Главнейшей задачей, которую необходимо решать при разработке любых методов стабилизации глинистых пород, является придание им высокой и длительной прочности. При этом к получаемому материалу, который предназначен для изготовления стеновых строительных изделий, предъявляют два основных требования. Во-первых, он должен после завершения периода твердения и структурообразования приобретать такую степень устойчивой и необратимой связности между частицами, при которой обеспечивается надежная сопротивляемость внешним нагрузкам без возникновения деформаций (прогиба и сдвига), превышающих допустимые пределы. Во-вторых, он должен в течение длительного времени противостоять напряжениям, возникающим от действия внешней среды, например от разбухания при увлажнении и замораживании, сохранять приобретенную им структуру при продолжительном увлажнении, повышении температуры и т. д.

Прочность стабилизированных глинистых пород и их сопротивляемость воздействию природных факторов, необходимые для выполнения указанных требований, могут быть различными в зависимости от назначения и условий применения стеновых строительных материалов. Это указывает на необходимость дифференцированного подхода при оценке прочностных и деформационных свойств стабилизированных глинистых пород. Тем не менее в любом случае, подвергая глинистые породы укреплению вяжущими материалами и добавками других веществ, мы должны придать глинам устойчивую связность, прочность и плотность, не изменяющиеся под воздействием нагрузок и климата в течение длительного срока.

При укреплении супесей, суглинков и глин главное внимание уделяют таким способам укрепления, которые обеспечивают высокую прочность этих пород в водонасыщенном состоянии, поскольку прочность уплотненных связных глин в сухом состоянии достаточно высока и без добавок вяжущих веществ.

Коренное улучшение свойств стабилизированных глинистых пород возможно только на основе учета свойств и состава их тонкодисперсной части – поглощающего комплекса. Правильно используя адсорбционную (поглотительную) способность глины, активно воздействуя на его тонкодисперсную часть добавками различных вяжущих веществ, можно создавать строительные материалы, отвечающие соответствующим техническим требованиям.

Задачей проводимых экспериментов является разработка методов стабилизации глинистых пород, обеспечивающих оптимальное структурообразование с максимальным использованием полезных качеств вводимых в глину вяжущих материалов и других соединений.

Высокая физико-химическая и химическая активность тонкодисперсной части глинистых пород является в большинстве случаев отрицательным фактором, часто обусловливающим падение прочности грунта при водонасыщении, набухание и др. В то же время в определенных условиях возможно использовать физико-химическую и химическую активность грунта при его укреплении в целях направленного структурообразования и формирования заданных структурно-механических свойств укрепленного грунта.

Это возможно при использовании комплексных методов укрепления, при которых, как правило, используется несколько добавок, действие которых на грунт может быть весьма различным [1].

При прочих равных условиях глинистые грунты (глины, суглинки, супеси), укрепленные цементом, дают значительный эффект в повышении прочности при добавке химических веществ, изменяющих коллоидно-химическую природу тонкодисперсной части грунта, улучшающих и ускоряющих процессы структурообразования.

В качестве добавок при комплексном укреплении грунтов с использованием цемента как основного вяжущего наиболее часто применяются следующие вещества, отличающиеся по характеру своего действия на грунт: известь, хлористый кальций, различные электролиты и т.д.

Эксперименты по стабилизации глинистых пород портландцементом совместно с известью проводили с использованием супеси и глины Ворсклинского участка. Образцы готовили методом полусухого прессования. Содержание извести в массе сухой смеси составляло 5%, портландцемента – 5, 10, 15 и 20%. Формовочная влажность смеси – 12–14%. Результаты экспериментов приведены на рис. 1.