МЕХАНИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ ЗОЛОШЛАКОВОГО ЩЕБНЯ УГОЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА. ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ, ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

УДК 620.17:691 DOI: 10.22227/1997-0935.2020.7.968-979

Механическая прочность золошлакового щебня угольных тепловых электростанций

А.А. Лунев

Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ); г. Омск, Россия АННОТАЦИЯ

Введение. Использование отходов производства в строительной отрасли является общемировой практикой, которая позволяет в значительной степени обеспечить потребность отрасли в строительных материалах. Крупнозернистые шлаковые отложения (золошлаковый щебень и песок), формирующиеся в зоне шлакового размыва, имеют больший потенциал применения, чем прочие золошлаковые смеси (ЗШС), однако они менее изучены. Рассматривается вопрос применения золошлакового щебня (крупнозернистых ЗШС), образованного при сжигании углей Кан-ско-Ачинского, Кузнецкого угольных месторождений (в котлах с жидким и сухим шлакоудалением), для сооружения автомобильных дорог с позиции ее механических свойств.

Материалы и методы. Определены дробимость и модуль деформации отдельных фракций образцов золошлакового щебня (в сухом и насыщенном водой состоянии), отобранных с отвалов Новосибирской ТЭЦ-3 (сжигающей угли Канско-Ачинского угольного бассейна), а также Новосибирской ТЭЦ-2 и Северской ТЭЦ (сжигающих угли Кузнецкого угольного бассейна). Для оценки факторов, влияющих на механическую прочность золошлакового щебня,

N N дополнительно устанавливались потери при прокаливании, содержание лещадных и игольчатых частиц, пылевато-

о о

су (у глинистых частиц и глины в комках.

Результаты. Выявлено различие в механической прочности проб материала разного генезиса. Оценены получен-£ ф ные при проведении испытаний графики, на основе которых вычислены характеристики деформируемости матери-

О з ала (при разной крупности). Обусловлены факторы, влияющие на механическую прочность золошлакового щебня.

с Ю Получены зависимости, связывающие деформационные параметры золошлакового щебня и результаты определе-

^ ^ ния их дробимости.

Выводы. Установлены некоторые механические и физические параметры золошлакового щебня, исходя из которых ф выяснены направления возможного применения при строительстве автомобильных дорог. Найдена математическая

<g Ц зависимость для прогнозирования модуля деформации золошлакового щебня, необходимая для проектирования

О -г сооружений из данного материала.

о о

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: строительство, автомобильные дороги, дорожная одежда, золошлаковые смеси, золошлаковый щебень, дробимость, модуль деформации

Ф оэ с

п ь

ci.® ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Лунев А.А. Механическая прочность золошлакового щебня угольных тепловых электро-

g о станций // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. Вып. 7. С. 968-979. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.7.968-979

со > 2;

™ ° Mechanical strength of slag crushed stone generated

от

со E

at coal-fired thermal power plants

.g O _

St c Aleksandr A. Lunev

LO °

g The Siberian State Automobile and Highway University (SibADI); Omsk, Russian Federation

o E -

^ о

S ° ABSTRACT

>

Introduction. Production waste is used in the construction industry worldwide as it helps to cover a considerable portion OT g of the industry's demand for building materials. Coarse-grained slag deposits (slag crushed stone and sand), formed in the

— 2 slag washout zone, have more potential for application than other ash and slag mixtures (coarse ASM), but they need more

^ • research. Mechanical properties of the slag crushed stone (coarse-grained ASM), formed in the course of coal combustion

O jjj at Kansk-Achinsk, Kuznetsk coal deposits (in boilers equipped with liquid and dry slag removal facilities) and the application

O of the slag crushed stone in roadbuilding are considered.

^ cE Materials and methods. In the course of the research, the crushability and the deformation modulus of particular frac-

S tions of slag crushed stone samples (in dry and water-saturated conditions) taken from the dumps of Novosibirsk TPP-3

¡E £ (that consumes the coal of the Kansk-Achinsk coal mining field) and from Novosibirsk TPP-2 and Seversk TPP (that

jj jj consume the coal of the Kuznetsk coal mining field) were identified. To assess the factors influencing the mechanical

U > strength of the slag crushed stone, ignition losses, the content of flaky and acicular particles, dust and clay particles and

clay lumps was made.

© A.A. Лунев, 2020

Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)

угольных тепловых электростанции

Results. The difference in the mechanical strength of samples having different genesis was identified. The graphs obtained in the course of testing were assessed and deformability characteristics were calculated (for materials having different fineness values). The factors influencing the mechanical strength of slag crushed stone were determined. Dependencies between deformation parameters and crushability of the slag crushed stone were obtained.

Conclusions. Some mechanical and physical parameters of the slag crushed stone were identified; they were applied to outline potential areas of the slag crushed stone application in road building. The mathematical relationship needed to project the deformation modulus of the slag crushed stone was identified. This relationship will be used to design structures to be made of this material.

KEYWORDS: construction, motor roads, road pavement, ash and slag mixtures, slag crushed stone, crushability, deformation modulus

FOR CITATION: Lunev A.A. Mechanical strength of slag crushed stone generated at coal-fired thermal power. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2020; 15(7):968-979. DOI: 10.22227/19970935.2020.7.968-979 (rus.).

ВВЕДЕНИЕ

Один из основных источников производства тепловой и электрической энергии во всем мире — ископаемый уголь [1]. Значительная часть экспертов энергетической отрасли придерживается мнения, что альтернативные источники энергии являются будущим энергетики, однако, по прогнозам специалистов, в ближайшие десятилетия нет предпосылок для глобального изменения подходов к производству энергии, а значит, уголь останется основным энергетическим ресурсом.

Сжигание угля в котлах тепловых электростанций сопряжено с образованием от 10 до 50 % отходов теплогенерации (побочных продуктов) — золошлаков (золы уноса, золошлаковой смеси — ЗШС, микросферы). В Российской Федерации ежегодно образуется свыше 24 млн золошлаковых отходов (ЗШО), что составляет 40 % всех производственных отходов [2]. По оценкам специалистов, в РФ утилизируется только 8-10 % образованных за год золошлаков (в некоторых странах до 100 %), большая часть размещается на специализированных гидротехнических сооружениях — золоотвалах.

Технология складирования ЗШО на золоотва-лах имеет ряд серьезных недостатков:

• в летний период поверхность золоотвала может пылить и загрязнять окружающую территорию;

• размещение золоотвалов требует исключения пригодных земель из хозяйственного оборота;

• хранение ЗШО в отвалах сопряжено с риском обрушения дамб, которые приводят к катастрофическим нарушениям экосистем в случае аварий [3-5] (несмотря на тот факт, что проведенные исследования доказывают безопасность этого класса материалов) [6, 7].

Кроме того, ЗШС — материал с особыми свойствами, использование которого возможно во многих направлениях хозяйства: мелиорация сельхозугодий [8], извлечение соединений алюминия [9], получение редкоземельных элементов [10], изготовление композиционных материалов [11-13], производство бетонов [14, 15], сооружение конструкций автомобильных дорог [16, 17] и возведение грунтовых сооружений [18, 19].

Лидерами по количеству использованных золошлаковых материалов (ЗШМ) являются Индия [20] и Китай [21]. Китай рассматривает ЗШМ в основном как промышленное сырье при производстве алюминия [9, 22], мелиорации почв и в качестве заполнителей для строительных смесей [23, 24]. В Индии строятся уникальные строительные объекты, применяются миллионы тонн этих материалов каждый год [25]. Ученые Индии занимаются главным образом исследованиями по определению параметров механических свойств ЗШС и получению ^ п нестандартных конструкций и новых грунтовых ^ С комбинаций на основе ЗШС [20, 26, 27]. Но, несмо- з j тря на большое число выполненных исследований, к до сих пор не были проанализированы механиче- @ 3 ские свойства крупных шлаковых частиц. U С Шлаковые частицы крупного размера (золош- • . лаковый щебень) образуются преимущественно при о м сжигании углей с низкой температурой плавления l z

У 1

в нижней части топочного пространства, поэтому 0 9

их количество в общей массе ЗШС невысоко. Од- r —

о

нако эти материалы обладают высокой фильтру- § з

ющей способностью, почти полным отсутствием § (

морозного пучения, а также более стабильными 0 о

механическими характеристиками при увлажнении t I

(за счет отсутствия растворимых веществ и низкой С и

влагоемкости). о м

Технология транспортировки золошлаковой о 4

пульпы на золоотвал вызывает сегрегацию золошла- A 6

ков (более плотные и крупные частицы осаждаются h g

в зоне сброса пульпы, в то время как мелкие и лег- e о

кие уносятся русловыми потоками к шандорным ко- Е П

лодцам [28]). Поэтому на отвалах электростанций, •

на которых имеется зона шлакового размыва, она 0 4

представлена преимущественно шлаковым щебнем U |

и песком (в исследованных образцах наблюдалось e 5

до 95 % шлакового щебня и песка по массе). Это i ■

№ DO

указывает на возможность использования данного I г

материала без специальной сепарации. s у

В то же время передача нагрузок в крупнозер- ф я

нистых ЗШС имеет существенные отличия от мел- ■ ■

козернистых смесей, которые изучены гораздо под- 0 0

робнее. Исследования, проведенные R.P. Behringer 0 0 [29], T. Takahashi [30], A.H. Clark [31], показывают,

а b c

Рис. 1. Цепочки напряжений, образующиеся в фотоупругих элементах при нагружении, видимые в поляризованном свете: а — цепочки в массиве фотоупругих элементов [29]; b — визуализация контактных напряжений [29]; c — распределение напряжений в массиве элементов под действием колесной нагрузки [30]

Fig. 1. Stress circuits arising in photo-elastic elements exposed to loading and visible in the polarized light: а — circuits in an array of photo-elastic elements [29]; b — visualization of contact stresses [29]; c — stress distribution in an array of elements exposed to the wheel load [30]

что распределение напряжений в зернистых материалах кардинальным образом зависит от крупности частиц и их компоновки. Крупнозернистые смеси

о о

N сч имеют малое число точек контактов, при этом часть о о

04 04 зерен воспринимает наибольшую нагрузку, а неко-

^ ^ торые вообще не испытывают напряжений (рис. 1).

о з Поэтому разрушение нагруженной частицы, спро-

Е £ воцированное повышением напряжений в ходе кон-л

(О ю такта, будет вызывать перераспределение агрегатов,

¡л 0) сопряженное с осадкой конструкции.

2 Ц По этой причине важно не только изучение

|2 деформационных свойств золошлакового щебня,

Л • но и оценка его сопротивляемости к разрушению

Л |5 под действием механических нагрузок, поскольку

О ф именно прочность отдельных агрегатов будет вли-

§ о ять на работоспособность конструктивного элемен-

со ^ та из этого материала.

о § Цель исследования — оценка механической

041 о прочности золошлакового щебня и определение

от ^ факторов, влияющих на нее.

^ "К Для достижения цели поставлено несколько

^ задач:

¡^ § • определить дробимость фракционированного <5 го золошлакового щебня от сжигания канско-ачин-

о ь

г^ § ских и кузнецких углей;

^ • определить деформационные характеристи-

^ £ ки золошлакового щебня; гл о

— 2 • провести испытания по выявлению потерь

^ э при прокаливании, по содержанию лещадных ча-

^ «Я стиц, глины в комках и содержанию пылеватых ча-

5 (9

^ Е стиц, которые могут оказать влияние на свойства

* щебня;

■Е =

¡3 -ц • проанализировать полученные результаты

щ и установить факторы, влияющие на механическую прочность щебня.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Наиболее распространенными ЗШС в РФ являются золошлаки от сжигания экибастузских, кузнецких и канско-ачинских углей. Образование крупнозернистого шлака в большей степени характерно для ТЭЦ, работающих на кузнецких и канско-ачинских углях. Поэтому для исследования отбирались образцы материала из зоны шлакового размыва отвалов трех электростанций (до 65 % материала в образцах — золошлаковый щебень, а до 50 % относятся к шлаковым пескам):

• Новосибирской ТЭЦ-2 (станция работает на кузнецких углях, в котлах образуется плотный шлак);

• Новосибирской ТЭЦ-3 (станция работает на канско-ачинских углях, в котлах образуется плотный шлак);

• Северской ТЭЦ (станция работает на кузнецких углях, в котлах образуется пористый шлак).

В опытах изучались три вида золошлакового щебня: плотный шлак Новосибирской ТЭЦ-2, плотный шлак Новосибирской ТЭЦ-3 и пористый шлак Северской ТЭЦ. Внешний вид исследуемых материалов представлен на рис. 2.

Поскольку в работах B. Indraratna, P. Nutalaya

[32] и K.S. Koo, A. Marto, A.R. Awang, A.M. Makhtar

[33] имеются ссылки на связь химического состава (генезис) и механических свойств мелкозернистых ЗШС, целесообразно оценить степень влияния химического состава на свойства крупных частиц. Для этого в работе приведен химический состав ЗШС (табл. 1).

Дробимость отобранного золошлакового щебня определялась по методике ГОСТ 8269.0-97 путем испытания проб ЗШМ, подготовленных в лаборатории. Пробы рядового золошлакового щебня

угольных тепловых электростанции

Рис. 2. Образцы исследуемого материала: а — щебень Новосибирской ТЭЦ-2; b — щебень Новосибирской ТЭЦ-3; c — щебень Северской ТЭЦ

Fig. 2. Samples of the material exposed to the research: а — crushed stone generated at Novosibirsk TPP-2; b — crushed stone generated at Novosibirsk TPP-3; c — crushed stone generated at Seversk TPP

Табл. 1. Химический состав исследованных материалов (ЗШС)

Тable 1. The chemical composition of the materials exposed to the research (ASM)

Вид сжигаемого угля /

Химический состав по оксидам, % по массе (с учетом п.п.п.) / Chemical composition by oxides, % by weight (including LOI)

Type of burnt coal SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 п.п.п. / LOI

Каменный уголь Кузнецкого угольного бассейна / Bituminous coal of the Kuznetsk coal mining field 50-64 18-30 4-15 2-10 0,5-2,5 1,3-2,4 0,5-1,3 0,3-2,2 3-22

Бурый уголь Канско-Ачинского угольного бассейна (Бород) / Brown coal of the Kansk-Achinsk coal mining field (Borod) 40-55 4-10 6-14 20-35 3-6 0,3-1,5 0,2-0,5 0,9-5 2

< П

iH G Г

S 2

0 СО n СО

1 О y 1

J со

u-

^ I

n °

О 3 o

zs (

О i о n

Примечание: п.п.п. — потеря массы при прокаливании (содержание горючих веществ) / Note: LOI — loss on ignition (content of combustibles)

высушивали от постоянной влажности и разделяли на стандартные фракции щебня (размером 5-10; 10-20; 20-40 мм) посредством просеивания материала на соответствующих ситах. Часть материала пробы выдерживали в воде в течение 2 ч для дальнейшего испытания в насыщенном состоянии.

В связи с ограниченным количеством материала для исследований, определение дробимости проводилось для фракций 5-10 и 10-20 в цилиндре диаметром 75 мм, а для фракции 20-40 в цилиндре диаметром 150 мм. Испытания в цилиндре диаметром 75 мм осуществлялись в автоматизированном прессе ИР 5081-5 (рис. 3), а в цилиндре диаметром 150 мм — в гидравлическом прессе. При проведении испытаний велись видео- и аудиозаписи, необходимые для дифференциации стадии эксперимента в зависимости от интенсивности дробления частиц.

Каждую фракцию проб шлакового щебня испытывали не менее трех раз в высушенном состоя-

нии и не менее трех раз в насыщенном водой состоянии. В ходе исследования (просева на контрольном сите после сжатия в цилиндре) устанавливалась величина дробимости каждой отдельной фракции.

Во время опытов записывался звуковой файл процесса разрушения. В дальнейшем это позволило дифференцировать испытания на три стадии поведения сжимаемого материала: упругая стадия (дробление практически отсутствует); интенсивное дробление (начало дробления частиц, каждую секунду разрушается 3 и более частиц) и затухание дробления (снижение частоты дробления частиц ниже 1 Гц, несмотря на ускоренный рост напряжений).

Поскольку оборудование для исследования на дробимость может рассматриваться как аналог компрессионного прибора, то по графикам (деформации от нагрузки), полученным в ходе эксперимента, были определены деформационные характеристики ЗШС (модули деформации).

со со

0)

м со о

о 66

r §6 c я

h о

c n

О )

i!

® № № В ■ т

(Л У

с о ! ! ,,

M 2

О О

10 10

О О

Рис. 3. Процесс проведения испытаний: а — испытательный пресс ИР 5081-5 с компьютерным управлением; b — образец в цилиндре диаметром 75 мм

Fig. 3. Testing process: а — computer-controlled testing press IR 5081-5; b — a sample in the cylinder having the diameter of 75 mm

о о

N N О О N N

¡г ш

U 3

> (Л

с и

to in j

<U <u

Модуль деформации определялся как отношение изменения нагрузки в пределах упругой стадии деформирования образца (до разрушения агрегатов) к изменению относительной деформации образца за тот же период. Толщина образца золошлакового щебня в форме для выявления дробимости вычислялась на основе координат позиционирования нагружающего устройства до начала испытаний.

Дополнительно выполнялись следующие испытания фракционированного золошлакового щебня от сжигания канско-ачинских и кузнецких углей: определение содержания глины в комках по методике ГОСТ 33026-2014; выявление потерь при прокаливании по методике ГОСТ 9758-2012; установление содержания пылевидных и глини-

стых частиц в щебне отмучиванием в соответствии с ГОСТ 32859-2014; определение содержания частиц лещадной формы по ГОСТ 32826-2014.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В ходе исследований проанализированы пробы каждой фракции материала в сухом и насыщенном водой состояниях для каждого типа материала. Результаты исследований приведены на графике (рис. 4).

На основе полученных результатов (рис. 4) была приближенно присвоена марка по прочности исследованных образцов золошлакового щебня. В связи с отсутствием в нормативной базе РФ

О ё

---' "t^

о

о ^

ОТ " ОТ Е

Е о

^ с ю °

si

о Е

СП ^ т- ^

от от

Е!

О И

•г

л

5 и

5

о S S

ю с

5.

«

50

45

40

35

30

25

20

15

Марка M300 / Grade M300

Марка M600 / Grade M600

Марка M800 / Grade M800 ^

Марка M1000 / Grade M1000

5-10

10-20

Фракция щебня! Crushed stone fraction

20-40

Рис. 4. График изменения дробимости по фракциям от сжигания кузнецкого угля: • — сухой плотный; • — насыщенный плотный; • — сухой-пористый; • — насыщенный пористый; от сжигания канско-ачинского угля: • — сухой плотный; • — насыщенный плотный

Fig. 4. Crushability broken down by the fractions generated in the course of burning Kuznetsk coal: •- dry and dense; • —

saturated and dense; • — dry and porous; • — saturated and porous; broken down by the fractions generated in the course of burning Kansk-Achinsk coal: • — dry and dense; • — saturated and dense

b

Рис. 5. Примеры графиков осадки штампа от нагрузки в ходе испытаний золошлакового щебня: а — щебень от сжигания кузнецкого угля; b — щебень от сжигания канско-ачинского угля

Fig. 5. Examples of graphs describing stamp settlement in case of exposure to the load in the process of slag crushed stone testing: а — crushed stone generated as a result of burning the Kuznetsk coal; b — crushed stone generated as a result of burning the Kansk-Achinsk coal

классификации золошлакового щебня по прочности (имеется только для шлаков металлургии и фосфорного производства — ГОСТ 3344-83 и ГОСТ 328262014), для определения марки выбраны граничные значения, предусмотренные для шлаков черной металлургии по ГОСТ 3344-83 (как ближайшего аналога).

В процессе испытания условно выделялось три стадии поведения сжимаемого материала: упругая стадия (деформации материала восстанавливаются, дробление отсутствует), интенсивное дробление (начало дробления частиц каждую секунду) и зату-

хание дробления (снижение интенсивности дробления частиц, несмотря на ускоренный рост напряжений). Графики проведенных испытаний приведены на рис. 5.

Упругая стадия характеризуется низкой частотой разрушений частиц, поэтому перемещения штампа вероятнее всего связаны с деформациями отдельных частиц и их переупаковкой (уплотнение). Максимальный уровень нормальных напряжений для этой стадии составлял 450-2200 кПа (который уменьшался с ростом крупности частиц золошлако-вого щебня и изменялся в зависимости от генезиса

< п

iH G Г

0 СГУ § сГУ

1 z У 1

J со

u-

^ I

3 °

О 3 o

=! ( о i

о 3

E M § 2

3 0

о 6

r 6 t (

0 )

ii

№ В

■ T

(Л У

с о

1 i ,,

О О 2 2 О О

а

О о

сч N

О о

N N

¡г ш

U 3 > (Л С И 2 ""„ to in

ю щ j

<D <u

О ё

---' "t^

о

о ^

W 13 от IE

Е о

^ с ю °

о Е

СП ^ т- ^

(Л (П

N

Г Е!

О И №

золошлакового щебня). Представленный уровень напряжений выше, чем создаваемый транспортными нагрузками в основаниях дорожных одежд (от 200 до 300 кПа).

Рост уровня напряжений в массиве золошлакового щебня от величины, соответствующей границе упругой стадии, до уровня в 3300-7250 кПа (зависит от крупности частиц и их генезиса) вызывал интенсивное дробление шлакового щебня, которое в основном было обусловлено разрушением защемленных частиц и сопровождалось существенными осадками штампа. При дальнейшем увеличении напряжений в образце начинался переход в стадию затухания дробления. Отмеченный уровень напряжений в двух вышеописанных стадиях был существенно выше, чем в дорожных конструкциях, поэтому данные стадии оказались непригодны для оценки деформационных параметров.

На начальном этапе нагружения (упругой стадии) разрушения частиц практически не фиксировались, а максимальные напряжения не превосходили вызываемые воздействием транспортных нагрузок. Поэтому деформационные характеристики ЗШС (модули деформации) определялись для материалов именно на этой стадии. Результаты полученных значений модулей упругости приведены на рис. 6.

Следует также отметить, что испытания проводились на неуплотненных образцах материала, следовательно, полученные в ходе испытаний значения, по всей видимости, будут минимально возможными модулями деформации для исследуемого материала.

Определить модуль упругости из этих экспериментов не представляется возможным, поскольку

в ходе испытаний, очевидно, происходило уплотнение и переупаковка частиц. Видимо, требуется провести сравнительные испытания по выявлению модулей упругости этого материала по методике испытаний статическим или динамическим штампом и сопоставить их с полученными значениями модулей деформации.

Содержание лещадных частиц в исследованных образцах, отобранных на отвалах ТЭЦ г. Новосибирска, оказалось ниже, чем на отвале Северской ТЭЦ (отвал ТЭЦ-2 — от 2 до 5 %, ТЭЦ-3 — от 0 до 3 % Северская ТЭЦ — от 7 до 20 %). Во всех образцах отсутствовала глина в комках, а содержание пылеватых частиц не превосходило 1,5 %. Содержание потерь при прокаливании в исследованных образцах изменялось от 0,6 до 2,1 %, причем большие значения соответствовали меньшей фракции.

Результаты испытаний (рис. 4) показывают, что дробимость золошлакового щебня растет с ростом крупности частиц независимо от генезиса материала. По всей видимости, это вызвано тем, что с увеличением крупности частиц уменьшается число их контактов, что ведет к повышению контактных напряжений (опыты R. Beringher). Рост контактных напряжений в крупных фракциях снижает критическую длину трещин Гриффитса, а поскольку размер естественных трещин в частицах имеет сопоставимый размер, разрушение крупных частиц идет при меньшем уровне нагрузки.

Особенности механизма развития трещин Гриффитса объясняют меньшую прочность щебеночных частиц, получаемых от сжигания кузнецкого угля. Повышенная температура плавления породообразующих компонентов в кузнецких углях

Рис. 6. Модули деформации образцов золошлакового щебня от сжигания кузнецкого угля: • — сухой плотный; • — насыщенный плотный; • — сухой пористый; • — насыщенный пористый; от сжигания канско-ачинского угля: • — сухой плотный; • — насыщенный плотный

Fig. 6. Deformation moduli of slag crushed stone samples generated as a result of burning the Kuznetsk coal: • — dry and dense; • — saturated and dense; • — dry and porous; • — saturated and porous; generated as a result of burning the Kansk-Achinsk coal: • — dry and dense; • — saturated and dense

обеспечивает повышенное количество раковин, неровностей и трещин, нежели в образцах кан-ско-ачинской ЗШС. Это, в свою очередь, требует меньшего уровня напряжений для достижения естественными трещинами уровня критического размера. Причина снижения прочности пористых частиц от сжигания кузнецкого угля, отобранных на Северской ТЭЦ, вероятнее всего, заключается в наличии высокого числа игольчатых и лещадных частиц, которые не дают массиву создавать устойчивый скелет для сопротивления нагрузкам.

Влияние влажности на механическую прочность образцов практически не обнаружено, исключением можно считать только образец золошлакового щебня от сжигания канско-ачинского угля фракции 5-10 мм. Объяснить этот эффект наличием растворимых частиц (потери при прокаливании, отмучива-ние) не представляется возможным в связи с их незначительным количеством. Предположительно это связано с тем, что для мелких частиц с остеклованной поверхностью (плотный остеклованный шлак) водные пленки сыграли роль смазки, это вызвало более интенсивную переупаковку частиц и разрушение частиц, которые плотно защемлялись в массиве и не имели возможности переупаковки.

Влияние химического состава, по всей видимости, не играет первостепенной роли. Менее плотные частицы, отобранные с Северской ТЭЦ, имеют более высокую дробимость, чем сходные образцы с Новосибирской ТЭЦ-2. Вероятнее всего, ключевую роль оказывает форма частиц (содержание ле-щадки) и механизм агрегации материала (сухое или жидкое шлакоудаление).

Как и в работах [32-34] было отмечено, что влажность влияет на деформационные способности материала, снижая их. Для материала с Новосибир-

ской ТЭЦ-3 снижение составило от 24 до 39 %, с Новосибирской ТЭЦ-2 — от 29 до 36 %, а с Северской ТЭЦ — от 20 до 26 %. Предположение о возможном влиянии на прочность глинистых частиц оказалось несостоятельным, в связи со сходной их концентрацией. Было установлено, что влажность существенно снижает деформационные параметры плотных шлаковых частиц и в меньшей степени пористые частицы, поверхность которых не так подвергнута смазывающему влиянию воды, что подтверждается работами [35, 36].

В пробах золошлакового щебня с отвалов Новосибирских ТЭЦ-2 и ТЭЦ-3 содержание пластинчатых и игольчатых частиц не превосходило 5 %. Это обусловлено особенностями грануляции шлака в котлах с жидким шлакоудалением. Перегретый расплав за счет сил поверхностного натяжения стремится принять сферическую форму, однако из-за разницы температур создает кипение жидкости и застывает в кубовидной форме. Повышенная температура плавления породообразующих компонентов ЗШС от сжигания кузнецких углей, по сравнению с ЗШС от сжигания канско-ачинских углей, обуславливает большее количество трещин и неровностей. В то же время образцы щебня Северской ТЭЦ обладают высокой дробимостью и содержанием лещадки до 20 %, благодаря сухому характеру грануляции шлака.

Также при анализе результатов выполненных исследований была обнаружена корреляционная связь между значениями дробимости и модулями деформации золошлакового щебня (рис. 7). Причем генезис щебеночного материала не показал существенного влияния на форму зависимости, в то время как изменение влажности смещает полученные значения в зону уменьшения модулей деформации.

-Э- о

О \р

20

â В 15 10

у= 11 754 .V

у= 8761,2 л: "1,7И

15

20

25

30

35

%/<

40

45

50

55

Рис. 7. Зависимость между величиной дробимости и модулем деформации золошлакового щебня: • — в сухом состоянии; • — в водонасыщенном состоянии

Fig. 7. The relationship between crushability and the deformation modulus of the slag crushed stone: • — in the dry condition; • — in the saturated condition

< П

iH *к

G Г

S 2

0 (Л § (Л

1 z y 1

J CD

u -

^ I

n °

oS

o s =! (

о §

E M

§ 2

n 0

o 66

r 6

0 )

iï

® u

ui в ■ £

s У с о

1 к

J, J,

M 2 О О 10 10 о о

О о

сч N

О о

N N

¡É ш

U 3 > (Л С И

он in

Ц

<D 0J

О ё —■

о

о У

Z ■ Í

ОТ 13 от iE

Е о

CLU ^ с ю °

S3 ц

о Е

СП ^ т- ^

от от

£ w

Е!

О (Я

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ

В рамках обсуждения могут быть вынесены возможные перспективы развития рассматриваемой темы.

Результаты оценки дробимости золошлакового щебня, полученного от сжигания канско-ачинского и кузнецкого углей, показывают, что:

• исследованный материал изменяет свою марку по прочности в зависимости от генезиса и размера зерен от М300 до М1000;

• золошлаковый щебень значительно меняет свою механическую прочность в зависимости от фракции (дробимость фракции 20-40 может быть до 67 % выше, чем фракции 5-10 того же материала);

• на величину дробимости практически не оказывает влияние влажность испытуемого образца, поскольку ее влияние было замечено только в одной серии экспериментов и может быть случайным;

• химический состав, вероятнее всего, не оказывает решающего воздействия на дробимость, наибольшую роль оказывают форма частиц (рост содержания лещадки снижает прочность щебня) и механизм агрегации материала (сухое или жидкое шлакоудаление).

Результаты оценки модулей деформации золош-лакового щебня, полученного от сжигания канско-ачинского и кузнецкого углей, демонстрируют, что:

• влажность снижает деформационные способности золошлакового щебня, причем снижение находится в интервалах от 20 до 39 %. Большие значения характерны для плотного шлака из системы жидкого шлакоудаления с остеклованной поверхностью, а меньшие — для пористого шлака из системы сухого шлакоудаления;

• наиболее высоким модулем упругости обладает золошлаковый щебень из плотного шлака, который образован в системе жидкого шлакоудаления и имеет остеклованную поверхность, а наименьшим — щебень из пористого шлака, получаемый в системе сухого шлакоудаления.

Также следует отметить, что в ходе исследований были обнаружены устойчивые корреляции между величиной дробимости и модулем упругости золошлакового щебня (в сухом и насыщенном состоянии), которые хотя и требуют проверки, позволяют укрупненно оценивать несущую способность этого материала по величине дробимости.

Исследование показало, что с позиции механической прочности (и на основании результатов дополнительных исследований) данные материалы могут быть использованы для возведения земляного полотна автомобильных дорог, строительства дополнительных слоев оснований дорожных одежд, в конструкциях несущих слоев оснований дорожных одежд, а также, вероятно, пригодны для выполнения планировочных работ и материала обратных засыпок.

ЛИТЕРАТУРА

1. Bhatt A., Priyadarshini S., Mohanakrishnan A.A., Abri A., Sattler M., Techapaphawit S. Physical, chemical, and geotechnical properties of coal fly ash: A global review // Case Studies in Construction Materials. 2019. Vol. 11. P. e00263. DOI: 10.1016/j.cscm.2019.e00263

2. Пичугин Е.А. Аналитический обзор накопленного в Российской Федерации опыта вовлечения в хозяйственный оборот золошлако-вых отходов теплоэлектростанций // Проблемы региональной экологии. 2019. № 4. С. 77-87. DOI: 10.24411/1728-323X-2019-14077

3. Bartov G., Deonarine A., Johnson T.M., RuhlL., Vengosh A., Hsu-Kim H. Environmental Impacts of the Tennessee Valley Authority Kingston Coal Ash Spill. 1. Source Apportionment Using Mercury Stable Isotopes // Environmental Science & Technology. 2013. Vol. 47. Issue 4. Pp. 2092-2099. DOI: 10.1021/es303111p

4. Deonarine A., Bartov G., Johnson T.M., Ruhl L., Vengosh A., Hsu-Kim H. Environmental Impacts of the Tennessee Valley Authority Kingston Coal Ash Spill. 2. Effect of Coal Ash on Methylmercury in Historically Contaminated River Sediments // Environmental Science & Technology. 2013. Vol. 47. Issue 4. Pp. 2100-2108. DOI: 10.1021/es303639d

5. Shin J., Natanson A., Khun J., Odorizzi N., De-Creny-Jackson J., Fowowe H. et. al. Research Article: Assessing the impact of coal ash exposure on soil microbes in the Dan River // BIOS. 2017. Vol. 88. Issue 2. Pp. 72-85. DOI: 10.1893/BIOS-D-16-00006.1

6. Malchik A.G., Litovkin S.V., Rodionov P.V., Kozik V.V., Gaydamak M.A. Analyzing the Technology of Using Ash and Slag Waste from Thermal Power Plants in the Production of Building Ceramics // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 127. P. 012024. DOI: 10.1088/1757-899X/127/1/012024

7. Lihach S.A., Kulesh R.N., Nikolaeva V.I., Orlova K.Y., Ilyasova A.S. Power plant ash and slag waste management technological direction when Kansk-Achinsk brown coal is burned // MATEC Web of Conferences. 2017. Vol. 92. P. 01051. DOI: 10.1051/matecconf/20179201051

8. Kishor P., Ghosh A.K., Kumar D. Use of Flyash in Agriculture: A Way to Improve Soil Fertility and its Productivity // Asian Journal of Agricultural Research. 2010. Vol. 4. Issue 1. Pp. 1-14. DOI: 10.3923/ajar.2010.1.14

угольных тепловых электростанции

9. Valeev D., Kunilova I., Alpatov A., Mikhailo-va A., Goldberg M., Kondratiev A. Complex utilisation of ekibastuz brown coal fly ash: Iron & carbon separation and aluminum extraction // Journal of Cleaner Production. 2019. Vol. 218. Pp. 192-201. DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.01.342

10. Folgueras M.B., Alonso M., Fernández F.J. Coal and sewage sludge ashes as sources of rare earth elements // Fuel. 2017. Vol. 192. Pp. 128-139. DOI: 10.1016/j.fuel.2016.12.019

11. Барахтенко В.В. Оценка потребительских характеристик изделий из высоконаполненного полимерно-минерального композиционного материала на основе поливинилхлорида и отходов ТЭС // Инженерно-строительный журнал. 2014. № 3 (47). С. 17-24. DOI: 10.5862/MCE.47.2

12. Бурдонов А.Е., Барахтенко В.В., Зелинская Е.В., Сутурина Е.О., Бурдонова А.В., Головни-на А.В. Физико-механические характеристики композиционных материалов на основе отходов производства с различными рецептурами // Инженерно-строительный журнал. 2012. № 9 (35). С. 14-22.

13. Yao Z.T., Ji X.S., Sarker P.K., Tang J.H., Ge L.Q., XiaM.S. et al. A comprehensive review on the applications of coal fly ash // Earth-Science Reviews. 2015. Vol. 141. Pp. 105-121. DOI: 10.1016/j.earsci-rev.2014.11.016

14. Лебедев М.С., Чулкова И.Л. Исследование реологических свойств битумных композиций, наполненных золами-уноса различного состава // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016. № 11. С. 47-52. DOI: 10.12737/22365

15. Толстой А.Д., Ковалева И.А., Новиков К.Ю. Совершенствование состава и свойств порошковых бетонов с техногенным сырьем // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016. № 2. С. 19-24.

16. Sushovan D., Nadaf M.B., Mandal J.N. An Overview on the Use of Waste Plastic Bottles and Fly Ash in Civil Engineering Applications // Procedia Environmental Sciences. 2016. Vol. 35. Pp. 681-691. DOI: 10.1016/j.proenv.2016.07.067

17. Hadbaatar A., Mashkin N.A., Stenina N.G. Study of Ash-Slag Wastes of Electric Power Plants of Mongolia Applied to their Utilization in Road Construction // Procedia Engineering. 2016. Vol. 150. Pp. 1558-1562. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.07.111

18. Сиротюк В.В., Лунев А.А., Иванов Е.В. Зо-лошлаковая смесь для земляного полотна // Автомобильные дороги. 2016. № 6 (1015). С. 72-79.

19. Sikora Z., Ossowski R. Geotechnical Aspects of Dike Construction Using Soil-Ash Composites // Procedia Engineering. 2013. Vol. 57. Pp. 1029-1035. DOI: 10.1016/j.proeng.2013.04.130

20. Haleem A., Luthra S., Mannan B., Khurana S., Kumar S., Ahmad S. Critical factors for the successful usage of fly ash in roads & bridg-

es and embankments: Analyzing Indian perspective // Resources Policy. 2016. Vol. 49. Pp. 334-348. DOI: 10.1016/j.resourpol.2016.07.002

21. He Y., Luo Q., Hu H. Situation Analysis and Countermeasures of China's Fly Ash Pollution Prevention and Control // Procedia Environmental Sciences. 2012. Vol. 16. Pp. 690-696. DOI: 10.1016/j.proenv.2012.10.095

22. Zhu P., Dai H., Han L., Xu X., Cheng L., Wang Q., Shi Z. Aluminum extraction from coal ash by a two-step acid leaching method // Journal of Zhe-jiang University-SCIENCE A. 2015. Vol. 16. Issue 2. Pp. 161-169. DOI: 10.1631/jzus.a1400195

23. Wang Z., Dai S., Zou J., French D., Graham I.T. Rare earth elements and yttrium in coal ash from the Luzhou power plant in Sichuan, Southwest China: Concentration, characterization and optimized extraction // International Journal of Coal Geology. 2019. Vol. 203. Pp. 1-14. DOI: 10.1016/j.coal.2019.01.001

24. Ma S., Xu M., Qiqige, Wang X., Zhou X. Challenges and Developments in the Utilization of Fly Ash in China // International Journal of Environmental Science and Development. 2017. Vol. 8. Issue 11. Pp. 781-785. DOI: 10.18178/ijesd.2017.8.11.1057

25. Mukherjee P.S. Exploring Fly Ash Utilization < и in Construction of Highways in India // Journal of Me- 8 о chanical and Civil Engineering. 2013. Vol. 8. Issue 4. 2. и Pp 23-32. DOI: 10.9790/1684-0842332 g I

26. Mathur A.K., Khandekar R.K. New segments О Г in ash utilization — NTPC concern // Proc. on Indian с Q Power Station Conference. 2008. Pp. 627-631. § ^

27. ShamshadA., Fulekar M.H., Bhawana P. Im- | S pact of Coal Based Thermal Power Plant on Environ- у 1 ment and its Mitigation Measure // Research Journal of о § Environment Sciences. 2012. Vol. 1 (4). Pp. 60-64. | 00

28. Ватин Н.И., Петросов Д.В., Калачев А.И., Лахтинен П. Применение зол и золошлаковых от- § рр ходов в строительстве // Инженерно-строительный о | журнал. 2011. № 4 (22). С. 16-21.

29. Behringer R.P. Jamming in granular materi- t N als // Comptes Rendus Physique. 2015. Vol. 16. Issue 1. | M Pp. 10-25. DOI: 10.1016/j.crhy.2015.02.001 I о

30. Takahashi T., Clark A.H., Majmudar T., Kon- § 6 dic L. Granular response to impact: Topology of the h § force networks // Physical Review E. 2018. Vol. 97. Is- с о sue 1. DOI: 10.1103/PhysRevE.97.012906 Г |

31. ClarkA.H., Petersen A.J., Kondic L., Behring- ф -^ er R.P. Nonlinear Force Propagation During Granular 0 H Impact // Physical Review Letters. 2015. Vol. 114. Issue с | 14. DOI: 10.1103/PhysRevLett.114.144502 j 5

32. Indraratna B., Nutalaya P., Koo K.S., Ku- 1 "

01 DO

ganenthira N. Engineering behaviour of a low carbon, r

pozzolanic fly ash and its potential as a construction s у

fill // Canadian Geotechnical Journal. 1991. Vol. 28. Is- ф £

sue 4. Pp. 542-555. DOI: 10.1139/t91-070 С С

33. Marto A., Awang A.R., Makhtar A.M. Com- ¡0 0 paction Characteristics and Permeability of Tanjung 0 0 Bin Coal Ash Mixtures // International Conference on

Environment Science and Engineering IPCBEE. 2011. Vol. 8. Pp. 134-137.

34. Kumar D., Kumar N., Gupta A. Geotechnical Properties of Fly Ash and Bottom Ash Mixtures in Different Proportions // International Journal of Science and Research (IJSR). 2014. Vol. 3. Issue 9. Pp. 1487-1494.

35. Tiwari S.K., Ghiya A. Strength Behavior of Compacted Fly Ash, Bottom Ash and their Combina-

Поступила в редакцию 29 апреля 2020 г. Принята в доработанном виде 20 мая 2020 г. Одобрена для публикации 26 июня 2020 г.

tions // Electronic Journal of Geotechnical Engineering. 2013. Vol. 18. Pp. 3085-3106.

36. Gimhan P.G.S., Disanayaka J.P.B., Nas-vi M. Geotechnical Engineering Properties of Fly Ash and Bottom Ash: Use as Civil Engineering Construction Material // Engineer: Journal of the Institution of Engineers, Sri Lanka. 2018. Vol. 51. Issue 1. P. 49. DOI: 10.4038/engineer.v51i1.7287

Об авторе: Александр Александрович Лунев — кандидат технических наук, научный сотрудник научно-исследовательского управления; Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ); 644080, г. Омск, пр-т. Мира, д. 5; РИНЦ ID: 827499, Scopus: 57198893763, ORCID: 0000-0001-58571891; lunev.al.al@gmail.com.

REFERENCES

1. Bhatt A., Priyadarshini S., Mohanakrishnan A.A.,

Abri A., Sattler M., Techapaphawit S. Physical, chemical,

o o and geotechnical properties of coal fly ash: A global review.

(y ° Case Studies in Construction Materials. 2019; 11:e00263.

DOI: 10.1016/j.cscm.2019.e00263

g ® 2. Pichugin E.A. Analytical review of the expe-

j? $ rience of involving ash slag waste of thermal power

¿q in plants in economic circulation in the russian federa-

,(5 tion. Regional Environmental Issues. 2019; 4:77-87.

£ DOI: 10.24411/1728-323X-2019-14077 (rus.).

o 3. Bartov G., Deonarine A., Johnson T.M., h £

• ^ Ruhl L., Vengosh A., Hsu-Kim H. Environmental Im-

£ £ pacts of the Tennessee Valley Authority Kingston Coal

g "C Ash Spill. 1. Source Apportionment Using Mercury

o ¡c Stable Isotopes. Environmental Science & Technology.

§ < 2013; 47(4):2092-2099. DOI: 10.1021/es303111p

c 4. Deonarine A., Bartov G., Johnson T.M.,

cm £= Ruhl L., Vengosh A., Hsu-Kim H. Environmental Im-

z t3 pacts of the Tennessee Valley Authority Kingston Coal

to E

— Ash Spill. 2. Effect of Coal Ash on Methylmercury in ° Historically Contaminated River Sediments. Environ— § mental Science & Technology. 2013; 47(4):2100-2108. g ro DOI: 10.1021/es303639d

O ^

:5 5. Shin J., Natanson A., Khun J., Odorizzi N..

cñ °

en DeCreny-Jackson J., Fowowe H. et al. Research Ar-

z £ ticle: Assessing the impact of coal ash exposure on soil

w J microbes in the Dan River. BIOS. 2017; 88(2):72-85.

¿ • DOI: 10.1893/BIOS-D-16-00006.1

P W 6. Malchik A.G., Litovkin S.V., Rodionov P.V., s (9

a g Kozik V.V., Gaydamak M.A. Analyzing the Technology of

s £ Using Ash and Slag Waste from Thermal Power Plants in the

5 Production of Building Ceramics. IOP Conference Series:

Ijq >§ Materials Science and Engineering. 2016; 127:012024. DOI: 10.1088/1757-899X/127/1/012024

7. Lihach S.A., Kulesh R.N., Nikolaeva V.I., Orlova K.Y., Ilyasova A.S. Power plant ash and slag waste management technological direction when Kansk-Achinsk brown coal is burned. MATEC Web of Conferences. 2017; 92:01051. DOI: 10.1051/matecconf/20179201051

8. Kishor P., Ghosh A.K., Kumar D. Use of Flyash in Agriculture: A Way to Improve Soil Fertility and its Productivity. Asian Journal of Agricultural Research. 2010; 4(1):1-14. DOI: 10.3923/ajar.2010.1.14

9. Valeev D., Kunilova I., Alpatov A., Mikhailova A., Goldberg M., Kondratiev A. Complex utilisation of ekibastuz brown coal fly ash: Iron & carbon separation and aluminum extraction. Journal of Cleaner Production. 2019; 218:192-201. DOI: 10.1016/jjclepro.2019.01.342

10. Folgueras M.B., Alonso M., Fernández F.J. Coal and sewage sludge ashes as sources of rare earth elements. Fuel. 2017; 192:128-139. DOI: 10.1016/j.fuel.2016.12.019

11. Barahtenko V.V. Estimating consumer product characteristics of highly filled polymer-mineral composite material based on polyvinyl chloride and waste TPP. Magazine of Civil Engineering. 2014; 3(47):17-24. DOI: 10.5862/MCE.47.2 (rus.).

12. Burdonov A.E., Barahtenko V.V., Zelinska-ya E.V., Suturina E.O., Burdonova A.V., Golovnina A.V. Physical and mechanical properties of composite materials of different compositions based on waste products. Magazine of Civil Engineering. 2012; 9(35):14-22. (rus.).

13. Yao Z.T., Ji X.S., Sarker P.K., Tang J.H., Ge L.Q., Xia M.S. et al. A comprehensive review on the applications of coal fly ash. Earth-Science Reviews. 2015; 141:105-121. DOI: 10.1016/j.earscirev.2014.11.016

14. Lebedev M.S., Chulkova I.L. Study of rheo-logical characteristics of bitumen composites with

different fly ashes. Bulletin of Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov. 2016; 11:47-52. DOI: 10.12737/22365 (rus.).

15. Tolstoj A.D., Kovaleva I.A., Novikov K.Y.U. Improving the structure and properties of powdered concrete on technogenic raw materials. Bulletin of Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov. 2016; 2:19-24. (rus.).

16. Sushovan D., Nadaf M.B., Mandal J.N. An Overview on the Use of Waste Plastic Bottles and Fly Ash in Civil Engineering Applications. Procedía Environmental Sciences. 2016; 35:681-691. DOI: 10.1016/j.proenv.2016.07.067

17. Hadbaatar A., Mashkin N.A., Stenina N.G. Study of Ash-Slag Wastes of Electric Power Plants of Mongolia Applied to their Utilization in Road Construction. Procedia Engineering. 2016; 150:1558-1562. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.07.111

18. Sirotyuk V.V., Lunev A.A., Ivanov E.V. Coal ash and slag for road embankment. Car Roads. 2016; 6:72-79. (rus.).

19. Sikora Z., Ossowski R. Geotechnical Aspects of Dike Construction Using Soil-Ash Composites. Procedia Engineering. 2013; 57:1029-1035. DOI: 10.1016/j.proeng.2013.04.130

20. Haleem A., Luthra S., Mannan B., Khurana S., Kumar S., Ahmad S. Critical factors for the successful usage of fly ash in roads & bridges and embankments: Analyzing Indian perspective. Resources Policy. 2016; 49:334-348. DOI: 10.1016/j.resourpol.2016.07.002

21. He Y., Luo Q., Hu H. Situation Analysis and Countermeasures of China's Fly Ash Pollution Prevention and Control. Procedia Environmental Sciences. 2012; 16:690-696. DOI: 10.1016/j.proenv.2012.10.095

22. Zhu P., Dai H., Han L., Xu X., Cheng L., Wang Q., Shi Z. Aluminum extraction from coal ash by a two-step acid leaching method. Journal of Zhe-jiang University-SCIENCE A. 2015; 16(2):161-169. DOI: 10.1631/jzus.a1400195

23. Wang Z., Dai S., Zou J., French D., Graham I.T. Rare earth elements and yttrium in coal ash from the Luzhou power plant in Sichuan, Southwest China: Concentration, characterization and optimized extraction. International Journal of Coal Geology. 2019; 203:1-14. DOI: 10.1016/j.coal.2019.01.001

24. Ma S., Xu M., Qiqige, Wang X., Zhou X. Challenges and Developments in the Utilization of Fly Ash in China. International Journal of Environmental Science and Development. 2017; 8(11):781-785. DOI: 10.18178/ijesd.2017.8.11.1057

25. Mukherjee P.S. Exploring Fly Ash Utilization in Construction of Highways in India. Journal of Mechanical and Civil Engineering. 2013; 8(4):23-32. DOI: 10.9790/1684-0842332

26. Mathur A.K., Khandekar R.K. New segments in ash utilization — NTPC concern. Proc. on Indian Power Station Conference. 2008; 627-631.

27. Shamshad A., Fulekar M.H., Bhawana P. Impact of Coal Based Thermal Power Plant on Environment and its Mitigation Measure. Research Journal of Environment Sciences. 2012; 1(4):60-64.

28. Vatin N.I., Petrosov D.V., Kalachev A.I., Lakhtinen P. Use of ashes and ash-and-slad wastes in construction. Magazine of Civil Engineering. 2011; 4(22):16-21. (rus.).

29. Behringer R.P. Jamming in granular materials. Comptes Rendus Physique. 2015; 16(1):10-25. DOI: 10.1016/j.crhy.2015.02.001

30. Takahashi T., Clark A.H., Majmudar T., Kondic L. Granular response to impact: Topology of the force networks. Physical Review E. 2018; 97(1). DOI: 10.1103/PhysRevE.97.012906

31. Clark A.H., Petersen A.J., Kondic L., Behringer R.P. Nonlinear Force Propagation During Granular Impact. Physical Review Letters. 2015; 114(14). DOI: 10.1103/PhysRevLett.114.144502

32. Indraratna B., Nutalaya P., Koo K.S., Ku-ganenthira N. Engineering behaviour of a low carbon, pozzolanic fly ash and its potential as a construction fill. Canadian Geotechnical journal. 1991; 28(4):542-555. DOI: 10.1139/t91-070

33. Marto A., Awang A.R., Makhtar A.M. Compaction Characteristics and Permeability of Tanjung Bin Coal Ash Mixtures. International Conference on Environment Science and Engineering IPCBEE. 2011; 8:134-137.

34. Kumar D., Kumar N., Gupta A. Geotechnical Properties of Fly Ash and Bottom Ash Mixtures in Different Proportions. International Journal of Science and Research (IJSR). 2014; 3(9):1487-1494.

35. Tiwari S.K., Ghiya A. Strength Behavior of Compacted Fly Ash, Bottom Ash and their Combinations. Electronic Journal of Geotechnical Engineering. 2013; 18:3085-3106.

36. Gimhan P.G.S., Disanayaka J.P.B., Nasvi M. Geotechnical Engineering Properties of Fly Ash and Bottom Ash: Use as Civil Engineering Construction Material. Engineer: Journal of the Institution of Engineers, Sri Lanka. 2018; 51(1):49. DOI: 10.4038/engineer.v51i1.7287

Received April 29, 2020

Adopted in a revised form on May 20, 2020.

Approved for publication June 26, 2020

Bionotes: Aleksandr A. Lunev — Candidate of Technical Sciences, research associate of the research Department; The Siberian State Automobile and Highway University (SibADI); 5 Mira avenue, Omsk, 644080, Russian Federation; ID RISC: 827499, Scopus: 57198893763, ORCID: 0000-0001-5857-1891; lunev.al.al@gmail.com.

< П

i H *к

G Г

0 СЛ § СЯ

1 Z y 1

J со

u-

^ I

n °

o o =¡ (

o?

o §

§ 2

o) 0

o 66

r 6

0 )

ii

® O

01 В

■ г s □

(Л У

с о

1 к ,,

О О

2 2 О О