Stabilizarea solului cu ciment și var. Stabilizarea solului: etape principale

Acest lucru este valabil și pentru lipirea zgurii de ardere. S-au obținut probe pozitive de lipire a zgurii de ardere din metalurgia de topire a oțelului și zguri de producție de zinc, iar praful de flotație a fost, de asemenea, lipit folosind un amestec din preparatul „Geosta K-1” cu ciment.

- rezistenta la compresiune,
- capacitatea redusă de a absorbi umezeala
- rezistenta la inghet
– modulul de elasticitate crescut
- se formează o structură omogenă (piatră artificială) cu proprietățile betonului din sol.

Preparatul „Geosta K-1” permite rezolvarea multor probleme: geotehnice, în stabilizarea solului, în stabilizarea solului, în inginerie hidraulică, în injecții de scăzut și presiune ridicata, eliminarea deșeurilor industriale.

Sarcina mașinii de reciclare este de a amesteca amestecul de sol, beton și Geosta ® la un amestec omogen la adâncimea necesară

Posibilitati aplicație practică medicament
„G E O S T A K-1”

1. În construcția de drumuri, șantiere, parcări (ca „perne” sub acoperire, ca bază).
2. În reciclarea drumurilor, consolidarea suporturilor existente.
3. În stabilizarea taluzurilor, terasamentelor, puțurilor antiinundație.
4. Consolidarea terasamentelor de cale ferată.
5. În construcția de autostrăzi și aerodromuri.
6. În construcția de terenuri de tenis, piste de biciclete, trotuare.
7. În reabilitarea și construcția gropilor de gunoi municipale și industriale.
8. Drumuri temporare și de montaj pe șantiere.
9. La lipirea deșeurilor industriale.
10. În timpul construcției conductelor pluviale și de canalizare, conductelor de gaz, conductelor de încălzire și conductelor tehnologice.
11. În structurile hidraulice.
12. Cu depozite de mâl în mine.
13. Ca aditiv în beton.
14. Ca aditiv în producția de cărămizi și alte materiale de construcție.
15. Recomandat pentru rezolvarea problemelor geotehnice și de mediu complexe.
16. În injecții de joasă și înaltă presiune.

De ce GEOSTA®?

Introducerea tehnologiei Geosta® ca mijloc de atingere a nivelului ridicatcalitatea in constructii de drumuri, in practica mondiala a fost aplicata in ultimul deceniu si si-a dovedit perfectiunea. Geosta® a făcut posibilă stabilizarea oricărui tip de sol (îninclusiv nămol şi zgură).

Devine posibilă stabilizarea cu ciment în soluri în care în mod tradițional este imposibil de atins, de exemplu: soluri cu impurități organice, soluri cu humus (cernoziomuri), soluri puternic oxidate stricate de deșeuri chimice cu un conținut ridicat de metale grele.

Inainte de...

După...

Cantitatea de materii prime este redusă în comparație cu metoda tradițională. Și, în plus, Geosta® reduce grosimea structurii. Produsul final este un monolit - dur ca piatra, hidrofug și rezistent la îngheț.

Utilizarea metodei Geosta® reduce semnificativ timpul de implementare a proiectului.

AVANTAJELE METODEI

● Nicio amenințare directă sau secundară pentru ecosistem

● Utilizarea ORICE materiale: argilă, nămol, zgură, nisip asemănător prafului, soluri cu amestec de humus, soluri cu humus, soluri oxidate etc.

● Cost mai mic comparativ cu metoda convențională datorită:

– creșterea rezistenței la compresiune.

- modulul de elasticitate crescut.

– rezistență la îngheț, îngheț și spălare,

– productivitate ridicată în construcții.

– o grosime mai mică a stratului de asfalt (aproximativ 1/3 din grosime pavaj de asfalt la realizarea fondului de ten în vrac).

- Reducerea umezelii cu peste 30%

● Utilizarea Geosta® la baza drumului are ca rezultat o tendință redusă de micro-fisurare în straturile superioare ale asfaltului în comparație cu metoda tradițională.

● extinde domeniul de aplicare a cimentului, datorita faptului ca GEOSTA® leaga orice sol;
● are un efect pozitiv asupra procesului de hidratare și a cursului procesului de chituire, ceea ce mărește rezistența structurii și reduce consumul de ciment;
● reduce consumul de ciment cu 12-14% comparativ cu metoda conventionala;
● permite obținerea unei elasticități ridicate a structurii, care se bazează pe teoria schimbului de ioni, iar structura sa (așa-numitul „strat de miere”) indică o concentrație și o rezistență semnificative;
● oferă durabilitate unui design;
● permite folosirea proprietatilor solului stabilizat - rezistenta la apa, reducerea umezelii cu 25-30%;
● nu amenință mediu inconjurator;
● datorită aderenței ridicate, previne spălarea componentelor toxice și, dimpotrivă, are capacitatea de a transforma metalele grele în structurile lor de silicat;
● vă permite să obțineți un efect impresionant fără utilizarea echipamentelor specializate;
● Această metodă poate fi recomandată pentru utilizarea în toate operațiunile de lipire a solului cu ciment și de lipire a deșeurilor industriale.

● POSIBILITATI DE APLICARE A MEDICAMENTEI „GEOSTA K-1”CU DEȘEURI INDUSTRIALE (!)

 În construcţia structurilor hidraulice.
 În construcţia de autostrăzi, aeroporturi, drumuri, fundaţii spații de depozitare, parcări, piste de biciclete.
 În construcţia minei.
 În baze pentru mașini-unelte și echipamente, linii de producție din fabrică.
 În construcţia şi consolidarea taluzurilor, terasamentelor, meterezelor de protecţie împotriva inundaţiilor.
 În timpul construcției conductelor pluviale și de canalizare, conductelor de gaz, conductelor de încălzire și conductelor tehnologice
 În reabilitarea și construcția depozitelor municipale și industriale.
 În proiecte individuale unde apar probleme geotehnice și de mediu dificile.

Ținând cont de posibilitățile practice de utilizare a preparatului GEOSTA K-1, inclusiv cu deșeuri industriale, sunt necesare teste specifice, dezvoltări, precum și proiecte individuale.

INVITAM LA COOPERARE!

În construcția oricărei acoperiri, este necesar un calcul inițial al rezistenței sale la uzură și al capacității portante. Unele metode sunt folosite pentru zonele pietonale și se practică o abordare complet diferită în crearea acoperirilor pentru automobile. O bază specială ajută la contracararea stresului care acționează asupra fluxurilor sub trafic. Pentru formarea lui se folosește stabilizarea solului, care presupune utilizarea de materiale organice și anorganice.

Informații generale despre stabilizarea solului

Scopul principal al acestui eveniment este de a crea fundație solidă sub drum sau platformă, care nu se va deforma și nu se va răspândi în timpul funcționării. Întregul flux de lucru poate fi împărțit în patru etape. În primul rând, tehnologia de stabilizare a solului prevede pregătirea unui material din care se va crea un fel de pernă. În plus, un amestec activ este creat din substanțe cu caracteristicile dorite. Deja la locul de utilizare, cu ajutorul unor echipamente speciale, masa este aplicată pe zona de lucru. Etapa finală prevede distribuirea și un fel de amestecare a substanței cu solul de bază.

Este important să înțelegem că acest proces în sine este doar un pas intermediar în implementare proiect comun construcția de drumuri și șantiere. Când stabilizarea solului este finalizată, straturile izolatoare sau tehnice ale viitoarei acoperiri sunt așezate direct pe baza pregătită.

Pregătirea materialului

Cel mai adesea se folosesc baze de ciment și var. Nisipul și pietrișul pot fi, de asemenea, folosite ca diluanți - concentrația lor depinde de cerințele pentru acoperirea viitoare. În construcția și proiectarea pavajului, ar trebui utilizat și solul local. De exemplu, dacă solul este stabilizat cu var, ar fi potrivit să se includă materiale de piatră care să creeze rezistența de amortizare necesară. Un alt lucru este că astfel de adaosuri trebuie mai întâi zdrobite cu tăietori speciale. Direct la locul de rambleu, masa de stabilizare va fi de aproximativ 10-20% din solul local, care va servi drept bază pentru suprafața drumului.

Crearea unui amestec

Rețeta specifică pentru fabricarea amestecului este determinată de caracteristicile care trebuie obținute după finalizarea lucrării. De exemplu, metodele de stabilizare a solurilor cu o bază monolitică implică obținerea unor calități de acoperire precum rezistența la forfecare și elasticitatea crescută. Ca parte a unor astfel de amestecuri, se folosește de obicei combinația de ciment-var menționată, care este, de asemenea, diluată cu cenușă activă și pământ local. Cu toate acestea, principala sa diferență este excluderea completă a molozului. Ca urmare, se realizează și alte proprietăți importante ale acoperirii, printre care se numără funcțiile de întrerupere capilară și o creștere a performanței termoizolante.

Din punct de vedere tehnic, operația de amestecare se realizează cu mașini speciale de dozare. Tehnologia modernă vă permite să efectuați amestecarea, ținând cont de indicatorii introduși prin panoul de control electronic. Parametrii inițiali, conform cărora solul drumului este stabilizat, sunt documentați în prealabil în laborator. În plus, informațiile obținute devin baza pentru elaborarea unei rețete și prepararea unui amestec de întărire.

Distribuția materialului pe suprafață

Înainte de această etapă, se pregătesc recipiente speciale de distribuție în care este încărcat amestecul. În aceeași etapă, se pot adăuga diverși modificatori, prin care se îmbunătățesc calitățile de bază ale masei. Pe șantier, echipamentul distribuie uniform dozele pe bază de ciment și var. Din nou, în funcție de cerințele de proiectare, stabilizarea solului poate fi realizată cu elemente de afânare, care vor asigura în continuare un grad mai mare de compactare a masei. În plus, înainte de livrare pot fi incluse etape auxiliare pentru prepararea amestecului pentru distribuție. Acestea pot fi operațiuni de prelucrare, măcinare și amestecare a componentelor masei. Posibilitățile de implementare a acestor etape tehnologice depind de funcțiile unui anumit echipament special. În mod obișnuit, se folosesc mașini multifuncționale, prevăzute cu cuplaje cu supape de protecție, care sunt deconectate la suprasarcină.

Lucrarea masei de stabilizare în pământ

Procedura poate fi efectuată cu echipamente speciale sau manual. Alegerea tehnologiei depinde de posibilitatea de a efectua o operațiune în apropierea unei zone rezidențiale, a unei parcări, a unui teren de aviație sau pe vreme rea. Cel mai adesea, pentru introducerea finală a materialului se folosesc tractoare cu cuplaj în trei puncte în spate. Frezele interacționează direct cu amestecul activ - acțiunea seamănă cu slăbirea urmată de compactare. În funcție de soluția de proiectare, conform căreia se implementează stabilizarea solului, construcția drumurilor în această etapă poate include și operațiuni suplimentare. De exemplu, operatorul poate efectua, de asemenea, distribuția unei componente de liant în emulsie apă, care va fi, de asemenea, prelucrată în sol ca substanță activă separată.

Concluzie

Tehnologii de aranjare trotuar se impun cerinţe speciale la formarea straturilor de protecţie. Prezența izolației de înaltă calitate și a stropilor de drenaj vă permite să protejați viitorul drum de multe factori negativi. La rândul său, stabilizarea solului formează un fel de fundație, pe care ulterior cade presiunea fizică. Această etanșare nu trebuie doar să reziste la stres, ci și să asigure integritatea structurii generale a acoperirii. În acest scop, la amestecurile de stabilizare se adaugă componente vâscoase. Într-un singur complex cu var și ciment, acestea creează o platformă solidă, rezistentă la îngheț și permeabilă pentru un viitor drum sau șantier.

Artă. științific angajat T.T. Abramova
(Universitatea de Stat din Moscova numită după M.V. Lomonosov),
A.I. Bosov
(FSUE „ROSDORNII”),
K.E. Valieva
(Universitatea de Stat din Moscova numită după M.V. Lomonosov)
________________________________________

Introducere

În prezent, există o creștere rapidă a volumului de construcție a diferitelor facilități infrastructura de transport. Pe cea mai mare parte a teritoriului Rusiei, nu există materiale tradiționale de construcție a drumurilor, ceea ce predetermina lipsa acestora și provoacă o creștere a costului total al proiectului de construcție. În acest sens, se recomandă utilizarea solurilor locale pentru construcția de pavaje. Pentru a putea folosi, de exemplu, cele mai comune soluri argiloase din Federația Rusă, despre care se știe că au coeziune și rezistență ridicată în stare uscată și neglijabilă în stare saturată cu apă și sunt pline, este necesar să se asigure durabilitatea și stabilitatea acestora, indiferent de schimbările de umiditate, condițiile meteorologice și sarcinile variabile în timpul traficului. Acest lucru poate fi realizat numai dacă există o schimbare calitativă fundamentală a proprietăților naturale ale unor astfel de soluri.
Dezvoltarea compozițiilor pe bază de sol cu ​​lianți anorganici (ciment, var, cenușă zburătoare etc.) și organice (bitum, emulsii de bitum, gudron, rășini polimerice etc.) a fost realizată de mulți. școli științifice din anii 20 ai secolului trecut. O analiză a rezultatelor muncii lor a arătat că compozițiile pe bază de ciment se caracterizează prin rigiditate ridicată și, în consecință, formarea de fisuri. În plus, solurile de ciment au o abraziune crescută, ceea ce nu permite utilizarea lor pentru pavaj fără un strat de uzură de protecție. Vararea solurilor nu le conferă rezistență la îngheț. Lianții organici contribuie la dezvoltarea ruturilor, precum și la deformările plastice ale stratului de bază.
Ani de cercetare în diverse tari Lumea a demonstrat că o creștere a rezistenței la apă a solurilor argiloase poate fi realizată folosind substanțe tensioactive (surfactanți), care fac posibilă stabilizarea unor astfel de soluri cu un consum mic de agenți tensioactivi. Introducerea de reactivi activi poate reduce nevoia de lianți, poate îmbunătăți semnificativ caracteristicile fizice și mecanice ale solurilor argiloase și le poate face potrivite pentru utilizare în lucrari de constructii.
Echipamentele moderne de construcție a drumurilor (mașini de frezat, reciclatoare, instalații mobile de amestecare a solului) fac posibilă stabilizarea și întărirea eficientă a solurilor direct pe șantier la o adâncime mare (până la 50 cm) într-o singură trecere de lucru cu o precizie ridicată a dozării materialelor. introdus în sol. Echipamentul de amestecare a solului de înaltă performanță, care este produs de companii atât de cunoscute precum Bomag, Caterpillar, FAE, Wirtgen și altele, face posibilă obținerea unui amestec omogen chiar și atunci când se lucrează cu soluri îmbibate cu apă. În acest sens, în ultimii ani, interesul specialiştilor în drumuri pentru stabilizatorii de sol a crescut simţitor atât la noi, cât şi în străinătate.
Stabilizatorii reprezintă o clasă foarte largă de substanțe de compoziție și origine diferită, care în doze mici au un efect pozitiv asupra formării proprietăților materialelor de construcție a drumurilor, atât prin activarea proceselor fizice și chimice, cât și prin optimizare. procese tehnologice. Aceste substanțe pot fi folosite în aproape toate etapele tehnologiceîn construcția de drumuri și aerodromuri, începând de la construcția unui subsol și terminând cu construcția de suprafețe dure, structuri de inginerie artificială și îmbunătățirea drumurilor.
Stabilizatorii pot fi de origine diferită, diferă în proprietăți, dar toți au în comun faptul că măresc densitatea, rezistența la umiditate și rezistența la îngheț a solurilor, reducând înăbușirea acestora.
Fiecare stabilizator specific are propriul nume individual, reflectând specificul țării de origine și caracteristicile aplicației. Printre cele mai cunoscute se numără următorii stabilizatori de sol argilos: EH-1 (SUA), SPP (Africa de Sud), Roadbond (SUA), RRP-235 Special (Germania), Perma-Zume (SUA), Terrastone (Germania), Dorzin „(Ucraina) și LBS (SUA), Dortekh (RF), ECOroads (SUA), М10+50 (SUA).

1. Bazele teoretice ale hidrofobizării solurilor coezive

O caracteristică distinctivă a stabilizatorilor este schimbarea naturii hidrofile a solului argilos în hidrofob. Prin urmare, pentru a asigura stabilizarea solurilor coezive, este necesar să se cunoască elementele de bază ale proceselor de hidrofobizare.
Hidrofobizarea este o schimbare a naturii suprafeței particulelor minerale prin expunerea solului la doze mici de agenți tensioactivi. Esența sa fizică constă în faptul că umecbilitatea sau neumezirea solului depinde de structura cristalină a mineralelor sale, de natura lor interpachet și de legăturile intermoleculare. Motivul principal pentru umezire este prezența unor centri activi energetic necompensați pe suprafața mineralelor. Moleculele de surfactant conțin o grupare polară (hidrofilă) și un radical hidrocarburic (hidrofob). Eliminarea completă sau parțială a umezirii mineralelor din sol cu ​​apă poate fi realizată prin echilibrarea centrilor activi energetic ai suprafeței mineralelor solului cu agenți tensioactivi care au această capacitate și, în același timp, datorită naturii lor moleculare, nu sunt umeziți de apă. . Cationii organici mari au un volum și o greutate moleculară mare, drept urmare sunt absorbiți viguros și puternic de sol, deplasând cationii anorganici din pozițiile lor de schimb.
A doua modalitate de echilibrare a legăturilor necompensate de pe suprafața sistemelor minerale se bazează pe adsorbția moleculelor organice dipol de către ionii de suprafață pe planurile bazale ale rețelei cristaline a mineralelor argiloase.
A treia cale este sorbția anionilor polari încărcați negativ ai reactivului de către cationii suprafeței minerale (Ca2+, Al3+, Si4+ etc.). Acest mod de echilibrare a legăturilor necompensate ale sistemelor de sol nu poate avea decât o importanță deosebită, în principal pentru solurile carbonatice.
Acordarea de proprietăți hidrofobe clar definite solului provoacă anumite dificultăți, care se datorează complexității sale ca sistem polimineral, dispersat coloidal, care conține o anumită cantitate de apă adsorbită. Este mai ușor să se realizeze hidrofobizarea parțială a solului, care în multe cazuri duce la modificări ale structurii și proprietăților solurilor tratate. Deja în primele etape ale cercetării (în anii 50 ai secolului trecut) privind hidrofobizarea solurilor dispersate în scopuri inginerești, s-a constatat că tratarea acestora cu agenți tensioactivi cationici duce la creșterea valorilor unghiului de umectare până la 90° sau mai mult (pentru bentonită - de la 15° la aproximativ 103°). O astfel de schimbare semnificativă a proprietăților suprafeței fazelor solide ale solului este însoțită de fenomenul de floculare și agregare a sistemelor de sol. Acest mecanism poate fi descris ca rezultat al interacțiunii cationului surfactant coloidal cu anionul coloidal al sistemului de sol. În acest caz, partea hidrofilă a cationului este adsorbită de particulele de sol, iar lanțurile de hidrocarburi, conectându-se între ele, formează agregate de particule, ceea ce duce la îngroșarea sistemului ca întreg în ceea ce privește distribuția dimensiunii particulelor. Variabilele care afectează capacitatea de floculare a surfactanților sunt adesea: a) dozajul reactivului; b) pH-ul solului și c) concentrația și tipul de săruri anorganice din sol.
Datorită scăderii capacității solului hidrofob de a adsorbi apa și a transformărilor structurale asociate, apar modificări. proprietăți fizice solurilor și anume: a) scăderea capacității solului de a mișca apa sub acțiunea forțelor capilare și gravitaționale; b) scăderea tendinței solului la modificări volumetrice (umflare și contracție) în timpul umezirii și uscării; c) creșterea rezistenței sistemului de sol în stare saturată de apă și menținerea acestuia pentru o perioadă lungă de timp.
Se știe că motivul îmbunătățirii proprietăților reologice ale solurilor argiloase dispersate datorită adăugării unor cantități mici de agenți tensioactivi este o modificare a naturii învelișurilor hidratate ale particulelor de argilă și adsorbția agenților tensioactivi pe suprafața mineralelor argiloase. Orice interacțiune între molecule sau ioni duce la o modificare a distanțelor lor interatomice. ESTE. Choborovskaya, care studiază adsorbția SSB (surfactantului cu greutate moleculară mare) pe diferite monominerale, consideră că este selectiv. Schimbările în proprietățile solurilor argiloase de diferite compoziții și stări la interacțiunea cu soluțiile de surfactant sunt prezentate în lucrarea lui Yu.K. Egorova. A fost studiată influența a trei tipuri de agenți tensioactivi: neionici (OS-20, slovatonă), cationici (sintegal, transferină) și anionici (votamol, sulfanol) cu o concentrație de 0,1 până la 10 g/l. Autorul a constatat că argilele din compoziția caolinitului adsorb agenții tensioactivi mai puțin decât argilele din compoziția montmorillonitului. Surfactanții cationici (SAS) sunt adsorbiți mai bine decât agenții tensioactivi neionici (NSA). Interacțiunea agenților tensioactivi cu argilele duce la coagularea particulelor de argilă, ceea ce crește permeabilitatea argilelor pentru soluții. Agenții de suprafață practic nu sunt absorbiți, deoarece încărcătura grupelor lor active coincide cu sarcina particulelor de argilă. Studiul adsorbției surfactanților și agenților tensioactivi a arătat că mare importanță are concentrația lor critică de micelizare (CMC). Când adsorbția surfactantului este sub această valoare, stratul de adsorbție corespunde aproximativ unei structuri monomoleculare cu o orientare orizontală a axei principale a moleculei în raport cu interfața. O structură mai complexă a stratului de adsorbție apare atunci când concentrația de surfactant este mai mare decât CMC, adică atunci când moleculele sunt asociate. În acest caz, izoterma crește brusc, ceea ce are loc probabil ca urmare a formării unui strat de adsorbție polimoleculară.
Astfel, se poate observa că adsorbția diferiților surfactanți pe suprafața aceluiași mineral are loc diferit. După activitatea de sorbție, acestea pot fi încadrate în următoarele serii: surfactanți → surfactanți neionici → surfactanți. În consecință, caracteristicile de rezistență ale diferitelor soluri argiloase stabilizate vor diferi puternic unele de altele.

2. Stabilizarea solurilor coezive

Mare Cercetare științifică asupra hidrofobizării, efectuată în secolul XX atât în ​​URSS, cât și în străinătate, a arătat că problema duratei procesului de hidrofobizare cu umezirea constantă și saturația cu apă a solurilor pe toată durata de viață a acestora în structurile de pavaj rămâne destul de importantă.
Stabilizatorii moderni au fost utilizați cu succes de mulți ani în SUA, Germania, Africa de Sud, Canada și multe alte țări, iar mai recent în Rusia pentru construcția de pavaje și fundații pentru autostrăzi, aerodromuri, parcări etc. Printre stabilizatorii de producția externă și cea internă, se pot distinge următoarele, cunoscute sub denumirile comerciale: Roadbond, Status, Dortekh, ANT, ECOroads, Mag-GF, RRP-235-Special, Perma-Zume, Dorzin, Top Force ”, LBS, М10 +50, LDC+12, Nanostab. Ele pot fi acide, bazice sau neutre. Compoziția chimică a stabilizatorilor moderni este fie brevetată, fie, fiind proprietatea autorilor sau a firmelor, nu este dezvăluită în totalitate.
Stabilizatorii moderni au compoziții complexe, cu mai multe componente, inclusiv:
acru produse organice, superplastifianți și alte substanțe;
silicat lichid, acrilic, acetat de vinil, emulsii de polimer stiren-butadienă;
complexe organice cu greutate moleculară mică.
Stabilizatorii pot fi cationici, anionici și neionici. În acest sens, interacțiunea lor cu același mineral argilos nu se va desfășura în același mod.
Stabilizatorii de primul tip au o compoziție complexă, inclusiv produse organice acide, superplastifianți și alți aditivi. Toate sunt caracterizate printr-o reacție acidă a mediului cu un pH în intervalul 1,72 - 2,65. Apa cu introducerea unor astfel de stabilizatori este activată datorită ionizării (H+, OH¯ și H3O+). Soluția stabilizatoare, la rândul său, modifică sarcina de pe suprafața particulelor de argilă datorită schimbului de energie al sarcinilor electrice între apa ionizată și particulele de sol mineral. Prin schimbul de încărcături cu apa ionizată, particulele de sol rup legăturile naturale cu apa capilară și de film. La compactarea solului tratat cu o soluție stabilizatoare, apa capilară și cea de film se separă cu ușurință, creând condiții pentru o compactabilitate ridicată a amestecului. Astfel, stabilizatorul joacă rolul unui aditiv plastifiant, ceea ce face posibilă obținerea unei densități mai mari a solului la o umiditate optimă mai scăzută a solului. Pentru solurile acide se folosesc surfactanți cationici. Pentru solurile carbonatice, este recomandabil să se utilizeze surfactanți anionici. Potrivit autorilor, dezvoltatorii materialului surfactant „Status-3”, micro-secțiuni ale suprafeței solului argilos, purtând o anumită sarcină, adsorb ioni încărcați opus, dar, în același timp, ioni de surfactant care sunt încărcați în mod similar cu suprafața. nu sunt adsorbiți direct de acesta, dar sub acțiunea forțelor electrostatice din apropierea ionilor adsorbiți formează împreună cu aceștia pe suprafața adsorbantului un dublu strat electric (EDL). În prezența unui DEL, densitatea de suprafață a sarcinii negative formează, așa cum ar fi, o căptușeală interioară, iar particulele de sol (anioni, cationi) situate la limita de fază formează o căptușeală exterioară de semn opus (respectiv, adsorbția). și părți difuze ale DEL), iar în întregul sistem este neutru din punct de vedere electric.
Studiile efectuate la MADI au arătat că după interacțiunea solului cu „Starea”, structura acestuia se modifică. Pe suprafața boabelor minerale se formează un film hidrofob. În solurile tratate cu stabilizatorul Status, se constată o reducere semnificativă a porilor cu diametrul de 0,0741-0,1480 microni comparativ cu soluri fără stabilizator (metoda fotometriei negative). În același timp, se constată o creștere a coeficientului de orientare a porilor Ka în direcția aleasă, care este de 11,26 și, respectiv, 10,57% pentru solurile tratate și netratate. Cele de mai sus indică modele direcționate de schimbare în solul tratat și formarea unei structuri mai stabile a materialului. A fost posibil să se obțină o scădere a conținutului optim de umiditate al solurilor argiloase, o creștere a rezistenței lor la apă, precum și o scădere a capacității de înmuiere, absorbția apei și umflarea. Rata de înmuiere a solului netratat este de 1,5-2 ori mai mare decât cea a solului tratat cu stabilizator. În același timp, solul stabilizat nu capătă rezistență la apă.
Pierderea rezistenței după saturația cu apă poate fi evitată prin utilizarea altor soluri pentru transformare materiale moderne- emulsii polimerice (al doilea tip de stabilizatori), cu o gamă largă de proprietăți. O emulsie tipică de polimer conține aproximativ 40-60% polimer, 1-2% emulgator, iar restul este apa naturala. Polimerul poate varia foarte mult în compoziția sa chimică, greutatea moleculară, gradul de ramificare, dimensiunea lanțului lateral, compoziția și așa mai departe. Majoritatea produselor polimerice utilizate pentru stabilizarea și stabilizarea solului sunt acetat de vinil sau copolimeri pe bază de acril.
Studiile efectuate în SUA au arătat că emulsiile de polimeri oferă o creștere semnificativă a rezistenței, în special în plus în condiții umede. Procesul de întărire a emulsiei constă în „separare” și eliberarea ulterioară din apă prin evaporare. Separarea emulsiei are loc atunci când picăturile individuale de emulsie suspendate într-o fază apoasă se unesc. Pe suprafața umezită cu emulsie a particulei de sol se depune polimer, a cărui cantitate depinde de concentrația polimerului adăugat la amestec și de raportul de amestecare cu solul.
Una dintre acestea materiale polimerice este LBS - stabilizator lichid de sol silicat-polimer - surfactant. Când o soluție apoasă de LBS este introdusă în sol, o schimbare ireversibilă a fizicului proprietăți mecanice sol datorită acțiunii chimice, prin înlocuirea ionică a peliculei de apă pe suprafața particulelor de mâl cu molecule stabilizatoare, care au efect hidrofug. Apa de film, ca urmare a compactării solului argilos tratat, este ușor îndepărtată din acesta. Pamantul imbunatatit in acest fel devine mai durabil si practic impermeabil, ceea ce il face rezistent la orice condiții climaticeși capabil să găzduiască o sarcină utilă crescută chiar și în condiții de precipitații abundente prelungite. Modulul de elasticitate al solurilor (de la lut nisipos la lut greu) stabilizat cu LBS ajunge la 160-180 MPa. Astfel de soluri au, de asemenea, indicatori de stabilitate la forfecare mai mari (~ 50%) comparativ cu solurile nestabilizate în stare uscată. Eficacitatea utilizării stabilizatorului polimeric LBS este cea mai vizibilă atunci când se lucrează cu soluri argiloase cu înaltă plasticitate. După prelucrare, astfel de soluri trec în categoria slab poroase și neporoase. Acest rezultat este atins datorită transferului de apă de film, care se afla anterior pe suprafața particulelor de argilă, într-o stare liberă. Solurile stabilizate cu LBS au caracteristici de deformare ridicate. De exemplu, eșantioane de lut nisipos mâlos cu un număr de plasticitate de 12 și un conținut de umiditate de 14,4% (conținut de umiditate la limita de rulare - 18%, la punctul de curgere - 30%) după stabilizare cu o emulsie polimerică și prelungit (28). zile) saturația capilară a apei (densitatea probelor - 2, 26 g/cm2, scheletică - 1,98 g/cm2) au fost supuse testelor de laborator cu o matriță rigidă. Modulul de elasticitate pentru ei a fost 179-182 MPa. Gradul de ridicare a solurilor stabilizate a fost determinat în conformitate cu GOST 28622-90 folosind o instalație special concepută. Rezultatele cercetării au arătat că solurile argiloase după expunerea la LBS intră în categoria nestâncoase sau slab umflate și neumflate sau slab umflate.
Dezvoltarile inovatoare pentru stabilizarea solului si constructia drumurilor sunt materiale precum LDC+12 (produs polimer acrilic lichid) si Enviro Solution JS (compus lichid de acetat de vinil), precum si M10+50, o emulsie de polimer lichid pe baza de acrilic, care este un liant . Acesta din urmă a fost special conceput pentru a îmbunătăți semnificativ caracteristicile solului, precum: aderența, rezistența la abraziune, forța de încovoiere, precum și pentru a crește durabilitatea stratului de pavaj. Solurile tratate cu material M10 + 50 sunt utilizate în construcția și repararea instalațiilor de infrastructură de transport, acestea având o serie de avantaje față de alți stabilizatori produși în stadiul actual. M10 + 50 este utilizat în soluri cu un număr de plasticitate de până la 12. Emulsia se dizolvă bine în apă dulce și sărată. Solul stabilizat capătă rezistență la apă. Stratul de sol, tratat cu emulsie M10+50, poate fi folosit pentru trecerea vehiculelor deja la 2 ore dupa lucrare. Un astfel de strat nu necesită îngrijire specială, spre deosebire de un strat armat cu ciment sau var. Solul tratat cu compoziție M10 + 50 are cea mai mare capacitate de a rezista distrugerii din cauza influențelor atmosferice și a radiațiilor ultraviolete. Mai mult de 20 de ani de experiență cu acest stabilizator polimer arată rezultate semnificativ mai bune cu stabilizatorii acrilici în comparație cu polimerii non-acrilici.
Solurile argiloase pot fi transformate folosind alte materiale moderne ion-active (Perma-Zume, Dorzin) - stabilizatori de tip al treilea pe baza de enzime. Astfel de enzime sunt o compoziție de substanțe, formate în principal în procesul de cultivare a organismelor pe un mediu nutritiv complex cu niște aditivi. Perma-Zume 11X reduce tensiune de suprafata apă, care contribuie la pătrunderea și absorbția rapidă și uniformă a umidității în solul argilos. Particulele de argilă saturate cu umiditate sunt presate în golurile solului și le umplu complet, formând astfel un strat dens, dur și pe termen lung. Datorită lubrifierii crescute a particulelor de sol, densitatea necesară a solului este atinsă cu o forță de compresie mai mică. Rezultatele unui studiu realizat de oamenii de știință de la IPC SB RAS (Tomsk) au arătat că „Dorzin” este un produs al fermentației microbiene a produselor care conțin zahăr, cum ar fi melasa (melasa). S-a stabilit că partea organică a medicamentului este reprezentată în principal de următorii compuși: oligozaharide (de la monozaharide la pentazaharide), compuși amino precum arginina, manitol (D-manitol), compuși hidroxi precum trehaloza, derivați care conțin azot. de acid lactic.
TELEVIZOR. Dmitrieva a reușit să stabilească că eficacitatea impactului complexelor organice asupra mineralelor care formează roca este direct dependentă de natura structurală și chimică a aluminosilicaților stratificati și scade în seria: faze amorfe de raze X → smectită → formațiuni cu straturi mixte → ilită → clorit → caolinit. În același timp, capacitatea cationică este o caracteristică integrală, a cărei utilizare face posibilă dezvăluirea gradului de eficacitate al formării structurii solului stabilizat în timpul evaluării exprese. Când un aditiv este introdus în sistem, se observă o scădere a suprafeței specifice a probelor studiate (Tabelul 1). Datele obținute mărturisesc „lipirea” indivizilor microdimensionați de minerale argiloase de către complecși organici ai stabilizatorului. Gradul de influență al aditivului este cel mai pronunțat în probele de argilă smectită monominerală.

tabelul 1

Suprafața specifică activă a rocilor argiloase

Notă: suprafața specifică activă este o caracteristică medie de porozitate sau dispersie, ținând cont de caracteristicile morfologice ale substanței studiate.

După interacțiunea preparatelor pe bază de enzime cu soluri argiloase, acestea dobândesc următoarele caracteristici: proprietăți fizice și mecanice ridicate, rezistență la temperatură, rezistență la apă, rezistență la coroziune.
Din cele de mai sus, rezultă că formarea structurii componentei argiloase a solurilor coezive atunci când interacționează cu un stabilizator se datorează blocării centrilor hidrofili activi ai mineralelor dispersate, ceea ce duce la scăderea suprafeței specifice a solului, a capacității cationice. și o creștere a hidrofobicității.
Impactul surfactanților asupra solurilor coezive duce la un schimb complet de cationi. Scăderea capacității solului stabilizat de a adsorbi apa și transformările structurale asociate cu aceasta provoacă o modificare a proprietăților fizice ale solurilor.
Pentru agenți tensioactivi, este mai bine să folosiți soluri carbonatice, în care interacțiunea anionilor organici încărcați negativ ai stabilizatorului cu cationii suprafeței minerale a solului (Ca2+, Al3+, Si4+ etc.) poate fi mai vizibilă.
Ionii organici din emulsiile de polimeri sunt ținuți împreună de forțele moleculare și de hidrogen, în plus față de forțele electrostatice. Sunt adsorbite mai puternic, formând complexe organominerale complexe. În acest sens, este posibil ca reacția mediului sol (pH) și compoziția sa săruri să nu aibă un efect semnificativ asupra stabilizării solului cu emulsii polimerice.
La compactarea solului tratat cu un stabilizator, apa capilară și cea de film sunt ușor separate, creând condiții pentru o compactibilitate ridicată a amestecului de sol. S-a stabilit acum că solurile tratate cu stabilizatori trebuie să aibă un coeficient de hidrofobic de cel puțin 0,45, iar valoarea densității maxime este mai mare decât cea a originalului cu mai mult de 0,02%. Conținutul de particule de praf și argilă din solurile folosite trebuie să fie de cel puțin 15% din greutatea solului. Este permisă utilizarea solurilor pentru stabilizare cu un conținut de particule de praf și argilă mai mic decât limita specificată, sub rezerva îmbunătățirii compoziția cerealelor argile, lut și aducerea cantității de nămol și particule de argilă la nivelul necesar. Solurile argiloase cu un număr de plasticitate mai mare de 12 trebuie zdrobite până la gradul de zdrobire cerut de SP 34.13330 înainte de introducerea în sol a materialelor de stabilizare și de legare. Umiditatea relativă a solurilor argiloase în acest caz ar trebui să fie de 0,3-0,4 umiditate la linia de producție.

3. Metode complexe de transformare a solurilor coezive

Pentru a îmbunătăți procesele de interacțiune a solurilor coezive cu un stabilizator, lianții (ciment, var, lianți organici) pot fi introduși suplimentar în sistem într-o cantitate mică. Ca urmare a acestui fapt, ne putem aștepta la o îmbunătățire a tuturor caracteristicilor solurilor transformate artificial. Pentru a determina în ce procese au loc sistem complex„sol-stabilizator-liant”, să luăm în considerare rezultatele obținute de Yu.M. Vasiliev pentru soluri argiloase după interacțiunea cu diferite cantități de liant folosind ciment ca exemplu. De obicei, se crede că atunci când solul este tratat cu ciment, se dezvoltă legături structurale doar de tip cristalizare. Experimental a constatat că odată cu introducerea cimentului se dezvoltă nu numai legăturile de tip cristalizare, ci și legăturile care sunt de natură apă-coloidală se întăresc. Forța legăturilor de coagulare și intensitatea creșterii forței cresc odată cu creșterea dispersiei solului, ceea ce indică influența suprafeței active a particulelor de sol asupra proceselor fizico-chimice de interacțiune dintre ciment și sol. Cu un conținut de ciment de până la 2% - pentru lut grele, 4% - pentru lut nisipos, rezistența legăturilor de coagulare depășește rezistența celor de cristalizare. Raportul dintre legăturile rigide (cristalizare) și flexibile (coagulare) în solurile de ciment determină proprietățile lor de deformare. În consecință, proprietățile de deformare într-un sistem de sol cu ​​o mică introducere de ciment vor fi determinate de rezistența legăturilor de coagulare. Datele obţinute de A.A. Fedulov, atunci când introduce 2% ciment în sistemul „stabilizator al solului” („Stare”), indică, de asemenea, modificări nu numai în proprietățile apei-coloidale, ci și în caracteristicile de rezistență. De exemplu, forțele apă-coloidale ∑w la rezistența la forfecare a su-argilei convertite cu ajutorul unui stabilizator și ciment (2%) sunt de 0,084 MPa și, în consecință, fără ciment - 0,078 MPa, cu apă - 0,051 MPa (Tabelul 2).

masa 2

Rezultatele determinării parametrilor de rezistență a lutului

Astfel, se poate observa că adăugarea de lianți (ciment Portland și/sau var) în sol în doze relativ mici îmbunătățește unele dintre proprietățile fizice și mecanice ale acestuia: o scădere a plasticității, o creștere a capacității portante. Cantitatea de ciment și/sau var introdusă în acest caz este suficientă pentru a se asigura că, ca urmare a interacțiunii lor cu fracțiunile lămoase și argiloase ale solului, este asigurată pierderea proprietăților lor hidrofile, dar nu suficientă pentru a menține întreaga masă. de particule de sol într-un sistem coerent. Rezultatul este un sol îmbunătățit datorită întăririi legăturilor de coagulare.
Prin adăugarea de stabilizatori surfactanți, este posibilă reglarea timpului de întărire a cimentului și a amestecurilor sol-ciment, pentru a controla procesele de formare a structurii în timpul întăririi solului. Efectul unui surfactant depinde de compoziția și concentrația acestuia în amestec. În opera lui O.I. Lukyanova, P.A. Rebinderul prezintă o modificare a compoziției de fază a produselor de hidratare C3A în prezența adaosurilor crescânde de surfactanți - concentrat PRS. Agenții tensioactivi, fiind adsorbiți pe particulele minerale ale solului și cimentului, blochează centrele potențiale de coagulare și formarea structurii de cristalizare în prima fază de întărire a liantului, ceea ce contribuie la convergența fazelor de întărire și, ca urmare, duce la o scăderea microfracturii structurii materialului și la creșterea rezistenței acestuia.
S-a stabilit că compoziția minerală a fracției de argilă din sistemul „sol – ciment – ​​surfactant” are un efect semnificativ asupra densității și întăririi solului. Microcompozitele de argilă rezultate, împreună cu mineralele de cadru, acționează ca umplutură și microfiller în formarea cimentului din sol. Fazele aluminosilicate criptocristaline (amorfe cu raze X) sunt o componentă puzolanică activă care leagă portlandita liberă pe perioade lungi de întărire.
Pentru a întări solurile umplute cu argilă, al căror conținut de umiditate este cu 4-6% mai mare decât optimul, utilizarea varului nestins este eficientă. Când varul este introdus în sistemul „sol - stabilizator”, pe lângă funcția sa principală de liant, acesta îndeplinește funcția de purtător de aditiv granulometric, ceea ce permite stabilizatorului să fie distribuit uniform în sol. Toate acestea creează condiții pentru așezarea de înaltă calitate a amestecului și compactarea acestuia. Prin urmare, cel mai mare efect poate fi obținut prin întărirea luturilor și argilelor grele. În sistemul complex „sol – stabilizator – var”, se formează simultan structuri de cristalizare și coagulare. Prezența unui stabilizator într-un astfel de sistem face posibilă controlul vitezei de cristalizare și a vitezei de formare a nucleelor ​​de cristale de hidrosilicați din grupa tobermorit, deoarece componentele stabilizatorului - surfactant, datorită adsorbției pe suprafața nucleele, pot împiedica creșterea lor.
Acțiunea agenților tensioactivi este întotdeauna asociată cu formarea de structuri în straturile de suprafață ale particulelor de argilă și volumele de mediu dispersat adiacent acestora. O consecință care decurge din termodinamică este că agenții tensioactivi au capacitatea de a se acumula în exces la interfață și astfel, parcă, se condensează într-un strat subțire. Stratul de adsorbție al surfactantului are o grosime extrem de mică; prin urmare, chiar și adăugările foarte mici de surfactant pot schimba drastic condițiile de interacțiune moleculară la interfață. O tehnologie rațională de utilizare a stabilizatorilor este aceea în care se creează condițiile necesare realizării surfactantului suprafețelor corespunzătoare. Pentru a obține rezultatul dorit, cantitatea de surfactant trebuie să fie optimă. Dacă cantitatea de stabilizator este mai mult decât optimă, atunci adsorbția surfactantului duce la o scădere a rezistenței relației dintre particule. În plus, precum F.D. Ovcharenko, aceeași concentrație de agenți tensioactivi în soluție apoasă pentru solurile argiloase cu compoziție minerală diferită, poate da și efectul opus.
Studiu analiza muncii diferite feluri construcția ne permite să remarcăm că introducerea stabilizatorilor în solurile argiloase îmbunătățește densitatea acestora, rezistența la compresiune și tracțiune, modulul de elasticitate, rezistența la îngheț, reduce umiditatea optimă, deshidratarea capilară, înălțarea și umflarea. Astfel, s-a stabilit că rata de înmuiere a lutului netratat este de 1,5-2 ori mai mare decât a celor tratate cu stabilizatori Status și Roadbond. Valoarea totală a deformării de îngheț a solului argilos tratat de aceștia este cu 15% și respectiv 35% mai mică decât cea a solului netratat. În consecință, prelucrarea solurilor argiloase în timpul compactării lor duce la o scădere a deformării totale a înghețului.
Un experiment privind construcția de tronsoane experimentale de drumuri cu fundații din lut greu cu lianți organici (7-8%), tratate cu stabilizator Status și ciment (6%), a arătat că modulul total de deformare, determinat de ștampila dinamică. metoda, duble . În solurile argiloase tratate cu stabilizatorul Status, coeziunea specifică Cw crește datorită creșterii semnificative a forțelor apă-coloidale ∑w (de 5 ori într-o probă de lut nisipos și de aproape 2 ori într-o probă de lut) (Tabelul 2). Introducerea unui stabilizator împreună cu un liant face posibilă creșterea atât a unghiului de frecare φw, cât și a forței de aderență Cw.
Datorită faptului că mulți stabilizatori moderni au o reacție acidă datorită conținutului de acizi sulfuric și sulfonic din compoziția lor, este recomandabil să se introducă lianți organici sub formă de rășină ureică cu un întăritor. Aceasta, la rândul său, asigură o creștere semnificativă a rezistenței la apă și a rezistenței solului tratat, precum și o creștere a numărului de soiuri de sol care trebuie prelucrate.
Varul utilizat împreună cu agenții tensioactivi poate fi considerat un aditiv complex promițător. Introducerea unei cantități mici de var sau ciment (până la 2%) în sistemul „stabilizator al solului” îmbunătățește de peste 2 ori toate proprietățile dobândite ale solului. De exemplu, rezistența probelor de lut nisipos stabilizat cu apă capilară (LBS - 0,01%) crește de la 4,5 la 15,5-18,8 kg / cm2, în funcție de liant, iar după 10 cicluri de îngheț-dezgheț - până la 14 . 7-22,0 kg/cm2. Cel mai eficient pentru soluri pline de apă var nestins.
Utilizarea metodelor complexe de întărire a solurilor cu un conținut ridicat de lianți arată eficiența lor ridicată (Tabelul 3). De exemplu, puterea după 10 cicluri de îngheț-dezgheț de probe capilare saturate cu apă poate atinge valori mariîn interval de 22,6-30 kg/cm2, în funcție de compoziția solului și de cantitatea de liant (4-8%). Utilizarea metodelor complexe face posibilă întărirea luturilor și argilelor grele.
Studiile efectuate de specialiștii SoyuzdorNII pentru a studia efectul lianților complecși (M10 + 50 și ciment în cantitate de 6 până la 10%) asupra proprietăților solurilor nisipoase lutoase au arătat următoarele rezultate. Rezistența la tracțiune a probelor la încovoiere crește cu 36,3-40,8%, valorile coeficientului de rigiditate scad cu 27,5-36,5%. Introducerea surfactanților într-un sistem complex îmbunătățește caracteristicile fizice și mecanice ale solurilor în comparație cu probele întărite numai cu ciment (Fig. 1).
În același timp, rezistența la forfecare a solului armat crește de mai multe ori, ceea ce face ca un astfel de sol să fie optim pentru construcția pistelor și autostrăzilor temporare, atât în ​​construcția bazei, cât și ca acoperire. Acest lucru este cel mai relevant atunci când se efectuează lucrări de reparație a drumurilor folosind metoda „reciclării la rece” atunci când se construiește stratul superior al bazei pavajului sau stratul inferior al pavajului. Rezultatele unei astfel de stabilizări a solului sunt semnificativ superioare emulsiilor de bitum sau cimenturilor utilizate în mod obișnuit pentru această tehnologie.

Tabelul 3

Proprietățile fizice și mecanice ale solurilor,
consolidată prin aplicarea metodelor integrate

Notă: * amestecurile sunt preparate la un conținut natural de umiditate a solului sub optim;
** amestecurile au fost preparate la umiditatea naturală a solului peste cea optimă (pentru condiții de sol îmbogățit);
n.p. este numărul de plasticitate;
Cimentul Shchurovsky marca M400.

Stabilizarea solurilor argiloase cu materialul „Dorzin” a arătat un foarte rezultate bune. Pentru o gamă largă de lut (de la nămol ușor până la nămol greu) și argile (nămol ușor), rezistența la compresiune corespunde cu 4,0-4,3 MPa, iar la încovoiere - 0,9-1,4 MPa. Solurile stabilizate capătă rezistență la apă și îngheț (F5). Utilizarea stabilizării pentru astfel de soluri cu introducerea de 2% ciment în sistem îmbunătățește doar puțin caracteristicile de rezistență, în medie 4,3-4,6 MPa, dar crește brusc rezistența la apă și îngheț (F10). Acest lucru, la rândul său, face posibilă reducerea cantității de ciment din solurile de ciment fără a modifica caracteristicile de rezistență.

Cantitatea optimă de ciment atunci când este introdus în solul argilos stabilizat de Dorzin este de 6-8%. Acest lucru face posibilă obținerea unor indicatori de rezistență pentru solurile argiloase studiate, corespunzători claselor de rezistență M40-M60 și rezistenței la îngheț - F10-F25, determinate în conformitate cu. Utilizarea combinată a agenților tensioactivi și a lianților anorganici în efectuarea lucrărilor de construcție a drumurilor pentru întărirea solului bazelor de pavaj face posibilă reducerea cantității de liant cu 30-40% în comparație cu compozițiile fără aditivi, fără a le modifica caracteristicile de rezistență. Efectul diferit al introducerii stabilizatorilor în soluri coezive se datorează atât compoziției solurilor, stabilizatorilor, lianților (când se folosesc metode complexe), cât și cantității acestora.
Utilizarea metodelor complexe de transformare a solurilor coezive poate îmbunătăți semnificativ caracteristicile lor fizice, mecanice și hidrofizice comparativ cu stabilizarea convențională.
Astfel, atunci când un stabilizator și un liant sunt introduși în solul argilos, procesele fizico-chimice și coloidale încep să decurgă deja în primele etape cu influențe mecanice slabe (amestecarea solului). Schimbul de ioni, adsorbția, coagularea părții fin dispersate a solului sunt completate de procese chimice (reacții puzolane), în urma cărora se formează hidrosilicați de calciu și alți compuși, care provoacă în plus o modificare a proprietăților solului. Prin urmare, agenții tensioactivi, care fac parte din stabilizatori, fac posibilă reglarea proceselor de formare a structurii în sisteme complexe.
Formarea structurii în astfel de sisteme depinde de următorii parametri:

• compoziția și proprietățile solurilor coezive;
• cantitatea și concentrația de liant;
• compoziția și proprietățile stabilizatorului;
• cantitatea și concentrația stabilizatorului.

4. Tehnologii de stabilizare si consolidare a solurilor

Clasificarea stabilizatorilor dezvoltați pentru construcția drumurilor ține cont de experiența acumulată internă și străină în utilizarea aditivilor chimici (stabilizatori) și a lianților. Se observă că în raport cu practica casnică a construcției de drumuri trebuie să se distingă următoarele tehnologii existente: stabilizarea, stabilizarea integrată și consolidarea integrată a solului.
Tehnologia de stabilizare a solului este recomandată pentru utilizarea solurilor așezate în stratul de lucru al subsolului, deoarece procesele cele mai intense ale regimului apă-termic (WTR) și transferul de umiditate afectează în principal partea superioară a subsolului structurii drumului. În același timp, stabilizarea solurilor în stratul de lucru nu numai că afectează în mod favorabil WTR, dar face și posibilă utilizarea solurilor argiloase locale care anterior nu erau potrivite pentru aceste scopuri (Fig. 2). Acest lucru devine posibil prin îmbunătățirea caracteristicilor fizice ale apei în ceea ce privește permeabilitatea apei (GOST 25584-90), umflarea (GOST 28622-90), umflarea (GOST 24143-80) și înmuierea (GOST 5180-84) la valorile necesare. Funcția principală a acestei tehnologii este hidrofobizarea solurilor din stratul de lucru sau straturile inferioare ale bazelor de pavaj.

Tehnologia de stabilizare integrată a solului diferă de tehnologia de stabilizare a solului prin aceea că solurile argiloase sunt tratate cu stabilizatori și lianți anorganici în cantitate care nu depășește 2% din greutatea solului. Utilizarea acestei tehnologii face posibilă îmbunătățirea proprietăților fizico-aposo și fizico-mecanice ale solurilor tratate prin întărirea legăturilor care au natură apă-coloidală. O creștere a caracteristicilor de rezistență și deformare a solurilor argiloase stabilizate complex face posibilă utilizarea acestora pentru aranjarea nu numai a stratului de lucru, ci și pentru marginile drumurilor, precum și a bazelor de sol pentru pavaje și acoperiri ale drumurilor locale (rurale). Funcția principală a acestei tehnologii este structurarea și hidrofobizarea solurilor din bazele de pavaj.
Tehnologia de întărire integrată a solului este o tehnologie în care o cantitate mică (până la 0,1%) de agenți tensioactivi și lianți sunt introduse în sol - mai mult de 2% (din greutatea solului). Prezența aditivilor stabilizatori în solul argilos armat duce la scăderea consumului de liant necesar și face posibilă creșterea rezistenței la îngheț și a rezistenței la fisurare a solurilor armate (Fig. 3). Funcția principală a acestei tehnologii este de a crește rezistența la îngheț și rezistența la fisurare a solurilor armate din straturile structurale ale pavajelor.

CONCLUZII

Formarea structurii componentei argiloase a solurilor coezive la interacțiunea cu stabilizatorii se datorează blocării centrilor hidrofili activi ai mineralelor dispersate, ceea ce duce la scăderea suprafeței specifice, a capacității cationice și la creșterea hidrofobicității solului.
Impactul surfactanților asupra solurilor coezive duce la un schimb complet de cationi. Pentru surfactanți, este mai bine să folosiți soluri carbonatice, în care interacțiunea anionilor stabilizatori organici încărcați negativ cu cationii suprafeței solului mineral (Ca2+, Al3+, Si4+ etc.) poate fi mai vizibilă.
La stabilizarea solurilor, cantitatea de stabilizator introdusa in sol trebuie sa fie optima pentru a obtine rezultatul dorit.
În funcție de efectul lor asupra solurilor argiloase, stabilizatorii pot fi împărțiți în „stabilizatori-repelente” și „stabilizatori-întăritori”.
Introducerea „stabilizatorilor-repelenti de apă” în soluri coezive le îmbunătățește proprietățile fizice ale apei. Actualitatea și eficiența utilizării lor sunt determinate în principal de reducerea proceselor de înghețare în timpul înghețului solului.
Transformarea solurilor argiloase cu ajutorul „stabilizatorilor-întăritori” contribuie la modificarea semnificativă a parametrilor lor fizici, mecanici și hidrofizici. Rezistența maximă la compresie poate ajunge la 4,3 MPa, la încovoiere - 1,4 MPa. Solurile stabilizate sunt rezistente la apă și îngheț.
Introducerea lianților minerali în doze mici (până la 2% pentru lut grele, 4% pentru lut nisipos) în sistemul de „stabilizator al solului” îmbunătățește caracteristicile fizice, mecanice și fizice ale apei în comparație cu stabilizarea convențională.
Principala diferență dintre cele două tipuri de stabilizatori este instabilitatea solurilor tratate cu „stabilizatori hidrofugă” din mediul acvatic. O astfel de cantitate (2-4%) de ciment sau var introdusă în sistem este suficientă pentru a se asigura că, ca urmare a interacțiunii cu fracțiile lămoase și argiloase ale solului, își pierd proprietățile hidrofile, dar nu suficient pentru a păstra întregul masa de particule de sol într-un sistem coerent pentru întărirea legăturilor de coagulare.
În sistemul complex „stabilizator de sol-liant” toate componentele participă la formarea structurii. Procesele fizice, chimice și chimice în timpul amestecării unui liant cu apă au o importanță semnificativă, deoarece procesul de creare a unei structuri cristaline a neoplasmelor are loc în paralel cu formarea structurii unui sol transformat complex.
Efectul diferit al stabilizatorilor tensioactivi într-un sistem complex se datorează acestora compoziție chimicăși adsorbție selectivă diferită în raport cu mineralele clincher ale liantului și mineralele solului.
Metodele integrate de întărire a solurilor fac posibilă asigurarea rezistenței acestora la compresiune până la 7,0 MPa, la încovoiere - până la 2,0 MPa, care corespunde gradului de rezistență M60, gradului de rezistență la îngheț - până la F25.
Într-un sistem complex, rolul de screening al stabilizatorilor asupra vitezei de cristalizare a lianților minerali contribuie la formarea unui compozit organo-argilos, care conferă proprietăți elastice solurilor transformate.

L I T E R A T U R A

1. Voronkevici S.D. Fundamente ale reabilitării tehnice a solului // S.D. Voronkevici. - M.: Lumea științifică, 2005. - 504 p.
2. Kulchitsky L.I., Usyarov O.G. Baze fizico-chimice pentru formarea proprietăților rocilor argiloase / L.I. Kulchitsky, O.G. Usyarov. – M.: Nedra, 1981. – 178 p.
3. Kruglitsky N.N. Baze fizico-chimice pentru reglarea proprietăților dispersiilor solurilor argiloase / N.N. Kruglitsky. - Kiev: Naukova Dumka, 1968. - 320 p.
4. Sharkina E.V. Structura și proprietățile compușilor organominerale / E.V. Sharkin. - Kiev: Naukova Dumka, 1976. - 91 p.
5. Choborovskaya I.S. Dependența eficacității armăturii solului cu bardă sulfit-alcool de proprietățile acestora (fără agenți de armare) în construcția suprafețelor și fundațiilor drumurilor. // Materialele celei de-a VI-a Conferințe Uniune privind fixarea și compactarea solurilor. - M.: Editura Universității de Stat din Moscova, 1968. - S. 153-158.
6. Egorov Yu.K. Tipificarea solurilor argiloase din Ciscaucazia Centrală în funcție de potențialul de umflare-contracție sub influența factorilor naturali și tehnogeni: dr. dis. ...cad. geol.-min. Științe. - M., 1996. - 25 p.
7. Vetoshkin A.G., Kutepov A.M. // Journal of Applied Chemistry. - 1974. - T.36. - Numarul 1. - P.171-173.
8. Kruglitsky N.N. Caracteristici structurale și reologice ale formării sistemelor minerale disperse / N.N. Kruglitsky // Progrese în chimia coloidală. - Tashkent: Fan, 1987. - S. 214-232.
9. Grohn H., Augustat S. Die mechano-chemishe depolymerization von kartoffelstarke durch schwingmahlung // J. Polymer Sci. - 1958. V.29. – P.647-661.
10. Dobrov E.M. Formarea și evoluția masivelor de sol tehnogenice ale subsolului autostrăzilor în epoca tehnogenezei / E.M. Dobrov, S.N. Emelyanov, V.D. Kazarnovsky, V.V. Kochetov // Proceedings of the Intern. științific conferința „Evoluția ing.-geol. condiţiile pământului în epoca tehnogenezei. - M.: Editura Universității de Stat din Moscova, 1987. - S. 124-125.
11. Kochetkova R.G. Caracteristici de îmbunătățire a proprietăților solurilor argiloase cu stabilizatori / R.G. Kochetkova // Știința și tehnologia în industria rutieră. - 2006. Nr. 3.
12. Relegator P.A. Surfactanți / P.A. Relegator. - M.: Cunoașterea, 1961. - 45 p.
13. Fedulov A.A. Utilizarea agenților tensioactivi (stabilizatori) pentru a îmbunătăți proprietățile solurilor coezive în construcția drumurilor. - Insulta. ...cad. tehnologie. Științe / Fedulov Andrey Alexandrovich, MADGTU (MADI). - M., 2005. - 165 p.
14. K. Newman, J.S. Polimeri în emulsie Tingle pentru stabilizarea solului. Prezent pentru conferința FAA 2004 privind transferul de tehnologie aeroportuară la nivel mondial. Orasul Atlantic. STATELE UNITE ALE AMERICII. 2004.
15. Autostrăzi și poduri. Construcția straturilor structurale de pavaj din soluri armate cu lianți: Informații studiului / Întocmit. Fursov S.G. - M.: FSUE „Informavtodor”, 2007. - Numărul. 3.-
16. Dmitrieva T.V. Soluri argiloase stabilizate KMA pentru construcția drumurilor: dr. dis. ...cad. tehnologie. Științe. (23.05.05) / Tatyana Vladimirovna Dmitrieva, Universitatea Tehnică de Stat din Belgorod numită după V.G. Şuhov. - Belgorod, 2011. - 24 p.
17. SP 34.13330. 2012. Ediție actualizată a SNiP 2.05.02-85*. Autostrăzi / Ministerul Dezvoltării Regionale Federația Rusă. - Moscova, 2012. - 107 p. Vasiliev Yu.M. Legături structurale în solurile de ciment // Proceedings of the VI All-Union Conference on Consolidation and Compact of Soils. - M.: Editura Universității de Stat din Moscova, 1968. - S. 63-67.
18. Lukyanova O.I., Rebinder P.A. Noutăți în utilizarea lianților anorganici pentru fixarea materialelor dispersate. // Materiale pentru a VI-a Conferință Uniune privind fixarea și compactarea solurilor. - M.: Editura Universității de Stat din Moscova, 1968. - S. 20-24.
19. Goncharova L.V., Baranova V.I. Studiul proceselor de formare a structurii în solurile de ciment în diferite stadii de întărire în vederea evaluării durabilității acestora / L.V. Goncharova // Materialele celei de-a VII-a Conferințe Uniune privind Consolidarea și Compactarea Solurilor. - Leningrad: Energie, 1971. - S. 16-21.
20. Ovcharenko F.D. Hidrofilitatea argilelor și a mineralelor argiloase / F.D. Ovcharenko. - Kiev: Editura Academiei de Științe a RSS Ucrainei, 1961. - 291 p.
21. Instrucțiuni pentru a consolida marginile drumurilor subnivelului cu utilizarea stabilizatorilor de sol. – Introdus la 23.05.03. - M., 2003.
22. Abramova T.T., Bosov A.I., Valieva K.E. Utilizarea stabilizatorilor pentru îmbunătățirea proprietăților solurilor coezive / T.T. Abramova, A.I. Bosov, K.E. Valieva // Geotehnică. - 2012. - Nr 3. - P. 4-28.
23. GOST 23558-94. Amestecuri de piatră zdrobită-pietriș-nisip și soluri tratate cu lianți anorganici pentru construcția de drumuri și aerodromuri. Conditii tehnice. - M.: FSUE „Standartinform”, 2005. - 8 p.
24. ODM 218.1.004-2011. Clasificarea stabilizatorilor de sol in constructia drumurilor / ROSAVTODOR. - M., 2011. - 7 p.

Găsit pe internet fără semnătura autorului:
„În construcția drumurilor, sticla lichidă nu s-a răspândit, cu excepția construcției de tronsoane experimentale, precum și silicificarea autostrăzilor din piatră concasată prin metoda impregnării și Tratament de suprafață. Motivul este rezistența scăzută la îngheț a silicatului, precum și neplăcerile în muncă din cauza prizei și întăririi rapide a amestecului de sol cu ​​silicat. În același timp, experiența trupelor de ingineri din înaintare armata sovieticăîn 1944, a arătat avantajele silicificării drumurilor temporare de pământ și pietriș: la amenajarea ocolitoarelor minate și aruncate în aer prin retragere. trupele germane naziste drumuri stabilizarea rapidă a solului cu lopeți și udatoare de gradina a dat rezultate excelente. "

Din cartea lui V. D. Glukhovsky „Gruntosilicates”:
„Construirea autostrăzilor pe liant de sticlă lichidă cu agregate inerte (calcar, dolomit, cuarțit, gresie, granit) se bazează pe capacitatea sticlei lichide de a forma cu agregate mase monolitice solide.

Munca desfășurată în această direcție în diferite țări, în unele cazuri, a dat rezultate pozitive, iar în altele - negative. În Italia și mai ales în Franța s-au construit mii de kilometri de autostrăzi silicificate. Germania nu a obținut rezultate pozitive în această chestiune.

În țara noastră, lucrările de silicificare a drumurilor au fost efectuate de V. M. Shalfeev și au dat rezultate satisfăcătoare.

Construcția unor astfel de drumuri poate fi realizată folosind metoda betonului silicat sau metoda impregnarii.

În timpul construcției prin metoda betonului silicat, amestecul de lucru, constând din agregat grosier, ecrane și sticlă lichidă, după amestecare temeinică, este așezat într-un strat de 10 cm și compactat cu role. După 24 de ore, masa capătă suficientă rezistență și transportul se poate deplasa de-a lungul ei.

Din experiența mea cu sticla lichidă, voi spune că aparent un pahar lichid nu este suficient. Am facut vopsele pe baza de sticla lichida. De pe faţade au fost spălate de aproximativ a zecea ploaie. Lipsește din această descriere o componentă care crește rezistența la umiditate.

La același Glukhovsky, la întărirea solurilor, se folosește o soluție de sare suplimentară (nu costisitoare). Nu spune ce fel de sare este nevoie. Alte surse vorbesc despre sarea de potasiu, dar nu indica ce sticla lichida se foloseste, potasiu sau sodiu. Tot la Glukhovsky, pentru a crește rezistența la apă a blocurilor de construcție din silicat măcinat, se recomandă impregnarea în soluție salină după turnare. Cartea este scrisă dezgustător, informațiile trebuie adunate din diferite capitole, și încă multe rămân de neînțeles. Se pare că mașina încearcă în mod deliberat să încurce totul.

În același timp, Glukhovsky susține: „Astfel de drumuri sunt mai ieftine decât betonul și drumurile cu alte tipuri de acoperiri cu pietriș. Sunt de o jumătate și jumătate până la două ori mai durabile decât asfaltul și betonul și, de asemenea, mai rezistente la uzură, la apă și rezistent la îngheț.”

De ce sunt atât de îngrijorat de subiect? După ce m-am încurcat cu vopsea pe sticlă lichidă, am încetat să o mai folosesc în producție și aveam aproximativ o tonă de sticlă de sodă lichidă blocată în depozit. Este de șapte ani acum.

Iar la tara sunt multe locuri unde as intari cu placere caile de acces. Poate cineva vă va spune tehnologia. Aș fi foarte recunoscător. Și atunci experimentele pot fi amânate. Nu veți aprecia rezultatul imediat, trebuie să așteptați un an sau doi.

Poate că solul este amestecat cu sticlă lichidă, așezat și apoi udat cu o soluție de sare. Din adapatoarele de grădină, oamenii Armatei Roșii udau drumurile cu ceva în 1944. Dacă paharul lichid este sodiu, atunci, se pare, sarea de sodiu NaCl este sare obișnuită de masă.

Iată un altul de la Glukhovsky: „Sticlă lichidă este folosită pentru a repara părțile de suprafață ale structurilor din beton. În acest caz, se aplică un strat de sticlă lichidă cu un modul de 3,3-3,4 pe zona deteriorată umezită cu apă, care este stropită cu pulbere de ciment.Ca urmare a interactiunii chimice dintre ciment si silicatul alcalin determina o intarire rapida a amestecului.