Эссе на тему: "Мелкозернистые бетоны для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог"

В настоящее время в России строительство укрепленных конструкций дорожных одежд находит все более широкое применение. Такие конструкции обеспечивают долговечность и высокие транспортно-эксплуатационные свойства автомобильных дорог.
Значительная стоимость материалов для строительства автомобильных дорог приводит к необходимости поиска более доступного сырья.
Одним из возможных путей решения данной проблемы может быть применение местных сырьевых ресурсов и техногенного сырья. На сегодняшний день все чаще используют мелкозернистые бетоны с использованием промышленных отходов и, в частности, отсевов дробления попутно-добываемых пород, таких как, например, кварцитопесчаников. Техногенные пески образуются в основном в результате механического разрушения горных пород различного состава и строения при обогащении полезных ископаемых и получении щебня.
Актуальность работы также обусловлена большими объемами текущих и капитальных ремонтов автомобильных дорог. При проведении ремонтно-строительных работ возможно создание новых рабочих мест, что немаловажно в условиях финансового кризиса.
В работе «Техногенный песок в дорожном строительстве» для строительства оснований автомобильных дорог автор разрабатывает ряд составов мелкозернистых бетонов (МБ), позволяющие снизить почти в два раза расход клинкерной составляющей и обладающих достаточно высокими физико-механическими свойствами:
– МБ на основе вяжущих низкой водопотребности (ВНВ), тонкомолотых цементов (ТМЦ) и портландцемента, имеющие модуль упругости основания от 400 до 800 МПа, предел прочности при сжатии от 1,2 до 2–3 Мпа;
– МБ с использованием ТМЦ30 и суперпластификатора СБ3 в количестве 0,4%, позволяющий получить композит с пределом прочности при сжатии 6,2 МПа.
При проведении исследований МБ было рекомендовано использование вяжущих более высоких марок ТМЦ и ВНВ – 50–70, а для высокопроникающих смесей с использованием ТМЦ – применение суперпластификаторов. Это обусловлено бóльшим водовяжущим отношением и, как следствие, бóльшим расходом вяжущего МБ, используемых для строительства укрепленных оснований.
Отличительной особенностью разработанных составов МБ является и возможность утилизации некондиционных скальных пород. Обычно породы, не соответствующие требованиям по прочности, морозостойкости и др., вывозятся в отвалы и неблагоприятно влияют на окружающую среду. Но применение МБ с некоторым перерасходом вяжущего (на 20–50 кг/м3) позволяет избежать нежелательный вывоз скальных пород.
В ходе работы было изучено влияние состава и строение цементного камня на водопоглощение и морозостойкость бетонов. Исследованиями было установлено, что образцы мелкозернистых бетонов на основе ТМЦ70 с использованием отходов ММС с добавкой СБ3 обладают меньшим водопоглащением (за счет оптимизации поровой структуры цементного камня) по сравнению с другими бетонами. Водопоглащение разработанных составов МБ снижается в 1,5-2,2 раза.
Автор данной работы отмечает еще одно положительное свойство МБ на основе ТМЦ70 с СБ3 – это увеличение морозостойкости, которое при сокращении водопотребности обеспечивается за счет уплотнения структуры бетона и уменьшения капиллярной пористости, при постоянном водоцементном отношении – увеличением объема условно замкнутых пор в бетоне.
В работе были проведены исследования по определению коррозионной стойкости МБ разработанных составов и установлено значительное повышение стойкости бетона в агрессивной среде при сокращении водопотребности. Испытания проводили согласно требованиям ГОСТ 27677–89. Повышение коррозионной стойкости МБ объясняется уменьшением отрытой капиллярной пористости и наличием равномерно раскрытых пор, которые компенсируют давление солей.
Испытания образцов мелкозернистых бетонов подобранных составов на прочность при сжатии показали их соответствие требованиям для оснований автомобильных дорог IV категории, испытания на морозостойкость – соответствие требованиям ВСН 185–75.
Анализируя вышесказанное, можно сделать вывод, что мелкозернистые бетоны разработанных составов обладают рядом преимуществ по сравнению с другими бетонами.
– достаточно высокие прочностные свойства МБ;
– меньшее водопоглащение;
– повышенная морозостойкость и коррозионная стойкость;
– снижение себестоимости мелкозернистых бетонов в дорожном строительстве за счет уменьшения расхода дорогостоящего цемента и использования композиционных вяжущих и отходов ММС железистых кварцитов;
– улучшение экологической обстановки, обусловленное возможностью утилизации некондиционных скальных пород.
Таким образом, применение композиционных вяжущих позволяет получить бетоны высокого качества, что позволяет смело рекомендовать их для применения в дорожном строительстве.