CC BY
3ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛАЗЕРНОГО СКАНЕРА GLS-1500 TOPCON ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ
Рисунок 3 - Сканерная станция на участке №1
Участок №2 представлял собой склон протяженностью около 580 м крутизной от 21 ° до 86° с высотой над урезом воды до 35 м. Сканирование выполнялось также с рубки теплохода.
Участок №3 в районе населенного пункта Краснотуранск на берегу залива Сыда имел протяженность более 400 м и ширину около 80 м. Перепад высот на участке от 14,5 до 4,0 м от уреза воды.
Сканирование на участке выполнялось по схеме «станция - ОРП» с предварительным созданием съемочного обоснования в виде двух точек (сканерной станции и ОРП), координаты которых были определены электронным тахеометром с обязательной привязкой по высоте к урезу воды.
Участок №4 - это естественный песчаный пляж в районе населенного пункта Лебяжье. Протяженность участка более 400 м, ширина до бровки высокого берега примерно 130 м при перепаде высот между бровкой и урезом воды около 6,5 м.
Сканирование на участке выполнялось по схеме «станция - ОРП» с двух стоянок прибора Всего в процессе выполнения инженерно-геодезических работ было проведено наземное лазерное сканирование четырех береговых участков общей площадью 8 га. Для каждого участка было построено не менее четырех продольных и трех поперечных профилей. Общее количество построенных профилей - 40. На каждый участок были составлены топографические планы масштаба 1:1000 с высотой сечения рельефа от 0,1 до 5 м (в зависимости от перепада высот на участке) с привязкой по высоте к урезу воды Красноярского водохранилища на момент выполнения съемки.
В результате проведенных работ продемонстрирована высокая эффективность применения технологии НЛС для решения задач по обследованию сложных природных объектов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства, Госстрой России, Москва, 1997.
2. СП 11-104-97 Инженерно-геодезические изыскания для строительства, Госстрой России, Москва, 1997.
3. Руководство пользователя ScanMaster, TOPCON Corporation, 2010.
Азаров Б.Ф. - к.т.н., доцент, Алтайский государственный технический университет, E-mail: stf-ofigig@mail.ru.
УДК 625.76.031
ВЗАИМОСВЯЗЬ ГЕНЕЗИСА, МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО И ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВОВ ЦЕОЛИТОВЫХ ТУФОВ С ИХ ПУЦЦОЛАНОВОЙ АКТИВНОСТЬЮ
Л.Н. Амосова
В статье приведены результаты исследований гидравлической активности природных цеолитовых туфов большинства месторождения Сибири и Дальнего Востока, а также выявленных взаимосвязей с их происхождением и вещественным составом.
Ключевые слова: цеолитовый туф, клиноптилолитовые породы, степень цеолитизации пуццолановая активность, гидравлическая активность.
В связи с широким распространением многочисленных крупных месторождений природных цеолитовых туфов возникла необ-
ходимость проведения комплексных исследований для установления особенностей их поведения в твердеющих системах. Изучение
пуццолановой активности по ГОСТ 25094-82 и методом связывания извести и гипса из насыщенных известкового и известково-гипсового растворов показало, что туфы всех исследованных месторождений удовлетворяют требованиям ТУ-21-26-11-90 на активные минеральные добавки к цементам.
При исследовании количества и кинетики связывания извести и гипса из соответствующих насыщенных растворов в течение 30 суток выявлены следующие взаимосвязи. Так, в зависимости от минералогического состава и увеличения отношения SiO2/Al2O3 природные цеолиты близких генетических типов расположились в порядке убывания пуццолановой активности следующим образом: шабазитовый (Шб), эрионитовый (Эр), гей-ландитовый (Гл), морденитовый (Мр), кли-ноптилолитовый (Кл) (рисунок 1).
По количеству связываемых СаО и SO3 наиболее распространенные клиноптилоли-товые породы чаще встречаемого вулканоге-но-осадочного диагенетического типа (Сахап-тинское, Шивыртуйское, Лютогское) (190-303 мг/г в известковом и 290-363 мг/г в известко-во-гипсовом растворах) превышают аналогичные показатели по сравнению с гидротер-мально-метасоматическими (Холинское и Чугуевское месторождения) (165-220 и 209-230 мг/г соответственно) и, тем более, гидротермальными туфами (Семей-Тау - 85 и 105 мг/г), что вызвано меньшим размером кристаллов и большей аморфностью (меньшей закристаллизованностью) цеолитов в первом случае (рисунок 2).
В пуццолановой реакции участвуют кар-касообразутошие оксиды цеолитовых туфов -Si02, А120з. Причем связывание СаО и CaS04 природными цеолитами увеличивается с уменьшением их кремнистости (отношение Si02/А120з). Это обусловлено тем, что А120з относительно легко выходит из трехмерной кристаллической решетки цеолитов с образованием AFm- фаз в известковом растворе и эттрингитоподобных AFt-фаз - в известково-гипсовом.При этом цеолит разлагается и поставляет в реакционную среду активные группы из кремнекислородного каркаса, которые легко связывают известь в гидросиликаты кальция. Чем выше содержание глинозема в туфе, тем легче его выход из решетки, тем короче и активнее образуются кремне-кислородные анионы из разлагающегося цеолита, а следовательно, выше пуццолано-вая активность породы. Полученная прямо-пропорциональная зависимость поглощаемых СаО и CaSO4 от содержания в цеолито-
вом туфе растворимого глинозема (А) выражается следующими уравнениями регрессии: для известкового раствора: породы ВОД -
СаО = 37,52А + 10,68 при г = 0,858; породы ВГМ и Г -
СаО = 29,21А + 103,44 при г = 0,778; породы ВОД - Г -
СаО = 46,76А - 71,83 при г = 0,994; для известково-гипсового раствора: породы ВОД -
СаО = 42,44А + 87,77 при г = 0,968; CaSO4 = 38,16А - 52,20 при г = 0,882; породы ВГМ и Г -
СаО = 16,04А + 124,78 при г = 0,790; CaS04 = 35,16А + 29,10 при г = 0,779; породы ВОД - Г -
СаО = 35,18А - 13,08 при г = 0,919; CaSO4 = 12,77А + 1,15 при г = 0,788; где г - коэффициент корреляции.
Степень цеолитизапии туфов в пределах одного месторождения также напрямую влияет на их активность.
Ш Ш и Ы1 ш ш и< и» М и)
| | - Количество связанного СаО в известковом растворе | | - СаО и CaSO4 в известково- гипсовом растворе
Рисунок 1 - Зависимость пуццолановой активности цеолитовых туфов от их минералогического состава
СаО,мг/г СаО,мг/г СаБОммг/г
. МО — а) б) — В)
в 200- В 209 В
о О В О
Д в Д 1 105 Д В
1 и »00 — м 10 1 и
м 1 г м 1
ВОД - вулканогенно-осадочный диагенетический тип, ВГМ - вулканогенно-гидротермальный мета-соматический тип, Г - гидротермальный. Цифрами в столбцах указано количество связанных СаО и CaSO4 в известковом (а), в известково-гипсовом (б, в) растворах за 30 суток
Рисунок 2 - Влияние генетического типа клиноптилолитовых туфов на их пуццолано-вую активность
ВЗАИМОСВЯЗЬ ГЕНЕЗИСА, МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО И ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВОВ ЦЕОЛИТОВЫХ ТУФОВ С ИХ ПУЦЦОЛАНОВОЙ АКТИВНОСТЬЮ
Рисунок 3 - Зависимость пуццолановой активности туфов от степени их цеолитиза-ции в растворах: 1, 2 - СаО в известковом и известково-гипсовом; 3 - CaSO4 в известково-гипсовом
Количество поглощаемых СаО и CaS04 из соответствующих растворов прямопропор-ционально содержанию цеолитовой фазы в туфах (Ц) (рисунок 3).
При анализе данных кинетики связывания СаО туфами установлено, что ВОД породы 6 месторождений имеют очень близкие коэффициенты k линейного уравнения вида СаО = Кх + Ь. Аналогичным образом ведут себя породы ВГМ и Г генезиса. Объединением кинетических кривых по генетическим группам плучены общие уравнения регрессии.
Количество связанного СаО за 30 суток породами ВОД вычисляется по уравнениям
СаО = 6,0581Х + 8,852 при г = 0,982; породами ВГМ и Г типа -
СаО = 3,238Х + 10,715 при г = 0,961; где X - время пуццолановой реакции, сутки.
Для пород Пегасского и Шивыртуйского месторождений пуццолановая активность определяется в зависимости от степени цео-литизации по уравнениям, приведенным на рисунке 3.
На основе выявленных закономерностей проявления пуццолановой активности природными цеолитовыми туфами предложены довольно простые и эффективные методы прогнозирования количества связываемых СаО за 30 суток в зависимости от генезиса, степени цеолитизации и содержания активного (растворимого) глинозема.
Физико-химическими методами исследования продуктов пуццолановой реакции цео-литовых туфов с известью при пропаривании выявлено формирование гидросиликатов типа C-S-H, гидроалюминатов кальция С4AHх. В присутствии гипса дополнительно формируются гидросульфоалюминаты кальция AFt и AFm фаз.
В гидротермальных условиях кроме ксо-нотлита, гидрогранатов и гидроалюминатов кальция образуется алюминий-замещен-ный тоберморит, что отрицательно сказывается на долговечности камня. Камень автоклавного твердения имеет низкую морозостойкость (не более 5-9 циклов).
Поэтому для предотвращения условий формирования алюминий-замещенного то-берморита предложено тепловую обработку известково-цео-литовых изделий проводить без избыточного давления, либо вводить малые количества цеолитовых туфов в массу традиционного автоклавного силикатного кирпича.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. Подтверждено, что природные цеолиты являются высокореакционными пуццоланами. Установлена прямопропорциональная зависимость количества поглощенных извести и гипса в процессе пуццолановой реакции от степени цеолитизании для туфов основных месторождений Сибири и Дальнего Востока. Выявлена связь между генетическим типом цеолитов и их гидравлической активностью. Активность снижается по мере перехода от вулканогенно-осадочных диагенети-ческих к гидротермально-метасоматическим и гидротермальным породам.
2. Подтверждена связь величины пуццолановой активности с химическим составом туфов и в первую очередь - с величиной кремнистости (отношением Si02/ А120з). В порядке уменьшения кремнистости цеолитовые минералы по возрастанию пуццолановой активности выстраиваются в следующий ряд: клиноптилолит, морденит, гейландит, эрио-нит, шабазит. Установлена линейная корреляционная связь между содержанием растворимого А120з в туфах и количеством связанной извести.
3. Предложены экспересс-методы прогнозирования количества связываемой извести за 30 суток, заключающиеся в разделении пород по генезису на вулканогенно-осадочный диагенетический и вулканогенно-гидротермальный метасоматический, а также в использовании найденных корреляционных связей между растворимым А1 20з породы и количеством связываемого СаО. Для туфов месторождений с разным содержанием цео-литового минерала в породе применяется выявленная взаимосвязь между степенью цеолитизании и их пуццолановой активностью.
4. Физико-химическими методами исследования продуктов пуццолановой реакции
цеолитовых туфов с известью при нормальных условиях и при пропаривании выявлено формирование гидросиликатов типа C-S-H, гидроалюминатов кальция C4AHx. В присутствии гипса дополнительно формируются гидросульфоалюминаты кальция AFt и AFm фаз. Установлено, что количество образующегося геля C-S-H прямопропорционально степени цеолитизации породы. В автоклавных условиях наряду с ксонотлитом, гидро-
гранатами и гидроалюминатами кальция образуется алюминий-замещенный тоберморит, снижающий морозостойкость силикатного кирпича. Поэтому тепловую обработку цео-литсодержащего стенового камня предложено осуществлять без избыточного давления.
Амосова Л.Н. - к.т.н., доцент, Алтайский государственный технический университет, E-mail: larisa1708@bk.ru.
УДК 69.003.13:338.5
ОБЕСПЕЧЕНИЕ МИНИМАЛЬНЫХ ЗАТРАТ НА КОМПЕНСАЦИЮ
ПРОСТОЕВ
О.С. Анненкова
В статье рассматривается методика расстановки парка машин при выполнении земляных работ на основе критерия минимума условных суммарных затрат на компенсацию простоев машин и объектов.
Ключевые слова: комплект-модуль, парк машин для земляных работ, затраты на компенсацию простоев машин и объектов.
При определении сроков выполнения строительных работ необходимо использовать критерии эффективности, учитывающие потери в связи с изменением начала работ относительно графика. Изменение сроков, невыгодное с позиции эффективности строительных работ на отдельном объекте, может оказаться достаточно экономичным решением с точки зрения отрасли производства в целом. Сохранение сроков при недостаточности производственного потенциала требует затрат на его увеличение, которые могут оказаться выше потерь, возникающих в связи с отклонением фактических сроков строительства от их нормативных значений.
Несвоевременность выполнения работ на объектах вызывают существенные потери в строительном производстве: от увеличения продолжительности работ; от увеличения затрат при выполнении последующих специализированных работ (из-за необходимости увеличения скорости их производства); от снижения уровня использования основных фондов. При учете указанных потерь возникают определенные сложности, связанные с отсутствием необходимой информации.
В качестве критерия эффективности расстановки комплектов машин по объектам принята суммарная величина условных затрат на компенсацию простоев [1]. Этот критерий позволяет сопоставить затраты на ком-
пенсацию простоев машин при отсутствии заявок на производство работ с условными затратами на компенсацию простоев объектов в ожидании начала выполнения работ при нехватке машин.
Целевая функция с учетом принятого критерия эффективности имеет вид
Z = ГпкрмСк-м + Т°°рС°б ^ min (1)
при ограничениях:
полного выполнения объемов работ
Пк-м Nк м tк~м > V (2)
П°б°бЩу П 1 р > V °б°бщ, (2)
соблюдения скорости выполнения работ
J-ГК-М ЛТК-М
Побобщ^1 П — G ,
(3)
оптимального использования расчетных комплектов-модулей
Nк~м < Nк~м < Nк~м (4)
1 v min < 1 П < 1 min , (4)
где Ж - суммарная величина затрат на компенсацию простоев машин и объектов, руб.;
Гк—м
пр - число смен простоя комплектов-
