Směsi stmelené hydraulickými pojivy

Transkript

1 Směsi stmelené hydraulickými pojivy Silniční stavby 2 Stmelené směsi hydraulickými pojivy Zeminy Kamenivo Požadavky na zeminy Nejsou specifikovány v normě jako u kameniva 95 % velikosti zrn pod 63 mm (u vápna není ani tento požadavek) Maximální obsah síranů a organických látek

2 Proč zlepšovat zeminy Využití nevhodných místních materiálů Zlepšení zpracovatelnosti zemin Zlepšení zhutnitelnosti Využití pro pojíždění staveništní dopravou Poskytnutí kvalitního podkladu pro konstrukci Proč zlepšovat zeminy snížení vlhkosti zeminy, zvýšení modulu přetvárnosti (stanovené E def,2 ) sníženíčísla plasticity (I p ) zvýšení poměru únosnosti (CBR sat ) snížení míry namrzavosti (β) Pojiva Cement Vápno Struska Popílek Směsná silniční hydraulická pojiva

3 Cement Směs vzniklá přidáním cementu do zeminy, tak aby mohla splnit dané požadavky Hydraulicky stmelená směs kameniva s řízenou zrnitostí Cement 2 % 4 % zeminy s I p nižším než 6 % cementy portlandské třídy 32,5 a 22,5, struskoportlandské a vysokopecní třídy 32,5 Vlastnosti portlandských struskových cementů CEM II pozvolnější nárůst počátečních pevností pomalejší vývin hydratačního tepla snižuje riziko výskytu technologických trhlin světlejší barva ve srovnání s portlandskými cementy usnadňuje probarvování betonu snížená náchylnost k tvorbě výkvětů na betonovém zboží vyšší odolnost vůči agresivitě prostředí velice malá objemová roztažnost stálost mechanických, fyzikálních a chemických vlastností

4 Vápno Směs vzniklá přidáním vápna do zeminy tak, aby mohla splnit dané požadavky Vápno 1 % - 3 % zeminy s číslem plasticity I p = 10 % a vyšším Okamžité účinky Dlouhodobé účinky Vápno Okamžité účinky vysoušení zeminy - chemické vázání vody vlivem hydratace vápna, provzdušnění při míchání, přidání suchého materiálu zvýšení pevnosti (smykových parametrů a přetvárných charakteristik) zeminy a CBR snížení namrzavosti změna Proctorovy křivky - maximální objemová hmotnost se snižuje, zvyšuje se optimální vlhkost a křivka se stává většinou plošší snížení objemových změn (např. bobtnání) u jílovitých zemin zvýšení meze plasticity

5 Vápno Dlouhodobé účinky pucolánová reakce - postupné tvrdnutí (cementace) jílovitovápenatých směsí (několik měsíců až roků) dlouhodobá trvanlivost v nepříznivém prostředí Popílek Směs popílku, zeminy, dalších složek a vody, která tuhne a tvrdne hydraulickou reakcí Směs stmelená hydraulickým pojivem, kde hlavní složkou pojiva jsou křemičitanové nebo vápenaté popílky Struska Směs zeminy, strusky, dalších složek a vody, která tuhne a tvrdne hydraulickou reakcí Směs obsahující jednu nebo více uvedených strusek a vody, která tvrdne při hydraulické reakci

6 Směsná pojiva Směs zeminy a směsného pojiva, která tuhne a tvrdne hydraulickou reakcí Směs, která tuhne a tvrdne hydraulickou reakcí Směsná pojiva portlandský cement, jemné minerální příměsi a speciální chemické přísady 2 % - 3 % Směsná pojiva Dočasné přímopojížděné stmelené plochy a dopravně málo zatížené komunikace, polní a lesní cesty lze zprovoznit do 48 hodin po dokončení Snížení vyluhovatelnosti ve vodě těžkých kovů (až o 90 %) Snížení vyluhovatelnosti ve vodě ropných produktů (až o 50 %) Dílčí neutralizace kyselého prostředí

7 Směsná pojiva Zvýšení únosnosti Zvýšení mechanických vlastností (pevností) Zvýšení modulů pružnosti Zvýšení mrazuvzdornosti Snížení roplavitelnosti Snížení ekologických rizik Vlastnosti portlandských struskových cementů CEM II pozvolnější nárůst počátečních pevností pomalejší vývin hydratačního tepla snižuje riziko výskytu technologických trhlin světlejší barva ve srovnání s portlandskými cementy usnadňuje probarvování betonu snížená náchylnost k tvorbě výkvětů na betonovém zboží vyšší odolnost vůči agresivitě prostředí velice malá objemová roztažnost stálost mechanických, fyzikálních a chemických vlastností Co negativně ovlivňuje zlepšování Organické látky využívajíčást přidaného pojiva k neutralizaci a zvyšují tak spotřebu pojiv (do zemního tělesa pozemních komunikací lze použít zeminy s obsahem organických látek max. 6 %). Fosfáty a dusičnany se mohou dostávat do zemin zejména při intenzivním hnojení polí, tyto látky pak zpomalují hydraulickou reakci. Sírany a siřičitany urychlují reakci tuhnutí, ale při větším obsahu síranů a siřičitanů v kombinaci s vodou může docházet k tvorbě etringitu a objemovým změnám. Je proto nutné, vždy provést průkazní zkoušky při kterých se měří také objemové změny.

8 Normová základna 20 zkušebních norem ČSN EN 10 specifikačních norem ČSN EN s NA 8 navazujících norem ČSN kamenivo zeminy Kamenivo stmelené hydraulickými pojivy ČSN EN Směsi stmelené hydraulickými pojivy - Specifikace - Část 1: Směsi stmelené cementem (SC) ČSN EN Směsi stmelené hydraulickými pojivy - Specifikace - Část 2: Směsi stmelené struskou (SS) ČSN EN Směsi stmelené hydraulickými pojivy - Specifikace - Část 3: Směsi stmelené popílkem (SP) ČSN EN Směsi stmelené hydraulickými pojivy - Specifikace - Část 4: Popílky pro směsi stmelené hydraulickými pojivy (SP) ČSN EN Směsi stmelené hydraulickými pojivy - Specifikace -Část 5: Směsi stmelené hydraulickými silničními pojivy (SH) ČSN :1994 Stavba vozovek. Kamenivo stmelené hydraulickým pojivem ČSN :1994 Stavba vozovek. Stabilizované podklady Kamenivo stmelené hydraulickými pojivy Použití do konstrukčních vrstev vozovky Definují se jako směsi stmelené Klasifikace je založena na třídách pevnosti v tlaku Nezáleží na pojivu ani technologii výroby, směs je klasifikována svými užitnými vlastnostmi

9 Kamenivo stmelené hydraulickými pojivy KLASIFIKACE SMĚSÍ Systém I podle pevnosti v tlaku Systém II podle pevnosti v prostém tahu nebo pevnosti v příčném tahu a modulu pružnosti ČSN Stavba vozovek - Vrstvy ze směsí stmelených hydraulickými pojivy - Část 1: Provádění a kontrola shody Kamenivo stmelené hydraulickými pojivy UŽITÍ VE VOZOVCE ČSN Stavba vozovek - Vrstvy ze směsí stmelených hydraulickými pojivy - Část 1: Provádění a kontrola shody PŘEVODNÍ TABULKY SC C3/4 200 mm, ČSN EN

10 Směsi ze zemin stmelených hydraulickými pojivy ČSN EN Směsi stmelené hydraulickými pojivy - Specifikace - Část 10: Zeminy upravené cementem ČSN EN Směsi stmelené hydraulickými pojivy - Specifikace - Část 11: Zeminy upravené vápnem ČSN EN Směsi stmelené hydraulickými pojivy - Specifikace - Část 12: Zeminy upravené struskou ČSN EN Směsi stmelené hydraulickými pojivy - Specifikace -Část 13: Zeminy upravené hydraulickými silničními pojivy ČSN EN Směsi stmelené hydraulickými pojivy - Specifikace - Část 14: Zeminy upravené popílkem Směsi ze zemin stmelených hydraulickými pojivy Použití do konstrukčních vrstev vozovky Definují se jako směsi stmelené Klasifikace je založena na třídách pevnosti v tlaku ČSN EN , 12, 13, 14 Použití do podloží Definují se jako směsi stabilizované Klasifikace je založena na CBR ČSN EN , 11 Použití do podloží nebo do kce vozovky Definují se jako směsi upravené Klasifikace je založena na CBR nebo pevnosti ČSN EN , 12, 13, 14 Směsi ze zemin stmelených hydraulickými pojivy KLASIFIKACE SMĚSÍ Systém I podle pevnosti v tlaku (kce) Systém II podle pevnosti v prostém tahu nebo pevnosti v příčném tahu a modulu pružnosti (kce) Systém III CBR nebo IBI (okamžitý poměr únosnosti) (podloží)

11 Směsi ze zemin stmelených hydraulickými pojivy KLASIFIKACE SMĚSÍ ČSN EN (cement) stmelení konstrukce stabilizace aktivní zóna podloží vozovky ČSN EN (vápno) stabilizace podloží zlepšení zemní těleso mimo aktivní zónu podloží vozovky ČSN EN (struska) úprava konstrukce vozovky a zemní těleso ČSN EN (silniční pojivo) úprava konstrukce vozovky a zemní těleso ČSN EN (popílky) úprava konstrukce vozovky a zemní těleso Ostatní navazující a zbytkové ČSN ČSN Stavba vozovek - Vrstvy ze směsí stmelených hydraulickými pojivy -Část 2: Mezerovitý beton ČSN Stavba vozovek - Prolévané vrstvy - Část 1: Vrstva ze štěrku částečně vyplněného cementovou maltou ČSN Stavba vozovek - Prolévané vrstvy - Část 2: Penetrační makadam ČSN Stavba vozovek - Prolévané vrstvy - Část 3: Asfaltocementový beton ČSN Stavba vozovek - Prolévané vrstvy - Část 4: Kamenivo zpevněné popílkovou suspenzí ČSN Navrhování a provádění zemního tělesa pozemních komunikací (v revizi) Směs stmelená cementem ČSN EN Hydraulicky stmelená směs kameniva s řízenou zrnitostí a cementu jako pojiva, vyráběná takovým způsobem, který zajišťuje homogenitu

12 Vstupní materiály Cement dle EN 197-1, cement třídy 32.5, 42.5 nebo 52.5 Kamenivo dle EN 13242, drcené nedrcené, přírodní umělé recyklované Záměsová voda Přísady Minimální obsah pojiva Maximální velikost zrna kameniva Minimální obsah pojiva v % hmotnosti > 8 31,5 mm 3 2,0 8,0 mm 4 < 2,0 mm 5 Směs stmelená struskou ČSN EN Směs obsahující strusku a vodu, která tvrdne při hydraulické reakci nebo karbonaci - vzduchem chlazená ocelářská struska - granulovaná vysokopecní struska (částečně mletá, mletá)

13 Vstupní materiály Granulovaná vysokopecní struska Složení % obsah SiO 2 27 % - 41 % Al % - 20 % CaO 30 % - 50 % MgO < 20 % Vstupní materiály Kamenivo dle EN Aktivátory (vápno, síran vápenatý) Voda Požadavky na kamenivo

14 Druhy směsí Druh směsi Zrnitost Poznámky A1 0/22,4 A2 0/31,5 A3 0/45 CBR A4 0/31,5 A5 deklarovaná Jen směsi obsahující strusku Druhy směsí Kamenivo, struska, aktivátor Druh směsi Zrnitost Poznámky B1-1, B1-2,B1-3, B1-4 B2-0/20, B2-0/14, B2-0/10 B3 B4 dle A1 až A4 G1 nebo G2 12,5 100 % 6,3 >85 % 0,063 < 35 % Deklaruje zhotovitel Granulovaná, mletá granulovaná, částečně grabulovaná struska Požadavky na hutnost směsi, pro B2-0/10 IBI větší jak 50 % Směs z drobného kameniva s požadavkem na IBI (40%) Klasifikace směsí Okamžitý poměr únosnosti Delta CBR po 28 dnech (hodnota závislá na okamžitém poměru únosnosti a dle CBR po 28 dnech dle vzorce) Podle pevnosti v tlaku

15 Směs stmelené popílkem ČSN EN Směs stmelená hydraulickým pojivem, kde hlavní složkou pojiva jsou křemičité nebo vápenaté popílky Vstupní materiály Popílek křemičitý nebo vápenatý Nehašené vápno CaO, hašené vápno Ca(OH) 2 Cement dle Kamenivo EN Sádrovec Granulovaná vysokopecní struska voda Typy směsí P1 zrnitost 0/31,5 P2 0/20 (zrnitost G1, G2) P2 0/14 (zrnitost G1, G2) P2 0/10 (zrnitost G1, G2), okamžitý index únosnosti min. 50 % P3 směs drobného kameniva s požadavkem na okamžitý index únosnosti a pojivem popílkem (12,5 mm 100%, 6,3 mm 85%, 0,063<35%)

16 Typy směsí P4 zrnitost deklaruje zhotovitel P5 popílek je hlavní součástí směsi a pojiva Klasifikace směsí Podle pevnosti v tlaku Směs stmelené hydraulickými pojivy ČSN EN Směs stmelená hydraulickým pojivem, kde hlavní složkou pojiva jsou křemičité nebo vápenaté popílky vyrobené spalováním mletého uhlí nebo lignitu v energetických zařízeních

17 Směs stmelené hydraulickými silničními pojivy ČSN EN Směs stmelená hydraulickým pojivem, kde složkou pojiva je hydraulické silniční pojivo Vstupní materiály Hydraulické silniční pojivo dle ENV Kamenivo EN Voda Zpomalovače tuhnutí Typy směsí P1 zrnitost 0/31,5 P2 0/20 (zrnitost G1, G2) požadavek na hutnost P2 0/14 (zrnitost G1, G2), p. na h. P2 0/10 (zrnitost G1, G2), okamžitý index únosnosti min. 50 %, p. na h. P3 směs drobného kameniva s požadavkem na okamžitý index únosnosti a pojivem popílkem (12,5 mm 100%, 6,3 mm 85%, 0,063<35%) P4 směs deklaruje zhotovitel

18 Klasifikace směsí Podle pevnosti v tlaku Zeminy upravené cementem ČSN EN Směs vzniklá přidáním cementu a kde je to potřebné i dalších přísad do zeminy Vstupní materiály Cement dle EN nebo EN Zemina, 95 % propad na sítě 0,063 mm Voda

19 Klasifikace směsí Podle pevnosti v tlaku Podle CBR Definovány podmínky zrání Zeminy upravené vápnem ČSN EN Směs vzniklá přidáním vápna do zeminy, aby splnila dané požadavky Zeminy zlepšené vápnem ČSN EN Směs vzniklá úpravou zeminy vápnem jež bezprostředně ovlivňuje vlastnosti zeminy (snížení vlhkosti, zvýšení únosnosti, snížení plasticity) Zeminy stabilizované vápnem ČSN EN Směs vzniklá úpravou zeminy vápnem, která výrazně zvyšuje střednědobé až dlouhodobé vlastnosti, zejména trvanlivost a odolnost proti mrazu a vodě

20 Vstupní materiály Hašené a nehašené vápno Zemina Voda Požadavky na zeminu stabilizovanou vápnem Zeminy upravené struskou ČSN EN Směs zeminy, strusky, vody, dalších vstupních materiálů, která tuhne a tvrdne hydraulickou reakcí

21 Vstupní materiály Mletá nebo částečně mletá granulovaná struska Zemina Voda Klasifikace CBR Pevnost v tlaku Zeminy upravené popílkem ČSN EN Směs zeminy, popílku, vody, dalších vstupních materiálů, která tuhne a tvrdne hydraulickou reakcí Vstupní materiály Křemičitý nebo vápenatý popílek Zemina Voda Klasifikace CBR Pevnost v tlaku

22 Tloušťka konstrukčních vrstev Minimální 100 mm Nebo Minimálně 2,5 x D Požadavky na podklad Zemní pláň Ochranná vrstva V případě pokládky po zimě musí být ověřena únosnost podkladu Podklad musí být vlhký Stavební práce Výroba v mísícím centru, doprava, pokládka (materiál se dováží) Mísení na místě frézou (místní materiál) +5 C až +25 C specielní ošetřování mimo tento teplotní rozsah Nesmí se provádět při dlouhodobém dešti

23 Doprava a manipulace Nesmí dojít k znečištění zeminy Segregaci Změně vlhkosti Dodržení doby dopravy vzhledem k zpracovatelnosti Pokládka Finišery Grejdry Ručně Při pokládce dvou vrstev musí být druhá vrstva položena do tří hodin po položení první vrstvy, aby došlo ke spojení vrstev Nadvýšení vrstvy zhutňovací pokus Hutnění Vibrační tandemový válec Pneumatikový tandemový válec Rychlost hutnění 2 km/h 3 km/h První a poslední pojezd bez vibrace

24 Ošetřování a ochrana povrchu Další vrstvu provádět až po 7 dnech údržby (vlhčit, nepojíždět) Nenechat vrstvu přezimovat Po 24 hodinách přehutnit vibrací vznik sítě trhlinek Přiznat trhliny po 5 m až 10 m Prokázání zlepšení zeminy Stanovení složení směsi Dosažení předepsané hodnoty únosnosti CBR Místo použití Minimální hodnoty CBR V podloží násypu min 10 % V násypu min 10 % V aktivní zóně min 15 % Prokázání zlepšení zeminy Zlepšená zemina s CBR vyšším než 10 % - MÍRNĚ NAMRZAVÁ Zlepšená zemina s CBR vyšším než 45 % po saturaci - NENAMRZAVÁ Místo použití Minimální hodnoty CBR V podloží násypu min 10 % V násypu min 10 % V aktivní zóně min 15 %

25 TECHNOLOGIE PRACÍ příprava pracovního úseku navezení a rozprostření, případně rozrytí a srovnání zeminy mechanizmy nadávkování pojiva mísení zeminy s pojivem, či pojivy mechanizmy úprava vlhkosti s domísením vlhké směsi s pojivem hutnění a srovnání povrchu úpravy