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
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 Edef,2) snížení čísla plasticity (Ip) zvýšení poměru únosnosti (CBRsat) snížení míry namrzavosti (β)
Pojiva Cement Vápno Struska Popílek Směsná silniční hydraulická pojiva
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 Ip 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
Vápno Směs vzniklá přidáním vápna do zeminy tak, aby mohla splnit dané požadavky
Vápno 1%-3% zeminy s číslem plasticity Ip = 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
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
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
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 využívají část 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.
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 14227-1 Směsi stmelené hydraulickými pojivy Specifikace - Část 1: Směsi stmelené cementem (SC) ČSN EN 14227-2 Směsi stmelené hydraulickými pojivy Specifikace - Část 2: Směsi stmelené struskou (SS) ČSN EN 14227-3 Směsi stmelené hydraulickými pojivy Specifikace - Část 3: Směsi stmelené popílkem (SP) ČSN EN 14227-4 Směsi stmelené hydraulickými pojivy Specifikace - Část 4: Popílky pro směsi stmelené hydraulickými pojivy (SP) ČSN EN 14227-5 Směsi stmelené hydraulickými pojivy Specifikace - Část 5: Směsi stmelené hydraulickými silničními pojivy (SH) ČSN 73 6124:1994 Stavba vozovek. Kamenivo stmelené hydraulickým pojivem ČSN 73 6125:1994 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
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 73 6124-1 Stavba vozovek - Vrstvy ze směsí stmelených hydraulickými pojivy Část 1: Provádění a kontrola shody Kamenivo stmelené hydraulickými pojivy UŽITÍ VE VOZOVCE
ČSN 73 6124-1 Stavba vozovek - Vrstvy ze směsí stmelených hydraulickými pojivy - Část 1: Provádění a kontrola shody PŘEVODNÍ TABULKY
SC C3/4 200 mm, ČSN EN 14227-1
Směsi ze zemin stmelených hydraulickými pojivy ČSN EN 14227-10 Směsi stmelené hydraulickými pojivy Specifikace - Část 10: Zeminy upravené cementem ČSN EN 14227-11 Směsi stmelené hydraulickými pojivy Specifikace - Část 11: Zeminy upravené vápnem ČSN EN 14227-12 Směsi stmelené hydraulickými pojivy Specifikace - Část 12: Zeminy upravené struskou ČSN EN 14227-13 Směsi stmelené hydraulickými pojivy Specifikace - Část 13: Zeminy upravené hydraulickými silničními pojivy ČSN EN 14227-14 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 14227 – 10, 12, 13, 14 Použití do podloží Definují se jako směsi stabilizované Klasifikace je založena na CBR ČSN EN 14227 – 10, 11 Použití do podloží nebo do kce vozovky Definují se jako směsi upravené Klasifikace je založena na CBR nebo pevnosti ČSN EN 14227 – 10, 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)
Směsi ze zemin stmelených hydraulickými pojivy
KLASIFIKACE SMĚSÍ ČSN EN 14227-10 (cement) – stmelení – konstrukce – stabilizace – aktivní zóna podloží vozovky ČSN EN 14227-11 (vápno) – stabilizace – podloží – zlepšení – zemní těleso mimo aktivní zónu podloží vozovky ČSN EN 14227-12 (struska) – úprava – konstrukce vozovky a zemní těleso ČSN EN 14227-13 (silniční pojivo) – úprava – konstrukce vozovky a zemní těleso ČSN EN 14227-14 (popílky) – úprava – konstrukce vozovky a zemní těleso
Ostatní navazující a zbytkové ČSN ČSN 73 6124-2 Stavba vozovek - Vrstvy ze směsí stmelených hydraulickými pojivy - Část 2: Mezerovitý beton ČSN 73 6127-1 Stavba vozovek - Prolévané vrstvy Část 1: Vrstva ze štěrku částečně vyplněného cementovou maltou ČSN 73 6127-2 Stavba vozovek - Prolévané vrstvy Část 2: Penetrační makadam ČSN 73 6127-3 Stavba vozovek - Prolévané vrstvy Část 3: Asfaltocementový beton ČSN 73 6127-4 Stavba vozovek - Prolévané vrstvy Část 4: Kamenivo zpevněné popílkovou suspenzí ČSN 73 6133 Navrhování a provádění zemního tělesa pozemních komunikací (v revizi)
Směs stmelená cementem ČSN EN 14227-1 Hydraulicky stmelená směs kameniva s řízenou zrnitostí a cementu jako pojiva, vyráběná takovým způsobem, který zajišťuje homogenitu
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 > 8 – 31,5 mm
Minimální obsah pojiva v % hmotnosti 3
2,0 – 8,0 mm < 2,0 mm
4 5
Směs stmelená struskou
-
ČSN EN 14227-2 Směs obsahující strusku a vodu, která tvrdne při hydraulické reakci nebo karbonaci vzduchem chlazená ocelářská struska granulovaná vysokopecní struska (částečně mletá, mletá)
Vstupní materiály Granulovaná vysokopecní struska Složení SiO2 Al203 CaO MgO
% obsah 27 % - 41 % 7 % - 20 % 30 % - 50 % < 20 %
Vstupní materiály Kamenivo dle EN 13242 Aktivátory (vápno, síran vápenatý) Voda
Požadavky na kamenivo
Druhy směsí Druh směsi
Zrnitost
A1 A2
0/22,4 0/31,5
A3 A4
0/45 0/31,5
A5
deklarovaná
Jen směsi obsahující strusku
Poznámky
CBR
Druhy směsí Druh směsi
Kamenivo, struska, aktivátor
Zrnitost
Poznámky
dle A1 až A4
Granulovaná, mletá granulovaná, částečně grabulovaná struska
B2-0/20, B20/14, B2-0/10
G1 nebo G2
Požadavky na hutnost směsi, pro B2-0/10 IBI větší jak 50 %
B3
12,5 – 100 % 6,3 – >85 % 0,063 < 35 %
Směs z drobného kameniva s požadavkem na IBI (40%)
B4
Deklaruje zhotovitel
B1-1, B1-2,B13, B1-4
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
Směs stmelené popílkem ČSN EN 14227-3 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 197-1 Kamenivo EN 13242 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%)
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 14227-4 Směs stmelená hydraulickým pojivem, kde hlavní složkou pojiva jsou křemičité nebo vápenaté popílky vyrobené spalováním mletého uhlí nebo lignitu v energetických zařízeních
Směs stmelené hydraulickými silničními pojivy ČSN EN 14227-5 Směs stmelená hydraulickým pojivem, kde složkou pojiva je hydraulické silniční pojivo
Vstupní materiály Hydraulické silniční pojivo dle ENV 13282 Kamenivo EN 13242 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
Klasifikace směsí Podle pevnosti v tlaku
Zeminy upravené cementem ČSN EN 14227-10 Směs vzniklá přidáním cementu a kde je to potřebné i dalších přísad do zeminy
Vstupní materiály Cement dle EN 197-1 nebo EN 197-4 Zemina, 95 % propad na sítě 0,063 mm Voda
Klasifikace směsí Podle pevnosti v tlaku Podle CBR
Definovány podmínky zrání
Zeminy upravené vápnem ČSN EN 14227-11 Směs vzniklá přidáním vápna do zeminy, aby splnila dané požadavky
Zeminy zlepšené vápnem ČSN EN 14227-11 Směs vzniklá úpravou zeminy vápnem jež bezprostředně ovlivňuje vlastnosti zeminy (snížení vlhkosti, zvýšení únosnosti, snížení plasticity)
Zeminy stabilizované vápnem ČSN EN 14227-11 Směs vzniklá úpravou zeminy vápnem, která výrazně zvyšuje střednědobé až dlouhodobé vlastnosti, zejména trvanlivost a odolnost proti mrazu a vodě
Vstupní materiály Hašené a nehašené vápno Zemina Voda
Požadavky na zeminu stabilizovanou vápnem
Zeminy upravené struskou ČSN EN 14227-13 Směs zeminy, strusky, vody, dalších vstupních materiálů, která tuhne a tvrdne hydraulickou reakcí
Vstupní materiály Mletá nebo částečně mletá granulovaná struska Zemina Voda
Klasifikace CBR Pevnost v tlaku
Zeminy upravené popílkem ČSN EN 14227-14 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
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 a ž +25°C specielní ošetřování mimo tento teplotní rozsah Nesmí se provádět při dlouhodobém dešti
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
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 %
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
