Основные характеристики грунтов, применяемых для производства цементно-грунтовых строительных блоков на вибростанках Вибромастер

При назначении состава цементогрунта и для прогнозирования его свойств необходимо знать характеристики исходного грунта:

1. Гранулометрический состав
2. Плотность:
   • сухого грунта, jc;
   • влажного грунта, j;
   • частиц грунта, р.
3. Влажность:
   • естественная влажность, W (в долях единицы);
   • относительная влажность, WOTН = W / W1;
   • влажность на границе текучести Wj;
   • влажность на границе раскатывания W;
   • оптимальная влажность, соответствующая наибольшей плотности грунта и грунтовой смеси с вяжущим, WOПТ = (0.55/0.65)W1;
4. Пластичность:
   • на границе текучести при Wl;
   • на границе раскатывания (пластичности) при Wp;
   • число пластичности грунта Jр= WrWp;
   • показатель консистенции (текучести) грунта J1 = ( W - Wp ) / Jp;

В строительной практике глинистые грунты классифицируются не по гранулометрическому составу, а по пластичности. Ниже приведены классификации глинистых грунтов по показателю пластичности Jp и показателю консистенции Jl

Классификация глинистых грунтов по показателю пластичности и содержанию песчаных частиц Грунты Jp Содержание песчаных частиц размером 2+0,05 мм. % (масс) Разновидности грунтов Супесь 1-7 >50 легкая, крупная 1-7 >50 легкая 1-7 20 - 50 пылеватая 1-7 <20 тяжелая пылеватая Суглинок 7-12 > 40 легкий 7-12 <40 легкий пылеватый тяжелый 12-17 > 40 тяжелый пылеватый 12-17 <40 Глина 17-27 >40 песчанистая 17-27 <40 пылеватая полужирная жирная >27 не формируется Грунты J1 Разновидность грунтов Супесь < 0 твердая 0-1,0 пластичная > 1,0 текучая Суглинок и глина < 0 твердый (ая) 0-0,25 полутвердый 0,25-0,5 тугопластичный 0,5-0,75 мягкопластичный 0,75- 1,0 текучепластичный >1,0 текучий

При оценке грунтов как компонента цементогрунта среди показателей физических свойств особое значение имеют характеристики плотности и влажности, являющиеся основными данными о соотношении твердой, жидкой и газообразной фаз в грунтовой смеси. Чем выше плотность грунта, тем в единице объема больше твердых частиц и выше прочность и устойчивость грунта к механическим воздействиям. При этом, в крупнозернистых грунтах нагрузки воспринимаются в основном скелетной частью, а в мелкозернистых - окружающими частицы грунта водными пленками. Таким образом, определенная часть воды, находящаяся в связанном состоянии, оказывает благоприятное действие на сопротивляемость грунта. Кроме того, некоторое количество воды необходимо для обеспечения минимального расхода механической энергии при уплотнении цементогрунта на вибростанках «Вибромастер» для производства блоков, а также для других технологических операций, таких как разрыхление и резание. Наконец, при введении в грунт цемента, требуется определенное количество воды для обеспечения процессов гидратации минералов вяжущего.

Важное значение для характеристики грунта имеют растворимость и их химическая стойкость, зависящая от способности к окислению, карбонизации, гидратации. На поверхности частиц грунтов образуются новые химические вещества, которые могут оказывать отрицательное или положительное влияние на процессы формирования материалов из грунтов и вяжущих и на их физико-механические свойства. Для грунтобетонов на цементном вяжущем установлены предельные содержания малоустойчивых и вредных включений. Так содержание легкорастворимых солей не должно превышать 4% от массы грунта (а при засолении сульфатами - 2%).

Грунты, содержащие пирит (минерал класса сульфидов FeS2) в количестве 1% и более, непригодны для изготовления стеновых строительных блоков из грунтобетона. Наличие в порах грунтов солей оказывает как положительное, так и отрицательное воздействие, протекающее в системе грунт-цемент, на формирование новых структур и на физико- механические свойства материалов.

В таблице приведено допустимое содержание солей и оказываемое ими влияние на процессы образования цементогрунта.

Допустимое содержание солей в цементогрунте Соли Оказываемое влияние Допустимое содержание солей, % Хлориды натрия, кальция, магния Расширение диапазона применяемых грунтов, повышение прочности и морозостойкости до 5 Снижение прочности 5-8 Карбонаты натрия, калия Не оказывает отрицательного воздействия до 1 Сульфат натрия Ускорение процесса гидратации. минералов цемента до 1 Двуводный сульфат кальция Повышение прочности до 5 Увеличение объема >5

Избыток солей (особенно при малых количествах цемента) замедляет процессы твердения, снижает прочность цементогрунта, т.к. соли не полностью вступают во взаимодействие с продуктами гидролиза в гидратации цемента и тонкодисперсной частью грунта. При насыщении водой соли растворяются, разуплотняя цементогрунт, снижая его прочность и прочность строительных блоков.

Одним из основных свойств грунта является водородный показатель жидкой фазы - рН. При использовании цемента в качестве вяжущего благоприятна щелочная среда (рН = 11-12), кислая среда в грунте с рН < 5 непригодна и требует добавок извести в количестве 1,5-3%.