Строительные машины и оборудование, справочник





Влияние технологии производства работ на свойства цементогрунта

Категория:
   Механизация дорожных оснований и покрытий



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.

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.


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