Stabilizator gruntu to ciężka maszyna samojezdna lub montowana na innym sprzęcie, która wyposażona jest w odpowiednie narzędzia kruszące, mieszające i wyrównujące podłoże. Najczęściej wykorzystywany jest w pracach drogowych, ale bardzo często rusza też z pomocą przy budowie domu. Od wyrównania i ustabilizowania podłoża, powinna zaczynać się każda praca budowlana na nierównym terenie.
Stabilizator podłoża – jak działa?
Stabilizator gruntu ma polepszać właściwości mechaniczne gleby. Aby tak się stało, podłoże trzeba zmieszać ze spoiwem hydraulicznym lub z kruszywem. Najczęściej dodaje się wapno, popiół lotny i cement. Dobór materiałów do zmieszania zależy od rodzaju gruntu, jego grubości i ziarnistości oraz przeznaczenia utwardzanego miejsca. Tak przygotowane podłoże staje się stabilne i znacznie bardziej odporne na warunki atmosferyczne.
Stabilizacja gruntu cementem
Stabilizacja gruntu cementem to proces, który polega na wymieszaniu gruntu z zaczynem cementowym. Ziarna frakcji piaskowej oraz pyłowej zostają związane, i tworzą razem z cementem szkielet nośny. Cząstki gruntowe, które nie są związane cementem, stają się amortyzatorem dla sił zewnętrznych i oddziałują na stabilizację. Najlepsze grunty do stabilizacji cementem, to grunty posiadające cechy zbliżone do cech mieszanek optymalnych, a więc takie, w których skład granulometryczny ziaren i cząsteczek gruntu odpowiada poszczególnym proporcjom. Ilość cementu, który wykorzystuje się do stabilizacji, zależy od uziarnienia gruntu, składu, a także wymagań. Cement zwiększa spójność gruntu, a jednocześnie zmniejsza nasiąkliwość oraz plastyczność.
Wyróżnia się pięć podstawowych typów cementu do stabilizacji:
- cement portlandzki (CEM I),
- cement portlandzki wieloskładnikowy (CEM II),
- cement hutniczy (CEM III),
- cement pucolanowy (CEM IV),
- cement wieloskładnikowy (CEM V).
Zazwyczaj do stabilizacji stosuje się CEM II, ponieważ ma najlepszą cenę w stosunku do otrzymywanych efektów wytrzymałościowych.
Stabilizacja gruntu wapnem
Stabilizację z wykorzystaniem wapna przeważnie wykonuje się przy gruntach spoistych i bardzo spoistych. Jeżeli występuje grunt, którego wilgotność znacznie przekracza wartość wilgotności optymalnej, to wykorzystuje się wapno palone. W przypadku gruntów średnio spoistych, sprawdzi się wapno sucho gaszone, a w mało spoistych, wapno hydrauliczne. Stabilizacji gruntu wapnem nie wykonuje się w gruntach humusowych i torfowych.
W kontakcie z wodą, wapno palone spontanicznie hydratyzuje i tworzy wodorotlenek wapnia, a wytwarzane podczas reakcji ciepło natychmiast osusza wilgotną glebę. Dodatkowo wapno rozpuszcza cząstki gliny i tworzy cement pucolanowy, otrzymywany z klinkieru portlandzkiego, łącząc wapń z tlenkami krzemu i glinu, obecnymi w gruntach gliniastych. Dodanie określonej ilości wapna do gruntu, pozwala polepszyć jego właściwości, tzn. poprawić wydajność poddanych obróbce wapnem podbudów. W konsekwencji otrzymuje się mocniejsze, bardziej sztywne oraz stabilne podłoże, dolne warstwy nośne bądź warstwy podstawowe.
Stabilizacja gruntu spoiwem hydraulicznym
Oprócz stabilizacji gruntu wapnem i cementem, istnieją także inne, tańsze sposoby. Są to przede wszystkim:
- stabilizacja gruntu żużlem – stosuje się go jako spoiwo hydrauliczne lub jako element produkcji stabilizatorów gruntu;
- stabilizacja gruntu spoiwem drogowym – łączy ze sobą żużel i popioły. Spoiwo drogowe jest tańsze od cementu i wapna, ale pozwala nadać podobne właściwości;
- stabilizacja popiołami lotnymi – popioły zawierają m.in. tlenek glinu i krzemionkę. Jest to jedna z tańszych wersji stabilizacji gruntu, jednak dość ograniczona.
Do prawidłowego wykonania stabilizacji gruntu, koniecznie należy dobrać odpowiedni materiał. W przypadku gleby bardzo luźnej, należy postawić na lepszą stabilizację w postaci cementu lub wapna. W przypadku gruntu o lepszych właściwościach własnych, można wykorzystać tańsze rozwiązania stabilizacji spoiwem hydraulicznym.
Dorota Filip
Fot. Jean-Daniel Francoeur, pexels.com