Реферат: Микроцемент, особо тонкодисперсное минеральное вяжущее

МИКРОЦЕМЕНТ, ОСОБО ТОНКОДИСПЕРСНОЕ МИНЕРАЛЬНОЕ ВЯЖУЩЕЕ http://www.intehstrom.ru/microcement.htm
    Микроцемент материал для упрочнения и уплотнения грунтов и восстановления прочности и водонепроницаемости бетонных и каменных конструкций методом инъецирования.

    Микроцемент открыл новые возможности в геотехнике. Микроцемент - это особо тонкодисперсное минеральное вяжущее (ОТДВ) с гарантированно плавным изменением гранулометрического состава. Микроцемент представляет собой порошок и производится посредством воздушной сепарации пыли при помоле цементного клинкера, поэтому он является гидравлическим минеральным вяжущим.

    Производятся марки микроцемента, различающиеся по гранулометрическому составу: при D95 ≤ 9,5 24 µм. Кроме того, марки подразделяются также на различные сорта в зависимости от вида исходного клинкера и добавок.

    Наглядно сравнить дисперсность микроцемента и обычного цемента можно на следующих фотоснимках, сделанных под электронным микроскопом, так выглядят частицы микроцемента в сравнении с человеческим волосом (прим.: Микродур - одна из торговых марок микроцемента, производимого компанией Dyckerhoff).

   

    Соотношение размера зерна микроцемента (слева) и цемента ПЦ 600 (справа) под электронным микроскопом

   

    Микроцемент применяется в виде водной суспензии для инъектирования (при низком давлении: 1,0 - 5,0 бар) укрепляемых или уплотняемых массивов грунта или (при высоком давлении: 10 - 30 бар) бетонных и каменных конструкций. Водоцементное отношение суспензии определяется конкретной задачей и колеблется от 0,7 до 8. Приготовление водной суспензии осуществляется в высокоскоростном смесителе при угловой скорости 2800-3000 об/мин в течение 3 мин. Инъектирование осуществляется также как и для бездисперсных составов (смолы, силикатные составы).

    Суспензия микроцемента обладает текучестью, сравнимой с текучестью воды даже при минимальном В/Ц, а проникающая способность суспензии сопоставима с бездиспсрсными вяжущими (микроцемент можно рассматривать как альтернативу жидкому стеклу и полимерным композициям, эпоксидной, карбомидной, финолформальдегидной и др.). Инъектирование грунта суспензиями осуществляется через манжетные колонны и гидравлические пакера; для нагнетания суспензии применяются шнековые или плунжерные насосы с регулируемым давлением. Суспензия микроцемента в режиме пропитки и без нарушения природной структуры грунта заполняет 100% активного порового пространства, проникает в поровую структуру растворов, бетонов и грунта, в пылеватые пески, в лессовые грунты, в плотный бетон, в волосяные трещины с радиусом распространения, превышающим расчетный радиус распространения бездисперсных составов.

    Укрепление и повышение водонепроницаемости каменных, бетонных и железобетонных конструкций достигается за счет заполнения открытых пор, трещин и раковин, имеющихся в структуре камня, раствора или бетона. В связи с тем, что для инъектирования применяются цементные суспензии с В/Ц = 0,7 1,2, ее прочность после затвердевания существенно превышает прочность обычного цементного камня. Поскольку микроцемент по минеральному составу аналогичен обычному портландцементу, гарантируется абсолютная совместимость матрицы и инъектируемого материала, т.е. при инъектировании трещин и поровой структуры происходит надежное "сшивание" отдельных элементов: бетон - грунт - камень - грунт; бетон - бетон; камень - раствор; камень - камень.

    Технология микроцемента имеет целый ряд преимуществ:

неограниченная долговечность укрепления (уплотнения), стойкость к химической агрессии (аналогично долговечности сульфатостойкого цемента) и к вибрации;

высокая прочность укрепления создаваемого суспензией массива, прочностные характеристики которого соответствуют прочностным характеристикам фундаментных конструкций: прочность на одноосное сжатие грунта 0,5 - 30 МПа, т.е. грунт переходит в состояние грунтобетона и в категорию скального грунта, бетонных конструкций 10 60 МПа в зависимости от марки микроцемента и водоцементного отношения суспензии;

высокая степень уплотнения грунта и бетонных конструкций (снижение водопроницаемости минимум в 1000 раз);

экологическая и санитарная безопасность материала при применении и эксплуатации;

высокая технологичность: время годности суспензии для инъектирования и сохранение заданной вязкости с момента затворения составляет от 2,5 до 4 часов при температуре не выше 25°С, а затворение осуществляется обычной водой водопроводного качества, быстрое затвердевание (70% марочной прочности через 2 суток);

совместимость с бетоном и железобетоном, однородность с обычными цементами по составу;

возможность выполнения работ в условиях обводнённых и водонасыщенных конструкций и грунтов;

простая технология приготовления суспензии и инъекционных работ, исключающая потери оборудования и шлангов от преждевременного затвердевания инъектируемого вещества

высокая производительность труда при инъекционных работах;

экономичность расхода материала за счет регулирования требуемой прочности грунта и конструкций изменением водоцементного отношения суспензии ОТДВ

возможность проводить работы при отрицательных температурах, используя подогретую воду (не более 20°С) и утепление шлангов; минимальная температура грунта в зоне инъектирования -10°С, что позволяет проведение работ в зимнее время

в большинстве случаев более низкая стоимость 1 м3 закрепленного объема грунтов или конструкций по сравнению со свайными технологиями;

технология применения микроцемента позволяет производить закрепление оснований с незначительными воздействиями на фундамент и без ущерба для конструкций фундаментов (в отличие от бурения свай), что обеспечивает безопасность для здания и щадящий режим работ;

разнообразие марок микроцемента позволяет обеспечить укрепление грунтов и конструкций с учетом различных требований: прочность или плотность укрепляемых массивов, стойкость к различным агрессивным воздействиям, твердение в условиях нулевой температуры, сроки схватывания, скорость набора прочности.

Некоторые технологические приемы применения микроцемента:

Уплотнение и закрепление грунта контактной зоны в туннелях и подземных сооружениях,

Усиление фундаментов путем увеличения их размеров (понижение подошвы и/или уширение фундамента; создание корневых конструкций свай и т.д.),

Вертикально-горизонтальная гидроизоляция подземных сооружений,

Создание опорной подушки для сваи в инъектируемом слое грунта,

Разгружающие экраны для подземных сооружений,

Сваи с опорной пятой,

Санация конструкций.

Назначение технологии микроцемента:

Уплотнение и упрочнение грунтов, закрепление разуплотненных грунтов с целью предотвращения суффозии и осадок здания или провисания туннеля за счет перераспределения и уменьшения нагрузки на нижележащие слои грунта, на основание, снижения влияния вибраций на грунт, переноса нагрузки на более плотные слои грунта;

Разработка грунта при устройстве котлованов без проведения водопонижения (мероприятия трудоемкого и опасного для рядом стоящих зданий);

Укрепление оснований фундаментов существующих зданий и сооружений с целью устройства примыкающих котлованов, с целью предотвращения осадок, повышения несущей способности грунтового основания при увеличении нагрузки на фундаменты при реконструкции зданий и сооружений, а также укрепление стенок котлована и гидроизолирование его дна;

Создание различных подземных конструкций посредством устройства инъекционных грунтобетонных массивов, в т.ч. устройство грунтобетонного массива для обеспечения устойчивости откосов котлована и рядом стоящих зданий;

Усиление несущей способности фундаментов, грунтов и свайных оснований существующих зданий и сооружений с целью предотвращения осадок;

Углубление подвальных помещений в существующих зданиях или наращивание фундаментов до более низких отметок с устройством подземных помещений;

Восстановление несущей способности оснований дорог, аэродромов и т.п. в зоне швов плит; гидроизоляция швов коллекторов и канализационных труб;

Восстановление качества, прочности и водонепроницаемости бетонных и железобетонных и каменных конструкций, кирпичной и каменной кладки;

Устройство водонепроницаемых горизонтальных экранов в грунтах, устройство горизонтальных противофильтрационных экранов при разработке котлованов в обводненных грунтах в сочетании с вертикальным ограждением котлована ("стена в грунте", буросекущие сваи, шпунт и т.д.)