Tätningstillsatser för jord vid vägbyggen. Förstärkning och stabilisering av jordar

Jordstabiliseringsteknik förvandlar praktiskt taget vilken jord som helst till en solid grund.

National Resources erbjuder tjänster för jordstabilisering (GOST 23558-94) med oorganiska bindemedel. Jordstabilisering är ett effektivt sätt att skapa baser för olika beläggningar.

Företaget "National Resources" har arbetat inom konstruktion och utrustning av vägbasen i mer än 10 år.

Det är engagerat i ett komplett utbud av arbeten på konstruktion av trottoar- och vägfundament, såväl som industri- och lagringsplatser, metoden för att stärka och stabilisera jorden med hjälp av olika material.

En garanti för ett väldesignat och genomfört projekt är företagets långa erfarenhet - en av våra främsta fördelar.

Ett team av proffs är redo att arbeta under de svåraste väderförhållandena med nästan alla typer av jord. Tack vare omfattande praktisk erfarenhet och ackumulerad kunskapsbas om jordanalys, med hjälp av modern utrustning, tillhandahåller företaget "NR" urvalet optimal sammansättning stabiliserande blandning, vilket är en garanti och garanti för kvaliteten på vägunderlaget i upp till 15 år.

Bakom kvaliteten på projekt, arbeten och material ligger ett nära vetenskapligt samarbete med specialiserade institut i Ryssland och OSS-länderna, vilket ger oss ännu mer förtroende både för den teknik som används och i deras höga prestanda. Varje prov av jord och beläggning är laboratorietestade under speciellt simulerade förhållanden, vilket hjälper till att undvika misstag under vägbyggen.

Återkoppling på genomförda beställningar och professionellt såväl som vetenskapligt samarbete, sammanfattning avslutade projekt och vår garanti ger dig förtroende för konstruktion eller reparation av vägar av National Resources.

Företaget "NR" har effektiv och produktiv utrustning för att utföra ett komplett utbud av vägstabiliserings- och återvinningstjänster.

Företagets flotta använder de största och mest produktiva Wirtgen WR250 återvinningsföretagen. Kapaciteten för en återvinnare är 8000 m2 per skift. Packningsdjupet når 560 mm.

Flotta med 10 Wirtgen WR250 återvinningsmaskiner. låter dig utföra det mest komplexa arbetet på kortast möjliga tid.

I närvaro av företaget används också: cementdistributörer, rullar, väghyvlar och monterade stabilisatorer (för användning i små områden).

Om teknik

markstabiliseringär en process med grundlig malning och blandning av jord med lämpliga oorganiska bindemedel (cement eller kalk), de tillsätts i en andel av 5-10 viktprocent, följt av packning.

När man använder denna teknik med oorganiska bindemedel behövs ingen större mängd transport, eftersom absolut vilken lokal jord som helst kan förstärkas, vare sig det är lerjord, sandig lerjord eller sandjord, som är i närheten, och endast bindemedelsmaterial återstår att vara. levereras till arbetsplatsen.

Den presenterade tekniken är en hållbar, slitstark konstruktion av vägar och platser med högkvalitativa egenskaper för alla extrema belastningar och klimatförhållanden Ryssland.

Vägbyggen genom markstabilisering

Markstabiliseringsteknik används i följande konstruktion:

reparation och återuppbyggnad av befintliga vägar;
under byggandet av motorvägar IV–V kategorier;
tillfälliga, tekniska, hjälp- och grusvägar;
trottoarer, park, gång- och cykelvägar;
parkeringar, parkeringsplatser, förråd och köpcentrum och terminaler när man skapar solida grunder för konstruktion av föremål av olika kategorier;
deponier för fast avfall och farliga ämnen;
grunder för industriella golv och läggning av beläggningsplattor;
fundament för järnvägsspår.

Markstabiliseringsvideo

Fördelar: KOSTNAD / ARBETSTID / STIFTENS STYRKA / GARANTI

Denna metod har ett antal fördelar jämfört med traditionella metoder för att bygga vägfundament.

KOSTNAD 50 % reduktion av kostnaden för byggnadsarbeten.

ARBETENS HASTIGHET från 3 000 m2 till 8 000 m2 per skift.

BASENS STYRKA den slutliga tryckhållfastheten under jordstabilisering med oorganiska bindemedel når 500 MPa.

GARANTI Garantitiden för vägbasen med markstabiliseringsteknik når 15 år.

De presenterade fördelarna blev möjliga på grund av följande faktorer:

fullständigt avvisande av användningen av icke-metalliska material (krossad sten, sand),
frånvaro markarbeten om utgrävning av jord för vägstrukturen, och följaktligen bristen på bortskaffande av denna jord,
fullständig mekanisering av processen,
modern teknik som gör att du kan accelerera arbetshastigheten.

Jordstabilisering
Den resulterande basen kan användas både självständigt, utan att applicera ett lager asfalt, och tillsammans med det.

Det är också viktigt att metoden inte har en skadlig inverkan på miljön, och även innebär fullständig autonomi och frihet i valet av material. Modern utrustning gör det möjligt att effektivt utföra jordstabilisering direkt på plats till ett djup på upp till 50 cm i ett arbetspass med hög noggrannhet i doseringen av bindemedel.

Kunskap om nationella resurser

Användningen av Hints sönderdelningsteknik gjorde det möjligt att erhålla en stabiliserad bas med cement i en mängd av 2%.

Denna teknik gör det möjligt att öka hållfasthetsegenskaperna hos den stabiliserade basen.

Markstabilisering är möjligheten att bygga en väg från marken utan att lägga på en dyr asfaltbetongbas.

Det finns ett flexibelt rabattsystem! Individuellt förhållningssätt i bildandet av en prispolicy för varje kund!

Jordstabilisering

Till kategori:

Om vägbyggnadsmaskiner

Jordstabilisering

De jordar som används vid vägbyggen har vissa begränsande styrkaindikatorer, det vill säga de kan bära en viss mängd last från rörliga fordon.

PÅ senaste åren var utvecklad ny metodöka jordens styrka genom att lägga till tillsatser av bindemedel - cement, kalk, bitumen, tjära. Denna metod kallas jordstabilisering med bindemedel. De jordar som förstärks med denna metod används för byggande av vägfundament under kapitaltäckningar från asfaltbetong och för konstruktion av lätta beläggningar istället för asfaltbetong. Kostnaden för att bygga baser och beläggningar från stabiliserad jord är 3,5-5 gånger billigare än konstruktion av krossade stenbottnar eller asfaltbetongbeläggningar. Ett baslager av stabiliserad jord 30 cm tjockt är lika i styrka som ett lager av krossad sten 18-20 cm tjockt; en lätt beläggning av stabiliserad jord 15-20 cm tjock är lika med styrkan hos en asfaltbetongbeläggning 6-10 cm tjock.

Tidigare konstruerades vägytor i form av en kullerstensbeläggning (kullerstensmotorväg) eller genom att lägga ett lager av krossad sten 6-15 cm tjockt, rullat av vagnhjul eller vägrullar (grussten eller "vit" motorväg). Med utvecklingen av biltrafiken visade sig styrkan på dessa motorvägar vara otillräcklig.

Den främsta orsaken till den snabba förstörelsen av vita motorvägar med bilhjul är den svaga kopplingen av individuellt grus med varandra.

Dessutom i samband med höga hastigheter vägtrafiken ställs nya krav på vägarna - jämnhet i underlaget, dammfrihet och bra grepp med däck.

En ökning av sammanhållningen av krossad sten i beläggningen uppnås genom att införa organiska bindemedel i beläggningens tjocklek - bitumen eller tjära, vilket ökar vägens styrka och hållbarhet. Närvaron av bindemedelsmaterial i beläggningen gör att du kan rulla dess yta jämnt med rullar, binda damm och därmed ta bort damm från vägen och förbättra däckgreppet. Det organiska bindemedlet täcker mineralpartiklarna med en tunn film och binder samman dem.

En vit motorväg behandlad med bitumen eller tjära blir svart och därför kallas sådana beläggningar "svarta".

Jordstabilisering kan utföras både på lokala och importerade jordar. För stabilisering är sandig lerjord och lerjord bäst lämpade. Vid stabilisering av jordar måste det övre växtskiktet (torv) med rötter från gräs och buskar tas bort, eftersom hålrum bildas när vegetationspartiklarna ruttnar.

Markstabilisering består av följande huvudoperationer: - beredning av en jordremsa; – lossning och malning av jord; - distribution av bindemedelsmaterial; - blandning av krossad jord med ett bindemedelsmaterial; - vattning och slutblandning med vatten från krossad jord, blandat med ett pulveriserat bindemedel när det stabiliserats med cement eller kalk; – bandpackning, stabiliserad jord.

Bandpreparering består i att ta bort torvlagret och rötter från stubbar och buskar samt att planera bandet med återfyllning av lokala fördjupningar och skära av högar och stötar.

Samtidigt profileras underlaget och sidodiken kapas. Bandförberedande arbete utförs av bulldozrar och vid behov rotare, samt väghyvlar eller väghyvlar.

Om lokala jordar stabiliseras, utsätts motsvarande undergrundsremsa för lossning och slipning. Om stabilisering inte utförs på lokal mark, så hämtas den nödvändiga jorden från stenbrottet nära traoss med skrapor, traktorsläp eller dumprar, den medförda jorden fördelas och planeras på underlaget och sedan lossas och krossas den.

Det är lämpligt att lossa tät, tung sandig lerjord och lerjord med släpade traktorplogar och harvar.

Lätta jordar lossas av släpade traktorfräsar som sedan krossar den lossnade jorden. Lossning och slipning utförs av flera maskiner längs den bearbetade remsan.

Ju mer intensivt jorden krossas, desto bättre och jämnare blandas den med bindemedlet och desto starkare erhålls det stabiliserade skiktet. I normalt krossad jord bör antalet partiklar 3-5 mm i storlek inte överstiga 3-5 viktprocent, vilket kontrolleras med speciella prover.

cementstabilisering

Cement eller kalk förs till arbetsplatsen i cementbilar eller tippbilar och sprids manuellt med spadar jämnt över den behandlade remsan omedelbart före torrblandning. Specialmaskiner för distribution av cement och kalk tillverkas ännu inte.

Jorden torrblandas med ett bindemedel, vattnas sedan med vatten från en asfaltfördelare, varefter den slutligen blandas med flera drag av en bogserad fräs och komprimeras med valsning.

Stabilisering med bitumen eller tjära

Bitumen eller tjära tas med och hälls med asfaltfördelare omedelbart före blandning så att bindemedlet inte kyls ner.

Jorden med bindemedlet blandas med flera passager av den bogserade fräsen och komprimeras med rullning.

Det stabiliserade lagret komprimeras med en D-219 pneumatisk däckrulle på en trailer till en bil eller en hjultraktor. Bogsering av välten med en larvtraktor är oacceptabelt på grund av skador på bandytan av larvsporrar.

Tekniken för markförstärkning/stabilisering med oorganiska bindemedel har använts inom byggnation i mer än 60 år, både i vårt land och i många främmande länder.

När man använder denna teknik, beroende på slutresultatet, separeras jordstabilisering och jordförstärkning.

Vid stabilisering av jordar är det möjligt att förbättra förutsättningarna för packning av lokala jordar, inklusive vattensjuka och häftiga. Denna metod låter dig ordna frostskyddande lager, samt öka bärförmågan hos grundjordar.

Vid förstärkning av jordar sker en betydande ökning av de fysiska och mekaniska egenskaperna hos lokala jordar. Metoden används för montering av både frostskyddande lager och bärande lager av baser.

Reglerande dokument: GOST 30491-97. Organo-mineralblandningar och jordar förstärkta med organiska bindemedel för väg- och flygfältsbyggen. Specifikationer". GOST 23558-94. "Blandningar av krossad sten-grus-sand och jordar behandlade med oorganiska bindemedel för väg- och flygfältsbyggen. Specifikationer".

Applikationsområde

I avsaknad av starka stenmaterial i byggområdet, såväl som sandjordar som är lämpliga för konstruktion av fundament, som inhemsk erfarenhet visar, är det möjligt att effektivt använda de tillgängliga lokala jordarna, förbättrade eller förstärkta med olika bindemedel.

Markstabiliserings-/förstärkningsteknik med blandning-in-situ-metoden kan användas vid konstruktion av strukturella basskikt: topp- och bottenskikt.

Beskrivning

Användningen av bindemedel för att stabilisera/förstärka lokala jordar gör det möjligt att öka densiteten, öka vattenbeständigheten och frostbeständigheten.

Modern utrustning gör det möjligt att effektivt förbättra/förstärka lokala jordar direkt på plats till ett stort djup (upp till 40 cm) i ett arbetspass med hög noggrannhet i doseringen av bindemedel.

Den befintliga engångsblandningsutrustningen gör det möjligt att få en homogen blandning även när man arbetar med jordar med hög fuktighet.

Bindemedel och tillsatser

De huvudsakliga och tillgängliga mineralbindemedlen är cement och kalk. Vanligtvis är dosen från 3 till 10 % (? 6 %) av massan av jorden som ska förstärkas.

När man använder kalk eller cement för att stabilisera eller stärka jordar är det nästan alltid möjligt att tillhandahålla den erforderliga jordpackningskoefficienten baserat på laboratorieval av doseringen av bindemedel.

Siltig sandig lerjord och sandig-argilaceous jordar med optimal sammansättning är mest lämpade för förstärkning med cement.

Arbetsproduktionsteknik

Under arbetet utförs följande tekniska operationer:

Basyta layout
Dosering av organiska bindemedel och distribution
Blanda med en fräsmaskin till ett förutbestämt djup, om nödvändigt, dosering av organiska bindemedel (bitumenemulsion) och kemiska tillsatser direkt in i mixern.
Layout och komprimering av basen till de angivna indikatorerna.

En speciell uppsättning mekanismer kan ha en kapacitet på 5 000 till 15 000 m3 per skift, beroende på armeringsdjupet och möjligheten att leverera den erforderliga mängden bindemedelsmaterial till platsen.

Funktioner i den vertikala layouten av platser med användning av markstabilisering / förstärkningsteknik

Vid utformning av den vertikala planeringen av territorier används vanligtvis den allmänna principen för planering av markarbeten, med hänsyn till den så kallade " noll balans jordmassor. Denna princip gör det möjligt att minska kostnaderna i samband med förflyttning av jordmassor över territoriet, och eliminerar också transport av både saknat och överskott av material och avlägsnande av jord.

Den traditionella metoden för utgrävning har följande nackdelar:

Det finns ett behov av att ta bort olämpliga (vattensjuka, häftiga) jordar
Under byggandet av öppna områden (inre vägar, parkeringsplatser) finns det ett problem med att designa trottoarstrukturer för att säkerställa frostbeständighetskrav; i den centrala regionen av Ryska federationen, för att uppfylla detta krav, kräver den totala tjockleken av strukturer installationen av strukturer med en total tjocklek av ca 1,0 m. sammanfaller med nivån på "nollbalans av markarbeten", vilket innebär att installationen av fundament kräver leverans av en betydande mängd importerat material (sand, krossad sten, etc.). Följaktligen extra kostnader.
vägarbete. Bearbetning av bränd kalk av jorden avsedd för byggande av vägbanan gör det möjligt att få en solid bas med goda bäregenskaper. Kalk modifierar finkornig och våt lerjord, och stabiliserar även kemiskt aktiv jord på grund av puzzolanreaktionen.

När man använder tekniken för markstabilisering/-förstärkning är det möjligt att tillämpa en mer optimal lösning vid konstruktion av objekt för olika ändamål.

Användningen av markstabilisering / förstärkningsteknik gör att du kan få upp till 20% besparingar jämfört med den traditionella metoden.

För installation av betongindustrigolv rekommenderas att stabilisera basen av två skäl.

För det första en högkvalitativ solid grund.

Konst. vetenskaplig anställd T.T. Abramova
(Moscow State University uppkallad efter M.V. Lomonosov),
A.I. Bosov
(FSUE "ROSDORNII"),
K.E. Valieva
(Moscow State University uppkallad efter M.V. Lomonosov)
________________________________________

Introduktion

För närvarande är det en snabb tillväxt i volymen av konstruktion av olika objekt av transportinfrastruktur. I större delen av Rysslands territorium finns det inga traditionella vägbyggnadsmaterial, vilket förutbestämmer deras brist och orsakar en ökning av den totala kostnaden för byggprojektet. I detta avseende är det lämpligt att använda lokala jordar för konstruktion av trottoarer. För att till exempel kunna använda de vanligaste lerjordarna i Ryska federationen, som är kända för att ha hög sammanhållning och styrka i det torra och försumbara i det vattenmättade tillståndet och är häftiga, är det nödvändigt att säkerställa deras hållbarhet och stabilitet, oavsett förändringar i luftfuktighet, väderförhållanden och varierande belastningar under trafik. Detta kan endast uppnås om det sker en grundläggande kvalitativ förändring naturliga egenskaper sådana jordar.
Utvecklingen av jordbaserade kompositioner med oorganiska (cement, kalk, flygaska, etc.) och organiska (bitumen, bitumenemulsioner, tjära, polymerhartser etc.) genomfördes av många vetenskapliga skolor sedan 20-talet av förra seklet. En analys av resultaten av deras arbete visade att cementbaserade kompositioner kännetecknas av hög styvhet och följaktligen sprickbildning. Dessutom har cementjordar ökad nötning, vilket inte gör att de kan användas för beläggning utan ett skyddande slitlager. Kalkning av jordar ger dem inte frostbeständighet. Organiska bindemedel bidrar till utvecklingen av spårbildning, såväl som plastiska deformationer av basskiktet.
År av forskning inom olika länder världen har visat att en ökning av vattenbeständigheten hos lerjordar kan uppnås genom att använda ytaktiva ämnen (tensider), som gör det möjligt att stabilisera sådana jordar med en liten förbrukning av ytaktiva ämnen. Införandet av aktiva reagenser kan minska behovet av bindemedel, avsevärt förbättra de fysiska och mekaniska egenskaperna hos lerjordar och göra dem lämpliga för användning i byggarbete.
Modern vägbyggnadsutrustning (markfräsmaskiner, återvinningsmaskiner, mobila jordblandningsanläggningar) gör det möjligt att effektivt stabilisera och förstärka jordar direkt på plats till ett stort djup (upp till 50 cm) i ett arbetspass med stor noggrannhet i materialdoseringen förs in i jorden. Högpresterande jordblandningsutrustning, som tillverkas av så välkända företag som Bomag, Caterpillar, FAE, Wirtgen och andra, gör det möjligt att erhålla en homogen blandning även när man arbetar med vattendränkta jordar. I detta avseende har vägspecialisternas intresse för markstabilisatorer under de senaste åren ökat märkbart både i vårt land och utomlands.
Stabilisatorer är en mycket bred klass av ämnen av olika sammansättning och ursprung, som i små doser har en positiv effekt på bildningen av egenskaperna hos vägbyggnadsmaterial, både på grund av aktiveringen av fysiska och kemiska processer, och på grund av optimering tekniska processer. Dessa ämnen kan användas i nästan alla tekniska stadier i väg- och flygfältskonstruktion, från byggandet av undergrund till byggandet av hårda ytor, konstgjorda konstruktioner och vägförbättringar.
Stabilisatorer kan vara av olika ursprung, olika egenskaper, men de har alla gemensamt att de ökar densiteten, fuktbeständigheten och frostbeständigheten hos jordar, vilket minskar deras lyftning.
Varje specifik stabilisator har sitt eget individuella namn, vilket återspeglar särdragen i ursprungslandet och applikationsegenskaper. Bland de mest kända är följande lerjordsstabilisatorer: EH-1 (USA), SPP (Sydafrika), Roadbond (USA), RRP-235 Special (Tyskland), Perma-Zume (USA), Terrastone (Tyskland), Dorzin "(Ukraina) och LBS (USA), Dortekh (RF), ECOroads (USA), М10+50 (USA).

1. Teoretisk grund hydrofobering av sammanhängande jordar

En utmärkande egenskap hos stabilisatorer är förändringen av den hydrofila naturen hos lerjord till hydrofob. Därför, för att säkerställa stabiliseringen av sammanhängande jordar, är det nödvändigt att känna till grunderna för hydrofoberingsprocesser.
Hydrofobisering är en förändring i naturen på ytan av mineralpartiklar genom att utsätta jorden för små doser av ytaktiva ämnen. Dess fysiska väsen ligger i det faktum att jordens vätbarhet eller icke-vätning beror på kristallstrukturen hos dess mineraler, arten av deras interpaket och intermolekylära bindningar. Den främsta orsaken till vätning är närvaron av okompenserade energetiskt aktiva centra på ytan av mineraler. Ytaktiva molekyler innehåller en polär (hydrofil) grupp och en kolväte (hydrofob) radikal. Hel eller delvis eliminering av vätning av jordmineraler med vatten kan uppnås genom att balansera de energimässigt aktiva centra på ytan av jordmineraler med ytaktiva ämnen som har denna förmåga, och som samtidigt, på grund av sin molekylära natur, inte vätas av vatten . Stora organiska katjoner har en stor volym och molekylvikt, som ett resultat av vilken de sorberas kraftigt och starkt av jorden, och förskjuter oorganiska katjoner från sina utbytespositioner.
Det andra sättet att balansera okompenserade bindningar på ytan av mineralsystem är baserat på adsorptionen av dipolorganiska molekyler av ytjoner på basplanen. kristallgitter lermineraler.
Det tredje sättet är sorption av negativt laddade polära anjoner av reagenset av katjonerna på mineralytan (Ca2+, Al3+, Si4+, etc.). Detta sätt att balansera de okompenserade bindningarna av jordsystem kan bara vara av särskild betydelse, främst för karbonatjordar.
Att ge tydligt definierade hydrofoba egenskaper till jorden orsakar vissa svårigheter, vilket beror på dess komplexitet som ett kolloidalt dispergerat, polymineralt system, innehållande en viss mängd adsorberat vatten. Det är lättare att uppnå partiell hydrofobisering av jorden, vilket i många fall leder till förändringar i de behandlade jordarnas struktur och egenskaper. Redan i de tidiga stadierna av forskning (på 50-talet av förra seklet) om hydrofobering av spridda jordar för tekniska ändamål fann man att deras behandling med katjoniska ytaktiva ämnen leder till en ökning av värdena för vätningsvinkeln upp till 90° eller mer (för bentonit - från 15° till ca 103° ). En sådan betydande förändring av egenskaperna hos ytan av de fasta faserna av jorden åtföljs av fenomenet flockning och aggregering av jordsystem. Denna mekanism kan beskrivas som ett resultat av interaktionen av den kolloidala ytaktiva katjonen med den kolloidala anjonen i jordsystemet. I detta fall adsorberas den hydrofila delen av katjonen av jordpartiklar, och kolvätekedjor, som förbinds med varandra, bildar aggregat av partiklar, vilket leder till förgrovning av systemet som helhet när det gäller partikelstorleksfördelning. Variablerna som påverkar flockningsförmågan hos ytaktiva ämnen är ofta: a) doseringen av reagenset; b) jordens pH och c) koncentrationen och typen av oorganiska salter i jorden.
På grund av minskningen av förmågan hos den hydrofoberade jorden att adsorbera vatten och de relaterade strukturella omvandlingarna, inträffar förändringar. fysikaliska egenskaper jordar, nämligen: a) en minskning av jordens förmåga att förflytta vatten under inverkan av kapillär- och gravitationskrafter; b) en minskning av jordens tendens till volymetriska förändringar (svällning och krympning) under fuktning och torkning; c) att öka styrkan hos marksystemet i ett vattenmättat tillstånd och bibehålla det under lång tid.
Det är känt att anledningen till att förbättra de reologiska egenskaperna hos dispergerade lerjordar på grund av tillsatsen av små mängder ytaktiva ämnen är en förändring i naturen hos de hydratiserade skalen av lerpartiklar och adsorption av ytaktiva ämnen på ytan av lermineral. Varje interaktion mellan molekyler eller joner leder till en förändring av deras interatomära avstånd. ÄR. Choborovskaya, som studerar adsorptionen av SSB (tensid med hög molekylvikt) på olika monomineraler, tror att det är selektivt. Förändringar i egenskaperna hos lerjordar av olika sammansättningar och tillstånd vid interaktion med ytaktiva lösningar presenteras i Yu.K. Egorova. Inverkan av tre typer av ytaktiva ämnen studerades: nonjoniska (OS-20, slovaton), katjoniska (syntegal, transferrin) och anjoniska (votamol, sulfanol) med en koncentration av 0,1 till 10 g/l. Författaren fann att leror av kaolinitsammansättning adsorberar ytaktiva ämnen mindre än leror av montmorillonitsammansättning. Katjoniska ytaktiva ämnen (SAS) adsorberas bättre än icke-joniska ytaktiva ämnen (NSA). Interaktionen mellan ytaktiva ämnen och leror leder till koagulering av lerpartiklar, vilket ökar permeabiliteten hos leror för lösningar. Ytaktiva ämnen sorberas praktiskt taget inte, eftersom laddningen av deras aktiva grupper sammanfaller med laddningen av lerpartiklar. Studien av adsorptionen av ytaktiva ämnen och ytaktiva ämnen visade det stor betydelse har sin kritiska micelliseringskoncentration (CMC). När adsorptionen av ytaktiva ämnen är under detta värde, motsvarar adsorptionsskiktet ungefär en monomolekylär struktur med en horisontell orientering av molekylens huvudaxel i förhållande till gränsytan. En mer komplex struktur av adsorptionsskiktet uppstår när koncentrationen av ytaktivt ämne är högre än CMC, det vill säga när molekylerna är associerade. I detta fall ökar isotermen kraftigt, vilket troligen uppstår som ett resultat av bildandet av ett polymolekylärt adsorptionsskikt.
Det kan således noteras att adsorptionen av olika ytaktiva ämnen på ytan av samma mineral fortskrider olika. Beroende på sorptionsaktiviteten kan de placeras i följande serier: ytaktiva ämnen → nonjoniska ytaktiva ämnen → ytaktiva ämnen. Följaktligen kommer hållfasthetsegenskaperna för olika stabiliserade lerjordar att skilja sig kraftigt från varandra.

2. Stabilisering av sammanhängande jordar

Stora vetenskapliga studier om vattenavstötning, utförda på 1900-talet både i Sovjetunionen och utomlands, visade att frågan om varaktigheten av vattenavstötningsprocessen med konstant fuktning och vattenmättnad av jordar under hela deras livslängd i trottoarstrukturer är fortfarande ganska viktig .
Moderna stabilisatorer har framgångsrikt använts i många år i USA, Tyskland, Sydafrika, Kanada och många andra länder, och nyligen i Ryssland för konstruktion av trottoarer och fundament för motorvägar, flygfält, parkeringsplatser, etc. Bland stabilisatorerna för utländska och inhemsk produktion kan följande särskiljas, kända under handelsnamnen: Roadbond, Status, Dortekh, ANT, ECOroads, Mag-GF, RRP-235-Special, Perma-Zume, Dorzin, Top Force ”, LBS, М10+ 50, LDC+12, Nanostab. De kan vara sura, basiska eller neutrala. Den kemiska sammansättningen av moderna stabilisatorer är antingen patenterad eller, eftersom den ägs av författare eller företag, är den inte helt avslöjad.
Moderna stabilisatorer har komplexa flerkomponentkompositioner, inklusive:
sur organiska produkter, supermjukgörare och andra ämnen;
flytande silikat, akryl, vinylacetat, styren-butadien polymeremulsioner;
organiska komplex med låg molekylvikt.
Stabilisatorer kan vara katjoniska, anjoniska och nonjoniska. I detta avseende kommer deras interaktion med samma lermineral inte att fortsätta på samma sätt.
Stabilisatorer av den första typen har en komplex sammansättning, inklusive sura organiska produkter, superplasticeringsmedel och andra tillsatser. Alla kännetecknas av en sur reaktion av mediet med ett pH i intervallet 1,72 - 2,65. Vatten med införandet av sådana stabilisatorer aktiveras på grund av jonisering (H+, OH¯ och H3O+). Stabilisatorlösningen ändrar i sin tur laddningen på lerpartiklarnas yta på grund av energiutbytet av elektriska laddningar mellan joniserat vatten och mineraljordspartiklar. Genom att byta laddningar med joniserat vatten bryter jordpartiklar naturliga bindningar med kapillär- och filmvatten. Vid komprimering av jord som behandlats med en stabilisatorlösning separeras kapillär- och filmvatten lätt, vilket skapar förutsättningar för hög komprimerbarhet av blandningen. Stabilisatorn spelar således rollen som en mjukgörande tillsats, som gör att man vid en lägre optimal jordfuktighet kan uppnå mer hög prestanda dess densitet. För sura jordar används katjoniska ytaktiva ämnen. För karbonatjordar är det lämpligt att använda anjoniska ytaktiva ämnen. Enligt författarna adsorberar utvecklarna av det ytaktiva materialet "Status-3", mikrosektioner av lerjordsytan, som bär en viss laddning, motsatt laddade joner, men samtidigt är ytaktiva joner som är lika laddade med ytan. inte direkt adsorberad av den, men under inverkan av elektrostatiska krafter nära de adsorberade jonerna bildar tillsammans med dem på ytan av adsorbenten ett dubbelt elektriskt skikt (EDL). I närvaro av DES ytdensitet negativ laddning bildar, så att säga, ett inre foder, och jordpartiklar (anjoner, katjoner) belägna vid fasgränsen bildar ett yttre foder med motsatt tecken (respektive adsorption och diffusa delar av DES), och i allmänhet systemet är elektriskt neutralt.
Studier utförda vid MADI visade att efter interaktionen av jorden med "Status", förändras dess struktur. En hydrofob film bildas på ytan av mineralkorn. I jordar som behandlats med Status stabilisator finns en signifikant minskning av porer med en diameter på 0,0741-0,1480 mikron jämfört med jordar utan stabilisator (negativ fotometrimetod). Samtidigt sker en ökning av pororienteringskoefficienten Ka i den valda riktningen, som är 11,26 respektive 10,57 % för behandlad och obehandlad jord. Det föregående indikerar riktade förändringsmönster i den behandlade jorden och bildandet av en mer stabil struktur av materialet. Det var möjligt att uppnå en minskning av den optimala fukthalten i lerjordar, en ökning av deras vattenbeständighet, såväl som en minskning av blötbarhet, vattenabsorption och svullnad. Blötläggningshastigheten för obehandlad jord är 1,5-2 gånger högre än för jord som behandlats med en stabilisator. Samtidigt får den stabiliserade jorden inte vattenbeständighet.
Förlust av styrka efter vattenmättnad kan undvikas genom att använda andra jordar för att transformera moderna material- polymeremulsioner (den andra typen av stabilisatorer), med ett brett utbud av egenskaper. En typisk polymeremulsion innehåller cirka 40-60% polymer, 1-2% emulgeringsmedel, och resten är naturligt vatten. Polymeren kan också variera mycket i sin kemiska sammansättning, molekylvikt, grad av förgrening, sidokedjestorlek, sammansättning och så vidare. De flesta polymera produkter som används för jordstabilisering och stabilisering är vinylacetat eller akrylbaserade sampolymerer.
Studier utförda i USA har visat att polymeremulsioner ger en signifikant ökning av styrkan, särskilt i våta förhållanden. Processen att härda emulsionen består av "separering" och efterföljande frigöring från vatten genom avdunstning. Emulsionsseparation inträffar när enskilda emulsionsdroppar suspenderade i en vattenfas samlas. På den emulsionsvåta ytan av jordpartikeln avsätts polymer, vars mängd beror på koncentrationen av polymeren som tillsätts till blandningen och på blandningsförhållandet med jorden.
Ett av sådana polymermaterial är LBS - flytande silikat-polymer jordstabilisator - ytaktivt medel. När en vattenlösning av LBS införs i jorden säkerställs en irreversibel förändring av jordens fysiska och mekaniska egenskaper på grund av kemisk verkan, genom jonisk ersättning av filmvatten på ytan av dammiga partiklar med stabilisatormolekyler som har en vatten -avvisande effekt. Filmvatten som ett resultat av packning av den behandlade lerjorden avlägsnas lätt från den. Jorden som förbättras på detta sätt blir mer hållbar och praktiskt taget ogenomtränglig, vilket gör den motståndskraftig mot alla klimatförhållanden och kapabel att absorbera en ökad nyttolast även under förhållanden med långvarigt kraftigt regn. Elasticitetsmodulen för jordar (från sandig lerjord till tung lerjord) stabiliserad med LBS når 160-180 MPa. Sådana jordar har också högre (~ 50%) jämfört med ostabiliserade jordar i torrt tillstånd, skjuvstabilitetsindikatorer. Effektiviteten av att använda LBS-polymerstabilisatorn är mest märkbar när man arbetar med kraftigt plastig lerjord. Efter bearbetning övergår sådana jordar till kategorin svagt porösa och icke-porösa. Detta resultat uppnås på grund av överföringen av filmvatten, som tidigare var på ytan av lerpartiklar, till ett fritt tillstånd. Jordar stabiliserade med LBS har höga deformationsegenskaper. Till exempel prover av siltig sandig lerjord med ett plasticitetstal på 12 och en fukthalt på 14,4% (fuktighet vid rullningsgränsen - 18%, vid flytgränsen - 30%) efter stabilisering med en polymeremulsion och förlängd (28 dagar) ) kapillär vattenmättnad (provdensitet - 2, 26 g/cm2, skelett - 1,98 g/cm2) utsattes för laboratorietester med en stel form. Elasticitetsmodulen för dem var 179-182 MPa. Graden av hävning av stabiliserade jordar bestämdes i enlighet med GOST 28622-90 med hjälp av en specialdesignad installation. Resultaten av forskningen visade att lerjordar efter exponering för LBS hamnar i kategorin icke-stenig eller svagt svällande och icke-svällande eller svagt svällande.
Innovativa utvecklingar för markstabilisering och vägbyggen är material som LDC+12 (flytande akrylpolymerprodukt) och Enviro Solution JS (flytande vinylacetatförening), samt M10+50, en flytande polymeremulsion på akryl bas, som är ett pärm. Den senare utformades specifikt för att avsevärt förbättra jordens egenskaper, såsom: vidhäftning, nötningsbeständighet, böjkraft, samt för att öka beläggningsskiktets hållbarhet. Jordar behandlade med M10 + 50-material används vid konstruktion och reparation av transportinfrastrukturanläggningar, de har ett antal fördelar jämfört med andra stabilisatorer som produceras på nuvarande skede. M10 + 50 används i jordar med ett plasticitetstal på upp till 12. Emulsionen löser sig väl i söt- och saltvatten. Stabiliserad jord får vattenbeständighet. Jordlagret, behandlat med M10+50 emulsion, kan användas för passage av fordon redan 2 timmar efter arbetet. Ett sådant lager kräver ingen speciell omsorg, till skillnad från ett lager förstärkt med cement eller kalk. Jord som behandlats med M10 + 50-komposition har den högsta förmågan att motstå förstörelse från atmosfärisk påverkan och ultraviolett strålning. Mer än 20 års erfarenhet av denna polymerstabilisator visar betydligt bättre resultat med akrylstabilisatorer jämfört med icke-akrylpolymerer.
Lerjordar kan omvandlas med andra jonaktiva moderna material (Perma-Zume, Dorzin) - tredje typ av stabilisatorer baserade på enzymer. Sådana enzymer är en sammansättning av ämnen, huvudsakligen bildade i processen att odla organismer på ett komplext näringsmedium med vissa tillsatser. Perma-Zume 11X minskar vattenytans ytspänning, vilket främjar snabb och jämn inträngning och absorption av fukt i lerjord. Lerpartiklar mättade med fukt pressas in i jordens tomrum och fyller dem helt, vilket bildar ett tätt, hårt och långvarigt lager. På grund av den ökade smörjigheten hos jordpartiklarna uppnås den erforderliga jordtätheten med en lägre kompressionskraft. Resultaten av en studie av forskare vid IPC SB RAS (Tomsk) visade att "Dorzin" är en produkt av mikrobiell jäsning av sockerhaltiga produkter som melass (melass). Det har fastställts att den organiska delen av preparatet huvudsakligen representeras av följande föreningar: oligosackarider (från monosackarider till pentasackarider), aminoföreningar av arginintyp, mannitol (D-mannitol), hydroxiföreningar av trehalostyp, kväve- innehållande derivat av mjölksyra.
T.V. Dmitrieva lyckades fastställa att effektiviteten av inverkan av organiska komplex på bergbildande mineral är direkt beroende av den strukturella och kemiska naturen hos skiktade aluminosilikater och minskningar i serien: röntgenamorfa faser → smectit → blandskiktsformationer → illit → klorit → kaolinit. Samtidigt är den katjoniska kapaciteten en integrerad egenskap, vars användning gör det möjligt att avslöja graden av effektivitet hos strukturbildningen av stabiliserad jord under uttrycklig bedömning. När en tillsats införs i systemet observeras en minskning av den specifika ytan av de studerade proverna (tabell 1). De erhållna uppgifterna vittnar om "limning" av mikrostorleksindivider av lermineral med organiska komplex av stabilisatorn. Graden av påverkan av tillsatsen är mest uttalad i prover av monomineral smektitlera.

bord 1

Aktiv specifik yta av lerstenar

Obs: aktiv specifik yta är en genomsnittlig egenskap för porositet eller dispersion, med hänsyn till de morfologiska egenskaperna hos ämnet som studeras.

Efter interaktionen av enzymbaserade preparat med lerjord får de följande egenskaper: höga fysikaliska och mekaniska egenskaper, temperaturbeständighet, vattenbeständighet, korrosionsbeständighet.
Det följer av det föregående att strukturbildningen av lerkomponenten i sammanhängande jordar när den interagerar med en stabilisator beror på blockeringen av aktiva hydrofila centra av dispergerade mineraler, vilket leder till en minskning av jordens specifika yta, katjonkapacitet och en ökning av hydrofobiciteten.
Effekten av ytaktiva ämnen på sammanhängande jordar leder till ett fullständigt utbyte av katjoner. Minskningen av den stabiliserade jordens förmåga att adsorbera vatten och de strukturella omvandlingar som är förknippade med detta orsakar en förändring i jordarnas fysikaliska egenskaper.
För ytaktiva ämnen är det bättre att använda karbonatjordar, där interaktionen av negativt laddade organiska anjoner av stabilisatorn med katjoner på jordens mineralyta (Ca2+, Al3+, Si4+, etc.) kan vara mer märkbar.
Organiska joner i polymeremulsioner hålls samman av molekylära och vätekrafter förutom elektrostatiska krafter. De adsorberas starkare och bildar komplexa organominerala komplex. I detta avseende är det möjligt att reaktionen av jordmiljön (pH) och dess saltsammansättning inte har någon signifikant effekt på jordstabiliseringen med polymeremulsioner.
Vid komprimering av jord som behandlats med en stabilisator separeras kapillär- och filmvatten lätt, vilket skapar förutsättningar för hög komprimerbarhet av jordblandningen. Det har nu fastställts att jordar som behandlats med stabilisatorer måste ha en hydrofobicitetskoefficient på minst 0,45, och värdet på den maximala densiteten är högre än den för originalet med mer än 0,02 %. Innehållet av damm- och lerpartiklar i de använda jordarna bör vara minst 15 viktprocent av jorden. Det är tillåtet att använda jordar för stabilisering med en halt av silt och lerpartiklar som är mindre än den angivna gränsen, förutsatt att spannmålssammansättningen förbättras av lera, ler och mängden silt och lerpartiklar bringas till den nivå som krävs. Lerjordar med ett plasticitetstal över 12 måste krossas till den krossningsgrad som krävs enligt SP 34.13330 innan stabiliserande och bindande material införs i jorden. Den relativa luftfuktigheten hos lerjordar i detta fall bör vara 0,3-0,4 fukt vid avkastningsgränsen.

3. Komplexa metoder för omvandling av sammanhängande jordar

För att förbättra processerna för interaktion av sammanhängande jordar med en stabilisator, kan bindemedel (cement, kalk, organiska bindemedel) dessutom införas i systemet i en liten mängd. Som ett resultat av detta kan vi förvänta oss en förbättring av alla egenskaper hos artificiellt omvandlade jordar. För att bestämma vilka processer som äger rum i ett komplext system "jordstabilisator-bindemedel", överväg resultaten som erhållits av Yu.M. Vasiliev för lerjord efter interaktion med olika mängder bindemedel med cement som exempel. Man brukar tro att när jord behandlas med cement utvecklas strukturella bindningar av endast en kristallisationstyp. Experimentellt fann han att med införandet av cement utvecklas inte bara bindningarna av kristallisationstypen, utan även de bindningar som är av vattenkolloidal natur förstärks. Styrkan hos koagulationsbindningar och intensiteten av styrkatillväxt ökar med ökande jordspridning, vilket indikerar påverkan av den aktiva ytan av jordpartiklar på de fysikalisk-kemiska processerna för interaktion mellan cement och jord. Med en cementhalt på upp till 2% för tunga lerjordar, 4% för sandiga lerjordar, överstiger styrkan hos koaguleringsbindningar styrkan hos kristallisationsbindningar. Förhållandet mellan styva (kristallisation) och flexibla (koagulation) bindningar i cementjordar bestämmer deras deformationsegenskaper. Följaktligen kommer deformationsegenskaperna i ett jordsystem med ett litet införande av cement att bestämmas av styrkan hos koaguleringsbindningarna. Uppgifter som erhållits av A.A. När Fedulov introducerar 2% cement i systemet "jordstabilisator" ("Status") indikerar också förändringar inte bara i vattenkolloidala egenskaper utan också i hållfasthetsegenskaper. Till exempel är vattenkolloidala krafter ∑w vid skjuvmotståndet för su-lera omvandlat med hjälp av en stabilisator och cement (2%) 0,084 MPa och följaktligen utan cement - 0,078 MPa, med vatten - 0,051 MPa (tabell 2).

Tabell 2

Resultat av bestämning av parametrar för lerhållfasthet

Således kan det noteras att tillsatsen av bindemedel (Portlandcement och/eller kalk) till jorden i relativt små doser förbättrar vissa av dess fysiska och mekaniska egenskaper: en minskning av plasticiteten, en ökning av bärförmågan. Mängden cement och/eller kalk som införs i detta fall är tillräcklig för att säkerställa förlusten av deras hydrofila egenskaper som ett resultat av deras interaktion med siltiga och lerfraktioner i jorden, men inte tillräckligt för att hålla hela massan av jordpartiklar i en sammanhängande system. Resultatet är en förbättrad jord på grund av förstärkningen av koagulationsbindningarna.
Genom att tillsätta ytaktiva stabilisatorer är det möjligt att reglera tiden för härdning av cement och jord-cementblandningar, för att kontrollera processerna för strukturbildning under jordförstärkning. Effekten av ett ytaktivt ämne beror på dess sammansättning och koncentration i blandningen. I arbetet av O.I. Lukyanova, P.A. Rebinder visar en förändring i fassammansättningen av produkterna från C3A-hydratisering i närvaro av ökande tillsatser av ytaktiva ämnen - PRS-koncentrat. Ytaktiva ämnen, som adsorberas på mineralpartiklarna i jord och cement, blockerar potentiella centra för koagulation och i den första fasen av härdning av bindemedlet, vilket bidrar till konvergensen av härdningsfaserna och som ett resultat leder till en minskning av mikrofrakturering av materialstrukturen och till en ökning av dess styrka.
Det har konstaterats att mineralsammansättningen av lerfraktionen i systemet "jord - cement - ytaktivt ämne" har en betydande effekt på jordens densitet och härdning. De resulterande lermikrokompositerna, tillsammans med ramverksmineraler, fungerar som fyllmedel och mikrofyllmedel vid bildandet av jordcement. Kryptokristallina (röntgenamorfa) aluminosilikatfaser är en aktiv puzzolankomponent som binder fri portlandit under långa härdningsperioder.
För att stärka vattendränkta lerjordar, vars fukthalt är 4-6% högre än det optimala, är användningen av bränd kalk effektiv. När kalk införs i "jord - stabilisator"-systemet, utöver sin huvudsakliga funktion som bindemedel, utför den funktionen som en granulometrisk tillsatsbärare, vilket gör att stabilisatorn kan fördelas jämnt i jorden. Allt detta skapar förutsättningar för högkvalitativ läggning av blandningen och dess komprimering. Så den största effekten kan uppnås genom att stärka tung lera och lera. I det komplexa systemet "jord - stabilisator - kalk" bildas kristallisations- och koagulationsstrukturer samtidigt. Närvaron av en stabilisator i ett sådant system gör det möjligt att kontrollera kristallisationshastigheten och bildningshastigheten för kärnor av kristaller av hydrosilikater av tobermoritgruppen, eftersom komponenterna i stabilisatorn - ytaktivt ämne, på grund av adsorption på ytan av kärnorna, kan förhindra deras tillväxt.
Verkan av ytaktiva ämnen är alltid förknippad med bildandet av strukturer i ytskikten av lerpartiklar och volymerna av det dispergerade mediet intill dem. En konsekvens av termodynamiken är att det är ytaktiva ämnen som har förmågan att ackumuleras i överskott vid gränsytan och därmed så att säga kondensera till tunt lager. Det ytaktiva adsorptionsskiktet har en extremt liten tjocklek; därför kan även mycket små tillsatser av ytaktivt medel drastiskt förändra förhållandena för molekylär interaktion vid gränsytan. En rationell teknik för användning av stabilisatorer är en där de villkor som är nödvändiga för att uppnå det ytaktiva medlet på motsvarande ytor skapas. För att uppnå önskat resultat måste mängden ytaktivt ämne vara optimal. Om mängden stabilisator är mer än optimal leder adsorptionen av ytaktivt ämne till en minskning av styrkan i förhållandet mellan partiklarna. Dessutom, som F.D. Ovcharenko, samma koncentration av ytaktiva ämnen i en vattenlösning för lerjordar med olika mineralsammansättning kan också ha motsatt effekt.
Studera arbetsanalys olika sorter konstruktionen tillåter oss att notera att införandet av stabilisatorer i lerjordar förbättrar deras densitet, tryck- och draghållfasthet, elasticitetsmodul, frostbeständighet, minskar optimal fuktighet, kapillär avvattning, hävning och svullnad. Således har det fastställts att blötläggningshastigheten för obehandlad lerjord är 1,5-2 gånger högre än för behandlad med Status och Roadbond stabilisatorer. Det totala värdet av deformationen av frostlyftning av lerjorden som behandlas av dem är 15% respektive 35% mindre än värdet för den obehandlade jorden. Följaktligen leder bearbetningen av lerjordar under deras komprimering till en minskning av den totala deformationen av frostlyftning.
Ett experiment med konstruktion av experimentella delar av vägar med fundament gjorda av tung lerjord med organiska bindemedel (7-8%), behandlade med Status stabilisator och cement (6%), visade att den totala deformationsmodulen, bestämd av den dynamiska stämpeln metod, dubblar . I lerjordar som behandlats med Status-stabilisatorn ökar den specifika kohesionen Cw på grund av en signifikant ökning av vattenkolloidala krafter ∑w (5 gånger i ett sandig lerprov och nästan 2 gånger i ett lerprov) (Tabell 2). Införandet av en stabilisator tillsammans med ett bindemedel gör det möjligt att öka både friktionsvinkeln φw och vidhäftningskraften Cw.
På grund av det faktum att många moderna stabilisatorer har en sur reaktion på grund av innehållet av svavel- och sulfonsyror i deras sammansättning, är det lämpligt att införa organiska bindemedel i form av karbamidharts med en härdare. Detta ger i sin tur en betydande ökning av den behandlade jordens vattenbeständighet och styrka, samt en ökning av antalet jordsorter som ska bearbetas.
Kalk som används tillsammans med ytaktiva ämnen kan betraktas som en lovande komplex tillsats. Införandet av en liten mängd kalk eller cement (upp till 2%) i "jordstabilisator"-systemet förbättrar alla förvärvade markegenskaper med mer än 2 gånger. Till exempel ökar styrkan hos prover av kapillärvattenmättad stabiliserad sandig lerjord (LBS - 0,01%) från 4,5 till 15,5-18,8 kg / cm2, beroende på bindemedlet, och efter 10 frys-upptiningscykler - upp till 14 . 7-22,0 kg/cm2. För vattensjuka jordar är bränd kalk mest effektiv.
Användningen av komplexa metoder för att stärka jordar med högt innehåll av bindemedel visar deras höga effektivitet (tabell 3). Till exempel kan styrkan efter 10 frys-upptiningscykler av kapillär-vatten-mättade prover nå höga värden i intervallet 22,6-30 kg/cm2, beroende på jordens sammansättning och mängden bindemedel (4- 8 %). Användningen av komplexa metoder gör det möjligt att stärka tunga loams och leror.
Studier utförda av SoyuzdorNII-specialister för att studera effekten av komplexa bindemedel (M10 + 50 och cement i en mängd av 6 till 10%) på egenskaperna hos sandig lerjord visade följande resultat. Draghållfastheten hos prover vid böjning ökar med 36,3-40,8%, värdena för styvhetskoefficienten minskar med 27,5-36,5%. Införandet av ytaktiva ämnen i ett komplext system förbättrar de fysiska och mekaniska egenskaperna hos jordar i jämförelse med prover som endast förstärkts med cement (Fig. 1).
Samtidigt ökar skjuvhållfastheten i den förstärkta jorden flera gånger, vilket gör sådan jord optimal för konstruktion av tillfälliga landningsbanor och motorvägar, både i konstruktionen av basen och som beläggning. Detta är mest relevant när man utför reparationsarbeten på vägar med metoden "kall återvinning" när man bygger det översta lagret av beläggningens bas eller det nedre skiktet av beläggningen. Resultaten av sådan jordstabilisering är avsevärt överlägsna bitumenemulsioner eller cement som vanligtvis används för denna teknik.

Tabell 3

Jordens fysiska och mekaniska egenskaper,
stärks genom tillämpning av integrerade metoder

Notera: * Blandningar bereds med en naturlig markfuktighetshalt under det optimala;
** Blandningar bereddes vid naturlig markfuktighet över det optimala (för vattendränkta markförhållanden);
n.p. är plasticitetstalet;
Shchurovsky cementmärke M400.

Stabilisering av lerjordar med Dorzin visade mycket goda resultat. För ett brett utbud av lerjordar (från lätt siltig till tung silt) och leror (lätt silt) motsvarar tryckhållfastheten 4,0-4,3 MPa och vid böjning - 0,9-1,4 MPa. Stabiliserade jordar får vatten- och frostbeständighet (F5). Användningen av stabilisering för sådana jordar med införandet av 2% cement i systemet förbättrar bara hållfasthetsegenskaperna något, i genomsnitt 4,3-4,6 MPa, men ökar kraftigt vatten- och frostbeständigheten (F10). Detta gör det i sin tur möjligt att minska mängden cement i cementjordar utan att ändra hållfasthetsegenskaperna.

Den optimala mängden cement när den införs i lerjorden stabiliserad av Dorzin är 6-8%. Detta gör det möjligt att erhålla hållfasthetsindikatorer för de studerade lerjordarna, motsvarande hållfasthetsgraderna M40-M60 och frostbeständighet - F10-F25, bestämda i enlighet med. Den kombinerade användningen av ytaktiva ämnen och oorganiska bindemedel vid utförandet av vägbyggnadsarbeten för att stärka marken på beläggningsunderlag gör det möjligt att minska mängden bindemedel med 30-40 % jämfört med tillsatsfria kompositioner utan att ändra deras hållfasthetsegenskaper. annan effekt från införandet av stabilisatorer i kohesiva jordar bestäms både av sammansättningen av jordar, stabilisatorer, bindemedel (vid användning av komplexa metoder) och deras kvantitet.
Användningen av komplexa metoder för omvandling av sammanhängande jordar kan avsevärt förbättra deras fysiska, mekaniska och vattenfysiska egenskaper jämfört med konventionell stabilisering.
Sålunda, när en stabilisator och ett bindemedel införs i lerjord, börjar fysikalisk-kemiska och kolloidala processer att fortgå redan i de första stadierna med svag mekanisk påverkan (jordblandning). Jonbyte, adsorption, koagulering av den fint dispergerade delen av jorden kompletteras med kemiska processer (pozzolanreaktioner), som ett resultat av vilka kalciumhydrosilikater och andra föreningar bildas, vilket dessutom orsakar en förändring av markens egenskaper. Därför gör ytaktiva ämnen, som är en del av stabilisatorerna, det möjligt att reglera processerna för strukturbildning i komplexa system.
Strukturbildning i sådana system beror på följande parametrar:

sammansättning och egenskaper hos sammanhängande jordar;
mängd och koncentration av bindemedel;
sammansättning och egenskaper hos stabilisatorn;
mängden och koncentrationen av stabilisatorn.

4. Teknik för stabilisering och förstärkning av jordar

Klassificeringen av stabilisatorer utvecklade för vägbyggen tar hänsyn till den ackumulerade inhemska och utländska erfarenheten av användningen av kemiska tillsatser (stabilisatorer) och bindemedel. Det noteras att i förhållande till den inhemska praxisen för vägbyggen bör följande befintliga tekniker särskiljas: stabilisering, integrerad stabilisering och integrerad markförstärkning.
Markstabiliseringsteknik rekommenderas för användning för jordar som läggs i undergrundens arbetsskikt, eftersom de mest intensiva processerna för vatten-termisk regim (WTR) och fuktöverföring främst påverkar övre del jordbädd av vägkonstruktionen. Samtidigt påverkar stabiliseringen av jordar i arbetslagret inte bara WTR positivt, utan gör det också möjligt att använda lokala leriga jordar som tidigare inte var lämpliga för dessa ändamål (Fig. 2). Detta blir möjligt genom att förbättra deras vattenfysikaliska egenskaper när det gäller vattenpermeabilitet (GOST 25584-90), höjning (GOST 28622-90), svullnad (GOST 24143-80) och blötbarhet (GOST 5180-84) till de erforderliga värdena. Huvudfunktionen för denna teknik är hydrofobering av jordar i arbetsskiktet eller lägre skikt av trottoarbaser.

Tekniken för komplex jordstabilisering skiljer sig från tekniken för jordstabilisering genom att lerjordar behandlas med stabilisatorer och oorganiska bindemedel i en mängd som inte överstiger 2 viktprocent av jorden. Användningen av denna teknik gör det möjligt att förbättra de vattenfysikaliska och fysikalisk-mekaniska egenskaperna hos de behandlade jordarna genom att stärka bindningar som har en vattenkolloidal natur. En ökning av hållfastheten och deformationsegenskaperna hos komplext stabiliserade lerjordar gör det möjligt att använda dem för konstruktion av inte bara arbetslagret, utan också för vägkanter, såväl som jordbaser för trottoarer och beläggningar av lokala (landsbygds) vägar. Huvudfunktionen för denna teknik är strukturering och hydrofobering av jordar i trottoarbaser.
Tekniken för integrerad jordförstärkning är en teknik där en liten mängd (upp till 0,1%) ytaktiva ämnen och bindemedel införs i jorden - mer än 2% (i vikten av jorden). Närvaron av stabilisatortillsatser i armerad lerjord leder till en minskning av den erforderliga bindemedelsförbrukningen och gör det möjligt att öka frostbeständigheten och sprickbeständigheten hos armerade jordar (Fig. 3). Den huvudsakliga funktionen för denna teknik är att öka frostbeständigheten och sprickbeständigheten hos förstärkta jordar i de strukturella skikten av trottoarer.

FYND

Strukturering av lerkomponenten i sammanhängande jordar när den interagerar med stabilisatorer beror på blockeringen av aktiva hydrofila centra av dispergerade mineraler, vilket leder till en minskning av den specifika ytan, katjonkapaciteten och en ökning av jordens hydrofobicitet.
Effekten av ytaktiva ämnen på sammanhängande jordar leder till ett fullständigt utbyte av katjoner. För ytaktiva ämnen är det bättre att använda karbonatjordar, där interaktionen av negativt laddade organiska stabilisatoranjoner med katjoner på mineraljordytan (Ca2+, Al3+, Si4+, etc.) kan vara mer märkbar.
Vid stabilisering av jordar bör mängden stabiliseringsmedel som införs i jorden vara optimal för att uppnå önskat resultat.
Beroende på deras effekt på lerjord kan stabilisatorer delas in i "stabilisatorer-vattenavvisande medel" och "stabilisatorer-förstärkare".
Införandet av "stabilisatorer-vattenavvisande medel" i sammanhängande jordar förbättrar deras vattenfysikaliska egenskaper. Lämpligheten och effektiviteten av deras användning bestäms huvudsakligen av minskningen av hävningsprocesser under jordfrysning.
Omvandlingen av lerjordar med hjälp av "stabilisatorer-stärkare" bidrar till en betydande förändring av deras fysiska, mekaniska och vattenfysiska parametrar. Den ultimata styrkan i kompression kan nå 4,3 MPa, vid böjning - 1,4 MPa. Stabiliserade jordar är vatten- och frostbeständiga.
Införandet av mineralbindemedel i små doser (upp till 2% för tunga lerjordar, 4% för sandiga lerjordar) i "jordstabilisator"-systemet förbättrar dess fysiska, mekaniska och vattenfysikaliska egenskaper jämfört med konventionell stabilisering.
Den största skillnaden mellan de två typerna av stabilisatorer är instabiliteten hos jordar som behandlats med "vattenavvisande stabilisatorer" i vattenmiljön. En sådan mängd (2-4%) cement eller kalk som införs i systemet är tillräcklig för att säkerställa att de, som ett resultat av interaktion med dammiga och leriga fraktioner av jorden, förlorar sina hydrofila egenskaper, men inte tillräckligt för att behålla hela massa av jordpartiklar i ett sammanhängande system för genom att stärka koagulationsbindningar.
I det komplexa systemet "jordstabilisator-bindemedel" deltar alla komponenter i strukturbildningen. Fysiska, kemiska och kemiska processer under blandningen av bindemedel med vatten är av stor betydelse, eftersom processen för att skapa den kristallina strukturen av neoplasmer sker parallellt med bildandet av strukturen i den komplext transformerade jorden.
Den olika effekten av ytaktiva stabilisatorer i ett komplext system beror på deras kemiska sammansättning och olika selektiva adsorption i förhållande till klinkermineralerna i bindemedlet och jordmineralerna.
Integrerade metoder för att stärka jordar gör det möjligt att säkerställa deras styrka i kompression upp till 7,0 MPa, vid böjning - upp till 2,0 MPa, vilket motsvarar hållfasthetsgraden M60, frostbeständighetsgraden - upp till F25.
I ett komplext system bidrar stabilisatorernas screeningroll på kristallisationshastigheten för mineralbindemedel till bildningen av en organo-lerkomposit, som ger elastiska egenskaper till de transformerade jordarna.

L I T E R A T U R A

1. Voronkevich S.D. Grunderna för teknisk markåtervinning // S.D. Voronkevich. - M.: Scientific world, 2005. - 504 sid.
2. Kulchitsky L.I., Usyarov O.G. Fysikalisk-kemiska baser för bildandet av egenskaperna hos leriga bergarter / L.I. Kulchitsky, O.G. Usyarov. – M.: Nedra, 1981. – 178 sid.
3. Kruglitsky N.N. Fysikalisk-kemiska baser för reglering av egenskaperna hos dispersioner av lerjord / N.N. Kruglitsky. - Kiev: Naukova Dumka, 1968. - 320 sid.
4. Sharkina E.V. Struktur och egenskaper hos mineralorganiska föreningar / E.V. Sharkin. - Kiev: Naukova Dumka, 1976. - 91 sid.
5. Choborovskaya I.S. Beroende av effektiviteten av markförstärkning med sulfit-alkoholbard på deras egenskaper (utan förstärkningsmedel) vid konstruktion av vägytor och fundament. // Material från VI All-Union Conference om fixering och packning av jordar. - M.: Moscow State Universitys förlag, 1968. - S. 153-158.
6. Egorov Yu.K. Typificering av lerjordar i Centrala Ciscaucasia enligt potentialen för svällning-krympning under påverkan av naturliga och teknogena faktorer: Ph.D. dis. …cand. geol.-min. Vetenskaper. - M., 1996. - 25 sid.
7. Vetoshkin A.G., Kutepov A.M. // Journal of Applied Chemistry. - 1974. - T.36. - Nr 1. - P.171-173.
8. Kruglitsky N.N. Strukturella och reologiska egenskaper hos bildandet av mineraldispergerade system / N.N. Kruglitsky // Framsteg inom kolloidal kemi. - Tasjkent: Fan, 1987. - S. 214-232.
9. Grohn H., Augustat S. Die mechano-chemishe depolymerisation av kartoffelstarke genom schwingmahlung // J. Polymer Sci. - 1958. V.29. – P.647-661.
10. Dobrov E.M. Bildning och utveckling av teknogena jordmassiv på undergrunden av motorvägar i en tid präglad av teknogenes / E.M. Dobrov, S.N. Emelyanov, V.D. Kazarnovsky, V.V. Kochetov // Intern. vetenskaplig konferens ”Evolution of eng.-geol. jordens förhållanden under teknogenesen. - M.: Moscow State Universitys förlag, 1987. - S. 124-125.
11. Kochetkova R.G. Funktioner för att förbättra egenskaperna hos lerjordar med stabilisatorer / R.G. Kochetkova // Vetenskap och teknik inom vägbranschen. - 2006. Nr 3.
12. Rebinder P.A. Tensider / P.A. Återbindare. - M.: Kunskap, 1961. - 45 sid.
13. Fedulov A.A. Användning av ytaktiva ämnen (stabilisatorer) för att förbättra egenskaperna hos sammanhängande jordar vid vägbyggen. - Diss. …cand. tech. Vetenskaper / Fedulov Andrey Alexandrovich, MADGTU (MADI). - M., 2005. - 165 sid.
14. K. Newman, J.S. Tingle emulsionspolymerer för jordstabilisering. Presenterad för 2004 FAA:s världsomspännande konferens för tekniköverföring på flygplatser. Atlantic City. USA. 2004.
15. Bilvägar och broar. Konstruktion av strukturella beläggningslager från jordar förstärkta med bindemedel: Undersökningsinformation / Förberedd. Fursov S.G. - M.: FSUE "Informavtodor", 2007. - Issue. 3.-
16. Dmitrieva T.V. KMA stabiliserade leriga jordar för vägbyggen: Ph.D. dis. …cand. tech. Vetenskaper. (05.23.05) / Tatyana Vladimirovna Dmitrieva, Belgorod State Technical University uppkallad efter V.G. Shukhov. - Belgorod, 2011. - 24 sid.
17. SP 34.13330. 2012. Uppdaterad utgåva av SNiP 2.05.02-85*. Motorvägar / Ministeriet för regional utveckling i Ryska federationen. - Moskva, 2012. - 107 sid. Vasiliev Yu.M. Strukturella bindningar i cementjordar // Proceedings of the VI All-Union Conference on Consolidation and Compaction of Soils. - M.: Moscow State Universitys förlag, 1968. - S. 63-67.
18. Lukyanova O.I., Rebinder P.A. Nytt i användningen av oorganiska bindemedel för fixering av dispergerade material. // Material för VI All-Union-konferensen om fixering och packning av jordar. - M.: Moscow State Universitys förlag, 1968. - S. 20-24.
19. Goncharova L.V., Baranova V.I. Studie av processerna för strukturbildning i cementjordar vid olika härdningsstadier för att bedöma deras hållbarhet / L.V. Goncharova // Material från VII All-Union Conference on Consolidation and Compaction of Soils. - Leningrad: Energi, 1971. - S. 16-21.
20. Ovcharenko F.D. Hydrofilicitet hos leror och lermineraler / F.D. Ovcharenko. - Kiev: Publishing House of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR, 1961. - 291 s.
21. Riktlinjer att stärka vägkanterna av undergrunden med användning av markstabilisatorer. – Infördes 23.05.03. - M., 2003.
22. Abramova T.T., Bosov A.I., Valieva K.E. Användningen av stabilisatorer för att förbättra egenskaperna hos sammanhängande jordar / T.T. Abramova, A.I. Bosov, K.E. Valieva // Geoteknik. - 2012. - Nr 3. - S. 4-28.
23. GOST 23558-94. Blandningar av krossad sten-grus-sand och jordar behandlade med oorganiska bindemedel för väg- och flygfältsbyggen. Tekniska förhållanden. - M.: FSUE "Standartinform", 2005. - 8 sid.
24. ODM 218.1.004-2011. Klassificering av jordstabilisatorer i vägbyggen / ROSAVTODOR. - M., 2011. - 7 sid.

Jordstabilisering är processen att skapa basen av vägbanan, vilket inkluderar grundlig slipning av jorden, blandning av den med organiska och oorganiska bindemedel och efterföljande kompaktering. Detta är en modern, relativt ny metod för att förbereda vägbasen. Sådan förstärkning av jorden har sina fördelar jämfört med den klassiska (sand-grus kudde). Stabiliserad jord är mer frost- och vattenbeständig, samt mer hållbar och motståndskraftig.

Service	Typ av utrustning	Egenskaper		Pris för 1m2 (inklusive moms), rub.
Service	Typ av utrustning	djup/volym	bredd, mm	upp till 3 tusen m2	upp till 5 tusen m2	5-10 tusen m2	10-20 tusen m2	20-30 tusen m2
Återvinning	Återvinnare Wirtgen WR 2000	upp till 500 mm	2000	120	110	100	90	80
Återvinning	Regenerator Mixer Caterpillar RM300	upp till 500 mm	2400	120	110	100	90	80
Återvinning	Stabiliseringsfräs SBF 24 L	upp till 400 mm	2400	80	70	60	50	50
	Torrblandningsspridare SW 10 TA	10 m3	2450	10	10	10	10	10
Distribution av pärmar	Torrblandningsfördelare SBS 3000	3 m3	2400	5	5	5	5	5
Distribution av pärmar	Torrblandningsfördelare SBS 6000	6 m3	2400	5	5	5	5	5

Tack vare möjligheterna modern utrustning bindemedlet doseras mycket exakt och injiceras till ett djup av 50 cm i en passage. De mest tillgängliga materialen idag är kalk och cement. Den optimala mängden av dessa ämnen bestäms av laboratoriemetoder, vanligtvis är det 3 - 10% av varje material i vikt av jorden som ska förstärkas. Det första steget av stabilisering är införandet av kalk i jorden och blandning med den, den andra - cement.

Markstabilisering följt av användning av befintliga beläggningsmaterial är kall återvinning. Med den kan du återställa hela djupet på både landsvägar och stadsgator. Med andra ord, i en omgång, pulverisera den befintliga beläggningen och blanda den med det underliggande basmaterialet och restaurerande bindemedel. Allt detta blev möjligt på grund av uppkomsten av nya högpresterande maskiner på marknaden.

Stabiliseringsteknik används i stor utsträckning idag, till exempel på små territoriella vägar, där lätta trottoarer eller övergångsbeläggningar är tänkta att installeras (till exempel vid byggande av stugbosättningar). I sådana fall är konstruktionen av en solid, hållbar bas med ett minimum av importerade material den bästa lösningen. Dessutom kan högpresterande utrustning producera tiotals kilometer vägar under byggsäsongen. Dessutom används komprimering (återvinning) framgångsrikt vid konstruktionen av logistikkomplex, industribyggnader. Här används denna teknik för att lägga grunder för betonggolv och täcka produktionsplatser.

Stabiliseringsarbeten kan inte utföras effektivt utan användning av specialutrustning. För den doserade introduktionen av ett bindemedel (torrt eller i form av en emulsion) behövs en trattfördelare, för noggrann blandning av det i jord - gångjärnsfräsarna.

För att våra specialister ska kunna beräkna kostnaden för återvinningstjänsten och kunna välja rätt nödvändig utrustning för dig behöver du ha följande information: vilket objekt och var det är beläget, dess yta i kvm. m, tidpunkten för arbetet, samt vilka jordar som råder i området, vilket djup av distribution som behövs och vilka bindemedel som är önskvärda.