МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (СОЮЗДОРНИИ)

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УКРЕПЛЕНИЮ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ АКТИВИРОВАННЫМИ ФОСФОРНЫМИ ГРАНУЛИРОВАННЫМИ ШЛАКАМИ

 

Одобрены Технико-экономическим советом Министерства автомобильных дорог Казахской ССР

Москва 1978

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УКРЕПЛЕНИЮ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ АКТИВИРОВАННЫМИ ФОСФОРНЫМИ ГРАНУЛИРОВАННЫМИ ШЛАКАМИ. Союздорнии. М., 1978.

Изложены конструктивные требования к материалам, укрепленным активированными фосфорными гранулированными шлаками, и к исходным материалам (фосфорный гранулированный шлак, жидкое стекло, известь, известково-шлаковое вяжущее, вода).

Приведены особенности технологии производства работ при строительстве конструктивных слоев дорожных одежд из каменных материалов, укрепленных известково-шлаковым вяжущим. Изложены требования к контролю качества работ и технике безопасности.

Табл. 4.

Предисловие

«Методические рекомендации по укреплению каменных материалов активированными фосфорными гранулированными шлаками» разработаны Казахским филиалом Союздорнии на основе лабораторных исследований и опытно-производственного строительства при устройстве укрепленных оснований дорожных одежд.

Основные требования к устройству слоев дорожных одежд из материалов, укрепленных активированными фосфорными гранулированными шлаками, изложены в ВСН 184-75. В настоящих «Методических рекомендациях» конкретизированы требования к укрепленным материалам и технологии их приготовления.

«Методические рекомендации» предусматривают применение в дорожном строительстве фосфорных гранулированных шлаков, получаемых при электротермической возгонке фосфорных руд, содержащих пустые горные породы.

При разработке «Методических рекомендаций» учтены данные производственного опыта, результаты исследований научно-исследовательских институтов, а также данные зарубежного опыта.

«Методические рекомендации» составили кандидаты технических наук Б.В. Белоусов и А.Ф. Котвицкий.

Замечания и предложения просьба направлять по адресу: 143900 Бапашиха-6 Московской обл., Союздорнии или 480061 г. Алма-Ата, ул. Петрова, 9, Казахский филиал Союздорнии.

Общие положения

1. Настоящие «Методические рекомендации» разработаны в развитие действующих «Инструкции по проектированию дорожных одежд нежесткого типа» ВСН 46-72 и «Технических указаний по устройству оснований дорожных одежд из каменных материалов, не укрепленных и укрепленных неорганическими вяжущими» ВСН 184-75.

2. «Методические рекомендации» предназначены для руководства при проектировании и строительстве оснований дорожных одежд из гравийных, щебеночных, песчаных смесей и других местных каменных материалов и отходов промышленности, укрепленных активированными фосфорными гранулированными шлаками.

3. Фосфорные гранулированные шлаки применяют для устройства укрепленных дорожных оснований в качестве активного компонента смешанного вяжущего в сочетании с жидким стеклом (шлакосиликатное вяжущеех)) или в сочетании с известью (известково-шлаковое вяжущее).

х) Вяжущее получило условное название «шлакосиликатное» от исходных компонентов - шлака и щелочного силиката (жидкого стекла).

4. Материалы, укрепленные активированными фосфорными гранулированными шлаками (шлакоминеральные материалы), применяют для устройства слоев оснований под усовершенствованные и переходные типы покрытий на дорогах всех категорий.

5. На основаниях из шлакоминеральных материалов рекомендуется устраивать водонепроницаемые покрытия из материалов, обработанных битумом или цементом.

6. Основания из шлакоминеральных материалов следует устраивать одно- или двухслойными в зависимости от требований к их прочности. Толщина однослойного основания должна быть не более 22 см, а толщина каждого слоя двухслойного основания - не менее 10 см в плотном теле.

7. Расчет дорожных одежд с асфальтобетонными и битумоминеральными покрытиями на основаниях из шлакоминеральных материалов марок 75, 100 и 150 следует проводить в соответствии с «Методическими рекомендациями по проектированию и строительству дорожных одежд с асфальтобетонными покрытиями на основаниях из бетона разных марок» (Союздорнии. М., 1971); 1, 2 и 3-го классов прочности - в соответствии с ВСН 46-72.

8. Покрытия или верхние слои основания рекомендуется устраивать на конструктивных слоях из шлакоминеральных материалов после окончания их уплотнения. Движение автомобильного транспорта по дороге может быть открыто сразу после уплотнения слоев, если в качестве укрепляемого материала использовали смеси из крупнообломочных материалов, или через 28 суток, если в качестве укрепляемого материала использовали песчаные смеси.

9. Дорожные основания из шлакоминеральных материалов следует устраивать при положительных температурах воздуха.

10. При устройстве оснований из шлакоминеральных материалов следует руководствоваться правилами техники безопасности, изложенными в п. 4.24 ВСН 184-75.

Требования к материалам, укрепленным активированными фосфорными гранулированными шлаками

11. Физико-механические свойства шлакоминеральных материалов должны удовлетворять требованиям, приведенным в табл. 7 ВСН 184-75 и табл. 1 настоящих «Методических рекомендаций».

12. Значения расчетных параметров для шлакоминеральных материалов принимают по табл. 2.

Таблица 1

Марка шлакоминерального материала

Предел прочности водонасыщенных образцов в возрасте 90 суток, кгс/см2

при сжатии

на растяжение при изгибе

75

75

15

100

100

20

150

150

25

Таблица 2

Класс прочности

Марка

Модуль упругости, кгс/см2

Предел прочности на растяжение при изгибе, кгс/см2

3

 

2500 - 3000

1,5 - 2

2

 

3000 - 5000

2 - 3

1

 

5000 - 7000

3 - 5

 

75

7500

15

 

100

10000

20

 

150

15000

25

Примечание. Большие значения принимают при использовании скелетных материалов, а также при приготовлении смеси в установке.

13. Ориентировочно расчетное значение сопротивления образцов растяжению при изгибе можно получить по показателю прочности на растяжение при расколе путем умножения полученного значения на коэффициент, равный 3,5.

14. Коэффициент морозостойкости для шлакоминеральных материалов 1, 2 и 3-го классов прочности назначают в соответствии с требованиями ВСН 184-75, для марок 75, 100 и 150 он должен быть не менее 1.

15. Количество циклов замораживания-оттаивания, температуру замораживания образцов из шлакоминеральных материалов, применяемых в слоях дорожной одежды, в зависимости от климатических условий и категории дороги назначают в соответствии с требованиями табл. 8 ВСН 184-75.

16. В зависимости от класса прочности или марки шлакоминеральных материалов расход известково-шлакового вяжущего или плотность жидкого стекла назначают по табл. 3.

Таблица 3

Класс прочности

Марка

Предел прочности при сжатии, кгс/см2, водонасыщенных образцов в возрасте 90 суток

Плотность жидкого стекла с кремнеземистым модулем 1,7 - 1,8

Расход известково-шлакового вяжущего, %

3

 

10 - 20

1,05 - 1,07

5 - 6

2

 

20 - 40

1,07 - 1,11

6 - 8

1

 

40 - 60

1,11 - 1,13

8 - 10

 

75

75

1,14 - 1,16

11 - 13

 

100

100

1,16 - 1,18

13 - 16

 

150

150

1,18 - 1,20

16 - 20

Примечание. Меньшие значения расхода извести и объемной массы жидкого стекла назначают при применении скелетных материалов, а также при приготовлении смеси в установке.

17. При использовании в качестве активатора жидкого стекла его кремнеземистый модуль должен находиться в пределах 1,7 - 1,8, а его расход должен обеспечивать оптимальную влажность смеси. При этом расход молотого шлака во всех случаях составляет 20 % массы укрепляемого материала.

Требования к исходным материалам

18. Для устройства оснований из шлакоминеральных материалов рекомендуется использовать фосфорный гранулированный шлак, натриевое жидкое стекло, известь и воду, отвечающие требованиям ВСН 184-75.

19. При надлежащем технико-экономическом обосновании допускается применение крупнообломочных материалов неоптимального состава песчаных смесей и одномерных песков.

20. Наиболее эффективным при введении извести в укрепляемые материалы является применение готового известково-шлакового вяжущего, которое изготавливают как путем совместного помола шлака и извести, так и путем смешения молотого шлака с молотой известью.

Помол производится в шаровых, стержневых или вибрационных мельницах, смешение - в смесителях принудительного перемешивания. Тонкость помола характеризуется остатком материала на сите с размером отверстий 0,08 мм не более 10 % или удельной поверхностью 3000 - 3500 см2/г.

21. При укреплении каменных материалов известково-шлаковым вяжущим в процессе приготовления смеси допускается раздельное введение шлака и извести, при этом должно быть соблюдено оптимальное соотношение между компонентами.

22. Оптимальный расход извести при приготовлении известково-шлакового вяжущего, используемого для укрепления каменных и песчаных материалов, составляет 10 % массы вяжущего (в пересчете на содержание активных СаО + МgО).

Технология производства работ

23. При устройстве слоев дорожных одежд из шлакоминеральных смесей следует руководствоваться основными положениями по организации и производству работ, изложенными в ВСН 184-75.

24. Фосфорный гранулированный шлак допускается хранить на открытых площадках в штабелях. При таком хранении его активность не меняется на протяжении до двух лет.

25. Перед помолом фосфорные гранулированные шлаки необходимо высушивать до остаточной влажности не более 1 - 2 %.

26. Молотый фосфорный гранулированный шлак, а также известково-шлаковое вяжущее необходимо хранить и транспортировать в специальных емкостях в соответствии с требованиями ГОСТ 10178-62*.

27. Последовательность технологических операций по приготовлению шлакоминеральных смесей на основе шлакосиликатного вяжущего при использовании стационарных смесительных установок такая же, как при приготовлении цементоминеральных смесей, с той разницей, что вместо цемента вводят молотый фосфорный гранулированный шлак, а вместо воды - раствор жидкого стекла заданной плотности.

28. Жидкое стекло заданного кремнеземистого модуля и плотности готовят двумя способами в зависимости от наличия исходных материалов:

1 - автоклавным растворением силиката натрия (силикат-глыбы) по ГОСТ 13079-67 с добавкой соответствующего количества едкого натра по ГОСТ 2263-71* и последующим добавлением воды;

2 - добавлением раствора едкого натра в высокомодульное жидкое стекло по ГОСТ 13078-67*.

Основные расчеты для получения жидкого стекла заданного модуля и плотности приведены в приложении 1 настоящих «Методических рекомендаций».

29. Процесс приготовления шлакоминеральной смеси способом смешения на дороге при использовании шлакосиликатного вяжущего следующий:

а) на земляное полотно, подготовленное в соответствии с требованиями СНиП II-Д.5-72 и ВСН 97-63, доставляют различными транспортными средствами минеральный материал в объеме, необходимом для укрепления. Его профилируют автогрейдером и уплотняют 2 - 3 проходами катка на пневматических шинах массой 10 - 15 т;

б) по слою спрофилированного материала распределяют необходимое количество молотого фосфорного гранулированного шлака распределителем цемента Д-343Б с трактором ДТ-54, после чего смесь перемешивают, увлажняя раствором жидкого стекла до оптимальной влажности распределительной системой фрезы Д-530, 2 - 3 проходами фрезы по одному следу на второй или третьей скорости.

30. При проведении работ грунтосмесителем Д-391Б (ведущей машиной отряда) вначале выполняют работы, указанные в п. 29,а. Затем выполняют операции по дозированию шлака и жидкого стекла одним проходом грунтосмесителя на второй или третьей скорости.

31. Процесс приготовления шлакоминеральных смесей методом смешения на дороге в случае использования заранее приготовленного известково-шлакового вяжущего включает следующие операции: вывоз минеральных материалов в корыто или на нижний слой основания и распределение их равномерным слоем на всю ширину нижележащего слоя; вывоз и дозирование вяжущего; перемешивание минерального материала с вяжущим и водой. Количество проходов смесительных машин зависит от вида используемого минерального материала и назначается опытным путем.

32. Процесс приготовления шлакоминеральной смеси методом смешения на дороге в случае раздельного введения в смесь молотого шлака и извести включает следующие операции: вывоз минерального материала в корыто или на нижний слой основания и распределение их равномерным слоем на всю ширину корыта или нижележащего слоя; вывоз и дозирование молотого шлака; предварительное перемешивание шлака с минеральным материалом с одновременным увлажнением; планировку смеси; вывоз и дозирование извести; увлажнение до оптимальной влажности.