CC BY
33
В Ы В О Д Ы
Разработан производственный состав бетонной смеси с использованием добавки из отработанной глины масляного производства в количестве 0,2-4,0 % от массы цемента. Достигнут эффект практически по всем исследованным показателям для бетона подкладных плит. Введение такой добавки создает более плотную структуру бетона, снижает водопо-глощение в 1,2 раза, повышает водонепроницаемость и морозостойкость в 2,6 и 2 раза соответственно. Кроме того, сокращается расход цемента до 4 %, повышается прочность бетона на сжатие до 9 %.
Добавка снижает коррозию арматуры. Потеря массы при хранении в течение года составила 10 г на 1 м2 поверхности арматуры при введении добавки в количестве 1 % от массы цемента. Это в 4 раза меньше, чем потеря массы арматуры в бездобавочном составе.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Горчаков, Г. И. Повышение морозостойкости бетона в конструкциях промышленных и гидротехнических сооружений / Г. И. Горчаков, М. М. Капкин, Б. Г. Скрам-таев. - М.: Стройиздат, 1965. - 195 с.
2. Яцына, В. Н. Влияние кальциевых черкасских бентонитов, обработанных содой, на водопроницаемость бетона: дис. ... канд. тех. наук / В. Н. Яцына. - Киев, 1962.
3. Комплексная добавка для бетонов и цементных растворов: заявка 2276660, Рос. Федерация / Р. А. Логвинов; рег. номер 2004123703/03; опубл. 20.05.2006.
4. Бушнева, Е. Ю. Цементные растворы и бетоны с добавками модифицированных битумных эмульсий: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.17.11 / Е. Ю. Бушнева. - М., 2005. - 16 с.
5. Камара, А. Мелкозернистые бетоны с модификатором на основе технического пальмового масла: авто-реф. дис. ... канд. тех. наук: 05.23.05 / А. Камара. -М., 2001. - 21 с.
6. Мануйлова, Е. Н. Декоративные бетоны, модифицированные техническим растительным маслом: автореф. дис. ... канд. тех. наук: 05.23.05 / Е. Н. Мануйлова. -М., 1995. - 26 с.
7. Попов, О. Р. Бетоны с добавкой коллоидной парафиновой пасты для транспортного строительства: авто-реф. дис. ... канд. тех. наук: 05.23.05 / О. Р. Попов. -М., 1995. - 23 с.
8. Соловьев, В. И. Бетоны с гидрофобизирующими добавками: монография / В. И. Соловьев. - Алма-Ата: Наука КазССР, 1990. - 110 с.
9. Гречухин, В. А. Предпосылки к использованию глинистых минералов и органических веществ в качестве добавок в бетонные смеси / В. А. Гречухин, Г. Д. Ляхе-вич // Строительная наука и техника. - 2010. - № 3. -С. 48-51.
10. Справочник образующихся отходов производства в Белорусской ССР, их технических характеристик и имеющихся отечественных и зарубежных технологий по их переработке, а также идей и проблем по ресурсосбережению / Госснаб БССР. - Минск, 1990. - Ч. II. - 264 с.
Поступила 10.05.2012
УДК [624.13+624.15](0,75.8)
СТРОИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ПОЙМЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ РЕКИ ДИВАНИИ
Магистр техн. наук АЛЬ-РОБАЙ АЛИ А. А.
Белорусский национальный технический университет
Краткие геологические особенности региона. Бассейн Месопотамии (западный комплекс нестабильного шельфа, Ф. Р. Хенсон, 1951) занимает центральное место в средней
и южной части Ирака (рис. 1). До настоящего времени он является местом опусканий и накопления четвертичных отложений. Нестабильный шельф в геологическом отношении под-
Наука итехника, № 5, 2012
разделяется на три зоны (Месопотамская равнина, восточный предгорный рельеф с хребтами и котловинами, западная пустыня) (рис. 2). С верхнеюрско-нижнемелового времени нестабильный шельф становится преимущественно погружающейся зоной, что и обусловило стратиграфическую последовательность пластов (формирование почти непрерывного осадочного чехла).
Месопотамский передний прогиб
Рис. 1. Схематическое строение отложений (по 7а1(! Я. Веу<!оип, 2003): 1 - четвертичных;
2 - палеоген-неогеновых; 3 - меловых; 4 - юрских
Инженерно-геологические условия. В связи с предполагаемым проектированием и возведением строительного объекта в районе реки Дивании (рукав Евфрата, район среднего Ирака) в 2009 г. были выполнены инженерные изыскания ее левобережной части. Точки бурения назначались в границах района будущего строительства. Полученные по данным лабораторных исследований значения физических (грансостав, плотность), деформационных (коэффициент пористости е) и прочностных характеристик представлены в табл. 1 и на рис. 3.
По содержанию фракций менее 0,002 мм в разведанной толще выделяются глинистые и песчаные грунты. Исходя из условий их залегания в инженерно-геологическом разрезе можно выделить два типа основания:
• однородное в виде глинистой толщи на глубину от 13 до 16 м, подстилаемой песчаным грунтом (скв. 1-5 и 8);
• слоистое со встречающимися в инженерно-геологическом разрезе ограниченными по мощности (2,0-5,5 м) пластами песчаного грунта (скв. 6, 7).
Рис. 2. Ситуационная схема бассейна Месопотамии (разрез по 1-1 см. на рис. 1)
Гранулометрический состав исследованных грунтов представлен в табл. 1 и на рис. 3. Можно заключить, что в породах преобладают глинистые фракции (содержание по массе от 32 до 69-71 %), иногда легкие (от 10 до 18 %) и тяжелые (21 %) суглинки, а также супеси (от 3 до 7 %).
Таблица 1
Номер скважины Глубина, м р, г/см3 Ф,град С, кПа Коэффициент пористости е Содержание фракций, %
от до глинистых (<0,002 мм) пылеватых (0,0020,05 мм) песчаных (>0,05 мм)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 0 2,5 1,42 60 27 13
2,5 5,5 143 7° 20-30 54 21 25
5,5 7,5 1,40 71 23 6
7,5 9,5 1,46 59 27 14
9,5 12,5 1,47 8° 50-70 0,69 51 21 28
12,5 13,5 12° 44
13,5 15,0 1,54 12 31 57
15,0 20,0 1,61 34° 2 29 69
итехника, № 5, 2012
Окончание табл. 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 0 2,0 1,43 60 29 11
2,0 4,0 9° 20 52 22 26
4,0 5,5 1,43 11° 20-40
5,5 7,5 1,44 6° 30-70
7,5 10,5 7° 52
10,5 13,5 1,47 7° 61 68 23 9
13,5 15,5 1,52 0,764 18 26 56
15,5 20,0 1,59 35° 3 25 72
3 0 5,0 1,43 12° 22 52 17 31
5,0 7,0 1,47 12° 22 62 30 8
7,0 10,0 8° 39 66 21 13
10,0 13,5 1,46 7° 43
13,5 16,0 1,51 34° 10 31
16,0 20,0 1,59 2 21 77
4 0 2,5 1,40 55 21 24
2,5 7,0 1,42 28° 4 36 61
7,0 9,0 1,45 32 16 52
9,0 11,0 1,46 11° 39 61 18 21
11,0 12,5 1,45 62 25 13
12,5 16,5 1,50 21 25 54
16,5 20,0 1,53 34° 4 28 68
5 0 3,0 1,38 10° 24 60 17 23
3,0 4,5 1,40 69 24 7
4,5 8,0 1,39 38 51 11
8,0 9,5 1,41 9° 51 51 30 19
9,5 14,5 1,44 8° 64 0,701 56 19 25
14,5 20,0 1,57 36° 2 23 75
6 0 2,5 1,38 10° 19,5 47 25 28
2,5 5,0 1,39 29° 6 31 63
5,0 8,0 1,40 37 47 16
8,0 13,5 1,45 17° 16 63 24 13
13,5 14,5 1,44 21 16 63
14,5 18,0 1,45 33° 2 25 73
18,0 20,0 1,43 51 23 26
7 0 2,5 1,42 42 27 31
2,5 8,0 1,40 29° 3 26 71
8,0 10,0 1,43 10° 43 62 21 17
10,0 15,5 1,39 12° 62 54 20 26
15,5 18,5 1,44 33° 6 37 57
18,5 20,0 1,42 44 24 32
8 0 1,5 Насыпь
1,5 4,0 1,42 13° 19 39 29 32
4,0 6,5 1,40 46 29 25
6,5 10,0 1,44 8° 57 61 23 16
10,0 13,5 1,43 9° 61 0,894 71 22 7
13,5 16,0 1,45 49 23 28
16,0 18,5 1,46 33° 7 38 54
18,5 20,0 1,42 11° 56 45 21 33
Наука итехника, № 5, 2012
0.100
Песчаные '/V/\0 Глинистые (>0,05 мм), % 2с/у\80 (<0,02 мм), %
зо/ у УЛ)70
4°лУк А А°
ш \/ \у° \/ у \яп
fin/ у X х а л40
7л У л У УУУ д°
яп/ у ЛЛ У у у \/ у Чго эо/ у у \/\/ \/ у /\/\in 1 пп/ V V &/Л7 \/ У V V \/ \ о
О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Пылеватые (0,002-0,05 мм), %
Рис. 3. Гранулометрический состав аллювиальных пород (44 анализа для восьми скважин)
Для оценки прочности грунтов и несущей способности оснований фундаментов объекта строительства были проведены исследования:
• бурение восьми разведочных скважин глубиной 20 м с отбором образцов грунтов;
• лабораторное определение физических характеристик образцов грунтов (гранулометрический состав, плотность), компрессионные испытания;
• сдвиговые испытания для определения прочностных характеристик (угол внутреннего трения, сцепление).
Из анализа табл. 1 и рис. 3 следует, что плотность глинистых грунтов изменяется в пределах ргл = 1,38-1,47 г/см3, а песчаных рпесч = = 1,40-1,61 г/см3. Угол внутреннего трения песчаных грунтов отличается сравнительным постоянством ф = 33°-36°, что может быть связано с однородностью транспортируемых пойменным водным потоком частиц при их седиментации. У супесей значение ф равно 28°-29°, а для глин снижается до 8°-12°.
Удельное сцепление С глинистых грунтов варьируется в диапазоне от 16 до 64 кПа. Его увеличение до нескольких десятков прослеживается начиная с глубин 6-8 м и далее. По мнению автора, это связано с тем, что прочностные свойства пылевато-глинистых грунтов зависят от структурных особенностей. Они обусловливаются существованием трения между минеральными частицами и их агрегатами, а также водно-коллоидными (коагуляционными и конденсационными) связями. Кристаллизационные
связи образуются в течение длительного времени вследствие отложения поликристаллических соединений в точках контактов минеральных частиц.
Деформационные и прочностные особенности грунтового основания. Верхняя толща четвертичных отложений поймы реки Дивании формировалась главным образом как осадок транспортируемых малоскоростным потоком глинистых частиц (до 71 % по массе). Поверхностная активность минеральных частиц обусловила образование коллоидных (электромолекулярных) связей уже в процессе седиментации и формирование перемещающихся вниз вместе с отдельными частицами коагуляцион-ных агрегатов (слипшихся сгустков). Поэтому плотность глинистых пород относительно невысокая: рга = 1,39-1,61 г/см3. Показатели удельного сцепления в этих условиях доминируют и достигают значений С = 40-70 кПа, а угол внутреннего трения ф = 6°-13°.
Естественным основанием сооружений в исследуемом регионе могут служить толщи глин (скв. 1-5 и 8) и песков (скв. 6, 7). Расчетные сопротивления грунтов Ягр определяли по формуле (В.1) приложения В СНБ 5.01.01-99. На рис. 4 показаны значения Ягр для грунтов оснований фундаментов шириной В от 0,6 до 5,0 м при глубине заложения подошвы й от 1,0 до 5,0 м.
При устройстве фундаментов зданий расчетное сопротивление грунта Ягр ориентировочно оценивается диапазоном: Ягр = 180-250 кПа -для глинистых и Ягр = 140-450 кПа - для песчаных грунтов (рис. 4).
600
Ягр, кПаВ = 5,0 м
500
0,6
400
3005 о
0,6
200
100 о
12 3 4 5
Глубина заложения подошвы d, м
Рис. 4. Расчетное сопротивление грунтов
■■ Наука итехника, № 5, 2012
По данным компрессионных испытаний, модуль общей деформации пылевато-гли-нистых грунтов оценивается значениями Е = = 1,6-1,9 МПа. Подсчитанная по методу послойного суммирования вероятная осадка фундаментов достигает предельных значений уже при контактных давлениях р порядка 100 кПа (рис. 5). Таким образом, проектирование фундаментов зданий и сооружений следует вести по допускаемым нормативами осадкам основания.
d = 1 d = 1
50 100 150 200 р, кПа 300
Рис. 5. Зависимость осадки основания от контактного давления и глубины заложения << (м) при различной ширине фундамента В (м)
В Ы В О Д Ы
1. При проектировании ленточных и плотных (отдельных) фундаментов под стены и колонны (опоры) зданий и сооружений следует ограничиваться контактным давлением р = = 80-110 кПа.
2. При необходимости передачи на основание значительных сосредоточенных нагрузок в связи с высокой деформативностью следует применять фундаменты глубокого заложения.
3. При проведении инженерно-геологических изысканий разведочное бурение необходимо выполнять на глубину 40-60 м (для нескольких скважин).
4. При проектировании строительных котлованов следует учитывать возможность разбухания глинистого грунта после выемки грунта, особенно в срединной части котлована.
5. Интенсивность ударных и вибрационных воздействий строительных машин и механизмов при выполнении работ по устройству фундаментов следует ограничивать в связи с возможностью тиксотропного разжижения глинистого грунта.
Поступила 27.03.2012
40 S, см 30
20
10
0
УДК 625.856
НОВЫЕ МЕТОДЫ АКТИВАЦИИ МИНЕРАЛЬНЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ АСФАЛЬТОБЕТОНА
Докт. техн. наук, проф. КОВАЛЕВ Я. Н., асп. БУДНИЧЕНКО С. С.
Белорусский национальный технический университет
Эксплуатационная долговечность асфальтобетона в значительной мере зависит от прочности его структуры, которая определяется в основном величиной адгезионной связи, осуществляемой на границе раздела фаз между поверхностью каменных материалов и биту-
мом. Эффективным средством, направленным на увеличение адгезионной связи между структурными компонентами асфальтобетона, является их активация [1].
В качестве нового метода активации минеральных заполнителей в асфальтобетоне впер-
Наука итехника, № 5, 2012
