы и производственный опыт свидетельствуют о том, что существующие многопроходные дорожные фрезы (ДФ-30) и однопроходные грунтосмесительные машины (ОГМ) обеспечивают получение оптимального агрегатного состава в супесчаных и легкосуглинистых грунтах. В тяжелых суглинках и глинах получить удовлетворительную степень измельчения этими машинами в ряде случаев не удается.

Увеличение количества проходов машин малоэффективно. Процесс измельчения происходит по затухающей кривой. При использовании многопроходных дорожных фрез каждый последующий проход в значительно меньшей степени, чем предыдущий, повышает коэффициент измельчения. После третьего-четвертого проходов фрез агрегатный состав грунта практически уже не улучшается. Не дают ощутимых положительных результатов вторичные проходы по измельченному грунту однопроходной грунтосмесительной машины.

Существенно влияют на степень измельчения скорости перемещения грунтосмесительных машин. Разработаны ориентировочные рекомендации, обеспечивающие выполнение требований к измельчению грунта. Эти рекомендации могут быть использованы для предварительных расчетов.

Читать далее:

Категория: - Механизация дорожных оснований и покрытий

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины