Прогноз динамики упрочнения

С учетом обобщений ранее полученных экспериментальных данных и проведения соответствующего анализа закономерностей по динамике упрочнения смесей из малопрочного известнякового материала Туровского карьера стало возможным прогнозировать показатели свойств малопрочных известняков других месторождений страны.

В основу примера прогноза динамики упрочнения взяты известняковые высевки  Туровского месторождения Тульской обл. с удельной площадью поверхности в пределах 7—35 см²/г.

С увеличением удельной площади поверхности зернистого мало-прочного известняка, количества активизирующих добавок и температуры наружного воздуха увеличивается соответственно скорость упрочнения известняковой смеси, уложенной в основании дорожной одежды «в обойму».

Однако установлено, что для одного и того же известняка, вида и активности извести средняя константа скорости упрочнения в большей степени зависит от удельной площади поверхности зернистого известняка и температуры наружного воздуха.

Так, например, при средней температуре воздуха 20°С известняковый зернистый материал с добавлением гидратной извести в пределах 1—3% от массы известняка и при удельной площади поверхности Si =7 см²/г имеет среднюю константу скорости упрочнения /С_сп = 0,046 мес^-1, а для удельной площади поверхности S₂ = 35 см²/г средняя константа скорости упрочнения составила /С_Ср=0,46 мес^-1.

Полотно дороги

Таким образом, удельная площадь поверхности известнякового щебня увеличилась в 5 раз, а средняя константа скорости упрочнения увеличилась в 10 раз, т. е. прирост константы скорости упрочнения на 1 см²/г увеличения удельной площади поверхности для известняка составляет в среднем 0,0112 см²/г.

С увеличением температуры среды на 10 °С для известняковой смеси средняя константа скорости упрочнения увеличивается в среднем на 1,82—1,93, что свойственно для химических реакций и согласуется с законом Вант-Гоффа. Максимальный предел прочности известняковой зернистой смеси зависит от количества и активности вяжущего. Продолжительность достижения максимальной прочности малопрочной известняковой смеси зависит от гранулометрического состава известнякового материала и от количества вяжущего.

Прогноз динамики упрочнения вышеуказанных минеральных смесей в условиях их герметизации в основаниях дорожных одежд можно осуществить путем расчета прочности при сжатии или расколе в любом возрасте по формуле, которая учитывает комплексный процесс упрочнения минеральных смесей в «обойме» при их обработке либо цементом, либо гидратной известью.

Относительная погрешность прогноза составляет 1—5%, что вполне допустимо, так как разброс изменения прочности при сжатии образцов из данной смеси, полученной экспериментально, находится в пределах допустимых отклонений.