Повышение несущей способности грунтов,бетонных и каменистых фундаментов методом пропитки суспензиями на основе тонкодисперсного вяжущего
Л.А. АЛИМОВ, доктор техн. наук, профессор; В.В. ВОРОНИН, доктор техн. наук, профессор; М.И. БАЖЕНОВ, магистр, МГСУ
Авторы статьи рассматривают метод пропитки суспензиями на основе тонкодисперсных вяжущих для ремонта и восстановления зданий и сооружений, являющихся памятниками архитектуры.
Тонкодисперсное вяжущее (ТВ) представляет собой минеральное гидравлическое вяжущее с особо тонким, постоянно и плавно изменяющимся гранулометрическим, а также определенным и стабильным химико-минералогическим составом, получаемое путем воздушной сепарации портландцемента. ТВ состоит из портландцементного клинкера, доменного шлака, регуляторов твердения и минеральных добавок.
По гранулометрическому составу ТВ подразделяется на 3 основные марки с определенным максимальным размером частиц, который не должен превышать весовой процент в количестве 95%: R-X — менее 6 мкм, R-U — менее 9,5 мкм, R- F — менее 16 мкм.
Характеристики различных марок ТВ представлены в табл. 1.
Таблица 1. Характеристики различных марок ТВ
|
Показатели |
Характеристики ОТДВ по маркам |
||
|
R-X |
R-U |
R-F |
|
|
Плотность, г/см3 |
2,9 |
2,9 |
2,9 |
| Удельная поверхность, см2/г |
22000 |
16000 |
12000 |
| Прочность, МПа
1 сут. 2 сут. 7 сут. 28 сут. |
25 45 60 70 | 10 35 60 70 |
5 15 45 65 |
| Гранулометрический состав менее 2 мкм менее 4 мкм менее 6 мкм менее 8 мкм менее 9,5 мкм менее 16 мкм | 45% 80% 97% | 25% 55%
90% 95% |
15% 45% 75% 80% 95% |
грунтов и конструкций осуществляется в виде водной суспензии, состоящей из ТВ, воды и добавок: противоморозных, ускорителей схватывания и твердения, а также пластификаторов. Применение марок ТВ с различными по дисперсии гранулометрическими составами связано с проницаемостью инъектируемых грунтов, а для бетонных и каменных конструкций — с характером повреждений.
Основными характеристиками суспензий являются вязкость и седиментация. Вязкость определяется временем истечения 1 л суспензии из специальной воронки-консистометра. За нормальное время истечения суспензии принимается время истечения воды в пределах 28-30 сек/дм3. Это свидетельствует о высокой проникающей способности суспензии при водовяжущем отношении, равном 1 и выше.
Седиментация суспензии не должна происходить в течение 60-90 мин. Чтобы выполнить такие требования, приготовление суспензии осуществляют в скоростном смесителе со скоростью вращения вала активатора не менее 2800 об/мин в течение 3-4 минут.
Инъектирование с применением суспензии на основе ТВ производится при низком давлении не более 0,5 МПа в режиме пропитки с целью заполнения порового пространства среды. Такая цропитка дает возможность избежать разрывов природной структуры грунта, что позволяет достигать прочности закрепленных грунтовых массивов до 30 МПа. Это особенно эффективно при закреплении грунтовых массивов под существующими подземными бетонными и каменными конструкциями. Кроме того, закрепление грунта инъекцией грунта ТВ снижает фильтрацию воды в 500-1000 раз.
В табл. 2 приведены условия эффективного применения ТВ для создания грунтобетонов и противофильтрационного уплотнения проницаемых грунтов и каменных кладок, а также ликвидации трещин в бетонных и железобетонных конструкциях.
Таким образом, пропитка грунтов суспензией на основе ТВ является не только способом укрепления и повышения их несущей способности, но и способом превращения грунта в конструктивные элементы сооружений, что обеспечивает повышение несущей способности фундаментов зданий в результате увеличения их размеров по ширине и глубине залегания. Использование ТВ позволяет снизить фильтрацию укрепляемых грунтов и фундаментов, а также повышает их стойкость к различным агрессивным воздействиям, твердение в условиях отрицательной температуры и скорость набора прочности.
Таблица 2 Область применения тонкодисперсного вяжущего
Источник: строительные материалы, оборудование, технологии 21 века № 10, 2012