Исследование возможности использования золы уноса Рефтинской ГРЭС в дорожном хозяйстве г. Екатеринбург 2014 ООО « Научно-исследовательский центр « ГИПРОДОРНИИ »

Классификация золы уноса Рефтинской ГРЭС Класс : техногенные, дисперсные Группа : несвязные Подгруппа : антропогенные намывные образования Тип : отходы производственной и хозяйственной деятельности Вид : промышленные отходы – золы

Внешний вид и микрофото золы уноса

Химический состав золы уноса Показатели Возможные изменения содержания оксидов Средневзвешанные значения Химический состав, в % по массе Al 2 O 3 23,0-40,231,56 SiO 2 53,0-61,056,92 CaО1,1-1,71,40 Fe 2 O 3 3,2-4,53,84 MgO0,62-1,000,81 K2OK2O0,60 Na 2 O0,25 SO 3 0,64-0,700,67 TiO 2 1,38 P2O5P2O5 0,28-0,630,45 П.п.п.1,00-3,252,12

Оценка химических свойств Наименование показателя качества химических свойств Рассчитанное значение для золы уноса Рефтинской ГРЭС Нормируемое значение для инертной золы Модуль основности (Мо) 0,035 < 0,1 Силикатный модуль (Мс) 1,608 1,3 – 3,2 Коэффициент качества (К) 0,579 0,4 – 0,9 Содержание оксида кальция в разных формах, % по массе CaO общий 1,4 < 5< 5< 5< 5 CaO свободный 0 0 – 1 CaO сульфатный 0 0,1 – 1,6 CaO карбонатный 0 0 – 5 ВЫВОД: зола уноса Рефтинской ГРЭС инертна, относится к кислым золам, имеет очень низкую потенциальную способность к проявлению гидравлических свойств, самостоятельной вяжущей способностью не обладает.

Оценка физико-механических и водных свойств Зависимость требуемой плотности от допустимого коэффициента увлажнения Величина допустимого коэффициента увлажнения К w при требуемом коэффициенте уплотнения К у 0,980,950,90 0,70-1,400,60-1,50 Не ограничен П р и м е ч а н и е : коэффициент увлажнения золы уноса К w определяется как отношение фактической влажности материала W ф к его оптимальной влажности W opt

Оценка физико-механических и водных свойств Зависимость относительного морозного пучения от влажности Влажность, % Относительное морозное пучение образца s fh, % Степень пучинистости W opt 30 < 1 Непучинистый W k Слабопучинистый W k2 145 >4ПучинистыйСильнопучинистыйЧрезмернопучинистый W max 180 П р и м е ч а н и е : Относительное морозное пучение представляет собой отношение вертикальной деформации пучения при промораживании образца к его первоначальной высоте, выраженной в процентах.

Применение золы для устройства земляного полотна Положительная сторона – организация утилизации техногенных отходов. Отрицательная сторона – удорожание строительно- монтажных работ в размере от 23 млн.руб./км в связи с возникновением расходов на приобретение геосинтетических материалов для армирования и гидроизоляции насыпи.

Применение золы для устройства земляного полотна Рисунок – Поперечные профили земляного полотна с применением золы уноса: А, Б - при II, III типах местности по условиям увлажнения; В, Г - на сухих участках; 1 – зола уноса; 2 - дорожная одежда (с краевой полосой); 3 - укрепленная обочина; 4 - нетканый геотекстильный материал; 5 - укрепленный откос; 6 - песок средний, песчано- гравийная смесь, непучинистый или слабопучинистый грунт; 7 - дренирующий или связный грунт; 8 – берма.

Применение золы для устройства земляного полотна Расчетные характеристики золы уноса в земляном полотне Расчетная величина относительной влажности W/W m 0,500,550,600,650,700,750,800,850,900,95 Модуль упругости Е у, МПа Прочностные параметры Расчётное суммарное число приложений нагрузки Расчётное значение угла внутреннего трения, град Расчетное значение сцепления, МПа 0,0030,0030,0020,0010,001 П р и м е ч а н и я : 1. Значения характеристик даны для условий полного заполнения пор водой. 2. При ΣN p > A·10 6 расчетные значения φ и с следует принимать по столбцу «10 6 ».

Применение золы для устройства дополнительных слоев оснований дорожных одежд Положительная сторона – организация утилизации техногенных отходов. Отрицательные стороны: - удорожание стоимости строительно-монтажных работ в размере от 7 млн.руб./км в связи с возникновением расходов на приобретение геосинтетических материалов для армирования и гидроизоляции насыпи; - невозможность устройства дополнительного дренирующего слоя дорожной одежды.

Бентонитовые маты для гидроизоляции дорожных одежд с золой уноса «БентИзол»

Применение золы для устройства дополнительных слоев оснований дорожных одежд Прочностные параметры Название параметров Расчётное суммарное число приложений нагрузки Расчётное значение угла внутреннего трения, град Расчетное значение сцепления, МПа 0,0040,0040,0030,0030,002 Расчетное значение модуля упругости, МПа 100 П р и м е ч а н и я : 1. Значения характеристик даны для условий полного заполнения пор водой. 2. При ΣN p > A·10 6 расчетные значения φ и с следует принимать по столбцу «10 6 ».

Перспективны технологии укрепления грунта с применением золы уноса Рефтинской ГРЭС

Применение золы для устройства слоев оснований дорожных одежд из золоминеральных смесей является ресурсосберегающей технологией, обеспечивающей экономию денежных средств, направляемых на финансирование дорожных работ в размере от 570 до тыс.руб./км

Применение золы для устройства слоев оснований дорожных одежд из золоминеральных смесей Ориентировочные составы золоминерального вяжущего материалаМатериал Ориентировочный расход компонентов вяжущего, в % по массе смеси Зола уноса ИзвестьЦемент Золоминеральный материал на основе песка (высевок): - соответствующий марке: 20 10,5 -13,5 4,2-5, , ,5-16,55,4-6, ,2 6016,5-19,56,6-7, ,2-8, ,2-8, ,4-9, ,5-23,59-10, ,6-10,8

Результаты: 1. Изучена возможность использования золы уноса Рефтинской ГРЭС в качестве самостоятельного вяжущего вещества и материала для устройства дренирующих слоев дорожной одежды. 2. Показана возможность использования золы уноса для отсыпки земляного полотна и дополнительных морозозащитных и теплоизолирующих слоев дорожной одежды при условии организации армирования и гидроизоляции конструктивных элементов автомобильной дороги, устраиваемых из золы. 3. Показана техническая возможность и экономическая целесообразность использования золы уноса Рефтинской ГРЭС в составе золоминеральных смесей для устройства слоев основания дорожной одежды. 4. Подготовлена необходимая исследовательская база для разработки нормативно-технической, а также типовой проектной и технологической документации, регламентирующих применение золы уноса Рефтинской ГРЭС в дорожном хозяйстве. 5. Предложены перспективные конструкции дорожных одежд с золой уноса для технологической отработки и мониторинга в натурных условиях на автодороге на золоотвал Рефтинской ГРЭС.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! Научно-исследовательский центр «ГИПРОДОРНИИ»