Gruntocementem jest grunt stabilizowany cementem (materiały do egzaminu na uprawnienia budowlane). Jest to mieszanina, która jest maksymalnie zagęszczona i stwardniała w efekcie ukończenia procesu wiązania cementu. Warstwą stabilizowanego gruntu nazywa się warstwę pośrednią pod kątem nośności pomiędzy podłożem gruntowym a kosztownymi warstwami nawierzchni.
Gruntocement
Gruntocement może pełnić funkcję nośnej warstwy nawierzchni. Jest to możliwe wtedy, kiedy ma dostateczne cechy wytrzymałościowe, a także jest odporny na działanie wody i mrozu. Podatnymi warstwami nawierzchni z gruntocementu są te, których wartość wytrzymałości na ściskanie po 7 dniach nie jest większa niż 24 kg/cm2. Mogą się one w pewnym stopniu dopasować do odkształceń podłoża. Dodatkowo warstwy z gruntocementu charakteryzują się:
– małą wrażliwością na zmiany temperatur – nie jest konieczne stosowanie szczelin,
– wysokim modułem odkształcenia,
– korzystnym rozłożeniem obciążenia na podłoże gruntowe,
– możliwością wykonania warstwy w sposób szybki,
– możliwością wykonania z materiału miejscowego czy rodzimego przy nie za dużym dodatkiem cementu (szybki postęp robót).
Biorąc pod uwagę wszystkie zalety nikogo nie powinna więc dziwić popularność nawierzchni z gruntocementu. W Polsce po raz pierwszy stabilizacja cementem miała miejsce w 1938 r. Zaczęto stabilizować grunt cementem dla celów drogowych po:
– II wojnie światowej,
– szczegółowym opracowaniu technologii wykonawstwa na podstawie dokładnych badań laboratoryjnych,
Grunt stabilizowany cementem pełni funkcję podbudowy w sytuacji, kiedy występują podatne nawierzchnie bitumiczne dróg i ulic, które są przystosowane dla lekkiego i średniego ruchu. Jednak nie jest wykluczone stosowanie stabilizacji gruntu jako podbudowy dla nawierzchni betonowych, a więc ruchu średniego i ciężkiego.
Beton i gruntocement różnią się od siebie przede wszystkim tym, że szkielet w betonie jest grubym kruszywem, który jest mało aktywny chemicznie. Dodatkowo jego powierzchnia właściwa wielokrotnie przewyższa powierzchnię właściwą użytego cementu. Kruszywo praktycznie wcale nie oddziałuje na hydrolizę oraz hydratację cementu. Wskaźnik wodno-cementowy wynosi mniej niż 0,8. Szkieletem w gruntocemencie jest grunt naturalny, który posiada bardzo drobne uziarnienie, którego powierzchnia właściwa zwykle przewyższa powierzchnię właściwą cementu. Hydroliza i hydratacja cementu ma najczęściej miejsce w warunkach fizykochemicznego oddziaływania frakcji ilastej gruntu. Z kolei wskaźnik wodno-cementowy wynosi od 1 do 4.
Na skutek wprowadzenia cementu do gruntu można osiągnąć zmianę właściwości fizyczno-mechanicznych gruntu. Zmiany te najczęściej mają miejsce w efekcie związania ziaren gruntu cementem. Jednak przede wszystkim są one odpowiedzią na procesy fizykochemiczne, które mają miejsce podczas twardnienia cementu w wilgotnym środowisku. Włączają się w to nawet najdrobniejsze ilaste cząsteczki gruntu (jak wygląda egzamin na uprawnienia architektoniczne).
Materiały stosowane do stabilizacji gruntów cementem
Dzięki odpowiedniemu doborowi materiałów składowych i odpowiednio opracowanej technologii wykonania można uzyskać wysoką jakość stabilizacji oraz ekonomię wykonania jednocześnie. Ze stabilizacją gruntów cementem powiązane są takie kwestie:
– materiały składowe i ich własności,
– zasady projektowania gruntocementu,
– technologia wykonania.
Do stabilizacji gruntów cementem stosuje się materiały takie jak:
– grunty rodzime lub dowożone,
– cementy,
– wodę,
– dodatki ulepszające.
Do stabilizacji jest odpowiedni praktycznie każdy grunt, który można łatwo rozdrobnić, a nie zawiera składników, które mogłyby w szkodliwy sposób działać na cement. Jednym z ważniejszych warunków przydatności gruntu do stabilizacji jest uziarnienie. Na skutek wieloletnich badań udało się ustalić, że dobre efekty stabilizacji są do osiągnięcia w gruntach, które spełniają następujące warunki uziarnienia:
– grunt powinien całkowicie przechodzić przez sito o otworach 50 mm,
– na sicie o otworach 25 mm nie powinno pozostawać więcej ziaren niż 15% wagowo,
– ziarna, które przechodzą przez sito o otworach 5,0 mm powinno być co najmniej 50% wagowo,
