PL242659B1

PL242659B1 - Method for improving natural land and a mix for improving natural land

Info

Publication number: PL242659B1
Application number: PL436174A
Authority: PL
Inventors: Rafał Sochacki
Original assignee: Sochacki Rafal Tech Drogowe Sochacki
Priority date: 2020-12-01
Filing date: 2020-12-01
Publication date: 2023-04-03
Also published as: PL436174A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób ulepszenia gruntów naturalnych i mieszanka do ulepszenia gruntów naturalnych. Sposób ulepszenia gruntów naturalnych poprzez zmieszanie gruntu z cementem i wodą, wałowanie oraz zagęszczenie i profilowanie charakteryzuje się tym, że na grunt naturalny słabozagęszczalny w postaci piasku średniego rozprowadza się bezpośrednio na drodze piasek destruktowy o uziarnieniu od 0 do 2 mm w ilości od 33,8 do 43,5% wagowych, następnie grunt wraz z piaskiem destruktowym doprowadza się do wilgotności optymalnej, poprzez dodanie wody do 10,3% wagowych, i na tak przygotowanym podłożu rozsypuje się cement w ilości od 2,7 - 5,9% wagowych, po czym miesza się cement z podłożem przy użyciu specjalistycznego sprzętu budowalnego i zagęszcza walcami stalowymi oraz profiluje, a następnie przeprowadza się ostateczne zagęszczanie. Mieszanka ulepszenia gruntów naturalnych według wynalazku zawierająca grunt naturalny w postaci piasku średniego, kruszywo z odpadów budowlanych, cement CEM I 42,5 i wodę charakteryzuje się tym, że ma piasku średniego o uziarnieniu od 0 do 8 mm w ilości od 38,6 do 51% wagowych, piasku destruktowego o uziarnieniu 0 - 2 mm w ilości od 33,8 do 43,5% wagowych, cementu CEM I 42,5 w ilości od 2,7 - 5,9% wagowych, wodę w ilości 9,7 - 10,3% wagowych i ewentualnie kruszywo.The subject of the invention is a method for improving natural soils and a mixture for improving natural soils. The method of improving natural soils by mixing soil with cement and water, rolling as well as compaction and profiling is characterized by the fact that destructive sand with a grain size of 0 to 2 mm in the amount of 33.8 up to 43.5% by weight, then the ground and the destructive sand are brought to the optimum humidity by adding water to 10.3% by weight, and cement is spread on the prepared substrate in the amount of 2.7 - 5.9% by weight, after which the cement is mixed with the substrate using specialized construction equipment and compacted with steel rollers and profiled, followed by final compaction. The natural soil improvement mixture according to the invention, containing natural soil in the form of medium sand, aggregate from construction waste, CEM I 42.5 cement and water, is characterized by medium sand with a grain size of 0 to 8 mm in the amount of 38.6 to 51 % by weight, destructive sand with a grain size of 0 - 2 mm in the amount of 33.8 to 43.5% by weight, cement CEM I 42.5 in the amount of 2.7 - 5.9% by weight, water in the amount of 9.7 - 10.3% by weight and optionally aggregate.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ulepszenia gruntów naturalnych i mieszanka do ulepszenia gruntów naturalnych.The subject of the invention is a method for improving natural soils and a mixture for improving natural soils.

Obecnie najczęściej stosowanymi materiałami budowlanymi mieszanek jest cement, kruszywo, domieszki i ewentualnie dodatki uszlachetniające oraz woda. Kruszywo stanowi około trzy czwarte mieszanki betonowej. Najczęściej dodawanym kruszywem jest żwir lub tłuczony kamień. Zmniejszające się pokłady surowców kopalnianych oraz zwiększające się odpady z produkcji przemysłowej, powodują konieczność użycia surowców pochodzenia odpadowego nadających się do recyklingu. Koszty wydobycia oraz transportu kruszyw naturalnych mają tendencję wzrostową. Zważając na aspekt ekonomiczny, a także środowiskowy, konieczne jest podjęcie działań w kierunku wykorzystywania w drogownictwie kruszyw z recyklingu. W ostatnim czasie w sektorze budowlanym w wyniku stale wzrastającej ilości odpadów opracowuje się technologie, na podstawie których wykorzystuje się je jako surowce.Currently, the most commonly used building materials for mixtures are cement, aggregate, admixtures and possibly additives, and water. Aggregate makes up about three quarters of a concrete mix. The most commonly added aggregate is gravel or crushed stone. Decreasing deposits of mining raw materials and increasing waste from industrial production make it necessary to use raw materials of waste origin suitable for recycling. The costs of extraction and transport of natural aggregates tend to increase. Considering the economic and environmental aspects, it is necessary to take action to use recycled aggregates in road construction. Recently, in the construction sector, as a result of the constantly increasing amount of waste, technologies are being developed on the basis of which they are used as raw materials.

Mieszanki zawierające skruszone odpady przemysłowe w charakterze surowca wtórnego znane są przykładowo z polskich dokumentów patentowych: P.427528, PL 234767, P.428605.Mixtures containing crushed industrial waste as a secondary raw material are known, for example, from Polish patent documents: P.427528, PL 234767, P.428605.

Ze zgłoszenia wynalazku P.427528 znana jest mieszanka betonowa, w której wykorzystano kruszywo z materiałów z opadów budowlanych z recyklingu, a część cementu w ilości od 1% do 25% zastąpiono drobno zmielonym dodatkiem mineralnym o właściwościach wiązania z cząstkami o wielkości do 800 mikrometrów.From the application of the invention P.427528, a concrete mix is known, in which aggregate from materials from recycled construction waste was used, and part of the cement in the amount of 1% to 25% was replaced with a finely ground mineral additive with binding properties with particles up to 800 micrometers in size.

Z polskiego opisu patentowego PL 234767 znana jest mieszanka do budowy nawierzchni drogowej o zwiększonej trwałości zmęczeniowej, zawierająca destrukt z frezowania nawierzchni asfaltowej, emulsje asfaltową, miał gumowy, charakteryzująca się tym, że ma granulat asfaltowy o uziarnieniu 5,6-11,2 mm w ilości od 90-99% wagowych, granulat gumowy o średnicy do 3 mm w ilości do 1% wagowych, włókna bazaltowo-polimerowe w ilości do 2% wagowych, piasku kwarcowego o uziarnieniu od 0,2 do 1,0 mm w ilości 0,1 do 0,5 wagowych, asfaltu 50/70 w ilości od 0,6 do 1,2% wagowych.From the Polish patent description PL 234767, a mixture for building a road surface with increased fatigue life is known, containing asphalt surface milling waste, asphalt emulsion, rubber powder, characterized by the fact that it has asphalt granulate with a grain size of 5.6-11.2 mm in amounts of 90-99% by weight, rubber granulate with a diameter of up to 3 mm in the amount of up to 1% by weight, basalt-polymer fibers in the amount of up to 2% by weight, quartz sand with a grain size of 0.2 to 1.0 mm in the amount of 0, 1 to 0.5% by weight, 50/70 bitumen in an amount of 0.6 to 1.2% by weight.

Ze zgłoszenia wynalazku P.428605 znany jest sposób wytworzenia mieszanki mineralno-cementowo-emulsyjnej o ciągłym uziarnieniu, zawierającej destrukt w ilości od 20-85%, kruszywo doziarniające w ilości od 20 do 80%, emulsję asfaltową w ilości od 1-5%, cement w ilości do 4% oraz wodę (uzyskania optymalnej wilgotności), charakteryzujący się tym, że dodaje się środek ulepszający jonowo wymienny do stabilizacji gruntu w postaci płynu, w ilości od 0,1% do 0,2% lub środek ulepszający hydrofobowy w postaci proszku w ilości od 0,5-2%.From the application of the invention P.428605, there is known a method of producing a mineral-cement-emulsion mixture with continuous grain size, containing reclaimed material in the amount of 20-85%, granulating aggregate in the amount of 20-80%, asphalt emulsion in the amount of 1-5%, cement in the amount of up to 4% and water (to obtain optimal humidity), characterized in that an ion-exchange improving agent for soil stabilization is added in the form of a liquid, in the amount of 0.1% to 0.2% or a hydrophobic improving agent in the form of powder in the amount of 0.5-2%.

Ujawniona w opisie patentowym P.428605 mieszanka mineralno-cementowo-emulsyjna o ciągłym uziarnieniu zawierająca destrukt w ilości od 20-85%, kruszywo doziarniające w ilości od 20 do 80%, emulsję asfaltową w ilości od 1-5%, cement w ilości do 4% oraz wodę, charakteryzuje się tym, że zawiera środek ulepszający jonowo wymienny do stabilizacji gruntu w postaci płynu, w ilości od 0,1% do 0,2% lub środek ulepszający hydrofobowy w postaci proszku w ilości od 0,5-2%.The mineral-cement-emulsion mixture of continuous graining, disclosed in the patent description P.428605, containing reclaimed material in the amount of 20-85%, granulating aggregate in the amount of 20-80%, asphalt emulsion in the amount of 1-5%, cement in the amount of 4% and water, characterized in that it contains an ion exchange improver for soil stabilization in the form of a liquid, in the amount of 0.1% to 0.2% or a hydrophobic improver in the form of powder in the amount of 0.5-2% .

Wyżej wymienione mieszanki zawierają kruszywa grube z recyklingu betonu o grubych frakcjach.The above-mentioned mixtures contain coarse aggregates from recycled concrete with coarse fractions.

Celem wynalazku jest wytworzenie mieszanki do ulepszania gruntów naturalnych, w szczególności źle zagęszczalnych o wskaźnikach różnoziarnistości Cu < 3 i słabozagęszczalnych o wskaźnikach różnoziarnistości Cu = 3 ^ 6,znacząco poprawiającej parametry warstw ulepszonego podłoża drogowego w obniżonych temperaturach (min. 0°C).The aim of the invention is to produce a mixture for the improvement of natural soils, in particular those that are poorly compacted with different graining indices Cu < 3 and poorly compacted with different graining indices Cu = 3 ^ 6, significantly improving the parameters of improved road subgrade layers at lower temperatures (min. 0°C).

Istotą wynalazku jest sposób ulepszenia gruntów naturalnych w obniżonych temperaturach (min. 0°C), poprzez zmieszanie gruntu z cementem i wodą, wałowanie oraz zagęszczenie i profilowanie, charakteryzujący się tym, że na grunt naturalny słabozagęszczalny w postaci piasku średniego o uziarnieniu od 0 do 8 mm rozprowadza się bezpośrednio na drodze piasek destruktowy z odpadów budowlanych o uziarnieniu od 0 do 2 mm w ilości od 33,8 do 43,5% wagowych przy użyciu sprzętu do profilowania, następnie grunt naturalny słabozagęszczalny wraz z piaskiem destruktowym doprowadza się do wilgotności optymalnej poprzez dodanie wody w ilości 9,7-10,3% wagowych, którą rozprowadza się po powierzchni za pomocą wozu asenizacyjnego i na tak przygotowanym podłożu rozsypuje się cement w ilości od 2,7-5,9% wagowych przy użyciu rozsypywacza środka wiążącego, po czym miesza się cement z podłożem przy użyciu specjalistycznego sprzętu budo walnego i zagęszcza walcami stalowymi oraz profiluje równiarką i/lub spycharką, a następnie przeprowadza się ostateczne zagęszczanie przy użyciu walców ogumionych.The essence of the invention is a method of improving natural soils at reduced temperatures (min. 0°C), by mixing soil with cement and water, rolling as well as compacting and profiling, characterized in that the natural soil is poorly compacted in the form of medium sand with grain size from 0 to 8 mm, destructuring sand from construction waste with a grain size of 0 to 2 mm, in the amount of 33.8 to 43.5% by weight, is spread directly on the road using profiling equipment, then natural, poorly compacted soil together with reclaimed sand is brought to optimum humidity by adding water in the amount of 9.7-10.3% by weight, which is spread over the surface with a slurry tanker and cement in the amount of 2.7-5.9% by weight is spread on the prepared substrate using a binder spreader, after which the cement is mixed with the ground using specialized construction equipment and compacted with steel rollers and profiled with a grader and/or bulldozer, followed by final compaction using rubber rollers.

Mieszanka do ulepszenia gruntów naturalnych według wynalazku zawierająca grunt naturalny w postaci piasku średniego, piasek destruktowy z odpadów budowlanych, cement CEM I 42,5 i wodę, charakteryzuje się tym, że zawiera piasek średni o uziarnieniu od 0 do 8 mm w ilości od 38,6 do 51% wagowych, piasek destruktowy z odpadów budowlanych o uziarnieniu 0-2 mm w ilości od 33,8 doThe mixture for improving natural soils according to the invention, containing natural soil in the form of medium sand, reclaimed sand from construction waste, CEM I 42.5 cement and water, is characterized in that it contains medium sand with a grain size of 0 to 8 mm in the amount of 38, 6 to 51% by weight, destructive sand from construction waste with a grain size of 0-2 mm in the amount of 33.8 to

PL 242659 Β1PL 242659 B1

43,5% wagowych, cement CEM I 42,5 w ilości od 2,7-5,9% wagowych, wodę w ilości 9,7-10,3% Wagowych i ewentualnie kruszywo 2/4 o uziarnieniu od 2-4 mm w ilości od 4,5%-8,6% wagowych.43.5% by weight, cement CEM I 42.5 in the amount of 2.7-5.9% by weight, water in the amount of 9.7-10.3% by weight and possibly 2/4 aggregate with a grain size of 2-4 mm in an amount of 4.5%-8.6% by weight.

Nieoczekiwanie na etapie badań okazało się, że sposób ulepszania podłoża naturalnego mieszanką z dodatkiem piasku destruktowego z odpadów budowlanych o uziarnieniu od 0 do 2 mm umożliwia prowadzenie prac nawet w temperaturze 0°C. Ponadto zastosowanie piasku destruktowego (piasek destruktowy to oddzielony kamień cementowy, otaczający kruszywo pierwotne) znacznie poprawia wskaźniki różnoziarnistości Cu i wytrzymałości na ściskanie Rc.Unexpectedly, at the research stage, it turned out that the method of improving the natural subgrade with a mixture with the addition of destructive sand from construction waste with a grain size of 0 to 2 mm allows work to be carried out even at a temperature of 0°C. In addition, the use of reclaimed sand (reclaimed sand is a separated cement stone surrounding the primary aggregate) significantly improves the Cu differentiation index and the Rc compressive strength.

Schemat poglądowy widoku kruszywa naturalnego, otoczonego przez kamień cementowy, który następnie jest oddzielony jako piasek destruktowy przedstawiony jest na fig. 1.A schematic view of natural aggregate surrounded by cement stone, which is then separated as destructive sand, is shown in Fig. 1.

W celu określenia wpływu zastosowanego piasku destruktowego z odpadów budowlanych do poprawy parametrów warstw ulepszonego podłoża drogowego, zwłaszcza w obniżonych temperaturach, przeprowadzono badania dla trzech grup mieszanek podzielonych ze względu na zawartość cementu, tj. 3%, 5% i 7%. Każda z tych grup zawierała różne udziały procentowe gruntu naturalnego „GN” w stosunku do piasku destruktowego „PD” - tabela. 1In order to determine the effect of the used reclaimed sand from construction waste on improving the parameters of the improved road base layers, especially at lower temperatures, tests were carried out for three groups of mixes divided according to the cement content, i.e. 3%, 5% and 7%. Each of these groups contained different percentages of natural soil "GN" in relation to destructive sand "PD" - table. 1

Do badań przyjęto piasek średni „MSa” o niskim wskaźniku różnoziarnistości Cu = 4,2, klasyfikującym grunt jednofrakcyjny (słabozagęszczalny), piasek destruktowy z odpadów budowlanych „PD” o wskaźniku różnoziarnistości Cu = 14, cement portlandzki CEM I 42,5, oraz wodę.Medium sand "MSa" with a low coefficient of grain size Cu = 4.2, classifying single-fraction soil (poorly compacted), reclaimed sand from construction waste "PD" with a coefficient of grain size Cu = 14, Portland cement CEM I 42.5, and water were used in the tests. .

Tabela 1Table 1

Grupa mieszanek z zawartością cementu 3% A group of mixes with a cement content of 3% Grupa mieszanek z zawartością cementu 5% A group of mixes with a cement content of 5% Grupa mieszanek z zawartością cementu 7% A group of mixes with a cement content of 7% Procentowy stosunek gruntu naturalnego „GN” do piasku destruktowego PD” Percentage ratio of natural soil "GN" to reclaimed sand XP" GN 100% GN 100% GN 100% GN 100% GN 100% GN 100% GN 90% / PD 10% GN 90%/PD 10% GN 90% / PD 10% GN 90% / PD 10% GN 90% / PD 10% GN 90%/PD 10% GN 70% / PD 30% GN 70% / PD thirty% GN 70% / PD 30% GN 70% / PD 30% GN 70% / PD 30% GN 70% / PD thirty% GN 50% / PD 50% GN 50% / PD 50% GN 50% / PD 50% GN 50% / PD 50% GN 50% / PD 50% GN 50% / PD 50%

Zależność współczynnika różnoziarnistości Cu od zawartości piasku destruktowego przedstawiono na wykresie na fig. 2.The dependence of the grain size coefficient Cu on the content of destructive sand is shown in the diagram in Fig. 2.

Zwiększanie udziału piasku destruktowego z odpadów budowlanych w mieszankach znacząco wpłynęło na wzrost wartości wskaźnika różnoziarnistości „Cu”, wpływając tym samym na zagęszczalność i nośność.Increasing the share of destructive sand from construction waste in the mixes significantly increased the value of the "Cu" coefficient of grain size, thus affecting compaction and load-bearing capacity.

Wykonano również badania kalifornijskiego wskaźnika nośności „CBR”. Zależność wskaźnika nośności CBR od zawartości cementu i piasku destruktowego z odpadów budowlanych przedstawiono na wykresie na fig. 3.The California load index "CBR" was also tested. The dependence of the load capacity index CBR on the content of cement and reclaimed sand from construction waste is shown in the graph in Fig. 3.

Analiza wyników wskaźnika nośności CBR dla mieszanek wykazuje, że wraz ze wzrostem w mieszankach zawartości piasku destruktowego z odpadów budowlanych, wzrastała nośność mieszanek. Nośność CBR mieszanek z zawartością 50% piasku destruktowego z odpadów budowlanych w stosunku do mieszanek z gruntem naturalnym wzrosła dla mieszanek z 3% cementu o 101,2%, 5% cementu o 104,3%, a dla 7% cementu o 101,6%. Przeprowadzono badania wytrzymałości na ściskanie Re dla każdej z 12 rodzajów mieszanek w temperaturze pokojowej i wilgotności min. 95% i w temperaturze 0°C oraz wilgotności min. 95%, a po 14-dniowym okresie kondycjonowania próbki poddano ściskaniu.The analysis of the results of the CBR load capacity index for the mixes shows that the load capacity of the mixes increased with the increase in the content of destructive sand from construction waste in the mixes. The CBR load capacity of mixes with 50% of destructive sand from construction waste compared to mixes with natural soil increased for mixes with 3% cement by 101.2%, 5% cement by 104.3%, and for 7% cement by 101.6% %. Compressive strength Re tests were carried out for each of the 12 types of mixes at room temperature and min. 95% and at a temperature of 0°C and a humidity of min. 95%, and after a 14-day conditioning period, the samples were subjected to compression.

Z analizy wytrzymałości na ściskanie Re mieszanek z zawartością cementu 3% kondycjonowanych w pokojowej temperaturze i w temperaturze 0°C wynika, że wszystkie mieszanki wykazują proporcjonalny wzrost wytrzymałości do mieszanki referencyjnej GN100 wraz ze wzrostem zawartości piasku destruktowego z odpadów budowlanych: mieszanka GN90/PD10 o 46,9%, GN70/PD30 o 55,6%, a GN50/PD50 o 76,5%.The analysis of the compressive strength Re of mixes with 3% cement content conditioned at room temperature and 0°C shows that all mixes show a proportional increase in strength to the GN100 reference mix with an increase in the content of reclaimed sand from construction waste: GN90/PD10 mix by 46 .9%, GN70/PD30 by 55.6% and GN50/PD50 by 76.5%.

W stosunku do referencyjnej mieszanki GN100 wzrosty wytrzymałości wyniosły: dla mieszanki GN90/PD10 o 12,7%, GN70/PD30 o 33,8%, a GN50/PD50 o 64,8%.Compared to the reference GN100 mix, the strength increases were as follows: for the GN90/PD10 mix by 12.7%, GN70/PD30 by 33.8%, and GN50/PD50 by 64.8%.

PL 242659 Β1PL 242659 B1

Różnice wytrzymałości pomiędzy próbkami kondycjonowanymi w temperaturze pokojowej, a temperaturze 0°C wynosiły: dla mieszanki GN100 - spadek o 12%, GN90/PD10 - spadek o 33%, GN70/PD30 - spadek o 24,6%, natomiast dla GN50/PD50 - spadek o 18,2%.Differences in strength between samples conditioned at room temperature and 0°C were as follows: for the GN100 mixture - a decrease by 12%, GN90/PD10 - a decrease by 33%, GN70/PD30 - a decrease by 24.6%, and for the GN50/PD50 - decrease by 18.2%.

Średnie tempo przyrostów wytrzymałości próbek w zależności od zawartości piasku destruktowego z odpadów budowlanych PD do próbek referencyjnych GN100 przedstawiono na wykresie na fig. 4. Zastosowanie piasku destruktowego z odpadów budowlanych do wykonywania warstw stabilizacji gruntów naturalnych, szczególnie o niskich wskaźnikach różnoziarnistości „Cu” (słabozagęszczalnych), znacznie poprawia wskaźniki nośność „CBR”, tzn: dla mieszanek GN90/PD10 średnio o 28%, dla mieszanek GN70/PD30 średnio o 60,7%, a dla mieszanek GN50/PD50 aż o 102,4% w stosunku do nośności mieszanek referencyjnych GN100. Podobnie jest również z 14-dniową wytrzymałością na ściskanie „Re”. Analizowane mieszanki wykazują znaczący wzrost wytrzymałości, zwiększający się wraz ze wzrostem zawartości w mieszankach piasku destruktowego z odpadów budowlanych, a mianowicie:The average rate of increase in the strength of the samples depending on the content of reclaimed sand from construction waste PD for reference samples GN100 is shown in the graph in Fig. 4. The use of reclaimed sand from construction waste to make layers of natural soil stabilization, especially with low coefficients of heterogeneity "Cu" (poorly compacted ), significantly improves the "CBR" load capacity, i.e. for GN90/PD10 mixes by an average of 28%, for GN70/PD30 mixes by an average of 60.7%, and for GN50/PD50 mixes by as much as 102.4% in relation to the load capacity GN100 reference mixes. The same is also true for the 14-day compressive strength "Re". The analyzed mixes show a significant increase in strength, increasing with the increase in the content of destructive sand from construction waste in the mixes, namely:

- dla mieszanek kondycjonowanych w temperaturze pokojowej GN90/PD10 średnio o 30,8%, dla mieszanek GN70/PD30 średnio o 51,8%, a dla mieszanek GN50/PD50 o 74,7% w stosunku do wytrzymałości mieszanek referencyjnych GN100, dla mieszanek kondycjonowanych w temperaturze 0°C GN90/PD10 średnio o 16,7%, dla mieszanek GN70/PD30 średnio o 34,4%, a dla mieszanek GN50/PD50 o 56,4% w stosunku do wytrzymałości mieszanek referencyjnych GN100.- for mixes conditioned at room temperature GN90/PD10 by an average of 30.8%, for mixes GN70/PD30 by an average of 51.8%, and for mixes GN50/PD50 by 74.7% compared to the strength of reference mixes GN100, for mixes conditioned at 0°C GN90/PD10 by an average of 16.7%, for GN70/PD30 mixes by an average of 34.4%, and for GN50/PD50 mixes by 56.4% compared to the strength of reference GN100 mixes.

Wyniki wskazują, że wiązanie cementu w próbkach kondycjonowanych w temp. 0°C następuje w wolniejszym tempie niż próbek kondycjonowanych w pokojowych temperaturach, natomiast zastosowanie w mieszankach piasku destruktowego z odpadów budowlanych osiągających wysokie wskaźniki nośności CBR jest w stanie zapewnić bezpieczny ruch technologiczny na wykonywanej warstwie.The results show that the setting of cement in samples conditioned at 0°C occurs at a slower pace than in samples conditioned at room temperatures, while the use of reclaimed sand from construction waste in mixtures with high CBR load-bearing capacity is able to ensure safe technological movement on the layer being made .

Mieszanki zachowują wymagane parametry przy obniżonych kosztach wykonania, ze względu na możliwość zastosowania tańszych materiałów wejściowych (piasek naturalny i piasek destruktowy), oraz zmniejszoną ilość cementu.Mixtures maintain the required parameters at reduced production costs, due to the possibility of using cheaper input materials (natural sand and reclaimed sand) and a reduced amount of cement.

Przykłady wykonaniaExemplary embodiments

Na podstawie przeprowadzonych badań i analiz dla różnych mieszanek na bazie piasku średniego Ms, znając uziarnienie i wskaźnik Cu piasku naturalnego, oraz parametry projektowanej mieszanki, dobierano ilość piasku destruktowego z odpadów budowlanych i cementu.On the basis of the tests and analyzes carried out for various mixtures based on Ms medium sand, knowing the grain size and Cu index of natural sand, as well as the parameters of the designed mixture, the amount of destructive sand from construction waste and cement was selected.

Ilości dodawanych składników są podane w recepturze w %, a przeliczanie uwzględniające grubość warstwy na kg/m² następuje na budowie.The amounts of added ingredients are given in the recipe in %, and the conversion taking into account the thickness of the layer into kg/m ² takes place at the construction site.

Podczas ulepszenia gruntów naturalnych słabozagęszczalnych o postaci piasku średniego rozprowadza się bezpośrednio na drodze piasek destruktowy z odpadów budowlanych w ilości zgodnej z recepturą (przykłady poniżej) przy użyciu spycharki lub równiarki i następnie grunt naturalny słabozagęszczalny wraz z piaskiem destruktowym doprowadza się do wilgotności optymalnej, poprzez dodanie wody którą rozprowadza się po powierzchni za pomocą wozu asenizacyjnego.During the improvement of natural low-compacting soils in the form of medium sand, destructive sand from construction waste is spread directly on the road in the amount in accordance with the recipe (examples below) using a bulldozer or grader, and then the natural low-compacting soil together with reclaimed sand is brought to optimum humidity by adding of water that is spread over the surface with a slurry tanker.

Na przygotowane podłoże (grunt naturalny słabozagęszczalny wraz z piaskiem destruktowym z odpadów budowlanych o optymalnej wilgotności) rozsypuje się cement zgodnie z recepturą przy użyciu maszyny budowlanej, tj. rozsypywacza środka włażącego, po czym miesza się cement z podłożem przy użyciu specjalistycznego sprzętu budowalnego i zagęszcza walcami stalowymi oraz profiluje równiarką i/lub spycharką, a następnie przeprowadza się ostateczne zagęszczanie przy użyciu walców ogumionych.Cement is spread on the prepared substrate (natural, poorly compacted soil with degraded sand from construction waste with optimal humidity) according to the recipe using a construction machine, i.e. a spreading agent, and then cement is mixed with the substrate using specialized construction equipment and compacted with rollers steel and profiled with a grader and/or bulldozer, followed by final compaction using rubber-tyred rollers.

Poniżej podano przykłady mieszanek stosowanych na warstwę ulepszonego podłoża.Examples of mixes used for the improved substrate layer are given below.

Przykład IExample I

Mieszanka na warstwę ulepszonego podłoża dla kategorii ruchu KR 1-2.Mixture for a layer of improved substrate for traffic category KR 1-2.

Skład mieszanki:Composition of the mixture:

L.p no Materiał Material [%]m/m [%]m/m 1 1 Piasek średni Medium sand 43,5 43.5 2 2 Piasek destruktowy Destructive sand 43,5 43.5 3 3 Cement CEM 1 42,5 Cement CEM 1 42.5 2,7 2.7 4 4 Woda Water 10,3 10.3

PL 242659 Β1PL 242659 B1

Zastosowanie dodatku 50% piasku destruktowego w stosunku do suchej masy mieszanki mineralnej umożliwia spełnienie parametrów uziarnienia przy Cu = 4,2. Prognozowana wytrzymałość na ściskanie z dodatkiem 3% cementu CEM I 42,5 wynosi 1 MPa.The use of the addition of 50% of destructive sand in relation to the dry mass of the mineral mix enables the fulfillment of grain size parameters at Cu = 4.2. The predicted compressive strength with the addition of 3% of CEM I 42.5 cement is 1 MPa.

Przykład IIExample II

Mieszanka na warstwę ulepszonego podłoża dla kategorii ruchu KR 3-7.Mixture for a layer of improved substrate for traffic categories KR 3-7.

• Klasa wytrzymałości Co,4/0,5 < 2 MPa • Piasek średni Cu = 3,0• Strength class Co.4/0.5 < 2 MPa • Medium sand Cu = 3.0

Skład mieszanki :Composition of the mixture:

L.p no Materiał Material [%]m/m [%]m/m 1 1 Piasek średni Medium sand 43,6 43.6 2 2 Piasek destruktowy Destructive sand 39,3 39.3 3 3 Kruszywo 2/4 Aggregate 2/4 4,5 4.5 4 4 Cement CEM 142,5 CEM 142.5 cement 2,7 2.7 5 5 Woda Water 9,9 9.9

Zastosowanie dodatku 45% piasku destruktowego z odpadów budowlanych o uziarnieniu 0-2 mm i 5% kruszywa naturalnego 3 mm w stosunku do suchej masy mieszanki mineralnej umożliwia spełnienie parametrów uziarnienia przy Cu = 5,3. Prognozowana wytrzymałość na ściskanie z dodatkiem 3% cementu CEM I 42,5 wynosi 1,2 MPa.The use of the addition of 45% of destructive sand from construction waste with a grain size of 0-2 mm and 5% of natural aggregate 3 mm in relation to the dry mass of the mineral mix enables the grain size parameters to be met at Cu = 5.3. The predicted compressive strength with the addition of 3% CEM I 42.5 cement is 1.2 MPa.

Przykład IIIExample III

Mieszanka na warstwę mrozoochronną nawierzchni o kategorii ruchu KR1-2 • Klasa wytrzymałości Ci,5/2 < 4 MPa • Piasek średni Cu = 4,0Mixture for the anti-frost layer of pavement with traffic category KR1-2 • Strength class Ci.5/2 < 4 MPa • Medium sand Cu = 4.0

Zastosowano 45% piasku destruktowego z odpadów budowlanych i 10% kruszywa naturalnego o uziarnieniu 3 mm w stosunku do suchej masy mieszanki mineralnej. Umożliwia to spełnienie parametrów uziarnienia przy Cu = 6,4. Prognozowana wytrzymałość na ściskanie z dodatkiem 5% cementu CEM I 42,5 wynosi 2,9 MPa.45% of reclaimed sand from construction waste and 10% of natural aggregate with a grain size of 3 mm in relation to the dry weight of the mineral mix were used. This makes it possible to meet the grain size parameters at Cu = 6.4. The predicted compressive strength with the addition of 5% CEM I 42.5 cement is 2.9 MPa.

Skład mieszanki:Composition of the mixture:

L.p no Materiał Material [%]m/m [%]m/m 1 1 Piasek średni Medium sand 38,6 38.6 2 2 Piasek destruktowy Destructive sand 38,6 38.6 3 3 Kruszywo 2/4 Aggregate 2/4 8,6 8.6 4 4 Cement CEM 142,5 CEM 142.5 cement 4,3 4.3 5 5 Woda Water 9,9 9.9

Przykład IVExample IV

Mieszanka na warstwę podbudowy zasadniczej nawierzchni o kategorii mchu KR1-2Mixture for the subbase layer of the main pavement with KR1-2 moss category

Klasa wytrzymałości C3/4 < 6 MPaStrength class C3/4 < 6 MPa

Piasek średni Cu = 4,5Medium sand Cu = 4.5

Skład mieszanki:Composition of the mixture:

L.p no Materiał Material [%]m/m [%]m/m 1 1 Piasek średni Medium sand 51 51 2 2 Piasek destruktowy Destructive sand 34 34 3 3 Cement CEM ł 42,5 Cement CEM ł 42.5 5,1 5.1 4 4 Woda Water 9,9 9.9

PL 242659 Β1PL 242659 B1

Zastosowanie dodatku 40% piasku destruktowego z odpadów budowlanych w stosunku do suchej masy mieszanki mineralnej umożliwia spełnienie parametrów uziarnienia przy Cu = 6,4. Prognozowana wytrzymałość na ściskanie z dodatkiem 6% cementu CEM I 42,5 wynosi 5,0 MPa.The use of the addition of 40% of destructive sand from construction waste in relation to the dry mass of the mineral mix allows for meeting the grain size parameters at Cu = 6.4. The predicted compressive strength with the addition of 6% CEM I 42.5 cement is 5.0 MPa.

Przykład VExample V

Mieszanka na warstwę podbudowy pomocniczej nawierzchni o kategorii mchu KR5-6 • Klasa wytrzymałości C 5/s < 10 MPa • Piasek średni Cu = 5,0Mixture for the subbase layer of the surface with moss category KR5-6 • Strength class C 5/s < 10 MPa • Medium sand Cu = 5.0

Skład mieszanki:Composition of the mixture:

L.p no Materiał Material [%jm/m [%u/m 1 1 Piasek średni Medium sand 50,6 50.6 2 2 Piasek destruktowy Destructive sand 33,8 33.8 3 3 Cement CEM I 42,5 CEM I 42.5 cement 5,9 5.9 4 4 Woda Water 9,7 9.7

Zastosowanie dodatku 40% piasku destruktowego z odpadów budowlanych w stosunku do suchej masy mieszanki mineralnej umożliwia spełnienie parametrów uziarnienia przy Cu = 7,0. Prognozowana wytrzymałość na ściskanie z dodatkiem 7% cementu CEM I 42,5 wynosi 8,2 MPa.The addition of 40% of reclaimed sand from construction waste in relation to the dry mass of the mineral mixture allows for meeting the grain size parameters at Cu = 7.0. The predicted compressive strength with the addition of 7% CEM I 42.5 cement is 8.2 MPa.

Przykład VIExample VI

Mieszanka na warstwę podbudowy pomocniczej nawierzchni o kategorii mchu KR3-4 • Klasa wytrzymałości C 3/4 < 6 MPa • Piasek średni Cu = 3,5Mixture for the subbase layer of the surface with moss category KR3-4 • Strength class C 3/4 < 6 MPa • Medium sand Cu = 3.5

Skład mieszanki:Composition of the mixture:

L.p no Materiał Material [%jm/rti [%u/rti 1 1 Piasek średni Medium sand 44,3 44.3 2 2 Piasek destruktowy Destructive sand 40,2 40.2 3 3 Cement CEM I 42,5 CEM I 42.5 cement 5,8 5.8 4 4 Woda Water 9,7 9.7

Zastosowanie dodatku 48% piasku destruktowego z odpadów budowlanych w stosunku do suchej masy mieszanki mineralnej umożliwia spełnienie parametrów uziarnienia przy Cu = 6,0. Prognozowana wytrzymałość na ściskanie z dodatkiem 6,2% cementu CEM I 42,5 wynosi 5,0 MPa.The use of the addition of 48% of destructive sand from construction waste in relation to the dry mass of the mineral mix allows for meeting the grain size parameters at Cu = 6.0. The predicted compressive strength with the addition of 6.2% of CEM I 42.5 cement is 5.0 MPa.

Przykład VIIExample VII

Mieszanka na warstwę mrozoochronną nawierzchni o kategorii mchu KR1-4 • Klasa wytrzymałości C 1,5/2 < 4 MPa • Piasek średni Cu = 3,5Mixture for the anti-frost layer of pavement with moss category KR1-4 • Strength class C 1.5/2 < 4 MPa • Medium sand Cu = 3.5

Skład mieszanki:Composition of the mixture:

L.p no Materiał Material 1 1 Piasek średni Medium sand 47,1 47.1 2 2 Piasek destruktowy Destructive sand 38,4 38.4 3 3 Cement CEM T 42,5 CEM T 42.5 cement 4,7 4.7 4 4 Woda Water 9,8 9.8

Zastosowanie dodatku 45% piasku destruktowego z odpadów budowlanych w stosunku do suchej masy mieszanki mineralnej umożliwia spełnienie parametrów uziarnienia przy Cu = 5,7.The addition of 45% of reclaimed sand from construction waste in relation to the dry mass of the mineral mixture allows for meeting the grain size parameters at Cu = 5.7.

Prognozowana wytrzymałość na ściskanie z dodatkiem 5,5% cementu CEM I 42,5 wynosi 3,3 MPa.The predicted compressive strength with the addition of 5.5% of CEM I 42.5 cement is 3.3 MPa.

Sposób ulepszania gruntów naturalnych, w szczególności źle zagęszczalnych o wskaźnikach różnoziarnistości Cu < 3 i słabozagęszczalnych o wskaźnikach różnoziarnistości Cu = 3 ^ 6, w obniżonych temperaturach (min. 0°C), przez dodanie odpowiedniej ilości piasku destruktowego (trudnozbywalne frakcje stanowiące pozostałość po procesie kruszenia i produkcji kruszywa z recyklingu) i zmniejszonej ilości cementu, pozwala na projektowanie i wykonywanie mieszanek o uziarnieniu 0/8 na warstwy podłoża drogowego przy zachowaniu wysokich parametrów nośności i wytrzymałości.A method of improving natural soils, in particular those poorly compacted with Cu < 3 and poorly compacted with Cu = 3 ^ 6, at reduced temperatures (min. 0°C), by adding an appropriate amount of destructive sand (difficult to remove fractions which are the residues of crushing and production of recycled aggregate) and a reduced amount of cement, allows for the design and production of mixes with a grain size of 0/8 for road base layers while maintaining high parameters of load capacity and strength.

Tak wykonane mieszanki wymagają odpowiedniej pielęgnacji, np. przez zraszanie wodą lub przykrycie warstwą kruszywa (woda-wóz asenizacyjny i/lub kruszywo-spycharka, równiarka).Mixtures prepared in this way require proper care, e.g. by sprinkling with water or covering with a layer of aggregate (water-slurry tanker and/or aggregate-dozer, grader).

Claims

1. A method of improving natural soils by mixing soil with cement and water, rolling as well as compacting and profiling, characterized in that on a poorly compacted natural soil in the form of medium sand with grain size from 0 to 8 mm, destructive sand from construction waste with a grain size of 0 to 8 mm is spread directly on the road grain size from 0 to 2 mm in the amount of 33.8 to 43.5% by weight, using profiling equipment, then natural, poorly compacted soil with reclaimed sand is brought to the optimum moisture content by adding water in the amount of 9.7-10.3 % by weight, which is spread over the surface with a slurry tanker and cement is spread on the prepared substrate in the amount of 2.7-5.9% by weight using a binder spreader, and then the cement is mixed with the ground using specialized construction equipment and compacted with steel rollers and profiled with a grader and/or bulldozer, followed by final compaction using rubber-tyred rollers.

2. A mixture for improving natural soils, containing natural soil in the form of medium sand, reclaimed sand from construction waste, CEM I 42.5 cement and water, characterized in that it contains medium sand with a grain size of 0 to 8 mm in the amount of 38 .6 to 51% by weight, destructive sand from construction waste with a grain size of 0-2 mm in the amount of 33.8 to 43.5% by weight, cement CEM I 42.5 in the amount of 2.7-5.9% by weight, water in the amount of 9.7-10.3% by weight and optionally 2/4 aggregate with a grain size of 2-4 mm in the amount of 4.5%-8.6% by weight.