Определение прочности известняка

Известняки при взаимодействии с водой являются гидрофильными материалами. Это объясняется структурой кристаллов кальцита и характером внутрикристаллических связей. Кристаллы кальцита, находящиеся па поверхности известняка и в его порах, в отличие от внутренних кристаллов содержат некомпенсированные (неуравновешенные) ионы, которые являются полярными, энергетически активными. При объединении энергетически активной поверхности с водой полярные некомпенсированные ноны кальцита притягивают к себе молекулы воды, которые, в свою очередь, обладают противоположным зарядом. Пористость и гидрофильность известняка обусловливают большое водопоглощение. При избыточном увлажнении в порах известняка большая часть воды находится в свободном, легкоподвижном состоянии. В результате избыточного увлажнения глинисто-коллоидные фракции и фракции вторичного кальцита утрачивают присущие им в сухом состоянии вяжущую способность, сильно набухают, разуплотняются, теряя устойчивость, и переходят в пластичное состояние. В дальнейшем избыточно увлажненный известняк трудно восстанавливает свои первоначальные свойства, так как при заполнении пор глинисто-коллоидной фракцией текущей консистенции затрудняется испарение влаги. Таким образом, вода, находящаяся в известняке в свободном, физически несвязанном состоянии, становится отрицательным фактором при использовании известняков в качестве дорожно-строительного материала.

При использовании малопрочных известняков в качестве материала для сооружения дорожных одежд следует иметь в виду следующие особенности:

при уплотнении смеси в период строительства уплотняющими средствами происходит дробление зерен размером свыше 10 мм. При этом количество частиц размером 2—10 мм практически не изменяется;

в период эксплуатации под воздействием проходящих автомобилей происходит измельчение материала вследствие скалывания граней в местах их контакта, за счет чего увеличивается содержание пылевидных фракций. В этом случае измельчение известняка сопровождается взаимной упаковкой мелких фракций, а сама смесь становится более плотной. Внутреннее сцепление частиц в составе смеси возрастает, однако угол трения уменьшается, что, в свою очередь, снижает распределительную способность;

у наиболее слабых известняков, особенно у тех, которые содержат глинистые примеси, при замораживании-оттаивании структура ослабевает настолько, что они начинают разрушаться без каких-либо воздействий;

при укреплении известняков неорганическими вяжущими установлено, что известняки по своей природе не инертны, а входят в активное физико-химическое взаимодействие с цементом, оказывая взаимное положительное влияние па процессы гидролиза и твердение цемента. Цемент в цементно-известняковых смесях является основным компонентом, обеспечивающим в определенных условиях коренное изменение природных свойств используемого известняка. При этом продукты гидролиза и гидратации цемента в соответствующем количестве в смеси образуют с частицами известняка сложный и весьма разветвленный цементно-известняковый каркас, прочность которого выше прочности отдельных микроагрегатов.