Mieszanki związane spoiwem
hydraulicznym
Inżynieria Materiałów Drogowych
mgr inż. Dawid Ryś
Mieszanki związane spoiwem
hydraulicznym
Inżynieria Materiałów Drogowych
mgr inż. Dawid Ryś
Podbudowa i ulepszone podłoże z gruntów lub
kruszyw stabilizowanych spoiwami hydraulicznymi
Mieszanki
związane
Cementem
Grunt
Podbudowy oraz
UPG
Kruszywo
Podbudowy
Wapnem
Grunt
UPG (ew.
podbudowy)
Aktywnymi popiołami
lotnymi
Grunt
UPG (ew.
podbudowy)
Wielkopiecowym żużlem
granulowanym
Grunt
Podbudowy oraz
UPG
Kruszywo
Podbudowy
Technologia wykonania
Na miejscu
W mieszarkach
Projektowanie warstwy stabilizowanej
spoiwem hydraulicznym
Stabilizacje podłoża gruntowego cementem, wapnem lub
popiołem lotnym należą do metod ulepszenia podłoża
czyli poprawy jego nośności.
Rodzaj stosowanego spoiwa hydraulicznego zależy od
rodzaju i stanu gruntu jaki występuje w podłożu
gruntowym,
Stabilizację cementem stosuje się najczęściej dla gruntów
niespoistych np. piasków równoziarnistych, które są
trudnozagęszczalne.
Przepisy związane
PN-S-96012-grudzień 1997 Drogi samochodowe. Podbudowa i
ulepszone podłoże z gruntu stabilizowanego cementem
PN-EN-14227-1 „Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym.
Wymagania. Cześć 1. Mieszanki związane cementem”
PN-EN-14227-10 „Mieszanki związane spoiwem
hydraulicznym. Specyfikacja. Cześć 10. Grunty stabilizowane
cementem”
WT-5 2010 Wymagania Techniczne. Mieszanki związane
spoiwem hydraulicznym do dróg krajowych
Ocena przydatności materiałów do
stabilizacji cementem PN-S-96012
Grunt:
•
Wskaźnik piaskowy WP od 25 do 50%,
•
Zawartość frakcji <0,075 mm do 15%,
•
Zawartość części organicznych do 2%,
•
Wskaźnik plastyczności do 15%,
•
Odczyn kwasowości pH 5 – 8
Grunty spoiste nie spełniające przedstawionych powyżej
warunków należy stabilizować dodatkiem wapna i popiołów
lotnych.
Cement klasy 32,5
Woda czysta, najlepiej wodociągowa
Zawartość cementu w mieszance cementowo
– gruntowej PN-S-96012
Większa zawartość cementu może skutkować pojawieniem się spękań
spowodowanych skurczem
Kategoria ruchu
Maksymalna zawartość cementu, w stosunku do masy
suchego gruntu
Podbudowa
zasadnicza
Podbudowa
pomocnicza
Ulepszone
podłoże
KR od 1 do 3
8
10
10
KR od 4 do 6
6
6
8
Projektowanie składu mieszanki gruntowo-
cementowej
Sprawdzenie przydatności materiałów
Przyjęcie min 3 zawartości cementu różniących się o 2% (np.
4,6 i 8%)
Oznaczenie dla każdej mieszanki gruntowo-cementowej w
opt
oraz ρ
ds
(badanie Proctora)
Określenie zawartości wody [%] w stosunku do mieszaniny
gruntu i cementu:
Wykonanie próbek
Wymieszanie cementu z gruntem a następnie z wodą w
odpowiednich proporcjach.
Zagęszczenie próbek o wymiarach d=h=8 cm ubijakiem w
dwóch warstwach po 15 uderzeń na każdą warstwę.
Energia zagęszczenia wynosi 0,6 J/cm
3
Z każdej mieszanki (3 zawartości cementu) wykonuje się
po 6 jednakowych próbek w celu określenia
wytrzymałości na ściskanie (7 i 28 dniowej). Pełne badania
wymagają dodatkowych 3 próbek do badania cykli
zamrażania i odmrażania.
Pielęgnacja i badanie próbek
Próbki powinny być przechowywane w warunkach
wilgotnych przez połowę okresu pielęgnacji. W drugiej
połowie powinny być zanurzone w wodzie.
Określenie wytrzymałości odbywa się poprzez ściskanie
próbek w prasie z prędkością 0,2 – 0,4 mm/s. Podczas
ściskania próbek odczytuje się maksymalną wartość siły w
kN. Wytrzymałość określa się jako wartość siły przez
powierzchnię jej przyłożenia,
Wymagania dla gruntu stabilizowanego
cementem PN-S-96012
Wskaźnik mrozoodporności określany przez spadek wytrzymałości na ściskanie próbek
poddawanym 14 cyklom zamrażania i odmrażania według PN-S-96012
Wymagania dla gruntu stabilizowanego
cementem PN-EN-14227-1 i WT-5
Wytrzymałość próbek
Wymagania dla gruntu stabilizowanego
cementem PN-EN-14227-1 i WT-5
Uziarnienie mieszanki:
0/8 0/11,2 0/16 0/22,4 0/31,5
Wymagania dla gruntu stabilizowanego
cementem PN-EN-14227-1 i WT-5
Minimalna zawartość cementu:
Wymagania dla gruntu stabilizowanego
cementem PN-EN-14227-1 i WT-5
Badanie mrozoodporności
Zadanie 1
Oblicz masę cementu i wody, jaką należy dodać do
gruntu naturalnego (pospółka) o wilgotności naturalnej
2%. Zawartości cementu wynoszą 4,6 8%, masa gruntu
wynosi 3000g. Wilgotność optymalna mieszaniny gruntu i
cementu wynosi odpowiednio w
opt c=4%
= 8,5%, w
opt c=6%
=
8,8%, w
opt c=8%
= 9,2%.
Zadanie domowe
Dla mieszaniny gruntu i cementu z zadania 1 oblicz masę
cementu, gruntu i wody przypadającą na 1 m2 warstwy
stabilizacji o grubości 20cm. Zawartość cementu 6%,
p
ds
=1,82.