Страница 5: ВСН 185-75. Указания по использованию зол уноса и золошлаковых смесей от сжигания различных видов твердого топлива для сооружения земляного полотна и устройства дорожных оснований и покрытий автомобильных дорог (33034)

— извести — ГОСТ 9179—70.

Применяемые добавки хлористого кальция (СаСl2), каустической соды (NаОН) должны соответственно удовлетворять требованиям ГОСТ 4141—66 “Кальций хлористый кристаллический” (или ГОСТ 450—70 “Кальций хлористый технический”), сода каустическая NаОН — ГОСТ 2263—59.

Приготовление смесей

5.4. Подготовка грунтов. Грунты высушивают до воздушносухого состояния.

Песчаные и глинистые грунты просеивают через сито с отверстиями 5 мм (глинистые грунты предварительно размельчают). Крупнообломочные грунты просеивают через сито с отверстиями 40 и 25 мм.

Влажность грунта определяют путем высушивания навесок грунта в термостате до постоянной массы при температуре 105°С.

В случаях, когда проектом предусмотрено улучшение зернового (гранулометрического) состава грунта, вносят соответствующие добавки (песок, гравий, щебень, отходы камнедробления, золы уноса или золошлаковые смеси и др.).

Грунт с этими добавками смешивают без увлажнения.

5.5. Ориентировочные значения оптимальной влажности для исходных грунтов по табл. 7 уточняют для смесей грунтов с золами уноса или золошлаковыми смесями*, применяемыми без или в сочетании с цементом или известью.

Воздушносухой грунт перемешивают с золой уноса или золо-шлаковой смесью без или в сочетании с добавками цемента или извести и осуществляют другие операции, необходимые для определения оптимальной влажности и максимальной плотности смеси в соответствии с п. 5.2.

5.6. Приготовление смеси грунта с золой уноса, применяемой в качестве самостоятельного вяжущего, осуществляют в следующем порядке:

В воздушносухой грунт вносят золу уноса, смесь перемешивают и увлажняют (с учетом содержащейся в грунте влаги) до оптимальной влажности.

Смесь тщательно перемешивают в лабораторной лопастной мешалке в течение 4—6 мин или вручную.

После этого смесь выдерживают в герметически закрытом сосуде в течение 4—5 ч. После указанного срока выдерживания изготовляют образцы.

5.7. Приготовление смеси грунта с золой уноса или золошлаковой смесью, применяемыми в сочетании с цементом или известью, осуществляют в следующем порядке.

В воздушносухой грунт вносят золу уноса или золошлаковую смесь, перемешивают то или иное из указанных веществ с грунтом, затем добавляют цемент или известь и снова перемешивают. Далее смесь увлажняют до оптимальной влажности и перемешивают ее в лабораторной лопастной мешалке (п. 5.6). В случае применения зол уноса или золошлаковых смесей в сочетании с цементом после перемешивания смеси в лопастной мешалке сразу же изготовляют образцы.

_____________

* Золошлаковые смеси для укрепления грунтов применяют в соответствии с п. 1.4, б только в сочетании с цементом или известью.

В случае применения зол уноса или золошлаковых смесей в сочетании с известью, смесь после лопастной мешалки должна быть выдержана в герметически закрытом сосуде в течение 4—5 ч так же, как указано в п. 5.6. После чего разрешается изготовлять образцы.

5.8. Приготовление смеси грунта с золой уноса, применяемой в качестве самостоятельного вяжущего в сочетании с добавками хлористого кальция или соды каустической, осуществляют в том же порядке (п. 5.6). При этом добавку хлористого кальция или соды каустической вводят в смесь в виде раствора при увлажнении смеси до оптимальной влажности.

Затем перемешивают смесь в лопастной мешалке, после чего также выдерживают в герметически закрытом сосуде в течение 4—5 ч. Затем изготовляют образцы.

5.9. Ориентировочные добавки зол уноса или золошлаковых смесей, применяемых без или в сочетании с добавками цемента или извести (пп. 3.13—3.16), уточняют подбором, приготовляя 3—4 пробные смеси, отличающиеся по содержанию вяжущего на 1—3 %.

Масса каждой смеси из глинистых и песчаных грунтов равна 2—3 кг, а из крупнообломочных с крупностью зерен 25 мм — 10—12 кг, с крупностью зерен 40 мм — 25—30 кг.

Из этих смесей изготовляют по 6 образцов (п. 5.6) и испытывают их. Минимальную добавку вяжущего, обеспечивающую свойства материала в соответствии с требованиями табл. 1, принимают за оптимальную.

Изготовление образцов и их испытания

5.10. Для определения физико-механических свойств укрепленных грунтов изготовляют образцы-цилиндры и образцы-балочки уплотнением смеси в стальных формах.

Образцы-цилиндры изготовляют в полых цилиндрических формах с двумя вкладышами размерами в зависимости от зернового состава грунтов (табл. 8).

Таблица 8

Размеры форм и образцов

Примечание. Формы диаметром 150 мм имеют съемные кольца-насадки высотой 50 мм и плунжер.

Внутреннюю поверхность формы и вкладыши перед укладыванием смеси смазывают керосином или машинным маслом. В форму вставляют нижний вкладыш, который должен выступать из формы на 1,5—2 см для двустороннего уплотнения смеси.

Смесь через металлическую воронку насыпают в форму. Для равномерного распределения смеси ее штыкуют ножом или шпателем, затем вставляют в форму верхний вкладыш. Форму со смесью ставят на нижнюю плиту пресса, подводят верхнюю плиту до соприкосновения с верхним вкладышем и включают электромотор масляного насоса пресса.

Нагрузку уплотнения для глинистых и песчаных грунтов подбирают с таким расчетом, чтобы получить максимальную плотность образцов при оптимальной влажности на приборе стандартного уплотнения.

Влажность смеси при ее уплотнении не должна отличаться от установленной оптимальной влажности больше чем на ±2 %.

Плотность готовых образцов не должна отличаться от максимальной, определенной по методу стандартного уплотнения, более чем на 2 %. Ориентировочно нагрузка уплотнения составляет 100—150 кгс/см2.

Требуемую массу образца определяют по формуле:

(2)

где V — объем образца, см3;

ск — объемная масса скелета смеси, г/см3;

W0 — оптимальная влажность смеси, %.

Время выдерживания формы со смесью под нагрузкой составляет 3 мин. Затем нагрузку снимают и образец выдавливают из формы под прессом или вручную. При выдавливании образца для удобства используют специальную подставку.

Образцы разрешается изготавливать также трамбованием на приборе стандартного уплотнения при строгом соблюдении оптимальной влажности и максимальной плотности для смеси выбранного состава. Число ударов гири при уплотнении смеси дают такое же, как при уплотнении грунтов.

В стационарных условиях образцы трамбуют на лабораторном копре с механическим приводом. Для этого смесь грунта с вяжущим помещают в разъемный цилиндр прибора стандартного уплотнения, и в собранном виде (за исключением гири и направляющего стержня) закрепляют на столике копра. Смесь уплотняют ударами гири, падающей с высоты 30 см.

5.11. Образцы-балочки изготовляют прессованием в стальных формах с двусторонними вкладышами (см. приложение 1 п. 6 ВСН 164-69).

При уплотнении смеси должно быть обеспечено двустороннее приложение нагрузки за счет свободного перемещения вкладышей навстречу друг другу. Размеры образцов-балочек для разных грунтов указаны в табл. 9.

Таблица 9

Максимальная крупность частиц при изготовлении образцов-балочек из обломочных грунтов должна быть не более 25 мм. Допускается замена более крупных фракций (25—50 мм) равным количеством фракций от 10 до 25 мм.

Стенки формы и вкладыши перед укладыванием смеси смазывают керосином или машинным маслом. Вкладыш должен выступать из формы на 1—1,5 см для обеспечения двустороннего уплотнения. Смесь разравнивают, частично уплотняют шпателем, после чего укладывают верхний вкладыш. Форму со смесью ставят на нижнюю плиту пресса, подводят верхнюю плиту пресса до соприкосновения с вкладышем и включают электромотор масляного насоса пресса. При этом ориентировочная нагрузка также составляет 100—150 кгс/см2, а время выдерживания под нагрузкой — 3 мин.

Требуемую массу образца вычисляют по формуле (2).

После уплотнения форму с образцом устанавливают на специальную подставку и образец под прессом выдавливают из формы.

5.12. Хранение образцов. Образцы, изготовленные из различных смесей, хранят во влажных условиях. Образцы помещают в ванну с водяным затвором либо в эксикаторы над водой, или во влажный песок. Рекомендуется предварительно образцы завернуть в кальку и смазать тонким слоем парафина.

Образцы из грунтов, укрепленных золой уноса или золошлаковой смесью (применяемыми без или в сочетании с цементом или известью), предназначенные для определения пределов прочности при сжатии, на растяжение при изгибе, при расколе, коэффициента морозостойкости, хранят 90 суток.

Для получения ориентировочных значений показателя прочности при сжатии образцы хранят 28 суток (показатели прочности при сжатии после 28 суток твердения должны составлять не менее 50 % от значений, указанных в табл. 1).

Водонасыщение образцов для определения прочности

5.13. Полное водонасыщение. Образцы высотой и диаметром, равным 5 см, насыщают в спокойной воде в течение двух суток, а образцы больших размеров — в течение трех суток, причем в обоих случаях в первые сутки образцы погружают в воду на 1/3 высоты, а в последующие — полностью заливают водой. Для предотвращения высыхания образцов, погруженных в воду на 1/3 высоты, насыщение производят в ванне с водяным затвором.

Рис. 1. Приспособление для капиллярного водонасыщения образцов:

1 — сосуд; 2 — образцы; 3— капиллярно увлажненный песок;

4 — водонасыщенный песок; 5 — фильтровальная

бумага; 6 — металлическая сетка; 7— подставка

5.14. Капиллярное водонасыщение образцов производят через слой влажного песка. В металлический или стеклянный сосуд с уровнемером наливают слой воды до уровня, указанного на рис. 1. С помощью уровнемера поддерживают постоянный уровень воды в сосуде.

В сосуд на металлической подставке укладывают металлическую сетку или емкость с сетчатым дном, которое закрывают фильтровальной бумагой. На фильтровальную бумагу насыпают слой мелкого одноразмерного песка толщиной 15 см и через сутки после его насыщения ставят образцы. Образцы капиллярно насыщают в течение трех суток. Для предотвращения высыхания сосуд с образцами помещают в ванну с гидравлическим затвором.

Определение предела прочности при сжатии

5.15. Предел прочности при сжатии в зависимости от размера образца и его прочности определяют на прессах гидравлических (или другого типа) мощностью 0,5—5—10—20 т. Точность показаний силоизмерительного устройства пресса должна составлять ±2 %. Рабочая скорость свободного хода поршня должна быть равна 3 мм/мин. Скорость проверяют перед испытаниями и в процессе длительных испытаний (более 1 ч) с помощью индикатора часового типа. Указанная выше скорость соответствует 300 делениям индикатора с ценой деления 0,01 мм за 1 мин.

5.16. Предел прочности при сжатии определяют на цилиндрических образцах. Образцы перед испытанием подвергают полному или капиллярному водонасыщению (пп. 5.13—5.14).

Образец устанавливают в центре нижней плиты пресса, затем поднимают нижнюю плиту или опускают верхнюю плиту так, чтобы зазор между образцом и верхней плитой составлял 2—3 мм. Устанавливают скорость подъема нижней плиты пресса 3 мм/мин. После этого включают основной электромотор пресса и нагружают образец.

Для повышения точности испытания рекомендуется использовать шарнирное устройство (рис. 2), которое устанавливают на образец для равномерного распределения напряжений при небольших перекосах, возникающих из-за непараллельности оснований образца.

Рис. 2. Шарнирное устройство:

1 — шарик стальной d = 6—8 мм; 2— металлические пластинки;

3 — образец укрепленного грунта; 4— прокладка

из плотной бумаги

5.17. Предел прочности при сжатии вычисляют по формуле:

(3)

где Р — разрушающая нагрузка, кгс;

F — первоначальная площадь основания образца, см2.

Предел прочности при сжатии вычисляют с точностью до 0,5 кгс/см2, как среднее арифметическое результатов испытаний трех образцов. Расхождение между результатами испытаний отдельных образцов не должно превышать 15 %.

5.18. Предел прочности при сжатии допускается определять на половинках балочек, остающихся после определения прочности на растяжение при изгибе. Половинку каждой балочки помещают между двумя стальными пластинками размером 4062,5 мм. Пластинки укладывают на боковые грани, прилегавшие во время изготовления образца к продольным стенкам формы. Образец вместе с пластинками ставят на нижнюю плиту пресса и подвергают испытанию (пп. 5.15—5.17).