Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Утилизация металлурпгческих и топливных шлаковдля дорожного строительства в Удмуртской Республике Юдина, Людмила Викторовна

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Юдина, Людмила Викторовна. Утилизация металлурпгческих и топливных шлаковдля дорожного строительства в Удмуртской Республике : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 11.00.11.- Ижевск, 1996.- 22 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность работы. На современном этапе научно-технической революции дальнейшее развитие промышленности связано с необходимостью тщательного учета экологической ситуации. Наша страна располагает значительными запасами сырья, тем не менее реализация вторичных материальных и энергетических ресурсов необходима, за счет этого стабилизируется и улучшается общая экологическая обстановка. Эта проблема весьма актуальна для различных регионов, в т.ч. для Удмуртской республики, являющейся экологически неблагополучной.

Одним из самых распостраненных видов твердых отходов являются металлургические и топливные шлаки. В Ижевске, на западном берегу водохранилища, на площади 16 га в отвалах производственного объединения "Ижсталь" находится более 5 млн. т. сталеплавильных шлаков, образовавшихся за более чем 250-летнюю историю металлургического производства. Дальнейшее развитие отвалов происходит только за счет сокращения размеров городского водохранилища. Значительные территории заняты под шлаковые отвалы топливно-энергетической промышленности в виде озер, образовавшихся в результате гидроудаления золошлаковои пульпы. Общая площадь, отведенная под отвалы ТЭЦ-2 г.Ижевска, составляет 45,1 га, в отвалах содержится 586 тыс.мЗ золошлака. Ежегодный выход, по данным за 1995 год, составляет 44тыс. тонн. Порошкообразный материал, образующийся в процессе распада металлургических шлаков, частицы золы инфильтруются в водную и воздушную среды, заражая их. В то же время отсутствие в Удмуртии значительных месторождений каменных материалов и необходимость завоза их из Свердловской области, дефицит главнейших строительных материалов - цемента, битума - все это предопределило необходимость создания ресурсосберегающих технологий, поиск новых материалов на основе вторичных ресурсов.

В настоящее время текущий выход сталеплавильных шлаков на объединении "Ижсталь" составляет 120 тыс. т/год. Почти полностью он проходит переработку на шлакоперерабатывающем комплексе, включающую дробление, магнитную сепарацию и получение щебня для дорожного строительства. С 80-х годов в Республике находятся в эксплуатации участки дорог.имеющие основание из сталеплавильных шлаков Ижевского производства:

дорога-Нылга-Вавож IV категории, участок протяженностью 800 м у д.Косоево, построен в 1987г.;

ул. Ленина в г.Ижевске I группы, участок примыкания к Завья-ловскому тракту протяженностью. 1000м, построен в 1980г.;

ул. Баранова в заречной части г.Ижевска II группы, участок про
тяженностью ЮООм, построен в 1981г..

Обследования, проведенные в 1996 г., показали, что на этих участках отсутствуют деформации дорожной одежды, связанные с работой основания. За это время асфальтобетонное покрытие на участках не менялось.

Переработка шлакового отвала производственного объединения "Ижсталь" позволила бы получить до 2,5 млн. м3 шлакового щебня для дорожного строительства и дополнительно извлечь до 750 тыс.т. металла , направивив его в сталеплавильное производство.

В работе, представленной в виде монографии, даются все аспекты проблемы, рассматриваются направления использования в дорожном строительстве сталеплавильных шлаков объединения "Ижсталь", зо-лошлаковых отходов теплоэлектроцентралей Удмуртской Республики. Но наибольший интерес представляют золошлаковые смеси гидроудаления ТЭЦ в связи с тем, что годовой выход их в целом по стране составляет около 100 млн.т. и с развитием энергетики будет неуклонно расти. Кроме того, золошлаковые смеси не требуют обязательной предварительной переработки при использовании в дорожном строительстве, что дает определенный экономический эффект. Именно это направление научных исследований выносится на защиту.

Целью работы является разработка способа использования зо-лошлаковых отходов ТЭЦ города Ижевска взамен природных каменных материалов при строительстве автомобильных дорог в Удмуртской Республике.

Задачи диссертационной работы. Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1. Оценка химико-минералогического состава и физико-механических свойств золошлаковых отходов топливно-энергетической промышленности г.Ижевска. 2.Подбор составов золошлаковых композиций для оснований дорожных одежд и обоснование оптимальных составов на основе исследований структуры и физико-механических свойств полученного материала. 3.Разработка технологической схемы приготовления материалов на основе активированных золошлаковых смесей в стационарной установке и отработка технологии в производственных условиях. 4.Устройство основания дорожной одежды из разработанных золошлаковых материалов в условиях опытного строительства. 5.Натурные наблюдения и исследования опытных участков дорог.

Объектом исследования являются золошлаковые смеси гидроудаления теплоэлектроцентралей (ТЭЦ)

Методы исследования. При решении поставленных задач использованы теоретические основы подбора составов и проектирования технологии при производстве строительных и дорожно-строительных материалов, математическое планирование эксперимента, стандартные и специальные методы испытаний, физико-химические методы исследования /рентгенография, микроскопия, дериватография/, натурный эксперимент.

Научная новизна. Разработаны рекомендуемые составы золомине-ральных смесей для оснований дорожных одежд, твердеющих по принципу "контактного твердения", основанному на способности дисперсных силикатных и алюмосиликатных веществ, находящихся в аморфном состоянии, образовывать прочный водостойкий камень в момент сближения частиц, при уплотнении. Подтверждена теория гелевого упрочнения, по которой нарастание прочности шлаковых материалов идет не в результате армирования образцов кристаллическими сростками, а в результате уплотнения гелевых новообразований и перехода их в камнеподобное состояние. Разработана технологическая схема приготовления золомине-ральных смесей в асфальтобетонном смесителе.

Практическая значимость работы. Работа выполнена на кафедре "Инженерная геодезия, основания и фундаменты" Ижевского государственного технического университета в рамках выполнения республиканской комплексной программы Удмуртской республики "ЭКОЛОГИЯ" и подготовлена к защите в порядке соискательства при аспирантуре государственного дорожного научно-исследовательского института "СОЮЗДОРНИИ"в лаборатории каменных материалов. Основные научные и практические результаты, выводы и рекомендации диссертационной работы переданы в виде технических отчетов, внедрены трестом "Дормостстрой", ГП "Удмуртавтодор" при строительстве дорог в Удмуртской республике. Теоретические результаты внедрены в учебный процесс Ижевского государственного технического университета, Международного инженерного университета. Учебное пособие "Металлургические и топливные шлаки в строительстве" рекомендовано Ассоциацией строительных вузов для студентов всех строительных специальностей.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях: "Ученые ИжГТУ-производству" /Ижевск, 1990,1992,1994,1996/, "Человек и окружающая среда", "2-ая Российская университетско-академическая конференция" /УдГУ, 1989,1995/, на Российских конференциях "Экология и ресурсосбережение" /Ижевск, 1990/, "Применение отходов производств-основной резерв строительства" /Севастополь, 1990/, "Использование отходов промышленности при строительстве и эксплуатации автодорог в нечерноземной зоне РСФСР" /Владимир, 1990/, на международных конференциях "Механика и технология композиционных материалов" /София, Болгария, 1991/, "Физические проблемы экологии, природопользования и ресурсосбережения" /Ижевск, 1992,1994/, "Новые строительные материалы, конструкции, технологии" /Вильнюс, Литва, 1995/.

Результаты исследований нашли применение в тресте "Дормостстрой", ГП"Удмуртавтодор". Построен участок дороги протя-

женностью 1 км. в п.. "Шаберды" вблизи г. Ижевска, дорожная одежда которого включает слой из активированной золошлаковой смеси с гравием.

Положения, выносимые на защиту:

1 .Результаты подбора, составов материала для оснований дорожных одежд с использованием активированных золошлаковых смесей , твердеющих по принципу "контактного твердения".

2.Резулътаты исследования структуры и свойств золоминеральных составов для оснований дорожных одежд:

- прочность как функция времени и оптимального соотношения
"зола: активатор";

- нарастание прочности как результат гелевого упрочнения материа
лов.

З.Технологическая схема устройства золоминерального основания дорожной одежды с приготовлением смесей в стационарном смесителе.

4.Результаты внедрения разработанной конструкции дорожной одежды с использованием активированных золошлаковых смесей в условиях опытного строительства.

Публикации.Основные положения диссертации изложены в 24 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация представлена в виде монографии, состоящей из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 83 наименования. Работа изложена на 162 страницах, содержит 40 иллюстраций, 49 таблиц. Монография издана в 1996 г.: Ижевск, издательство "Удмуртия". ISBN 5-7659-0751-2.