Дорожные грунтобетоны на основе вскрышных пород Архангельской алмазоносной провинции

• Автор: Лютенко, Андрей Олегович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 229 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Анализ состояния дорожной сети и сырьевой базы Архангель И ской области.

1.2. Оценка Архангельской алмазоносной провинции как минераль носырьевой базы для производства грунтобетонов

1.3. Опыт использования грунтобетонов в дорожном строительстве.

1.4. Свойства грунтобетонов в зависимости от состава глинистых пород

1.4.1. Влияние микроструктуры на физикомеханические свойст ва глинистых пород

1.4.2. Зависимость свойств грунтобетонов от состава и свойств глинистых пород.

1.4.3. Особенности взаимодействия цемента с глинистыми минералами

1.5. Выводы.

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ.
2.1. Методы исследований
2.1.1. Оценка физикомеханических и физикохимических свойств вскрышных пород ААП и грунтобетонов на их основе
2.1.2. Анализ состава и структурных особенностей сырьевых и дорожностроительных материалов.
2.1.2.1. Рентгенофазовый анализ.
2.1.2.2. Дифференциальный термический анализ
2.1.2.3. Растровый электронномикроскопический анализ
2.2. Методика получения образцов грунтобетона.
2.3. Характеристика применяемых материалов
2.3.1. Геологическое строение ААП.
2.3.2. Свойства цемента.
2.4. Выводы
3. ЛИТОЛОГОМИНЕРАЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВСКРЫШНЫХ ПОРОД ААП ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГРУНТОБЕТОНОВ.
3.1. Физикомеханические и физикохимические свойства вскрышных пород ААП.
3.2. Фазовый состав техногенного сырья.
3.3. Структурные особенности глинистого сырья
3.4. Рациональные области использования отходов ААП
3.5. Выводы
4. СОСТАВЫ И СВОЙСТВА ГРУНТОБЕТОНОВ В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ ВИДА ВСКРЫШНЫХ ПОРОД ААП.
4.1. Расчетноэкспериментальная методика определения количества цемента для достижения оптимальных условий твердения грунтобетона.
4.2. Особенности состава и свойств грунтобетонов на основе различных типов глинистого сырья.
4.3. Микроструктурные характеристики грунтобетонов на основе глинистых грунтов ААП
4.3.1. Структурообразование в системе глинистый грунт известь.
4.3.2. Структурообразование грунтобетонов при стабилизации цементом.
4.4. Эмпирическая модель оценки физикомеханических характеристик грунтобетонов.
4.4.1. Математическая модель оценки прочности грунтобетона
4.4.2. Экспресс методика определения требуемого количества цемента для получения заданного класса прочности грунтобетона.
4.5. Выводы.
5. РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВСКРЫШНЫХ ПОРОД ААП.
5 Л. Исходные данные для расчета.
5.2. Расчетные нагрузки
5.3. Расчет дорожной одежды по допускаемому упругому прогибу
5.4. Расчет дорожной одежды по сопротивлению сдвигу
5.5. Расчет монолитных слоев на растяжение при изгибе
5.6. Обеспечение морозоустойчивости дорожных одежд и земляного полотна.
5.7 Расчет необходимой толщины дренирующего слоя.
6. ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗРАБОТАННЫХ СОСТАВОВ ГРУНТО 4 БЕТОНОВ
6.1. Технология производства дорожностроительных смесей
6.2. Технология устройства оснований дорожной одежды.
6.3. Техникоэкономическое обоснование целесообразности применения фунтосмесительной установки для получения грунтобетонов
6.4. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Газы в порах грунтов могут находиться в свободном, адсорбированном и защемленном состоянии они могут присутствовать в воде, заполняющей поры, в виде мелких пузырьков или в растворенном состоянии . Органический материал, в общем, встречается в фунтах в двух формах в виде отдельных растительных частиц, обрывков листьев, спор и др. Большое значение имеет то обстоятельство, что фунтовые минералы, в частности глинистые, могут оказывать влияние на природу органического вещества, связанного с ним, т. Кроме того, в некоторых условиях присутствие органики может сильно изменять свойства глин. Такие глины, обладающие особыми свойствами, в настоящее время применяются в промышленности . Вторая группа грунтов характеризуется наличием пластичности и связности в ней отсутствует каркас из прочных и крупных частиц, но проявляется высокая физикохимическая и химическая активность. Пластичность характеризует степень глинистости грунта, т. Чем выше степень глинистости грунта, тем большее количество воды может быть удержано грунтом с сохранением им пластичного состояния. Глинистые грунты, согласно дорожной классификации , делятся на типы и подтипы в зависимости от содержания песчаных частиц и числа пластичности 1р. Все виды глинистых грунтов обладают специфическими, присущими только им, свойствами, что связано с наличием в их составе глинистых минералов. Основным источником вещества для образования глин служат силикатные породы и силикатное стекло, выветривающиеся на суше и в меныней мере на дне морей и океанов, а также ранее накопленные глинистые толщи, которые перемываются на суше терригениый материал или на морском дне эдафогенный материал. Третий источник гидротермальные выносы глинозема и кремнезема подчиненный за его счет образуются малые массы и тонкие слои, что объясняется медленностью синтетического способа образования алюмосиликатов и малыми запасами исходных компонентов в гидросфере кремнезем и глинозем мало растворимы при низких температурах. Как источник для образования новых глинистых минералов и пород можно рассматривать сами глинистые минералы и породы, преобразующиеся в стратисфере в лито, диа, ката и, главное , в метагенезе в трансформированные, точнее, трансформационные минералы , , . Глинистые минералы относятся к числу слоистых силикатов, однако, обладая интересными специфическими особенностями рассматриваются отдельно . Глинистые минералы подразделяются на 2 типа, один из которых включает рентгеноаморфные и псевдокристаллические, а второй кристаллические минералы. Первый тип объединяет только две группы аллофана и имогилита. Подавляющая же масса глинистых минералов имеет кристаллическое строение ,,,. С точки зрения приуроченности основных породообразующих глинистых минералов важнейшими являются группы каолинига серпентина, смектита, гидратированных слю д, вермикулита, хлорита и смешанослойных минералов. Наличие в породе, как в количественном, так и в качественном отношении, тех или иных глинистых минералов является важнейшим фактором при формировании различных свойств фунтов, оказывающее первостепенное значение при выборе вяжущих веществ и технологии производства. Строительные свойства глинистых пород обычно не отвечают требованиям, предъявляемым к ним как к материалам или основаниям инженерных сооружений. Основными причинами, вызывающими необходимость укрепления глинистых пород, являются отчетливо выраженная зависимость их физикомеханических свойств от влагосодержания, малая прочность и специфика структурных связей . Главной проблемой укрепления глинистых фунтов является разработка научно обоснованных методов прогноза и управления состоянием и свойствами пород в результате их искусственного преобразования в целях предотвращения существующих и потенциально нежелательных инженерногеологических процессов . Главной задачей укрепления фунтов является создание такой новой структуры, при которой грунты имели бы необходимые и в то же время стабильные строительные свойства достаточные связность, водоустойчивость и морозостойкость. Эти свойства должны не изменяться или мало изменяться под воздействием климатических факторов в течение длительного времени ,.