Документ містить методичні рекомендації щодо використання промислових відходів (шлаків, золи, шламів) як мінеральних в'яжучих матеріалів у дорожньому будівництві. Він регулює технологію заміни дефіцитного цементу вторинною сировиною для влаштування шарів дорожнього одягу.
При роботі з високодисперсними відходами (цементний пил, зола-виносу) необхідно забезпечити працівників респіраторами та захисними окулярами для запобігання подразненню слизових оболонок та дихальних шляхів.
Скачать документ
Формат .docx · доступно зарегистрированным пользователям
(Вводятся впервые)
Утверждены Минавтодором
Протокол № 4 от 3.IV.79
Москва 1979
Использование промышленных отходов и местных материалов для производства неорганических вяжущих веществ, которые могут частично заменить цемент в дорогом строительстве, является актуальной задачей. В Гипродорнии в течение ряда лет проводятся исследования по разработке вяжущих веществ на основе гранулированных топливных шлаков и других материалов, разработаны «Рекомендации по использованию шлаков тепловых электростанций РСФСР при строительстве автомобильных дорог» (М., 1974).
С 1976 г. по заданию Минавтодора РСФСР в соответствии с единым координационным планом при участии Гипродорнии, ряда его филиалов, а также других организаций ведутся широкие исследования по разработке неорганических вяжущих веществ из отходов промышленности и местных материалов для основных регионов РСФСР. По результатам исследований в 1976 г. подготовлены «Предложения по использованию местных материалов и отходов промышленности при производстве неорганических вяжущих на основе зол и шлаков ТЭС, металлургических шлаков, отходов промышленности и др.», в которых рекомендовано для дорожного строительства в различных регионах РСФСР 11 видов вяжущих веществ.
В «Предложениях» приведены материалы по вновь разработанным организациями-участниками координационного плана - вяжущим на основе нефелиновых шламов, пыли уноса цементных заводов, гранулированных доменных шлаков и др. С целью подготовки, в 1980 г. «Рекомендаций» по использованию в дорожном строительстве неорганических вяжущих веществ на основе отходов промышленности и местных материалов, в настоящих «Предложениях» объединены материалы исследований 1976 и 1977 гг.
В разработке «Предложений» приняли участие канд. техн. наук. А.С. Пополов, инженеры О.Н. Кондратьева, И.А. Паткина (Гипродорнии), канд. техн. наук Ю.М. Сухоруков (Ростовский-на-Дону филиал Гипродорнии), канд. тех. наук В.П. Шлепкин (Саратовский филиал Гипродорнии), инженеры В.В. Сиротюк, В.Г. Степанец (СибАДИ), канд. техн. наук Г.М. Тарнаруцкий (НИИЦемент), канд. техн. наук Л.Е. Тылевич (Гипродорнии).
Составитель и ответственный за выпуск канд. техн. наук А.С. Пополов.
Заместитель директора Гипродорнии по научной
работе доцент, канд. техн. наук
А.П. Васильев
Замечания и предложения направлять по адресу: 109089, Москва, набережная Мориса Тореза, 34.
Гипродорнии, отдел дорожно-строительных материалов.
2. ОБЩИЕ ПОЛОженИЯ
2.1. Разработанные и предлагаемые для строительства автомобильных дорог вяжущие относятся к неорганическим гидравлическим вяжущим веществам, которые способны гидратироваться при затворении водой, образуя пластичное тесто, и со временем превращаться в искусственный камень в водных, воздушно-влажных и воздушно-сухих условиях.
2.2. Минералогический и структурно-фазовый состав местных вяжущих разнообразен и зависит от входящих в них минеральных компонентов. В большинстве случаев эти вяжущие отличаются от известных разновидностей портландцемента замедленным твердением и значительным увеличением прочности в 90- и 180-суточном возрасте по сравнению с прочностью в стандартный срок испытания 28 суток.
2.3. По виду основного сырья все исследуемые вяжущие можно разделить на следующие группы:
а) на основе зол и шлаков тепловых электростанций;
б) на основе металлургических шлаков;
в) на основе отходов химической промышленности;
г) на основе отходов керамической и цементной промышленности;
д) на основе природного сырья.
2.4. Территориальное размещение и производительность установок по производству неорганических вяжущих на основе двух и более видов отходов промышленности или местных материалов должно быть обосновано технико-экономическим расчетом в каждом отдельном случае с учетом местных условий.
2.5. Свойства вяжущих исследовались при положительных температурах. Для применения вяжущих в дорожных конструкциях при низких положительных и отрицательных температурах требуются дополнительные исследования.
2.6. Данные «Предложения» предназначены для выбора сырья в зависимости от места его расположения, качества и других региональных условий, определения области применения вяжущих и подбора составов дорожно-строительных материалов, отвечающих требованиям соответствующих нормативных документов.
3.1. К гидравлическим вяжущим на основе местных материалов и отходов промышленности, предназначенным для строительства и ремонта автомобильных дорог, предъявляются следующие требования:
а) по марке;
б) по пластичности раствора из смеси вяжущего с нормальным песком состава 1:3 при определении марки;
в) по равномерности изменения объема при твердении;
г) по срокам схватывания;
д) по тонкости помола.
3.2. Вяжущие должны иметь марку не ниже 100.
Марка вяжущего определяется пределом прочности при изгибе образцов-балочек размером 40´40´160 мм и сжатии их половинок из раствора состава 1:3 (по массе) с нормальным песком, изготовленных в соответствии с требованиями ГОСТ 310-76 и испытанных через 90 суток после изготовления. До испытаний образцы хранят в воде или в воздушно-влажных условиях при температуре 20 ± 2 °С и относительной влажности воздуха 90 - 100 %.
3.3. Образцы балочки и их половинки при испытании должны иметь прочность при изгибе и сжатии не ниже величин, указанных в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Марки вяжущих веществ
Наименование показателей
Сроки испытаний в сутках
Марки
100
200
300
400
500
Предел прочности при сжатии образцов, кгс/см2, не менее
28
50
100
150
200
250
90
100
200
300
400
500
Предел прочности при изгибе образцов, кгс/см2, не менее
28
10
15
20
25
30
90
20
25
35
45
55
3.4. Пластичность раствора характеризуется расплывом стандартного конуса раствора из смеси вяжущего с нормальным песком в соотношении 1:3, который должен быть в пределах 105 - 110 мм после 30 встряхиваний на встряхивающем столике.
3.5. Вяжущие при испытании образцов-лепешек кипячением в воде должны показывать равномерность изменения объема. Испытания производят по ГОСТ 310-76 со следующими изменениями: перед кипячением образцы хранят в ваннах с гидравлическим затвором до образования цементного камня (для медленно твердеющих вяжущих - более 24 часов).
3.6. Начало схватывания для всех вяжущих должно наступать не ранее 2-х часов от начала затворения, конец схватывания - не ранее 6 - 8 часов (испытание по ГОСТ 310-76).
3.7. Тонкость помола вяжущих следует определять по двум показателям: удельной поверхности в см2/г и остатку на сите № 008 в % (ГОСТ 310-76). Оптимальная удельная поверхность должна устанавливаться для каждого вида вяжущего. Остаток на сите № 008 не должен превышать 15 %.
3.8. Нормальная густота цементного теста характеризуется количеством воды затворения, выраженным в процентах от массы вяжущего (определение - по ГОСТ 310- 76).
3.9. Удельный вес и объемную насыпную массу вяжущих определяют по ГОСТ 310-76.
3.10. Морозостойкость и стойкость при попеременном увлажнении и высушивании цементного камня следует определять в соответствующих материалах (мелкозернистый и обычный бетон, укрепленные грунты и обломочные материалы). Долговечность материалов характеризуется коэффициентом стойкости после определенного количества циклов соответствующих испытаний.
4.1. Для приготовления неорганических вяжущих, согласно настоящим «Предложениям», рекомендуется использовать золы и шлаки ТЭС, образующиеся при сжигании экибастузских и кузнецких и других видов угля, доменные гранулированные, ферромарганцевые и ваграночные металлургические шлаки, нефелиновые шламы, природные материалы (кварциты, известняки, песчаники, опоки), отходы керамической промышленности (керамзит) и отход цементной промышленности (цементная пыль уноса).
4.2. Нефелиновый шлам является отходом производства алюминия. Он содержит 70 - 85 % цементного минерала белита, обусловливающего нарастание прочности вяжущего на его основе.
4.3. Экибастузский уголь поставляется на 17 крупнейших электростанций городов Сибири и Казахстана. Зольность угля - 40 %. Объем запасов золы и шлака - 2100 тыс. т. Вследствие высокой зольности угля Экибастузского месторождения и большого объема золы-уноса в продуктах сжигания топлива последняя рекомендуется для производства неорганических вяжущих веществ.
Зола-уноса экибастузских углей представляет собой тонкодисперсный порошок серого цвета, однородный по составу. Зола содержит 33 % стеклофазы. В золе содержится до 50 % глинистого вещества от слабо аморфизированного до аморфизированного.
Угли Кузбасса используются на огромной территории страны от Урала до Красноярского края, на них работают тепловые электростанции Кемеровского, Новосибирского, Томского и других экономических районов. Золошлаковый материал от сжигания кузнецких углей на 90 % представлен стеклофазой. Кристаллическая фаза неоднородна и представлена рядом малоактивных минералов.
4.4. Для производства неорганических вяжущих веществ предусматривается использовать золы, шлаки и золошлаковые смеси, образующиеся от сжигания донецкого антрацитового угля на ряде ТЭС и ГРЭС юга РСФСР.
4.5. Для производства вяжущих веществ рекомендуется использовать золошлаковые отходы Тольяттинской ТЭЦ (Куйбышевская обл.). Содержание гранулированного шлака в составе смеси - 20 - 30 %.
4.6. Доменные металлургические шлаки представляют собой отход производства Орско-Халиловского металлургического комбината на Южном Урале.
Ваграночные металлургические шлаки отличаются от доменных шлаков более высоким содержанием стеклофазы. В СССР выпускается 1,5 млн. т в год гранулированных металлургических шлаков ваграночного производства.
4.7. Для производства шлакощелочных вяжущих веществ в условиях Западного Урала рекомендуется использовать гранулированные доменные шлаки Чусовского
