Содержание к диссертации
Стр.
Введение ' 5
Состояние вопроса, цель и задачи исследования 10
Нефелиновый шлам Ачинского глиноземного комбината и теоретические предпосылки к его применению для устройства дорожных оснований 21
3.1. Состав и свойства нефелинового шлама АГК 21
Методика исследования 21
Макроописание и физические свойства 22
Химический состав 24
Фазовый состав 25
Вяжущие свойства (активность) 30
3.2, Теоретические предпосылки к применению нефелино
вого шлама для устройства дорожных оснований ... 31
Современные представления о твердении минеральных вяжущих веществ 31
Условия проявления нефелиновым шламом вяжущих свойств при укреплении грунтов 38
Роль растворимых соединений нефелинового шлама
в формировании структуры укрепленного грунта 47
3.2.4. Предпосылки к использованию рядового нефелино
вого шлама для устройства монолитных дорожных
оснований 50
4. Исследование и разработка рациональных составов сме
сей при укреплении грунтов вяжущими материалами из
нефелинового шлама 57
Методика исследования и исходные материалы .. 57
Укрепление песчаного и глинистых грунтов гипсо-шламовым вяжущим 67
'4.3. Укрепление песчаного и глинистых грунтов портланд-
цементношламовым вяжущим 75
Укрепление крупнообломочного грунта портландцемент-ношламовым вяжущим 83
Влияние добавок щелочных алюмосиликатов на физико-механические свойства грунта, укрепленного шламо-нефелиновым вяжущим 88
5. Влияние особенностей гидратации шламонефелиновых вяжущих
на технологию укрепления грунтов 96
5.1. Физико-химическое исследование процесса гидратации
шламонефелиновых вяжущих при укреплении грунтов ... 99
Методика исследования и характеристика исходных материалов 99
Гидратация шламонефелиновых вяжущих в системе грунт-вяжущее-вода 102
5.2. Исследование влияния продолжительности ввдержки го
товой смеси на физико-механические свойства укреп
ленного грунта НО
6. Применение рядового нефелинового шлама для устройства
монолитных дорожных оснований 118
Методика исследования 118
Свойства затвердевшего нефелинового шлама 120
7. Опытное строительство, рекомендации производству и эко
номическая эффективность предложенных решений 129
Строительство и обследование опытного участка дорожной одежды 129
Рекомендации производству по технологии строительства дорожных оснований с применением нефелинового шлама 146
7.2.1. Требования к материалам 146
' 7.2.2. Особенности технологии производства работ 148
7.3. Экономическая эффективность применения нефелинового
шлама для устройства дорожных оснований 151
8. Выводы 167
Литература 170
Приложение I. Свойства шламонефелиновых вяжущих при различных температурах сушки шлама и содержании акти-
визаторов ,... 186
П.1,1. Гипсошламовое вяжущее 186
П.1.2. Портландцементношламовое вяжущее 190
Приложение 2. Акты на строительство и обследование опыт
ных участков. 192
Приложение 3. Документы о внедрении выполненных разрабо
ток 197
Приложение 4. Технические условия на шлам нефелиновый
для дорожного строительства, протокол согласования
отпускной цены, калькуляции отпускных цен на шламо-
нефелиновые вяжущие и прочие документы 203
Приложение 5. Пример расчета сметной стоимости I км осно
вания 211
Объем текста 122 стр.
Йте^тда f-145 наименований, из них иностранных - 8
Введение к работе
Освоение природных богатств Сибири, связанное с развитием энергетики, добывающей, перерабатывающей промышленности и сельского хозяйства, требует создания в этом обширном крае развитой, сети автомобильных дорог с твердым покрытием. Партия и правительство уделяют серьезное внимание решению этого вопроса, предусмотрев в 11-й пятилетке ускоренное развитие в стране опорной сети магистральных автомобильных дорог при одновременном улучшении качества строительства, ремонта и содержания дорог / I /. Большой объем дорожно-строительных работ предусмотрено осуществить в сельскохозяйственных районах в связи с реализацией намеченной партией и правительством продовольственной программы.
При строительстве автомобильных дорог в СССР и за рубежом в последние годы находят все более широкое применение основания из грунтов и каменных материалов, укреплении* различными вяжущими /2, 3/, Это связано с тем, что при высокой интенсивности движения, которая в настоящее время имеет место на магистральных дорогах и на подъездах к городам и промышленным объектам, а также большом количестве в составе движения тяжелых автомобилей не-укрепленные основания уже не могут обеспечить сохранения в течение длительного времени требуемой ровности покрытия и несущeй способности дорожной одежды в целом.
Основания из материалов, укрепленных вяжущим,не только прочны и долговечны, но и экономичны, поскольку открывают возможность использовать местные грунты, некондиционные каменные материалы и промышленные отходы взамен дорогостоящих привозных материалов.
Несмотря на перспективность устройства дорожных оснований из грунтов и других материалов, укрепленных вяжущими, такие основания не получили распространения в районах Сибири из-за дефици-
та вяжущих иГ в частности, цемента и битума. Поэтому в последние годы усилия ученых и практиков дорожного строительства направлены на изыскание и исследование местных вяжущих материалов, таких, как активные золы уноса тепловых электростанций, металлургические шлаки и отходы других производств.
Одним из таких отходов в Сибири является нефелиновый шлам Ачинского глиноземного комбината, выпускающего глинозем, соду и портландцемент. Нефелиновый шлам содержит в своем составе большое количество гидравлически активного компонента - р -двухкальцие-вого силиката, следовательно, имеется принципиальная возможность приготовления на основе этого шлама вяжущего материала, который мог бы быть использован для укрепления местных грунтов в дорожных основаниях, а также возможность использования рядового шлама в качестве материала для устройства из него монолитных оснований.
Из общего количества шлама текущего производства лишь около четверти используется комбинатом для выпуска портландцемента, остальной шлам - свыше 4 млн.тонн в год - поступает в отвал. Запасы нефелинового шлама в отвале комбината на настоящее время составляют 35-40 млн. тонн.
Вопросы использования шлама Ачинского глиноземного комбината в дорожном строительстве приобретают особую актуальность в связи с намеченным на ближайшие годы большим объемом работ по строительству автомобильной дороги союзного значения Новосибирск-Кемерово-Красноярск, трасса которой проходит вблизи г. Ачинска.
В данной работе излагаются результаты исследований, выполненных под руководством и при участии автора и направленных на применение при строительстве оснований дорожных одежд нефелинового шлама текущего производства как в исходном (рядовом) виде, так и в виде специально приготовленного вяжущего для укрепления местных грунтов.
Работа служит целям сокращения дефицита дорожно-строитель-ных материалов, повшения темпов и качества дорожного строительства, увеличения долговечности автомобильных дорог и снижения их стоимости. В виду того, что накопленный в отвалах нефелиновый шлам занимает огромную полезную площадь и создает постоянную опасность загрязнения почвы, атмосферы и окружающих водоемов, использование его в дорожном строительстве помимо достижения технико-экономического эффекта призвано способствовать решению не менее важной задачи охраны окружающей среды.
Вопросы использования нефелинового шлама при строительстве дорожных оснований рассмотрены на примере нефелинового шлама Ачинского глиноземного комбината, однако отдельные положения и выводы работы могут быть использованы применительно к другим промышленным отходам, аналогичным по составу и свойствам нефелиновому шламу Ачинского глиноземного комбината.
Новым в данной работе является то, что положения теории твердения минеральных 'Вяжущих веществ, рассматривающие условия проявления дисперсными системами вяжущих свойств, конкретизированы применительно к нефелиновому шламу и выявлены условия, при которых проявляет вяжущие свойства тонкомолотый и исходный рядовой нефелиновый шлам. Для широкого диапазона укрепляемых грунтов по гранулометрическому составу и пластичности установлены зависимости показателей основных физико-механических свойств укрепленного грунта от расхода шламонефелинового вяжущего, позволяющие целенаправленно выбирать рациональные составы смесей для дорожных оснований применительно к конкретным условиям строительства. Установлено положительное влияние добавок щелочных алюмосиликатов на свойства укрепленного грунта и на основании этого предложены новые составы смесей для дорожных оснований повышенной прочности и морозостойкости, защищенные авторскими свидетельствами. Разрабо-
таны положения технологии строительства дорожных оснований из грунтов, укрепленных шламонефелиновым вяжущим, учитывающие особенности его гидратации. Впервые изучены свойства рядового нефелинового шла^а как материала для устройства монолитных дорожных оснований и предложена технология строительства.
Указанные положения работы выносятся на защиту.
Исследования выполнялись в I976-I98I годах в лаборатории укрепления грунтов Омского филиала Союздорнии. В выполнении работы помощь и содействие автору оказывали сотрудники Омского филиала Союздорнии Н.С.Дежина, А.А.Лыткин, Е.П.Дмитрева, З.С.Нагаева, В.П.Шахов, П.А.Жвакин и др., сотрудники института физико-химических основ переработки минерального сырья (ИФХИМС) СО АН СССР докт.техн.наук А.Т.Логвиненко, канд.техн.наук Г.Д.Урываева, канд.техн.наук А.С.Третьякова (в части проведения физико-химических исследований нефелинового шлама и шламонефелиновых вяжущих). При проведении опытного строительства автору оказывали помощь работники автомобильной дороги Новосибирск-Красноярск (ныне управление строительства № 4 "Росдорвостока"), А.Н.Клименко, И.Й.Крес-тинин, П.И.Худяков, В.И.Яковлев, Д.И.Лобурец.
Проведенные автором исследования легли в основу "Методических рекомендаций по применению нефелинового шлама Ачинского глиноземного комбината при устройстве оснований автомобильных дорог в районах Западной и Восточной Сибири. Союздорнии. М., I98I". Применение нефелинового шлама для укрепления грунтов нашло отражение в "Изменениях и дополнениях Инструкции по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов (СН 25-74), утвержденной постановлением Госстроя СССР от 24 октября 1974 г. № 218" (Приложение к постановлению Госстроя СССР от 16 июля 1980 г. № 108).
На основе разработанных рекомендаций запроектировано и построено в Красноярском крае с применением нефелинового шлама 32 км дорожного основания с экономическим эффектом 231 тыс.рублей. Запроектировано еще 10 км автомобильной дороги с применением в основании нефелинового шлама с экономическим эффектом 120 тыс.рублей (приложение 3).
10 2. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕДЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Местные грунты являются наиболее доступным и дешевым материалом для строительства дорожных оснований. Однако большинство из них представлено дисперсными, преимущественно глинистыми разновидностями, обладающими в естественном состоянии большой изменчивостью свойств под воздействием подвижной нагрузки и природных факторов. Для придания грунтам как материалу дорожного основания большой и устойчивой связности, механической прочности и погодо-устойчивости необходим комплекс технологических и строительных мероприятий, называемых укреплением грунтов.
Укрепление грунтов оформилось в самостоятельное направление в строительной науке и практике, благодаря теоретическим и экспериментальным работам таких советских и зарубежных ученых, как М.М.Филатов, В.В.Охотин, Н.Н.Иванов, П.А.Земятчинский, В.М.Без-рук, П.А.Ребиндер, В.В.Аскалонов, С.С.Морозов, Е.М.Сергеев, Б.А. Ржаницын, К.Хогентоглер, В.Миллс, Е.Виллис, М.Каттон, Г.Винтер-корн и другие /4-25/. В дальнейшем большой вклад в теорию и практику укрепления грунтов в дорожном строительстве внесли А.И.Лыси-хина, Л.Н.Ястребова, А.Я.ТУлаев, К.А.Князюк, И.А.Плотникова, А.К.Бируля, М.Н.Першин, Т.Ю.Любимова, Г.Н.Левчановский, М.Ф.Иеру-салимская и другие /12, 26-40/.
Согласно классификации, предложенной В.М.Безруком, среди известных методов укрепления грунтов в особую группу выделяют методы укрепления минеральными вяжущими материалами. Для этих методов укрепления характерно образование жестких связей между частицами грунта (кристаллизационная структура), в результате чего укрепленный грунт приобретает высокую механическую прочность, водоустойчивость, морозостойкость /8, 9, II, 12/.
Методы укрепления грунтов минеральными вяжущими материалами
получили наиболее широкое распространение в отечественной и зарубежной практике дорожного строительства, благодаря возможности использовать большой ассортимент вяжущих материалов (портландце-менты, шлакопортландцементы и цементы других видов, известь, золы уноса, вяжущие на основе гранулированных доменных и других металлургических шлаков, фосфорных шлаков и отходов других производств /II, 12/, простоте внесения вяжущего в укрепляемый грунт и возможности достижения высокой степени однородности распределения вяжущего в грунте, вследствие того, что и грунт, и минеральное вяжущее представляют собой дисперсные материалы.
Как показали многочисленные исследования, проведенные в СССР и во многих зарубежных странах, укрепление цементом - весьма эффективный и универсальный метод укрепления грунтов разнообразного состава и свойств.
Решающее значение для развития метода укрепления грунтов цементом имели работы В,М.Безрука, который в результате многолетних исследований разработал теоретические основы и практические рекомендации по укреплению грунтов цементом /7, 12/.
Однако метод укрепления грунтов цементом не лишен недостатков. Во-первых, цемент представляет собой дорогой и дефицитный вяжущий материал, что является серьезным препятствием к дальнейшему расширению применения цементогрунта в дорожном строительстве. Во-вторых, вследствие того, что цемент является высокоактивным быстросхватывающимся и быстротвердеющим вяжущим, технологические операции по устройству цементогрунтового основания или покрытия должны быть выполнены в очень сжатые сроки. Это ведет к уменьшению длины технологической захватки, снижению производительности дорожных машин и, в конечном итоге, к снижению темпов и качества работ. В-третьих, цементогрунт имеет излишне высокую жесткость, в результате чего в процессе эксплуатации дорожной
одежды на нём неизбежно образуются температурные и другие трещины, вызванные воздействием, главным образом, природных факторов / 41 /.
Одним из путей уменьшения жесткости и повышения трещино-стойкости укрепленного основания является уменьшение дозировки цемента. Но сокращать количество вводимого цемента допустимо лишь до определенного предела, обусловленного необходимостью сохранить водо- и морозостойкость укрепленного грунта, а также прочностные его характеристики, гарантирующие устойчивость основания под воздействием повторных нагрузок.
Другим путем повышения трещиностойкости укрепленного грунта, представляющим новое направление в отечественном и зарубежном дорожном строительстве, является использование медленнотвердеющих гидравлических вяжущих, получаемых на основе промышленных отходов / 3 /. При этом практически важная идея использования местного грунта как дешевого сырья для получения дорожно-строительного материала плодотворно сочетается с эффективным использованием различных вторичных продуктов и отходов промышленных предприятий, что, в свою очередь, является одной из мер борьбы с загрязнением окружающей среды.
Исследованиями В.М.Безрука, Л.В.Гончаровой, И.Л.І^рячкова, В.П.Володько, М.А.Коршунова, Ф.И.Хацет, Р.А.Агаповой, Б.В.Белоу-сова, А.С.Пополова и других установлена техническая целесообразность и экономическая эффективность широкого применения для укрепления грунтов зол уноса и золошлаковых смесей тепловых электростанций, немолотых и молотых гранулированных шлаков и других отходив промышленных предприятий /II, 12, 43-52/.
К достоинствам методов укрепления грунтов медленнотвердею-щими вяжущими и устраиваемых укрепленных дорожных оснований относится простота укладки смеси с малоактивными вяжущими, нечувстви-
тельность к излишку воды при затворении, возможность произвол- ства работ при большей длине технологической захватки и эксплуатации построенного основания под движением до момента устройства покрытия, дополнительное уплотнение слоя основания под движением, отсутствие усадочных и температурных трещин в основании, возможность исправления и улучшения ровности основания после нескольких дней его эксплуатации /З/,
К медленнотвррдеющим вяжущим материалам относятся и вяжущие, приготовленные из белитсодержащих шламов - отходов химического и глиноземного производств.
Основным компонентом, обусловиивающим наличие вяжущих свойств у этих отходов, является двухкальциевый силикат или белит. В белом шламе химического производства его содержится 35-60%, в бокситовом и нефелиновом шламах глиноземного производства - соответственно 40-^5 и 70-85 Й».
Изучение белого шлама как сырья для производства вяжущих веществ было начато в 1949г.
На основании исследований белого шлама, выполненных А.Т.Лог-виненко, Г.Д.Урываевой,П.П.Будниковьш и др. /53-58/, организовано производство белитошламового цемента марок "150"-"250", представляющего собой тонкомолотую смесь термообработанного белого шлама с известью (3-6%) и гиПсом (5-15% массы вяжущего). . Исследованиями А.В.Беляуша /59/ было установлено, что белито-шламовый цемент, применяемый для укрепления грунтов в дорожном строительстве, при расходе 8-14% от массы смеси позволяет получить укрепленные грунты с прочностью на сжатие 1-3 МПа, коэффициентом морозостойкости 0,6-0,7, пригодные для устройства нижнего слоя основания во И-Ш дорожно-климатических зонах. Дополнительное введение в состав смесей 5у> жидкого стекла или 2-3%
содо-поташной смеси позволяет получить укрепленные грунты, пригодные для верхнего слоя основания,
Исследования Р.И.Бейшера /60-62/ по укреплению грунтов в дорожном строительстве тонкомолотыми вяжущими из бокситового шлама двух составов (шлам 80^, известь 20%, гипс 5% и шллм 75%, портландцемент 25%, гипс 5%) показали, что при расходах вяжущих 10-15% укрепленный грунт в возрасте 28 суток отвечает только минимальным требованиям III классс прочностии однакк к к80 0сукам показатели прочности возрастают в 1,5-2 раза. При этом все исследуемые укрепленные грунты выдерживали 15 циклов замораживания-оттаивания, Р,И,Бейшером и А.П,Кузнецовым
установлена также возможность применения рядового бокситового шлама в чистом виде и с добавкой 2% извести или 2% портландцемента в качестве материала основания и в качестве вяжущего для "укрепления иалоррочных каменных материалов. Результаты лабораторных исследований проверены в опытном строительстве и разработаны практические рекомендации для производства /62,142/.
Применению бокситового шлама, обработанного нефтяными гудронами и эмульсиями, при строительстве автомобильных дорог посвящены исследования Г.И.Артюхиной /143/, которые показали, что при расходе гудрона 8-9% или эмульсии 7-8% (в пересчете на битум) полученный органошламовый материал в зависимости от возраста имеет прочность на сжатие 2-6 МПа, модуль упругости 600-8С00 МПа, коэффициент морозостойкости 0,5-0,95. Результаты экспериментальных исследований и опытного строительства позволили рекомендовать бокситовый шлам, обработанный органическим вяжущим, для устройства дорожных оснований и облегченных покрытий, а также для обработки щебеночных оснований в верхней части»
Нефелиновый шлам является отходом производства глинозема из
нефелиновых руд по щелочному способу и представляет собой остаток после выщелачивания известково-нефелинового опека алюминат-ным раствором. Он поступает в отвал в виде пульпы и после отстоя и дренажа воды представляет собой влажный сыпучий пескообразный материал с модулем крупности 1,2-2,3. Нефелиновый шлам характеризуется высоким (до 85%) содержанием ^-двухкальциевого силиката (белита), частично гидратированного в процессе гидрохимической обработки опека и во время нахождения шлама в отвале.
Научно-исследовательские работы, направленные на изучение нефелинового шлама и изыскание путей его использования, были начаты в I93I г. В.А.Киндом и П.И.Боженовым. В.А.Кинд и П.И.Боженов в своих работах показали, что нефелиновый шла^ может служить превосходным сырьем для получения портландцемента. Кроме того, на основании исследований,выполненных ими в I93I-I934 гг., была разработана и предложена технология производства нового вяжущего вещества нефелинового цемента, основным сырьем для получения которого служит нефелиновый шлам / 63 /. Нефелиновый цемент представляет собой тонкомолотую смесь нефелинового шлама с активизаторами твердения - известью или портландцементом и с добавкой гипса для регулирования сроков схватывания.
В дальнейшем исследования свойств нефелинового шлама и нефелинового цемента были продолжены в ЛИСИ и Гипроцементе под руководством П.И.Боженова. М.С.Сатиным, А.Я.Стахеевым, В.И.Кавалеро-вой и др. /64, 65/, в ЛТИ М.М.Сычевым, В.И.Корнеевым и др. /66/ и в ШХИМС СО АН СССР А.Т.Логвиненко, Г.Д.Урываевой, А.С.Третьяковой /54, 56, 88/.
Работами П.И.Боженова, В.И.Кавалеровой, М.С.Сатина, Г.Д.Урываевой, Ю.Г.Мещерякова и др. /56, 67-71/ было установлено, что нефелиновые цементы различного состава, но содержащие в качестве главного компонента нефелиновый шлам, обладают рядом общих свойств.
Им присущи пониженная экзотер«ия, непрерывное нарастание механической прочности при длительном твердении, активное твердение в условиях гидротермальной обработки, меньшие в сравнении с портландцементом объемные изменения при твердении, повышенная сопротивляемость действию агрессивных вод.
В качестве оптимального предложен следующий состав нефелинового цемента марки "100" - "200", мае, %: нефелиновый шлам 85, известь 15, гипс 5. Рекомендована также технология приготовления нефелинового цемента: сушка (термообработка) нефелинового шлама при температуре его нагрева 400-700С, совместный помол нефелинового шлама с известью и гипсом до достижения удельной поверхности 4000-6000 см^/г.
Г.М.Тарнаруцким, Л.М.Хромовой, А.С.Пополовым и др. были предложены для приготовления обычных и тощих бетонов и укрепления каменных материалов и несвязных грунтов трехкомпонентные вяжущие, содержащие нефелиновый шлам или цементную пыль уноса, портландцемент и гранулированный топливный шлак или золошлаковую смесь /72-75/.
В 1959-1963 гг. В.А.Филатовым, Н.Ф.Мищенко и др. /76-78/ проводились исследования по применению нефелинового цемента из шлама Волховского алюминиевого завода для укрепления грунтов в дорожном и аэродромном строительстве. В исследованиях были использованы как двухкомпонентные нефелиновые цементы, содержащие нефелиновый шлам и известь, так и трехкомпонентные, содержащие нефелиновый шлам, известь и гипс.
По данным В.А.Филатова / 76 / предел прочности на сжатие лабораторных образцов укрепленных глинистых грунтов при расходе нефелинового цемента 10-20$ от массы грунта находился в пределах 0,5-1,0 МПа в возрасте 28 суток, к 90 суткам он достигал 1,0-1,5 МПа и только к 6 месяцам - 1,5-4,0 МПа,
По данным Н.Ф.Мищенко / 78*/ образцы из легкого суглинка, укрепленного 20^ нефелинового цемента, при содержании в нефелиновом цементе 5 и 20% гипса от общей массы шлама и извести имели прочность на сжатие соответственно 1,3 и 3,0 ШПа в возрасте 28 суток и 1,5 и 4,3 МПа в возрасте 90 суток.
Морозостойкость укрепленных грунтов во всех случаях не превышала 10 циклов замораживания-оттаивания.
При изучении влияния на прочность грунтов, укрепленных нефелиновым цементом, такого технологического фактора, как продолжительность разрыва между увлажнением и уплотнением смеси, В.А. Филатовым / 77 / было установлено, что значительное снижение прочности образцов укрепленного грунта происходит при увеличении этой продолжительности свыше 2 часов при укреплении супеси и 6 часов при укреплении суглинка.
При строительстве опытного участка дорожной одежды с конструктивным слоем из грунта - суглинка, укрепленного 15% двухком-понентного нефелинового цемента (60% нефелинового шлама и 40% извести) методом смешения на месте, была получена прочность на сжа- . тие образцов из производственной смеси в возрасте 28 суток в пределах 0,5-1,3 МПа.
Оценивая описанные результаты опытов по укреплению грунтов нефелиновым цементом различного состава на основе шлама Волховского завода, можно констатировать, что несмотря на значительный расход нефелинового цемента, полученные прочность и морозостойкость укрепленных грунтов относительно невелики (по сравнению с этими показателями, получаемыми при укреплении грунтов портландцементом).
Анализ исследовательских работ, выполненных по вопросу укрепления грунтов в дорожном и аэродромном строительстве вяжущими материалами из нефелинового шлама,позволяет заключить следующее:
исследований по применению нефелинового шлама для укрепления грунтов в дорожном строительстве к настоящему времени проведено мало, при этом имеющиеся работы носят, преимущественно, поисковый характер и не доведены до практических предложений и рекомендаций;
предложенные составы вяжущих материалов для укрепления грунтов разработаны на основе нефелинового шлама заводов европейской части СССР (Волховского и Пикалевского), в них не могли быть учтены особенности, которыми обладает нефелиновый шлам Ачинского глиноземного комбината в силу специфики его сырья и технологии производства; кроме того, предложенные составы вяжущих вследствие их многокомпонентное и использования дефицитного нефондируемо-го материала - извести нерациональны с точки зрения организации промышленного выпуска таких вяжущих в условиях действующего мощного предприятия, каким является Ачинский глиноземный комбинат;
исследованные в 1959-1963 годах составы смесей для дорожных оснований не могут служить основой для практических рекомендаций, так как охватывают весьма узкий диапазон укрепляемых грунтов (тяжелые супеси, легкие суглинки) и в большинстве случаев не обеспечивают получение укрепленного грунта,' отвечающего по прочности и морозостойкости современным требованиям / 40 /, учитывающим возросшие грузоподъемность автомобильного транспорта, интенсивность движения и суровые климатические условия Сибири;
не изучены особенности гидратации в системе укрепляемый грунт - нефелиновый шлам - активизатор - вода и не выявлены особенности технологии работ по устройству слоев дорожных одежд из укрепленного грунта;
имеющиеся данные по физико-механическим свойствам грунтов, укрепленных вяжущими из нефелинового шлада, недостаточны и не дают возможности установить такие расчетные характеристики укреп-
ленного грунта, как модуль упругости и предел прочности на растяжение при изгибе, необходимые для определения толщин конструктивных слоев дорожных одевд;
отсутствуют данные о характере твердения и показателях физико-механических свойств рядового нефелинового шлама как дорож-но-строительного материала, а также о возможности и технологии его применения для устройства монолитных дорожных оснований.
Следовательно, постановка и проведение исследований по применению нефелинового шлама Ачинского глиноземного комбината для устройства дорожных оснований с учетом современных требований к материалам основания целесообразны и имеют определенный научный и практический интерес.
Применение нефелинового шлама при строительстве дорожных одежд позволит в региональных условиях Сибири в максимальной степени отказаться от дефицитного и дорогостоящего портландцемента, шире использовать в дорожных одеждах местные грунты и таким образом повысить темпы и снизить стоимость строительства.
Целью настоящей работы является разработка путей и способов применения нефелинового шлама для устройства оснований автомобильных дорог в условиях Сибири.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие научные и практические задачи:
На основе изучения состава и свойств нефелинового шлама Ачинского глиноземного комбината и современных представлений о твердении минеральных вяжущих дать теоретическое обоснование применения нефелинового шлама для устройства дорожных оснований.
Выбрать оптимальные составы шламонефелиновых вяжущих и разработать на их основе рациональные составы смесей для дорожных оснований при укреплении грунтов различного гранулометрического состава и пластичности.
Изучить особенности гидратации шламонефелиновых вяжущих при укреплении грунтов и уточнить технологию производства работ по устройству дорожных оснований с учетом этих особенностей.
Изучить кинетику твердения и свойства рядового нефелинового шлама как дорожно-строительного материала, установить возможность его использования для устройства монолитных бесшовных дорожных оснований и разработать технологию производства работ.
Проверить разработанные технические решения в опытном строительстве и дать производству практические рекомендации по строительству оснований автомобильных дорог с применением нефелинового шлама,
Дать экономическую оценку разработанных технических решений.
3. НЕФЕЛИНОВЫЙ ШЛАМ АЧИНСКОГО" ГЛИНОЗЕМНОГО КОМБИНАТА И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К ЕГО ПРИМЕНЕНИЮ
ОСНОВАНИЙ
