Cheick Oumar DIALLO 1, Moussa TAMBOURA 2, Boubacar COULIBALY 1, Anna M
äáí = ÇÉë = ÅçìÅÜÉë = ÇÉ = ççêãÉ = ê
Cheick Oumar DIALLO 1, Moussa TAMBOURA 2, Boubacar COULIBALY 1, Anna M. MIKHAILOVA 2 1 Національний центр досліджень та експериментів у будівництві та громадських роботах (CNREX BTP), Малі 2 Факультет наук та техніки Університету наук, техніки та Технології Бамако (FST-USTTB), Малі
Матеріал придатний для використання в дорожніх роботах, якщо він відповідає безлічі умов, встановлених керівництвом та технічними стандартами, таких як граничні значення, встановлені на межі ліквідності, індекс пластичності, відсоток штрафу та матеріалів. Органічний або мінімальний Значення індексу CBR [1]. Матеріали, які не відповідають цим умовам, повинні зазнати вдосконалення [2]. Зазвичай це поліпшення відбувається шляхом стабілізації ґрунту. Стабілізація здійснюється або фізично та/або механічно, при якій щільність грунту збільшується, або хімічно, де частинки грунту, змішані з хімічними речовинами,
хімічні зв’язки з останніми. Часто для отримання бажаних властивостей ґрунту потрібні обидва типи стабілізації [2, 3]. Якщо механічна стабілізація, проведена із застосуванням стандартного обладнання для ущільнення, in-situ ущільнення та затірка покращує опір і несучу здатність (несучу здатність) ґрунту [ 4, 5], проте вона залишається недостатньою або економічно не дуже вигідною [2]. Таким чином, вимагається хімічна стабілізація. Хімічна стабілізація ґрунту є функцією його хімічного складу (оксиди кремнію, алюмінію, заліза, кальцію та ін.) [6], вапно та цемент - найпоширеніші продукти [7]
У цьому дослідженні CNREX BTP у партнерстві з Університетом Бамако здійснив серію експериментів щодо реальної ефективності цих комерційних полімерів у покращенні механічної поведінки дорожніх покриттів відповідно до інструкцій виробників з метою надання висновків техніки, необхідні потенційним користувачам (конструкторське бюро, компанії, підрядники тощо) на основі чітких результатів, що дозволяють кожному обґрунтувати свою думку, знаючи факти з одного боку, та підготувати документ, що служить архівом поле з іншого боку.
Для експерименту було обрано чотири типи ґрунту. Після ідентифікації та класифікації різних зразків ґрунту згідно з HRB зразки ґрунту формували наступним чином: Формування зразків ґрунту, що не містять полімерів, з різною енергією ущільнення (дванадцять ударів, двадцять п’ять ударів та п’ятдесят п’ять ударів) при оптимальному вмісті води модифікований Proctor. Формування зразків ґрунту полімером при різних енергіях ущільнення (дванадцять штрихів, двадцять п’ять штрихів і п’ятдесят п’ять штрихів). Дозування розведеного полімеру дорівнює кількості вмісту води в оптимально модифікованому Proctor.
Теплову поведінку зразків полімеру вивчали методом термогравіметрії. На малюнку 1, який ілюструє термогравіметричну криву (TG) та похідну (DTG) POMLRCM, показано три стадії розкладання. Втрати 2,22% від маси полімеру на першій стадії, ймовірно, відповідають випаровуванню розчинників, води, соляної кислоти або сірчаної кислоти [23]. Випаровування найменш летких тіл відповідає другій стадії розкладання, під час якої розкладається 12,7% полімеру. На цій стадії полімер протистоїть до 160 С. 14,95% полімеру розкладається на третій стадії, яка закінчується при 500 С. Залишкова маса після піролізу становить 71,34%. Полімер стабільний до 250 С (15% втрати ваги) [24].
Рисунок 1: Криві TG та DTG полімеру POMLRCM, нагрітого до 10 С/хв в аргоні. Таблиці 2, 3 та 4 відповідно ілюструють ідентифікацію та класифікацію ґрунтів, вміст води та розведеного полімеру в ґрунтах та результати ґрунтів. випробування на стиск.
Таблиця 2: Ідентифікація та класифікація зразків ґрунту, використаних для експерименту. ЗРАЗОК РОЗМІРУ Відмовлено через сито 20 мм Проходить через сито 80. ОБМЕЖЕННЯ ПОСІЛЕННЯ IP HRB Класифікація ПРИРОДА ГРУНТУ 1 0 Латерит 2 0 89,1% 29 13 A 6 (9 ) Глина 3 0 65,7% 26 10 A 4 (8) Червоний тонкий ґрунт 4 0 Подрібнений дрібний пісок Таблиця 3: Вміст води та вміст розбавленого полімеру в зразках грунту, що формується: Позначення Латерит Глина Дрібний червоний ґрунт Подрібнений пісок Вміст води 10,6% 13,4% 7,75% формування матеріалу Вміст розведеного полімеру 10,6% 13,4% 7,75% 7%
Рисунок 2: Графічна ілюстрація тестів на стиск
Слід зазначити, що дрібно подрібнений пісок не міг формуватися в природному стані. Це пояснюється тим, що воно суперечливе. Зразків латериту та глини було недостатньо для формування наборів із шести зразків. Аналіз результатів таблиці 4 показує збільшення простої міцності на стиск різних матеріалів із застосуванням полімерних виробів POMLATS. Це збільшення особливо відзначається для високих енергій ущільнення (55 ударів). Для латериту воно становить 192%; 121% для глини; 336% для тонкої червоної землі. Для дрібнодробленого піску опір падає з нуля до 25 бар із використанням продукту. Діапазон значень простої міцності на стиск, накладеної практичним керівництвом щодо розмірів дорожнього покриття для тропічних країн, встановлюється між 18 бар і 30 бар для стабілізації цементу. Це значення опору досягається для трьох із чотирьох досліджуваних типів ґрунту.
POMLRCM Таблиця 6: Вплив капілярного підйому: Суха вага Вага після 3 год Вага після 6 годин Вага після 24 годин Вага після 48 годин Вага після 72 годин Вага після 144 годин Позначення зразка 14.10.2014 4 до 11H: 00m n 14.10.2014 до 2: 00:00: 00mn 14.10.2014 о 17:00 15.10.2014 о 11:00 16.10.2014 о 11:00 17.10.2014 о 11:00 20.10.2014 о 11:00 O 4691 4616 4653 2258 1685 485 0 R 4606 4695 4710 4742 4800 4832 4847 RM 4460 4574 4599 4624 4708 4711 4713
Малюнок 3: Крива впливу капілярного підйому Зразки, сформовані з нормальною (R) та максимальною (rm) дозами POLRCM, протиставляються підйому капілярів. Це відзначається незначним збільшенням маси зразка під час експерименту (криві R та RM), як показано на малюнку 2.
Зразок, який не був оброблений (O), поступово руйнується через підняття капілярів. Це призводить до втрати ваги, яка спостерігається на кривій (O) на малюнку 2. Ця втрата триває до повного знищення зразка. Таблиця 6: Еволюція CBR відповідно до дозування полімеру Позначення зразка O R RM Індекс CBR 30,61 42,19 69,12 Результати цієї таблиці показують нам чітке покращення значення індексу CBR та те, що відповідно до дозування продукту
Висновок та перспективи: Результати лабораторних випробувань, проведених на трьох нетоксичних та жароміцних полімерах, фактично доводять, що їх використання значно підвищує механічні властивості ґрунтів при дорожніх роботах. Міцність на стиск однозначно покращується із застосуванням цих продуктів. Високі значення цієї механічної властивості також є важливими для стабілізації ґрунту. Ці експерименти чітко демонструють гідроізоляційний характер, який надає ґрунту ГОЗКР. Ця властивість має вирішальне значення, оскільки добре відомо, що вода є однією з основних причин деградації ґрунтових доріг. Ці експерименти необхідно продовжувати, проводячи повномасштабні експериментальні дошки на різних типах грунтів, за різних кліматичних умов та під впливом різних видів руху, щоб мати можливість висловити думку щодо інших технічних можливостей та економічних переваг цих полімери.