Zkušenosti s novými pojivy Doroport a Dorosol

Stavby silnic a železnic se zlepšováním zemin zabývají již více než 20 let. Většího rozmachu však tato technologie došla až v polovině 90. let minulého století v souvislosti se vstupem francouzského partnera a s příchodem velkých projektů, kde se zlepšenování zemin úspěšně uplatnilo – např. na stavbě I. (a nejnověji i IV.) železničního koridoru, dálnic D3, D5, D8 a D11, u mnoha průmyslových platforem a v celé řadě menších projektů.
Technologie však nemá jen klady. Vápno není zdaleka univerzálním pojivem a pro některé stabilizace zemin je prakticky nepoužitelné. Navíc jeho cena v čase výrazně roste a zdá se, že i růst bude. Na písčitých zeminách je nutné používat buď jen cement, nebo cement v kombinaci s vápnem, což je technologicky náročné (všechny zásadní operace probíhají dvakrát), a tím i nákladnější. V oblasti stabilizací in situ (na místě) je dalším problémem, že neexistuje vhodný druh cementu – materiály nižší třídy nejsou běžně dostupné a rychlovazné cementy třídy 32,5 mají zřetelnou tendenci k tvorbě trhlin. Proto bylo třeba hledat nové řešení.

Hledání vhodného pojiva
Snahou bylo zajištění vhodného pojiva na bázi cementu, které by splňovalo několik základních požadavků:

• mělo by být použitelné jak pro zlepšení, tak i pro stabilizaci zemin,
• mělo by mít pomalejší náběh pevnosti,
• směsi by neměly mít sklon k tvorbě trhlin,
• bylo by odolné proti mrazu a síranům, na které je vápno velmi citlivé,
• jeho vlastnosti by měly jít v jistém rozsahu upravovat při výrobě,
• mělo by být cenově výhodnější než všechny ostatní srovnatelné výrobky.

Uvedenému zadání, směrovanému ale spíše k pojivu typu cementu třídy 22,5, dokázala vyhovět cementárna Prachovice. Nabídla několik variant vzorků, které byly zkoušeny v akreditované Centrální laboratoři SSŽ i v akreditované laboratoři závodu Hradec Králové. Úvodní zkoušky nakonec pracovaly se třemi konečnými variantami pojiva. Po vyhodnocení padla volba na materiál Georoc Doroport TB, který je deklarován jako hydraulické silniční pojivo určené pro stavby vozovek a stabilizovaných podkladů.

Zkoušky Doroportu
První praktickou zkouškou prošel v roce 2002 na jednom z objektů stavby mimoúrovňové křižovatky v Praze 8. Vzhledem k značně nejistým výsledkům (byl použit nový a prakticky naprosto neověřený materiál na poměrně důležité stavbě) jsme provedli předběžné zkoušky s materiály, které se měly na stavbě používat – směsí zvětralé křídové opuky a navětralé ordovické břidlice ze stavby metra. K srovnání sloužil Doroport i klasický cement třídy 32,5. Míchat měla fréza Wirtgen WR 2500 v mocnosti 30 cm. V laboratoři jsme zkoušeli dávkování cementu třídy 32,5 6 % a Doroportu 7 %. Přehled výsledků je v tabulce 1.
Výsledky byly horší než signalizovaly první zkoušky laboratoře v Hradci Králové, ale to bylo dáno výrazně horším základním materiálem – opuka byla zvětralá a břidlice se při míchání i hutnění drtila. Na druhé straně se potvrdil i na tak nekvalitním materiálu pomalejší, ale trvalý nárůst prosté pevnosti Doroportu v tlaku, který nebyl ovlivněn ani 13 cykly mrazu -20 °C. Protože jeho dávkování nebylo dostatečné, bylo pro stavbu zvýšeno na 8 %.
Míchání frézou na stavbě mělo tři fáze, paralelně byl porovnáván Doroport TB (8 %) a cement třídy 32,5 (6 %). Výsledky byly uspokojivé. U cementu třídy 32,5 bylo dosaženo po sedmi dnech zrání prosté pevnosti v tlaku 2,27 MPa a po 28 dnech zrání a 13 cyklech mrazu 4,32 MPa. Doroport TB vykázal po 28 dnech zrání 3,08 MPa a po 60 dnech zrání + 13 cyklech mrazu 4,31 MPa. Stavba byla bez problémů dokončena, předána a zatím slouží v silném městském provozu bez jakýchkoli závad.

Výsledky
Výsledky zkoušek jsme shrnuli do několika závěrů:

• nové, pomalu tuhnoucí pojivo splnilo očekávání a v praxi prokázalo schopnost nahradit dražší rychletuhnoucí cementy v konstrukčních vrstvách vozovek,
• dávkování je závislé na základním materiálu, ale obecně je oproti cementu třídy 32,5 třeba použít větší množství pojiv (o 25–33 %),
• všechny série zkoušek potvrdily, že nárůst pevnosti nepřeruší ani zmrazovací cykly, což u normálních cementů není podle našich zkušeností vždy pravidlem,
• nárůst pevnosti je opravdu pomalý, a proto někdy hrozí, že nevyjdou zkoušky po 28 dnech zrání; zkoušky po 60 dnech zrání + 13 cyklech mrazu vycházejí vždy a s dostatečnou rezervou.

Další vývoj pojiv
Doroport byl provozně ověřován i v oblasti zlepšování zemin při výstavbě haly v Humpolci s těžkými podlahami a s extrémně vysokými požadavky na únosnost zemní pláně. Osvědčil se v obou oblastech úprav zemin. Neřeší ale problém používání kombinace pojiv spojený s dvojím dávkováním a dvojím mícháním. V roce 2004 proto přišel Holcim s novým výrobkem – Dorosolem C xx (xx znamená podíl vápna ve směsi). Jedná se o směsné pojivo na bázi kombinace cementu a vápna s dalšími cementárenskými surovinami. Poměr obou hlavních složek je výrobce schopen v širokém rozmezí měnit, a tak ušít pojivo stavbě doslova na míru. Díky složení Dorosolu není dvojí míchání ani dávkování nutné.

Celý nezkrácený článek včetně všech tabulek si můžete přečíst v časopise Silnice Železnice č. 2/2006, který vyjde 18.9.2006.

Autor

• Ing. Sotorník Jan