Страница 6: ВСН 164-69. Технические указания по устройству дорожных оснований из обломочных материалов, укрепленных цементом (45826)

Рис. 2. Пресс-формы для приготовления образцов-балочек из материалов:

а - крупнозернистых (общий вид); б - песчаных; 1 - форма; 2 - вкладыши

После 28 суток хранения образцы насыщают водой в течение 3 суток, затем испытывают на изгиб на рычажном прессе. Образцы укладывают на опоры, расстояние между которыми 30 или 14 см, при этом одна из опор подвижная. Нагрузку на образец прикладывают в средней части на всю ширину балочки. Изменение нагрузки на образец размером 101040 см и 4416 см не должно превышать соответственно 1,5 и 0,2 кГ/см2 · сек.

Величину сопротивления изгибу определяют по формуле

                                                        (9)

где Rи - сопротивление растяжению при изгибе, кГ/см2;

Mизг - изгибающий момент в середине пролета, равный  кГсм2;

W - момент сопротивления образца-балочки, равный , см3;

p - нагрузка на образец, кГ, при которой началось вязкое течение и произошло разрушение материала;

l - расстояние между опорами, см;

b - ширина образца, см;

h - высота образца, см.

7. Определение сопротивления растяжению при расколе

Сопротивление растяжению при расколе для обломочных материалов, укрепленных портландцементом, определяют на образцах-цилиндрах диаметром и высотой 10 - 11 см (табл. 12). Образцы изготовляют, хранят и испытывают так же, как указано в п. 4. приложения 1.

Испытывают на раскол на прессе мощностью не более 5Т на трех параллельных образцах в возрасте 28 суток. Образцы устанавливают между двумя параллельными плоскостями (рис. 4). Через круглые плунжеры размером, равным 1/10 диаметра образца, по двум диаметрально противоположным поверхностям образца-цилиндра прикладывается сила Р, которая в плоскости, перпендикулярной к приложению нагрузки, вызывает растягивающие напряжения Rр.

Рис. 3. Детали пресс-формы для крупнообломочных смесей:

1 - днище; 2 - продольные стенки; 3 - поперечные стенки; 4 - стягивающие болты; 5 - рамка жесткости; 6 - насадка; 7 - плунжер

При испытании образцов на раскол необходимо обеспечить плотное прилегание круглого плунжера к поверхности образца. Нагрузка должна возрастать непрерывно и равномерно на величину не более 2 кГ/см2 · сек до разрушения образца.

Величину сопротивления растяжению при расколе определяют по формуле

                                                           (10)

где Rр - сопротивление растяжению при расколе, кГ/см2;

p - нагрузка, кГ, при которой образец разрушается;

D - диаметр образца, см;

h - высота образца, см;

 - коэффициент, характеризующий распределение нагрузки по контакту с образцом.

Рис. 4. Схема испытаний образцов-цилиндров на растяжение методом раскола:

1 - верхняя подвижная плита; 2 - образец диаметром d; 3 - прокладка (плунжер); Р - сжимающее усилие

Величину сопротивления при расколе вычисляют с точностью до 0,5 кГ/см2, как среднеарифметическое значение из двух наибольших результатов испытанных образцов.

8. Определение мергелистости известняка

Мергелистость известняка характеризуется количеством остатка, нерастворимого в 10 %-ной соляной кислоте (т.е. содержанием пылевато-глинистых частиц).

Навеску известняка 10 г в виде зерен размером менее 5 мм, предварительно высушенную при температуре 110 °С, помещают в химический стакан емкостью 250 см3 и заливают небольшими порциями 10 %-ной соляной кислоты до прекращения выделения пузырьков углекислоты.

Навеску растворяют при слабом нагревании.

По окончании реакции осадок отфильтровывают и пять раз промывают на фильтре горячей водой. Затем осадок смывают горячей водой в химический стакан, откуда его порциями переносят в заранее взвешенную фарфоровую чашу диаметром 6 - 7 см, в которой высушивают при температуре 110 - 120 °С до постоянного веса. Остаток взвешивают на аналитических или технических весах. Мергелистость вычисляют по отношению к первоначальной навеске известняка по формуле.

                                                          (11)

где Mрг - мергелистость известняка, %;

g0 - навеска высушенного известняка, г;

g1 - сухой остаток, г.

Примечание. Необходимо обратить внимание и зафиксировать, из каких частиц состоит остаток: тонких глинистых или песчаных.

Приложение 2

1. Пример расчета и выбора состава цементногрунтовой смеси

Предположим, что необходимо приготовить цементнопесчаную смесь для устройства дорожного основания при температуре -5 °С. Согласно данным таблиц выбирают цементнопесчаные смеси с расходом цемента 7, 8 и 9 % и добавкой соли 6 % от веса оптимального количества воды. Опытным путем определяют, что водоудерживающая способность песка, равна 10,2 % (приложение 1, п. 3). Оптимальную влажность цементнопесчаной смеси вычисляют по формулам:

1)

2)

3)

При этом состав (%) цементногрунтовой смеси будет такой:

Изготовленные из указанных выше цементногрунтовых смесей образцы испытывают на прочность при сжатии и морозостойкость (приложение 1, п. 4). На основании полученных результатов испытания из трех смесей с различными расходами портландцемента производству рекомендуют ту, которая удовлетворяет в данном случае требованиям табл. 1, 2 и 7 настоящих «Технических указаний».

2. Пример расчета материалов, необходимых для устройства основания или покрытия

Предположим, что для устройства дорожного основания или покрытия при температуре -5 °С в лабораторных условиях подобран следующий состав (%) смеси из среднезернистого песка, укрепленного цементом: портландцемента - 8, песка - 92; оптимальное количество воды - 10.

Объемный вес плотной (влажной) смеси - 1800 кг/м3. На 1 м3 цементногрунтовой смеси (в плотном теле) требуется

портландцемента  кг;

песка  кг;

воды  кг.

В соответствии с данными табл. 5 и 6 настоящих «Технических указаний» при температуре воздуха -5 °С на каждые 100 г воды требуется 6 г хлористого натрия, или на 0,1 кг воды 0,006 кг хлористого натрия. Отсюда следует, что на 1 м3 цементногрунтовой смеси необходимо хлористого натрия:

 кг

Количество цемента, песка и воды на 1 км дороги для основания рассчитывают по формуле

Q = N · S · l β,

где N - количество материалов на 1 м3 цементногрунтовой смеси;

S - площадь поперечного сечения основания, м2;

l - длина участка дороги с укрепленным основанием;

 - коэффициент потери материала в процессе производственных работ (по опытным данным равен 1,02 - 1,05).

Пользуясь рассчитанным выше составом цементнопесчаной смеси на 1 м3, получим количество материалов, необходимых на 1 км цементногрунтового слоя при ширине основания 7 м и толщине слоя 0,18 м.

По весу: портландцемент - 0,132 · 7 · 0,18 · 1000 · 1,02 = 170 т, песок - 1,5 · 7 · 0,18 · 1000 · 1,02 = 1900 т, вода - 0,98 · 7 · 0,18 · 1000 · 1,02 = 126 т, хлористый натрий - 0,0059 · 7 · 0,18 · 1000 · 1,02 = 7,50 т.

По объему: портландцемент -  м3 при объемном весе портландцемента 1,3 т/м3; песок -  м3 при объемном весе песка 1,50 т/м3; вода - 126 м3 без учета влажности песка.

Предположим, что естественная влажность песка была 4 % (по отношению к сухому песку). Тогда количество воды в песке на 1 км дороги составит  т.

Отсюда следует, что для получения оптимальной влажности цементнопесчаной смеси на 1 км дороги необходимо добавить воды: 126 - 76 = 50 т.

На базе имеется приготовленный 26 %-ный раствор соли плотностью 1,17; чтобы ввести 7,5 т соли, надо взять  т раствора.

В этом количестве раствора содержится 29 · 0,74 = 21,5 т воды. Следовательно, необходимо ввести 50 - 21,5 = 28,5 т воды дополнительно, чтобы достигнуть оптимальной влажности. Вода и раствор распределяются поливомоечной машиной.

Приложение 3

Примерная технологическая схема № 1

Устройство однослойного основания (или верхнего слоя покрытия) из крупнообломочных и песчаных материалов, укрепленных цементом, в стационарных смесителях Д-370, С-543 или Д-709 при положительных, пониженных положительных и отрицательных температурах.

* В случае устройства основания из цементогрунта под цементнобетонное покрытие целесообразно применять при укладке смеси распределитель бетона.

Количество машин в отряде

Грунтосмесительная машина Д-370 или бетономешалка С-543, Д-709................. 1

Щебнеукладчик Д-337А.............................................................................................. 1

Автоцементовозы С-853............................................................................................ 3 - 4

Поливомоечные машины ПМ-20.............................................................................. 2 - 3

Автогрейдер Д-598, Д-446........................................................................................... 1

Самоходный каток на пневмошинах Д-365, Д-627................................................ 1 - 2

Автогудронатор Д-251................................................................................................. 1

Примерная технологическая схема № 2

Устройство однослойного дорожного основания из крупнообломочных материалов, укрепленных цементом, способом смешения на дороге фрезой Д-530.

Количество машин в отряде

Дорожные фрезы Д-530*................................................................................................... 2

Распределитель цемента Д-343Б..................................................................................... 1

Автоцементовозы С-853 (С-571 или С-652)............................................................... 3 - 4

Поливомоечная машина ПМ-20 (ПМ-10).................................................................... 1 - 2

Автогрейдер Д-598 (Д-446).............................................................................................. 1

Самоходный каток на пневмошинах Д-627, Д-551 или прицепной каток ДСК-1...... 2

Автогудронатор Д-251...................................................................................................... 1

Передвижная емкость на 25 - 50 л для вяжущего при дальности возки более 25 км. 1

* Фреза Д-530 с лопатками конструкции «ВНИИстройдормаш», изготовляемая Брянским заводом дорожных машин, допускается при обработке обломочных материалов с крупностью частиц 40 мм.