Ziarnisty dodatek hydrofobowy

Co to jest i jak oddziaływuje na grunt?

Ziarniste dodatki hydrofobowe to kationowe środki powierzchniowoczynne o strukturze amifilowej, bazujące na uwodornionych aminach tłuszczowych. Ich wysokowartościowa grupa liofilowa ma silne powinowactwo do cząsteczek gruntowych, powodując odwrócenie części hydrofobowej na zewnątrz cząsteczki gruntu. W efekcie powstaje micela odwrotna sprawiająca, że cząsteczki gruntu nabywają zdolność do odpychania od siebie cząsteczek wody.

Wysokowartościowe kationy grupy liofilowej w dodatku mają znaczący wpływ na fizykochemiczne właściwości gruntu. Istotne jest to, aby grunt, do którego wprowadzamy dodatek posiadał odpowiednio dużą powierzchnię właściwą determinowaną przez wielkość poszczególnych cząstek gruntu. Duża powierzchnia właściwa gruntów spoistych odpowiada za ich większą aktywność fizykochemiczną.

Rola spajająca grunt, w przeciwieństwie do typowych spoiw hydraulicznych, jest w przypadku dodatku hydrofobowego drugorzędna. Za procesy te (zmian sztywności i spajania cząstek gruntu) odpowiada cement CEM I 42,5 (najczęściej rekomendowany i wymagany w Specyfikacjach), który jest dozowany wraz z dodatkiem hydrofobowym.

Więcej szczegółów

Zastosowanie stabilizacji hydrofobowej

Jaki grunt można stabilizować?

Grunty muszą zawierać cząstki drobne, w większości przypadków wystarczająca jest obecność od 10% do 40% cząstek poniżej 0.063 mm. Rozbudowana powierzchnia właściwa pozwala na przebieg odpowiednich reakcji fizykochemicznych pomiędzy cząstkami drobnymi oraz cząstkami związku hydrofobowego. Stabilizacja dodatkami hydrofobowymi w związku z powyższym często używana jest w przypadku gruntów trudnych - wątpliwych i wysadzinowych, w większości wypadków niewskazanych do stabilizowania przy pomocy spoiw tradycyjnych. Dobrze sprawdza się w przypadku ponownego wykorzystywania starej podbudowy drogowej z kruszywa, w której obecne są drobne frakcje (po latach eksploatacji, jako efekt degradacji kruszywa) i która docelowo jest mieszana na odpowiednią i zaprojektowaną głębokość z gruntem zalegającym bezpośrednio pod nią.

Biorąc pod uwagę możliwości uzupełniania składu granulometrycznego gruntu (tzw. „doziarniania”) można uznać, że praktycznie w każdej sytuacji możemy zastosować ten rodzaj stabilizacji. To ostateczna analiza korzyści jakie możemy uzyskać ze stabilizacji tego typu powinna zadecydować o tym czy ingerencja w krzywą uziarnienia dostępnego na miejscu budowy materiału ma swoje uzasadnienie ekonomiczne. Szczegółowe wymagania dla materiału podawane są w odpowiednich Specyfikacjach Technicznych.

Przykłady zastosowań

Podatność i trwałość

Co odpowiada za wysoką jakość?

Istotną cechą stabilizacji ziarnistymi dodatkami hydrofobowymi jest mieszana struktura powstałego z gruntu materiału – sztywnych agregatów pajęczynowatego szkieletu nośnego oraz wypełnienia w postaci niezwiązanych spoiwem cząstek gruntu. Sztywny szkielet nadaje stabilizacji nośność, a wypełnienie cząsteczkami gruntu nadaje strukturze podatność, dzięki możliwości amortyzacji sił zewnętrznych.

Wymogiem powstania takiej struktury są dwie bardzo istotne rzeczy:

- odpowiednia zawartość cementu, nie przekraczająca granicy sztywności warstwy,

- odpowiednia zawartość frakcji pylasto-ilastej, nadającej podatny charakter pracy warstwie.

Taka struktura materiału stabilizowanego powoduje mniejszą wrażliwość na skurcz, dlatego nie jest wymagana dylatacja powstałej warstwy. Zastosowanie dodatków hydrofobowych wykorzystuje ten efekt oraz utrwala go w czasie poprzez hydrofobizację materiału. Pozwala to zachować korzystną pracę warstwy pomimo często trudnych warunków wodnych i temperaturowych.

Potwierdzenia trwałości

Projektowanie oraz wykonanie na budowie

Jak najlepiej zaprojektować warstwę oraz co potrzebujemy do jej wykonania, zbadania i odbioru?

Konstrukcję z wykorzystaniem dodatków hydrofobowych zazwyczaj projektuje się indywidualnie w celu optymalizacji kosztów, przy jednoczesnym zachowaniu wymaganej jakości i trwałości zmęczeniowej. Istotne jest sprawdzenie czy wydane dla dodatku dokumenty techniczne np. aprobata techniczna, wskazują podstawowe stałe materiałowe jakie nalezy użyć na etapie obliczeń mechanistyczno-empirycznych. Proces doboru konstrukcji poprzedza typowa analiza dokumentacji geotechnicznej oraz przebiegu niwelety. Do projektowania najczęściej wykorzystuje się program komputerowy oraz metodę mechanistyczno-empiryczną.

Prace stabilizacyjne na budowie wykonywane są przy użyciu tych samych maszyn budowlanych jak dla stabilizacji cementem. W przeciwieństwie do stabilizacji cementem lub spoiwem drogowym nie jest wymagane badanie wytrzymałość na ściskanie Rc, aczkolwiek może ono być wprowadzone jako dodatkowe badanie kontrolne.

Odbiór warstwy następuje z reguły po 72 godzinach. Do odbioru końcowego używa się powszechnie stosowanej metody pomiaru wtórnego modułu odkształcenia E2 (VSS). Badania kontrolne jakości wykonywane są wg odrębnych wymagań wskazanych we właściwej Specyfikacji Technicznej.

Jesteś zainteresowany wykorzystaniem technologii inteligentnej stabilizacji?

Poznaj nasz dodatek hydrofobowy SiccaBASE®

Konstrukcję z wykorzystaniem dodatku SiccaBASE® projektujemy indywidualnie. Dobór konstrukcji poprzedza szczegółowa analiza dokumentacji projektowej. Do projektowania wykorzystujemy uznany program komputerowy MWS Pavement DesignTM.

Prace stabilizacyjne na budowie wykonywane są przy użyciu tych samych maszyn budowlanych jak dla stabilizacji cementem.

Odbiór warstwy następuje po 72 godzinach. Do odbioru końcowego używa się powszechnie stosowanej metody pomiaru wtórnego modułu odkształcenia E2 (VSS).

Poznaj SiccaBASE ®