Методические рекомендации «Методические рекомендации по устройству щебеночных оснований, обработанных пескоцементной смесью. Некоторые инертные материалы Коэффициент уплотнения цементно песчаных смесей

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

союздорнИи

Утверждены директором Союздорнии кандидатом технических наук Э.М. Добровым

Одобрены Главдорстроем
(письмо № 5603/501 от 01.08.83 г.)

Москва 1985

Приводятся разработанные Союздорнии, Гипродорнии и Госдорнии конструкции щебеночных оснований, обработанных пескоцементной смесью, способ определения расчетного модуля упругости слоя; требования к пескоцементной смеси и щебню, обработанному пескоцементной смесью.

Даны рекомендации по подбору составов смесей, обеспечивающих требуемую прочность и морозостойкость слоя основания; по технологии строительства щебеночного основания, обработанного в верхней части пескоцементной смесью двумя методами: методом перемешивания с использованием профилировщика и методом вдавливания с использованием виброкатка, кулачкового катка и катка на пневматических шинах.

Указано на необходимость контроля качества строительства.

Отношение высот слоев h 1 / h	Модуль упругости необработанной части Е 2 , МПа	Значение среднего модуля упругости основания Е cp , МПа, равном при Е 1 , МПА, равном
0,25
0,50
0,75

Величину среднего модуля упругости слоя основания Е ср при расчете по "Инструкции по проектированию дорожных одежд нежесткого типа" ВСН 46-83 (М.. Транспорт, 1983) для наиболее распространенных значений модулей упругости обработанных и необработанных вяжущими материалов в зависимости от глубины пропитки следует назначать по табл. 1.

2.2. Расчетный модуль упругости нижней, необработанной части основания, в зависимости от свойств используемых материалов необходимо принимать по "Инструкции" ВСН 46-83 с дополнениями, приведенными в табл. 2 настоящих "Методических рекомендаций".

2.3. Расчетный модуль упругости верхней, обработанной части основания, в зависимости от марки по прочности применяемого пескоцемента и его количества в слое щебня, обеспечивающих получение различных марок по прочности обработанного материала, отвечающего требованиям ГОСТ 23558-79, следует принимать по .

Марка по прочности щебня горных пород			Расчетный модуль упругости необработанной части, МПа, при крупности щебня, мм
карбонатных	магматических	песчаниковых	5-40	40-70	70-120
600-800
	800-1000	800-1000
	> 1000

Сопротивление пескоцемента сжатию, МПа, при соотношении Щ:ПЦ, % (К разд )			Показатели свойств обработанного материала
80:20 (0,8)	65:35 (1,35)	50:50 (2,45)	Модуль упругости, МПа	Марка	Сопротивление растяжению при изгибе, МПа

2.4. Минимальная общая толщина слоя основания должна быть не менее 10 см, максимальная - не более 25 см. Максимальный размер зерен щебня не должен превышать 2/3 толщины основания.

Максимальная глубина обработки щебня пескоцементом при устройстве основания методом перемешивания с использованием профилировщика и методом пропитки с использованием кулачкового катка должна быть не более 15 см, а с использованием катков на пневматических шинах и вибрации - не более 7 см.

Поверхностный слой из пескоцемента в конструкции щебеночного основания, обработанного пескоцементной смесью, не должен превышать 1 - 2 см.

3. Требования к применяемым материалам

3.1. К каменным материалам, используемым для устройства предлагаемой конструкции, следует предъявлять требования по прочности, морозостойкости и зерновому составу.

К смеси песка с цементом или другим неорганическим вяжущим следует предъявлять требования по составу, прочности и морозостойкости,

3.2. Прочность щебня из естественных пород должна отвечать требованиям ГОСТ 8267-82, прочность шлакового щебня - ГОСТ 3344-73.

3.3. Морозостойкость щебня должна отвечать требованиям, приведенным в табл. 4 настоящих "Методических рекомендаций".

Таблица 4

	Климатические условия	Марка щебня по морозостойкости, не менее, для
		основания	покрытия
I , II , III	Суровые		Не применяют
	Умеренные
	Мягкие
I V, V	Суровые
	Умеренные
	Мягкие

3.4. При устройстве основания методом перемешивания целесообразно применять щебень фракции 5 - 40 (70) мм, методом пропитки-вдавливания с использованием катков на пневматических шинах - щебень фракции 40 - 70 или 70 - 120 мм. При применении кулачковых и вибрационных катков целесообразно использовать также щебень фракции 20 - 40 мм.

3.6. Потери в массе при испытании шлакового щебня на устойчивость структуры не должны быть более 7 %.

3.7. Для обработки щебня можно использовать пескоцементную, пескошлаковую (на основе измельченного шлака черной металлургии и активатора-цемента) и пескозольную смеси (на основе зол и шлаков ТЭЦ), а также недробленый гранулированный доменный шлак и белитовые шламы.

3.8. Перечисленные в п. 3.7 смеси должны отвечать требованиям ГОСТ 23558-79. Сопротивление сжатию пескоцемента в возрасте 28 сут., а шлака и шлама в возрасте 90 сут. должно быть не менее 3 МПа. В каждом конкретном случае марку образцов из смеси следует назначать так, чтобы получить требуемую прочность (расчетный модуль упругости) обработанной части слоя и всей конструкции основания в целом согласно .

Состав пескоцементной смеси определяют в каждом конкретном случае лабораторным подбором.

3.9. Морозостойкость пескоцемента, определяемая по ГОСТ 23558-79, должна отвечать требованиям, приведенным в .

3.10. Цемент для пескоцементной смеси должен отвечать требованиям ГОСТ 10178-76. Начало схватывания цемента - не ранее 2 ч. после затворения.

	Климатические условия	Марка пескоцемента по морозостойкости, не менее, для
		нижнего слоя основания	верхнего слоя основания	покрытия
I - II	Суровые			Не применяют
	Умеренные
	Мягкие
	Суровые
	Умеренные
	Мягкие
I V-V	Суровые
	Умеренные
	Мягкие

3.11. В качестве заклинивающего и вяжущего материала в предлагаемой конструкции можно использовать гранулированные доменные шлаки или шлаковую мелочь с активностью по ГОСТ 3344-73 более 5 МПа и максимальной крупностью 5 мм.

3.12. Вместо пескоцементной смеси могут быть использованы для обработки щебня отходы производства глинозема - белитовые (нефелиновый или бокситовый) шламы со следующими характеристиками:

Максимальная крупность зерен, мм, не более5

Модуль крупности по ГОСТ 8736-771 - 2,5

Насыпная плотность, кг/м 3 900 - 1200

Естественная влажность, %15 - 30

Оптимальная влажность, %20 - 25

Предел прочности при сжатии шлама в возрасте 90 сут, МПа, не менее3

3.13. Песок должен отвечать требованиям ГОСТ 8736-77 с приведенными далее дополнениями.

Число пластичности фракций песка мельче 0,63 мм не должно превышать 2.

3.14. При обработке щебня фракции 70 - 120 мм допускается использовать песчано-гравийную смесь и отсевы дробления с максимальной крупностью 20 мм. При обработке щебня фракции 40 - 70 мм в песке не должно быть зерен крупнее 10 мм, при обработке щебня фракций 20 - 40 мм - крупнее 3 (5) мм.

3.15. Для приготовления смесей и поливки щебня рекомендуется использовать воду, пригодную для питья.

3.16. Чтобы сократить расход цемента на 10 - 15 % и улучшить технологические свойства пескоцемента (увеличить подвижность), следует в воду затворения вводить СДБ в количестве 0,5 - 1 % массы цемента.

Расход СДБ уточняют при лабораторном подборе состава пескоцементной смеси из конкретных материалов.

4. Технико-экономический выбор основания дорожной одежды

4.1. В зависимости от глубины пропитки, а также требуемого среднего модуля упругости слоя основания можно применять конструкции оснований, приведенные на .

4.2. Конструкцию основания необходимо выбирать на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом стоимости материалов и состава смеси.

Стоимость единицы площади конструкции основания С щпц складывается из стоимости щебня С щ пескоцементной смеси С пц , расходуемых на сооружение этой конструкции:

С щпц = С щ + С пц

Рис. 2. Примеры конструкций щебеночных оснований, обработанных неорганическими вяжущими на различную глубину, Е ср - средний модуль упругости слоя основания, M П a ; h - общая толщина основания, см; h 1 - толщина верхней, обработанной части слоя, см. Цифры у конструкций - модули упругости, МПа.

Стоимость щебня определяют по формуле:

где - стоимость 1 м 3 щебня, руб.;

l , в -длина и ширина участка соответственно м;

h 2 - толщина нижней, необработанной части слоя,

К ущ - коэффициент уплотнения щебня;

К п - коэффициент потерь, К п = 1,03;

h 1 - толщина верхней, обработанной части слоя. м;

Способ вдавливания пескоцемента в щебень	Толщина монолитного слоя основания, см	Число проходов катка по одному следу
Последовательными проходами кулачкового катка	8-10
	11-13	7-13
Чередованием проходов кулачкового и пневмо- или гладковальцового катков	14-20	8-12

Вдавливание в щебеночный слой пескоцементной смеси или белитового шлама кулачковым катком начинают от обочин с перемещением последующих проходов к продольной оси автомобильной дороги и перекрытием следа каждого предыдущего прохода не менее чем на 20 см.

7.8. Для обработки слоя щебня методом поверхностного давления следует применять катки на пневматических шинах, вдавливая пескоцемент двумя - тремя проходами катка по одному следу.

7.9. Окончательно уплотнять слой после обработки щебня одним из указанных ранее методов следует катками на пневматических шинах типа ДУ-29, ДУ-16В, ДУ-31 за 12 - 16 проходов по одному следу и в соответствии с пп. 5.42 - 5.46 "Технических указаний" ВСН 184-75.

При использовании способа вдавливания чередованием проходов кулачкового и пневмо- или гладковальцового катков число проходов пневмокатка можно снизить до пяти - восьми вследствие того, что одновременно с вдавливанием происходит частичное уплотнение основания.

Отделывать уплотненное основание следует проходами гладковальцового катка.

7.10. По окончании уплотнения основания за ним необходимо осуществлять уход (см. настоящих "Методических рекомендаций").

7.11. Движение построечного транспорта по основанию можно открывать после набора им 70 % проектной прочности при обработке щебня пескоцементной смесью или шлаковыми вяжущими с активатором-цементом.

По основанию из щебня, обработанного белитовым шламом, движение транспортных средств можно открывать сразу после устройства. Если на следующие сутки после устройства такого основания не предусматривается укладывать вышележащий слой, то за основанием надлежит осуществлять уход, поливая его ежедневно (в сухую погоду) водой в количестве 1,5 - 2 л на 1 м 2 в течение всего теплого периода до укладки вышележащего слоя дорожной одежды.

8. Контроль качества строительства

8.1. Все материалы для устройства основания следует проверять на соответствие их требованиям стандартов на эти материалы.

8.2. Состав пескоцементной или пескошлаковой смеси и ее количество на 1 м 2 основания, обеспечивающие проектную прочность смеси из щебня с пескоцементом, лаборатория должна определять до начала строительства путем подбора материалов.

8.3. Проектный состав пескоцементной или пескошлаковой смеси следует контролировать согласно СНиП III-40-78 с помощью дозаторов на смесительной установке.

8.4. Качество приготовленной пескоцементной (пескошлаковой) смеси следует контролировать, изготавливая в каждую смену три образца и испытывая их на прочность при сжатии в возрасте 28 сут. в соответствии с требованиями и методами ГОСТ 23558-79 при добавке в шлак активатора-цемента, и в возрасте 90 сут. при использовании шлака и шлама без добавок.

Прочность на изгиб (раскол), а также морозостойкость следует определять на образцах, отбираемых из каждых 5 тыс. м 3 приготовленной смеси, в соответствии с требованиями ГОСТ 23558-79.

8.5. При распределении щебня и пескоцементной или пескошлаковой смеси, а также шлака и шлама следует контролировать мерными линейками и лентами толщину и ширину слоя распределенных материалов на каждых 100 м основания. Толщину слоя в каждом поперечнике необходимо измерять по оси основания и на расстоянии 1 - 1,5 м от краев.

8.6. Качество перемешивания щебня с пескоцементной. или пескошлаковой смесью, а также со шлаком и шламом, или качество пропитки следует оценивать по глубине пропитки или по количеству израсходованного вяжущего.

Глубину пропитки необходимо измерять мерной линейкой через 100 м в каждом поперечнике по оси основания и на расстоянии 1 - 1,5 м от краев.

Количество пескоцементной (пескошлаковой) смеси в слое щебня рекомендуется определять не менее одного раза в смену путем отбора пробы массой 10 кг и последующего рассева ее на сите с диаметром отверстий 5 мм.

8.7. Технологический разрыв между приготовлением пескоцементной смеси и окончанием уплотнения основания, а также качество уплотнения следует контролировать согласно СНиП III-40-78.

8.8. Соответствие прочности устроенного основания проектной можно оценить, определяя модуль упругости прогибомером или другим прибором. Модуль упругости должен быть не менее расчетного (проектного).

8.9. После окончания уплотнения и отделки на каждых 100 м основания следует проверить ровность и поперечные уклоны трехметровой металлической рейкой и шаблоном с уровнем.

8.10. После уплотнения основания необходимо следить за своевременным розливом пленкообразующего материала или воды. Отсутствие ухода снижает прочность основания на 50 %. Сокращение времени ухода (при поливе водой) до 21 сут. с момента уплотнения основания снижает прочность на 8 - 10 %, до 14 сут. - на 20 - 25 % и до 7 сут. - на 25 - 30 %.

Минимальный бюджет отделки террас и благоустройства территории обеспечивает укладка тротуарной плитки на песок с обязательным уплотнением виброплитой. Существует методика мощения на гарцовку – пескоцементную сухую смесь ПЦС, состав которой может изменяться в широких пределах 1/4 – 1/8 (цемент/песок, соответственно).

Для индивидуального застройщика крайне важен бюджет благоустройства территории. Поэтому при укладке тротуарной плитки актуальны следующие вопросы:

• пропорции песка/цемента в смеси;
• можно ли заменить гарцовку чистым песком.

Приверженцы технологии мощения на гарцовку приводят следующие аргументы:

• при добавлении цемента в сухую смесь своими руками после обильных осадков влага сквозь швы проникает в слой гарцовки, происходит гидратация цементного камня;
• при наличии глины под подстилающим слоем щебня бетонная корочка, образовавшаяся из гарцовки, предотвращает проникновение воды внутрь этой вспучивающейся породы.

С другой стороны:

• сухая гарцовка без перемешивания внутри бетономешалки не сможет превратиться, ни в раствор, ни в бетон при любом количестве воды, проникшей к цементу;
• при облицовке поверхностей клинкером и керамикой сухой ЦПС категорически запрещен, так как при гидратации наносится ущерб материалам, которые изготавливаются из аналогичного сырья, но по другим технологиям, поэтому бетонную тротуарную плитку укладывать на гарцовку некоторые специалисты не рекомендуют.

• объем песка – получается перемножением площади дорожки (стоянки, зоны отдыха) на толщину стоя (обычно 3 – 5 см);
• количество цемента – в 3 – 5 раз меньше, чем песка;
• коэффициент уплотнения – при использовании площадного вибратора (виброплита) для трамбовки составляет 1,18.

Приготовление гарцовки.

Объем щебня вычисляется аналогичным способом, но коэффициент уплотнения для этого инертного материала равен 1,3.

Совет! Подсчитать самостоятельно, какой расход гарцовки или песка необходим для заполнения швов, очень сложно из-за многообразия размеров и конфигурации плитки. Поэтому специалисты рекомендуют ориентироваться на средний показатель 4 – 5 кг/м 2 при стандартных швах 3 мм, которые обычно получаются при использовании тротуарной плитки толщиной 6 см.

Технология мощения

Ввиду многообразия конфигурации и размеров тротуарной плитки профессионалы именуют ее ФЭМ (фигурные элементы мощения). В принципе технология укладки идентична, как при использовании гарцовки, так и песка:

• трамбовка подстилающего слоя из щебня своими руками для обеспечения жесткости и стабильной геометрии основания;
• монтаж бордюрного камня на раствор или пескобетон для обеспечения пространственного «корыта»;
• установка дождеприемников и лотков ливневки;
• после чего, остается правильно укладывать плитку внутри поребриков.

Пошаговая схема укладки тротуарной плитки.

Мощение можно производить на сухую смесь цемента с песком в пропорции 1/3 – 1/6, соответственно, либо на чистый песок. Для экономии бюджета благоустройства территории толщина сухой смеси берется меньше (3 – 5 см), чем чистого песка (5 – 10 см).

Разметка

Прямые участки, подлежащие мощению, можно разметить своими руками по классической технологии:

• обноски – изготавливаются из двух деревянных колышков с прибитыми к ним горизонтальными планками;
• монтаж – обноски устанавливаются по краям тропинки или парковки, шнуры натягиваются с уклоном по длине 2 – 4 градуса для естественного водостока.

Чтобы сократить время укладки тротуарной плитки, следует подогнать ширину дорожки в зависимости от размеров цельной плитки. Полностью кроя избежать не получится, но трудозатраты мастера значительно снизятся.

Совет! На радиусных и криволинейных участках разметка производится краской или известковым раствором по грунту после предварительной планировки территории.

Подготовка грунта

При сухом способе мощения необходимо обеспечить максимально возможную жесткость основания и выполнить часть мероприятий по ликвидации вспучивания глинистых почв под ним. Технология подготовки грунта выглядит следующим образом:

Важно! Высота бордюров и лотков ливневки больше, чем толщина плитки. Поэтому по наружному периметру необходимо создать более глубокие траншеи.

При этом необходимо учесть, какой материал будет использоваться при укладке плитки:

• смесь цемента с песком – 3 – 5 см;
• чистый песок – 5 – 10 см.

Щебень следует уплотнить ручным инструментом (трамбовка с ручкой) или виброплитой.

Установка бордюров

Смонтировать поребрики можно своими руками, как на раствор. Пропорции цемента/песка будут 1/3. Технология установки бордюрного камня следующая:

Если тротуарная плитка укладывается в качестве отмостки без бетонного основания, отвод кровельных стоков осуществляется несколькими способами:

Швы между бордюром и ливневкой заполняются раствором, сухой смесью или песком.

Укладка песка

Технология нанесения монтажного слоя имеет несколько вариантов:

Чтобы вычислить, какой расход песка или гарцовки необходим для конкретного участка, следует учесть нюансы:

• чистый песок увлажняется перед укладкой из лейки для более качественного уплотнения;
• гарцовка укладывается в сухом виде без увлажнения.

Мощение в любом случае производится в направлении «от себя», поэтому монтажный слой можно наносить на большие участки с учетом погодных условий. Расход гарцовки составляет 7 – 8 кг/м 2 при толщине слоя 5 cм.

Мощение плиткой

При наличии подсобников можно сразу укладывать, как цельную плитку, так и обрезки на криволинейных участках, в местах примыкания тротуарной плитки к поребрику, ливневке, дождеприемникам. Однако производительность повышается, если вначале уложить своими руками на смесь всю цельную плитку, а затем заняться кроем и установить куски. Основными нюансами мощения являются:

После укладки последнего обрезка вся поверхность уплотняется виброплитой, независимо от того, использовался чистый песок, или гарцовка. Добиться высокого качества плоскостности лицевой поверхности ручной трамбовкой невозможно в принципе.

Заделка швов

В отличие от клинкера или керамогранита цветные декоративные затирки для тротуарной плитки не используются, даже при укладке на раствор (очень дорого). Поэтому при выборе «сухой» технологии мощения можно заполнять швы своими руками теми же материалами, на которые уложена плитка – чистый песок либо его смесь с цементом по технологии:

• материал распределяется своими руками на поверхности кучками;
• сметается веником или жесткой щеткой, проникает в швы, заполняет их полностью.

Заделка швов.

Совет! Вместо пескоцементной гарцовки или простого песка профессионалы рекомендуют для заполнения швов кварцевый песок. Он не содержит органики и глины, частицы материала обладают ромбовидной конфигурацией. Поэтому они расклиниваются под своим весом внутри шва, не выветриваются и не вымываются дождем, препятствуют прорастанию травы.

Таким образом, на мощении тротуарной плитки можно реально сэкономить, если проводить работы самостоятельно, использовать песок без добавления вяжущего.

Совет! Если вам нужны мастера по ремонту, есть очень удобный сервис по их подбору. Просто отправьте в форме ниже подробное описание работ которые нужно выполнить и к вам на почту придут предложения с ценами от строительных бригад и фирм. Вы сможете посмотреть отзывы о каждой из них и фотографии с примерами работ. Это БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает.

Массовое производство изделий из песчаного бетона требует тщательной поэтапной организации технологического процесса, и уплотнение - один из этих этапов.
При изготовлении тяжелых бетонов по традиционным схемам формования контроль качества уплотнения обычно не производится. Изготовитель довольствуется органолептическими признаками уплотнения, например, появлением цементного молока на поверхности изделия. Практика изготовления подтверждает достаточность этих признаков, в первую очередь, из-за запасов по удобоукладываемости, закладываемых при проектировании состава для упрощения этапа формования. Платой за повышение удобоукладываемости является увеличение расхода цемента, однако руководство предприятий охотно идет на это, считая, что качественное уплотнение при использовании нестабильных по свойствам заполнителей является достаточной компенсацией за перерасход цемента.
При изготовлении конструкций из песчаного бетона, где цементного теста всегда больше, чем в тяжелых бетонах, появление цементного молока на поверхности формуемого изделия уже недостаточный признак качественного уплотнения.
В «Рекомендациях по изготовлению конструкций из песчаных бетонов» указывается, что достаточным признаком качественного уплотнения цементно-песчаных смесей является получение коэффициента уплотнения Ку≥0,97.
Контролем коэффициента уплотнения должно сопровождаться как проектирование состава, так и изготовление конструкций. Это особенно важно для песчаных бетонов, где недоуплотнение - основной дефект при массовом производстве мелкоштучных изделий из особо и сверхжестких смесей.

Применение способов интенсивного уплотнения цементно-песчаных смесей

В последние годы как в зарубежной, так и в отечественной практике все более широко применяются способы интенсивного уплотнения бетонных смесей.
При интенсивном уплотнении используются жесткие, особо и сверх-жесткие смеси, что позволяет не только сократить расход цемента, но и принципиально изменить схему производства - исключить формы из технологического процесса.
Качественно уплотненные жесткие бетонные смеси способны самостоятельно удерживать форму, а особо и сверхжесткие - допускают немедленное перемещение свежеотформованных изделий непосредственно либо на поддоне.
В мировой практике используются следующие основные способы интенсивного уплотнения: вибропрессование, полусухое прессование, роликовое формование, пресспрокат, экструзия, антиэкструзия, виброформование с пригрузом и др.
Вибропрессование
В России наиболее широко применяется вибропрессование; имеется как многолетний опыт применения способа, так и отечественные разработки в области технологии и оборудования.
Выпускаются новые типы вибропрессов и автоматизированных линий, хорошо зарекомендовавших себя в процессе длительной эксплуатации. Показано, что вибропрессованием можно получать качественные изделия из цементно-песчаных смесей, причем не только отказаться от использования форм и сократить время тепловлажностной обработки, но и снизить требования к качеству песка-заполнителя, предъявляемые поставщиками зарубежного оборудования. Вибропрессование также обеспечивает получение калиброванных размеров и высококачественной поверхности изделий.
Анализ конструкций вибропрессов ведущих мировых и отечественных производителей с многолетним опытом их изготовления и эксплуатации в России и за рубежом показал, что в лучших вариантах оборудования матрица устанавливается на виброплощадку так, что на пуансон передаются вибрационные воздействия, близкие к воздействиям на бетонную смесь в матрице. Это позволяет сократить сроки формования изделий и увеличить жесткость формуемых смесей.

На рис. 5.7 приведена схема формовочного комплекса, включающего вибропресс с подъемной матрицей. Вибропресс состоит из трех основных узлов: формующий агрегат, механизм подачи поддонов и механизм подачи бетона. Формующий агрегат включает несущие колонны 1, верхнюю траверсу 2, нижнюю опорную плиту 3. На колоннах установлены кронштейны с амортизаторами, на которых располагается виброплощадка 4 с вибраторами 5. Матрица 6, состоящая из каркаса и вкладыша, передвигается по колоннам с помощью гидро- или пневмоцилиндров.
На верхней траверсе смонтирован цилиндр 7 пуансона 8, к которому крепятся штампы.
Механизм дозировки бетона представляет собой сварную раму 9, на которой укреплен бункер 10.
По направляющим системой рычагов 11 и привода 12 передвигается мерный ящик 13 с толкателем. На передней стенке ящика установлено устройство для очистки штампов пуансона от остатков бетона.
Механизм подачи поддонов включает накопитель 14, установленный на раме 15, по которой гидроцилиндром возвратно-поступательно движется тележка с откидными упорами. Вибропресс снабжен приемным столом 16, гидронасосной станцией 17 и системой управления 18.
Порядок работы вибропресса:
- поддон при очередном шаге конвейера устанавливается на виброплощадку;
- матрица опускается вниз и прижимает вкладыш к поддону, тогда верхняя ее плоскость совпадает с опорной базой перемещения мерного ящика. Пуансон находится в верхнем положении;
- в бункер механизма дозировки подается бетон. Толкатель находится в исходном положении, т. е. прижат к задней стенке мерного ящика;
- мерный ящик устанавливается над матрицей, включаются вибраторы, бетонная смесь из мерного ящика распределяется по всем гнездам матрицы;
- после прекращения вибрации мерный ящик возвращается в исходное положение;
- на бетонную смесь, находящуюся в ячейке матрицы, опускается пуансон, включаются вибраторы. Происходит уплотнение бетонной смеси совместным воздействием вибрации и пригруза;
- после окончания процесса уплотнения включаются цилиндры подъема матрицы. Пуансон продолжает оставаться в нижнем положении, удерживая изделия от подъема вместе с матрицей до полного их освобождения. Дальнейший подъем матрицы происходит вместе с пуансоном;
- поддон со свежеотформованными изделиями выталкивается из-под формующего устройства, а на его место поступает следующий поддон;
- матрица вместе с пуансоном опускаются, матрица прижимает поддон к виброплощадке, пуансон поднимается в исходное положение. Формующий агрегат готов к следующему циклу.
Сам процесс объемного вибропрессования может быть разделен на 3 этапа:
Предварительное уплотнение.
Этап обычно совмещается с объемным вибродозированием: бетонная смесь укладывается в матрицу под действием вибрации. При этом происходит распределение смеси по площади матрицы, частичное удаление воздуха и предварительное уплотнение смеси за счет сближения частиц.
Частицы заполнителя, покрытые цементным тестом, в процессе вибрации автоматически занимают оптимальное положение - мелкие размещаются между крупными, снижая пустотность смеси.
Поскольку в процессе предварительного уплотнения производится дозирование смеси «на изделие», существенно обеспечить равномерность заполнения матрицы бетонной смесью, для чего практикой вибропрессования разработан ряд приемов:
- вибродозирование. Дозирование смеси производится при включенной виброплощадке, что приводит к частичному удалению воздуха из бетонной смеси и, следовательно, к большей равномерности засыпки;
- мультивибрация. При движении мерного ящика по матрице происходит резкая его остановка в начале и конце движения, что приводит систему в колебания с низкой частотой и большой амплитудой (при вибродозировании высокая частота и низкая амплитуда). Такое движение мерного ящика производится 3-5 раз;
- «заход» мерного ящика. Остановка передней грани мерного ящика происходит за передней гранью матрицы;
- увеличение объема мерного ящика. Объем мерного ящика в 1,5-2 раза превышает объем матрицы вибропресса, что обеспечивает постоянное наличие столба бетонной смеси над матрицей;
- установка «ворошителя». Ворошитель в процессе мультивибрации осуществляет дополнительное направленное перемешивание смеси. Конфигурация ворошителя, как правило, зависит от вида формуемого изделия. Перемещение мерного ящика заставляет ворошитель совершать низкочастотные колебания, с одной стороны, препятствующие уплотнению бетонной смеси в мерном ящике, с другой, улучшающие заполнение ячеек матрицы. Ряд зарубежных фирм стал снабжать вибропрессующее оборудование активными (имеющими собственный привод) ворошителями.
Экспериментально подтверждено положительное влияние активного ворошителя на качество заполнения ячеек матрицы, особенно для изделий, включающих высокие тонкие стенки.
К числу мероприятий, обеспечивающих качественное заполнение матрицы вибропресса, также относятся:
- регулирование влажности смеси как фактора, существенно влияющего на ее реологические характеристики;
- тщательное перемешивание смеси, обеспечивающее ее однородность в соответствии со стандартом;
- при габаритных размерах матрицы, в плане близких к квадрату и превышающих 1,0 м, - использование двух бункеров и двух мерных ящиков, засыпающих каждый свою половину матрицы;
- поставка заполнителей и цемента от одного производителя, в том числе песка со стабильным гранулометрическим составом и бездобавочного цемента фиксированной активности с постоянной нормальной густотой цементного теста.
Все эти проблемы имеют место и в зарубежной практике, хотя и в меньшей степени, в связи с использованием в технологии мытых, сухих, фракционированных заполнителей и чистоклинкерных цементов.
Обычно в цементно-песчаной смеси, поступающей в матрицу, содержится до 60 % воздуха. В результате проведения мероприятий по предварительному уплотнению его количество снижается до 20-25%, и воздух этот достаточно равномерно распределен по объему смеси.
Формообразование.
При правильно подобранных составе бетона, параметрах вибрационных воздействий и величине давления со стороны пуансона обеспечивается разжижение цементного теста, т. е. частицы заполнителя сближаются, вокруг них образуются тонкие структурированные оболочки из цементного теста. В результате цементно-песчаная смесь приобретает свойства текучести, что обеспечивает практически полное удаление защемленного воздуха.
Эта стадия формования в лучших образцах вибропрессующего оборудования характеризуется пульсирующим характером взаимодействия смеси и пуансона. В процессе вибрации пуансон периодически отрывается от бетонной смеси с последующим ударным воздействием на формуемое изделие.
Суммарное воздействие от пуансона (собственный вес, гидравлическое (пневматическое) давление) и характер вибрационных воздействий назначаются так, чтобы инерционные силы отрыва смогли создать условия пульсирующего режима во взаимодействии «виброплощадка - уплотняемое изделие - пуансон».
Окончательное уплотнение.
Полученное на предварительных этапах уплотнение можно считать близким к требуемому - на этой стадии видимого перемещения пуансона практически не происходит, а осуществляется лишь удаление (частично более равномерное распределение по объему) остатков защемленного воздуха.
Чтобы исключить деструктивные процессы в свежеотформованном изделии и подсос воздуха, на пуансон в этой стадии уплотнения подается добавочное усилие, обеспечивающее замкнутость вибрирующей системы «пуансон - изделие - виброплощадка».
Целесообразно одновременно с увеличением давления повысить частоту колебаний виброплощадки, например, до 100 Гц, что вводит в резонанс мелкие частицы заполнителя, способствуя уплотнению бетонной смеси.
Приведенный выше механизм формования жестких и особо жестких смесей является результатом многолетних исследований и положен в основу алгоритма работы подавляющего большинства зарубежных и отечественных вибропрессов.
Однако вибропрессование в существующих моделях оборудования успешно реализуется при изготовлении конструкций либо имеющих форму толстых плоских пластин, либо изделий, имеющих постоянную высоту и сечение в направлении формования.
При изготовлении конструкций переменной толщины или разновысоких в направлении формования или тонких пластин указанная выше схема формования не обеспечивает качественного уплотнения.
Ухудшение качества уплотнения не только влияет на прочностные характеристики бетона изделий, но и делает плохо предсказуемыми характеристики, зависящие от структуры материала - морозостойкость, водопоглощение, водонепроницаемость.
Ниже приведены способы получения вибропрессованием изделий переменной толщины и изделий фиксированной высоты.
Вибропрессование, как технология в ее классическом варианте, предполагает изготовление изделий постоянной высоты в направлении формования. Обычно это плиты или блоки сплошные либо включающие вертикальные каналы. Эти изделия - классический вариант формования на плоском поддоне.
Получение изделий переменной толщины на поддонах сложной конфигурации, как правило, признается нецелесообразным из-за чрезмерно высокой их стоимости, которая и при плоских поддонах близка к стоимости формовочного оборудования.
Придание изделию иной конфигурации с помощью пуансона гораздо более широко используемый прием.
Так изготавливаются лотки, желоба, крышки колодцев, камни накрывные для цоколей и др.
Однако практика формования изделий переменной толщины способами, применяемыми для изделий постоянной толщины, приводят к недоуплотнению в них отдельных участков. Действительно, при формовании на плоском поддоне мерный ящик смесью постоянной высоты заполняет весь объем матрицы. В результате под фигурным пуансоном уплотняется только самый тонкий участок изделия. При формовании «разновысоких» изделий из смесей с высокой удобоукладываемостью последняя перемещается под пригрузом, а в жестких, особо и сверхжестких смесях этого не происходит, поэтому изделие оказывается неуплотненным.
Разработан технологический прием, включающий дополнительную операцию перед вибропрессованием: после засыпки бетонной смеси мерным ящиком при непрекращающихся вибрационных воздействиях смесь пригружают пуансоном усилием, составляющим -20% усилия формования. Таким образом, бетонная смесь, перемещаясь под воздействием вибрации в замкнутом пространстве, приобретает в верхней ее части форму, соответствующую конфигурации пуансона.
Следующий этап формования - традиционное вибропрессование, однако уплотнение в изделии, содержащем участки разной высоты, в этом случае будет более качественным.
Многолетний опыт работы с особо и сверхжесткими бетонными смесями, формуемыми с использованием методов интенсивного уплотнения показал, что при Ку≥0,97 получается качественный бетон с высокими физико-механическими характеристиками, и что получение более высокого Ку, как правило, не оправдано экономически из-за увеличения затрат на уплотнение бетонных смесей и снижения производительности оборудования.
Таким образом, несмотря на сложившуюся практику, становится очевидной недопустимость недоуплотнения бетона в изделиях с невысокой прочностью, например, в стеновых блоках.
Другой путь получения требуемого уплотнения в изделиях переменной толщины - увеличение удобоукладываемости смеси до уровня, позволяющего на конкретном оборудовании вибрационными воздействиями на бетонную смесь перевести ее в вибросжиженное состояние. Это обеспечит свободное ее перемещение в матрице, причем давление от пуансона не должно этому препятствовать.
Однако при повышении удобоукладываемости бетонной смеси в процессе уплотнения появляется цементное молоко на поверхности свежеотформованного изделия. Цементное молоко может появиться также в результате некачественного перемешивания, когда отдельные объемы смеси имеют повышенное водосодержание, либо от неравномерности амплитудного поля виброплощадки или пуансона. Тогда цементное молоко может выступать не но всей поверхности формуемого изделия, а в отдельных его точках. В результате бетонная смесь прилипает к пуансону, образуя после его подъема вырывы на поверхности изделий.
При повышении удобоукладываемости смеси до уровня, приводящего к появлению цементного молока на всей поверхности формования, происходит прилипание изделия к пуансону, причем ван-дер-ваальсовые силы сцепления так велики, что свсжеотформованное изделие, даже освобожденное от матрицы, поднимается вместе с пуансоном при его возвращении в исходное положение.
Технические решения, исключающие прилипание к пуансону, были получены при разработке технологии вибропрессования цементно-песчаной черепицы - тонкой пластины переменной (10-25 мм) толщины.
Размещение полимерной пленки между изделием и пуансоном полностью исключило прилипание, формуемая поверхность получалась идеально гладкой. Разработан механизм непрерывной протяжки пленки после каждого формования.
Еще более качественный результат был достигнут при формовании черепицы нагретым до 110-120 °C пуансоном. В этом случае между ним и формуемым изделием образовывалась паровая прослойка. В результате черепица не прилипала к пуансону, а ее поверхность после формования была зеркальной. Кроме того, черепица после вибропрессования оказывалась горячей. Было показано, что аккумулированного изделием тепла достаточно для прохождения смесью периода структурообразования, что соответствует времени предварительной выдержки в режиме тепловлажностной обработки.
He менее важным является разработка способа получения вибропрессованием изделий фиксированной высоты и, в первую очередь, стеновых блоков - одной из наиболее массовых конструкций, выпускаемых по технологии вибропрессования.
Калибровка блоков по высоте позволяет не только применить схему кладки «на клей», но и улучшить теплозащитные свойства стен за счет уменьшения толщины горизонтальных мостиков холода.
Схема уплотнения цементно-песчаных смесей в технологии вибропрессования предусматривает опускание жестко связанных между собой элементов пуансона в ячейки матрицы, что предполагает равномерную засыпку бетонной смеси в каждую из ячеек.
Засыпка смеси в матрицу производится мерным ящиком, т.е. производится объемная дозировка смеси, причем в худшем ее варианте. В результате, даже при реализации мероприятий по улучшению засыпки, как правило, количество смеси в каждой ячейке оказывается различным и, следовательно, по-разному уплотненным. В действительности только одно из изделий либо одна из стенок изделия, оказываются качественно уплотненными, все остальные - в той или иной мере недоуплотнены.
Какова мера этого недоуплотнения, и насколько это значимо для свойств бетона? По данным, каждый процент недоуплотнения приводит к снижению прочности на 5-7 %. В целом эту оценку можно считать правильной. Однако это интегральная оценка. Суть недоуплотнения - это несформированная структура бетона: наличие неудаленного из бетонного изделия стихийно расположенного воздуха. Этот воздух может оказаться, например, в зоне главных растягивающих напряжений, и тогда речь уже идет не о процентах снижения прочности - разрушающаяся нагрузка может уменьшиться в несколько раз. Воздух может оказаться близко от граней изделия (так часто бывает при изготовлении тротуарных плит), и тогда эти грани раскрашиваются, обламываются уже в процессе транспортных операций или пакетировки, что ухудшает долговечность и товарный вид изделий.
Ho это еще не самый худший результат недоуплотнения. Для изделий, к которым предъявляются требования по морозостойкости, наличие в них каверн «неорганизованного» воздуха приводит к заполнению их водой. Замерзание-оттаивание этой воды разрушает изделия в течение 1-2 сезонов.
Анализ практики изготовления мелкоштучных бетонных изделий показывает, что достаточным (в том числе и по долговечности) является коэффициент уплотнения Kу = 0,97, т. е. в свежеотформованном бетоне допускается наличие около 3% воздушной фазы. Точность дозировки цементно-песчаной смеси на изделие оценивается в 4-6 %, т. е. суммарный объем воздушной фазы может достигать 9%. Это также означает появление в параллельных формовках разновысоких изделий, что недопустимо, в первую очередь, для стеновых и отделочных материалов.
В практике вибропрессования для получения изделий постоянной высоты используется прием остановки пуансона вибропресса на фиксированной высоте. Это может быть механическая фиксация - упор, либо движение пуансона прекращается под влиянием сигнала от датчика положения.
Очевидно, что при этом недоуплотняются все изделия. Выходом из противоречия является предлагаемый способ использования бетонов с воздухововлечением. Существо способа во введении в бетонную смесь воздухововлекающей добавки в количестве, обеспечивающем до 10% воздухововлечения.
При вибропрессовании изделий с фиксированной высотой опускания пуансона это будет означать, что вовлеченный воздух в разном количестве будет в каждом изделии. Однако этот воздух уже оказывается не случайно размещенным в виде крупных пор, а равномерно распределенным по массе в виде мелких пор воздухововлечения по всему объему изделия. Известно, что такой воздух для бетонов, изготовленных из особо жестких цементно-песчаных смесей, в количестве 5-6% практически не снижает несущей способности изделий, значительно увеличивая их морозостойкость.
Кроме того, воздухововлечение пластифицирует бетонную смесь, и, с учетом этого обстоятельства, прочность бетона может даже вырасти.
Таким образом, механизмом реализации способа формования изделий калиброванной высоты является использование в особо жестких бетонных смесях слитной структуры (т. е. при избытке цементного теста) воздухововлекающей добавки, обеспечивающей воздухововлечение до 10 % и фиксация пуансона вибропресса на уровне требуемой стандартом высоты изделия.
Тогда при правильно подобранном составе бетона одно из уплотняемых изделий будет иметь Ку≥0,97, а остальные Ку = 0,97-0,93, причем разброс прочностных характеристик бетона не будет превышать нормативных требований.
Роликовое формование
Производство мелкоштучных бетонных изделий в отечественной и мировой практике осуществляется, главным образом, вибропрессованием. Преимущества способа настолько значимы, что разработкой других механизмов уплотнения занимаются явно недостаточно.
Однако у вибропрессования имеются и серьезные недостатки: очень «шумная» и «вибрационная» технология, размеры изделий, изготавливаемых вибропрессованием, ограничены.
При габаритах матрицы свыше 1,0 м оборудование становится громоздким, металлоемким. Нагрузки на оборудование возрастают многократно. Нет опыта массового изготовления вибропрессованием железобетонных конструкций.
В значительной мере с целью исключения указанных недостатков был разработан безвибрационный способ уплотнения бетонных (в первую очередь, цементно-песчаных) смесей - роликовое формование.
Сущность способа - послойное уплотнение цементно-песчаной смеси катками, создающими необходимое для уплотнения давление реакцией в катучих опорах.
Был разработан опытный образец агрегата и проведены исследовательские работы на экспериментальной линии для изготовления крупноразмерных неармированных тротуарных плит 1000х1000х100 мм.

Эти исследования позволили определить основные параметры установки (диаметр катков, их длину, число двойных ходов), позволяющие получить качественное уплотнение и исключить такие специфические недостатки роликового формования, как слоистость, трещины разрыва и др. Схема агрегата роликового формования приведена на рис. 5.8, где 1 - форма, 2 - балка, 3 - прессующие ролики, 4 - опорные ролики, 5 - изделие.
На Кретингском заводе строительных конструкций по этой технологии организовано промышленное производство дорожных изделий широкой номенклатуры.
На рис. 5.9 приведена схема технологической линии, включающей 2 горизонтально расположенных транспортных потока с формовочным агрегатом 1 и перекладчиком 2. Формовка производится на поддонах 3, формовочное пространство образуется поперечными перегородками поддона и продольными бортами установки.
Процесс термообработки изделий разделен на 3 ступени:
- предварительная выдержка в камере 7 при температуре 25-30 °С в течение 4-5 ч (изделия находятся на поддонах);
- изотермический прогрев в камере 9 при температуре 70 °С в течение 4-5 ч (изделия находятся на поддонах);
- выдержка изделий в камере 7 без поддонов с транспортировкой их на свежеотформованных изделиях, находящихся на поддонах.
Затвердевшие изделия в процессе транспортировки остывают до 25-30 °С в течение 4-5 ч.

Такая схема тепловлажностной обработки позволила создать компактную высокопроизводительную линию.
Порядок работы линии: поддон со свежеотформованными изделиями 4 толкателем 5 устанавливается на рольганг 6 камеры 7, в которой проходит первая ступень термообработки. Затем поддон с изделиями перекладчиком 2 передается на рольганг 8 камеры 9 для проведения второй ступени ТВО. Поддоны перемещаются толкателем 10. После прохождения камеры 9 затвердевшие изделия распалубщиком 11 снимаются с поддона и устанавливаются на свежеотформованные изделия, находящиеся на рольганге 6, для прохождения третьей ступени термообработки. Освобожденные от изделий поддоны через механизм чистки и смазки 12 направляются на формовочный стол 13.
Перекладчик выполняет две функции: пакетирует изделия, прошедшие полный цикл термообработки, и переносит поддоны с рольганга 6 на рольганг 8.
Роликовое формование позволяет одновременно выпускать различную номенклатуру изделий. Так, на указанной линии из 87 поддонов, имеющихся в технологическом потоке, 40 % предназначены для изготовления магистральных бортовых камней, 11 % - газонных камней, 49 % - тротуарных плит.
Разовый цикл формования составляет 3 мин. Предложенная технология по сравнению с вибропрессованием расширяет возможности производства изделий с отделанной поверхностью, в том числе при использовании для поддонов рельефных листов промышленного изготовления, использовании вместо смазки поддонов замедлителя твердения и др.
Замедлитель твердения позволяет получить декоративную поверхность типа «шагрень», образуемую после «отмывки» поверхностного слоя бетона в изделиях, прошедших тепловлажностную обработку.
Показана принципиальная возможность изготовления роликовым формованием крупноразмерных железобетонных конструкций из песчаного бетона, в том числе дорожных плит 3,0х1,75 м.
Пресспрокат, полусухое прессование
Пресспрокат - весьма ограничено применяемая технология, используемая в России практически только для изготовления цементно-песчаной черепицы.
Черепица изготавливается на фигурных литых поддонах, непрерывной лентой подающихся под формующее устройство.
Из бункера формующего агрегата на поддон высыпается порция особо жесткой цементно-песчаной смеси, которая затем прокатывается (уплотняется) профилированными роликами. Нижняя (профильная, с нерегулярными выступами) поверхность черепицы формуется по профилю поддона, верхняя (продольные волны, элементы замкового соединения) - роликовым устройством.
Преимущества способа: малошумность, высокая производительность, хорошая геометрия изделий, возможность использования особо жестких смесей.
Недостатки: дороговизна поддонов, плохое перераспределение цементно-песчаной смеси под формующим роликом, необходимость использования качественных, преимущественно подготовленных заполнителей, возможность изготовления ограниченного числа конструктивных форм изделий.
Отечественная практика производства черепицы пресспрокатом сталкивается с серьезными проблемами по обеспечению водонепроницаемости изделий.
Отсутствие четких требований к качеству песка-заполнителя, использование карьерных, речных песков без переработки приводит к постоянно меняющимся реологическим характеристикам цементно-песчаной смеси. В результате смесь оказывается неравномерно распределенной по плоскости поддона и, следовательно, по разному уплотненной в различных частях изделий. При принятой схеме формования смесь не имеет возможности, как это происходит, например, при вибропрессовании, перемещаться по поддону под воздействием вибрации. Неравномерность засыпки и связанная с этим неоднородность уплотненного материала приводит не только к снижению прочности, но и к невозможности гарантировано обеспечить водонепроницаемость черепицы. Невозможно проверить каждую черепицу - водонепроницаемость должна обеспечиваться технологией. Ряд фирм, в течение нескольких лет ставивших целью выйти на российский рынок кровельных материалов, несмотря на значительные инвестиции, так и не смогли довести до конца решение этой задачи.
Попытки стабилизировать характеристики сырьевых материалов поставкой песков с определенных карьеров также не привели к необходимым результатам, а попытки использования сухих смесей для выпуска черепицы настолько повысили стоимость изделий, что она приблизилась к стоимости металлочерепицы.
В результате производители стали наносить на поверхность затвердевшей черепицы полимерный слой, который не только исключил протечки в кровле, fio и украсил ее. В рекламном проспекте, однако, потребителю предлагается не только цветная с нанесенным покрытием черепица, но и черепица без покрытия. Целесообразно было бы нанесение на свежеотформованную черепицу цветного коллоидно-цементного клея (результат совместного помола цемента с пигментом), обеспечивающего кольматацию пор поверхностного слоя. Кроме того, это позволило бы сэкономить краситель и исключить возможность отслоения полимерного слоя.
Имеются сведения об использовании технологических линий пресспро-ката для изготовления тротуарных плит - изделий, пользующихся гораздо более высоким спросом, чем черепица. Тротуарные плиты - толстые плоские пластины постоянной толщины, и их формование пресспрокатом более простая задача, чем изготовление черепицы.
Формование тротуарных плит происходит на плоском поддоне, представляющем собой металлический лист толщиной 4 мм, что делает изготовление поддонов весьма несложной задачей.
Высота тротуарных плит (обычно это 70-80 мм) позволяет перемещение смеси под уплотняющим роликом и, следовательно, более качественное их формование.
К недостаткам технологии следует отнести возможность получения в тротуарных плитах рельефа только в виде продольных полос и фаски только в направлении перемещения плит по конвейеру.
Из литературных источников неясно, удалось ли получить фаску в направлении, перпендикулярном движению, при резке непрерывной ленты формуемой плиты на изделия. Предполагалось, что образование поперечной фаски может быть организовано одновременно с разрезкой.
Полусухое прессование - технология, предусматривающая разовое интенсивное силовое воздействие прессующего органа на бетонную смесь без вибрации. Очевидны как недостатки способа, так и его преимущества.
К последним относятся малошумность, возможность использования смесей более высокой подвижности, чем при вибропрессовании, в первую очередь, из-за отсутствия вибрации, приводящей к прилипанию пуансона к изделию. Технология полусухого прессования позволяет обеспечить увеличение производительности формующего оборудования, возможность расширить диапазон удобоукладываемости формуемых смесей, а также получать изделия с декоративной поверхностью. При полусухом прессовании цементно-песчаных смесей получается поверхность типа «шагрень», потому что цементное молоко не выступает на поверхность изделия, «замазывая» заполнитель.
Основной недостаток полусухого прессования - сложно только давлением без вибрации качественно уплотнить бетонную смесь. Поэтому, как правило, технология применяется при производстве тонких ненесущих либо малонагруженных изделий, например, отделочных материалов.

При использовании цемента марок 300 и 500 указанное в табл. 8 количество следует изменить, пользуясь коэффициентами 1,2 и 0,9 соответственно.

При применении шлаковых и зольных вяжущих по марок по прочности 50, 100, 150 их количество нужно увеличивать в 3; 2; 1,5 раза по сравнению с данными табл. 6.

Шлаки, золы и шламы активностью не менее 5 МПа в возрасте 80 сут можно применять в качестве самостоятельного вяжущего.

Чтобы увеличить прочность обработанной части слоя на 10 - 30 % или снизить расход цемента на 10 - 20 %, в смесь целесообразно вводить СДБ в количестве 0,5 - 1 % массы цемента.

5.8. Пескоцемент наибольшей прочности при данном содержании цемента можно получить при оптимальном количестве в смеси воды (ориентировочно 7 - 10 % массы сухой смеси), устанавливаемом экспериментально при подборе состава смеси.

Количество воды (т) для приготовления пескоцемента при устройстве основания методом перемешивания или вдавливания кулачковым катком следует рассчитывать по формулам:

где l, b - длина и ширина участка соответственно, м;

h1 - толщина верхней, обработанной части слоя, м;

ρпц - плотность пескоцементной смеси, т/м3;

Оптимальное содержание воды в пескоцементной смеси, доли единицы;

Qпц - количество пескоцементной смеси, т.

При устройстве основания виброкатками или катками на пневматических шинах количество воды в пескоцементной смеси для хорошего проникания ее в щебень должно быть на 3 - 5 % меньше или больше оптимального рассчитанного по формулам (9).

5.9. Чтобы получить максимальную прочность слоя из обработанного пескоцементом щебня, перед распределением пескоцемента щебень следует увлажнять для создания смеси оптимальной влажности (ориентировочно 7 - 9 % массы смеси).

Ориентировочное количество воды для полива щебня (т) при устройстве основания методом перемешивания и вдавливания кулачковыми катками следует рассчитывать по формуле

где - оптимальнее содержание воды в смеси щебня с пескоцементом, т,

а при устройстве основания методом пропитки с использованием виброкатков или катков на пневматических шинах - по формуле

5.10. Количество вводимой в щебень пескоцементной смеси Qпц или других вяжущих можно определять по пустотности щебня и заданной глубине обработки (толщине обработанного слоя основания) ориентировочно по формулам

где ρ1 - плотность (объемная масса) зерен щебня, т/м3;

ρ2 - насыпная плотность (объемная насыпная масса) щебня в уплотненном состоянии, т/м3;

Кр - коэффициент раздвижки зерен щебня, Кр = 1 ÷ 1,15;

vпщ - пустотность щебня, доли единицы;

Кп - коэффициент потерь, Кп = 1,03.

Величину ρ2 можно определить путем уплотнения 10 кг щебня в стальном цилиндре диаметром и высотой 234 мм с пригрузом 10 кг на вибростоле при частоте вибрации 3000 об/мин, амплитуде 0,4 мм в течение 30 с.

5.11. При устройстве основания методом пропитки-вдавливания с учетом глубины обработки фракционированный щебень следует обрабатывать 35 - 40 % пескоцементной смеси, что соответствует пустотности укладываемого материала.

Щебень фракции 5 - 40 мм при устройстве основания методом перемешивания с учетом глубины обработки целесообразно обрабатывать пескоцементной смесью в количестве 20 %, что также соответствует пустотности смеси. Допускается при технико-экономическом обосновании обрабатывать щебень 35 - 40 и 50 % пескоцементной смеси.

Перед началом работ для уточнения расхода пескоцементной смеси следует определять пустотность применяемых материалов и пользоваться формулами (12).

Ориентировочный расход пескоцементной смеси для устройства 100 м2 основания при различной глубине обработки щебня с учетом поверхностного слоя из пескоцемента толщиной 1,5 см приведен в табл. 7 настоящих «Методических рекомендаций».

Таблица 7

5.12. После установления лабораторного состава пескоцемента следует рассчитать потребность в материалах на единицу площади основания.

Потребное количество щебня (м3) можно определять по формулам:

где Кущ - коэффициент уплотнения щебня.

5.18. Количество песка (м3) для приготовления пескоцементной смеси следует определять по формулам:

ρнп - насыпная плотность песка, т/м3.

5.14. Количество цемента Qц (т) для приготовления пескоцемента можно определять по формулам:

5.15. При производстве работ в рассчитанный состав материалов должны быть внесены поправки, учитывающие реальную влажность материалов, по формулам:

где Wп,Wщ - влажность песка и щебня соответственно, доли единицы;

Количество воды, необходимое для приготовления пескоцементной смеси на влажном песке, т;

Оптимальное содержание воды в пескоцементной смеси, т;

Количество воды, необходимое для приготовления смеси на влажном щебне, т.

6. Технология строительства оснований методом перемешивания

6.1. При строительстве оснований методом перемешивания на подготовленный подстилающий слой вывозят щебень, количество которого следует устанавливать с учетом проектной толщины основания и коэффициента уплотнения.

В зимнее время щебень можно вывозить на промежуточные притрассовые склады в район планируемого строительства.

6.2. Предварительно распределяют щебень бульдозером или автогрейдером, а окончательно на проектную толщину основания с учетом коэффициента уплотнения - профилировщиком типа ДС-108 или другими распределителями за один проход.

При распределении щебня профилировщиком фрезу и отвал фрезы поднимают. Отвал шнека устанавливают на проектную отметку с запасом на уплотнение. Шнек поднимают на 2 - 2,5 см выше режущей кромки отвала.

6.3. После распределения щебень при необходимости перед обработкой пескоцементом следует увлажнить для получения в последующем смеси щебня с пескоцементом оптимальной влажности (ориентировочный расход воды - до 10 л на 1 м2) и прикатать для проезда строительного транспорта (два-три прохода катка по одному следу).

8.4. Пескоцементную смесь, предназначенную для обработки верхней части щебеночного слоя, нужно приготавливать в смесительных установках типа СБ-78 или ДС-50А. Чтобы обеспечить качественный состав смеси, необходима точность подачи песка не менее ±5 %, цемента и воды ±2 % массы подаваемого материала.

8.5. Транспортировать смесь следует автомобилями-самосвалами или другими транспортными средствами при соответствующем технико-экономическом обосновании.

8.6. Пескоцементную смесь нужно предварительно распределять автогрейдером, а окончательно укладывать по поверхности распределенного щебня профилировщиком или другими распределителями. Расход пескоцемента определяют с учетом заданной глубины обработки слоя щебня и соотношения между щебнем и пескоцементом в обработанной части слоя.

Пескоцементную смесь планируют профилировщиком за один проход на рабочей скорости 10 - 15 м/мин. При планировке шнек и отвал поднимают на толщину слоя распределяемой смеси, а фрезу и отвал фрезы - в транспортное положение.

8.7. По окончании распределения пескоцементную смесь необходимо перемешать с уложенным щебнем на расчетную (требуемую) глубину. Максимальная глубина перемешивания для профилировщика не должна превышать 15 см. Перемешивание выполняют на рабочей скорости 5 м/мин фрезой при максимальном числе оборотов и шнеком; при этом отвалы поднимают в транспортное положение, а фрезу и шнек устанавливают на отметку глубины обработки.

При необходимости полученную смесь доувлажняют, чтобы смесь имела оптимальную влажность, и вторично перемешивают одним или двумя проходами профилировщика.

По окончании перемешивания планируют основание за один проход профилировщика. Рабочие органы устанавливают так же, как и при планировке щебня. Рабочая скорость 7 - 8 м/мин.

6.8. Основание сразу после перемешивания следует уплотнить за 12 - 16 проходов катка на пневматических шинах по одному следу. При этом коэффициент уплотнения на глубине 5 - 20 см должен быть не менее 0,98. Уплотнение начинают от краев основания к середине.

6.9. Уплотнение должно быть закончено в течение 3 ч с момента приготовления пескоцементной смеси, включая время на транспортирование готовой пескоцементной смеси на строящийся участок дороги, ее распределение и уплотнение.

Технологический разрыв между приготовлением и уплотнением пескошлаковой смеси на основе измельченного шлака или недробленого шлака с добавкой активатора - цемента не должен превышать 4 - 5 ч. При обработке щебня недробленым гранулированным доменным шлаком без активатора - цемента или бокситовым и нефелиновым шламами технологический разрыв может быть увеличен до 6 - 8 ч.

6.10. По окончании уплотнения следует произвести чистовую отделку основания профилировщиком и окончательно уплотнить поверхностный слой тяжелым гладковальцовым катком за один-два прохода по одному следу.

При чистовой планировке фрезу и отвал фрезы поднимают; отвал шнека устанавливают на проектную отметку; шнек поднимают на 1 - 2 см выше режущей кромки отвала.

6.11. По окончании чистовой планировки необходимо осуществлять уход за основанием одним из общепринятых методов, применяемых при уходе за цементобетоном, в соответствии со СНиП III-40-78. Допускается в день устройства основания укладывать покрытие; в этом случае уход за основанием исключается.

6.12. Открывать движение транспорта по основанию, устроенному с использованием цемента, следует после набора 70 % проектной прочности основания, но не ранее чем через 7 сут после окончания работ.

7. Технология строительства оснований методом пропитки-вдавливания

7.1. Суть обработки слоя щебня пескоцементной смесью заключается в заполнении смесью пустот щебеночного слоя под действием собственного веса и вдавливания при укатке (механического воздействия), несколькими способами:

вибрацией с использованием виброплит укладочных машин;

вибрацией и давлением - вибрационными катками;

глубинным давлением - кулачковыми катками;

поверхностным давлением - катками на пневматических шинах.

7.2. Щебень перед обработкой пескоцементом следует тщательно спланировать автогрейдером и полить водой в количестве 3 - 10 л на 1 м2.

При необходимости обеспечить проезд строительного транспорта щебень прикатывают легким катком двумя-четырьмя проходами по одному следу согласно СНиП III-40-78.

7.3. Приготовленную в установке пескоцементную смесь необходимо распределить по поверхности слоя щебня профилировщиком или автогрейдером.

Расход пескоцемента определяют в зависимости от пустотности щебня и глубины обработки слоя. Время технологического разрыва между приготовлением смеси и окончанием уплотнения рекомендуется принимать в соответствии с п. 6.9 настоящих «Методических рекомендаций».

7.4. Для обработки щебня вибрацией пескоцементную смесь рекомендуется распределять укладчиками типа ДС-97, ДС-108, Д-345, оснащенными вибрационными уплотняющими органами. В этом случае одновременно за один проход укладчика происходит распределение и проникание в щебеночный слой пескоцементной смеси.

7.5. Для обработки слоя щебня вибрацией и давлением следует использовать виброкаток типа ДУ-54, вибрационный валец которого способствует прониканию распределенной пескоцементной смеси в пустоты щебеночного слоя за три-четыре прохода по одному следу.

7.6. Для обработки слоя щебня методом глубинного давления целесообразно использовать кулачковый каток, который в процессе работы увеличивает зазоры между отдельными щебенками, обеспечивая увеличение глубины проникания пескоцементной смеси в щебеночный слой.

7.7. В зависимости от требуемой толщины обработанного монолитного слоя основания вдавливание можно осуществлять двумя способами. При требуемой толщине монолитного слоя не более 13 см вдавливать пескоцементную смесь или другое вяжущее в щебень рекомендуется последовательными проходами кулачкового катка, а при толщине свыше 13 см - чередуя проходы кулачкового и пневмо- или гладковальцового катков через каждый проход. Ориентировочное число проходов кулачкового катка может быть назначено в соответствии с табл. 8 настоящих «Методических рекомендаций» и уточнено по результатам пробного вдавливания в начале работ.