Грунтробетоны

Грунтобетон - строительный материал, получаемый из связных специально подготовленных (просушенных, просеянных по фракциям и очищенных от органики) грунтов (глин, суглинков, супесей и т.п.), вяжущих, воды и различных добавок. Лучше всего для изготовления материала подходят слабощелочные или нейтральные грунты, богатые кальцием.

Грунтобетон на 70-95% состоит собственно из грунта, представляющего из себя:

• глину,
• суглинок,
• супесь,
• песок,
• гравий (используется в грунтобетонах редко),
• дресву (дресва - терригенная псефитовая осадочная горная порода, образовавшаяся в результате механического разрушения горных пород, крупнообломочный несвязанный грунт, сформированный твёрдыми неокатанными частицами; используется в грунтобетонах редко).

Оптимальный зерновой состав грунта:

• частицы от 0,25 мм до 2 мм – 25-35%,
• частицы от 0,05 мм до 0,25 мм – 20-30%,
• частицы от 0,05 мм до 0,005 мм – 20-40%.

Вяжущим веществом в грунтобетоне может быть:

• цемент (вступает в реакцию с кремнием и водой, образуя полиминеральные твердые связки – продукты гидратации солей алюминия, кальция, силикатов),
  
  
• известь (реагирует с углекислым газом, вследствие чего образуется карбонат кальция, который, в свою очередь, гидратируется, вступая в реакцию с оксидом кремния с образованием твердых нерастворимых гидросиликатов кальция);
  
  
• гипс (гидратируется с образованием твердого кристаллического вещества, которое связывает частицы грунта);
  
  
• соединения щелочных металлов (соединения щелочных металлов, таких как едкий натр, силикатные и не силикатные соли слабых кислот, вносят в грунт вместе с цементом; когда эти соединения растворяются в воде, создается щелочная среда в результате чего глинистые вещества связываются в прочные и нерастворимые цеолиты; в отличие от других вяжущих, щелочные металлы способны связывать мелкие глинистые и пылевидные частицы., вследствие чего грунтобетон на их основе получается более прочным и морозостойким).

Нередко при изготовлении грунтобетона используются разные комбинации вяжущих – известняка и цемента, гипса и цемента, известняка и гипса. Для повышения прочности и снижения стоимости смеси в нее добавляют шлак, золу уноса, нефтяной шлам, содержащие известь отходы производства. Иногда в качестве добавок используют кремнезем, лигносульфат.

Грунтобетон можно делать с наполнителями. Чаще всего за основу такого грунтобетона берут глину средней жирности или суглинок, содержащий 70-75% песка и 25-30% глины.

В качестве наполнителя используют:

• солому;
• костру;
• керамзит;
• пеностекло;
• вермикулит;
• вулканический туф или пемзу;
• пробку;
• битый кирпич.

Грунтобетон с наполнителем относится к легким. У него более низкая прочность и плотность. Такой материал применяется для теплоизоляции, возведения стен.

Характеристики грунтобетона в нашей стране практически не регулируются документами. Лишь в СП 291.1325800.2017 «Конструкции грунтоцементные армированные. Правила проектирования.» прописаны нормативы для армированного грунтоцемента, применяемого в основаниях дорог, зданий, инженерных конструкций.

Свойства грунтобетона во многом зависят от количества и качества вяжущего. По прочности и морозостойкости первое место занимает материал на основе силикатных вяжущих (жидкого стекла). Ему незначительно уступает грунтоцемент. Самые худшие показатели у известкового и гипсового грунтобетона, но стоимость их производства наименьшая.

При увеличении количества цемента или другого вяжущего с 5% до 30% прочность грунтобетона увеличивается на 70-90%. Если материал находится во влажной среде первые 3 месяца, она возрастает еще в 1,5-2,5 раза. Увеличить плотность и морозостойкость можно, так же, тщательным уплотнением с помощью пресса.

Изготавливают грунтобетон разными способами. Часто грунт прямо в месте залегания измельчают и смешивают с вяжущим веществом. Потом эту массу увлажняют и трамбуют. Таким образом получают основания под различными сооружениями и домами. Также из грунтобетона делают растворы, готовые блоки и плиты, необожженный кирпич. Чтобы увеличить прочность, изделия обрабатывают горячим паром с температурой +100 – +300 °C.

Основными достоинствами грунтобетона являются:

• низкая стоимость;
  
  
• доступность всех компонентов;
  
  
• возможность использовать грунт, который находится непосредственно на строительной площадке, что позволяет экономить на транспортировке;
  
  
• возможность изготовить смесь самостоятельно (важно, в первую очередь, для частного сектора);
  
  
• возможность изготовить бетон из грунта, не снимая (перемещая) его с места нахождения (таким образом гораздо эффективнее делать основания под фундаментом или дорожным полотном);
  
  
• возможность утилизировать загрязненные техногенные грунты (например, нефтью) и промышленные отходы.

К недостаткам грунтобетона относятся (что делает его использование ограниченным):

• недостаточная прочность для возведения зданий с высотой более двух этажей;
• низкая прочность на растяжение и сжатие;
• склонность к усадке и деформациям;
• невозможность точно регулировать состав грунта, а значит и характеристики бетона;
• отсутствие нормативной документации для большинства изделий из грунтобетона.

Грунтобетон применяется:

• при строительстве фундаментов под небольшими частными домами и другими строениями (гаражами, теплицами, сараями, заборами и прочими хозяйственными постройками; все дома и строения должны быть не выше 2-х этажей);
  
  
• для производства блоков для возведения стен;
  
  
• для обустройства элементов сооружений (монолитных стен, отмосток, крылец, столбиков заборов; полов и их оснований, стяжек, оснований под фундаменты…);
  
  
• в дорожных работах (при укреплении насыпей, создания оснований дорог, обустройстве однослойных покрытий, нижних и верхних слоев двухслойных покрытий, обустройстве обочин; ремонте дорог);
  
  
• в благоустройстве (для обустройства оснований под тротуаром с любым покрытием, пешеходных зон, садовых, велосипедных и беговых дорожек, оснований под спортивными и детскими площадками, стоянок и парковок, подъездов к домам);
  
  
• для обустройства оснований под инженерными конструкциями;
  
  
• для укрепления грунтов и фундаментов под инженерными сооружениями;
  
  
• для обустройства ограждений котлованов, отсечных геотехнических экранов, противофильтрационных завес, противооползневых конструкций на склонах гор, укрепления стен подземных выработок и шахт;
  
  
• для заполнения пустых пространств при ликвидации подземных выработок;
  
  
• для изготовления эксклюзивной мебели (столов, столешниц, стульев, скамеек, тумб, подставок, полок…);
  
  
• для изготовления декоративных элементов для дома и сада.

В статье использована информация с сайта gruntovozov.ru.