Укрепление грунтов портландцементом
В регионах, испытывающих дефицит в прочных каменных материалах для устройства дорожных одежд, одним из возможных способов решения данной проблемы является использование местных минеральных материалов ( грунтов, песков, песчано-гравийных смесей, малопрочных каменных материалов и отходов промышленности)укрепляющих вяжущими.
Многочисленные исследования отечетсвенных и зарубежных учёных показывают целесообразность применения портландцемента в качестве вяжущего для укрепления грунтов. В целях улучшения морозостойкости и обеспечения прочностных свойств были предприняты попытки модифицировать цементогрунты введением различных добавок
Анализ исследований показал также, что наиболее сложной задачей по укреплению грунтов, требующих значительного количества вяжущих для достижения нормативных требований дорожных одежд, являются глинистые грунты. Поэтому повышение эффективности и качества глинистых грунтов, укрепленных цементом, является одной из актуальных научных проблем, которая не может быть успешно решена без модификации их химическими добавками,влияющими на структуру и свойства получаемого материала. В основу укрепления грунтов цементом совместно с модифицирующими добавками положен принцип направленного регулирования физико-химических свойств укрепляемого грунта для создания оптимальных условий формирования прочной, водоустойчивой и морозостойкой структуры цементогрунта.
Разработанные комплексные гидрофобно-пластифицирующие добавки обеспечивают повышение прочности цементогрунтов за счёт пептизации цементных флокул с появлением большего количества новообразованийиз-за высвобождения иммобилизованной воды, снижения коэффициента внутреннего трения, увелечения электрокинетического потенциала, а также в результате адсорбации и хемосорбации компонентов добавки на поверхности алюмосиликатных слоев глинистых минералов. Адсорбация в свою очередь приводит к уменьшению оптимальной влажности смеси с увелечением плотности. Увеличение морозостойкости укрепленных грунтов достигается за счёт гидрофобизации стенок пор и капиляров кремнийорганическим соединением и формирование более плотной и однородной структуры.
В настоящее время наиболее эффективными добавками-модификаторами, используемыми нами в исследованиях и производственном внедрении укрепленных грунтов, являются электролиты ( хлориды кальция, натрия), гидрофобные ПАВ на основе кремний-органических соединений, гидрофильные ПАВ на основе эфиров поликарбоксилатов, дисперсно-армирующая фибра, механо-химически активированные наполнители на основе местного минерального сырья. В ряде случаев для повышения техническо-экономической эффективности модификации цементогрунтов в комплексе с вышеописанными добавками применяются также местные минеральные гранулометрические добавки и отходы производств ( буровые и нефтяные шламы, асфальтобетонной гранулят и др.)
Выбор представленных модификаторов цементогрунтов основан на следующих принципах:
1) импортозамещение;
2) подтвержденная эффективность;
3) экономичность;
4) экологичность;
5) возможность массового производства или существующее производство;
6) однородный состав.