2.2 Требования к вяжущим материалам
2.2.1 Органические вяжущие материалы
В
качестве органических вяжущих для
приготовления укрепленных грунтов
применяют битумы нефтяные дорожные
жидкие с вязкостью при
не
более 100, эмульсии битумные дорожные.
Допускается использование других органических вяжущих (вспененного битума, карбамидоформальдегидных смол, битумных паст, высокосмолистой нефти и т.п.), удовлетворяющих требованиям действующих нормативных документов и обеспечивающих получение укрепленных грунтов применяют в соответствии с требованиями существующего стандарта. Для устройства несущих слоев оснований не допускается использование жидких битумов без активных добавок.
В качестве минеральных активных добавок для приготовления укрепленных грунтов применяют портландцемент и шлакопортландцемент, золы уноса, известь.
В качестве активных добавок к битуму используют поверхностно-активные вещества (ПАВ) или продукты, содержащие ПАВ и удовлетворяющие требованиям действующих нормативных документов.
2.2.2 Неорганические вяжущие материалы
Для укрепления естественных и техногенных грунтов применяют следующие основные минеральные вяжущие материалы:
- портландцемент, шлакопортландцемент, известково-шлаковый цемент, а также другие виды цементов марок не ниже 300;
- известь молотую негашеную, известь гидратную, известь гидрофобизированную 1-го и 2-го сортов.
В качестве вяжущих или их компонентов используют следующие неорганические отходы и побочные продукты производства:
- гипсошлаковые и портландцементошламовые вяжущие;
- золы уноса сухого отбора;
- золошлаковые смеси гидроудаления;
- пыль уноса цементных заводов;
- нефелиновый шлам и бокситовый шлам;
- фосфополугидрат кальция по ТУ 6-08-412-80;
- комплексные вяжущие марок по прочности в 90-суточном возрасте, определяемой, не менее 100.
Комплексное вяжущее состоит из основного компонента и активатора твердения. В качестве основного компонента следует использовать слабоактивные и активные шлаки черной металлургии и шлаки фосфорные, основные золы уноса, бокситовые и нефелиновые шламы; в качестве активаторов твердения - портландцемент, шлакопортландцемент марок по прочности не ниже 400, известь строительную 1-го и 2-го сортов, гипс строительный марок не ниже Г10, содощелочной (содосульфатный) плав с содержанием Na2C03 не менее 95 % по массе и NaOH не менее 2 % по массе, жидкое стекло с кремнеземистым модулем 1,7 - 1,8 и плотностью от 1,15 до 1,25 г/см3.
Перечень отходов производства, используемых в качестве минеральных вяжущих для укрепления грунтов, постоянно пополняется по мере накопления результатов их исследований.
К числу гипсосодержащих отходов, применяемых в качестве медленнотвердеющих вяжущих, относятся и побочные продукты производства фтористого водорода - фторангидрит и ангидрито-силикатное вяжущее по ТУ 6-00-05807990-88-92. Получение фтористого водорода основывается на обработке тонкоизмельченного плавикового шпата 90 - 98 %-ной кислотой при температуре выше 200°С: CaF2 + H2S04 = 2HF + CaS04, Выгружаемый из печей материал содержит более 80 % CaS04, 0,5 - 5 % CaF2, 1,5 % Si02 и другие химические соединения. Перед отправкой в отвал или хранилище этот материал нейтрализуют введением тонкоизмельченного известняка или шлака сухим либо мокрым способом.
Фторангидрит представляет собой порошкообразный материал, включающий твердые гранулометрические частицы и характеризующийся показателем рН > 9,5.
Применение фторангидрита особенно эффективно при укреплении песчано-гравийных и золошлаковых смесей. В таких смесях фторангидрит выполняет функции как вяжущего, так и гранулометрической добавки. Укрепление песчано-гравийной смеси 4 - 6 % цемента в сочетании с 30 - 40 % фторангидрита позволяет получить материал марки по прочности М20 - М40, марки по морозостойкости F15. Введение в золошлаковую смесь, укрепленную 4 - 6 % цемента, 5 - 20 % фторангидрита позволяет также получить материал марки по прочности М10 - М40, марки по морозостойкости F25. Фторангидрит из отвалов (фторгипс) в комплексе с 30 - 50 % фторангидрита является прекрасным материалом (марка по прочности М40 - М60, марка по морозостойкости F25) для устройства оснований дорожных одежд .
Одним из перспективных направлений применения фторангидрита является использование его в составе ангидрито-силикатного вяжущего (АСВ). АСВ производит посредством смешения кислого фторангидрита и самораспадающегося ферросплавного шлака. Отличительной особенностью АСВ является то, что при его использовании упрочнение материала происходит за счет образования гидросиликатов кальция, в то время как при применении фторангидрита, нейтрализованного известью, упрочнение осуществляется за счет новообразований гипса. Это обстоятельство и определяет более высокие показатели водо- и морозостойкости конгломератов на основе АСВ в сравнении с материалами, укрепленными фторангидритом, нейтрализованным известью.