도로 건설의 토양용 밀봉 첨가제. 토양의 강화 및 안정화

토양 안정화 기술은 거의 모든 토양을 견고한 기초로 만듭니다.

National Resources는 무기 결합제를 사용하여 토양 안정화 서비스(GOST 23558-94)를 제공합니다. 토양 안정화는 다양한 코팅을 위한 기반을 만드는 효과적인 방법입니다.

"National Resources"라는 회사는 10년 이상 도로 기반 건설 및 장비 분야에서 일해 왔습니다.

포장 및 도로 기초 공사는 물론 산업 및 저장 현장, 다양한 재료를 사용하여 토양을 강화하고 안정화하는 방법에 대한 모든 범위의 작업에 종사하고 있습니다.

잘 설계되고 실행된 프로젝트의 보장은 회사의 장기적인 경험이며 우리의 주요 이점 중 하나입니다.

전문가 팀은 거의 모든 유형의 토양과 함께 가장 어려운 기상 조건에서 작업할 준비가 되어 있습니다. 풍부한 실무 경험과 축적된 토양 분석 지식 기반을 바탕으로 현대 장비를 사용하여 "NR"사는 선택을 제공합니다. 최적의 구성최대 15년 동안 도로 기반의 품질을 보증하고 보장하는 안정화 혼합물.

프로젝트, 작업 및 재료의 품질 뒤에는 러시아 및 CIS 국가의 전문 기관과의 긴밀한 과학 협력이 있기 때문에 사용된 기술과 고성능에 대해 더욱 확신할 수 있습니다. 토양 및 포장의 각 샘플은 특별히 시뮬레이션된 조건에서 실험실 테스트를 거치므로 도로 건설 중 실수를 방지할 수 있습니다.

완료된 주문 및 전문가 및 과학적 협력에 대한 피드백, 요약 완료된 프로젝트그리고 우리의 보증은 National Resources의 도로 건설 또는 수리에 대한 확신을 제공합니다.

"NR"사는 도로 안정화 및 재활용을 위한 모든 서비스를 수행할 수 있는 효율적이고 생산적인 장비를 갖추고 있습니다.

회사의 차량은 가장 크고 가장 생산적인 Wirtgen WR250 재활용기를 사용합니다. 한 재활용자의 용량은 교대당 8000m2입니다. 다짐 깊이는 560mm에 이릅니다.

Wirtgen WR250 재활용업체 10대. 최단 시간에 가장 복잡한 작업을 수행할 수 있습니다.

또한 회사의 면전에서 시멘트 스프레더, 롤러, 모터 그레이더 및 장착형 안정 장치(작은 지역에서 사용)가 사용됩니다.

기술 정보

토양 안정화토양을 철저히 분쇄하고 적절한 무기질 바인더(시멘트 또는 석회)와 혼합하는 과정으로 5~10중량%의 비율로 첨가한 다음 다짐합니다.

이 기술을 무기질 바인더와 함께 사용할 경우, 인근에 있는 양토, 사질양토, 사질토 등 어떠한 국지토양도 절대적으로 강화할 수 있고 바인더 재료만 남아 있기 때문에 상당한 수송량이 필요하지 않습니다. 작업장으로 배송됩니다.

제시된 기술은 모든 극한 하중 및 기후 조건러시아.

토양 안정화에 의한 도로 건설

토양 안정화 기술은 다음 건설에 사용됩니다.

기존 도로의 수리 및 재건;
고속도로 IV-V 카테고리 건설 중;
임시, 기술, 보조 및 비포장 도로;
보도, 공원, 보행자 및 자전거 도로;
주차장, 주차장, 창고, 쇼핑 센터다양한 카테고리의 물체 건설을위한 견고한 기초를 만들 때 터미널;
고형 폐기물 및 유해 물질 매립지;
산업 바닥 및 포장 슬래브의 근거;
철도 트랙의 기초.

지반 안정화 비디오

장점: 비용 / 작업 시간 / 재단의 강도 / 보증

이 방법은 도로 기초를 구축하는 전통적인 방법에 비해 많은 장점이 있습니다.

COST 건설 작업 비용의 50% 감소.

작업 속도는 교대당 3,000m2에서 8,000m2입니다.

기초의 힘무기 결합제를 사용한 토양 안정화 시 극한 압축 강도는 500 MPa에 이릅니다.

보증 토양 안정화 기술이 적용된 도로 기반의 보증 기간은 15년에 이릅니다.

제시된 이점은 다음 요인으로 인해 가능해졌습니다.

비금속 재료 (쇄석, 모래) 사용의 완전한 거부,
결석 토공도로 구조용 토양 굴착 및 이에 따른 토양 처분 부족,
프로세스의 완전한 기계화,
작업 속도를 가속화할 수 있는 현대 기술.

토양 안정화
결과베이스는 아스팔트 층을 적용하지 않고 독립적으로 사용할 수 있습니다.

방법이 환경에 유해한 영향을 미치지 않고 재료 선택에 완전한 자율성과 자유를 의미하는 것도 중요합니다. 현대식 장비를 사용하면 결합제 투입량에서 높은 정확도로 한 작업 패스에서 최대 50cm 깊이까지 현장에서 직접 토양 안정화를 효율적으로 수행할 수 있습니다.

국가자원의 노하우

힌트의 붕해 기술을 이용하여 시멘트를 2% 함량으로 사용하여 안정화된 베이스를 얻을 수 있었습니다.

이 기술을 통해 안정화된 베이스의 강도 특성을 높일 수 있습니다.

토양 안정화는 값비싼 아스팔트 콘크리트 기초를 부과하지 않고 지상에서 도로를 건설할 수 있는 가능성입니다.

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토양 안정화

에게범주:

도로 건설 기계에 대해

토양 안정화

도로 건설에 사용되는 토양에는 특정 제한 강도 지표가 있습니다. 즉, 움직이는 차량에서 일정량의 하중을 견딜 수 있습니다.

에 지난 몇 년개발되었다 새로운 방법시멘트, 석회, 역청, 타르와 같은 바인더 첨가제를 추가하여 토양의 강도를 높입니다. 이 방법을 바인더를 사용한 토양 안정화라고 합니다. 이 방법으로 강화된 토양은 도로 기초 공사에 사용됩니다. 자본금아스팔트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트 대신 경량 포장의 건설에 사용됩니다. 안정화 된 토양에서 기초 및 포장을 건설하는 비용은 쇄석 기초 또는 아스팔트 콘크리트 포장을 건설하는 것보다 3.5-5 배 저렴합니다. 30cm 두께의 안정화 된 토양의 기본 층은 18-20cm 두께의 쇄석 층과 강도가 같습니다. 15-20cm 두께의 안정화된 토양의 가벼운 포장은 6-10cm 두께의 아스팔트 콘크리트 포장의 강도와 같습니다.

이전에 도로 표면은 조약돌 포장(조약돌 고속도로) 형태로 건설되거나 6-15cm 두께의 깔린 돌 층을 깔아 마차 바퀴 또는 도로 롤러(자갈 돌 또는 "흰색" 고속도로)로 굴려 건설되었습니다. 자동차 교통의 발달로 이러한 고속도로의 강도는 충분하지 않은 것으로 나타났습니다.

자동차 바퀴에 의한 흰색 고속도로의 급격한 파괴의 주된 이유는 개별 자갈이 서로 약한 연결이 있기 때문입니다.

또한 관련하여 고속도로 교통, 도로에 새로운 요구 사항이 부과됩니다 - 표면의 균일성, 먼지가없고 타이어와의 우수한 접지력.

코팅에서 쇄석의 응집력 증가는 유기 결합제를 코팅 두께에 도입함으로써 달성됩니다 - 역청 또는 타르, 이는 도로의 강도와 내구성을 증가시킵니다. 코팅에 바인더 재료가 있으면 롤러로 표면을 고르게 굴리고 먼지를 묶어 도로에서 먼지를 제거하고 타이어 접지력을 향상시킬 수 있습니다. 유기 바인더는 미네랄 입자를 박막으로 코팅하여 서로 결합합니다.

역청이나 타르로 처리된 흰색 고속도로는 검은색이 되므로 이러한 코팅을 "검은색"이라고 합니다.

토양 안정화는 현지 및 수입 토양 모두에서 수행할 수 있습니다. 안정화를 위해서는 사질양토와 양토가 가장 적합하다. 토양을 안정화할 때 초목 입자가 썩을 때 공극이 형성되기 때문에 풀과 관목의 뿌리가 있는 상위 식물 층(잔디)을 제거해야 합니다.

토양 안정화는 다음과 같은 주요 작업으로 구성됩니다. - 토양 스트립 준비; - 토양의 풀림 및 분쇄; - 바인더 재료의 분포; - 파쇄된 토양과 바인더 재료의 혼합; - 시멘트 또는 석회로 안정화되면 분말 바인더와 혼합 된 분쇄 된 토양의 물로 관수 및 최종 혼합; – 스트립 압축, 안정화된 토양.

스트립 준비는 잔디 층과 그루터기 및 관목의 뿌리를 제거하고 국지적 함몰부를 되메우기하고 둔덕과 융기를 잘라내는 스트립을 계획하는 것으로 구성됩니다.

동시에 노반의 프로파일이 작성되고 측면 배수로가 절단됩니다. 스트립 준비 작업은 불도저와 필요한 경우 루터, 그레이더 또는 모터 그레이더가 수행합니다.

지역 토양이 안정화되면 해당 노반 스트립이 느슨해지고 연삭됩니다. 현지 토양에서 안정화가 수행되지 않으면 스크레이퍼, 트랙터 트레일러 또는 덤프 트럭으로 니어 트라오스 채석장에서 필요한 토양을 가져오고 가져온 토양을 노반에 배포 및 계획한 다음 느슨하게 하고 파쇄합니다.

트랙터 쟁기와 써레로 조밀하고 무거운 사질양토와 양토를 푸는 것이 좋습니다.

가벼운 토양은 트랙터 절단기로 풀린 다음 헐거워진 토양을 부숴줍니다. 풀림 및 연삭은 처리된 스트립을 따라 여러 번의 기계 통과로 수행됩니다.

토양이 더 강하게 파쇄 될수록 바인더와 더 좋고 더 고르게 혼합되고 더 강한 안정화층이 얻어집니다. 일반적으로 분쇄 된 토양에서 3-5mm 크기의 입자 수가 3-5 중량 %를 초과해서는 안되며 특수 샘플로 확인됩니다.

시멘트 안정화

시멘트 또는 석회는 시멘트 트럭이나 덤프 트럭으로 작업 현장으로 가져와서 건식 혼합 직전에 처리된 스트립 위에 삽으로 균일하게 살포합니다. 시멘트와 석회를 분배하는 특수 기계는 아직 제조되지 않았습니다.

토양은 바인더와 건조 혼합된 다음 아스팔트 분배기에서 물을 뿌린 다음 마지막으로 트레일드 커터의 여러 패스로 혼합되고 롤링으로 압축됩니다.

역청 또는 타르로 안정화

역청 또는 타르는 결합제가 냉각되지 않도록 혼합 직전에 아스팔트 분배기로 가져와 붓는다.

바인더가 있는 토양은 트레일드 커터의 여러 패스와 혼합되고 롤링으로 압축됩니다.

안정화된 층은 자동차 또는 바퀴 달린 트랙터로 가는 트레일러의 D-219 공압 타이어 롤러로 압축됩니다. 캐터필러 트랙터로 롤러를 견인하는 것은 캐터필러 박차로 인해 스트립 표면이 손상되기 때문에 허용되지 않습니다.

무기 바인더를 이용한 토양 강화/안정화 기술은 국내는 물론 외국에서도 60년 이상 건설 현장에서 사용되어 왔습니다.

이 기술을 사용하면 최종 결과에 따라 토양 안정화와 토양 강화가 분리됩니다.

토양을 안정화시킬 때 물에 잠긴 토양과 융기 된 토양을 포함하여 지역 토양의 압축 조건을 개선하는 것이 가능합니다. 이 방법을 사용하면 서리 방지 층을 배열하고 기초 토양의 지지력을 높일 수 있습니다.

토양을 강화할 때 지역 토양의 물리적 및 기계적 특성이 크게 증가합니다. 이 방법은 기초의 서리 방지 층과 베어링 층의 설치에 사용됩니다.

규제 문서: GOST 30491-97. 도로 및 비행장 건설을 위한 유기 결합제로 강화된 유기-광물 혼합물 및 토양. 명세서". GOST 23558-94. "도로 및 비행장 건설을 위해 무기 바인더로 처리된 쇄석-자갈-모래 및 토양의 혼합물. 명세서".

적용분야

건설 지역에 강한 석재가없고 기초 건설에 적합한 사질 토양이없는 경우 국내 경험에서 알 수 있듯이 다양한 바인더로 개선되거나 강화 된 사용 가능한 현지 토양을 효과적으로 사용할 수 있습니다.

현장 혼합 방법을 사용하는 토양 안정화/보강 기술은 구조적 기초 층의 건설에 사용할 수 있습니다: 상부 및 하부 층.

설명

지역 토양의 안정화/강화에 결합제를 사용하면 밀도가 증가하고 내수성 및 내한성이 증가할 수 있습니다.

현대식 장비를 사용하면 결합제 투입량에서 높은 정확도로 한 번의 작업 패스로 현장에서 직접 현지 토양을 큰 깊이(최대 40cm)까지 효과적으로 개선/강화할 수 있습니다.

기존의 단일 패스 혼합 장비는 수분이 많은 토양을 작업하는 경우에도 균일한 혼합물을 얻을 수 있습니다.

바인더 및 첨가제

주요 사용 가능한 광물 바인더는 시멘트와 석회입니다. 일반적으로 투여량은 보강할 토양 질량의 3~10%(~6%)입니다.

석회 또는 시멘트를 사용하여 토양을 안정화하거나 강화할 때 실험실에서 선택한 바인더 용량에 따라 필요한 토양 압축 계수를 제공하는 것이 거의 항상 가능합니다.

최적 조성의 미사질 양토와 사질-아질산 토양은 시멘트 강화에 가장 적합합니다.

작품 생산 기술

작업 중에 다음과 같은 기술 작업이 수행됩니다.

베이스 표면 레이아웃
유기 결합제의 투여량 및 분포
밀링 머신을 사용하여 필요한 경우 혼합기에 직접 투입량의 유기 결합제(역청 에멀젼) 및 화학 첨가제를 미리 정해진 깊이까지 혼합합니다.
지정된 지표에 대한 기본 레이아웃 및 압축.

특수 메커니즘 세트는 보강 깊이와 필요한 양의 바인더 재료를 현장에 전달할 가능성에 따라 교대당 5,000~15,000m3의 용량을 가질 수 있습니다.

토양안정화/강화기술을 이용한 부지의 수직배치 특징

영토의 수직 계획을 설계 할 때 소위 " 제로 밸런스흙 덩어리. 이 원칙은 영토를 가로지르는 토사 이동과 관련된 비용을 줄이는 것을 가능하게 하며, 또한 누락되거나 초과된 재료의 운송 및 토양 제거를 제거합니다.

전통적인 굴착 방법에는 다음과 같은 단점이 있습니다.

부적합한(물에 잠긴, 융기된) 흙을 제거할 필요가 있습니다.
개방된 지역(내부 도로, 주차장) 건설 중 내한성 요구 사항을 보장하기 위해 포장 구조물을 설계하는 문제가 있으며, 러시아 중부 지역에서는 이 요구 사항을 충족하기 위해 구조물의 전체 두께에 설치가 필요합니다. 총 두께가 약 1.0m 인 구조물은 "토공 균형 제로"수준과 일치하므로 기초를 설치하려면 상당한 양의 수입 자재 (모래, 쇄석 등)가 필요합니다. 따라서 추가 비용이 발생합니다.
도로 건설. 도로 건설을위한 토양의 생석회를 처리하면 좋은 지지력을 가진 견고한 기초를 얻을 수 있습니다. 석회는 세립 및 젖은 점토 토양을 수정하고 포졸란 반응으로 인해 화학적으로 활성인 토양을 안정화시킵니다.

지반 안정화/강화 기술을 활용하면 다양한 목적의 건축물 시공에 보다 최적의 솔루션을 적용할 수 있습니다.

토양 안정화/강화 기술을 사용하면 기존 방식에 비해 최대 20%의 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다.

콘크리트 산업 바닥을 설치하는 경우 두 가지 이유로 바닥을 안정화하는 것이 좋습니다.

첫째, 고품질의 견고한 기초입니다.

미술. 과학적 직원 T.T. 아브라모바
(M.V. Lomonosov의 이름을 딴 모스크바 주립 대학),
일체 포함. 보소프
(FSUE "ROSDORNII"),
케. 발리에바
(M.V. Lomonosov의 이름을 딴 모스크바 주립 대학)
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소개

현재 다양한 교통 기반 시설의 건설 규모가 급격히 증가하고 있습니다. 러시아 영토의 대부분에는 부족을 미리 결정하고 건설 프로젝트의 총 비용을 증가시키는 전통적인 도로 건설 자재가 없습니다. 이와 관련하여 포장 건설을 위해 현지 토양을 사용하는 것이 좋습니다. 예를 들어, 건조에서는 높은 응집력과 강도를 가지며 물 포화 상태에서는 무시할 만하다고 알려져 있으며 융기되는 러시아 연방에서 가장 일반적인 점토 토양을 사용할 수 있으려면 다음을 보장해야 합니다. 습도, 기상 조건 및 교통 중 가변 하중의 변화에 관계없이 내구성과 안정성. 이는 근본적인 질적 변화가 있어야만 달성할 수 있습니다. 자연 속성그런 토양.
무기(시멘트, 석회, 플라이애시 등) 및 유기(역청, 역청 에멀젼, 타르, 고분자 수지 등) 결합제를 사용한 토양 기반 조성물의 개발은 많은 사람들에 의해 수행되었습니다. 과학 학교지난 세기의 20 대부터. 그들의 작업 결과 분석에 따르면 시멘트 기반 조성물은 높은 강성과 그에 따른 균열 형성이 특징입니다. 또한 시멘트 토양은 마모가 증가하여 보호 마모 층이 없으면 포장에 사용할 수 없습니다. 석회 토양은 서리 저항을 제공하지 않습니다. 유기 결합제는 러팅(rutting)의 발달과 베이스 층의 소성 변형에 기여합니다.
수년간의 연구 다양한 국가세계는 표면 활성 물질(계면활성제)을 사용하여 점토 토양의 내수성을 높일 수 있음을 보여주었으며, 이를 통해 계면활성제를 소량 소비하여 이러한 토양을 안정화할 수 있습니다. 활성 시약의 도입은 결합제의 필요성을 줄이고 점토 토양의 물리적 및 기계적 특성을 크게 개선하며 사용에 적합하게 만들 수 있습니다. 건설 작업.
현대식 도로 건설 장비(분쇄기, 재활용 기계, 이동식 토양 혼합 공장)를 사용하면 재료 투입량에서 매우 정확하게 한 번의 작업 패스에서 현장에서 직접 토양을 효과적으로 안정화하고 강화할 수 있습니다(최대 50cm). 토양에 도입. Bomag, Caterpillar, FAE, Wirtgen 등과 같은 유명 회사에서 생산하는 고성능 토양 혼합 장비를 사용하면 침수된 토양을 작업할 때도 균일한 혼합물을 얻을 수 있습니다. 이와 관련하여 최근 몇 년 동안 토양 안정제에 대한 도로 전문가의 관심이 국내외에서 눈에 띄게 증가했습니다.
안정제는 물리적 및 화학적 공정의 활성화와 최적화로 인해 소량으로 도로 건축 자재의 특성 형성에 긍정적인 영향을 미치는 다양한 구성 및 기원의 물질의 매우 다양한 종류입니다. 기술 프로세스. 이 물질은 노상 건설부터 단단한 표면의 건설, 인공 공학 구조물 및 도로 개선에 이르기까지 도로 및 비행장 건설의 거의 모든 기술 단계에서 사용할 수 있습니다.
안정제는 특성이 다른 기원이 다를 수 있지만 모두 토양의 밀도, 내 습성 및 내한성을 증가시켜 들뜸을 줄인다는 공통점이 있습니다.
각 특정 안정제에는 원산지 국가 및 적용 기능의 특성을 반영하는 고유한 이름이 있습니다. 가장 유명한 점토 토양 안정제는 EH-1(미국), SPP(남아프리카 공화국), Roadbond(미국), RRP-235 Special(독일), Perma-Zume(미국), Terrastone(독일), Dorzin입니다. "(우크라이나) 및 LBS(미국), Dortekh(RF), ECOroads(미국), М10+50(미국).

1. 이론적 근거점착성 토양의 소수화

안정제의 독특한 특징은 점토 토양의 친수성 성질이 소수성으로 변한다는 것입니다. 따라서 점착성 토양의 안정화를 보장하기 위해서는 소수화 공정의 기본 사항을 알아야 합니다.
소수성화는 토양을 소량의 계면활성제에 노출시켜 광물 입자 표면의 성질을 변화시키는 것입니다. 물리적 본질은 토양의 습윤성 또는 비습윤성이 광물의 결정 구조, 패킷 간 및 분자간 결합의 특성에 달려 있다는 사실에 있습니다. 습윤의 주된 이유는 미네랄 표면에 보상되지 않은 에너지 활성 중심이 있기 때문입니다. 계면활성제 분자는 극성(친수성) 그룹과 탄화수소(소수성) 라디칼을 포함합니다. 토양 광물이 물에 젖는 것을 완전히 또는 부분적으로 제거하는 것은 토양 광물 표면의 에너지 활성 중심과 이러한 능력이 있는 계면활성제의 균형을 맞추면서 달성할 수 있으며 동시에 분자 특성으로 인해 물에 젖지 않습니다. . 큰 유기 양이온은 부피와 분자량이 커서 토양에 강력하고 강하게 흡수되어 무기 양이온을 교환 위치에서 대체합니다.
광물계 표면의 보상되지 않은 결합의 균형을 맞추는 두 번째 방법은 기저면의 표면 이온에 의한 쌍극자 유기 분자의 흡착을 기반으로 합니다. 결정 격자점토 광물.
세 번째 방법은 미네랄 표면의 양이온(Ca2+, Al3+, Si4+ 등)에 의한 시약의 음으로 하전된 극성 음이온을 흡착하는 것입니다. 토양 시스템의 보상되지 않은 결합의 균형을 맞추는 이러한 방식은 주로 탄산염 토양에 대해서만 특히 중요할 수 있습니다.
토양에 명확하게 정의된 소수성 특성을 부여하는 것은 특정 양의 흡착된 물을 함유하는 콜로이드-분산, 다중광물 시스템으로서의 복잡성으로 인해 특정 어려움을 야기합니다. 토양의 부분적인 소수성화를 달성하는 것이 더 쉽고, 이는 많은 경우에 처리된 토양의 구조 및 특성의 변화를 초래합니다. 이미 엔지니어링 목적으로 분산된 토양의 소수성화에 대한 연구의 초기 단계(지난 세기의 50년대)에서 양이온성 계면활성제로 처리하면 습윤각 값이 최대 90° 이상(벤토나이트의 경우 - 15°에서 약 103°까지). 토양의 고상 표면 특성의 이러한 상당한 변화는 토양 시스템의 응집 및 응집 현상을 동반합니다. 이 메커니즘은 콜로이드 계면활성제 양이온과 토양 시스템의 콜로이드 음이온의 상호작용의 결과로 설명될 수 있습니다. 이 경우 양이온의 친수성 부분은 토양 입자에 흡착되고 탄화수소 사슬이 서로 연결되어 입자의 응집체를 형성하여 입자 크기 분포 측면에서 시스템 전체가 조대화됩니다. 계면활성제의 응집 능력에 영향을 미치는 변수는 종종 다음과 같습니다. b) 토양 pH c) 토양 내 무기염의 농도 및 유형
소수성화된 토양이 물을 흡수하는 능력의 감소 및 이와 관련된 구조적 변형으로 인해 변화가 발생합니다. 물리적 특성토양, 즉: a) 모세관 및 중력의 작용으로 물을 이동시키는 토양의 능력 감소; b) 습윤 및 건조 동안의 부피 변화(팽창 및 수축)에 대한 토양의 경향 감소; c) 수분 포화 상태에서 토양 시스템의 강도를 높이고 오랫동안 유지합니다.
소량의 계면활성제를 첨가하여 분산된 점토토의 유변학적 특성을 향상시키는 이유는 점토 광물의 표면에 계면활성제가 흡착되어 점토 입자의 수화 껍질의 성질이 변화하는 것으로 알려져 있다. 분자 또는 이온 간의 상호 작용은 원자 간 거리의 변화를 초래합니다. 이다. 다양한 단일광물에 대한 SSB(고분자량 계면활성제)의 흡착을 연구하는 Choborovskaya는 이것이 선택적이라고 믿습니다. 계면 활성제 용액과의 상호 작용에 따른 다양한 조성 및 상태의 점토 토양 특성의 변화는 Yu.K. 에고로바. 비이온성(OS-20, slovatone), 양이온성(synthegal, transferrin) 및 음이온성(votamol, sulfanol)의 3가지 유형의 계면활성제의 영향을 0.1~10g/l 농도로 연구했습니다. 저자는 카올리나이트 조성의 점토가 몬모릴로나이트 조성의 점토보다 계면활성제를 덜 흡착한다는 것을 발견했습니다. 양이온성 계면활성제(SAS)는 비이온성 계면활성제(NSA)보다 더 잘 흡착됩니다. 점토와 계면 활성제의 상호 작용은 점토 입자를 응고시켜 용액에 대한 점토의 투과성을 증가시킵니다. 계면 활성제의 활성 그룹의 전하가 점토 입자의 전하와 일치하기 때문에 계면 활성제는 실제로 흡수되지 않습니다. 계면 활성제와 계면 활성제의 흡착에 대한 연구는 다음과 같이 나타났습니다. 큰 중요성임계 미셀화 농도(CMC)가 있습니다. 계면활성제 흡착이 이 값 미만인 경우 흡착층은 계면에 대해 분자 주축의 수평 배향을 갖는 대략 단분자 구조에 해당합니다. 흡착층의 복잡한 구조는 계면활성제 농도가 CMC보다 높을 때, 즉 분자가 결합될 때 발생합니다. 이 경우 등온선이 급격히 증가하는데, 이는 아마도 다분자 흡착층의 형성으로 인해 발생할 수 있습니다.
따라서 동일한 광물의 표면에 서로 다른 계면활성제의 흡착이 다르게 진행됨을 알 수 있습니다. 흡착 활성에 따라 계면 활성제 → 비이온성 계면 활성제 → 계면 활성제 계열로 나눌 수 있습니다. 결과적으로 다양한 안정화 점토 토양의 강도 특성은 서로 크게 다릅니다.

2. 점착성 토양의 안정화

20세기에 소련과 해외에서 수행된 발수성에 대한 주요 과학적 연구에 따르면 포장 구조에서 사용 수명 동안 토양의 일정한 습윤 및 수분 포화도를 갖는 발수 처리 기간의 문제는 여전히 매우 중요합니다. .
현대식 안정기는 미국, 독일, 남아프리카, 캐나다 및 기타 여러 국가에서 수년간 성공적으로 사용되었으며 최근에는 러시아에서 고속도로, 비행장, 주차장 등의 포장 및 기초 건설에 성공적으로 사용되었습니다. 및 국내 생산, 상품명으로 알려진 Roadbond, Status, Dortekh, ANT, ECOroads, Mag-GF, RRP-235-Special, Perma-Zume, Dorzin, Top Force ", LBS, М10+ 50, LDC+12, 나노스탭. 산성, 염기성 또는 중성일 수 있습니다. 현대 안정제의 화학적 조성은 특허를 받았거나 저자 또는 회사의 자산이므로 완전히 공개되지 않았습니다.
최신 안정제는 다음을 포함하는 복잡한 다성분 구성을 가지고 있습니다.
시큼한 유기농 제품, 고가소제 및 기타 물질;
액체 실리케이트, 아크릴, 비닐 아세테이트, 스티렌-부타디엔 폴리머 에멀젼;
저분자량 유기 착물.
안정제는 양이온성, 음이온성 및 비이온성일 수 있습니다. 이와 관련하여 동일한 점토 광물과의 상호 작용은 동일한 방식으로 진행되지 않습니다.
첫 번째 유형의 안정제는 산성 유기 제품, 수퍼 가소제 및 기타 첨가제를 포함한 복잡한 구성을 가지고 있습니다. 그들 모두는 1.72 - 2.65 범위의 pH를 갖는 배지의 산 반응이 특징입니다. 이러한 안정제가 도입된 물은 이온화(H+, OH¯ 및 H3O+)로 인해 활성화됩니다. 안정제 용액은 차례로 이온화된 물과 광물성 토양 입자 사이의 전하 에너지 교환으로 인해 점토 입자 표면의 전하를 변화시킵니다. 이온화된 물과 전하를 교환함으로써 토양 입자는 모세관 및 필름 물과의 자연적 결합을 끊습니다. 안정제 용액으로 처리된 흙을 다질 때 모세관수와 막수가 쉽게 분리되어 혼합물의 높은 다짐성을 위한 조건을 만듭니다. 따라서 안정제는 가소화 첨가제의 역할을 하여 더 낮은 최적의 토양 수분에서 더 많은 양을 얻을 수 있습니다. 고성능밀도. 산성 토양의 경우 양이온성 계면 활성제가 사용됩니다. 탄산염 토양의 경우 음이온성 계면활성제를 사용하는 것이 좋습니다. 저자에 따르면, 계면 활성제 재료 "Status-3"의 개발자는 특정 전하를 지닌 점토 토양 표면의 미세 단면이 반대 전하를 띤 이온을 흡착하지만 동시에 표면과 유사하게 전하를 띠는 계면 활성제 이온 직접적으로 흡착되지는 않지만 흡착된 이온 근처의 정전기력의 작용으로 흡착제 표면에 이온과 함께 이중 전기층(EDL)이 형성됩니다. DES가 있는 상태에서 표면 밀도음전하의 입자는 말하자면 내부 라이닝을 형성하고 상 경계에 위치한 토양 입자(음이온, 양이온)는 반대 부호의 외부 라이닝(각각 DES의 흡착 및 확산 부분)을 형성하며, 일반적으로 시스템은 전기적으로 중성입니다.
MADI에서 수행된 연구에 따르면 토양과 "상태"의 상호 작용 후 구조가 변경됩니다. 미네랄 입자의 표면에 소수성 필름이 형성됩니다. 상태 안정제로 처리된 토양에서는 안정제가 없는 토양에 비해 직경 0.0741-0.1480 마이크론의 기공이 크게 감소합니다(음의 측광법). 동시에, 처리된 토양과 처리되지 않은 토양에 대해 각각 11.26 및 10.57%인 선택된 방향으로 공극 배향 계수 Ka가 증가합니다. 전술한 내용은 처리된 토양의 변화 패턴과 재료의 보다 안정적인 구조 형성을 나타냅니다. 점토 토양의 최적 수분 함량 감소, 내수성 증가, 침수성, 흡수성 및 팽창 감소를 달성하는 것이 가능했습니다. 미처리토양의 침지율은 안정제 처리토양보다 1.5~2배 높다. 동시에 안정화 된 토양은 내수성을 얻지 못합니다.
수분 포화 후 강도의 손실은 변형을 위해 다른 토양을 사용함으로써 피할 수 있습니다. 현대 재료- 다양한 특성을 가진 폴리머 에멀젼(두 번째 유형의 안정제). 일반적인 폴리머 에멀젼은 대략 40-60% 폴리머, 1-2% 유화제를 포함하고 나머지는 천연수. 폴리머는 또한 화학적 조성, 분자량, 분지화 정도, 측쇄 크기, 조성 등이 크게 다를 수 있습니다. 토양 안정화 및 안정화에 사용되는 대부분의 고분자 제품은 비닐 아세테이트 또는 아크릴 기반 공중합체입니다.
미국에서 수행된 연구에 따르면 폴리머 에멀젼은 특히 습한 조건에서 강도가 크게 증가하는 것으로 나타났습니다. 에멀젼을 경화시키는 과정은 "분리"와 증발에 의한 물로부터의 후속 방출로 구성됩니다. 에멀젼 분리는 수상에 현탁된 개별 에멀젼 방울이 함께 모일 때 발생합니다. 토양 입자의 에멀젼 습윤 표면에 중합체가 퇴적되며, 그 양은 혼합물에 첨가되는 중합체의 농도 및 토양과의 혼합 비율에 따라 다릅니다.
이러한 고분자 재료 중 하나는 LBS(액체 규산염-고분자 토양 안정제-계면활성제)입니다. LBS 수용액을 토양에 도입하면 먼지가 많은 입자 표면의 막수를 물을 함유한 안정제 분자로 이온 치환하여 화학적 작용으로 인한 토양의 물리적 기계적 성질의 비가역적 변화를 보장합니다. - 기피 효과. 처리 된 점토 토양의 압축으로 인한 필름 물은 쉽게 제거됩니다. 이러한 방식으로 개선된 토양은 더 내구성이 있고 실질적으로 불투수성이 되어 모든 기후 조건에 저항력이 있고 장기간의 폭우 조건에서도 증가된 탑재하중을 흡수할 수 있습니다. LBS로 안정화된 토양(사질양토에서 중질양토까지)의 탄성 계수는 160-180 MPa에 이릅니다. 이러한 토양은 또한 건조 상태의 불안정한 토양에 비해 전단 안정성 지표가 더 높습니다(~ 50%). LBS 폴리머 안정제 사용의 효과는 높은 가소성 점토 흙으로 작업할 때 가장 두드러집니다. 처리 후 이러한 토양은 약한 다공성 및 비 다공성 범주로 분류됩니다. 이 결과는 이전에 점토 입자 표면에 있던 필름 물이 자유 상태로 이동하여 달성됩니다. LBS로 안정화된 토양은 변형 특성이 높습니다. 예를 들어, 가소성 수 12 및 수분 함량 14.4%(압연 경계에서의 습도 - 18%, 항복점 - 30%)를 갖는 미사질 양토의 샘플은 중합체 에멀젼으로 안정화되고 연장된 후(28일) ) 모세관 수분 포화도(샘플 밀도 - 2, 26g/cm2, 골격 - 1.98g/cm2)는 단단한 다이로 실험실 테스트를 거쳤습니다. 그들에 대한 탄성 계수는 179-182 MPa였습니다. 안정화 된 토양의 움푹 들어간 정도는 특별히 설계된 설치를 사용하여 GOST 28622-90에 따라 결정되었습니다. 연구 결과에 따르면 LBS 노출 후 점토 토양은 암석이 없거나 약하게 융기되는 범주와 팽창하지 않거나 약하게 팽창하는 범주로 분류됩니다.
토양 안정화 및 도로 건설을 위한 혁신적인 개발은 LDC+12(액체 아크릴 폴리머 제품) 및 Enviro Solution JS(액체 비닐 아세테이트 화합물)와 같은 재료와 액체 폴리머 에멀젼인 M10+50입니다. 아크릴 베이스, 바인더입니다. 후자는 접착력, 내마모성, 굽힘력과 같은 토양의 특성을 크게 개선하고 포장층의 내구성을 증가시키도록 특별히 설계되었습니다. M10+50 자재로 처리된 토양은 교통기반시설의 건설 및 보수에 사용되며, 현재 단계. M10 + 50은 가소성 번호가 최대 12인 토양에 사용됩니다. 유제는 담수 및 염수에 잘 용해됩니다. 안정화 된 토양은 내수성을 얻습니다. M10+50 에멀젼으로 처리된 토양 층은 작업 후 이미 2시간 후에 차량 통과에 사용할 수 있습니다. 이러한 층은 시멘트 또는 석회로 강화된 층과 달리 특별한 관리가 필요하지 않습니다. M10 + 50 조성으로 처리된 토양은 대기의 영향과 자외선으로 인한 파괴에 저항하는 능력이 가장 높습니다. 이 폴리머 안정제에 대한 20년 이상의 경험은 비아크릴 폴리머에 비해 아크릴 안정제에서 훨씬 더 나은 결과를 보여줍니다.
점토 토양은 효소 기반의 세 번째 유형 안정제인 다른 이온 활성 현대 재료(Perma-Zume, Dorzin)를 사용하여 변형될 수 있습니다. 이러한 효소는 일부 첨가제가 포함된 복합 영양 배지에서 유기체를 배양하는 과정에서 주로 형성되는 물질의 구성입니다. Perma-Zume 11X는 물의 표면 장력을 감소시켜 점토 토양으로 수분의 빠르고 균일한 침투 및 흡수를 촉진합니다. 수분으로 포화된 점토 입자는 토양의 빈 공간으로 눌러져 완전히 채워져 조밀하고 단단하며 장기적인 층을 형성합니다. 토양 입자의 증가된 윤활성으로 인해 필요한 토양 밀도는 더 낮은 압축력으로 달성됩니다. IPC SB RAS(Tomsk)의 과학자들이 수행한 연구 결과에 따르면 "Dorzin"은 당밀(당밀)과 같은 당 함유 제품의 미생물 발효 산물입니다. 제제의 유기 부분은 주로 올리고당(단당류에서 오당류로), 아르기닌 유형의 아미노 화합물, 만니톨(D-만니톨), 트레할로스 유형의 하이드록시 화합물, 질소- 젖산 유도체 함유.
TV. Dmitrieva는 암석 형성 광물에 대한 유기 복합체의 영향의 효과가 층상 알루미노실리케이트의 구조적 및 화학적 특성에 직접적으로 의존하고 시리즈의 감소: X-선 비정질상 → 스멕타이트 → 혼합층 형성 → 일라이트를 결정하는 데 성공했습니다. → 아염소산염 → 카올리나이트. 동시에 양이온 용량은 필수 특성이며, 이를 사용하면 명시적 평가 중에 안정화된 토양의 구조 형성 효율성 정도를 밝힐 수 있습니다. 첨가제가 시스템에 도입되면 연구 샘플의 비표면적이 감소하는 것이 관찰됩니다(표 1). 얻어진 데이터는 안정제의 유기 복합체에 의한 점토 광물의 마이크로 크기 개체의 "접착"에 대해 증언합니다. 첨가제의 영향 정도는 단일 광물성 스멕타이트 점토 샘플에서 가장 두드러집니다.

1 번 테이블

점토암의 활성 비표면적

참고: 활성 비표면적은 연구 중인 물질의 형태학적 특징을 고려한 다공성 또는 분산의 평균적인 특성입니다.

효소 기반 제제와 점토 토양의 상호 작용 후 높은 물리적 및 기계적 특성, 온도 저항, 내수성, 내식성과 같은 특성을 얻습니다.
상기로부터 안정제와 상호작용할 때 점착성 토양의 점토 성분의 구조 형성은 분산된 광물의 활성 친수성 중심의 차단에 기인하며, 이는 토양의 비표면적, 양이온 용량 및 소수성 증가.
점착성 토양에 대한 계면활성제의 영향은 양이온의 완전한 교환으로 이어집니다. 안정화된 토양이 물을 흡수하는 능력의 감소와 이와 관련된 구조적 변형은 토양의 물리적 특성을 변화시킵니다.
계면 활성제의 경우 안정제의 음전하 유기 음이온과 토양 미네랄 표면의 양이온 (Ca2+, Al3+, Si4+ 등)의 상호 작용이 더 눈에 띄는 탄산염 토양을 사용하는 것이 좋습니다.
폴리머 에멀젼의 유기 이온은 정전기력 외에 분자력과 수소력에 의해 함께 유지됩니다. 그들은 더 강하게 흡착되어 복잡한 유기 미네랄 복합체를 형성합니다. 이와 관련하여 토양 환경(pH)과 그 염 조성의 반응은 고분자 에멀젼의 토양 안정화에 큰 영향을 미치지 않을 가능성이 있습니다.
안정제로 처리된 흙을 다질 때 모세관수와 막수(film water)가 쉽게 분리되어 흙 혼합물의 높은 다짐성을 위한 조건을 만든다. 이제 안정제로 처리된 토양은 최소 0.45의 소수성 계수를 가져야 하며 최대 밀도 값은 원래 값보다 0.02% 이상 높아야 한다는 것이 확인되었습니다. 사용된 토양에서 먼지와 점토 입자의 함량은 토양 중량의 15% 이상이어야 합니다. 곡물 조성이 점토, 양토에 의해 개선되고 미사 및 점토 입자의 양이 요구되는 수준에 도달하는 경우 특정 한계 미만의 미사 및 점토 입자 함량으로 안정화를 위해 토양을 사용할 수 있습니다. 가소성 수치가 12 이상인 점토 토양은 토양에 안정화 및 결합 물질을 도입하기 전에 SP 34.13330에서 요구하는 분쇄 정도까지 분쇄해야 합니다. 이 경우 점토 토양의 상대 습도는 항복선에서 0.3-0.4 수분이어야 합니다.

3. 응집성 토양의 변형을 위한 복잡한 방법

응집성 토양과 안정제와의 상호 작용 과정을 향상시키기 위해 바인더 (시멘트, 석회, 유기 바인더)를 소량으로 시스템에 추가로 도입 할 수 있습니다. 그 결과 인공변형토양의 모든 특성의 개선을 기대할 수 있다. 복잡한 시스템 "soil-stabilizer-binder"에서 어떤 프로세스가 발생하는지 확인하려면 Yu.M.에서 얻은 결과를 고려하십시오. 예를 들어 시멘트를 사용하여 다양한 양의 결합제와 상호 작용한 후 점토 토양에 대한 Vasiliev. 일반적으로 토양이 시멘트로 처리되면 결정화 유형의 구조적 결합만 발생한다고 믿어집니다. 실험적으로 그는 시멘트의 도입으로 결정화 유형의 결합이 발달할 뿐만 아니라 물-콜로이드 성질의 결합이 강화된다는 것을 발견했습니다. 응고 결합의 강도와 강도 성장의 강도는 토양 분산이 증가함에 따라 증가하는데, 이는 시멘트와 토양 사이의 물리 화학적 상호 작용 과정에 대한 토양 입자의 활성 표면의 영향을 나타냅니다. 중질양토의 경우 최대 2%, 사질양토의 경우 4%의 시멘트 함량으로 응고 결합의 강도는 결정화의 강도를 초과합니다. 시멘트 토양에서 단단한(결정화) 결합과 유연한(응고) 결합의 비율은 변형 특성을 결정합니다. 결과적으로 시멘트의 소량 도입으로 토양 시스템의 변형 특성은 응고 결합의 강도에 의해 결정됩니다. A.A.에서 얻은 데이터 Fedulov는 "토양 안정제"( "상태") 시스템에 2 % 시멘트를 도입 할 때 물 - 콜로이드 특성뿐만 아니라 강도 특성의 변화도 나타냅니다. 예를 들어, 안정제와 시멘트(2%)의 도움으로 변환된 su-clay의 전단 저항에서 물-콜로이드 힘 ∑w는 0.084 MPa이므로 시멘트가 없을 경우 - 0.078 MPa, 물이 있는 경우 - 0.051 MPa(표 2).

표 2

양토 강도 매개변수 결정 결과

따라서 상대적으로 적은 양으로 토양에 결합제(포틀랜드 시멘트 및/또는 석회)를 추가하면 가소성 감소, 지지력 증가와 같은 물리적 및 기계적 특성 중 일부가 개선된다는 점에 유의할 수 있습니다. 이 경우에 도입된 시멘트 및/또는 석회의 양은 토양의 미사질 및 점토 분획과의 상호작용의 결과로 친수성 특성의 손실을 보장하기에 충분하지만 토양 입자의 전체 질량을 일정하게 유지하기에는 충분하지 않습니다. 일관된 시스템. 그 결과 응고 결합이 강화되어 토양이 개선됩니다.
계면 활성제 안정제를 첨가하면 시멘트 및 토양 - 시멘트 혼합물의 경화 시간을 조절하여 토양 강화 중 구조 형성 과정을 제어할 수 있습니다. 계면 활성제의 효과는 혼합물의 조성과 농도에 따라 다릅니다. O.I의 작품에서 Lukyanova, P.A. 리바인더는 계면활성제(PRS 농축액)의 첨가 증가가 있을 때 C3A 수화 생성물의 상 조성 변화를 보여줍니다. 토양 및 시멘트의 광물 입자에 흡착된 계면 활성제는 바인더 경화의 첫 번째 단계에서 응고 및 결정화 구조 형성의 잠재적 중심을 차단하여 경화 단계의 수렴에 기여하고 결과적으로 재료 구조의 미세 균열 감소 및 강도 증가.
"토양 - 시멘트 - 계면활성제" 시스템에서 점토 분획의 광물 조성은 토양의 밀도와 경화에 상당한 영향을 미친다는 것이 확인되었습니다. 생성된 점토 미세복합재는 골격 광물과 함께 토양 시멘트 형성에서 충전제 및 미세충전제로 작용합니다. 결정질(X선 비정질) 알루미노실리케이트 상은 장기간의 경화에 걸쳐 자유 포틀란다이트를 결합하는 활성 포졸란 성분입니다.
수분 함량이 최적보다 4-6 % 높은 점토 침수 토양을 강화하려면 생석회를 사용하는 것이 효과적입니다. 석회가 "토양 안정제" 시스템에 도입되면 결합제로서의 주요 기능 외에도 안정제가 토양에 고르게 분포되도록 하는 과립 첨가제 담체의 기능을 수행합니다. 이 모든 것이 혼합물의 고품질 배치 및 압축을 위한 조건을 만듭니다. 그래서 가장 큰 효과무거운 양토와 점토를 강화하여 얻을 수 있습니다. 복잡한 시스템 "토양 - 안정제 - 석회"에서 결정화 및 응고 구조가 동시에 형성됩니다. 이러한 시스템에 안정제가 존재하면 안정제의 구성 요소 - 계면 활성제가 표면의 흡착으로 인해 결정화 속도와 토버 모라이트 그룹의 하이드로 규산염 결정 핵 형성 속도를 제어 할 수 있습니다. 핵의 성장을 막을 수 있습니다.
계면 활성제의 작용은 항상 점토 입자 표면층의 구조 형성 및 인접한 분산 매체의 부피와 관련이 있습니다. 열역학에서 발생하는 결과는 계면에서 과도하게 축적되는 능력을 가진 계면활성제이며, 따라서 말하자면, 얇은 층. 계면활성제 흡착층은 두께가 매우 얇기 때문에 계면활성제를 아주 조금만 첨가해도 계면에서 분자 상호작용의 조건이 크게 바뀔 수 있습니다. 안정제의 사용을 위한 합리적인 기술은 해당 표면의 계면활성제를 달성하기 위해 필요한 조건을 만드는 것입니다. 원하는 결과를 얻으려면 계면 활성제의 양이 최적이어야 합니다. 안정제의 양이 최적보다 많으면 계면 활성제의 흡착으로 인해 입자 간의 관계 강도가 감소합니다. 또한 F.D. Ovcharenko, 다른 광물 조성의 점토 토양에 대한 수용액에서 동일한 농도의 계면 활성제도 반대 효과를 가질 수 있습니다.
연구 작업 분석 다양한 종류건설을 통해 점토 토양에 안정제를 도입하면 밀도, 압축 및 인장 강도, 탄성 계수, 내한성이 향상되고 최적의 습도, 모세관 탈수, 팽창 및 팽창이 감소합니다. 따라서 미처리 양토의 침지율은 Status 및 Roadbond 안정제로 처리된 양토의 침지율보다 1.5-2배 더 높다는 것이 확인되었습니다. 처리된 점토 토양의 결빙 변형의 총 값은 처리되지 않은 토양보다 각각 15% 및 35% 작습니다. 결과적으로, 압축 동안 점토 토양을 처리하면 서리 발생의 전체 변형이 감소합니다.
상태 안정제와 시멘트(6%)로 처리된 유기 결합제(7-8%)가 있는 무거운 양토로 만든 기초가 있는 도로의 실험 섹션 건설에 대한 실험은 동적 스탬프에 의해 결정된 총 변형 계수를 보여주었습니다. 방법, 두 배 . 상태 안정제로 처리된 점토 토양에서 비점착력 Cw는 물-콜로이드력 ∑w의 상당한 증가로 인해 증가합니다(사질양토 시료의 경우 5배, 양토 시료의 경우 거의 2배)(표 2). 바인더와 함께 안정제를 도입하면 마찰각 φw와 접착력 Cw를 모두 증가시킬 수 있습니다.
많은 현대 안정제가 조성에 황산 및 설폰산의 함량으로 인해 산 반응을 일으키기 때문에 경화제와 함께 카바마이드 수지 형태의 유기 결합제를 도입하는 것이 좋습니다. 이는 차례로 처리된 토양의 내수성과 강도가 크게 증가할 뿐만 아니라 처리할 토양 품종의 수를 증가시킵니다.
계면 활성제와 함께 사용되는 석회는 유망한 복합 첨가제로 간주 될 수 있습니다. "토양 안정제" 시스템에 소량의 석회 또는 시멘트(최대 2%)를 도입하면 획득한 모든 토양 특성이 2배 이상 향상됩니다. 예를 들어, 모세관 물 포화 안정화 사질양토(LBS - 0.01%) 샘플의 강도는 결합제에 따라 4.5에서 15.5-18.8 kg/cm2로 증가하고 10회의 동결-해동 주기 후 최대 14 . 7-22.0kg/cm2. 물에 잠긴 토양의 경우 생석회가 가장 효과적입니다.
결합제 함량이 높은 토양을 강화하기 위한 복잡한 방법을 사용하면 높은 효율성을 보여줍니다(표 3). 예를 들어, 모세관-물로 포화된 샘플의 10번의 동결-해동 주기 후 강도는 토양의 조성과 결합제의 양에 따라 22.6-30kg/cm2 범위에서 높은 값에 도달할 수 있습니다 8%). 복잡한 방법을 사용하면 무거운 양토와 점토를 강화할 수 있습니다.
복합 바인더(M10 + 50 및 시멘트 6~10%)가 사질양토의 특성에 미치는 영향을 연구하기 위해 SoyuzdorNII 전문가가 수행한 연구는 다음과 같은 결과를 보여주었습니다. 굽힘시 시편의 인장 강도는 36.3-40.8 % 증가하고 강성 계수 값은 27.5-36.5 % 감소합니다. 복잡한 시스템에 계면 활성제를 도입하면 시멘트로만 강화된 샘플과 비교하여 토양의 물리적 및 기계적 특성이 향상됩니다(그림 1).
동시에 강화 된 토양의 전단 저항은 몇 배 증가하여 기초 건설과 코팅 모두에서 임시 활주로 및 고속도로 건설에 최적의 토양이됩니다. 이것은 포장 바닥의 최상층 또는 포장의 최하층을 시공할 때 "콜드 리사이클" 공법을 사용하여 도로 수리 작업을 수행할 때 가장 관련이 있습니다. 이러한 토양 안정화의 결과는 이 기술에 일반적으로 사용되는 역청 유제 또는 시멘트보다 훨씬 우수합니다.

표 3

토양의 물리적, 기계적 성질,
통합 기법 적용으로 강화

참고: * 혼합물은 최적 이하의 자연 토양 수분 함량에서 준비됩니다.
** 혼합물은 최적(물에 잠긴 토양 조건의 경우) 이상의 자연 토양 수분에서 준비되었습니다.
n.p. 는 가소성 수입니다.
Shchurovsky 시멘트 브랜드 M400.

Dorzin을 사용한 점토 토양의 안정화는 매우 좋은 결과를 보여주었습니다. 광범위한 양토 (경미한 미사에서 무거운 미사까지) 및 점토 (경미한 미사)의 경우 압축 강도는 4.0-4.3 MPa, 굽힘 - 0.9-1.4 MPa에 해당합니다. 안정화된 토양은 물과 서리 저항(F5)을 얻습니다. 시스템에 2 % 시멘트를 도입하여 이러한 토양에 안정화를 사용하면 강도 특성이 평균 4.3-4.6 MPa로 약간 향상되지만 물과 서리 저항 (F10)이 급격히 증가합니다. 이것은 차례로 강도 특성을 변경하지 않고 시멘트 토양의 시멘트 양을 줄이는 것을 가능하게 합니다.

Dorzin에 의해 안정화된 점토토양에 투입시 시멘트의 최적량은 6~8%이다. 이를 통해 강도 등급 M40-M60 및 내한성 - F10-F25에 해당하는 연구 된 점토 토양에 대한 강도 지표를 얻을 수 있습니다. 도로 공사의 성능에 계면 활성제와 무기 바인더를 함께 사용 하 여 포장 기초의 토양을 강화 하면 강도 특성을 변경 하지 않고 무첨가 조성물에 비해 바인더 양을 30-40% 줄일 수 있습니다. 다른 효과응집력있는 토양에 안정제를 도입하는 것은 토양의 조성, 안정제, 결합제 (복잡한 방법을 사용할 때) 및 그 양에 의해 결정됩니다.
응집성 토양의 변형을 위해 복잡한 방법을 사용하면 기존의 안정화와 비교하여 물리적, 기계적 및 물-물리적 특성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
따라서 안정제와 바인더가 점토 토양에 도입되면 물리 화학적 및 콜로이드 과정이 약한 기계적 영향 (토양 혼합)으로 첫 번째 단계에서 이미 진행되기 시작합니다. 토양의 미세하게 분산 된 부분의 이온 교환, 흡착, 응고는 화학 공정 (포졸란 반응)에 의해 보완되어 결과적으로 칼슘 규산염 및 기타 화합물이 형성되어 토양 특성이 추가로 변경됩니다. 따라서 안정제의 일부인 계면 활성제는 복잡한 시스템에서 구조 형성 과정을 조절할 수 있습니다.
이러한 시스템의 구조 형성은 다음 매개변수에 따라 달라집니다.

점착성 토양의 구성 및 특성;
결합제의 양 및 농도;
안정제의 조성 및 특성;
안정제의 양과 농도.

4. 토양 안정화 및 강화 기술

도로 건설을 위해 개발된 안정제의 분류는 화학 첨가제(안정제) 및 바인더 사용에 대한 국내외 축적된 경험을 고려합니다. 도로 건설의 국내 관행과 관련하여 안정화, 통합 안정화 및 통합 토양 강화와 같은 기존 기술을 구별해야합니다.
토양 안정화 기술은 노상 작업층에 깔린 토양에 사용하는 것이 좋습니다. 수열 체제(WTR) 및 수분 전달의 가장 집중적인 과정이 주로 영향을 미치기 때문입니다. 윗 부분도로 구조의 흙 침대. 동시에 작업층에서 토양의 안정화는 WTR에 유리하게 영향을 미칠 뿐만 아니라 이전에는 이러한 목적에 적합하지 않았던 지역 점토질 토양을 사용할 수 있게 합니다(그림 2). 이것은 물 투과성(GOST 25584-90), 융기(GOST 28622-90), 팽창(GOST 24143-80) 및 흡수성(GOST 5180-84) 측면에서 물-물리적 특성을 필요한 값으로 개선함으로써 가능합니다. 이 기술의 주요 기능은 포장 기초의 작업 층 또는 더 낮은 층에서 토양의 소수성화입니다.

통합 토양 안정화 기술은 점토 토양이 토양 중량의 2%를 초과하지 않는 양으로 안정화제 및 무기 결합제로 처리된다는 점에서 토양 안정화 기술과 다릅니다. 이 기술의 사용은 물-콜로이드 성질을 갖는 결합을 강화함으로써 처리된 토양의 물-물리적 및 물리적-기계적 특성을 개선하는 것을 가능하게 한다. 복잡하게 안정화 된 점토 토양의 강도 및 변형 특성이 증가하면 작업층뿐만 아니라 도로변뿐만 아니라 포장 및 지방 (시골) 도로의 코팅을위한 토양 기초에도 사용할 수 있습니다. 이 기술의 주요 기능은 포장 바닥의 토양을 구조화하고 소수화하는 것입니다.
통합토양강화기술은 소량(최대 0.1%)의 계면활성제와 결합제를 토양에 2% 이상(토양 중량 기준) 도입하는 기술이다. 강화 된 점토 토양에 안정제 첨가제가 있으면 필요한 바인더 소비가 감소하고 강화 된 토양의 내한성과 균열 저항을 증가시킬 수 있습니다 (그림 3). 이 기술의 주요 기능은 포장 구조 층에서 강화된 토양의 내한성과 균열 저항을 높이는 것입니다.

결과

안정제와 상호 작용할 때 점착성 토양의 점토 성분의 구조화는 분산된 광물의 활성 친수성 중심이 차단되어 비표면적, 양이온 용량이 감소하고 토양 소수성이 증가하기 때문입니다.
점착성 토양에 대한 계면활성제의 영향은 양이온의 완전한 교환으로 이어집니다. 계면 활성제의 경우 음전하 유기 안정제 음이온과 미네랄 토양 표면의 양이온 (Ca2+, Al3+, Si4+ 등)의 상호 작용이 더 눈에 띄는 탄산염 토양을 사용하는 것이 좋습니다.
토양을 안정화시킬 때 토양에 도입되는 안정제의 양은 원하는 결과를 얻기 위해 최적이어야 합니다.
점토질 토양에 미치는 영향에 따라 안정제는 "안정제-발수제"와 "안정제-강화제"로 나눌 수 있습니다.
응집성 토양에 "안정제-발수제"를 도입하면 물-물리적 특성이 향상됩니다. 사용의 편리성과 효율성은 주로 토양 동결 중 히빙 과정의 감소에 의해 결정됩니다.
"안정제-강화제"의 도움으로 점토 토양의 변형은 물리적, 기계적 및 물-물리적 매개변수의 상당한 변화에 기여합니다. 압축의 극한 강도는 굽힘 - 1.4MPa에서 4.3MPa에 도달할 수 있습니다. 안정화된 토양은 물과 서리에 강합니다.
"토양 안정제" 시스템에 소량(중질양토의 경우 최대 2%, 사질양토의 경우 4%)의 광물 결합제를 도입하면 기존의 안정화와 비교하여 물리적, 기계적 및 물-물리적 특성이 향상됩니다.
두 가지 유형의 안정제의 주요 차이점은 수중 환경에서 "발수성 안정제"로 처리된 토양의 불안정성입니다. 시스템에 도입된 시멘트 또는 석회의 이러한 양(2-4%)은 토양의 미사질 및 점토 분획과의 상호작용의 결과로 친수성을 잃는 것을 보장하기에 충분하지만 전체를 유지하기에는 충분하지 않습니다. 응집 결합을 강화함으로써 응집성 시스템에서 토양 입자의 질량.
복잡한 시스템 "토양 안정제-결합제"에서 모든 구성 요소는 구조 형성에 참여합니다. 신 생물의 결정 구조를 생성하는 과정이 복잡하게 변형 된 토양의 구조 형성과 병행하여 발생하기 때문에 바인더와 물을 혼합하는 동안의 물리적, 화학적 및 화학적 과정은 매우 중요합니다.
복잡한 시스템에서 계면 활성제 안정제의 다른 효과는 결합제 및 토양 광물의 클링커 광물과 관련하여 화학적 조성 및 다른 선택적 흡착 때문입니다.
토양을 강화하는 복잡한 방법을 사용하면 최대 7.0MPa의 압축 강도, 최대 2.0MPa의 굽힘 강도(강도 등급 M60, 내한성 등급 최대 F25에 해당)를 보장할 수 있습니다.
복잡한 시스템에서 광물 결합제의 결정화 속도에 대한 안정제의 스크리닝 역할은 변형된 토양에 탄성 특성을 부여하는 유기 점토 복합물의 형성에 기여합니다.

L I T E R A T U R A

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토양 안정화는 토양의 철저한 분쇄, 유기 및 무기 결합제와 혼합 및 후속 압축을 포함하는 도로 기반을 만드는 과정입니다. 이것은 도로 기반을 준비하는 현대적이고 비교적 새로운 방법입니다. 이러한 토양 강화는 클래식 (모래 자갈 쿠션)보다 장점이 있습니다. 안정화된 토양은 서리와 물에 강할 뿐만 아니라 내구성과 탄력성이 뛰어납니다.

서비스	장비 유형	형질		1m2 가격(VAT 포함), 문지름.
서비스	장비 유형	깊이/볼륨	너비, mm	최대 3,000m2	최대 5,000m2	5-10,000m2	10-20,000m2	20-30,000m2
재활용	리사이클러 Wirtgen WR 2000	최대 500mm	2000	120	110	100	90	80
재활용	재생기 믹서 Caterpillar RM300	최대 500mm	2400	120	110	100	90	80
재활용	안정화 커터 SBF 24L	최대 400mm	2400	80	70	60	50	50
	드라이 믹스 스프레더 SW 10 TA	10m3	2450	10	10	10	10	10
바인더 배포	드라이 믹스 분배기 SBS 3000	3m3	2400	5	5	5	5	5
바인더 배포	드라이 믹스 분배기 SBS 6000	6m3	2400	5	5	5	5	5

가능성 덕분에 현대 장비바인더는 매우 정밀하게 주입되며 한 번에 50cm 깊이까지 주입됩니다. 오늘날 가장 접근하기 쉬운 재료는 석회와 시멘트입니다. 이러한 물질의 최적량은 실험실 방법에 의해 결정되며 일반적으로 각 물질의 3~10%가 강화될 지구의 중량입니다. 안정화의 첫 번째 단계는 석회를 토양에 도입하고 두 번째 시멘트와 혼합하는 것입니다.

토양 안정화 후 기존 포장재 사용은 저온 재활용입니다. 이를 통해 시골길과 도시 거리의 전체 깊이를 복원할 수 있습니다. 즉, 기존 포장을 분쇄하고 기초 기재 및 복원 바인더와 혼합하는 것을 한 번에 수행합니다. 이 모든 것이 새로운 고성능 기계의 시장 출시로 인해 가능해졌습니다.

안정화 기술은 예를 들어 경량 또는 과도기 포장이 설치되어야 하는 소규모 영토 도로(예: 코티지 정착지 건설)에서 오늘날 널리 사용됩니다. 이러한 경우 최소한의 수입 자재를 사용하여 견고하고 내구성있는 기반을 구축하는 것이 최상의 솔루션입니다. 또한 고성능 장비는 건설 시즌 동안 수십 킬로미터의 도로를 생성할 수 있습니다. 또한 물류단지 건설에 있어 압축(재활용)이 성공적으로 활용되고 있으며, 산업 건물. 여기에서 이 기술은 콘크리트 바닥의 기초를 놓고 생산 현장을 덮는 데 사용됩니다.