Диатомит в дорожном строительстве
Сферы применения
Диатомит используется как адсорбент и фильтр в текстильной, нефтехимической, пищевой промышленности, в производстве антибиотиков, бумаги, различных пластических материалов, красок; как сырьё для жидкого стекла, глазури и др.; в качестве строительных тепло- и звукоизоляционных материалов, добавок к некоторым типам цемента; полировального материала (в составе паст) для металлов, мраморов и т.д.; как инсектицид, вызывающий гибель вредителей и т. д. Диатомит представляет собой рыхлую породу белого, светло-серого или желтоватого цвета. Более чем на 50% состоит из панцирей диатомий, древних морских водорослей.
Диатомиты обладают большой пористостью. Микроскопические воздушные полости в структуре сырья обеспечивают превосходные теплоизолирующие свойства кирпича. Благодаря сырью кирпич обладает малым весом при сохранении высокой прочности и даже целебным антисептическим эффектом подобно извести. Замечено, что вода в карьере, где идет добыча диатомитов, никогда не цветет. А в связи с низким содержанием побочных включений, кирпич не дает белых высолов на стенах, бороться с которыми сложно и затратно.
Основное значение диатомитов в их использовании в качестве сырья для производства кирпича, также в качестве фильтров тонкой очистки в пищевой промышленности, как ингредиент целебных составов в производстве лечебной косметики, в фармацевтики и медицине. Изделия из диатомитов используются в качестве теплоизоляции от котельных до атомных реакторов. Сырье находит применение в текстильной, лакокрасочной промышленности, металлургии и машиностроении.
В России разработали уникальный материал для строительства дорог.
Основные характеристики материала — легкость, прочность, теплоустойчивость, пожаробезопасность, кроме того он экологически чистый. По мнению заведующего кафедрой Криологии Земли ТИУ, академика РАН Владимира Мельникова, сырья, из которого изготавливают стройматериалы, в России огромное количество.
«Кремниевых пород, к которым относится диатомит, два процента из всех осадочных пород планеты — это колоссальное количество. Диатомит накапливается в морях, океанах и озерах, но самое интересное, что это воспроизводимый продукт. Кремниевые породы существуют сотни миллионов лет, накоплено уже такое количество, что у нас в стране от Калининграда до Сахалина везде можно найти ту или иную разновидность кремниевых пород. Мы ходим в прямом смысле слова „по богатству“ и пока не научились рационально его использовать, — комментирует Владимир Мельников. — Только в Тюменской области запасов диатомитовых пород 500 триллионов тонн, в них находится до 7 процентов железа, а запасы железной руды в России на сегодняшний день составляют более 50 миллиардов тонн. И самое главное, что все диатомиты лежат на поверхности».
На новые технологии уже получено несколько авторских свидетельств. В настоящее время на заводе по производству гранулированного диатомита в Нижней Тавде (Тюменская область) производятся гранулы разного масштаба: от микрогранул до крупных гранул, которые можно назвать щебнем.
«Наша технология позволяет из гидрофильного материала, то есть сорбента, превратить вещество в гидрофобный материал, отталкивающий воду. Гранулированный диатомит используется для строительства домов, зданий и сооружений, его можно применять и для атомных станций, космических кораблей, то есть там, где нужна теплоизоляция и легкий вес, но самое главное применение — это улучшение качества дорог. Россия самая северная, самая холодная индустриальная держава, 65 процентов территории покрыто вечной мерзлотой, а остальная территория, по существу, сезонная. Промерзания являются источником пучения, и если не отводить излишки воды, мы будем постоянно ремонтировать российские дороги» — говорит академик РАН Владимир Мельников.
Технология изготовления стройматериалов заключается в переработке диатомита, его подсушке, измельчении, смешивании со вспенивающим реагентом, затем эта смесь подвергается термообработке при температуре 800-850 градусов, происходит термическое вспенивание диатомита с получением шариков различной формы, которые при строительстве домов сцепляются цементом или используются в насыпном виде для отсыпки дорог. В качестве химреагента можно использовать любой натрисодержащий компонент, например, каустическую соду, она вступает в химическую реакцию и после термообработки по составу получается вспененное стекло.
«Мы используем прессованную наливную конструкцию, поэтому можно создать любую форму, в виде трубы, кольца, — рассказывает старший научный сотрудник Института Криосферы Земли Константин Иванов. — Срок службы дома, построенного из таких блоков не меньше ста лет, но, конечно, многое зависит и от фундамента. Мы уже провели натурные испытания, которые показали, насколько материал долговечен. Есть и экспериментальные участки железнодорожных дорог, автодорог в районе г. Новый Уренгой и пос. Голышманово, дорожники положительно относятся к нашим новым разработкам. Сейчас сделан проект дороги федерального значения „Пуровск — Коротчаево“, который уже прошел госэкспертизу, составлен протокол о намерениях, мы планируем открывать производство и в районе Нового Уренгоя, поскольку это уже априори будет востребовано».
Инновационный утеплитель из диатомита
Ученые Института криосферы Земли СО РАН ( Тюмень) предложили собственный способ изготовления гранулированного пеностекла из диатомита — горной породы , сложившейся из останков диатомовых водорослей. Не раскрывая своего ноу-хау , специалисты говорят , что их запатентованная технология имеет ряд особенностей , позволяющих существенно снизить энергозатраты при промышленной реализации.
«Мы успешно опробовали наш метод на созданной в ИКЗ СО РАН экспериментальной установке, — отмечает кандидат технических наук Константин Сергеевич Иванов. — Ведётся строительство цеха по выпуску готового продукта и стеновых блоков на его основе, мощность производства по гранулам составит 50000 кубических метров в год». По основным свойствам полученный материал не уступает отечественным и зарубежным аналогам , имеет достаточную прочность для изготовления энергоэффективных несущих и самонесущих конструкций , являясь и экологически чистым.
Как говорит ученый , сейчас пеностекло является одним из самых современных средств , использующихся для теплоизоляции. Оно сочетает в себе легкость , высокую прочность и химическую стойкость , негорючесть , низкое водопоглощение и может служить неограниченно долго.
Для того , чтобы получить обычное оконное или бутылочное стекло, берут , в основном , известняк , кварцевый песок , соду и нагревают их до получения вязкой субстанции , из которой затем и делают вещи той или иной формы. Если же говорить о вышеуказанном продукте , то в него , помимо перечисленных составляющих , добавляют газообразователи — то есть , вещества , вспенивающие расплав и способствующие образованию нужного материала после остывания. Кроме того , в основание можно положить утилизируемые отходы. «В этом случае их предварительно измельчают в порошок. Так как химический состав стеклобоя может меняться , сделать из него что-то по-настоящему качественное сложнее», — комментирует Константин Иванов.
Диатомит же , по словам ученого , при своем использовании упрощают технологический процесс и расширяют сырьевую базу производства в силу своей широкой распространенности. «Слои толщиной в несколько сот метров выходят на поверхность в районе Салехарда и Нового Уренгоя , образуя крупнейшее в России месторождение», — говорит Константин Иванов. Помимо этого , как считает специалист, возникает возможность создания мобильных мини-производств, способных обеспечить строящиеся объекты гранулированным пеностеклом на месте: «Таким образом можно существенно сократить транспортные затраты , так как перевозка теплоизоляционных материалов не рентабельна».
Что касается ключевой особенности диатомита с точки зрения технологии , то все дело именно в панцирях ископаемых водорослей, состоящих из аморфного оксида кремния. Именно благодаря им и ряду определенных добавок удается производить процесс варки стекла с одновременным вспениванием. Конечным продуктом являются как блоки , состоящие из этого теплоизоляционного материала , так и гранулы размером от долей миллиметра до нескольких сантиметров. «Сама идея не является новой, — признает Константин Иванов. — Уже существуют десятки , а может и сотни запатентованных способов получения ячеистых материалов на основе диатомита. К сожалению, все они работают пока только в лабораториях , а не в реальном производстве. Учитывая это , мы стремились создать наиболее экономичный и легко реализуемый на практике вариант изготовления крайне востребованного продукта».
Неисчерпаемые запасы вышеозначенного сырья в нашей стране , по словам ученого , позволяют говорить о создании целой перерабатывающей отрасли , ведь спектр его применения огромен. «До сих пор эти породы , лежащие у нас буквально под ногами должным образом не используются. Для сравнения , доля мирового производства товаров из диатомитов в США достигает 34%, в Китае — 22%, в Японии — 7%, в РФ — 1%, при том , что импорт превышает экспорт в десятки раз», — приводит цифры Константин Иванов.
Дорожно-строительный материал на основе местных минеральных материалов, обработанных комплексными вяжущими Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»
Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Ильина О. Н., Коновалов Н. В.
Одним из перспективных направлений в строительстве и реконструкции автомобильных дорог , в том числе и сельских, является максимальное использование местных дорожно-строительных материалов. Ввиду отсутствия качественного и прочного щебня в Республике Татарстан строителям предлагается обрабатывать его различными вяжущими веществами. В статье приведены результаты лабораторно-экспериментальных исследований по обработке местного карбонатного щебня и грунта комплексным вяжущим, в состав которого входит активная минеральная добавка диатомит . Установлено, что введение добавки диатомита позволяет улучшить физико-механические свойства обработанных материалов и сократить расход основного вяжущего цемента. Разработаны варианты конструкций дорожных одежд , применительно к сельским автомобильным дорогам низких категорий, предложены возможные варианты технологии устройства слоев из разработанного материала.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Ильина О. Н., Коновалов Н. В.
Эффективность применения местных обработанных материалов в конструкциях дорожных одежд Республики Татарстан Опытно-промышленное внедрение щебеночно-песчаной смеси, обработанной портландцементом в комплексе с пластифицирующей и гидрофобизирующей добавкой при строительстве автомобильной дороги Исследование прочности слоёв конструкции дорожной одежды из материалов, укреплённых полимерно-минеральной композицией «Nicoflok» Повышение качества местных укрепленных грунтов путем регулирования гранулометрического состава Самоуплотняющиеся бетонные смеси для дорожного строительства i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы. i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.Road-building material on the basis of local mineral materials treated with complex astringent
The development of the road network the key issue of the road workers at all times. Civil engineering is a very materials consumption industry. In the absence of the Republic of Tatarstan quality stone material proposed to handle local light carbonate rubble complex binder. The structure of complex mineral binder included cement, active mineral supplement -diatomite. Diatomaceous earth a natural nano-material, a siliceous rocks composed of tiny opalescent wings of ancient diatoms diatoms. Upon mixing it with the Portland cement has puzzolanic effect. Introduction of diatomite can reduce the amount of basic binder cement and improve the physical and mechanical properties of the treated material. In the Test Road Research and Production Center of the Institute of transport facilities Kazan State Architectural University conducted an experimental laboratory research on the treatment of rubble and soil grade 400 such complex binder. Analysis of the results obtained during the experimental laboratory studies, allows to draw conclusions about the appropriateness of diatomite in road construction. Introduction of diatomite has a positive effect on physical and mechanical properties of the material. Developed and designed pavement structure of rural roads using the resulting material. Applications designed to reduce the cost of material of the pavement in comparison with conventional designs by 40-60 %.
Текст научной работы на тему «Дорожно-строительный материал на основе местных минеральных материалов, обработанных комплексными вяжущими»
Ильина О.Н. - кандидат технических наук, доцент
Коновалов Н.В. - аспирант
Казанский государственный архитектурно-строительный университет
.Адрес организации: 420043, Россия, г. Казань, ул. Зеленая, д. 1
Дорожно-строительный материал на основе местных минеральных материалов, обработанных комплексным вяжущим
Одним из перспективных направлений в строительстве и реконструкции автомобильных дорог, в том числе и сельских, является максимальное использование местных дорожно-строительных материалов. Ввиду отсутствия качественного и прочного щебня в Республике Татарстан строителям предлагается обрабатывать его различными вяжущими веществами.
В статье приведены результаты лабораторно-экспериментальных исследований по обработке местного карбонатного щебня и грунта комплексным вяжущим, в состав которого входит активная минеральная добавка - диатомит. Установлено, что введение добавки диатомита позволяет улучшить физико-механические свойства обработанных материалов и сократить расход основного вяжущего - цемента.
Разработаны варианты конструкций дорожных одежд, применительно к сельским автомобильным дорогам низких категорий, предложены возможные варианты технологии устройства слоев из разработанного материала.
Ключевые слова: автомобильная дорога, минеральный материал, портландцемент, диатомит, обработанный материал, конструкции дорожной одежды, технология устройства дорожной одежды.
На современном этапе строительства и реконструкции автомобильных дорог все большую актуальность имеют технологии и методы, при которых максимально используются местные дорожно-строительные материалы. В качестве местных дорожно-строительных материалов в Республике Татарстан представлены: пески, песчано-гравийные смеси, крупнообломочные материалы, представленные преимущественно малопрочными известняковыми породами. Обработка местных минеральных материалов и укрепление грунтов вяжущими веществами является актуальной задачей для транспортного строительства.
В качестве вяжущих материалов могут применяться органические, неорганические и комплексные вяжущие [1]. Применение органических вяжущих, в частности битума, заметно препятствует использованию природной цементирующей способности малопрочных известнжов. Замена битума цементом в слоях дорожной одежды устранила основной недостаток слоев, обработанных битумом, - повышенную склонность к пластическим деформациям [2]. При укреплении известняков неорганическими вяжущими установлено, что известняки по своей природе не инертны, а входят в активное физико-химическое взаимодействие с цементом, оказывая взаимное положительное влияние на процессы гидролиза и твердения цемента. Цемент в цементно-известняковых смесях является основным компонентом, обеспечивающим в определенных условиях коренное изменение природных свойств используемого известняка. При этом продукты гидролиза и гидратации цемента в соответствующем количестве в смеси образуют с частицами известняка сложный и весьма разветвленный цементно-известняковый каркас, прочность которого выше прочности отдельных микроагрегатов [2].
На данный момент перед строителями стоит задача экономии дорогостоящих вяжущих, как правило, для экономии цемента применяются различные добавки, позволяющие сократить процент основного вяжущего в смеси. Для обработки
Haeeciiiüfl КГАСУ, 2013, № 2 (24)
Проешироваше и строительство Qopos, метрополитенов, аэроЭромов, мостов и транспортных тоннелей
известнякового щебня и грунта нами предложено комплексное минеральное вяжущее, в состав которого входит добавка диатомита.
В настоящее время продукция на базе диатомита широко используется во многих отраслях промышленности, в том числе в качестве активной минеральной и реологической добавки в портландцементах для сухих строительных смесей. Известны месторождения диатомита в Ульяновской области, в Среднем Поволжье, на Дальнем Востоке, Пензенской, Ростовской, Свердловской, Костромской, Калужской и других областях России.
В Испытательном дорожном научно-производственном центре Института транспортных сооружений Казанского государственного архитектурно-строительного университета проведены экспериментально-лабораторные исследования по обработке местного известнякового щебня марки М400 и грунта супеси комплексным минеральным вяжущим. Исследования проводились в соответствии с ГОСТ 23558 [4] и ГОСТ 10180 [5]. В качестве минерального материала использовался известняковый щебень М400 ГОСТ 8267 Ийского месторождения карбонатных пород Республики Татарстан. Гранулометрический состав щебеночной смеси подобран в соответствии с ГОСТ 23558 по фракциям 0-20мм. Комплексное вяжущее: портландцемент М400 Ново-Ульяновского завода ГОСТ 10178 в количестве 4-6 % и диатомит производства компании «Диамикс» Ульяновской области, г. Инза ТУ 5761-001-25310144-99 в количестве 5-15 %. Поисковые исследования по подбору состава смесей и определению физико-механических свойств материалов проводились по стандартной методике на образцах d=h=7,14 см в возрасте 7 и 28 суток. Сравнительные лабораторные результаты испытаний образцов обработанных материалов по прочности при сжатии и растяжении при изгибе показали марку М40 и М60, марку по морозостойкости F15 для щебеночной смеси и MIO, М20 для укрепленного грунта. В таблице приведены результаты экспериментально-лабораторных исследований.
Иаеестод КГАСУ, 2013, № 2 (24)
Проектирование и строительство Эоро&, метрополитенов, аэробромов, мостов и транспортных тоннелей
Результаты экспериментально-лабораторных исследований
Состав*, % И.7 сж МПа К-28 сж, МПа св С £ § чО О4 со см £ со см Й X Марка по прочности ГОСТ 23558 Марка по морозостойкости ГОСТ 23558
сух вод сух вод
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.Щ-100, Ц-б, Д-0 4,74 3,45 5,68 4,94 0,93 2,04 0,87 М40 Б5
Щ-100, Ц-5, Д-0-15 6,09 4,79 6,68 5,70 1,42 3,54 0,85 М40 Б5
Щ-100, Ц-б, Д-0 4,95-5,71 4,75-4,79 6,85 6,10-6,90 1,51-1,69 1,39-2,82 0,89-0,96 М60 Б15
Г-100, Ц-б, Д-0 1,25 1,06 2,14 1,72 0,22 2,08 0,8 М10 БЮ
Г-100,Ц-б, Д-5-15 1,34-1,47 1,15-1,43 2,02-2,33 1,97-2,27 0,36-0,40 1,00-1,82 0,97-0,98 М20 БЮ
* Щ - щебень, Ц - цемент, Д - диатомит, Г - грунт
—0--Прочность на сжатие в 7-сут. возрасте, содержание цемента - 6 %;
Рис. 1. Зависимость коэффициента водостойкости, прочности на сжатие и прочности на растяжение водонасыщенных образцов обработанного фунта от содержания диатомита
Известна КГАСУ, 2013, № 2 (24)
Проектирование и строительство бороа, метрополитенов, _аэроЭромов, мостов и транспортных тоннелей
Прочность на сжатие в 7-сут. возрасте: • содержание цемента 4 %;
—А- содержание цемента 5 %;
—■- содержание цемента 6 %
содержание цемента 4 %;
содержание цемента 4 %; содержание цемента 5 %;
содержание цемента б %
Рис. 2. Зависимость прочности на сжатие и прочности на изгиб водонасыщенных образцов обработанной щебеночной смеси от содержания диатомита
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.Разработаны и рассчитаны конструкции дорожных одежд сельских автомобильных дорог Республики Татарстан [6] с требуемым модулем упругости Етр= 100 МПа и Етр=150 МПа [7] и применением местных минеральных материалов, обработанных комплексным наноструктурированным минеральным вяжущим (рис. 3).
В качестве вариантов технологий устройства слоев дорожной одежды из разработанных материалов можно предложить два основных направления: обработка материала в смесительной установке и на трассе, в качестве смесительной установки -ДС-50Б, в качестве механизмов, производящих обработку материала на трассе, -навесная фреза фирмы \Virtgen \¥8 250 и стабилизатор фирмы \Virtgen 2500 ЭК. Преимущество применения стабилизатора 2500 БК в том, что в его конструкции реализована возможность ввода сухого вяжущего непосредственно в смесительный барабан механизма, что повышает однородность обработки материала и снижает пылеобразование при выполнении работ.
Рассчитаны основные показатели экономической эффективности капитальных вложений в строительство сельских автомобильных дорог по разработанным конструкциям дорожных одежд и технологиям устройства. Применение таких конструкций позволяет достичь экономии сметной стоимости строительства на 40-60 % и увеличить протяженность строительства дорог в 1,5-2,5 раза, в сравнении с сельскими автомобильными дорогами с традиционными дорожными одеждами.
Иаеестид КГАСУ, 2013, № 2 (24)
Проектирование и строительство Эоро&, метрополитенов, аэробромов, мостов и транспортных тоннелей
1 - Щебеночная смесь, обработанная комплексным минеральным вяжущим; 2 - грунт земляного полотна; 3 - грунт, укрепленный комплексным минеральным вяжущим; 4 - песчано-гравийная смесь; 5 - растительный грунт
Рис. 3. Конструкции дорожных одежд сельских автомобильных дорог Республики Татарстан
На основании полученных результатов можно сделать вывод о целесообразности применения разработанных материалов в дорожном строительстве. Положительная динамика физико-механических показателей материалов, в состав которых введен диатомит, оправдывает его применение в области дорожно-строительных материалов. Замена традиционной конструкции дорожной одежды на конструкцию со слоями из разработанных материалов позволяет снизить стоимость дорожной одежды, что, в свою очередь, приводит к увеличению протяженности автомобильных дорог.
1. Славуцкий А.К., Некрасов В.К., Ромаданов Г.А. и др. Автомобильные дороги: Одежды из местных материалов: Учеб. пособие для вузов. / Под ред. А.К. Славуцкого. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1987. - 255 с.
2. Дагаев Б.И. Основания дорожных одежд из малопрочных известнжов. - М.: Транспорт, 1988. - 69 с.
3. Волженский A.B., Буров Ю.С., Колокольников В.С.и др. Минеральные вяжущие вещества: (технология и свойства). Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Стройиздат, 1979. - 476 с.
5. ГОСТ 10180-90. Методы определения прочности по контрольным образцам. - М.: Изд-во стандартов, 1990, Стандартинформ, 2006. - 31 с.
6. СТО 4800-001-57253637-2011. «Проектирование сельских автомобильных дорог в Республике Татарстан» / ГУ «Главтатдортранс». - Казань, 2011. - 21 с.
7. ОДН 218.046-01 Проектирование нежестких дорожных одежд./ Росавтодор. - М., 2001.- 111 с.
Ilina O.N. - candidate of technical sciences, associate professor
Konovalov N. V. - post-graduate student
Kazan State University of Architecture and Engineering
The organization address: 420043, Russia, Kazan, Zelenaya st., 1
Haeecmuii OTACY, 2013, № 2 (24)
npoeKmupoeaiiue u cmpoumejibcmBO Qopos, MemponojiumettOB, aspoQpoMOB, MOCOIOB u mpafianopmfibix moHfiejieu
Road-building material on the basis of local mineral materials treated with complex astringent
The development of the road network - the key issue of the road workers at all times. Civil engineering - is a very materials consumption industry. In the absence of the Republic of Tatarstan quality stone material proposed to handle local light carbonate rubble complex binder. The structure of complex mineral binder included cement, active mineral supplement -diatomite. Diatomaceous earth - a natural nano-material, a siliceous rocks composed of tiny opalescent wings of ancient diatoms - diatoms. Upon mixing it with the Portland cement has puzzolanic effect. Introduction of diatomite can reduce the amount of basic binder - cement and improve the physical and mechanical properties of the treated material.
In the Test Road Research and Production Center of the Institute of transport facilities Kazan State Architectural University conducted an experimental laboratory research on the treatment of rubble and soil grade 400 such complex binder. Analysis of the results obtained during the experimental laboratory studies, allows to draw conclusions about the appropriateness of diatomite in road construction. Introduction of diatomite has a positive effect on physical and mechanical properties of the material.
Developed and designed pavement structure of rural roads using the resulting material. Applications designed to reduce the cost of material of the pavement in comparison with conventional designs by 40-60 %.
Keywords: road, the mineral material, Portland cement, diatomite, processed material, pavement structure, the technology unit of the pavement.
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.1. Slavutsky A.K., Nekrasov V.K., Romadanov G.A et al Highways: Clothes made of local materials: Textbook, manual for high schools. / Ed. A.K. Slavutsky. 3rd ed., rev. and add. -M.: Transport, 1987.-255 p.
2. Dagaev B.I. The grounds of the low-strength pavement limestone. - M.: Transport, 1988. -69 p.
3. Volzhensky A.V., Burov Y.S., Kolokolnikov V.S., e. other. Mineral binders: (technology and properties). Textbook for high schools. 3rd ed., Rev. and add. -M.: Stroyizdat, 1979. -476 p.
5. GOST 10180-90. Methods for determining the strength of the check samples. - M.: Publishing House of Standards, 1990, Standartinform, 2006. - 31 p.
6. SRT 4800-001-57253637-2011. «Design of rural roads in the Republic of Tatarstan» / GU «Glavtatdortrans». - Kazan, 2011. - 21 p.
7. ODN 218.046-01 Design of non-rigid pavements. / Road Service. - M., 2001. - 111 p.
Материал для строительства арктических дорог
Работу в арктических условиях нельзя назвать лёгкой. Суровый климат делает экстремальными любые попытки что-то построить. Впрочем, российских учёных эта задача не пугает. Исследователи разработали материал, который можно использовать для прокладки дорог даже при самых низких температурах.
Российский диатомит в арктическом дорожном строительстве
Россия самая северная, самая холодная индустриальная держава, 65% территории покрыто вечной мерзлотой, а остальная территория, по существу, сезонная. Промерзания являются источником пучения, и, если не отводить излишки воды, дороги нужно постоянно ремонтировать.
Диатомит — это кремниевая порода, обладающая адсорбционными и теплоизоляционными свойствами. Ее легко добывать: она, как правило, лежит на поверхности, и её в природе очень много, триллионы тонн. Кроме того, диатомит можно воспроизводить, так что это возобновляемый ресурс. Технология позволяет из гидрофильного материала, то есть сорбента, превратить вещество в гидрофобный материал, отталкивающий воду.
На основе диатомита учёные Тюменского индустриального университета при поддержке коллег из Института Криосферы Земли СО РАН разработали технологию «ДиатомИКа», позволяющую получить устойчивый к суровому климату конструкционный материал, который можно применять в самых разных областях народного хозяйства. Он сгодится в проектах, где необходим лёгкий вес при эффективной теплоизоляции. Главной сферой его применения исследователи считают дорожное строительство. Гранулированный диатомит позволит улучшить качество дорожного покрытия и продлит срок его службы.
Вскоре с применением диатомита будет построена первая трасса федерального значения.
Диатомит в дорожном строительстве
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ДИАТОМИТОВОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ
ТУ 20.13.62−001−25232154−2018 В СОСТАВАХ АСФАЛЬТЕ И ДОРОЖНОМ БЕТОНЕ
Общие положения:
Область применения:
Диатомитовый заполнитель является экологически чистым продуктом, имеет неограниченный срок службы как в обычных условиях, так и во влажной среде без потери свойств. В настоящее время это уникальный, технологичный и универсальный материал. Имеет уникальную огнестойкость и био-стойкость, повышает пластичность, удобоукладываемость, прочность, адгезию, морозостойкость, водонепроницаемость, водоудерживающую способность материалов, а так же снижает теплопроводность и естественную активность естественных радионуклидов.
Широко используется в дорожном строительстве.
-Асфальтобетон
Качество готового асфальтобетонного покрытия, его долговечность напрямую зависит от качества уплотнения асфальтобетонной смеси. Диатомит способствует упрочнению смеси, ее пластичности. Смесь с добавлением Диатомита более равномерно сохраняет температуру при положительных, так и при отрицательных температурах, что позволяет избежать образования трещин и добиться более равномерного уплотнения покрытия. Добавление Диатомита в состав асфальтобетонной и цементобетонной смеси в количестве от 0,5 до 7% значительно улучшает физико-механические показатели
Так в лаборатории ОГКУ «Департамент автомобильных дорог Ульяновской области» были проведены подбор состава асфальтобетонных смесей с Диатомитом и сравнительные испытания асфальтобетона. При использовании Диатомитового заполнителя в количестве 0,6% от массы битума, получены хорошие показатели по прочности при 00С ( Прочность составляет 8,9 МПА при норме не более 11 МПа). У асфальтобетона без Диатомита прочность составляет 10,9 МПа. Также получен высокий показатель Сцепления при сдвиге: при норме не менее 0,37, образцы с Диатомитом показали 0,65 МПа, образцы без Диатомита 0,44 МПа.
Добавление Диатомита позволяет добиться хорошего результата без снижения показателей прочности. Благодаря низкой теплопроводности, Диатомит позволяет смеси длительное время сохранять температуру и позволяет добиться равномерного уплотнения в покрытии.
-Дорожный цемент бетон
Хорошие показатели получены при использовании Диатомит в дорожном бетоне. Диатомит служит как пластификатор
Добавление его в количестве 5-15% улучшает технологические свойства бетонной смеси и в первую очередь водо-потребность, снижает усадку, повышает прочность, морозостойкость, создает однородную плотную структуру. Применение Диатомита позволяет увеличить время транспортирования в два раза. Значительно облегчается укладка. Уплотнение, отделка бетонной смеси в дорожную конструкцию. Получаем плотные бетоны при малой продолжительности вибрирования. Из бетона отжимается излишняя вода, что способствует улучшению физико-механических свойств бетона в готовом покрытии. Уменьшается усадка бетона при его твердении.
-Стабилизация грунта
Диатомит нашел большое применение в стабилизации грунта- укрепление путем измельчения и перемешивания грунта с цементом, битумом. Рекомендуется применять Диатомит в объеме от 5 до 10% от массы цемента, что значительно повышает морозостойкость такого слоя от 25 циклов до 100 и более. Стабилизированный грунт с Диатомитом приобретает связанность и водостойкость, сохраняет несущую способность и прочность. При таком методе грунтовых дорог снижается себестоимость работ. Так как отпадает необходимость в применении каменных материалов в больших объемах. Смеси грунтов с органическими или минеральными вяжущими материалами с добавлением Диатомита, позволяют устроить проезжую часть дороги с повышенной устойчивостью против разрушения от колес движущегося транспорта или подготовить основание под усовершенствованное покрытие.
Проектирование и подбор состава
Больше никаких ям? Сибирские ученые изобрели уникальное дорожное покрытие
В Тюменском индустриальном университете разработали инновационное дорожное покрытие на основе диатомита, которое не боится морозов и влаги, то есть не разрушается вследствие перепадов температур. Уже построено несколько экспериментальных дорог с применением нового материала - и он отлично себя зарекомендовал, сообщает "За рулем.РФ".
Диатомит — это кремниевая порода, обладающая адсорбционными и теплоизоляционными свойствами. Ее легко добывать: она, как правило, лежит на поверхности, и ее в природе очень много — в одной только Тюменской области запасы диатомитовых пород оцениваются в 500 триллионов тонн. Кроме того, диатомит можно воспроизводить, так что это возобновляемый ресурс.
На основе диатомита ученые Тюменского индустриального университета при поддержке коллег из Института Криосферы Земли СО РАН разработали технологию «ДиатомИКа», позволяющую получить устойчивый к суровому климату конструкционный материал, который можно применять в самых разных областях народного хозяйства. Вот как рассказывает о нем академик РАН Владимир Мельников:
«Наша технология позволяет из гидрофильного материала, то есть сорбента, превратить вещество в гидрофобный материал, отталкивающий воду. Гранулированный диатомит используется для строительства домов, зданий и сооружений, его можно применять и для атомных станций, космических кораблей, то есть там, где нужна теплоизоляция и легкий вес, но главное применение — это улучшение качества дорог. Россия самая северная, самая холодная индустриальная держава, 65% территории покрыто вечной мерзлотой, а остальная территория, по существу, сезонная. Промерзания являются источником пучения, и, если не отводить излишки воды, мы будем постоянно ремонтировать российские дороги».
В Нижней Тавде уже работает завод по производству гранулированного диатомита: этот материал отлично показал себя на экспериментальных автодорогах в районе Нового Уренгоя и поселка Голышманово, а вскоре с применением диатомита будет построена и первая трасса федерального значения Пуровск — Коротчаево, ее проект прошел госэкспертизу. Пресс-служба Тюменского индустриального университета сообщает, что дорожники положительно оценили новые разработки.
Очевидно, это очень хорошие, правильные дорожники, а не те, которые заинтересованы в том, чтобы дороги все время разрушались и их можно было бесконечно ремонтировать, получая финансирование из госбюджета…
Читайте также: