q (BL) (BL) nA M=(BL nA )M
II.3 VẬT LIỆU XIMĂNG-ĐẤT TRONG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU
II.4.1. Nguyên lý tăng cường độ của nền gia cố ximăng - đất
Ximăng sau khi trộn với đất sẽ xẩy ra một loạt các phản ứng hoá học gây đông cứng, đống rắn khối đất được trộn, các phản ứng hoá học chủ yếu là:
a) Phản ứng thuỷ hoá của ximăng:
b) Tác dụng của hạt đất sét với các chất thuỷ hoá của ximăng: tạo thành các chất thuỷ hoá của ximăng, tự đóng rắn thành kết cấu khung xương đá ximăng.
c) Tác dụng Cacbonat hoá:
Hydroxid calxi + không khí = Cacbonat canxi (kết tủa rắn).
II.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ chế làm cứng
Có nhiều yếu ảnh hưởng đến cơ chế làm cứng của hỗn hợp vật liệu ximăng - đất như:
- Ảnh hưởng của loại đất: Bản chất hoá lý của đất (kích thước hạt, độ khoáng, hàm lượng nước, hàm lượng mùn hữu cơ, pH của nước lỗ rỗng và giới hạn Atterberg) ảnh hưởng đến tính chất của khối ximăng - đất.
Trường hợp đất có hàm lượng hữu cơ cao và những nơi hàm lượng muối trong đất lớn (đặc biệt là muối sunphát) chúng có thể ngăn cản quá trình Hydrat hoá của ximăng. Trường hợp này có thể khắc phục bằng cách tăng hàm lượng ximăng.
- Ảnh hưởng của tuổi ximăng - đất: Cường độ của ximăng - đất tăng lên theo thời gian, tương tự như bê tông.
- Ảnh hưởng của chất kết dính: Loại, chất lượng và số lượng chất kết dính ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển cường độ đối với mọi loại đất. Các chất cứng hoá khác nhau (ximăng, vôi, tro bay) cũng phản ứng khác nhau đối với các loại đất, do đó hiệu quả gia cố cũng khác nhau.
- Ảnh hưởng của hàm lượng ximăng: Khi chất gia cố (ximăng) tăng thì cường độ của ximăng - đất cũng tăng, tuy nhiên độ tăng của cường độ còn phụ thuộc vào loại đất và chất gia cố. Hàm lượng ximăng thường tính theo lượng ximăng trêm một m3 đất.
- Điều kiện trộn và điều kiện đóng rắn: tỷ lệ nước/ximăng ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ khối ximăng - đất, việc tăng lượng nước sẽ làm giảm cường độ khối ximăng - đất. Ngoài ra thời gian trộn, thời gian ninh kết, nhiệt độ ninh kết cũng ảnh hưởng đến cường độ của cọc đất gia cố xi măng.
Hiệu quả của việc gia cố còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đường kính cột, chiều sâu chôn cột, hình thức bố trí cột... . Việc thiết kế hỗn hợp ximăng - đất yêu cầu phải có được những thông tin đầy đủ về các điều kiện của vùng dự án. Tuy nhiên, theo những nghiên cứu trên thế giới đã công bố cường độ của ximăng - đất ngoài thực tế chỉ bằng khoảng 1/2 cho đến 1/5 cường độ mẫu trong phòng với môi trường hoàn toàn khống chế được.
II.4. CÁC ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG