Цементогрунтом (или грунтоцементом) называют искусственнокомпозиционный монолитный материал, представляющий собой плотную затвердевшую смесь естественного грунта, цемента и воды, смешанных до определенной однородности в расчетных пропорциях, используемый для устройства оснований дорожных одежд и при строительстве. Положительным свойством цементогрунтов является образование в Дорожной одежде прочной монолитной плиты, обладающей достаточной несущей способностью и жесткостью, способной воспринимать силовые воздействия от подвижной нагрузки. В ряде случаев они могут успешно конкурировать со слоями из щебня, гравия или песка. Однако цементогрунты слабо сопротивляются износу, что исключает их использование в качестве верхних слоев покрытий. Комплексный технологический процесс устройства отдельных слоев Дорожных одежд из цементогрунтов можно разделить на три этапа: - приготовление цементогрунтовой смеси; - устройство из готовой смеси слоя дорожной одежды; - уход за свежеуложенным цементогрунтовым слоем. Приготовление цементогрунтовой смеси включает: - разработку и транспортирование грунта к месту приготовления смеси; - измельчение связных грунтов; - смешение измельченного грунта с цементом; - увлажнение цементогрунтовой смеси до расчетной влажности; - окончательное перемешивание цементогрунтовой смеси до получения требуемой однородности. В некоторых случаях в первый этап входит также введение в грунты различных добавок. В тяжелые глинистые грунты для улучшения их гранулометрического состава вводят песок, в грунты со значительным содержанием гумуса или повышенной влажностью — известь и т. д. От качества приготовления смеси зависит однородность цементогрунта и характер построения кристаллизационной структуры (густота разветвления кристаллического каркаса и крупность агрегатов грунта, сохраняющих конденсационно-коагуляционную структуру). Устройства цементогрунтового слоя состоит из следующих технологических операций: - укладки слоя свежеприготовленной цементогрунтовой смеси; - уплотнения уложенной цементогрунтовой смеси. На этом этапе наибольшее влияние на качество материала, уложенного в дорожную одежду, имеет степень уплотнения цементогрунтовой смеси. Она в значительной мере определяет остаточную пористость цементогрунта, плотность укладки грунтовых агрегатов и площадь контактов между ними. Уход за свежеуложенным цементогрунтовым слоем состоит из следующих мероприятий: - создания оптимального температурно-влажностного режима для твердеющей цементогрунтовой смеси в начальный период наиболее интенсивного роста прочности кристаллизационной структуры; - защиты цементогрунтового слоя от механических повреждений (прежде всего от преждевременного пропуска автомобилей) на период недостаточной прочности цементогрунта. Структура цементогрунта, а следовательно, его прочность и долговечность зависят от ряда факторов, а особенности ее формирования определяются режимом работ, выполняемых на протяжении всего технологического процесса (на всех трех этапах). Используя эти зависимости, можно целенаправленно управлять процессом структурообразования и получать заранее заданную (в определенных пределах) структуру. По возможности использования для целей управления структурообразующими процессами все факторы можно разделить на три группы: К 1-ой группе относят свойства исходных материалов: гранулометрический и минеральный составы грунта, минеральный состав и активность цемента, составы и активность добавок. Составы каждого из этих материалов, а следовательно, и их свойства можно изменять путем внесения гранулометрических добавок: песка, гравийно-песчаной смеси или суглинка. Цемент может быть получен в промышленности определенного состава и марок. Различные добавки поверхностно-активных веществ также получают на предприятиях промышленности. К 2-ой группе факторов относят составы цементогрунтов, т. е. соотношение в смеси грунта, цемента, поверхностно-активных добавок и воды. Это наиболее просто регулируемые факторы структурообразования. Составы смесей можно изменять в широких пределах, что при неизменных свойствах исходных материалов приводит к весьма существенным изменениям свойств конечной продукции — цементогрунта. К 3-ей группе относят технологические факторы, являющиеся мощными регуляторами процессов структурообразования. Положительные возможности факторов первых двух групп не могут быть полностью использованы, если они не подкреплены технологией производства работ. Показатели физико-механических свойств цементогрунтов, определенные непосредственно в конструктивных слоях дорожных одежд, в большинстве случаев намного ниже показателей, получаемых при испытании лабораторных образцов. Это в значительной мере объясняется тем, что в лаборатории для приготовления смесей применяют материалы, отвечающие требованиям стандартов, а для укладки в дорожные конструкции и уплотнения используют машины, обеспечивающие то или иное качество работ. На строительстве дорожных оснований и покрытий из цементогрунтовых смесей имеют место значительные колебания как в качестве исходных материалов, так и в технологии производства работ. Для укрепления в большинстве случаев используют местные грунты из притрассовых резервов. Их гранулометрический и минеральный составы изменяются на протяжении строящегося участка, отклоняясь от составов образцов, взятых в лабораторию для подбора состава смеси. В еще большей степени отличается от агрегатного состава грунта, используемого для лабораторных работ, агрегатный состав связных грунтов, укрепляемых на дороге. Применяемые в настоящее время измельчающие машины, как правило, не могут обеспечить такую же степень измельчения грунта, какая принята в лаборатории. Нормативные документы допускают использование связного грунта с содержанием комков крупнее 5 мм до 25%, в том числе крупнее 10 мм — не более 10%, т. е. агрегатный состав грунта отличается от лабораторного (основная масса грунта состоит из агрегатов диаметром 2 мм). Основным структурообразующим материалом в цементогрунте является цемент. Для полной реализации свойств цемента необходимо, чтобы он был равномерно распределен между грунтовыми агрегатами. В противном случае в общей массе цементогрунта сохраняются местные скопления неукрепленных грунтовых агрегатов с весьма низкой прочностью и недостаточной водостойкостью. Равномерность распределения цемента в массе укрепляемого грунта обеспечивается технологией производства работ качеством выполнения соответствующих операций по смешению компонентов смеси. От технологии зависит и степень равномерности увлажнения цементогрунтовои смеси. Как избыток, так и недостаток воды приводят к ослаблению кристаллического каркаса, снижают показатели плотности и прочности. Конечная плотность цементогрунта в значительной мере зависит от режима уплотнения смеси. От плотности, в свою очередь, зависят прочность и водостойкость цементогрунта. Чем выше плотность, тем лучше условия для физико-химического сцепления между собой составных частиц укрепленного грунта, тем меньше пор в нем и, следовательно, ниже его водонасыщение. Существенно отражается на качественных показателях конечной строительной продукции (цементогрунта в дорожной одежде) длительность технологического процесса. В лаборатории она невелика и измеряется минутами. На строительстве она колеблется в весьма широких пределах в зависимости от качественного и количественного уровня механизации работ, общей организации строительства и ряда других причин. Иногда длительность осуществления всех операций с влажной цементогрунтовой смесью (влажное смешение, разравнивание, уплотнение) на дороге достигает 3 - 5 ч. Такое различие во времени технологического процесса на дороге и в лаборатории значительно влияет на показатели физико-механических свойств цементогрунта. Причем эти показатели изменяются по-разному при укреплении грунтов различного состава и при различных температурных режимах. Основными факторами, определяющими лимит времени, являются сроки схватывания цемента в цементогрунтовой смеси, ее удобообрабатываемость и удобоукладываемость в период производства работ. Большое влияние на конечную прочность цементогрунта оказывает технологический режим ухода за ним в начальный, наиболее активный период структурообразования (период роста прочности). В конечном итоге суммарное воздействие всех технологических факторов может привести к весьма значительным изменениям свойств цементогрунта. При укреплении грунтов цементом применяют различные добавки с целью создания оптимальных условий твердения цемента и улучшения технологических свойств цементогрунтовых смесей, повышения деформативных свойств цементогрунта и в следствие - повышения прочности и долговечности цементогрунтов, расширения количества видов грунтов, пригодных для укрепления, а также в целях экономии цемента. Для улучшения деформативных свойств цементогрунтовых смесей в мире используют полимерные добавки (ренолит, латекс с лигносульфонатами, смолы, битумы, эмульсии и т. п.). Вывод: Цементогрунт на сегодняшний представляет собой самый недорогой, самый качественный и прочный материал для создания монолитных фундаментов. Использование цементогрунта для обработки дорожного покрытия позволяет выдерживать постоянные повышенные нагрузки. Также материал используется для укрепления воздушных полос. Цементогрунт используется в качестве основания всего покрытия и для укрепления определенных промежутков дороги. На Западе материал давно активно используется в качестве основного составляющего, как в дорожной сфере, так и при возведении домов. На сегодняшний день применение цементогрунта в строительстве достаточно широко. Специалисты выбирают данный вид материала благодаря не только приемлемой цене, но и разнообразной функциональности.
