Содержание к диссертации
Введение
2. Краткий обзор состояния исследований силикатного материала 14
3. Экспериментальные исследования по выбору цементирующего раствора 26
3.1.Время геле образования и вязкость 26
3.2. Плотность раствора и прочность силикатного материала 29
3.3.Соотношение реагентов и прочность силикатного материала 37
3.4.Влияние физических факторов пористого дисперсного заполнителя на прочность 41
4. Аналитические исследования процесса насыщения 46
4.1.Физическая модель процесса насыщения грунта раствором силиката натрия 47
4.2. Математическая модель процесса 50
4.3.Аналитика технологии процесса насыщения 59
5. Отработка технологических параметров производства монолитного силикатного материала 74
5.1.Влияние влажности песка на прочность 74
5.2. Определение рациональных физических параметров сыпучего материала для получения силикатного материала 82
5.3.Технология монолитного силикатного материала 84
6. Исследование прочностных характеристик силикатного материала 88
6.1.Методика испытания на механическую прочность 88
6.2.Механическая прочность силикатного материала 90
6.3. Зависимость прочности от степени заполнения пор раствором силиката натрия и его концентрации 95
6.4.Испытание силикатного материала на морозостойкость 106
6.5.Результаты акустического контроля проч ности материала 108
6.6. Деформативные свойства материала 120
7. Результаты производственных испытаний 130
7.1.Влияние динамических нагрузок на образо вание монолитной плиты 130
7.2.Исследование распределения напряжений в земляном полотне от действия поездной нагрузки при наличии в основной площадке подбалластной плиты моделированием 133
7.3. Определение изгибающего момента монолит
ной плиты из силикатного материала 145
7.4.Внедрение в производство 154
Выводы 163
Литература
- Плотность раствора и прочность силикатного материала
- Математическая модель процесса
- Определение рациональных физических параметров сыпучего материала для получения силикатного материала
- Зависимость прочности от степени заполнения пор раствором силиката натрия и его концентрации
Введение к работе
В постановлении ХХУІ съезда Коммунистической Партии Советского Союза говорится, что " главная задача пятилетки состоит в обеспечении дальнейшего роста благосостояния советских людей на основе устойчивого, поступательного развития народного хозяйства, ускорения научно-технического прогресса и перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального использования производственного потенциала страны, всемерной экономии всех видов ресурсов и улучшения качества работ ".
В одиннадцатой пятилетке объем капитальных вложений будет увеличен на 15 процентов, причем это увеличение должно включать в себя и эконоглию основных строительных материалов: цемента, металлов, древесины за счет расширения применения новых эффективных конструкций и полного использования местных строительных материалов.
Поэтому для обеспечения поставленных задач ХШ съездом Партии необходимо найти и разработать такую технологию производства некоторых видов строительных материалов, которая удовлетворяет требованиям времени: экономия ресурсов, энергии, использование местных материалов, сбережение окружающей среды, удешевление стоимости строительства, ускорение ввода в эксплуатации объектов строительства и повышение качества работ.
Важным звеном технического прогресса и повышения темпов строительства является широкое применение грунтов и местных строительных материалов, отходов производств для создания с помощью вяжущих новых строительных материалов, отвечающих вышеупомянутым требованиям.
В области автомобильных дорог в одиннадцатой пятилетке предусмотрено расширить их строительство, особенно в сельской местности, связывающих районные центры, центральные усадьбы колхозов и совхозов с автомобильными дорогами общего пользования. Такая обширная программа требует использования местных строительных материалов, причем применение этих материалов не должно отражаться на качестве строительства.
Для увеличения грузооборота на железных дорогах вводятся большегрузные вагоны и мощные локомотивы. Это приводит к увеличению нагрузки на земляное полотно железных дорог, эксплуатацию и ремонт которого необходимо проводить с помощью новой технологии, исключающей ручной труд с использова нием новых строительных материалов. Актуальность работы. Применяемые в настоящее время в строительстве сборные конструкции требуют для своего изготовления сложную технологическую оснастку, большие топливные и энергетические затраты, значительные транспортные расходы и средства для их изготовления, а также на доставку к месту строительства.
В ряде случаев, при строительстве новых и эксплуатации старых сооружений, возникает необходимость создания монолитных конструкций из искусственных строительных материалов в условиях, когда изготовление его по обычной технологии либо невозможно, либо экономически нецелесообразно.
Создание монолитных плит в качестве надежной подготовки под полами промышленных зданий с подвижными динамическими нагрузками, в аэродромном, авто- и железнодорожном строительстве может быть осуществлено без перерыва производственного процесса путем насыщения пористых материалов цементирующими растворами. Особенно целесообразным является получение монолитных конструкций в условиях реконструкции действующих предприятий.
Разработка технологии изготовления монолитных плит и ее теоретическое обоснование даст народному хозяйству значительную экономию топлива, энергии, позволит уменьшить транспортные затраты и осуществить экономию инертных материалов. В связи с изложенным, изучение вопросов насыщения пористых заполнителей цементирующими растворами являются актуальной задачей.
Цель работы состояла в разработке технологии получения монолитных конструкций из искусственных строительных материалов путем насыщения пористого дисперсного заполнителя цементирующим раствором и в получении прочного, водостойкого и морозостойкого строительного материала непосредственно на объектах строительства.
Научная новизна работы заключается в следующем: -•уточнен состав компонентов цементирующего раствора, состоящий из растворов жидкого стекла и кремнефтористоводо-родной кислоты, позволяющий осуществлять насыщение пористой среды наливом, определено время начала гелеобразования этого раствора;
- на основании основных положений термодинамики необратимых процессов рассмотрены вопросы нестационарной фильтрации, которая возникает при насыщении дисперсной среды цементирующим раствором; получены дифференциальные уравнения, позволяющие определить степень насыщения пор дисперсной среды на различной глубине;
- изучено насыщение дисперсного материала цементирующим раствором, которое представлено как бародиффузионный процесс энерго- и массопереноса;
- получены прочностные характеристики грунтосиликатов в зависимости от продолжительности твердения, соотношения между компонентами цементирующего раствора, плотностью силиката натрия, крупности зерен заполнителя, пористости;
- на основании решения дифференциальных уравнений нестационарной фильтрации построены графики, позволяющие определить степень насыщения пор дисперсного материала цементирующим раствором в любой точке и рассчитать ожидаемую прочность материала; - получены прочностные и другие характеристики монолитного силикатного материала в зависимости от продолжительности твердения, соотношения между компонентами цементирующего раствора, плотностью силиката натрия, крупности зерен заполнителя, пористости среды, концентраций цементирующего раствора в порах заполнителя и его влажности;
- разработана технология создания монолитных конструкций путем насыщения мелкозернистых материалов цементирующим раствором жидкого стекла.
Практическое значение работы:
- получено соотношение между компонентами цементирующего раствора, позволяющее насыщать поры песка без дополнительного давления на заданную глубину;
- определены прочностные свойства получаемого материала путем насыщения песка раствором силиката натрия при сжатии, растяжении и изгибе. Эти характеристики позволяют производить расчет монолитной силикатной плиты на различные нагрузки;
- разработана:; технология создания монолитных плит,
которая позволяет осуществить насыщение пористого дисперсного материала без сложного специального оборудования;
- произведено опытное внедрение монолитных плит по разработанной технологии. Внедрение было осуществлено для стабилизации двух деформирующихся участков железнодорожного земляного полотна плитами из монолитного силикатного материала. Получен экономический эффект в сумме 119 тысяч рублей. Содержание работы
Вопросами получения монолитных силикатных материалов, их прочности, водостойкости и долговечности занимались учете различных сфер строительной науки, которые охватывают области от фундаментостроения до создания искусственных строительных материалов. В результате работ Р.К.Айлера /35/, В.В.Аскалонова / 14 /, Ю.М.Баженова /58 /, Г.И.Банника / 36, 37 /, В.М.Безрука / I, 2, 3, 4, 5 /, Н.В.Белова / 6 /, В.Д.Глуховского / 23, 24 /, Л.В.Гончаровой / 50 /, П.Н.Григорьева / 38 /, А.Камбефора / 39 /, В.А.Каргина / 40 /, У.К.Льюиса / 41 /, М.А.Матвеева / 42 /, Б.М.Мицюка / 43 /, П.А.Ребиндера / 16, 44 /, Б.А.Ржаницина / 25, 26, 27, 28, 29 /, Е.П.Сергеева / 45 /, В.Е.Соколовича / 30, 31, 32, 33, 34 / и других была доказана теоретическая возможность получения нового строительного монолитного силикатного материала и обосновано широкое практическое применение его для нужд строительства.
Силикатный материал получали двумя технологическими способами: путем перемешивания и последующего уплотнения компонентов и нагнетанием цементирующего раствора в пористую грунтовую среду. Первая технология оказалась эффективной для получения строительных конструкций, вторая в значительной степени облегчила вопросы, связанные с реконструкцией или усилением слабых оснований.
Предлагаемая нами технология получения монолитных силикатных конструкций отлична от перечисленных тем, что введение цементирующего раствора осуществляется наливом его на поверхность пористого дисперсного заполнителя. Эта технология исключает дорогостоящее оборудование и не требует больших энергозатрат. Учитывая, что предлагаемая технология получения монолитного силикатного материала осуществляется наливом на поверхность пористого дисперсного заполнителя цементирующего раствора, необходимо, чтобы этот раствор обладал хорошей проникающей и высокой адгезионной способностями.
Основной компонент силикатного материала - раствор силиката натрия. В качестве инициатора используется кремне-фтористоводородная кислота. Проведены исследования, позволившие определить состав цементирующего раствора, плотности компонентов и время гелеобразования в зависимости от соотношения между компонентами. Определены прочностные характеристики материала в зависимости от количества цементирующего вещества в порах, плотности вянущего и количества добавляемого инициатора.
Инертный заполнитель силикатного материала - пористая дисперсная среда, в ряде случаев может быть представлен песком. Вопрос влияния гранулометрического состава на прочность силикатного материала изучался на образцах, которые испытывались на сжатие.
Оказалось, что диаметр зерен заполнителя влияет на прочность. Чем мельче зерна, тем прочнее силикатный материал. Получены закономерности влияния дисперсности зернового состава на коэффициент фильтрации, пористость и прочность.
Процесс насыщения пористой дисперсной среды жидкостью есть процесс фильтрации. Фильтрация представляет собой движение жидкости в пористой среде под действием перепада дав-г ления. Эта фильтрация подчиняется закону, который называется закон Дарси.
Однако уравнение Дарси относится к стационарному установившемуся процессу фильтрации. Процесс же насыщения пористого дисперсного массива силикатным раствором в предлагаемой технологии-нестационарный процесс.
Движение вязкой жидкости в дисперсных средах, теплопроводность, диффузия и т.д. являются необратимыми процессами и уравнения, их описывающие, являются частными случаями общих уравнений термодинамики необратимых процессов. Теория этих процессов разработана А.В.Лыковым / 67, 68 /.
В связи с этим, нами был предложен термодинамический подход к описанию процесса нестационарной фильтрации при насыщении дисперсного заполнителя цементирующим раствором при создании монолитных конструкций из силикатного материала.
На основании применения основных положений термодинамики необратимых процессов предложены дифференциальные уравнения нестационарной фильтрации жидкости в твердом пористом теле, связывающие между собой концентрацию жидкости в порах с давлением.
Изучался вопрос влияния влажности заполнителя на прочность силикатного материала. Оказалось, что влажность заполнителя не должна превышать 5 %, в противном случае прочность силикатного материала снижается, причем технология приготовления материала (налив или перемешивание) не имеет значения.
На основании проведенных экспериментов, предложена технология производства силикатного материала, позволяющая получать прочный материал насыщением пористого дисперсного заполнителя наливом на его поверхность цементирующего раствора.
Получены прочностные характеристики материала. Установлена динамика роста прочности, влияние концентрации цементирующего раствора на прочность, что согласуется с .-аналитическими выводами. Установлено значение термообработки силикатной массы для ускорения процесса твердения и увеличения прочности материала.
Одним из основных вопросов при создании монолитных силикатных конструкций является вопрос надежного контроля за качеством изготовления материала. Нами была отработана методика испытания материала ультразвуковым импульсным методом. Получены тарировочные кривые "скорость - прочность на сжатие и изгиб" и "время - прочность на сжатие и изгиб".
В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований, в качестве проверки рекомендуемой технологии создания монолитных силикатных плит, было осуществлено внедрение подобных плит на двух деформирующихся участках земляного полотна Молдавской железной дороги.
Даны обоснования необходимости применения монолитных плит и их расчет.
Получен экономический эффект в сумме 119 тысяч рублей от внедрения монолитных силикатных плит, осуществленных наливом цементирующего раствора на поверхность песчаного массива. Эта экономия слагается из отмены ограничешія скорости движения поездов и уменьшения эксплуатационных расходов.
На защиту выносятся:
- результаты исследований технологических и физических параметров цементирующего раствора и дисперсного заполнителя, позволяющих получать монолитный силикатный материал путем насыщения дисперсного заполнителя наливом на его поверхность раствора силиката натрия;
- получение теоретических закономерностей энерно- и массопереноса при фильтрации жидкости сквозь дисперсную среду на базе основных положений термодинамики необратимых процессов;
- результаты изучения влияния степени насыщения пустот заполнителя на прочность силикатного материала;
- использование полученных теоретических закономерностей влияния давления жидкости в порах на фазовое отношение для инженерных расчетов и аналитического прогнозирования прочности материала;
- результаты лабораторных исследований по определению прочностных и деформативных характеристик силикатного материала.
Плотность раствора и прочность силикатного материала
Изучался вопрос влияния плотности раствора жидкого стекла на прочность получаемого грунтосиликата. С этой целью песчаный заполнитель перемешивался с жидким стеклом, плотность которого была в пределах от 1,08 до 1,45 г/см3.
Плотность кремнефтористоводородной кислоты и ее количество в цементирующем растворе оставались прежними.
Образцы выдерживались на воздухе в течение месяца, а затем на прессе испытывались на сжатие и растяжение. Результаты проведенных исследований приведены в табл. 3.1, 3.2, 3.3 и табл. П.І.І Приложения I и графиках зависимости прочности на сжатие и растяжение от плотности раствора силиката натрия (рис. 3.2, 3.3 ) / 62 /.
Анализируя графики / рис. 3.2, 3.3 / видно, что прочность грунтосиликата зависит от плотности раствора силиката натрия. Чем концентрированней раствор, тем большая прочность материала обеспечивается, причем интенсивное нарастание прочности отмечается до того момента, когда плотность жидкого стекла становится равной 1,175 г/см3. В дальнейшем рост прочности менее интенсивен и увеличение плотности раствора существенно не увеличивает прочности грунтосиликата / 62 /.
Увеличение плотности раствора силиката натрия ведет к увеличению его вязкости. По данным Б.А.Ржаницына / 25 / для жидкого стекла с модулем 2,63 вязкость растворов силиката натрия, выраженная в н с/м с повышением концентрации неуклонно растет / табл. 3.4 /.
Инертный заполнитель грунтосиликата - пористая дисперсная среда может быть в ряде случаев представлена песком в естественном залегании. Гранулометрический состав его заложен самой природой и изменять егсг вряд ли представляется экономически целесообразным.
При создании грунтосиликатных конструкций из подручных инертных дисперсных материалов мы можем произвольно варьировать гранулометрическим составом, получая тем самым необходимый для нас материал с заданной прочностью. Вопрос влияния зернового состава на прочность грунтоси ликата изучался на образцах, которые испытывались на сжатие после 20-дневной супши их на воздухе. Была изготовлена серия образцов из смеси песка с цементирующим раствором. Крупность, зерновой состав инертного заполнителя менялся путем добавки к мелким фракциям все возрастающего количества крупных фрак ций. Так, к фракциям диаметром 0,1 глм постепенно добавляли фракцию диаметром 0,25 мм. Сначала добавка составила 20 %, затем 40 % и так далее. Такие же добавки производили к фрак циям диаметром 0,25 мм и так доводили крупность зерен песка до 1,0 мм.
По результатам испытания образцов на сжатие построен график зависимости прочности грунтосиликата от зернового состава (рис. 3.5). Следует отметить, что однородность зерен не обеспечивает максимальной прочности, причем, чем крупнее зерна, тем меньше прочность. Например, при крупности зерен диаметром 0,25 мм прочность была равна 2,6 МПа, а при диаметре 1,0 мм всего лишь 0,5 МПа.
Таким образом7 зерновой состав существенно влияет на прочность грунтосиликата. Чем меньше диаметр зерен, тем прочнее получается материал.
Б.А.Ржаницыным / 25 / установлено, что с увеличением дисперсности песка увеличивается прочность грунтосиликата. Это объясняется ростом суммарной поверхности зерен и увеличением адсорбционного геля.
Пористость грунтосиликата влияет на его прочность. Поэтому при изготовлении конструкций по технологии принятой для бетонов необходішо тщательно уплотнять грунтосиликатную массу. По данным А.И.Жилина / 23 / при пористости грунтосиликата равной 34,42 % прочность на сжатиеR =4,85 МПа (через двенадцать суток), а при пористости равной 27,43 % сопротивление сжатиюR Q-g = 8,0 МПа. Уменьшение пористости достигалось А.И.Жилиным добавлением глины. Очевидно примесь глины не ухудшает прочность.
Математическая модель процесса
Первоочередной задачей при математическом моделировании любого физического процесса является нахождение математического выражения термодинамической движущей силы, вызывающей данный процесс. Это позволяет сделать метод анализа явлений термодинамики необратимых процессов.
Все изменения, происходящие в системе при элементарном необратимом процессе могут быть отображены в приросте энтропии ( do ) вторым законом термодинамики, который при исходных посылках процесса имеет вид TdSv =/ с/С, /4. / где Т- абсолютная температура,0К « dSY - полный дифференциал энтропии в единице объема системы, дж/м3 град. К jx - потенциал массопереноса, указывает на количество энергии, вносимой единицей массы диффундирующего компонента при массопереносе ( количество именно этой энергии, разность потенциалов которой заставляет массу быть активной) »» ma$S aKtrn « (масс экшин) да/кг dl - полный дифференциал концентраций диффундирующего вещества в рассматриваемой системе; К -/м f с - удельное содержание силикатизирующего вещества в единице объема песчаного: массива). Уравление Гиббса - Дюгема djA = -$mdT + VdP, A 2-/ где $m- энтропия, дж/кг град; dT - приращение температуры в элементарном процессе; V - удельный объем системы, м /кг Р - давление, н/м .
Давление Р в элементарном процессе, которое оказывается столбом силикатизирующего раствора на поверхность песчаного массива, передается элементарными его потоками в порах по воздуху и воде, находящихся в них.
При движении данного раствора по порам вглубь элементарного объема дисперсного материала давление в порах будет падать в связи с диссипацией энергии. То-есть, в данном случае мы штеем дело с необратимым процессом переноса массы и энергии. Но уравнение Гиббса - Дюгема / 4.2 / справедливо только для обратимых процессов.
Для того, чтобы его можно было применить для описания необратимого процесса необходимо заменить " Р " на e " , где " є " - средняя энергия компрессии жидкой среды в порах элементарного объема дисперсной массы при необратитлом процессе переноса запаса потенциальной энергии от энерговоспринимающеи поверхности элементарного объема к противоположной ( ограничивающей элементарный объем) по направлению движения жидкой среды. е = Р-Се, / 4.3 / где Р - давление на энерговоспринимающую поверхность элементарного объема дисперсного материала по направлению движения жидкости, н/і/г; Се - коэффициент удельной энергоемкости процесса на потенциало-перенос, Й є 9 т.е. данный коэффициент указывает на количество энергии, поглощаемой одним м3 массы дисперсного материала при создании в порах по направлению движения жидкости среднего давления.
Технологический процесс насыщения полубесконечного массива дисперсного заполнителя в производственных условиях можно осуществить различными путями - произвольным образом. Но, во-первых, путь насыщения должен быть рациональным : в кратчайшее время, кратчайшим путем, во-вторых условия насыщения желательно создать такими, которые могли бы быть смоделированы математически с целью решения дифференциальных уравнений / 1.28, 4.29 / и получения аналитического прогноза в распределении давлений, концентраций силикатной связки, прочностных характеристик монолита после насыщения пористой среды.
Оптимальным вариантом технологии насыщения являются граничные условия 1-го рода : давление жидкости на поверхности массива есть величина постоянная Р2 = const. Однако, это с точки зрения практики трудно осуществи-. , мая задача. Следующими по эффективности, с точки зрения скорости процесса насыщения в заданном лимитированном времени гелеобразования являются граничные условия 1-го рода: скорость нарастания давления жидкости на поверхности есть величина постоянная : О figg - ср = const. at Эти условия вполне приемлемы, осуществимы на практике и не встречают трудностей в области математического моделирования и аналитического прогнозирования.
Определение рациональных физических параметров сыпучего материала для получения силикатного материала
На основании проведенных экспериментов по подбору компонентов грунтосиликата и разработки физико-математической модели процесса насыщения жидкостью пористой среды можно выделить основные требования как к инертному пористому заполнителю, так и к цементирующей жидкости, то-есть к обоим компонентам, из которых получается грунтосиликат :
а) зерновой состав заполнителя влияет на прочность грунтосиликата / 23, 25, 76, 77 /. Чем мельче зерна, тем прочнее получается материал. Однако, необходимо помнить, что грунтосиликат мы получаем путем налива на поверхность пористой дисперсной среды раствора силиката натрия. Поэто му диаметр зерен заполнителя не должен быть менее 0,1 мм.
В противном случае фильтрация цементирующего раствора будет затруднена. Наиболее пригодным зерновым составом заполнителя следует считать смесь зерен диаметром от 0,1 мм до 0,5 мм;
б) пористость заполнителя должна быть такова, чтобы обеспечить получение прочного материала. Важна не сама пористость, то-есть не общее количество пустот между зер нами, а их размер. Размеры пор должны обеспечить насыще ние пустот цементирующим раствором;
в) коэффициент фильтрации зависит от зернового состава и пористости песчаного заполнителя, поэтому также оказыва ет влияние на прочность получаемого грунтосиликата. Из фор мулы / 4.31 / ясно видно, что степень насыщения пустот заполнителя прямо пропорционально зависит от коэффициента фильтрации.
Таким образом установлено, что для прогнозирования прочности грунтосиликата необходимо знать зерновой состав заполнителя, его пористость и коэффициент фильтрацииJ
г) влажность заполнителя также играет существенную роль при получении грунтосиликата методом перемешивания компонентов. На рис. 5.3 приведен график, показывающий как меняется прочность материала в зависимости от влажности песка.
Влажность песка не должна превышать 5 %. В этом случае обеспечивается высокая прочность материала.
Технология изготовления грунтосиликата отличается от технологии изготовления грунтобетонов и цементогрунтов тем, что цементирующий раствор вводится в инертный заполнитель не путем перемешивания, а наливом на свободную поверхность пористого дисперсного заполнителя раствора силиката натрия.
Такая технология не требует специального оборудования, отличается простотой и незначительными затратами.
Создание монолитных грунтосиликатных плит требуется в случаях аэродромного, автодорожного и железнодорожного строительства, а также в цехах промышленных зданий, когда на полы действуют значительные подвижные нагрузки и необходимо усиление оснований под вышележащими конструкциями.
В этих случаях грунтосиликатные монолитные плиты изготавливаются следующим образом:
а)в заранее подготовленное корыто засыпают песок с уплотнением. Влажность песка не должна превышать 5 %, Крупность зерен до 1,0 мм и мельче, содержание пыли и глины не более 2 % ;
б)после уплотнения и выравнивания песка на его поверхность наливают цементирующий раствор, состоящий из жидкого стекла и кремнефтористоводородной кислоты;
в)плотность раствора силиката натрия и количество добавляемой кислоты зависят от коэффициента фильтрации и необходимой скорости твердения грунтосиликатной массы;
г)в случае, если необходимо ускорить процесс твердения грунтосиликата, можно после фильтрации цементирующего раствора налить дополнительно раствор кремнефтористой кислоты. Количество кислоты не ограничивается;
д)если требуется получить высокую прочность грунтосиликата за короткий период времени, например, через сутки, то необходимо организовать температурную обработку материала либо пропариванием, либо электронагревом, как это рекомендуется для бетонов / 78, 79 /. Электропрогрев желательно производить на следующие сутки после фильтрации;
Зависимость прочности от степени заполнения пор раствором силиката натрия и его концентрации
В реальных условиях динамические нагрузки на основной площадке возникают от прохода поездов. Поскольку процесс твердения засиликатизированного массива протекает в течение нескольких дней, важно было выяснить влияние динамических нагрузок на процесс твердения.
С этой целью в лаборатории ДИИТа были проведены опыты на моделях, которые заключались в следующем. Была приготовлена модель насыпи из лесовидного суглинка, в основной площадке которой искусственно сделано углубление, заполненное песчаным балластом. Геометрические размеры модели были выполнены в масштабе I : 50 . динамическая нагрузка передавалась через металлический штамп, причем напряжение в основной площадке составляло 0,08 МПа.
Плита из засиликатизированного материала устраивалась следующим образом. По описанной выше методике приготавливалась смесь песчаного балласта с закрепляющим раствором. Эта смесь укладывалась на сухой слой песчаного балласта и уплотнялась. Затем сразу же была включена установка пульсационных загружений. Частота загружений была выбрана 60 ударов в минуту. Продолжительность цикла - три минуты, что соответствует 180 ударам или проходу одного железнодорожного состава из 45 вагонов. Всего за рабочий день выполнялось 30 циклов динамических загружений. Такой режим эквивалентен проходу 15 пар поездов, что характерно для Молдавской железной дороги, на которой предназначалось провести опытное внедрение силикатизации.
За 2,5 часа испытаний металличесішй штаті дал осадку, которая составляла 2,75 мм. Скорость роста деформаций оказалась 1,1 мм/час.
В дальнейшем, через семь часов, осадка увеличилась еще на 0,455 мм, а скорость роста деформаций уменьшилась до 0,065 мм/час. Через 63 часа непрерывного воздействия пульсирующей нагрузки остаточная деформация увеличилась еще на 1,176 мм. Средняя скорость роста осадки уменьшилась до 0,018 мм/час. Несмотря на деформацию плиты непосредственно под штампом, целостность ее нарушена не была и твердение продолжалось независимо от действия; пульсирующей нагрузки. Из проведенного эксперимента можно сделать следующие выводы: I.Пульсирующая нагрузка, действующая на основную площадку при прохождении поездов, не влияет на прочность, образующейся путем силикатизации, плиты; 2.Плита из грунтосиликата резко уменьшает рост балластных углублений. Необходимо отметить, что при испытании модели нами намеренно были усложнены условия работы плиты, так как металлический штамп устанавливался непосредственно на засиликатизированный песок, а не на подушку, моделирующую щебеночную призму. Тем не менее твердение грунтосиликата произошло успешно и, получившаяся в результате этого, плита перераспределила напряжение на основную площадку, рост деформации практически прекратился.
По-данным В.Д.Поздняковой, проводившей исследования (на таких же моделях с различными грунтами) деформаций основной площадки под действием поездной нагрузки, скорость роста осадки колебалась от 0,6 мм/час до 3 мм/час, причем осадка носила незатухающий прогрессирующий характер.
Скорость роста осадки на моделях без силикатизирован-ной плиты была как минимум в 33 раза выше, чем с плитой.
