CC BY
53
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Богословский В.Н. Тепловой режим здания. М. : Стройиздат, 1979. С. 248.
2. ВНТП-АПК-05.07. Пщприемства звiрiвництва та кролiвництва. К. : Мшагропол^ тики Укра'ни, 2008. С 65.
3. Гузик О.Д., Хазш В.Й. Сучасна технолопя вирощування та системи утримання кролiв i звiрiв // Збiрник наукових праць. Серiя: галузеве машинобудування, будiвництво. П. : ПолтНТУ, 2013. Вип. 4 (39). С. 41-48.
4. ДБН В. 2.6-31.2006. Конструкци будинкiв i споруд. Теплова iзоляцiя будь вель. К. : Мшбуд Украши, 2006. С. 68.
Информация об авторе
Педченко Ольга Дмитриевна, аспирант кафедры автомобильных дорог, геодезии и архитектуры сельских зданий, тел. +380993094016, e-mail: guzikolya@rambler.ru, Полтавский национальный технический университет имени Юрия Кондратюка, 36011, Украина, г. Полтава, просп. Первомайский, 24.
Information about the author
Pedchenko O.D., Postgraduate student of the chair of automobile roads, geodesy and architecture of rural buildings, tel.: +380993094016, e-mail: guzikolya@rambler.ru, Poltava National Technical University of Iurii Kondratiuk, 24 Pervomaiskii Avenue, Poltava, 36011, Ukraine.
УДК 625.81
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩИХ В ДОРОЖНОЙ ОТРАСЛИ
Н.А. Слободчикова
Рассмотрены способы укрепления грунтов оснований дорожных одежд, предложено использование вяжущих, полученных на основе отходов промышленного производства.
Ключевые слова: укрепленные грунты; дорожная одежда; отходы промышленности.
USE OF INDUSTRIAL WASTES TO GET BINDERS IN ROAD INDUSTRY
N.A. Slobodchikova
We considered the ways of soil reinforcement in foundations of road covers, suggested the use of binders received on the basis of industrial wastes.
Key words: reinforced soils; road cover; industrial wastes.
По данным ОГКУ «Дирекции по строительству и эксплуатации автомобильных дорог Иркутской области», в настоящее время в Иркутской области протяженность автомо-
бильных дорог составляет 12654,996 км. Из них 11 759,537 км относятся к дорогам 3, 4 и 5 технической категории (табл. 1).
Таблица 1
Характеристика автомобильных дорог Иркутской области в соответствии с технической категорией и типом покрытия
Техническая категория Протяженность, км
Всего с тве рдым покрытием Грунтовых Зимник
с усовершенствованным покрытием Щебе-ночным Гравийным Черно-гравийным
Ас-фаль- то-бетон Це- менто-бетон
I 13,781 13,781 0 0 0 0 0 0
II 3,542 3,542 0 0 0 0 0 0
III 782,449 681,812 81,467 0 17,87 0 1,3 0
IV 7431,922 2459,35 0,728 19,315 4694,694 92,493 165,34 0
V 3545,096 267,995 1,664 99,489 2260,323 15,076 900,549 0
Зимник 220 0 0 0 0 0 0 220
Вне- катего- рийные 658,206 1,029 0 0 6,466 0 650,711 0
Итого 12654,996 3427,51 83,859 118,804 6979,353 107,569 1717,90 220,00
Традиционно в конструкциях дорожных одежд применяются слои покрытия из горячих асфальтобетонных смесей на основании из высокопрочных каменных материалов. Минимальная толщина конструктивных слоев дорожных одежд назначается в соответствии с требованиямиОДН 218.046-01 «Проектирование нежестких дорожных одежд», СП 34.13330-2012 «Автомобильные дороги» [7, 9] (табл. 1). Конструкции дорожных одежд с указанными значениями толщины конструктивных слоев для дорог 4 и 5 технической категории может быть неэффективно с экономической точки зрения, особенно в сельской местности. Экономическая неэффективность обуславливается тем, что каменные материалы, входящие в состав смесей должны иметь высокие марки по прочности, морозостойкости и истираемости [9]. При этом количество месторождений высокопрочных каменных нерудных материалов в Иркутской области крайне ограничено.
Таблица 2
Требования к толщине слоев согласно СП 34.13330-2012 [9]
Материалы покрытий и других слоев дорожной одежды Толщина слоя, см
Крупнозернистый асфальтобетон (с размером зерен до 40 мм) 7
Мелкозернистый асфальтобетон (до 20 мм) 5
Щебеночно-мастичный асфальтобетон (до 10 мм) и песчаный асфальтобетон (до 5 мм) 3
Окончание табл. 2
Щебеночные (гравийные) материалы, обработанные органическим вяжущим 8
Щебень, обработанный органическим вяжущим по способу пропитки 8
Щебеночные и гравийные материалы, не обработанные вяжущим: на песчаном основании; на прочном основании (каменном или из укрепленного грунта)
15
8
Каменные материалы и грунты, обработанные органическими или неорганическими вяжущими 10
Географическое положение Иркутской области находится на стыке двух геотектонических структур - южной части Сибирской платформы и Байкальской рифтовой зоны. По данным геологических изысканий на территории области залегают следующие горные породы:
• осадочные породы (алевролиты, аргиллиты, песчаники) -3 712 800 м3, по категории С1+С2;
• горные породы для отсыпки автодорог, оснований под сооружения (щебень осадочных пород с суглинистым заполнителем, дресвяно-щебенистые породы) - 636 000 м3, по категории С1;
• пески -518 500 м , по категории С1;
3
• суглинки, глины -799 731 м , по категории В+С2;
• доломиты -12 296 200 м , по категории В+С1+С2;
• песчано-гравийные породы -1 745 888 м , по категории С1 + С2.
Особенно остро дефицит высокопрочных каменных материаловимеется на севере Иркутской области, что приводит к увеличению затрат на транспортирование и значительному удорожанию общей стоимости строительства, реконструкции и ремонта автомобильных дорог. В условиях недостаточной плотности дорожной сети и острой потребности ремонта и реконструкции существующих автомобильных дорог и строительства новых возникает необходимость поиска экономичных технологий в области проектирования и строительства автомобильных дорог.
Одним из вариантов решения данного вопроса являетсяприменение в конструкциях дорожных одежд малопрочных каменных материалов и грунтов, укрепленных органическим и неорганическим вяжущим. Применение слоев из укрепленных грунтов вместо равнопрочных оснований из привозных каменных материалов позволяет снизить стоимость строительства на 20-60%. В частности преимущества использования укрепленных грунтов в конструкциях дорожных одежд заключается в возможности приготовления материала как в установке, так и методом смешения на дороге, который не требует затрат на монтаж и эксплуатацию стационарных установок.
В настоящее время в России построено и эксплуатируется свыше 30 тыс. км автомобильных дорог с применением укрепленных грунтовдля устройства оснований и покрытий дорожных одежд. Причем наибольшее распространение получили цементогрунты. Во всем мире площадь конструктивных слоев из укрепленных грунтов на автомобильных дорогах и аэродромах превышает 3 млрд м [8].
Существует более 100 способов получения материалов на основе грунтов различного состава и генезиса с применением различных вяжущих [1, 2, 3, 6, 7]. Способы укрепления грунта и малопрочных каменных материалов с позиций применения различных вяжущих в дорожной отрасли можно подразделить на несколько типов:
• укрепление грунтов неорганическими вяжущими;
• укрепление грунтов органическими вяжущими;
• смешанные методы.
При этом наибольший интерес представляет укрепление малопрочных каменных материалов и грунтов вяжущими на основе отходов нефтяной, металлургичекой, химической промышленности и отходов тепловых электростанций. Это вызвано, прежде всего, проблемами охраны окружающей среды и незначительной по сравнению с «классической» конструкцией дорожных одежд стоимостью.
В частностиукрепление грунтов может быть эффективно с использованием гипсо-содержащих отходов химической промышленности г. Ангарска Иркутской области, на территории которого находятся шламовые поля Ангарского электролизного химического комбината. За годы работы комбината накоплено более 340 000 тонн неопасных для окружающей среды сульфатсодержащих отходов химического производства плавиковой кислоты (фторгипса).
Фторгипс представляет собой безводный сульфат кальцияс примесями исходного неразложившегося флюорита и используется в качестве добавки к природному гипсу в цементной промышленности. Фторгипссодержит более 80% различных модификаций сульфата кальция. В сухом состоянии фторгипс представляет собой порошкообразный материал светло-серого цвета. Химический состав фторгипса представлен в табл. 3.
Таблица 3
Химический состав фторгипса [5]
Содержание, % SiO2 АЬ203 MgO Fe2O3 К20 SO3 п.п.п.
Максимальное 2,07 0,64 31,88 0,768 0,429 42,85 21,29
Минимальное 1,93 0,58 31,56 0,731 0,422 42,45 22,25
Среднее 1,97 0,61 36,67 0,745 0,426 42,65 21,76
В естественном состоянии фторгипс не проявляет вяжущие свойства. Дегидратаци-япри температуре 150-1600°Сприводит к появлению вяжущих свойств. Применение фто-рангидритаможет быть особенно эффективным при укреплении песчаных грун-тов,песчано-гравийных и золошлаковых смесей. Также возможно получение высокопро-чого материала из фторгипса в комплексе с фторангидритом.
Также для эффективного укрепления грунтов могут применяться отходы тепловых электростанций. Объемы накопленных золошлаковых материалов соответствует крупным техногенным месторождениям, несмотря на то, что данные отходы широко используются при производстве цементов, бетонов, теплоизоляционных и других строительных материалов, объемы их переработки значительно ниже объемов их образования. Только в ОАО «Иркутскэнерго» накоплено около 80 млн тонн, и каждый год добавляется около 1,5 млн тонн золошлаковых материалов. В России накоплен достаточно большой опыт применения золошлаковых материалов при устройстве слоев земляного полотна и дорожной одежды, а также применение зол сухого улавливания в качестве добавки к битумам, полимерно-битумным вяжущим и в качестве самостоятельного медленно твердеющего материала.
Учитывая вышесказанное, можно сделать вывод, что значительное снижение стоимости строительства и реконструкции автомобильных дорог, возможно путем применения в конструкциях дорожных одежд малопрочных каменных материалов и грунтов, укрепленных органическим и неорганическим вяжущими на основе отходов промышленного производства. Для этого необходимо проведениемасштабных исследований техногенных отходов для получения вяжущих и исследований грунтов и малопрочных каменных материалов, укрепленных вяжущими на основе этих отходов.
Статья поступила 30.01.2015 г.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Дорожные основания и покрытия из укрепленных грунтов / В.М. Безрук [и др.]. М.: Транспорт, 1966.
2. Безрук В.М. Методы укрепления грунтов в дорожном строительстве США. М., Изд. Оргтрансстрой Минстроя СССР, 1961.
3. ВСН 184-75 Вяжущиематериалыдляукрепленных оснований.
4. ГОСТ 23558-94. Смеси щебёночно-гравийные-песчанные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства.
5. Левченко Е.А., Воробчук В.А., Пешков А.В. Использование фторгипса для получения минерального вяжущего //ВестникИрГТУ №6 (89) 2014.
6. Методические рекомендации по строительству оснований дорожных одежд с использованием связных грунтов, укрепленных минеральными или органическими вяжущими с добавками пав и промышленных отходов 1985 г.
7. ОДН 218.046-01Проектирование нежестких дорожных одежд.
8. Совершенствование теоретических основ укрепления грунтов комплексными вяжущими с целью получения высокопрочных дорожных конструкций/ Росдорнии, Союз-дорнии. М., 2002.
9. СП 34.13330-2014. Актуализированная редакция СНИП 2.05.02-83 Автомобильные дороги.
Информация об авторе
Слободчикова Надежда Анатольевна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Автомобильные дороги», тел.: 67-14-17, e-mail: Nslobodchikova@rambler.ru; Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Information about the author
Slobodchikova N.A., Candidate of Technical Sciences, associate professor, Automobile Thoroughfares Department, tel.: 89025771417, е-mail: Nslobodchikova@rambler.ru; Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
УДК 696/697(082)
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ФЛОТАЦИИ М.Ю. Толстой, Т.И. Шишелова, В.М. Толстой
В статье приводятся результаты исследований процесса флотации и его интенсификации при биологической очистке сточных вод, процессе обогащения полезных ископаемых и для других физико-химических процессов. Предложено использовать процесс введения акустических колебаний при газожидкостном процессе аэрации. Используется способ использования эффекта распределения вещества на упругой сферической оболочке.
Ключевые слова: вибрация; массоперенос; аэрация жидкости; эффект избирательного распределения вещества на упругой сферической оболочке.
