Шлаковый щебень как покрытие и основание дорог

Шлаковый щебень как покрытие и основание дорог

Шлаковый щебень

В зависимости от крупности зерен щебень делится на фракции: 5- 10, 10-20, 20-40, 40-70, 70-120 мм. Зерновой состав шлакового щебня, как и других видов заполнителя, подбирается для обеспечения минимальной пустотности. Минимальная насыпная плотность щебня каждой из фракций составляет 1000 кг/м3. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы, должно быть для щебня: кубовидного — не более 15%; улучшенного — 25; обычного — 35%. Длина таких зерен в три и более раза превышает их толщину или ширину. Прочность шлакового щебня характеризуется его маркой. Для щебня из доменного шлака, применяемого в качестве заполнителя тяжелого бетона, установлено пять марок по прочности:

Марка щебня по прочности 1200 1000 800 600 300
Потеря в массе после испытаний, % До 15 15-25 25-35 35-45 45-55

Щебень марки М1200 может быть использован при изготовлении бетона марки М400 и выше, М1000 — марки М300, М800 — марки М200 и М600 — ниже М200. Щебень низких марок применяется также при изготовлении бетонов более высокой прочности, но после соответствующей проверки и технико-экономического обоснования.

В зависимости от числа циклов, которые выдерживает щебень при испытании, устанавливают его марки по морозостойкости (табл. 2.5).

Марки шлакового щебня по морозостойкости

Испытания Марка щебня по морозостойкости
F 15 F 25 F 50 F 100 F 150 F 200 F 300
Непосредственное замораживание &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp
число циклов: 15 25 50 100 150 200 300
потеря массы после испытания, %, не более 10 10 50 5 5 5 5

Содержание в шлаковом щебне отмучиваемых пылевидных и глинистых частиц должно быть не более 3% для слабоактивного и неактивного шлаков. Для активных и высокоактивных шлаков содержание отмучиваемых примесей не нормируется. Недопустимо содержание в щебне примесей топливных шлаков, золы, колошниковой пыли.

Содержание глины в комках в щебне из шлаков всех видов не должно быть более 0,25% по массе.

В металлургических шлаках содержится сера, вызывающая коррозию арматурной стали. В щебне из доменного шлака ее содержание не должно превышать 2,5% по массе. Наличие серы необходимо учитывать в производстве преднапряженных железобетонных конструкций, где возможность использования шлакового щебня должна быть обоснована специальными исследованиями.

Читать еще:  Чем оттереть цветной карандаш с обоев?

Наряду с плотными отвальными шлаками для производства щебня используют пористые Шлаки, образуемые из расплавов с большим газонасыщением, вспучиванием пузырьками выделяющихся газов. Прочность пористых отвальных шлаков 2,5-40 МПа; средняя плотность в куске составляет 400-1600 кг/м3, что позволяет обеспечить насыпную плотность щебня 800 кг/м3 и менее и применять их для производства легких бетонов.

Физико-механические свойства шлакового щебня

Физико-механические свойства шлакового щебня изменяются в более широком интервале, чем щебня из горных пород (табл. 2.6), что обусловлено колебаниями качества сырьевых материалов и технологических параметров.

Физико-механические свойства шлакового щебня на различных шлаках

Вид шлака или породы Истинная плотность, кг/м3 Средняя плотность, кг/м3 Водопоглощение по массе, % Предел прочности при сжатии, МПа Показатель дробимости, %
Гранит: 2650 2650 0,2 120 11
Шлак: &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp
доменный плотный 2950 2820 1,5 104 19
пористый 2940 2300 7,3 62 44
мартеновский 3200 3030 2,3 110 17
конвертерный 3100 2800 4,0 76 39
медеплавильный 3500 3430 0,4 140 6
фосфорный 2950 2850 0,9 135 12

Шлаковый щебень применяется не только как заполнитель цементных бетонов, но также в дорожном строительстве для укрепления оснований и устройства асфальтобетонных покрытий. В зависимости от структурных особенностей, сопротивления истиранию и дробимости шлаковый щебень делится на марки:

Марка щебня по истираемости &nbsp &nbsp &nbsp ИГУ
Потеря массы при испытании, % &lt 25 25 — 35 35 — 45 45 — 60

Марка щебня из металлургического шлака как заполнителя асфальтовых бетонов зависит от вида смесей. Она должна быть, например, для смесей марки I:

— для горячих и теплых асфальтобетонов типов А, Б и В соответственно 1200, 1000 и 800;
— холодных — типов Бх и В, — 800 и 600;
— пористых — 800.

Шлакоминеральные смеси

К шлакоминеральным смесям относятся каменные материалы, укрепленные гранулированным доменным шлаком и предназначенные для устройства оснований автомобильных дорог. Для активизации шлаков и твердения смесей в их состав вводят добавки гашеной извести (1-3%) или портландцемента (3-5%). Шлакоминеральные смеси, активированные гашеной известью, медленно схватываются и твердеют, что позволяет делать разрывы в несколько суток между приготовлением смеси и ее укладкой в основания. Шлакоминеральные смеси, активированные цементом, схватываются быстрее и позволяют вести строительные работы в течение 6-8 ч.

Шлакоминеральные смеси, уложенные в слое основания, практически не требуют специального ухода и позволяют открыть движение сразу после уплотнения. Они допускают укладку асфальтобетонных покрытий сразу после уплотнения основания. При устройстве оснований из шлакоминеральных смесей на дорогах высших категорий можно использовать не только местные малопрочные каменные материалы, но и песчано-гравийные смеси.

Читать еще:  Фронтонные решетки для вентиляции чердачных помещений

Шлакоминеральное основание более жестко по сравнению с битумо-минеральным, однако оно гораздо гибче и деформативнее оснований, устроенных из цементированных материалов, в том числе из бетона.

По трещиностойкости шлакоминеральное основание уступает би-тумоминеральному и поперечные трещины в нем возникают при перепадах температур. В южных районах и при достаточно толстых слоях асфальтобетонного покрытия трещинообразования в шлакоминеральном основании можно избежать.

В дорожно-строительной практике хорошо зарекомендовали себя составы шлакоминеральных смесей, в которых расход гранулированного шлака изменяется от 10 до 20%.

Минеральная часть смесей подбирается по кривым плотных смесей, рекомендованным для битумоминеральных смесей.

Шлакоминеральные смеси, затворенные 8-9% воды, хорошо перемешиваются и легко уплотняются. Асфальтобетонное покрытие, уложенное на шлакоминеральное основание, хорошо объединяется с ним.

Дорожное строительство является наиболее материалоемкой областью применения шлакового щебня. Требования, предъявляемые к шлаковому щебню, зависят от слоя дорожной одежды, где он используется. Так, материал, укладываемый в подстилающий слой, должен обладать водоустойчивостью и морозостойкостью, щебень для оснований — шероховатой поверхностью. В утрамбованном состоянии материал для строительства дорог должен обладать высокой прочностью на сдвиг. Для обеспечения движения с установленной скоростью покрытия должны иметь высокую износостойкость и сохранять ровность. Одним из основных требований к щебню для дорожного строительства является его способность не дробиться при укладке и уплотнении.

Строительные материалы из отходов промышленности

В дорожных насыпях и подстилающих слоях применяют щебень из несортированных отвальных шлаков. Нефракционированный шлаковый щебень пригоден также для устройства упорных призм плотин и дамб, укрепления их откосов, подверженных волновым воздействиям. Щебень из доменных и сталеплавильных шлаков легко укатывается в основаниях дорог, цементируется и образует монолитный слой особенно в смеси со щебнем из слабых известняковых пород. Щебень из мартеновских шлаков успешно применяется для расклинивания оснований из гранитного щебня, плохо поддающегося укатке.

Наиболее экономичны конструкции с использованием сталеплавильных шлаков крупностью до 40 мм. При эксплуатации модуль упругости слоев в основании медленно возрастает вследствие наращивания прочности. Применение шлаков с активизатором (хлористым кальцием) дает возможность вести дорожные работы в зимнее время.

Отвальные шлаки и минеральный порошок из сталеплавильных шлаков успешно используют при приготовлении асфальтобетона для верхних слоев дорожных одежд. Асфальтобетонные покрытия со шлаковым заполнителем характеризуются высокой прочностью, устойчивостью к истиранию, большим коэффициентом сцепления, отсутствием сдвиговых деформаций. Также эти покрытия отличаются повышенным сопротивлением ударным нагрузкам при положительных и отрицательных температурах, большей теплостойкостью, чем асфальтобетоны на природных минеральных заполнителях. При длительном контакте с водой поры шлакового материала прорастают кристалло-гидратными новообразованиями, что предотвращает в последующем доступ в них воды и приводит к повышению морозостойкости асфальтобетона.

Читать еще:  Установка дефлектора вентиляции на кровле дома

Недостатком шлаковых асфальтобетонных смесей является их высокая средняя плотность, на 15-25% превышающая плотность смесей из природных материалов.

Шлаковый наполнитель

Из сталеплавильных шлаков получают высококачественный минеральный порошок, являющийся важным структурообразующим компонентом (наполнителем) асфальтобетона. На долю минерального порошка приходится 90-95% суммарной поверхности минеральных зерен, входящих в состав асфальтобетона. Основное его назначение — это перевод битума в пленочное состояние, а также заполнение пор между крупными частицами, в результате чего повышаются плотность и прочность асфальтобетона. Минеральному порошку из сталеплавильных шлаков свойственна более развитая поверхность, чем у порошка из карбонатных материалов и, как следствие, более высокое набухание его в смеси c битумом.

Минеральный порошок повышает прочность асфальтобетона, но вместе с тем увеличивает его хрупкость, поэтому его содержание в смеси должно быть предельно минимальным, достаточным лишь для придания асфальтобетону нормативной плотности и прочности. Повышение массовой доли минерального порошка в смеси сверх необходимого минимума понижает трещиностоикость покрытий и резко снижает их сдвигоустойчивость.

Тонкоизмельченные шлаки, обладающие гидравлической активностью, т. е. способностью химически связывать Са (ОН) 2 уже при нормальной температуре, являются эффективными наполнителями (микронаполнителями) в цементных бетонах.

  • Как заключить договор с ООО»УралевроТЭК»?
    &nbsp
  • Услуги по ремонту грузовых автомобилей
    &nbsp
  • Автотранспортные услуги физическим и юридическим лицам
    &nbsp

Cайт изготовлен собственными силами ООО «УралевроТЭК»
Телефон секретаря в главном офисе: (342 56) 5-23-10, 6-06-98
Адрес: Пермский край, г. Чусовой, ул. Камгэс, 16

Размер экономии

Размер экономического эффекта от использования металлургических шлаков зависит от конкретного проекта, от конкретной дороги. Но мы в ГП «ГосдорНИИ» ранее создали модель, условием в которой является то, что шлаковый щебень можно использовать в слоях основания дорожной одежды. Далее на основе расчета стоимости строительства 1 кв. м дороги заменили гранитный щебень, который традиционно используется в дорожной одежде, на шлаковый щебень, и получили такой результат: экономия при использовании шлаков может достигать 10%. Для объемов массового строительства дорог – это большая экономия и значительные средства.

Безусловно, всё зависит от обоснованной логистики. Но если мы говорим о Донецкой, Днепропетровской, Запорожской и даже Харьковской областях, то использование шлаков в дорожном строительстве этих регионах будет иметь экономический смысл и положительный эффект.

Делаем сами
Добавить комментарий