Аннотация: применение промышленных отходов в дорожном строительстве. Самым эффективным считается зола-уноса. Эти отходы получа ю тся при сжигании твердого топлива на ТЭЦ. Ее улавливают электрофильтрами, после этого она отбирается на производственные нужды при помощи золоотборника или отправляется в золоотвал . В дорожном строительстве применяется при ремонте автомобильных дорог и аэродромов, во всех конструкциях дорожного полотна.
Строительство, в том числе и дорожное, является одним из крупнейших потребителей материальных ресурсов. Например, в современных сметах на строительство автомобильной дороги не менее 50% стоимости составляет стоимость материалов, цена которых повышается из года в год. Уменьшение потребности природных материалов и вяжущих, особенно наиболее дорогостоящих, решение вопросов ресурсосбережения – одна из актуальных проблем, от решения которых зависит научно-техническ ий про гресс в строительстве .
Технико-экономические задачи экономии привозных инертных материалов и традиционных вяжущих могут быть решены путем широкого применения вторичных ресурсов – о тходов различных производств, которые можно использовать как непосредственно в качестве дорожно-строительных материалов, так и как исходное сырье для их произв одства. Т ехногенные материалы могут быть вяжущими, инертными материалами, активными добавками, минеральными составляющими, сырьем.
В НГТУ научились делать тротуарную плитку из обычной золы
Поскольку дорожное строительство является самым материалоемким производством, то указанный процент применения техногенных грунтов приходится, главным образом, на эту отрасль. Это обусловлено тем, что из года в год растет стоимость природных каменных материалов, и, как следствие, – вяжущих, а стоимость техногенных грунтов не изменяется и определяется только стоимостью их доставки. Хранение их в отвалах связано с большими капитальными и эксплуатационными затратами, ухудшением экологических условий на прилегающих к отвалам территориях, требует отвода больших площадей, иногда и обрабатываемых земель. Поэтому использование в дорожном строительстве техногенных грунтов позволяет решать не только вопросы снижения стоимости строительства, но также расширить ассортимент применяемых материалов и способствовать оздоровлению окружающей среды, поскольку проблемы экологии, ресурсосбережения находятся в тесной связи с производственной деятельностью человека.
П родуктами переработки предприятий цветной металлургии, среднего машиностроения, производства минеральных удобрений, химической и пищевой промышленности являются так называемые гипсосодержащие техногенные грунты. К ним относятся: фосфогипс различных модификаций, фторгипс , фторангидрит , борогипс , титаногипс , кирогипс , цитрогипс и др. Применение их в строительстве незначительно, хотя они по своим свойствам и потенциальным возможностям не хуже дорогостоящих материалов . В состав всех гипсосодержащих материалов входит сульфат кальция различных модификаций в количестве 30–95%. На территории Казахстана насчитывается десяток предприятий, выбрасывающих в отвалы гипсосодержащие продукты .
БЛОНДИНКА НА ТЭЦ: Чем может быть полезна зола с ТЭЦ?
Санитарно-гигиенические исследования этих техногенных грунтов показали, что они не вредны и не оказывают отрицательного действия на здоровье человека. Более того, существует ряд нормативных документов по применению, например, фосфогипса в сельском хозяйстве.
Из всего многообразия гипсосодержащих техногенных грунтов наибольший интерес для дорожного строительства представляют фосфогипс и фторангидрит , объемы производства которых составляют 90% от общего количества попутных гипсосодержащих продуктов промышленности. Н аиболее изучен и широко известен фосфогипс – фосфополугидрат сульфата кальция. На 1 т произведенной фосфорной кислоты образуется 3 т отходов или техногенных грунтов. Образование гипсосодержащего техногенного грунта не связано с примененем на предприятии отсталой технологии: это традиционная технология, принятая во всем мире, просто на зарубежных предприятиях производства фосфорной кислоты имеются цеха по переработке фосфогипса . Например, в Японии из фосфогипса производят 25 наименований строительных изделий и материалов – гипсовые вяжущие, штукатурки, строительные смеси, клеи, облицовочную плитку, блоки, перегородки и т. д. В области переработки фосфогипса преуспели также такие страны, как Германия, Франция, США.
Сложный химический состав фосфогипса создает определенные трудности при попытках его использования. Вместе с тем, наличие в его составе около 50 наименований различных примесей, сильная кислотность среды, а также некоторые физико-химические параметры создают определенные предпосылки для разработки новых технологических решений применения этого материала при строительстве дорог . Фосфогипс в строительстве имеет рН среды 1,3 – 5, однако присутствие кислот не является отрицательным фактором, от которого необходимо избавляться, а напротив следует направленно использовать с получением положительного эффекта в зависимости от поставленной задачи. В этой связи следует отметить роль фосфорной кислоты. Известно, что фосфорная кислота обладает вяжущими свойствами и на этом основано образование и применение фосфатных вяжущих. В исходном фосфополугидрате содержатся основные компоненты, которые необходимы для образования фосфатных вяжущих – металлокомплексы , соли высоковалентных металлов, кислоты.
В республике вследствие функционирования ТЭЦ скопилось большое количество отходов в виде золошлаков . Во многих странах мира уже имеется опыт переработки этих отходов и применение их в составе дешевых строительны х материалов , ряд европейских стран используют отвалы шлаков стопроцентно. О бразующиеся при сжигании угля з олы и шлаки имеют довольно широкий спектр применения.
Зола-уноса это материал, который получается при сжигании твердого топлива на ТЭЦ. Ее улавливают электрофильтрами, после этого она отбирается на производственные нужды при помощи золоотборника или отправляется в золоотвал . Зола состоит из частиц имеющих размер от долей микрона до 0,14 мм, состав золы и свойства золы-уноса зависят от вида сжигаемого топлива, тонкости помола и времени пребывания в зоне горения.
Зола-уноса нашла применение при улучшении свойств тяжелых бетонов, с ее добавками производятся как сборные железобетонные конструкции, так и монолитные. Она применяется как замена части песка, как активный микронаполнитель и как частичная замена цемента не ухудшающая его активности. Так же она используется при производстве легких бетонов. При дефиците керамзитового песка и низком его качестве он может быть частично или полностью заменен золой-уноса его при производстве керамзитобетона.
Эффективным является использование золы-уноса в шлакосиликатных бетонах используемых при ремонте аэродромов и дорог. А так же при устройстве кислото и щелочеустойчивых полов в химических и металлургических производствах, животноводческих комплексах.
Зола, содержащая большое количество силикатов, алюминатов и ферритов кальция может быть переработан в вяжущий материал, который способен заменить собою цемент на строительных комбинатах производящих товарный бетон, раствор и готовые изделия.
Золы уноса используются во всех элементах дорожных конструкций. В зависимости от их состава и свойств они могут входить в тело насыпи как техногенный грунт; как минеральный материал, укрепленный гидравлическим вяжущим, в нижних слоях основания; в верхних слоях основания как компонент смешанного вяжущего или в качестве самостоятельного вяжущего; в асфальтобетонных покрытиях как минеральный порошок, в цементобетонных — как добавка, улучшающая состав бетона. Влажные золы уноса применяют для возведения насыпей, если невозможно заложить резервы или карьеры из естественных грунтов, а также при их неудовлетворительном качестве.
В настоящее время во многих странах накоплен достаточно большой опыт применения золошлаковых материалов во многих отраслях народного хозяйства. Ведущее место среди стран Западной Европы в решении проблемы использования топливных отходов ТЭС в дорожном строительстве занимает Франция.
В Англии зола уноса от сжигания каменного угля была применена в начале 60-х годов как материал для возведения насыпей. Исследования показали, что зола уноса является материалом, пригодным для сооружения насыпей и устройства нижних слоев основания дорожной одежды, которые должны находиться на глубине не менее 40 см от поверхности покрытия в связи с их недостаточной морозоустойчивостью.
В Польше проведены исследования и опытные работы по укреплению золы уноса как самостоятельным вяжущим не только пес ков, но и глинистых грунтов . Получены положительные результаты при устройстве однослойного основания из глины, укрепленной 85 % золы уноса, и двухслойного основания с нижним слоем из пылеватых лессовых суглинков, укрепленных 8-12 % золы уноса и верхним слоем из того же грунта, укрепленного 6% золы уноса и таким же количеством портландцемента.
В Японии в используемый для дорожного строительства смешанный шлак сталеплавильного производства добавляют 5% (массы смеси) золы уноса .
В Италии зола от сжигания угля применяется как естественный заполнитель и вяжущее в конструкциях дорожных одежд.
В Китае при сооружении автомобильной дороги в качестве несущего слоя использовали смесь изве сти с каменноугольной золой в оптимальном соотношении компонентов: известь: зола = 1:4 . При содержании извести 12% прочность образцов на 56-е сутки составила 33,2 кгс/см 2 . На скоростной магистрали Nanjing — Yancheng в качестве основания дорожных покрытий применяли грунт, укрепленный комплексным вяжущим — цементом, известью и золой уноса .
В Финляндии каменноугольная зола уноса эффективно используется в асфальтобетонных смесях в качестве добавки к известковым наполнителям . С ее помощью были укреплены бо лотистые грунты на одном из участков дороги.
В Индии зола уноса применяется для укрепления грунтов насыпи и для устройства покрытия. Имеются даже проекты использование для строительства этажных зданий. Нецелесообразным оказалась засыпка золой мокрых низин с последующим продуктивным использованием земель.
Золошлаковые смеси гидроудаления с добавками извести нашли применение в д орожном строительстве Казахстана. В республике построено около 300 0 км автомобильных дорог с использованием золоизвесткового вяжущего. Укреплению подвергали гравийно-песчаную смесь, вводя в нее 20% вяжущего материала.
Обзор отечественного и зарубежного опыта использования вторичных ресурсов в строительстве показывает, что использование этих ресурсов п озволя е т снизить себестоимость производства строительных материалов, более того, улучшают их качество. И спользование отходов — это не столько вопрос экономии материальных ресурсов, сколько проблема возрастающего загрязнения окружающей среды и, следовательно, здоровья нации. О дно предприятие не может переработать весь выбрасываемый в отвалы отходы , необходимо увеличение мощностей предприятия и тесные контакты со строителями. Научные исследования и практика дорожного строительства показали, что вторичные ресурсы пр едставляют собой материалы, пригодные для применения во многих отраслях народного хозяйства .
1. Малинина Л.А., Волков Ю.С., Рекитар Я.А. Экологические и технологические аспекты развития строительства и производства строительных материалов в мире. «БИНТИ №5.М., 2001.
2. Волженский А.В. и др. Применение зол и топливных шлаков в производстве строительных материалов. — М., Стройиздат , 1984 .
3. Волженский А.В. и др. Минеральные вяжущие вещества (технология и свойства). — М., Стройиздат , 1979.
4. ГОСТ 9128-97. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон.
660075, Красноярск ул. Маерчака 31А,пом. 15. каб. 48
119049, Москва 1-й Добрынинский переулок, 6 РЕЖИМ РАБОТЫ: ПН — СБ с 9:00 до 20:00
Источник: solncesvet.ru
VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2016
ПРИМЕНЕНИЕ ЗОЛЫ-УНОСА ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF
В последние годы огромное количество денежных средств выделяется на строительство дорог, а материалы для строительства постоянно только дорожают.
В России около 70 % всей электроэнергии вырабатывается при сжигании твердого топлива — углей, сланцев, торфа, в результате чего образуется около 50 млн. тонн в год отвалов золошлаковых смесей. Утилизация данных отходов составляет 10 %.Но во многих странах, в том числе и в России нашли применение данному виду отходов. Золу и шлак используют, как в народном хозяйстве, так и при строительстве дорог [1]. Золы и золошлаковые материалы активно используются при строительстве земляного полотна и дорожной одежды. Там они используются, как в сочетании с другими вяжущими материалами, так и в виде самостоятельного вяжущего при укреплении грунтов.
Классификация золошлаков:
Состав и свойства золошлаков зависят от состава минеральной части топлива, его теплотворной способности, режима сжигания, способа улавливания и удаления, места отбора золошлаков в улавливающих установках или в золоотвале.
1. Золошлаки по виду сжигаемого угля подразделяют на:
– антрацитовые, образующиеся при сжигании антрацита, полуантрацита и тощего каменного угля (АУ);
– каменноугольные, образующиеся при сжигании каменного, кроме тощего угля (КУ);
– буроугольные, образующиеся при сжигании бурого угля (БУ).
2. По химическому составу золошлаки делятся:
4. По способу улавливания, удаления и месту отбора золошлаки подразделяются (рисунок 1):
Зола-унос (ЗУ) – это тонкодисперсный материал, размером менее 0,315 мм, образующийся из минеральной части твердого топлива, сжигаемого в пылевидном состоянии, и улавливаемый золоулавливающими устройствами из дымовых газов тепловых электростанций.
Шлак топливный (ШлТ) – это грубодисперсный материал размером от 0,315 мм и более, образующийся из минеральной части твердого топлива, агрегирующийся в топочном пространстве котлоагрегатов, и удаляемый снизу топки.
Золошлаковая смесь (ЗШС) – это полидисперсная смесь из золы-уноса и шлака топливного, образующаяся при их совместном удалении на тепловых электростанциях.
зола-унос шлак топливный золошлаковая смесь
Рисунок 1 – Золошлаки по способу улавливания.
Подробнее рассмотрим ЗУ [2].
В зависимости от типа золоулавливающих устройств ЗУ может улавливаться во влажном (ЗУВл) или сухом состоянии (ЗУСух).
По технологическим причинам ЗУВл потребителю не поставляется, а ЗУСух отгружают потребителю с помощью специальных золоотборных систем.
Золошлаки могут применяться при обработке материалов и укреплении грунтов в качестве:
– гранулометрической добавки для корректировки состава грунтов или каменных материалов;
– самостоятельного медленнотвердеющего вяжущего (только высококальциевая зола-унос);
– активной минеральной добавки смешанного вяжущего в сочетании с цементом или (и) известью.
Высококальциевая ЗУ, применяемая как самостоятельное вяжущее, должна обеспечивать равномерность изменения объема при дополнительном испытании образцов обработкой в автоклаве [2].
ЗУ – это зольная составляющая крупнозернистой и среднезернистой ЗШС, а также мелкозернистая ЗШС применяемые в качестве активной минеральной добавки, должны обеспечивать в смеси с портландцементом равномерность изменения объема при испытании образцов кипячением в воде.
ЗУСух улавливания, соответствующая требованиям, предъявляемым к порошкам марки МП – 2 по ГОСТ Р 52129 может отбираться на специальных золоотборных установках ТЭС, транспортироваться цементовозами (золовозами) и подаваться в расходные бункеры для минерального порошка на асфальтобетонных заводах для приготовления асфальтобетонных или органоминеральных смесей [3].
Приготовление минерального порошка из ЗШС или ЗУ, а также активация этих материалов должна осуществляться путем помола (механической активации) исходных материалов в шаровых мельницах, дезинтеграторах. Химическая активация осуществляется параллельно с механической путем добавления к измельчаемым золошлакам специальных органических веществ или извести. Наилучшие показатели дает активированный порошок из золошлаков с величиной удельной поверхности от 4,5 до 6,0 м 2 /кг.
– введение химических добавок;
– предварительная гидратация или карбонация;
При устройстве слоев из ОМиУГ с золошлаками, приготовленной на основе щебеночно-гравийно-песчаных материалов обработанных известью или высококальциевой ЗУ, движение построечного транспорта допускается открывать сразу после окончания уплотнения слоя.
Так же ЗУ применяться в цементобетонных основаниях автомобильных дорог для уменьшения расхода основного материала. Для жестких бетонных смесей рекомендуется использовать золы IV вида по ГОСТ 25818, но так же с технико-экономическими обоснованиями допускается использование других зол.
Рекомендуемое количество вводимой в бетонную смесь золы составляет от 50 % до 100 кг/м 3 .При таком количестве введенной в бетон основания золы, увеличение прочности бетона на сжатие при неизменном расходе цемента может достигать, ориентировочно, от 40 % до 50 %, а на растяжение при изгибе – от 20 % до 30 %, а снижение количества цемента в равнопрочном и равноморозостойком бетоне оснований – от 5 % до 20 %.
Из этого следует, что состав бетона следует подбирать из условий обеспечения требуемых значений прочности на растяжение при изгибе и на сжатие. Особенности гранулометрического, химико – минералогического, вещественного состава и пуццоланового действия золы, оказывают отрицательное влияние на морозостойкость бетонных оснований. Для компенсации этого влияния золы рекомендуется снижать цементно – водное отношение, а применять воздухововлекающие или газообразующие добавки.
Данный состав бетона будет обладать не меньшей морозостойкостью, чем соответствующий проекту бетон без золы. При подборе состава бетона с золой следует учитывать ее некоторый пластифицирующий эффект: снижение расхода воды в равножесткой бетонной смеси с золой может составить от 10 до 20 кг/м 3 .
Укладку смеси для бетона оснований с золой осуществляют так же, как и для обычных бетонных смесей, уплотняемых по технологии укладки. Распределение жесткой бетонной смеси с золой в слое основания перед уплотнением следует осуществлять с учетом запаса на уплотнение от 20 % до 30 %, который уточняется при пробном бетонировании. Открывать движение построечного транспорта, рекомендуется только после того, как бетон наберет не менее 90 % проектной прочности на сжатие и не менее 100 % проектной прочности на растяжение при изгибе.
При использовании в качестве основного вяжущего цемента открывать движение построечного транспорта допускается не ранее семи суток после окончания строительства слоя. В течение этого времени необходимо осуществлять уход [4].
Отгрузка потребителю производиться в сухом виде (ЗУСух) при этом ее влажность не должна превышать 2 % по массе. Допускается по согласованию поставщика с потребителем поставка золошлаков с большей влажностью. Отгружаемая ЗУ должна иметь маркировку, учитывая все виды и разновидности квалификационных признаков, поставляться в специальных силосов (бункеров) золоотборных установок на ТЭЦ.
Библиографические ссылки
«Укладка асфальтобетонных смесей» [Электронный ресурс]; URL: http://berma.am/ru/place-tech [дата обращения 06.11.2015].
ОДМ 218.2.031-2013. Методические рекомендации по применению золы – уноса и золошлаковых смесей от сжигания угля на тепловых электростанциях в дорожном строительстве [Текст]: взамен ВСН 185-75: издан на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 04.03.2013 г. № 2 50-рю. – М., 2013. – 67 с.
ГОСТ Р 52129 – 2003: Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей. Технические условия.
ОДМ 218.2.035-2013. Рекомендации по применению золы – уноса в бетоне оснований автомобильных дорог [Текст]: введен в первые: издан на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 22.07.2013 г. № 1046-р. – М., 2013. – 30 с.
Источник: scienceforum.ru
Применение золошлаковых отходов в дорожном строительстве Кузбасса
Малыхин, Р. Н. Применение золошлаковых отходов в дорожном строительстве Кузбасса / Р. Н. Малыхин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 15 (253). — С. 41-44. — URL: https://moluch.ru/archive/253/57950/ (дата обращения: 06.10.2022).
Ключевые слова: дорожное строительство, золошлаковые отходы
По данным Росстата за 2017 год в Российской Федерации почти 40 % всей электроэнергии было выработано на тепловых электростанциях (ТЭС). При этом образовалось около 20 млн. т золошлаков, из которых утилизировано только 800 тыс. т, что составляет 4 %, причем ситуация с крайне низким уровнем утилизации многие годы остается неизменной [1]. Складирование такого объема золошлаковых материалов имеет негативные экологические аспекты: потребление воды, загрязнение почвы, сточные воды, отрицательное влияние на грунтовые воды, загрязнение воздуха при пылении отвалов. Поэтому решение проблемы утилизации золошлаков весьма актуально, особенно для Кузбасса.
Золошлаковые отходы теплоэлектростанций (ЗШО) — это твердые продукты сгорания углей, состоящие в основном из породообразующих компонентов. Минеральная часть угольного топлива на 85–95 % состоит из глинистых минералов, аргиллитов, алевролитов. Остальные 5–15 % — соединения, главным образом, железа, кальция и микроэлементов [2].
Золошлаковые отходы представляет собой мелкозернистый материал, у которого почти 30 % зёрен имеет размеры от 1 до 5 мм. Характеристики золошлаков различаются на разных ТЭС, так как определяются минералогическим составом угля, подготовкой топлива к сжиганию, технологией сжигания, системой очистки дымовых газов от золы и способом её транспортировки в золоотвалы.
Анализ зарубежного опыта показывает, что одной из наиболее перспективных сфер их утилизации может быть дорожное строительство, однако в России дорожники золошлаковые отходы используют крайне редко. Причем, дальше призывов к применению ЗШО и обвинений в нежелании решать проблему дело не идет. Необходима объективная оценка ситуации, которая позволит решить проблему.
В Западной Европе наиболее прогрессивной в решении проблемы применения отходов ТЭС для дорожного строительства считается Франция, где используется «сухое» удаление отходов. Вырабатываемая зола-уноса, в зависимости от своего состава и свойств, применяется для всех элементов дорожной конструкции, и может использоваться как для верхних слоев конструкции оснований в качестве компонента вяжущего, так и для нижних слоев как укрепленный минеральный материал.
Также золошлаковые смеси (ЗШС) применяют в теле дорожной насыпи как техногенный грунт. Например, на севере Франции, в Ленс-ла-Бассе, трасса RN 47 длиной 7,5 км построена с использованием почти 50 000 тонн золы. Данная дорога почти на 70 % состоит из золы, и представляет собой пример эффективной утилизации ЗШО. Для организации процесса утилизации во Франции существуют государственные льготы для бизнеса, использующего золу, и введены запреты на использование других, более затратных строительных материалов, таких как грунт и песок. Поэтому почти сто процентов золы идет в дальнейшую переработку и утилизацию.
В США применяют для строительства золу-уноса и золу гидроудаления. Зола-уноса служит для замены портландцемента в бетонах и цементных растворах, а также заполнителем в дорожных основаниях и насыпях. Использование данного золы позволяет улучшить некоторые характеристики бетонов, в том числе повысить их прочность и увеличить долговечность готового бетонного изделия. Например, бетон, 50 % цемента которого заменили золой-уноса, называется бетоном с высокой концентрацией золы (HFC). Данный бетон обладает низким выходом температуры при гидратации, уменьшенной усадкой после высыхания и лучшей технологичностью. Зола гидроудаления утилизируется в качестве заполнителя для бетона и холодных асфальтобетонов, а также в качестве структурного заполнителя для насыпей и цементных оснований автомобильных дорог
Еще в 1983 г. в США были приняты нормы об обязательном применении зольных отходов в дорожном строительстве. Массовое использование золы в строительстве дорог началось с 1986 г. Сейчас, чтобы стимулировать более широкое использование продуктов сгорания угля, Федеральное агентство по охране окружающей среды, министерство энергетики и Федеральное управление автомобильных дорог, а также Американская ассоциация по производству золы угля и Группа по утилизации твердых бытовых отходов совместно спонсируют «Партнерство использования продуктов сжигания угля». Проект предназначен для того, чтобы помочь строительным организациям и энергетическим компаниям понять экологические преимущества и потенциальные последствия употребления продуктов сгорания угля в различных целях, а также стимулировать их полезное использование [5].
В Германии для продуктивного использования ЗШМ на многих электростанциях возводят силосы емкостью 40–60 тыс. т и обязательно строят небольшие силосы с суточной и двухсуточной ёмкостью, из которых впоследствии отбирают пробы для лабораторного анализа золы, и в которых она посредством технологических методов перемешивания и объёмного дозирования по фракционному составу приводится к необходимым нормативным требованиям, после чего зола загружается в основные силосы-хранилища. Побочные продукты ТЭС экспортируются в соседние страны. Для золы-уноса необходимо наличие сертификата о пройденных лабораторных испытаниях, если она идёт в стройиндустрию. Ежегодно в Германии 3,1 млн. т цемента заменяется ЗШО. Благодаря этому экономятся ресурсы и энергия, необходимая для производства цемента, а также окупаются затраты на силосы, транспорт и зарплату [7].
В Южной Африке золу-уноса усиливали различными видами цементов и утилизировали в качестве стабилизатора грунта для дорожного строительства. Результаты специальных исследований показали, что зола-уноса, обогащенная цементом, не является вредной для человека и окружающей среды. Кроме того, доказано, что смеси золы-уноса с инертными материалами (песок, рисовая шелуха и т. д.) достигают от 50 до 70 % прочности материалов, укрепленных цементом. В целом эксплуатация золы-уноса для стабилизации грунтов в дорожном строительстве имеет технические преимущества при правильном использовании. Сегодня в ЮАР, при финансовой государственной поддержке, проводится экспериментальное строительство трасс из золы-уноса [3].
Для большинства производств требуется сухой материал, а в золоотвале он всегда влажный, что также добавляет трудностей строительным организациям. ЗШО, получаемые при сжигании углей различного происхождения, имеют разнящийся минералогический и химический состав и, поэтому, вынуждают подбирать индивидуальный процесс обработки и рациональный вид эксплуатации. Эти процессы подразумевают трудоёмкие лабораторные и заводские испытания [4].
Для определения влияния ЗШО на глинистые грунты Кемеровской области, в испытательной лаборатории ООО «Кузбасский центр дорожных исследований» (с применением поверенных средств измерений и аттестованного в установленном порядке испытательного оборудования) были проведены опыты по укреплению глинистых грунтов при помощи золошлаковой смеси Новокемеровской ТЭЦ и цемента М400 ЦЕМ II/A-Ш 32,5Б Топкинского завода.
Для испытаний использовалась мелкозернистая золошлаковая смесь гидроудаления (ЗШС) из отвала Новокемеровской ТЭЦ с оптимальной влажностью 33,35 % (по ГОСТ 22733–2016) и суглинок тяжелый пылеватый (получен на строительстве автомобильной дороги Ленинск-Кузнецкий — Кемерово, км 255 — км 274). Физико-механические показатели суглинка, укрепленного золошлаковой смесью, приведены в табл. 1. испытания проведены в возрасте 28 суток по ГОСТ 23558–94.
Наименование
пробы
Прочность на сжатие воздушно-сухих образцов, МПа
Прочность образцов на сжатие, подверженных полному водонасыщению втечение 48 ч, МПа
Водостойкость образцов при полном водонасыщении
Водонасыщение образцов при полном водонасыщении,%
Суглинок тяжелый пылеватый, укрепленный ЗШС (расход 15 % от массы грунта)
Образцы испытание не выдержали (при полном водонасыщении полностью разрушились)
Суглинок тяжелый пылеватый, укрепленный ЗШС (расход 20 % от массы грунта)
Суглинок тяжелый пылеватый, укрепленный ЗШС (расход 25 % от массы грунта)
В результате испытаний установлено, что применение ЗШС в качестве стабилизатора оказывает незначительное влияние на прочностные показатели грунта. Укрепленные образцы не достигли показателей минимальной марки по прочности на сжатие по ГОСТ 23558–94. В то же время, образцы грунта, укрепленного 15 % и 20 % ЗШС, не обладают стойкостью к воздействию воды (теряют форму и разрушаются при полном насыщении водой), в отличие от образцов грунта, укрепленного 25 % ЗШС, которые при водонасыщении незначительно теряют прочностные характеристики и сохраняют форму при воздействии воды.
Результаты испытаний суглинка тяжелого пылеватого, укрепленного золошлаковой смесью и цементом марки 400 ЦЕМ II/A-Ш 32,5Б, приведены в табл. 2 (испытания выполнены по ГОСТ 23558–94; ГОСТ 22733–2016).
Содержание золошлаковой смеси (ЗШС) ицемента (в% от массы грунта)
Прочность на сжатие воздушно-сухих образцов, МПа
Прочность на сжатие, после водонасыщения втечение 48 ч, МПа
Водостойкость образцов при полном водонасыщении
Водонасыщение образцов при полном водонасыщении,%
Источник: moluch.ru