Надежное основание | новости о цементе

Конференция «Технологии стабилизации грунтов дорожных оснований», прошедшая в Санкт-Петербурге 2-3 ноября, собрала на своей площадке представителей федеральных и региональных органов исполнительной власти, руководителей администраций, сотрудников дорожно-строительных организаций, цементных, металлургических заводов, ТЭЦ, производителей строительной химии, подрядных и проектных организаций. Спикеры обсуждали последние тенденции и инновации в области дорожного строительства с акцентом на технологии укрепления грунтов. Организатором выступила компания Rucem.

Технологии стабилизации грунтов в 2023 году характеризуются использованием новых материалов, оборудования и методов, а также повышением эффективности, экономичности и экологичности процесса стабилизации. Для укрепления дорожники используют минеральные стабилизаторы (цемент, известь, золы-уноса ТЭЦ, шлаки), органические (созданные на основе битума, смол или дегтей) и химические (реагенты, ПАВ-стабилизаторы грунтов или полимеры органического и неорганического происхождения), в части случаев применяют геосинтетику.

Начиная свой вступление, заместитель директора филиала в г. Чебоксары ФГБУ «Росдортехнология» Ольга Воробьева отметила, что укрепление грунта сегодня является эффективным и экономичным методом, позволяющим ускорить процесс строительства в условиях умеренных требований технических норм. При этом использование различных реагентов позволяет немедленно устранить неблагоприятные условия и приступить к строительным работам, не нарушая графика. Кроме того, технология позволяет распределять более высокую нагрузку с использованием меньшего количества материала в течение более длительного срока эксплуатации.

«С инженерной точки зрения желательно, чтобы фундамент имел идеальную и одинаковую плотность. Так, цель укрепления грунта состоит в получении массивного и устойчивого фундамента, - отметила эксперт. - Чем большей плотностью обладает материал, тем меньше пустот он имеет».

Отметим, что именно пустоты (поры) являются врагом строящихся дорог, так как становятся местами скопления воды и делают материал менее устойчивым, приводя к появлению возможности его сдвига при изменении давления, температуры и влажности. Поэтому так важно подбирать оптимальный рецепт для смеси.

Состав из цемента и извести хорошо зарекомендовал себя при укреплении глинистых и пылеватых материалов. Соотношение компонентов может быть различным в диапазоне от 1:2 до 2:1 и подбирается подрядчиком самостоятельно, но наиболее широко используется соотношение 1:1, так как позволяет получить предсказуемые результаты для большого разнообразия по своим характеристикам грунтов.

К слову, в 2023 году отмечается рост объемов производства цемента во всех федеральных округах, за исключением СКФО. Импорт материала по итогам 9 месяцев вырос на 68% до 2,4 млн т, а экспорт - на 4% до 0,8 млн т. Поставки осуществляются в 8 стран мира, основными торговыми партнерами стали Казахстан, Беларусь, Абхазия и Южная Осетия.

Особенности проектирования

Ведущий специалист отдела проектирования ООО «Интехпроект» Елизавета Воробьёва в своем выступлении сделала акцент на проектировании конструкций дорожных одежд с применением технологии укрепления (стабилизации) грунтов и их реализацию на участках строительства. В связи с развитием методики в части создания нежестких дорожных одежд, ранее действовавший норматив ПНСТ 265-2018 претерпел ряд существенных и важных изменений. Таким образом, в актуальный ПНСТ 542-2021 внесены основные требования к величине общего модуля упругости на поверхности рабочего слоя земляного полотна (при расчетной влажности грунта земляного полотна) в зависимости от ДКЗ соответственно должны быть не ниже следующих значений: 60 МПа - в ДКЗ I и II; 53 МПа - в ДКЗ III; 45 МПа - в ДКЗ IV, V.

В результате стабилизации формируется влагонепроницаемое, капилляропрерывающее основание, не подверженное морозному пучению, и с течением времени оно непрерывно набирает прочность, перераспределяя внешнюю нагрузку на нижележащие слои. Грамотный подход к проектированию и производству работ позволяют достичь высокой несущей способности устроенного основания за счет увеличения физико-механических свойств грунта, что в дальнейшем ведет к максимально длительному сроку безремонтной эксплуатации объекта, а, следовательно, к экономии средств государственного бюджета.

Золы

Опыт стабилизации и укрепления оснований с применением комплексных вяжущих и наполнителей на основе вторичного сырья показал, что использование отходов производства и потребления в качестве материалов для стабилизации грунтов способствует решению проблемы как утилизации самих отходов, так и снижению затрат на строительство. Основное значение при этом имеет то, что золошлаки обладают схожими свойствами. В отличие от обработки известью, которая зависит от обмена катионами, укрепление с помощью зольной пыли и шлаков происходит как путем механического воздействия (улучшая зерновой состав), так и химического сцепления частиц грунта.

Отметим, что в Сибири золы-уносы ТЭС находят широкое применение. Как отметил руководитель дорожных проектов ООО «Сибирская генерирующая компания» Сергей Голиков, этот тонкодисперсный материал, благодаря ряду уникальных свойств, обеспечиваемых ее химическим и фазовым составом, развитой удельной поверхностью (приближающейся к цементу), а также пуццолановой и гидравлической активностью, широко используют при производстве различных строительных материалов. Например, в Новосибирской области их применяют для создания сухих строительных смесей и товарного бетона, в Кемеровской - для изготовления рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов, а также железобетонных изделий, в Алтайском крае - для производства товарного бетона и укрепления грунтов.

В дорожном строительстве золы-уноса могут стать добавкой или компонентом при производстве минерального вяжущего для укрепления слабых грунтов. В этом году метод применен при строительстве 43-его км автодороги «Павловск – Колыванское– Ракиты – Топчиха» в Алтайском крае.

Битумные эмульсии

В отдельных случаях подрядчики добавляют битумные эмульсии и вспененный битум в укрепляемый материал, чтобы исключить трещинообразование в слое. Дело в том, что ввод минеральных вяжущих создает прочный каркас в рыхлом основании, увеличивая возможность образования усадочных, деформационных и температурных трещин. Для снижения этого эффекта используют как раз битумную эмульсию либо вспененный битум. Однако, как отметили участники конференции, стоит обращать внимание на битумоемкость глинистых и пылевидных частиц. Они имеют свойство забирать на себя все количество введенного в слой битума, сворачивая его (образовывая битумные конгломераты), тогда как ввод органического вяжущего имеет смысл только в организации его работы с крупными частицами в укрепленном грунте.

Микродиспергированным битумным суспензиям на твердых эмульгаторах посвятил свое выступление главный эксперт ФАУ «РОСДОРНИИ», д.т.н., профессор, Андрей Кочетков, уточняя, что грунты можно обрабатывать непосредственно суспензией или использовать ее совместно с минеральными вяжущими способом смешения на дороге с помощью ресайклера, дорожной фрезы и других механизмов.

Геосинтетика

Отдельное внимание организаторы уделили технологии стабилизации грунта при строительстве автомобильных дорог с использованием геосинтетических материалов. Метод позволяет армировать грунт с помощью специальных сеток, тканей и мембран, которые улучшают прочность, водопроницаемость и дренирование. Инженер-геотехник компании «Миаком» Роман Новиков рассказал о применении изделий при работе с некондиционными грунтами (непригодными для строительства, полученными при проведении дорожных земляных работ, вывезенными и складированными в заранее выбранное место). Таковыми являются переувлажненные глинистые грунты, торфяные, мерзлые и талые. «Армирование грунтовых конструкций геосинтетическими материалами способствует увеличению общей устойчивости, равномерности осадки, увеличению угла откоса насыпи (что особо актуально в стесненных условиях) и срока службы конструкции в целом«, - отметил докладчик. Добавим, что именно такой метод использовали при строительстве и реконструкции автомобильной дороги М-4 «Дон« - Владикавказ - Грозный - Махачкала - граница с Азербайджаном на участке км 718+800 - км 739+000 (обход города Хасавюрт) в Республика Дагестан.

Спецтехника

В третьей части конференции выступающие рассказали о нюансах применения различных типов смесей и повышении их эффективности. Не последнее значение в достижении этого эффекта играет спецтехника. О грунтосмесительных установках собственного производства, которые позволяют производить битумогрунтовые смеси с повышенным содержанием битума, рассказал директор по развитию «Завода ТАТМАШ« Антон Лобач. Технологии, реализованные в новом поколении оборудования, обеспечивают более эффективное перемешивание компонентов.

Светлана Лянгасова

информационно-аналитический журнал. Автомобильные дороги