DE1215063B

DE1215063B - Mixture for fastening to the ground

Info

Publication number: DE1215063B
Application number: DEC15871A
Authority: DE
Inventors: Jules Edward Havelin; Frank Kahn
Original assignee: G&WH Corson Inc
Current assignee: G&WH Corson Inc
Priority date: 1957-11-29
Filing date: 1957-11-29
Publication date: 1966-04-21

Description

Mischung zur Bodenbefestigung Die Erfindung betrifft eine Mischung zur Bodenbefestigung, insbesondere für den Straßenbau, die ein Puzzolan, einen plastischen Boden und Kalk enthält.Mixture for ground reinforcement The invention relates to a mixture for ground reinforcement, especially for road construction, a pozzolan, a plastic Contains soil and lime.

Der Ausdruck »Straßenbau«, wie er hierin gebraucht wird, schließt lasttragende Fundamente zahlreicher Arten, wie z. B. Parkplätze, Startbahnen, Autobahnen, Autostraßen u. ä., ein. Zahlreiche Böden, einschließlich hochplastischer Böden, können mit Erfolg mit Ätzkalk und einem Puzzolan, wie Flugasche, umgesetzt werden, wodurch das erhaltene Produkt erhärtet und dabei ein sehr brauchbares, hartes, steinartiges Material ergibt. Obgleich derartige Zusammensetzungen relativ langsam erhärten, zeigen sie gute 'Druckfestigkeit auch während der ersten Abschnitte der Härtungsperiode. Nach einer ausreichenden Härtungszeit entwickeln derartige Zusammensetzungen ausgezeichnete Druckfestigkeit. Sie besitzen genügend Stabilität als belastbares Fundament zum Straßenbau und für andere Maßnahmen.The term "road construction" as used herein closes load-bearing foundations of numerous types, such as B. Parking lots, runways, highways, Motorways and the like. Numerous floors, including highly plastic floors, can be implemented successfully with quick lime and a pozzolan such as fly ash, whereby the product obtained hardens and at the same time a very useful, hard, stone-like one Material results. Although such compositions set relatively slowly, they show good compressive strength even during the first stages of the curing period. Such compositions develop excellently after a sufficient curing time Compressive strength. They have enough stability as a resilient foundation for Road construction and other measures.

Es wurde jedoch gefunden, daß gewissen der stärker plastischen Böden nach der Umsetzung mit Ätzkalk und einem Puzzolan unter ungünstigen Wetterbedingungen während der ersten Abschnitte der Härtungsperiode die Dauerhaftigkeit fehlt. Wünschenswert ist die Herstellung einer Straßenunterlage, die unmittelbar nach ihrer Herstellung gute Druckfestigkeit aufweist. Diese Eigenschaft muß sie auch dann behalten, wenn sie ungünstigen Wetterbedingungen ausgesetzt ist, wie Feuchtwerden und Trocknen im Wechsel, Frosteinbruch oder Frieren und Tauen im Wechsel. Die Fähigkeit einer Straßenunterlage oder anderer belastbarer Fundamente, ungünstigen Wetterbedingungen während der ersten Abschnitte der Härtung zu widerstehen, während eine derartige Unterlage bzw. ein derartiges Fundament auch schwerer Maschinenbelastung ausgesetzt ist, wird im folgenden als die Dauerhaftigkeit des Bodens bezeichnet.It has been found, however, that certain of the more plastic soils after implementation with quicklime and a pozzolan under adverse weather conditions durability is lacking during the early stages of the curing period. Desirable is the manufacture of a road surface immediately after its manufacture has good compressive strength. She must retain this property even if it is exposed to adverse weather conditions such as dampening and drying alternating, frost break or alternating freezing and thawing. The ability of one Road surface or other resilient foundations, unfavorable weather conditions to withstand curing during the first stages, while such Base or such a foundation is also exposed to heavy machine loads is hereinafter referred to as the durability of the floor.

Versuche, die anfänglichen Dauerhaftigkeitseigenschaften von plastischen Böden durch Zufügen von Ätzkalk und Flugasche zu verbessern, waren nicht erfolgreich. Vereinigt man einen A-6- oder A-7-tonhaltigen Boden beispielsweise mit Flugasche, so nimmt mit dem fortschreitenden Zusatz von Ätzkalk tatsächlich das Rückhaltevermögen für Wasser der Zusammensetzung ab. Dies zeigt, daß der Ätzkalk nicht gleichmäßig mit den anderen Bestandteilen wirkt, um die anfängliche Dauerhaftigkeit der Mischung zu verbessern.Attempts to improve the initial durability properties of plastic Improving soils by adding quick lime and fly ash has not been successful. If you combine an A-6 or A-7 clayey soil with, for example, fly ash, so, with the progressive addition of quick lime, the retention capacity actually decreases for water of the composition. This shows that the quick lime is not uniform with the other ingredients acts to increase the initial durability of the mixture to improve.

Die Bodenklassen A-6 und A-7 gehören zu einer Gruppe natürlich vorkommender Böden mit einem Feinheitsgrad unter 1,7. Unter »Feinheitsgrad« wird eine Standard-Teilchengröße-Bezeichnung verstanden, die durch Siebanalyse ermittelt worden ist.Soil classes A-6 and A-7 belong to a group of naturally occurring ones Soils with a degree of fineness below 1.7. “Degree of fineness” is a standard particle size designation understood, which has been determined by sieve analysis.

Folgende Standardsiebe werden verwendet: Millimeter Sieböffnung (Sieb Nr. ASTM) 4,76 .................... 4 2,38 .................... 8 1,19 .................... 16 0,59 .................... 30 0,297 ................... 50 0,149 ................... 100 Der Feinheitsgrad eines Materials wird errechnet durch Addition des von jedem der einzelnen Siebe zurückgehaltenen Prozentsatzes des Materials und Division der Summe durch 100.The following standard sieves are used: Millimeter sieve opening (sieve No. ASTM) 4.76 .................... 4 2.38 ................... 8 1.19 .................... 16 0.59 .................... 30 0.297 ................... 50 0.149 ... ................ 100 The fineness of a material is calculated by adding that of each of the individual sieves retained percentage of the material and division of the Sum by 100.

Derartige Böden entsprechen in der Klassifizierung der USA. Public Roads Administration classification. Die A-6-Böden sind im wesentlichen plastische Tonböden, von denen im allgemeinen 75 % oder mehr durch ein Sieb von 0,07 mm Sieböffnung hindurchgehen.Such floors correspond in the classification of the USA. Public Roads Administration classification. The A-6 floors are essentially plastic Clay soils, of which generally 75% or more through a sieve of 0.07 mm sieve opening go through.

Auch die A-7-Böden sind tonige Materialien mit unerwünschten Elästizitäts- und räumlichen Schrumpfungseigenschaften. Die A-6- und A-7-Böden werden im allgemeinen als schlechte, minderwertige Materialien für den Straßen- und Autobahnbau betrachtet.The A-7 floors are also clayey materials with undesirable elasticity and spatial shrinkage properties. The A-6 and A-7 trays are generally regarded as poor, inferior materials for road and highway construction.

Die erfindungsgemäße Mischung zur Bodenbefestigung enthält einen im wesentlichen wasserunlöslichen und gegen das Puzzolan und den Kalk chemisch inerten, anorganischen Zuschlagstoff, dessen Teilchendurchmesser hauptsächlich in einem Größenbereich von etwa 0,42 bis etwa 12,7 mm liegt, und das Mischungsverhältnis ihrer Anteile beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht von Puzzolan, plastischem Boden und Zuschlagstoff als 100 %, 5 bis 25 % Puzzolan, 35 bis 75 % plastischen Boden und 20 bis 50 % Zuschlagstoff und- gleichfalls in Gewichtsprozent des obigen Gesamtgewichts 2 bis 9 % Kalk.The mixture according to the invention for paving the ground contains an im essential water-insoluble and chemically inert to pozzolan and lime, inorganic aggregate, its Particle diameter mainly is in a size range of about 0.42 to about 12.7 mm, and the mixing ratio their proportions, based on the total weight of pozzolan, are plastic soil and aggregate as 100%, 5 to 25% pozzolan, 35 to 75% plastic soil and 20 to 50% aggregate and also in percent by weight of the above total weight 2 to 9% lime.

Es wurde nun gefunden, daß sehr plastische Böden, wenn man sie mit bestimmten Mengen Ätzkalk, eines chemisch inerten Zuschlagstoffs und eines Puzzolan behandelt, bemerkenswert verbesserte Dauerhaftigkeit während der ersten Abschnitte der Härtungsperiode zeigen.It has now been found that soils are very plastic when you use them certain amounts of quicklime, a chemically inert aggregate and a pozzolan treated, remarkably improved durability during the first few sections show the curing period.

Die Verhältnisse der Bestandteile zueinander sind wesentlich, wie im folgenden gezeigt wird. Es wurde gefunden, daß das Rückhaltevermögen für Wasser der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen mit der Ätzkalkzugabe abnimmt, wenn den Zusammensetzungen eine geringe Menge eines Zuschlagstoffs einverleibt wird, daß aber andererseits überraschenderweise das Rückhaltevermögen für Wasser mit der Ätzkalkzugabe ansteigt, wenn der Zuschlagstoffanteil 20 bis 50 Gewichtsprozent beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht von Puzzolan plus Boden plus Zuschlagstoff.The proportions of the components to one another are essential, such as shown below. It has been found that the retention capacity for water of the compositions according to the invention with the addition of quick lime decreases when the Compositions a small amount of an aggregate is incorporated into that but on the other hand, surprisingly, the retention capacity for water with the addition of quick lime increases when the aggregate content is 20 to 50 percent by weight, based on on the total weight of pozzolan plus soil plus aggregate.

Unter dem Ausdruck »Ätzkalk«, wie er hier verwendet wird, sollen gebrannter Kalk, Hydratkalk und gelöschter Kalk verstanden werden.The term "quick lime" as used here is intended to mean burnt Lime, hydrated lime and slaked lime are to be understood.

Der Ausdruck »Puzzolan«, wie er hier verwendet wird, soll ein silicium- oder aluminiumhaltiges, mineralisches Material bezeichnen, das entweder künstlich oder natürlich sein kann und das selbst wenig oder keinen Wert als Bindemittel besitzt; das jedoch in feinzerteilter Form und in Anwesenheit von Feuchtigkeit sich chemisch bei gewöhnlichen Temperaturen mit Calciumhydroxyd umsetzen kann und dabei Verbindungen bildet, die Bindeeigenschaften besitzen.The term "pozzolan", as it is used here, is intended to represent a silicon or denote aluminum-containing, mineral material that is either artificial or can be natural and which itself has little or no value as a binder; However, this in finely divided form and in the presence of moisture is chemically can react with calcium hydroxide at ordinary temperatures and thereby compounds forms, which have binding properties.

Ein besonderes Beispiel für ein feinzerteiltes Puzzolan ist das in der Technik als Flugasche bekannte künstliche Material. Der Ausdruck »Flugasche« wird hier für feinzerteilte Ascherückstände verwendet, die durch Verbrennung von pulverisierter Kohle entstehen, deren Asche mit den vom Verbrennungsofen kommenden Gasen abgeblasen wird. Die Flugasche ist so fein zerteilt, daß wenigstens ungefähr 70% durch ein Sieb mit 0,074 mm lichter Maschenweite hindurchgehen. Die aus den Abgasen gesammelte Flugasche wird im folgenden als rohe Flugasche bezeichnet.A particular example of a finely divided pozzolan is that in Artificial material known in the art as fly ash. The expression "fly ash" is used here for finely divided ash residues caused by the incineration of pulverized coal are produced, the ashes of which with those coming from the incinerator Gases is blown off. The fly ash is so finely divided that at least approximately Pass 70% through a sieve with a mesh size of 0.074 mm. The ones from the Fly ash collected from exhaust gases is referred to below as raw fly ash.

Andere Formen von Puzzolan sind in der Natur vorkommende Puzzolane und vulkanische Asche, wie man sie bei Puzzuoli in Italien findet. Weiter gehören hierzu rohe oder kalzinierte Tuffsteine, Diatomeenerde, Bimssteine, Opal, Schiefer und Trasse (trasses). Künstlich hergestellte Arten sind beispielsweise Flugasche, Kesselschlacke und Flugstaub. Andere Puzzolane sind Kieselgür, Diatomeenerde und Schiefertonpuzzolane;`die ungefähr 50 bis 70 Gewichtsprozent Si02, ungefähr 5 bis 10 Gewichtsprozent Fe203, ungefähr 10 bis 30 Gewichtsprozent A1203 und geringe Mengen CaO und MgO enthalten.Other forms of pozzolan are naturally occurring pozzolans and volcanic ash like those found near Puzzuoli in Italy. Next belong in addition raw or calcined tuff stones, diatomaceous earth, pumice stones, opal, slate and trasse (trasses). Artificially produced species are, for example, fly ash, Boiler slag and fly ash. Other pozzolans are kieselguhr, diatomaceous earth, and Slate pozzolans; `the about 50 to 70 percent by weight Si02, about 5 to 10 percent by weight Fe 2 O 3, approximately 10 to 30 percent by weight A1 2 O 3 and small amounts Contain CaO and MgO.

Der Ausdruck »plastische Böden«, wie er hier verwendet wird, bezeichnet natürliche, im wesentlichen -anorganische Materialien, wie Ton, Lehm oder Schlamm, deren Bestandteile so fein sind, daß das normale Verfahren zur Bodenschätzung nicht diesen Feinheitsgrad erfaßt. Die Hauptmenge des Bodens geht durch ein Standardsieb von 0,149 mm lichter Maschenweite. Obgleich dieses Material als »anorganisch« bezeichnet wird, soll damit die Anwesenheit von geringeren Anteilen organischer Materialien nicht ausgeschlossen sein, wenn nur das feine Material vorwiegend anorganisch ist. Der Ausdruck »plastischer Boden«, wie er oben definiert wurde, umfaßt alle Böden, die einen Plastizitätsindex von mehr als 15 haben, alle Böden mit einem Plastizitätsindex von ungefähr 9 bis 15, wenn mehr als ungefähr 15 Gewichtsprozent dieser Böden durch ein Standardsieb von 0,074 mm lichter Maschenweite hindurchgehen, und alle Böden, die einen Plastizitätsindex geringer als ungefähr 9 haben, wenn mehr als ungefähr 35 Gewichtsprozent der Böden durch ein Standardsieb mit 0,074 mm lichter Maschenweite hindurchgehen.The term "plastic floors" as used here denotes natural, essentially inorganic materials such as clay, loam or sludge, the constituents of which are so fine that the normal soil appraisal method cannot this degree of fineness is recorded. Most of the soil goes through a standard sieve 0.149 mm clear mesh size. Although this material is called "inorganic" is supposed to ensure the presence of smaller proportions of organic materials cannot be ruled out if only the fine material is predominantly inorganic. The term "plastic soil", as defined above, includes all soils that have a plasticity index greater than 15, all floors with a plasticity index from about 9 to 15 if more than about 15 weight percent of these soils through a standard sieve with a mesh size of 0.074 mm and all bottoms, which have a plasticity index less than about 9, if more than about 35 percent by weight of the soil through a standard sieve with a mesh size of 0.074 mm go through.

Der Plastizitätsindex eines Bodens ist die zahlenmäßige Differenz zwischen der Flüssiggrenze und der plastischen Grenze des Bodens. Die Flüssiggrenze des Bodens ist der Wassergehalt, bei dem der Boden vom plastischen oder halbfesten Zustand in den flüssigen Zustand übergeht. Die plastische Grenze des Bodens ist der niedrigste Wassergehalt, bei dem der Boden plastisch wird, oder der Wassergehalt, bei dem der Boden vom festen in den halbfesten Zustand übergeht. Teste für die Flüsügkeitsgrenze und die plastische Grenze sind in -der Technik bekannt.The plasticity index of a soil is the numerical difference between the liquid limit and the plastic limit of the soil. The liquid limit of the soil is the water content at which the soil differs from plastic or semi-solid State changes to the liquid state. The plastic limit of the soil is the lowest water content at which the soil becomes plastic, or the water content, in which the soil changes from solid to semi-solid. Test for the fluid limit and the plastic limit are known in the art.

Unter den ASTM-Ziffern D 423-54.T und D 424-54T (American Society for Testing Materials, Philadelphia, Pennsylvania, 1954) werden Standardverfahren zur Bestimmung der Flüssigkeitsgrenze und der plastischen Grenze eines Bodens und damit seines Plastizitätsindex wiedergegeben.Under ASTM Numbers D 423-54.T and D 424-54T (American Society for Testing Materials, Philadelphia, Pennsylvania, 1954) become standard procedures to determine the liquid limit and the plastic limit of a soil and thus its plasticity index is reproduced.

Der Ausdruck »Zuschlagstoff«, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf natürliche oder künstliche anorganische Materialien, die gegenüber Flugasche und Ätzkalk im wesentlichen chemisch inert sind und im wesentlichen unlöslich in Wasser sind. Hierzu gehören Kalksteinabsiebungen, natürlicher Sand, aus Stein hergestellter Sänd, Hochofenschlacke, Kies oder andere Stoffe mit ähnlichen Eigenschaften. Ein relativ grobkörniges Aggregat wird ebenso wie feines Aggregat hiervon umfaßt. Im Sinne des hier verwendeten Ausdrucks ist ein Zuschlagstoff eine Mischung von feinzerteilten Teilchen, die begrenzte Mengen relativ grober Teilchen, sogar Teilchen bis zu einer Größe von ungefähr 1,27 cm umfassen können. Annähernd die Hauptmenge des Zuschlagstoffs besteht vorzugsweise aus Teilchen mit einer Größe von ungefähr 0,42 bis 12,7 mm. Vorzugsweise fällt die Größe des Zuschlagstoffs in den folgenden Bereich: Sieb Durchgehender Anteil (Millimeter lichte Maschenweite) in Gewichtsprozent 12,7 90 bis 100 4,76 (Nr. 4) 75 bis 100 2,00 (Nr. 10) 40 bis 90 0,42 (Nr. 40) 5 bis 35 0,074 (Nr. 200) 0 bis 15 Die relativen Anteile der Hauptbestandteile der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind wesentlich. Wenn die Anteile innerhalb des angegebenen Bereichs gehalten werden, so wird in den ersten Abschnitten der Härtungsperiodeeine erstaunliche Verbesserung der Dauerhaftigkeit erzielt. Vorzugsweise werden die folgenden Mischungen verwendet: Gewichtsprozent Material (berechnet von der Gesamt- menge an Puzzolan, Boden und Zuschlagstoff) Puzzolan ............ 5 bis 25 Boden .............. 35 bis 75 Aggregat ............ 20 bis 50 Ätzkalk ............. 2 bis 9 Wie schon angegeben, beträgt die Summe der Prozentanteile von Puzzolan plus Boden plus Zuschlagstoff im wesentlichen ungefähr 100. Dies ist die Berechnungsgrundlage, die bei Angabe der Verhältnisse der Bestandteile der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet wird.As used herein, the term "aggregate" refers to natural or man-made inorganic materials that are essentially chemically inert to fly ash and quicklime and are essentially insoluble in water. These include limestone sieves, natural sand, sand made from stone, blast furnace slag, gravel or other substances with similar properties. A relatively coarse aggregate is included as well as fine aggregate. As used herein, an aggregate is a mixture of finely divided particles which can include limited amounts of relatively coarse particles, even particles up to about 1.27 cm in size. Approximately the majority of the aggregate preferably consists of particles about 0.42 to 12.7 mm in size. Preferably the size of the aggregate falls within the following range: Sieve through portion (Millimeter clear mesh size) in percent by weight 12.7 90 to 100 4.76 (No. 4) 75 to 100 2.00 (No. 10) 40 to 90 0.42 (No. 40) 5 to 35 0.074 (# 200) 0 to 15 The relative proportions of the major ingredients of the compositions of the invention are essential. If the proportions are kept within the specified range, an astonishing improvement in durability is achieved in the early stages of the curing period. The following mixtures are preferably used: Weight percent Material (calculated from the total amount of pozzolan, soil and aggregate) Pozzolan ............ 5 to 25 Soil .............. 35 to 75 Unit ............ 20 to 50 Quick lime ............. 2 to 9 As already indicated, the sum of the percentages of pozzolan plus soil plus aggregate is essentially approximately 100. This is the calculation basis which is used when specifying the proportions of the constituents of the compositions according to the invention.

Die Dauerhaftigkeitseigenschaften der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden dadurch bestimmt, daß man bei Proben den Zerfall unter Wasser untersucht.The durability properties of the compositions of the invention are determined by examining the disintegration of samples under water.

Die Zerfallversuche unter Wasser zeigen, daß bei ungefähr 20 Gewichtsprozent des Zuschlagstoffes der Zuschlagstoff mit dem Ätzkalk, dem Puzzolan und dem Boden derart gleichsinnig reagiert, daß die vier Bestandteile sich mehr wie eine Mischung als wie getrennte, voneinander unterschiedene Materialien verhalten. Bei weniger als ungefähr 20 Gewichtsprozent Zuschlagstoff bewirkt die fortschreitende Zugabe von Ätzkalk zum Boden plus Puzzolan plus Zuschlagstoff einen Abfall des Zurückhaltevermögens für Wasser der Zusammensetzung. Steigert man jedoch den Anteil des Zuschlagstoffes über 20 Gewichtsprozent, so erhöht die fortschreitende Zugabe von Atzkalk zum Boden plus Puzzolan plus Zuschlagston das Zurückhaltevermögen für Wasser. Dieses Ergebnis ist völlig überraschend. Vielleicht erklärt es, warum die erfindungsgemäßen Zusammensetzung sich derartig günstig verhalten. Wiederholte Versuche haben die Tatsache dieses Phänomens erhärtet ebenso wie seinen praktischen Wert.The disintegration tests under water show that at about 20 percent by weight of the aggregate the aggregate with the quick lime, the pozzolan and the soil so reacts in the same direction that the four components look more like a mixture behave as like separate, distinct materials. With less as about 20 weight percent aggregate causes the progressive addition from quick lime to the ground plus pozzolan plus aggregate a decrease in retention capacity for water of composition. However, if you increase the proportion of the aggregate over 20 percent by weight, the progressive addition of quicklime to the soil increases plus pozzolan plus additional tone the retention capacity for water. This result is completely surprising. Perhaps it explains why the composition of the invention behave so favorably. Repeated attempts have the fact of this Phenomenon is corroborated as well as its practical value.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können in irgendeiner üblichen Weise hergestellt werden, beispielsweise durch einfaches Mischen der Festbestandteile, vorzugsweise in Anwesenheit von Wasser. Wasser gibt man zu der Mischung in ungefähr der Menge, die für die Erzielung des bekannten optimalen Feuchtigkeitsgehalts erforderlich ist.The compositions of the invention can be in any conventional Way, for example by simply mixing the solid ingredients, preferably in the presence of water. Approximately add water to the mixture the amount required to achieve the known optimum moisture content is.

Der optimale Feuchtigkeitsgehalt wird durch die gut bekannte modifizierte Proctorprobe bestimmt. Der optimale Feuchtigkeitsgehalt einer Bodenmischung ist derjenige Feuchtigkeitsgehalt, bei dem die Boden-Wasser-Mischung die maximale Dichte (trocken) - bzw. das maximale Trockengewicht der Feststoffe pro Volumeneinheit besitzt. In der Praxis schwankt der optimale Feuchtigkeitsgehalt mit jedem bestimmten Boden und jeder bestimmten Bodenmischung, und zwar im allgemeinen zwischen 8 und 25 Gewichtsprozent Feuchtigkeit, berechnet auf das Gesamttrockengewicht der Feststoffe. Beim Zugeben von Wasser zu den erfindungsgemäßen Mischungen sollte der Wassergehalt vorzugsweise auf einen Bereich von 70 bis 130:1/o des optimalen Wassergehalts eingestellt werden. So kann der Wassergehalt der erhaltenen Zusammensetzung von ungefähr 5 bis 32 Gewichtsprozent schwanken, bezogen auf das Gesamtgewicht von Ätzkalk, Puzzolan, Boden und Aggregat für verschiedene Böden.The optimal moisture content is modified by the well known Proctorprobe determined. The optimal moisture content of a soil mix is the moisture content at which the soil-water mixture has its maximum density (dry) - or the maximum dry weight of the solids per unit volume. In practice, the optimal moisture content will vary with any given soil and any particular soil mix, generally between 8 and 25 percent by weight Moisture calculated on the total dry weight of the solids. While admitting of water to the mixtures according to the invention, the water content should preferably be can be adjusted to a range of 70 to 130: 1 / o of the optimum water content. Thus, the water content of the resulting composition can be from about 5 to 32 percent by weight vary based on the total weight of quicklime, pozzolan, soil and aggregate for different floors.

Nach dem Mischen kann man der Bodenzusammensetzung die gewünschte Form geben. Nach einer sehr kurzen Härtezeit, beispielsweise 2 bis 5 Tagen, entwickelt das Material eine beträchtliche Festigkeit, auch wenn es feucht ist. Jedoch entwickelt sich die zementartige Bindung der Mischung so langsam, daß auch noch nach einer Woche die geformte Mischung leicht deformiert und neu geformt werden kann. Nach Härtung während einer beträchtilchen Zeit, beispielsweise einem Monat, weist die Mischung eine sehr beachtliche Druckfestigkeit auf. Nach einem Jahr ist das erhaltene Produkt außergewöhnlich fest.After mixing you can choose the soil composition you want Shaping. Developed after a very short hardening time, e.g. 2 to 5 days the material has considerable strength even when it is wet. However developed the cement-like bond of the mixture is so slow that even after one Week the shaped mixture can be easily deformed and reshaped. To Hardening for a considerable time, for example a month, has the Mixture has a very considerable compressive strength. After a year it is received Product exceptionally firm.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1 Ein Boden, der aus einem plastischen A-6-Ton aus dem Südosten Pennsylvanias stammt, hat die folgende Siebanalyse: Sieb Durchgehender Anteil (Millimeter lichte Maschenweite) in Gewichtsprozent 19,05 100,0 9,53 99,0 4,76 (Nr.4) 98,0 2,00 (Nr.10 97,6 0,42 (Nr.40) 97,2 0,250 (Nr.60) 97,0 0,074 (Nr.200) 96,5 Der Boden hat einen Plastizitätsindex von 14 und eine Flüssiggrenze von 32. Der Boden war mit Hydratkalk, Flugasche und Dolomitkalksteinabsiebungen zusammen mit der optimalen Wassermenge gemischt worden. Die Verhältnisse der Feststoffe waren wie folgt: Gewichtsprozent (berech- net auf Gesamtgewicht an Boden, Flugasche und Kalksteinabsiebungen) A-6-Boden ................ 70 Hydratkalk ............ . ... 9 Flugasche ................. 10 Kalksteinabsiebungen ...... 20 Die erhaltene Mischung ließ man nach Zusammenpressung unter natürlichen Bedingungen 3 Tage lang härten. Die Proben des erhaltenen Produkts (zusammengepreßte Würfel) wurden für 3 Stunden unter Wasser getaucht. Sie zeigten pratisch keinen Gewichtsverlust. Außerdem hatte die Mischung genügend Dauerhaftigkeit, um schwere Wagen zu tragen, die auch dann über die Mischung gefahren wurden, wenn sie einem abwechselnden Befeuchten und Wiedertrocknen unterworfen wurde. Dies ergibt den Gegensatz zu der sehr geringen Festigkeit des natürlichen A-6-Bodens wieder. Testwürfel aus natürlichem A-6-Boden zerfielen praktisch vollständig innerhalb weniger Minuten, wenn sie 3 Tage lang atmosphärischen Bedingungen unterworfen und anschließend auf Zerfall unter Wasser geprüft wurden. Nach 21tägigem Härten unter natürlichen Umgebungsbedingungen zeigte das erhaltene Produkt ausgezeichnete Druckfestigkeit von ungefähr 21 kg/cm2 im Gegensatz zur Druckfestigkeit des natürlichen Bodens, die praktisch gleich Null ist. Das erhaltene Produkt zeigte stark verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen Frieren und Tauen sowie gegen Befeuchten und Trocknen, wie es durch einen Standarddrahtbürstentest angezeigt wird; dieser erwies, daß ein derartiges Produkt zahlreichen Arbeitszyklen widerstand, im Gegensatz zum natürlichen Boden, der schon einen einzigen Arbeitszyklus nicht überstand. Beispiel 2 Die folgenden Zusammensetzungen haben frühzeitig eine hohe Festigkeit (3 Tage) und zeigen ausgezeichnete Bearbeitungseigenschaften nach 21tägiger Härtung. Beispiel 3 Eine Mischung aus 90 Gewichtsprozent eines plastischen A-7-Bodens, 10 Gewichtsprozent Flugasche und 5 Gewichtsprozent Ätzkalk wurde hergestellt. Nach Mischen mit der optimalen Wassermenge und dreitägigem Härten unter natürlichen Umgebungsbedingungen wurde die Mischung auf Dauerhaftigkeit durch Untertauchen von Standardversuchswürfeln in Wasser untersucht. Die Testwürfel zerfielen so schnell, daß keine quantitative Messung des Verlustes möglich war.The following examples illustrate the invention. Example 1 Soil derived from a plastic A-6 clay from southeastern Pennsylvania has the following sieve analysis: Sieve through portion (Millimeter clear mesh size) in percent by weight 19.05 100.0 9.53 99.0 4.76 (# 4) 98.0 2.00 (# 10 97.6 0.42 (# 40) 97.2 0.250 (# 60) 97.0 0.074 (# 200) 96.5 The soil has a plasticity index of 14 and a liquid limit of 32. The soil was mixed with hydrate lime, fly ash and dolomite limestone sieves along with the optimal amount of water. The proportions of the solids were as follows: Weight percent (calculated net on total weight Soil, fly ash and Limestone sieves) A-6 bottom ................ 70 Hydrate lime ............. ... 9 Fly ash ................. 10 Limestone sieving ...... 20 The obtained mixture was allowed to cure after compression under natural conditions for 3 days. The samples of the product obtained (compressed cubes) were immersed in water for 3 hours. They practically showed no weight loss. In addition, the mixture had sufficient durability to support heavy vehicles that would be driven over the mixture even when it was subjected to alternate wetting and re-drying. This is in contrast to the very low strength of the natural A-6 soil. Test cubes made from natural A-6 soil disintegrated practically completely within a few minutes when subjected to atmospheric conditions for 3 days and then tested for disintegration under water. After curing for 21 days under natural environmental conditions, the product obtained showed excellent compressive strength of approximately 21 kg / cm2 in contrast to the compressive strength of natural soil, which is practically zero. The product obtained showed greatly improved resistance to freezing and thawing and to wetting and drying as indicated by a standard wire brush test; this proved that such a product withstood numerous work cycles, in contrast to natural soil, which could not withstand a single work cycle. Example 2 The following compositions have high strength early (3 days) and show excellent processing properties after 21 days of cure. Example 3 A mixture of 90 percent by weight of A-7 plastic soil, 10 percent by weight of fly ash, and 5 percent by weight of quicklime was prepared. After mixing with the optimal amount of water and curing for three days under natural ambient conditions, the mixture was tested for durability by submerging standard test cubes in water. The test cubes disintegrated so quickly that no quantitative measurement of the loss was possible.

Eine Zusammensetzung aus 60 Gewichtsprozent desselben A-7-Bodens, 10 Gewichtsprozent Flugasche, 5 Gewichtsprozent Ätzkalk, 30 Gewichtsprozent Kalksteinabsiebungen wurde hergestellt. Nach Mischen mit der optimalen Wassermenge und dreitägigem Härten unter natürlichen Umgebungsbedingungen wurden Testwürfel der erhaltenen Mischung unter Wasser getaucht und auf ihren Zerfall geprüft. Nach 3stündigem Untertauchen der Würfel wurde praktisch kein Gewichtsverlust festgestellt.A composition of 60 percent by weight of the same A-7 soil, 10 percent by weight fly ash, 5 percent by weight quicklime, 30 percent by weight limestone sieves was produced. After mixing with the optimal amount of water and hardening for three days test cubes of the mixture obtained were made under natural environmental conditions submerged under water and tested for decay. After immersion for 3 hours practically no weight loss was observed on the cube.

Beispiel 4 In einer Serie von Versuchen wurde ein plastisches Kaolin (A-7) mit wechselnden Mengen von Ätzkalk, Flugasche und Kalksteinabsiebungen stabilisiert. Die Proben ließ man kurze Zeit erhärten, dann wurde Wasser hinzugegeben und jede Probe auf das Rückhaltevermögen für Wasser untersucht. Jede Bodenprobe wurde auf die Oberseite eines Stückes Filterpapier gelegt, das vom flachen, perforierten Keramikboden einer Büchnernutsche getragen wurde. Darauf wurde eine Standardabsaugung vorgenommen. Nach einer gewissen Zeit wurde das Filterpapier oder die Keramikunterlage naß. Die Zeitinkremente wurden gemessen und als Wert des Rückhaltevermögens für Wasser notiert. Die folgenden Resultate wurden erhalten: Tabelle II Wirkung von Ätzkalk auf den Wert an Zurückhalte- vermögen für Wasser von stabilisiertem Kaolin (Gewichtsangaben in Kilogramm) Gewicht Gewicht Gewicht des Gewicht Wert des des der Zuschlag- des Rückhalte- Kaolins Flugasche Stoffs Atzkalks vermögens (gesiebt) für Wasser 241,13 26,79 0 0 88,41 241,13 26,79 0 8;04 83;06 241,13 26,79 0 16,08 77,69 241,13 26,79 0 24,31 I 72,43 Tabelle II (Fortsetzung) Gewicht Gewicht Gewicht des Gewicht Welk des des der Zuschlag- des Rückhalte- Kaolins Flugasche Stoffs Ätzkalks vermögens (gesiebt) für Wasser 187,55 26,79 53,58 0 66,98 187,55 26,79. 53,58 8,04 64,30 187,55 26,79 53,58 16,08 50,90 187,55 26,79 53,58 24,31 53,58 133,96 26,79 107,17 0 53,58 133,96 26,79 107,17 8,04 53,58 133,96 26,79 107,17 16,08 56,26 133,96 26,79 107,17 24,31 61,62 80,37 26,79 160,75 0 40,18 80,37 26,79 160,75 8,04 45,54 80,37 26,79 160,75 16,08 53,58 80,37 26,79 160,75 24,31 50,90 Das obige Beispiel zeigt folgendes: Während der Wert des Rückhaltevermögens für Wasser der Zusammensetzung mit der Ätzkalkzugabe abfällt, wenn nur ein geringer Zuschlaganteil vorhanden ist, wird dieser Effekt umgekehrt, und der Wert des Rückhaltevermögens für Wasser der Zusammensetzung steigt mit der Ätzkalkzugabe an, wenn der Zuschlaganteil zwischen 20 und 50 Gewichtsprozent liegt. Dieser Effekt zeigt, daß eine Umsetzung zwischen Ätzkalk, Flugasche, Boden und Zuschlagstoff eintritt. Beispiel s Eine Reihe von Zerfallversuchen wurde unter Verwendung von Maryland-A-7-Ton durchgeführt. Verschiedene Proben wurden hergestellt, die wechselnde Mengen von Kalksteinabsiebungen als Zuschlagstoff enthielten. Alle Proben wurden 60 Stunden lang unter Wasser getaucht, danach wurden sie auf Härte, Druckfestigkeit und Unterwasserzerfall untersucht. Die Resultate sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben: Diese Tabelle zeigt, daß der Unterwasserzerfall stark vermindert und praktisch völlig ausgeschaltet wird, wenn der Prozentsatz des Zuschlagstoffes sich ungefähr 20 Gewichtsprozent nähert, während die Mengen an Ätzkalk und Flugasche konstant gehalten werden. Dies zeigt, daß eine Umsetzung bei ungefähr 20 Gewichtsprozent des Zuschlagstoffes stattfindet.Example 4 In a series of experiments, a plastic kaolin (A-7) was stabilized with varying amounts of quicklime, fly ash and limestone sieves. The samples were allowed to harden for a short time, then water was added and each sample was tested for water retention. Each soil sample was placed on top of a piece of filter paper carried by the flat, perforated ceramic base of a Buchner nut. Standard suction was then carried out. After a while, the filter paper or the ceramic pad got wet. The time increments were measured and noted as the value of the retention capacity for water. The following results were obtained: Table II Effect of quick lime on the value of retention capacity for water from stabilized kaolin (Weights in kilograms) Weight weight weight of weight value of of the surcharge of the retention Kaolins fly ash fabric calcium carbonate assets (sifted) for water 241.13 26.79 0 0 88.41 241.13 26.79 0 8; 04 83; 06 241.13 26.79 0 16.08 77.69 241.13 26.79 0 24.31 I 72.43 Table II (continued) Weight weight weight of weight withered des of the surcharge of the retention Kaolins fly ash substance quick lime asset (sifted) for water 187.55 26.79 53.58 0 66.98 187.55 26.79. 53.58 8.04 64.30 187.55 26.79 53.58 16.08 50.90 187.55 26.79 53.58 24.31 53.58 133.96 26.79 107.17 0 53.58 133.96 26.79 107.17 8.04 53.58 133.96 26.79 107.17 16.08 56.26 133.96 26.79 107.17 24.31 61.62 80.37 26.79 160.75 0 40.18 80.37 26.79 160.75 8.04 45.54 80.37 26.79 160.75 16.08 53.58 80.37 26.79 160.75 24.31 50.90 The above example shows the following: While the value of the retention capacity for water of the composition decreases with the addition of quicklime, if only a small amount of aggregate is present, this effect is reversed, and the value of the retention capacity for water of the composition increases with the addition of quicklime, if the Surcharge is between 20 and 50 percent by weight. This effect shows that a conversion occurs between quick lime, fly ash, soil and aggregate. Example s A series of disintegration tests were carried out using Maryland A-7 clay. Various samples were prepared containing varying amounts of limestone screen aggregate. All samples were immersed in water for 60 hours, after which they were examined for hardness, compressive strength and underwater disintegration. The results are given in the following table: This table shows that underwater disintegration is greatly reduced and virtually eliminated when the percentage of aggregate approaches about 20 percent by weight while the amounts of quicklime and fly ash are kept constant. This shows that conversion occurs at about 20 percent by weight of the aggregate.

Beispiel 6 Es wurden Mischungen hergestellt aus ungefähr 10 Gewichtsprozent eines feinpulverisierten, vulkanischen Puzzolans, erhalten von einer natürlichen Ablagerung auf den Kanarischen Inseln und aus ungefähr 60 Gewichtsprozent eines plastischen Bodens und ungefähr 30 Gewichtsprozent eines Zuschlagstoffes, zu dem ungefähr 5 Gewichtsprozent Ätzkalk hinzugegeben waren, wobei der Prozentsatz des Ätzkalks auf das Gesamtgewicht an Puzzolan, Boden und Zuschlag berechnet wurde. Nach Mischen mit der optimalen Wassermenge und dreitägigem Erhärten unter natürlichen Umgebungsbedingungen wurden die Mischungen auf Dauerhaftigkeit untersucht, indem man Standardversuchswürfel unter Wasser tauchte. Es wurde im wesentlichen kein Gewichtsverlust nach dreistündigem Untertauchen der Würfel festgestellt, was eine ausgezeichnete Dauerhaftigkeit beweist.Example 6 Mixtures were made of approximately 10 percent by weight of a finely powdered volcanic pozzolan obtained from a natural one Deposited in the Canary Islands and made up of approximately 60% by weight of one plastic soil and about 30 percent by weight of an aggregate to which approximately 5 percent by weight quicklime were added, the percentage being Quick lime was calculated on the total weight of pozzolan, soil and aggregate. After mixing with the optimal amount of water and hardening under natural for three days Ambient conditions, the mixtures were tested for durability by standard test cubes were dipped under water. There was essentially no weight loss after immersing the dice for three hours found what an excellent one Proves durability.

Wenn ein plastischer Boden mit einem hohen Rückhaltevermögen für Wasser mit einem Zuschlagstoff gemischt wird, um den Boden für die Verwendung im Straßenbau zu verbessern, so sind die Ergebnisse auch dann nicht zufriedenstellend, wenn man eine sehr große Menge Zuschlagstoff hinzufügt. Beispielsweise, wenn über 50% Zuschlagstoff zu einem plastischen Schlamm oder einem plastischen Ton hinzugegeben werden, weist das Produkt sehr schnell Mängel auf, wenn es dem wechselnden Einfuß von Befeuchten und Trocknen bzw. Frieren und Tauen unterworfen wird sowie der gleichzeitigen Einwirkung von schweren Belastungen. Es ist demgemäß überraschend, daß derselbe Boden verfestigt werden kann und ein Produkt mit ausgezeichneter Dauerhaftigkeit unter denselben Bedingungen bildet, wenn geringe Mengen Ätzkalk und Flugasche und beispielsweise nur 20 Gewichtsprozent Zuschlagstoff zum Boden gegeben werden. Während die direkte Zugabe von Zuschlagstoff zum plastischen Boden sehr kostspielig wegen der großen erforderlichen Menge ist, werden dieselben Böden erfindungsgemäß wirksam und wirtschaftlich verfestigt unter Verwendung sehr viel geringerer Mengen Zuschlagstoff zusammen mit geringen Mengen Flugasche und Ätzkalk unter erheblicher Reduzierung der Gesamtaufwendungen.If a plastic soil with a high retention capacity for water mixed with an aggregate to make the soil for use in road construction to improve, the results are unsatisfactory even if one adds a very large amount of aggregate. For example, if over 50% aggregate added to a plastic mud or a plastic clay, has the product very quickly shows defects when it is subjected to the changing influence of moistening and is subjected to drying or freezing and thawing and the simultaneous action from heavy loads. It is accordingly surprising that the same soil solidifies and a product with excellent durability among the same Conditions formed when small amounts of quicklime and fly ash and for example only 20 percent by weight of aggregate can be added to the floor. While the direct Adding aggregate to plastic soil is very costly because of the large size required amount, the same soils are effective and economical according to the invention solidified using much smaller amounts of aggregate along with small amounts of fly ash and quick lime with a considerable reduction in the overall expenditure.

Es soll bemerkt werden, daß auch grobkörnige Zuschlagstoffe, wie beispielsweise 1,27-cm-Steine oder noch größere, in die Bodenmischung eingearbeitet werden können.It should be noted that coarse aggregates such as 1.27 cm stones or even larger stones can be incorporated into the soil mixture.

Claims

Claims: 1. Mixture for ground reinforcement, in particular for road construction, which contains a pozzolan, a plastic soil and lime, d a by characterized as being substantially water-insoluble and inorganic aggregate which is chemically inert against the pozzolan and the lime contains, the particle diameter of which mainly in a size range of about 0.42 to about 12.7 mm, and that the mixing ratio of the proportions, based on the total weight of pozzolan, plastic soil and aggregate as 100%, 5 to 25% pozzolan, 35 to 7511 / o plastic soil and 20 to 5011 / o aggregate and in percent by weight of the above total weight is 2 to 911 / o lime.

2. Mixture for ground reinforcement according to claim 1, characterized in that the plastic soil contains a soil with a plasticity index below about 9 if more than about 35 percent by weight of the soil pass through a standard sieve with 0.074 mm clear mesh size, or a soil with a plasticity index from about 9 to 15 when greater than about 15 percent by weight of the soil passes through a standard 0.074 mm mesh screen, or a soil having a plasticity index greater than about 15. References under consideration: USA. Patent Nos. 2,564,690, 2,250,107; French patent specification No. 1117 781.