Эффективность стабилизирующих добавок при укреплении глинистых грунтов минеральным вяжущим

Цель. Большая часть территории Российской Федерации испытывает нехватку каменных минеральных материалов, применяемых для устройства слоев оснований дорожных одежд. В качестве альтернативы на территориях с дефицитом каменных материалов, целесообразно применять грунты, укрепленные вяжущими веществами. Применение минеральных вяжущих в чистом виде имеет ряд недостатков, основным из которых является низкая трещиностойкость укрепленных грунтов, что объясняется их низкой деформативностью. Целью работы является проведение исследований влияния двух стабилизирующих добавок «Underbold» и «Geo-R-Bond» на физико-механические характеристики суглинка при его укреплении цементом.

Метод. Для проведения комплексного анализа физико-механических свойств укрепленного грунта с использованием стабилизирующих добавок были разработаны и испытаны цилиндрические образцы в соответствии с требованиями ГОСТ 70452-2022 «Грунты стабилизированные и укрепленные неорганическими вяжущими. Общие технические условия».

Результат. Комплексное исследование прочностных характеристик образцов грунтобетона в зависимости от дозировки цемента и стабилизирующих добавок позволило разработать оптимизированные рецептуры, обеспечивающие максимальную эксплуатационную надежность материала. В ходе экспериментальных исследований было установлено, что повышение содержания цемента в составе грунтобетона приводит к пропорциональному увеличению его прочностных показателей. Анализ полученных данных показал, что максимальная прочность достигается при введении 7% цемента в суглинистый грунт, что свидетельствует о достижении оптимального баланса между пластичностью и структурной целостностью материала.

Вывод. Использование рассматриваемых стабилизаторов при укреплении грунта способствует приросту прочности образцов на растяжение при раскалывании, что свидетельствует об улучшении трещиностойкости. В процессе комплексной оценки эффективности стабилизаторов грунта, учитывающей физико-механические характеристики укрепленного материала и оптимальное соотношение компонентов, был выявлен наиболее результативный состав. Оптимальная пропорция стабилизирующих агентов включает 7% цемента в сочетании с добавкой «Underbold».

1. Васильев В.П. Укреплять и стабилизировать // Автомобильные дороги. 2024. № 7 (1112). С. 40-43.

2. Слободчикова Н.А., Клюев С.В., Плюта К.В. Зависимость модуля упругости грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими, от прочности на сжатие//Вестник СибАДИ. 2024. Т.21, № 5.С.786-800.

3. Лофлер М., Слободчикова Н.А.Методики подбора составов грунтов, укрепленных известью, для дорожного строительства/Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2018;8(2): 141-147.

4. Траутваин А.И., Акимов А.Е., Яковлев Е.А., Черногиль В.Б., Лукашук А.Г. Оценка эффективности применения стабилизаторов серии «ЧИМСТО» в грунтах, укрепленных неорганическими вяжущими // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2017. № 12. С. 6-13. DOI: 10.12737/article_5a27cb7c733e24.73795944.

5. Симчук Е.Н., Жданов К.А., Зарифов Р.Р.Исследование эффективности комплексных минеральных вяжущих в укреплении грунтов для дорожных конструкций/Дороги и мосты.2023; 2(50). С.309-322.

6. Звягинцев А.В., Лунёв А.А., Кацарский Р.С., Шевченко Д.А. Исследование прочности зологрунтовых материалов, укрепленных известью//Вестник СибАДИ. 2021. Т. 18. № 3(79). С. 330-341.

7. Подольский Вл.П., Матвиенко Ф.В., Строкин А.С., Борисов А.Е. Исследование влияния модификатора "ДОРЦЕМ ДС-1" на свойства цемента и физико-механические характеристики цементогрунта // Научный журнал строительства и архитектуры. 2017. № 1 (45). С. 84-92.

8. Меджидов Р.А., Магомедов Р.Я., Мурадалиев З.З. Цементация грунта в дорожном строительстве // Естественные и технические науки. 2024. № 3 (190). С. 133-135.

9. Витущенко В.А., Крыкова Л.Л., Цатуров Б.М., Овчинников И.И. Укрепление грунтов применением цементов с противоморозными добавками // Техническое регулирование в транспортном строительстве. 2024. № 1 (59). С. 71-75.

10. Мясникова С.А., Вельсовский А.Ю., Шорин В.А. Оценка эффективности применения ионного стабилизатора для укрепления и обеспечения морозоустойчивости глинистых грунтов для дорожного строительства // Дороги и мосты. 2022. № 2 (48). С. 241-253.

11. Викулин И.А., Скрыпников А.В., Пильник Ю.Н., Попов С.Е. Морозостойкость укрепленного грунта лесовозных автомобильных дорог // Деревообрабатывающая промышленность. 2024. № 3. С. 24-30.

12. Матвиенко Ф.В., Паневин Н.И., Канищев А.Н., Шапаускас В.С. Исследование влияния модификатора MADOR на показатели морозостойкости и водостойкости укрепленных цементом дисперсных материалов для дорожного строительства // Научный журнал строительства и архитектуры. 2023. № 3 (71). С. 92-100. DOI: 10.36622/VSTU.2023.3.71.010.

13. Ядыкина В.В., Лукаш Е.А., Кондрашов Д.С. Влияние стабилизирующих добавок на свойства укрепленных портландцементом грунтов // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2017. № 11. С. 6-10. DOI: 10.12737/article_5a001aaaaee4b3.57860955.

14. Чудинов С.А. Повышение эффективности укрепления грунтов портландцементом со стабилизирующей добавкой // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 5. С. 163.

15. Абу-Хасан М., Соловьева В.Я., Сахарова А.С. Способы стабилизации и укрепления иольдиевых глин и слабых глинистых грунтов при создании земляного полотна в районах Крайнего Севера. Известия Петербургского университета путей сообщения. 2022. -Т.19. № 3. С.444–454.

16. Панков П.П., Коновалова Н.А., Дабижа О.Н. Использование стабилизирующих добавок в составах цементогрунтов, модифицированных отходами теплоэнергетики // Современные наукоемкие технологии. 2017. № 11. С. 52-57.

17. Коновалова Н.А., Дабижа О.Н., Панков П.П. Структурообразование цементогрунтов в присутствии стабилизирующей добавки криогелит // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2017. № 8 (704). С. 63-73.

18. Меренцова Г.С., Медведев Н.В., Добрынина А.А. Стабилизация грунтов рабочего слоя земляного полотна с применением полимерно-минеральной добавки "NICOFLOK" // Ползуновский альманах. 2022. № 1. С. 133-135.

19. Сергеева А.М., Полякова Т.А. Улучшение эксплуатационных показателей покрытий грунтовых дорог путём применения добавок (стабилизаторов). Экономика:вчера, сегодня, завтра.2021;11(2):179-185.

20. Безродных А.А., Дмитриева Т.В., Беляев А.В., Куцына Н.П. Опыт укрепления грунтов в дорожном строительстве//Ресурсо-энергоэффективные технологии в строительном комплексе региона. 2019. № 11. С. 164-168.