МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ КУЗБАССАГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НОВОКУЗНЕЦКИЙ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗОЛОШЛАКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НА
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Авторы:
Жуков Степан Дмитриевич
Реут Владислав Константинович
Руководитель:
Янова Полина Вадимовна, преподаватель
Российская Федерация
Новокузнецк, 2023 г.
Международный студенческий конкурс научно-технических работ и проектов «Техноноватор»
Направление: 5.7 Техника и технологии строительства
показать эффективность использования металлургических шлаков на автомобильных дорогах
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучить свойства щебня из шлака, как материала для строительства и ремонта автомобильных дорог.
Сделать выводы о применении шлаковых щебней в элементах автомобильных дорог.
Сравнить свойства доменного и сталеплавильного шлаков и сделать выводы о их преимуществах и недостатках.
Проанализировать информацию о применении шлаковых щебней на автомобильных дорогах Кузбасса.
Составить примерную смету на благоустройство территории ГПОУ НТТТ (асфальтирование дорожек) с использованием шлакового щебня
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
отходы черной металлургии – шлаковый щебень
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ
использование шлаковых щебней в качестве балластного наполнителя в дорожном строительстве взамен природному щебню
ЗАДАЧИ:
ПРИЧИНЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ
Скопление залежей металлургических шлаков, получаемых при производстве чугуна и разных видов сталей.
Увеличении стоимости хранения промышленных отходов.
Недостаточное наличие в регионе крупнообломочных и мелкообломочных грунтов.
Отходы черной металлургии могут замещать щебень, минеральный порошок, песок, выступать в качестве вяжущего материала в дорожном строительстве.
Научная новизна исследования
Научная новизна исследования заключается в том, что впервые было проведено исследование возможности строительства автомобильной дороги с использованием местных материалов и отходов промышленности в городе Новокузнецке.
НОВОКУЗНЕЦК:
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ
ЦЕНТР РОССИИ
Устройство стабилизированных основания на ВПП Аэропорта Лэнглейд:
использование для стабилизации золы-уноса;
отмечена экономия на 52%.
Строительство дороги Ноида-Грэйтер Ноида Экспрессуэй:
длина трассы – 54 км при высоте насыпи 3-4 метра.
всего использовано 2 100 000 м3 золошлаковых материалов.
Объезд города Праяградж (бывш. Аллахабад):
четырехполосная магистраль NH2 протяженностью 84 км и высотой 3-6 м;
было использовано около 6 732 000 м3 золошлаковых материалов.
Подходы к второму мосту Низамуддина в Нью Дели:
насыпь протяженностью 1,9 км и высотой до 9 метров;
использовано свыше 150 000 м3 золошлаковых материалов.
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ЗШМ В МИРЕ
Для утилизации шлаков и освобождения от них территорий, их целесообразно использовать в дорожном строительстве при устройстве дорожных одежд.
ШЛАКОВЫЙ ОТВАЛ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ЗАВОДА
Складирование, хранение и захоронение данных отходов является крупной экономической и экологической проблемой
Доменные и сталеплавильные шлаки по физико-механическим характеристикам полностью удовлетворяют требованиям ВСН 38-90. Могут использоваться:
Для дорожного строительства в качестве материала для строительства основания дорожной одежды.
Для укрепления грунтов или входить в состав цементобетонной смеси при устройстве цементобетонных оснований или покрытий
ОБОСНОВАНИЕ
Основные физико-механические показатели щебня различного происхождения:
Показатели щебня | гранитный | гравийный | известняковый | шлаковый |
Марка прочности (М) | 1200-1400 | 800-1200 | 400-1000 | 600-1200 |
Морозостойкость (F) | 300-400 | 200-300 | 50-150 | 50-200 |
Лещадность | 2 и 3 группа | |||
Радиоактивность | 1 класс | |||
Насыпная плотность т/м3 | 1,32-1,39 | 1,35 - 1,45 | 1,26 - 1,32 | 1,23-1,46 |
ОБЪЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЗШС В КОНСТРУКЦИЯХ ДОРОГ
Схема конструкции автомобильной дороги
Направления утилизации ЗШС и их доли
- 1. Верхние слои покрытий (≈ 0,5 %);
(100-300 м3 за погонный км)
низкой
- 2. Слои покрытий на дорогах с интенсивностью движения (≈ 3,5%); (700-5000 м3 за погонный км)
3-5. Слои оснований (≈ 20%);
(1000-8000 м3 за погонный км);
6. Морозозащитные слои оснований (≈ 10%);
(1000-8000 м3 за погонный км);
7. Земляное полотно (≈ 43%);
(20000-180000 м3 за погонный км);
- 7. Планировочные работы (≈ 23%);
(1-4 млн. м3 за км2);
33
ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЗОЛОШЛАКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Применение ЗШС в нижней части насыпей земляного полотна АД:
Возможно использовать ЗШС только ниже рабочего слоя в чистом или стабилизированном виде.
Возможно использовать топливные шлаки во всем земляном полотне.
В рабочем слое насыпей земляного полотна АД:
Топливные шлаки без ограничения пригодны во всем земляном полотне;
ЗШС можно использовать в стабилизированном /укрепленном виде, а также с
применением мероприятий по контролю водно-теплового режима.
Применение топливных шлаков в слоях оснований АД:
-Топливные шлаки возможно использовать в дополнительных слоях дорожной одежды, рабочем слое земляного полотна.
-ЗШС пригодны только в укрепленном виде.
На подходах к мостам и в местах устройства водопропускных труб:
- ЗШС непригодны для использования в связи с низким коэф. фильтрации.
-Топливные шлаки потенциально пригодны засыпок труб и подходов.
с применением в строительстве автодорог шлака в г. Новокузнецке, решается глобальная экологическая проблема – переработка и рекультивация шлакоотвалов, общий вес которых на сегодняшний день очень большой;
шлаковый щебень дешевле природного - берется шлак и методом дробления получается из него щебень. При добыче же природного щебня основные дорогостоящие затраты – это взрывные работы;
шлаковый щебень экологичней – не разрушается почва;
в растворах шлаковый щебень надежно сцепляется с другими компонентами, обеспечивая прочность и долговечность конечного изделия, является экологически чистым материалом без вредных испарений;
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
рассчитанная смета на благоустройство территории Новокузнецкого горнотранспортного колледжа им. В.Ф. Кузнецова (асфальтирование автомобильных дорожек) получилась на 20% ниже аналогичной с использованием гравийного шлака.
СМЕТА
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ КУЗБАССАГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НОВОКУЗНЕЦКИЙ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗОЛОШЛАКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НА
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Авторы:
Жуков Степан Дмитриевич
Реут Владислав Константинович
Руководитель:
Янова Полина Вадимовна, преподаватель
Российская Федерация
Новокузнецк, 2023 г.
Международный студенческий конкурс научно-технических работ и проектов «Техноноватор»
Направление: 5.7 Техника и технологии строительства
© ООО «Знанио»
С вами с 2009 года.