Главная
Новости
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Воздухоопорные сооружения
Грунтовые основания




14.12.2017


14.12.2017


14.12.2017


14.12.2017


14.12.2017


13.12.2017


13.12.2017


13.12.2017


13.12.2017


13.12.2017





Яндекс.Метрика
         » » Особенности укрепления комбинированным способом

Особенности укрепления комбинированным способом

28.11.2015

При комбинированном (комплексном) способе укрепления каменных материалов чаще всего комбинируют традиционные вяжущие (битумы, дегти, цементы, извести) А для совершенствования тех или иных физико-механических, структурных и других свойств вводят различные добавки.
Особенности укрепления комбинированным способом

Минеральные материалы, укрепленные комбинированными вяжущими (например, цемент+битум, или известь+битум), обладают рядом специфических свойств и технологических особенностей. Так. при обработке гравийного материала жидким битумом совместно с цементом или известью минеральные вяжущие необратимо коагулируют тонкодисперсную часть минеральной смеси, резко улучшая ее физико-механические показатели и ускоряя при этом процесс формирования конструктивного слоя.
При использовании комбинированного способа укрепления каменных материалов необходимо учитывать специфику взаимодействия укрепляемых материалов с одним и другим вяжущим. В большинстве случаев рекомендуется вначале вводить известь и цемент в минеральную смесь, а затем битум. Обработанная известью или цементом минеральная смесь проявляет большую активность при дальнейшем взаимодействии с битумом.
Опыт показывает, что добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ), различные ингибиторы, пластификаторы целесообразнее вводить в вяжущие вещества.
Комбинированный способ укрепления минеральных смесей из местных материалов позволяет целенаправленно, в определенных пределах регулировать свойства материала дорожных покрытий. Если имеющиеся в наличии местные минеральные материалы и климатические условия могут предрасположить будущее покрытие к пластическим деформациям, целесообразно увеличить долю неорганических вяжущих, в результате чего вероятность появления таких деформаций значительно снизится. И, наоборот, можно снизить вероятность и частоту появления трещин на покрытии, увеличив долю органического вяжущего при комбинированном укреплении местных минеральных материалов.
В последние годы значительный объем исследований проведен по укреплению минеральных смесей комбинациями традиционных вяжущих с отходами и побочными продуктами промышленности. В качестве примера приведем группировку различных добавок, вводимых при укреплении минеральных смесей цементом (по рекомендациям, разработанным в Белоруссии):
- электролиты (отходы производства калийных солей, искусственного волокна и т. п.);
- неорганические вещества сложного химического состава (отходы суперфосфатного производства — пиритные огарки и фосфогипс и т. п.),
- органические химические вещества (отходы жиркомбинатов — госиполовая смола, нефть, кислые гудроны и т. п.),
- комбинированные добавки, которые применяют в сочетаниях, кроме цемента (госиполовая смола или нефть+отходы асбестошиферного производства и т. п.)
К этой же классификации можно отнести и комплексное укрепление минеральных смесей шлакосиликатным вяжущим и многие другие.
Минеральные смеси из местных материалов можно укреплять комплексным способом методами смешения на дороге (фрезами и передвижными смесителями) и в стационарных смесительных установках. Важнейшей особенностью комбинированного способа укрепления является сложность равномерного распределения вяжущих и добавок, каждые из которых используются в меньших количествах, чем в обычных способах укрепления. Поэтому при комбинированном способе укрепления вяжущими рекомендуется обрабатывать минеральные смеси в передвижных или стационарных смесительных установках. При отсутствии таких установок допустимо применять фрезы или в крайнем случае автогрейдеры с целью устройства нижних слоев оснований на дорогах высоких категорий, а также оснований и покрытий на дорогах низких категорий с разжижением органических вяжущих и с последующим устройством на таких покрытиях поверхностных обработок.
Основное различие технологии укрепления комбинированным способом от обычной технологии состоит в том, что количество перемешиваний минеральной смеси увеличивается пропорционально количеству разновидностей вяжущих (иногда добавок), применяемых для ее укрепления. Так, при комплексном укреплении цементом и битумом необходимо два-три прохода фрезы по одному следу для перемешивания с цементом и два-три прохода для перемешивания с битумом.
При укреплении минеральных смесей с основным вяжущим цементом и добавками из отходов промышленности вначале вводят добавки отходов промышленности, нефть и т. п., а затем — цемент. При этом электролиты можно вводить в кристаллическом виде (сухом) и в виде раствора. Способ их введения зависит от исходной влажности минеральной смеси. Если смесь-сухая, можно вводить в виде раствора, если влажная, — в кристаллическом виде. При приготовлении смесей фрезами или передвижными смесителями жидкости вводят в укрепляемые смеси через битумораспределительную систему, которая существует у фрез типа Д-530 и у смесителей типа Д-370, а кристаллические (сухие, порошкообразные) материалы — через цементораспределители или распределители удобрений.
Приготовление смесей способом смешения на дороге состоит из следующих последовательно выполняемых операций:
- вывозка минерального материала на подготовленное основание с оправкой его в валик за 2—3 круговых прохода автогрейдера, распределения валика на ширину 4—5 м равномерным слоем за 3—4 круговых прохода автогрейдера;
- россыпи минерального вяжущего по поверхности слоя с помощью цементораспределителя,
- перемешивания минеральной смеси с минеральным вяжущим за 2—3 прохода фрезы по одному следу или за 15—20 проходов автогрейдера;
- увлажнения смеси 5—6% от массы сухой минеральной смеси, осуществляемого поливо-моечной машиной;
- перемешивания до равномерного распределения влаги за 2—3 прохода фрезы по одному следу или 12—15 проходов автогрейдера;
- розлива 4—5% жидкого битума через распределительное устройство фрезы Д-530 или прямо из автогудронатора;
- перемешивания за 2—3 прохода фрезы по одному следу (или 15—20 проходов автогрейдера);
- разравнивания, планировки и уплотнения пневмо- или виброкатками.
При использовании для смешения передвижных смесителей Д-370 работа может быть организована по одному из двух вариантов. В первом варианте работает один смеситель, во втором — два последовательно. В первом варианте смеситель перемешивает смесь 2 раза: вначале с неорганическим вяжущим, а затем с органическим. Во втором варианте первый смеситель перемешивает с неорганическим вяжущим, а второй, идущий вслед за первым, с органическим.
Приготовление смесей с комбинированными вяжущими в стационарных смесительных установках осуществляют таким же путем, как и обычные асфальтобетонные смеси. Смеси, приготовленные в стационарных смесительных установках, меньше подвержены дроблению и поэтому их можно уплотнять обычными жесткобарабанными катками при отсутствии пневмо- и виброкатков.
Опыт обработки минеральных смесей из местных материалов комплексными вяжущими показал, что обеспечить равномерное распределение небольшого количества битума (3—5%) трудно. Для того чтобы преодолеть эти затруднения в производственных условиях, часто прибегают к использованию жидких битумов. Однако покрытия или основания, устроенные из минеральных смесей, обработанных цементом (известью) и разжиженным битумом, очень долго формируют структуру. Для сокращения сроков формирования структуры материала и создания покрытий с оптимальными свойствами в последние годы при комбинированном укреплении используют битумные эмульсии и пасты.
Сочетание битумных эмульсий и паст с известью и цементом обеспечивает оптимальное проявление вяжущих свойств и физико-химических процессов при их взаимодействии. На базе этих материалов создается своеобразное битумоцементное вяжущее. Структура материала, созданного на основе такого вяжущего и минеральных смесей, будет характеризоваться коагуляционными связями, создаваемыми битумными слоями, и кристаллизационными, образуемыми цементным камнем. Вода из эмульсий и паст обеспечивает необходимые условия для гидролиза и гидратации цемента, тем самым ускоряя процесс формирования структуры материала.
Битумные эмульсии и пасты приготавливают на эмульсионных базах и вывозят на дорогу. Технология устройства слоев дорожных одежд из минеральных смесей, укрепляемых цементом или известью и битумной эмульсией, такая же, как и при использовании цемента (извести) и жидкого битума.
Технология устройства слоев дорожных одежд из местных минеральных материалов и битумоцементных паст такая же, как с использованием вязких битумов, с той лишь разницей, что пасты перед использованием не разогревают. Для поверхностных обработок битумоцементными пастами нужно использовать износостойкий минеральный материал. Смеси, приготовленные с использованием битумных эмульсий и паст, технологичны, хорошо уплотняются, меньше подвержены дробимости.
Раздельный метод обработки минеральных смесей. Раздельный метод обработки минеральных смесей может рассматриваться как разновидность комбинированного метода обработки грунтощебеночных и других минеральных смесей. Сущность этого метода заключается в обработке скелетной и заполняющей частей смеси не одновременно каким-либо вяжущим, а раздельно и различными вяжущими.
Подбор смесей при этом способе обработки ведут таким образом, чтобы скелетная часть состояла из гидрофобного материала (например, низкопрочного известняка), а заполняющая из гидрофильного (глины). Учитывая, что гидрофобные материалы лучше укреплять битумом, так как они лучше им смачиваются, а гидрофильные — дегтем, каменноугольной смолой и другими вяжущими, можно укреплять эти части минеральной смеси раздельно, а потом их объединять и дополнительно перемешивать с последующим уплотнением.
Физико-механические показатели образцов минеральных смесей, обработанных таким методом в лабораторных условиях, приведены в табл. 62.
Особенности укрепления комбинированным способом

Приведенные в табл. 62 данные свидетельствуют о том, что прочность при сжатии у образцов, приготовленных раздельным методом, больше, чем у образцов, приготовленных обычным способом. Это, однако, свидетельствует о технической целесообразности данного метода лишь по одному из парам. Для окончательных рекомендаций по этому методу необходимы еще доказательства целесообразности и эффективности его и по другим технико-экономическим параметрам.
Одной из разновидностей комбинированной обработки гравийных и щебеночных смесей является обработка мазутными очистками с добавками извести.
Мазутные очистки используются в качестве вяжущего совместно с известью. При этом рекомендуется вначале вводить известь в мазутные очистки, а затем таким комплексным вяжущим обрабатывать минеральные смеси. Если вводить вначале известь в минеральную смесь, а затем мазутные очистки, то при длительном хранении прочность образцов в водонасыщенном состоянии уменьшается. Опыт строительства конструктивных слоев дорожных одежд из гравийных и щебеночных материалов, укрепленных комплексным способом мазутными очистками и известью, показал, что если тщательно выполнять все технологические операции, то можно получить материал с вполне удовлетворительными свойствами (табл. 63).
При использовании местных минеральных материалов, обработанных мазутными очистками и известью в качестве покрытий, необходимо устраивать поверхностную обработку.
Особенности укрепления комбинированным способом