Модификатор ДОРЦЕМ

ООО «Автобан снаб» партнер НПО «Металлургия – Геотехнология» предлагает Вашему вниманию технологию укрепления грунтов и технология холодной регенерации дорожной одежды с применением неорганических комплексных вяжущих материалов и модификатора «ДорЦем ДС-1» согласно СНиП 3.06.03-85 (дороги и аэродромы) и ГОСТ 23558-94 (смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими, для дорожного и аэродромного строительства).

  Это позволяет:

- снижать на 20-30% затраты при строительстве и реновации старых дорог и площадок;

- снижать до 50% затраты при эксплуатации дорог и площадок;

- значительно снижать трещинообразование;

- увеличивать в несколько раз межремонтные сроки;

- повышать влагостойкость и морозостойкость основания дорожной одежды;

- устранять ограничения в выборе материала строительства дорог и площадок;

- обеспечивать постоянный во времени процесс набора прочности конструкции основания и перераспределение нагрузки;

- уменьшать  вредное влияние на экологию и т.д.

ТЕХНОЛОГИИ УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ И ХОЛОДНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ НЕОРГАНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСНЫХ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ.

Необходимо различать технологию стабилизации грунтов и укрепления грунтов.

СТАБИЛИЗАЦИЯ ГРУНТОВ

 «С помощью технологии стабилизации изменяется в положительную сторону практически весь комплекс водно-физических свойств глинистого грунта. При этом увеличивается его гидрофобность. За счет уменьшения коэффициента фильтрации снижается его водопроницаемость. Также снижаются, вплоть до полного исключения, пучинистость и набухаемость грунтов. Уменьшается высота капиллярного поднятия и оптимальная их влажность с одновременным ростом максимальной плотности при стандартном уплотнении».

Источник: " ОДМ 218.1.004-2011. Отраслевой дорожный методический документ. Классификация стабилизаторов грунтов в дорожном строительстве" (издан на основании Распоряжения Росавтодора от 27.12.2011 № 997-р) п. 5.3.

Необходимо отметить, что любой стабилизатор грунта исполняет роль гидрофобизирующей добавки, позволяющая ликвидировать способность глинистых грунтов активно взаимодействовать с водой за счет нейтрализации сил поверхностного притяжения воды. Грунт из категории глинистого или суглинистого стремится к переходу в категорию легкосуглинистого или супесчаного и становится слабопучинистым. Оптимальная трамбовочная влажность такого грунта заметно уменьшается и благодаря этому повышается максимальная плотность стандартного уплотнения. Это приводит к повышению несущих свойств грунта, увеличению коэффициента уплотнения и показателя морозостойкости. После уплотнения обработанный стабилизатором грунт приобретает более высокую плотность, чем не обработанный, при одинаковом количестве проходов катка.

Все они, в основной массе выполняют роль только гидрофобизирующей добавки.

Гидрофобизация грунта (несмачиваемость грунта) метод улучшения физико-механических свойств грунта введением веществ, делающих грунт устойчивым к воздействию воды.

Согласно «Классификатора стабилизаторов грунтов в дорожном строительстве Росавтодора»:

3.2.4 гидрофобизаторы (гидрофобизация): Вещества, с помощью которых грунт приобретает водоотталкивающие и другие свойства.

Гидрофобизация позволяет изменять, в основном, воднофизические свойства грунтов:

• оптимальную влажность,

• водопоглощение,

• набухаемость,

• фильтрацию,

• пучинистость,

• водопроницаемость,

• размокаемость и т.д.»

Внесение стабилизаторов в грунт:

• снижает величину оптимальной влажности грунта;

• способствует повышению плотности слоя на 10-20%, что позволяет  снизить энергоемкость процесса его уплотнения;

• уменьшает капиллярное водонасыщение грунтов в 2,0 ÷ 2,5 раза по сравнению с эталоном грунта, увеличивая водонепроницаемость грунтов;

При добавлении «вяжущего», происходит стандартное цементирование грунта без дополнительных связующих свойств. Именно поэтому и не достигается желаемый результат.

При стабилизации прочность грунта (в котором силы внутреннего трения незначительны) обусловлена в основном силами внутреннего сцепления.

Частицы таких стабилизаторов взаимодействуют с частицами грунта, а не «вяжущего».

ПРОИСХОДИТ НЕКОНТРОЛИРУЕМОЕ ВЫВЕДЕНИЕ ИЗЛИШНЕЙ ВОДЫ ИЗ ГРУНТА, ЧТО НЕ ИМЕЕТ НИКАКОГО ОТНОШЕНИЯ К ТРЕБУЕМЫМ СВОЙСТВАМ УКРЕПЛЕНИЯ  ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ И РАБОЧИХ СЛОЁВ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД И НЕ ЛУЧШИМ ОБРАЗОМ ВЛИЯЕТ НА ГИДРАТАЦИЮ «ВЯЖУЩЕГО».

ЭТО НЕ ИМЕЕТ НИКАКОГО ОТНОШЕНИЯ К ТРЕБУЕМЫМ СВОЙСТВАМ УКРЕПЛЕНИЯ  ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ И РАБОЧИХ СЛОЁВ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД.

УКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ

Укрепление грунтов способ формирования заданных структурно – механических свойств грунта путем обработки его вяжущими с добавками,  и  проведения  необходимых  технологических  операций.

 В  результате обработки меняется характер структурных связей, а грунтовая смесь приобретает высокую прочность и водостойкость.

Укрепление грунтов происходит путем создания новых прочных и водостойких связей между частицами и агрегатами. Создание новых связей приводит к образованию новой структуры или усилению ранее существующей структуры грунта. Следовательно, процесс укрепления является процессом структурообразования, а новые связи создаются путем воздействия на грунт структурообразующих вяжущих веществ (цемент, известь, органические вяжущие и т.д.).

Для активизации работы «вяжущих» добавляются специализированные стабилизаторы и модификаторы

С применением модификатора «ДорЦем ДС-1» принципиально изменяется механизм кристаллизации за счет регулирования процесса гидролиза и гидратации минерального вяжущего.

В укрепляемом грунте задерживается вода, позволяя частицам цемента, в том числе находящимся во внутренних структурах цементного теста, полностью реализовать свойства гидравлического вяжущего за счет завершения процессов гидролиза и гидратации, что позволяет более полно использовать объём цемента без «пустого выхода» (обычно, «пустой выход» цемента до 35-40%).  

При этом формируется длинноигольчатая кристаллическая структура в укрепленном грунте, образуя бо́льшее количество кристаллов и соответствующие кристаллические матрицы, заполняющие поры и «оплетающие» все частицы и агрегаты грунта. По прочности они, как кевларовые нити (прочные и гибкие). Модификатор усиливает и повышает прочность и гибкость укрепленных грунтов на молекулярном уровне, модифицирует и расширяет химический состав процесса гидролиза и гидратации цемента. За счет этого и получаются прочные, износостойкие конструкции.

В результате создаётся монолитная гидрофобная плита основания дорожной одежды с очень высокими долговечными эксплуатационными характеристиками, значительно превосходящими все показатели основания из песка и щебня.

При укреплении грунтов прочность складывается как из сил внутреннего сцепления, так и из сил сцепления, обусловленных создаваемой структурой вводимого вяжущего и модификатора.

ВЫВОД: ИЗНАЧАЛЬНО ЗАДАЧИ СТАБИЛИЗАТОРОВ И МОДИФИКАТОРОВ РАЗНЫЕ.

МОДИФИКАТОР ДЛЯ ДОРОЖНОГО И АЭРОДРОМНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА «ДОРЦЕМ ДС-1»

 НПО МГТ разрабатывает, производит, поставляет и внедряет российские комплексные вяжущие материалы и добавки, применяемые в вышеуказанных технологиях строительства и ремонта.

Одним из таких материалов является модификатор для дорожного и аэродромного строительства «ДорЦем ДС-1» (ТУ 2499-001-30130102-2010). Продукция не оказывает химического воздействия на окружающую среду в соответствии с требованиями п. 6.4 СанПиН 2.1.7.1287-03

 Модификатор «ДорЦем ДС-1» представляет собой порошкообразное вещество светло-серого (серого) цвета, в основе которого щелочноземельные металлы и синтетические цеолиты, дополненные активатором и предназначен для применения совместно с цементным вяжущим в качестве добавки в дорожном, аэродромном, промышленном и гражданском строительстве.

В отличие от жидких стабилизаторов, взаимодействующих с грунтами, «ДорЦем ДС-1» взаимодействует непосредственно с «вяжущим», что, в частности, позволяет исключить проблемы с выбором грунтов для работы.

С применением «ДорЦем ДС-1» принципиально изменяется механизм кристаллизации за счет регулирования процесса гидратации «вяжущего». В укрепляемом грунте задерживается вода, позволяя частицам цемента, в том числе находящимся во внутренних структурах цементного теста, полностью реализовать свойства гидравлического «вяжущего» за счет завершения процессов гидролиза и гидратации, что позволяет более полно использовать весь объём цемента без «пустого выхода» (обычно, «пустой выход» цемента до 35-40%). При этом, расход технологической воды значительно снижен, что обеспечивает более высокую трещиностойкость конструктивного слоя из укрепленного грунта.

 Модификатор «ДорЦем ДС-1» представляет собой порошкообразное, а не жидкое, вещество. Это имеет крайне важное значение для соблюдения водяного баланса при работе. Жидкие стабилизаторы расфасовываются производителем в виде концентратов в канистры и требуют перед началом работы разбавления водой в цистерны, с учетом строгой пропорции. Именно эта, уже готовая эмульсия, и подается в ресайклер. Учесть эту пропорцию при выходе ресайклера в процессе работы на обводнённый участок грунта, или при изменении погодных условий в период работы или других факторов изменивших водный баланс не возможно. Происходит изначальное нарушение технологии, приводящее к негативным последствиям.

Модификатор распределяется непосредственно на грунт или старую дорожную одежду в строгом объёме, в соответствии с предварительно разработанной технологической картой работ. Карта разрабатывается в лаборатории на основании предварительных «подборов», с указанием необходимых изменений параметров. Во время работы технологом проводится постоянный мониторинг и необходимая коррекция параметров. В случае изменения, например, влажности, технолог простым регулированием подачи воды в ресайклер, изменяет этот показатель до оптимального, в зависимости от внешних условий. Соблюдается строгая концентрация и влажность цементного теста.

Суть самой технологии заключается в том, что при строительстве/ремонте дороги/площадки, любой имеющийся на месте материал, без замены на песок и щебень, смешивается с комплексным вяжущим и модификатором непосредственно на объекте и уплотняется катками. В результате этого создаётся монолитная гидрофобная плита основания с очень высокими и долговечными эксплуатационными характеристиками, значительно превосходящими все показатели оснований из песка и щебня.

Е общ. =198 МПа.     Е общ. =320 МПа

 Расчет по допустимому упругому прогибу выполнен по МОДН 2-2001 "Проектирование нежестких дорожных одежд".

При использовании модификатора «Дорцем ДС-1», создаётся монолитная гидрофобная плита основания дорожной одежды с очень высокими и долговечными эксплуатационными характеристиками.

Образование такой плиты значительно снижает трещинообразование, повышает влагостойкость и морозостойкость основания дорожной одежды. Это уменьшает отрицательное воздействие внешних факторов и значительно увеличивает срок безремонтной эксплуатации дорог.

В конструкции любой дороги, нагрузка от колес и давления шин распределяется с поверхности на больший участок грунтового основания.

Укрепленный, с использованием нашего модификатора, слой, в разы увеличивает участок распределения нагрузки на подстилающий слой. Таким образом, возможно сокращение общей толщины конструкции дороги, что снижает расход строительных материалов

В процессе длительной эксплуатации дорожной одежды, построенной по традиционной технологии, происходят необратимые процессы в верхних и нижних слоях основания, связанные с диффузией слоёв, переувлажнением, образованием глубоких трещин и т.д. Несущая способность дорожной одежды значительно снижается. Деформация основания приводит к разрушению верхнего слоя износа – асфальтобетонного покрытия или ЩМА.

Даже при образовании локальных разрушительных процессов в нижних слоях, это никак не сказывается на верхнем слое износа – АБП или ЩМА.