CC BY
13
УДК 691
Янкин В.А.
студент-магистрант, Кубанский государственный аграрный университет, г. Краснодар, Россия
Панченко Д.В.
студент-магистрант, Кубанский государственный аграрный университет, г. Краснодар, Россия
ПРИМЕНЕНИЕ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ ПРИ ИСКУССТВЕННОМ УЛУЧШЕНИИ СВОЙСТВ ГРУНТА
Аннотация
В данной статье описывается применение эпоксидных смол как перспективный основной материал для улучшения физико-механических свойств естественного основания. Описаны достоинства и недостатки эпоксидных смол при искусственном закреплении грунтов.
Ключевые слова
Искусственно улучшенное основание, эпоксидная смола, слабые грунты.
В последние годы быстрое развитие инфраструктуры в мегаполисах в сочетании с нехваткой пригодной для использования земли вынуждает прибегнуть к методам, улучшающим прочностные характеристики слабых грунтов, чтобы выдерживать нагрузку, передаваемую зданиями и сооружениями. Целью таких методов является увеличение несущей способности грунтов и уменьшение осадки.
Химические методы имеют преимущества перед механическими методами стабилизации грунта во многих аспектах, такие как отсутствие шума и вибраций, в отличии от динамического уплотнения. Химическое закрепление приводит к необратимым структурным изменениям грунта, что расширяет область использования таких методов. Основными компонентами для стабилизации являются промышленные отходы, что тоже играет роль в экономическом плане. Однако, загрязнение окружающей среды при использовании химических методов более очевидно, чем при использовании механических, что требует большей осторожности при проведении работ. Также стоит отметить, что грунт представляет собой сложный материал с различным минеральным составом, в то время как большинство химических методов зависят от химического состава, что вынуждает к более детальному исследованию грунта на всех этапах реализации методов.
Одним из полимеров, который можно эффективно использовать для стабилизации, является эпоксидная смола. Смолы обычно используется с отвердителем, очень стабильны и повышают пластичность почвы. Эпоксидные смолы обеспечивают хорошую прочность и деформационное упрочнение грунта, их высокая проницаемость делает их подходящими для инъекционного метода закачки.
Эпоксидные смолы - это жидкие олигомеры, обладающие превосходной прочностью на растяжение и сжатие. Эпоксидная смола подвергается реакции полимеризации при смешивании с другим соединением, обычно называемым отвердителем (эпоксидный компонент с аминным компонентом). Конечный продукт очень стабилен и устойчив к воздействию химикатов и тепла. Однако, эпоксидные смолы могут препятствовать пуццолановой реакции в глине, стабилизированной цементом, поэтому не стоит использовать их в смеси с цементной глиной. Эпоксидные смолы повышают пластичность почвы, не вступая в реакцию с почвенными минералами. Применение эпоксидных смол относительно превосходит цементную стабилизацию, благодаря высокой проницаемости, что позволяет использовать их в почве с мелкими порами, а также решается проблема с засорением точки инъекции. Также стоит отметить, что применение смол с цементом уменьшает хрупкость усиленного грунта, в отличии от других материалов
для закрепления грунта.
Е.А. Исакова и Т.М. Бочкарева изучили влияние эпоксидных смол на несущую способность песка. Проводилась серия испытаний не усиленного песчаного и искусственно улучшенного с помощью эпоксидной смолы оснований, в ходе которого выяснили, что такой метод эффективен. Стабилизация эпоксидной смолой увеличила несущую способность песка и позволила снизить осадку в 2 раза. Также было замечено, что снизить расход смолы можно, создавая более эффективные конструктивные схемы, исключающие попадания эпоксидной смолы в «нерабочие» зоны.
Как говорилось ранее, эпоксидные смолы обеспечивают хорошее деформационное упрочнение грунта, но сильно разбавленные смолы не показывают тех же результатов. Происходит это из-за того, что при уменьшении соотношения смола/вода снижается когезия эпоксидной смолы. Помимо снижения прочности с увеличением воды, время, необходимое для твердения, также уменьшается. Так мы подошли к одному из главных негативных факторов, влияющих на эффективность эпоксидных смол. Дождь или другие факторы могут существенно снизить прочностные характеристики закрепленного грунта, если они воздействуют до момента полимеризации смолы, поскольку это может привести к увеличению содержания воды. Однако, как только полимеризация произошла, смола может стойко противостоять большинству неблагоприятным факторам. Поэтому при использовании этого химического метода возникает потребность в защите грунта от попадания дождевых и других вод, до момента полимеризации смолы.
Эпоксидная смола является долговечным материалом. По истечению времени прочность грунта, усиленного смолой, не показывает сильных отклонений от первоначальных свойств.
На основании исследования, проведенного по литературным данным, можно сделать выводы о перспективности применения эпоксидных смол для улучшения физико-механических свойств грунтов. Также стоит отметить, что применение эпоксидных смол связано со сложностями, в следствии токсичности и негативного влияние на окружающую среду. Применение эпоксидных смол требует глубокое изучения влияния в каждом отдельном проекте, точного соблюдения техники безопасности, а также применения конструктивных решений по минимизации вреда окружающей среде.
Список использованной литературы:
1. Е.А. Исакова, Т.М. Бочкарева. Исследование характера работы грунтового основания, усиленного плоскостным геомассивом по методу смолизации 2015.
2. Глазков, С.С. Разработка карбамидного связующего с улучшенными свойствами [Текст] / С.С. Глазков // Известия вузов. Строительство. -2007, № 3. - С. 63-65.
3. Малинин, А. Г. Струйная цементация грунтов / А. Г. Малинин. - ОАО «Издательство «Стройиздат», 2010. - 226 с.
© Янкин В.А., Панченко Д.В., 2022
