CC BY
25
Probe of accuracy of high-rise position of a surface at the device rubble the bases of a highway a method chocking
D.O. Nagaev, S.Yu. Stolbova, Yu.V. Stolbov
Probes of accuracy of high-rise position of a surface are executed at the device rubble the bases of a highway by a method chocking. Statistical characteristics of the valid accuracy of high-rise position of a surface rubble the bases are calculated. The estimation of convergence of empirical distribution of deviations of actual amplitudes from normal with the theoretical is carried out. The factor of accuracy of technological process of the device rubble the highway bases is established. Admissions for geodetic works at erection rubble the highway bases are proved.
Нагаев Дмитрий Олегович - аспирант кафедры «Геодезия Сибирской государственной
автомобильно-дорожной академии Основное направление научных исследований - строительство автомобильных дорог. Имеет 3 опубликованные работы. e-mail: dn55@mail.ru
Столбова Светлана Юрьевна - канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Недвижимость и строительный бизнес» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований -обоснование и обеспечение точности возведения зданий и сооружений. Имеет 22 опубликованные работы. e-mail: stolbova_sy@sibadi.org
Столбов Юрий Викторович - д-р техн. наук, профессор кафедры «Геодезия» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований -обоснование допусков на геометрические параметры строительных конструкций и контроль качества строительства. Имеет 110 опубликованных работ. e-mail: stolbov_yv@sibadi.org
Статья поступила 15.06.2010 г.
УДК 625.72
УЛУЧШЕНИЕ ДЕФОРМАТИВНЫХ СВОЙСТВ ПЕСКОЦЕМЕНТНЫХ СМЕСЕЙ, ПУТЕМ ВВЕДЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ ДОБАВКИ, ДЛЯ УСТРОЙСТВА ОСНОВАНИЙ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
В.С. Прокопец, Е.А. Голубева
Аннотация. В статье определены граничные условия применимости полимерной добавки «Латекс» для пескоцементных смесей, которые были использованы для назначения составов полимерцементогрунтовых смесей, при строительстве участков дороги «Амур» федеральной трассы «Чита-Хабаровск».
Ключевые слова. Полимерное вяжущее, полимерцементогрунтовая смесь, морозостойкость, деформативность.
Введение
Традиционным вяжущим в строительстве является цемент. Общеизвестны такие свойства цемента как высокая прочность при сжатии и хорошая атмосферостойкость. Недостатками являются низкая прочность при изгибе и растяжении [1].
Комбинация минерального вяжущего и полимерного связующего придает растворам принципиально новые важные свойства, недостижимые при использовании обоих компонентов по отдельности [2,3].
В связи с этим ещё в начале двадцатого столетия были начаты исследования, посвящённые модификации цементно-содержащих материалов с помощью жидких полимерных
веществ, данные которых приведены в ряде патентов [4]:
1924 г. - Лефебром получил патент, касающийся модификации растворов и бетонов природными каучуковыми латексами;
1932 г. - Бонд впервые предложил использовать синтетические латексы для модификации материалов;
40-е гг. - растворы и бетоны, модифицированные полимерами, стали использоваться для покрытий полов, мостовых, палуб кораблей. В строительстве использовались монополимер-ные винилацетатные дисперсии (ПВА). Однако вскоре эти полимеры были вытеснены сополи-мерными дисперсиями со значительно лучшими техническими характеристиками.
60- е гг. - для модификации растворов и бетонов были применены бутадиен-стирольный каучук, полиакриловый эфир ;
70-80-е гг. - проведены международные конгрессы и конференции по использованию полимеров в бетонах во Франции, Великобритании, США, Японии, Мексике. Кроме того, в Японии были изданы JIS (Японские промышленные стандарты), включающие стандарты по качеству и методам испытаний модификаторов цемента и растворов типа латекса. Некоторые из них: JIS А 6203 - полимерные дисперсии для модификации цемента.
Описание и постановка задачи
Выполненные исследования различных авторов убедительно доказали, при совместном использовании полимерных материалов с цементом несколько снижается прочность при сжатии и модуль упругости неорганической системы, отчетливо возрастает прочность на растяжение при изгибе. Адгезия цементной системы к различным основам резко улучшается. Морозостойкость достигает 150-300 циклов попеременного замораживания и оттаивания. По износостойкости, в том числе по стойкости против мокрого истирания, поли-мерцементные бетоны и растворы превосходят обычные цементные в 15-20 раз [5].
Таким образом, комбинация цемента и водорастворимых полимеров представляет собой идеальную смесь вяжущих. Они прекрасно дополняют друг друга и создают принципиально новый уровень качества, недостижимый при использовании только одного из них. При этом работа с такими системами очень проста: достаточно затворить сухую смесь водой, чтобы получить строительный раствор с уникальным набором свойств.
Ю.М. Васильев и другие в своих работах детально исследовали свойства цементогрун-та с добавкой битума совместно с дивинил-
стирольным латексом СКС 65 ГП. Они отмечают, что введение в смесь комплексного вяжущего, состоящего из З-4,5% битума и 2-3% дивинилстирольного латекса трещиностой-кость цементогрунта увеличилась в 2-4 раза.
С помощью водорастворимых полимерных веществ в виде эпоксидной смолы С-89, а также поливинилацетной (ПВАЭ) или кумаро-новой (КЭ) эмульсий, стабилизированных ди-винилстирольным латексом СКС-65ГП добились увеличения деформативности цементогрунта в 2-10 раз. Кроме того, эти исследования показали, что увеличение содержания в цементогрунте (6-8% цемента) латекса СКС-65 ГП с 2-5% до 10 % увеличивает деформа-тивность материала в 1,2-1,6раза до 2,5 раза [6].
Введение в смесь эластомеров и латексов типа СКС-65 и СКПС-50 увеличивает морозостойкость цементогрунта даже при пониженных (на 12-38%) расходах цемента, что даёт возможность его экономии [7].
На сегодняшний день для строительства оснований и покрытий автомобильных дорог полимерцементогрунтовые смеси получили наибольшее распространение в основном за рубежом, а именно в Австралии, Таиланде, странах тихоокеанского региона и юговосточной Азии, центральной Америке, Германии.
В целях улучшения деформативных свойств цементогрунтовых смесей для устройства оснований дорожных одежд нами были разработаны составы смесей, где в качестве модификатора цементогрунта использовали латекс Омского завода Синтетического каучука.
По результатам эксперимента были определены граничные условия применимости латекса в пескоцементных смесях (таблица 1).
Таблица1 - Условия применимости латекса в пескоцементных смесях
№ Показатель прочности 56-сут образцов Изменение свойств при 2 % латекса Изменение свойств при 8 % латекса Условия примени- мости
1 Rизг , МПа Увеличивается в 1,22 - 4,85 раза при Мк 1,2 - 3,2 При увеличении цемента влияние снижается Увеличивается в 1,11 - 4,49 раза при Мк 1,2 - 3,2 При увеличении цемента влияние снижается Допускается применение любых песчаных грунтов с модулем крупности до 3,2
2 Rсж. (водный режим созревания), МПа Увеличивается В 1,15 - 1,44 раза Увеличивается В 1,15 - 1,44 раза При 17%- 20% цемента влияние незначительно
№ Показатель прочности 56-сут образцов Изменение свойств при 2 % латекса Изменение свойств при 8 % латекса Условия примени- мости
3 Rсж. (сухой режим созревания), МПа Увеличивается в 1,41 - 4,62 раза При увеличении цемента влияние снижается Увеличивается в 1,03 - 2,12 раза При увеличении цемента влияние снижается Цемента 8% - 14 % . Латекса от 2 % до 8 % от веса цемента.
4 Еу, 1000 МПа Уменьшается в 0,70- 0,96 раза Большое влияние Мк песчаного грунта Уменьшается в 0,66- 0,88 раза Большое влияние Мк песчаного грунта
5 Водостойкость относительная, доля единицы 0,54 - 0,86 возрастает с увеличением цемента 0,59 - 1,03 возрастает с увеличением цемента
6 Водостойкость абсолютная 1,05 - 2,08 убывает с возрастанием цемента 0,98 - 1,44 убывает с возрастанием цемента
7 Показатель МРЗ Возрастает в 1,01 - 3,16 раза при содержании цемента до14% Убывает в 0,82 - 0,70 при сод. Цемента с 14% до 20% Возрастает при содержании цемента до 11 % Убывает в 0,65 - 0,90 при сод. Цемента с 14% до 20%
На основе анализа экспериментальных данных можно сделать следующие выводы:
Введение латекса в пескоцементную смесь:
- приводит к заметному повышению прочности на растяжение при изгибе, особенно в 56-суточном возрасте образцов. Так, в 28-суточном возрасте Rизг возрастает с 2.2 МПа до 2.6 МПа, а в 56 суточном возрасте с 2.5 МПа до 4.0 МПа. При этом модуль упругости снижается с 6700 МПа до 5600 МПа. Повышение прочности на растяжение при изгибе и снижение модуля упругости свидетельствует о повышении эластичности, следовательно, трещиностойкость полимерцементогрунта повышается;
- отмечается некоторое снижение водо- и морозостойкости. Так, коэффициент водостойкости в 56-суточном возрасте снижается с 0.77 до 0.76, а показатель морозостойкости с 4.4 до 4.1.
Данные граничные условия применимости латексов в пескоцементных смесях были учтены для разработки составов полимерце-ментогрунтовых смесей, для устройства оснований дорожных одежд, при строительстве участков автомобильной дороги «Амур», федеральной трассы «Чита-Хабаровск»
С целью проверки результатов теоретических и лабораторных исследований было осуществлено опытное строительство дорожного основания из грунтов, укрепленных цементом и полимерной добавкой, на участке автомобильной дороги «Амур». По проекту слой основания из полимерцементгрунтовой смеси должен был заменить два слоя щебеночного основания. К моменту принятия данного решения на опытном участке уже был положен нижний слой основания оптимальной щебеночно-песчанной смеси. Поэтому поли-мерцементогрунтовая смесь укладывалась как верхний слой основания.
Конструкция дорожной одежы:
Покрытие- 5 см асфальтобетон;
Верхний слой основания- 20 см полимер-цементогрунтовая смесь;
Нижний слой основания- 25 см оптимальная щебеночно-песчаная смесь.
Состав полимерцементогрунтовой смеси:
1.Объемный вес смеси в уплотненном состоянии- 2161.6 кг/м3.
2.Откорректированный расход:
на 1м3 смеси: на 500 кг сухого замеса
Цемент - 8% 154.4 кг 40 кг
Песок - 92% 1176.6 кг 460 кг
вода (сверх 100%) -12% 231.6 л 60л
Латекс - 5% 7.7 кг 2.5кг
После года эксплуатации данного участка автомобильной дороги проводилось обследование вырубок кернов. Результаты сравнивали с требованиями нормативных документов таблица 2.
Таблица 2 - Сравнение прочности кернов с требованиями ГОСТ
Показатель прочности Ед. изм. Прочность кернов Требования ГОСТ 23558-94 Требования ГОСТ 30491-97,** Требования СНиП 2.05.0285
Предел прочности на сжатие сухих образцов МПа 13.7-13.83 1.0-10 При 20°С-1.5 4-7.5
Предел прочности на сжатие водонасыщенных образцов МПа 13.76-16.52 1.0-10.0* 1.0 1.0 6.0*
Сопротивление растяжению при изгибе Мпа 3.66-3.91 0.2-2.0* 0.4 0.2-1.0*
Сопротивление сухих образцов при раскалывании Мпа 1.61-1.96 - - -
Модуль упругости МПа 1335-1721 - - -
Плотность г/смЗ 1.88-2.09 - - -
Водонасыщение % 8.5-10.3 - 12 -
Коэффициент МРЗ 0.8 0.75 0.7 0.6
* - приведены данные всего интервала требований к материалам марок М10-М100.
Приведённые в таблице данные указывают, что после года эксплуатации прочностные характеристики материала из полимерцемен-тогрунта соответствуют существующим нормативным документам.
Вывод
На основании анализа экспериментальных исследований модификации пескоцементных смесей полимерными добавками можно сделать заключение, что подобные материалы характеризуются повышенными значениями морозостойкости и прочности. Модификация цементогрунта полимерными веществами
позволяет достичь увеличенной деформатив-ности материала, при которой не будет происходить образования трещин от воздействия на дорожную одежду различных климатических и динамических нагрузок.
Производственный опыт в мировой практике и научный опыт, накопленный в нашей стране, позволит сформулировать обоснованные практические рекомендации по дальнейшему более широкому применению композиций на основе грунтов, в частности полимер-цементогрунтов, при строительстве автомобильных дорог различных технических катего-
рий, в том числе в Сибирском регионе. Кроме того, данные исследования позволяют выяснить, какие свойства смесей обеспечивает данная добавка и какие следует предпринять действия для разработки полимера, который бы обеспечил более высокие качества поли-мерцементогрунта, для устройства оснований дорожных одежд
Библиографический список
1. Нехорошев А.В. Теоретические основы технологии тепловой обработки неорганических строительных материалов. М.:Стройиздат, 1978.-232с.
2. Сооружения из армированного грун-
та//Обзорная информация.-ВНИИИС,,1984.-
Серия8.-Вып.7.
3. Штакельберг Д.И.,Сычев М.М. Самоорганизация в дисперсных системах.-Рига: Знание,1990.-175с.
4. Рыбьев И.А., Нехорошев А.В. Исходные методические позиции при исследовании искусственных строительных конгломератов//Строительные материалы.-1980.-№2.- С.24-26.
5. Хабибулина Э.Н. О влиянии размеров агрегатов на свойства укрепленных грунтов. Тез. Докл./Повышение качества строительства автомобильных дорог в нечерноземной зоне РСФСР.-Владимир:1982.- С. 159-161.
6. Черкасов И.И. Химическое укрепление грунтов при строительстве автомобильных дорог.-В кН.:Материалы к 5-му совещ. По закреплению грунтов. Новосибирск, 1966.- С.359-365.
Improving deformative properties of soil cement for the lay-out of the roadbase
V. Prokopets, E. Golubeva
The boundary conditions of application the polymeric additive "Latex" for sand-cement mixes which were used for the prescription of poli-soil cement mixes structures, while constructing a road "Amur" and a federal line "Chita-Khabarovsk", are determined in the article
Прокопец Валерий Сергеевич - д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Строительные материалы и специальные технологии» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований - повышение эффективности дорожных и строительных материалов и изделий применением наноструктурных веществ механохимического способа получения. Имеет 178 опубликованных работ. e-mail: prokopets_vs@mail.ru
Голубева Елена Анатольевна - преподаватель кафедры «Экономика и управление дорожным хозяйством» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований - модификация цементогрунта полимерными добавками. Имеет 18 опубликованных работ. E-mail: Golybeva_EA@mail. ru
Статья поступила 23.06.2010 г.
УДК 693.9:691.322
ПРОИЗВОДСТВО ПРОСТРАНСТВЕННОГО СТРУКТУРООБРАЗУЮЩЕГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ ИЗ ПЕНОПОЛИСТИРОЛА ДЛЯ НАРУЖНЫХ СТЕНОВЫХ ПАНЕЛЕЙ ТИПА «АНКОМ»
Т.А. Беркасова
Аннотация. Разработанная автоматизированная линия формования пространственного структурообразующего заполнителя (ПСЗ) для наружных стеновых панелей типа «Анком» отличается от предшествующих технологических линий методом формования при оптимальных параметрах тепловой обработки ПСЗ.
Ключевые слова: наружные стеновые панели типа «Анком», пространственный структурообразующий заполнитель, пенополистирол.
Введение программами («Энергосбережение»). Утепле-
Современное строительство новых жилых ние стен осуществляется с помощью тепло-
зданий не может обойтись без утепления кон- изоляционных материалов. Все утеплители
струкций. Это определено многими (Градо- могут быть классифицированы по типу ис-
строительный кодекс РФ, СНиП, ТУ, ГОСТ), а пользуемого теплоизоляционного материала:
также общероссийскими и региональными - стекловата;
