Применение поверхностно-активных веществ (стабилизаторов) для улучшения свойств связных грунтов в условиях дорожного строительства

• Автор: Федулов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Анализ исследований глинистых грунтов, обработанных стабилизаторами

1.2. Опыт практического применения в дорожном строительстве глинистых грунтов,

обработанных стабилизаторами

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГРУНТОВ, ОБРАБОТАННЫХ СТАБИЛИЗАТОРАМИ.

2.1. Современные представления о природе структурных связей и свойствах глинистых грунтов
2.2. Теоретические предпосылки выбора вида стабилизатора ПАВ и вяжущих для глинистых грунтов
2.3. Теоретические исследования процессов структурообразования при обработке глинистых грунтов стабилизаторами ПАВ без и совместно с вяжущими

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГРУНТОВ, ОБРАБОТАННЫХ СТАБИЛИЗАТОРАМИ.

3.1. Характеристики используемых материалов
3.2. Методика приготовления образцов.
3.3. Подбор оптимального состава смесей
3.4. Анализ результатов исследования глинистых грунтов, обработанных стабилизаторами без и совместно с вяжущими
3.4.1. Оптимальная влажность
3.4.2. Водостойкость
3.4.3. Морозное пучение.
Стр.
3.4.4. Коэффициент фильтрации
3.4.5. Прочность и деформируемость
3.5. Технологические особенности обработки глинистых
грунтов стабилизаторами.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ ГРУНТОВЫХ ОСНОВАНИЙ, ОБРАБОТАННЫХ ПАВ, В КОНСТРУКЦИЯХ ДОРОГ И ОБЪЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ.
4.1. Объекты дорожного строительства.
4.2. Объемные сооружения.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


При обработке грунтов указанными реагентами и солями железа или меди многие связные грунты в определенных условиях становятся несмачиваемыми или слабо смачиваемыми. Этот способ характеризуется значительно меньшим расходом реагентов, но и более низкой эффективностью по сравнению с использованием битумов и дегтей. Следующий этап развития методов гидрофобизации грунтов -применение в качестве реагентов продуктов лесохимической промышленности (канифоли, винсола, пегстита). Так как указанные вещества содержали то или иное количество естественных смол, то эти реагенты называли порошковыми смолами. Работы по применению порошковых смол производились М. Т. Кострико, С. Б. Веббом, Г. Б. Винтеркорном, Р. К. Джонсом, Ж. В. Мак-Альпином, P. C. Майнфортом и другими [, , , , , , ]. Винсол получают из смолистых остатков полусухой перегонки сосновых пней, канифоль - при перегонке с водяным паром смолистых веществ сосны. Винсол используется в виде очень мелкого порошка, канифоль иногда применяется в виде щелочных растворов, в которых около % смоляных кислот нейтрализовано едким натром. Установлено, что при внесении в связные грунты порошковых смол в количестве 1,0-2,0% по массе грунты приобретали водостойкость и повышенную механическую прочность в водонасыщенном состоянии. Опыты показали, что при введении в грунт около 1% по массе порошка винсола значительно снижается водопоглощение и уменьшается способность грунта к морозному пучению, но угол внутреннего трения и сцепление изменяются незначительно. Интересно отметить, что уплотнение грунта, стабилизированного древесными смолами, наиболее целесообразно проводить сразу после перемешивания. Если обработанный грунт оставить на несколько суток в неуплотненном состоянии, то, несмотря на последующее уплотнение, плотность уменьшается, а оптимальная влажность возрастает. Крупным недостатком винсола и канифоли является их подверженность агрессивному действию грибков и бактерий, в результате чего гидрофобность грунта со временем совершенно исчезает. Определенный интерес вызывает метод гидрофобизации продуктами пиролиза дегтей, пека и торфа, предложенный А. Ф. Мутулем и Г. Г. Беляковым []. Согласно этому методу, смесь песка с торфяной мелочью, торфяным дегтем или каменноугольным пеком разогревается до температуры 0-5°С и выдерживаются при этой температуре 5- мин. Расход торфяной мелочи составляет 5- %, а дегтя или пека - 0,2 по массе песка. Обработанный таким образом песок хорошо сцепляется с битуминозными вяжущими и предназначен, в основном, для применения в асфальтобетоне. Следует отметить, что развитие методов гидрофобизации грунтов в этот период тормозилось недостаточной эффективностью исследований теоретических закономерностей процессов, протекающих при гидрофобизации грунтов как сложных дисперсных систем. В дальнейшем внимание исследователей стали привлекать, главным образом, синтетические материалы большой активности, которые можно получить в достаточно чистом виде с заранее заданными свойствами. Работы в области гидрофобизации грунтов фурфуроланилино-выми смолами, выполненные М. Т. Кострико [], показали, что молекулы гидрофобизатора должны состоять из двух частей. Этому условию соответствуют поверхностно-активные вещества, молекулы которых имеют гидрофильную (группы ОН, СООН, ЫНг, СОН и др. Результаты послужили основой для теоретических и практических разработок в области гидрофобизации грунтов, выполнявшихся большой группой исследователей как в бывшем СССР, так и за рубежом. Наиболее известными являются монографии Л. В. Гончаровой, С. Д. Воронкевича, В. М. Безрука и других авторов [, , , , ]. К настоящему времени существует достаточно много технологических решений, рассчитанных на использование ряда химических реагентов, отличающихся по своей природе и механизму взаимодействия с минеральными составляющими грунтов. Минеральные образования последних никогда не остаются нейтральными к обработке их любым химическим реагентом, который способен, хотя бы в малой степени, изменить условия их стабильного существования.