ПРИМЕНЕНИЕ  НЕФЕЛИНОВОГО  ШЛАМА  В  СТРОИТЕЛЬСТВЕ  ДОРОГ  (НА  ПРИМЕРЕ  АЧИНСКОГО  ГЛИНОЗЕМНОГО  КОМБИНАТА)

Приходько  Ульяна  Игоревна

студент  5  курса,  кафедра  экономики  и  управления  в  строительном  комплексе,  институт  ИУБПиЭ,  СФУ,  РФ,  г.  Красноярск

E-mail: 

Семенчук  Ольга  Николаевна

научный  руководитель,  старший  преподаватель  кафедры  «Экономика  и  управление  в  строительном  комплексе»,  СФУ,  РФ,  г.  Красноярск

Красноярский  край  —  один  из  самых  обеспеченных  полезными  ископаемыми  регионов  нашей  страны.  Благодаря  этому,  в  крае  действует  огромное  количество  предприятий  и  заводов,  которые  обеспечивают  стабильность  экономики  региона,  но  и  которые,  в  свою  очередь,  отрицательно  влияют  на  его  окружающую  среду.

Одним  из  таких  предприятий  является  Ачинский  глиноземный  комбинат.  АГК  работает  с  1970  года  и  занимается  комплексной  переработки  нефелиновой  руды,  в  результате  этой  переработки  в  качестве  отходов  образуется  большое  количество  нефелинового  шлама.  На  настоящий  момент  отходы  комбината  практически  не  используются,  а  сваливаются  в  гору,  которая  с  каждым  годом  увеличивается.  По  приблизительным  оценкам  всего  накоплено  около  140  млн.  тонн  нефелинового  шлама  за  пределами  города. 

В  лабораторных  условиях  установлено,  что  шлам  АГК  содержит  около  80  %  b-двухкальциевого  силиката,  а  значит  является  гидравлическим  активным  веществом  [3,  с.  325]. 

В  связи  с  этим  можно  найти  рациональное  применение  Ачинскому  нефелиновому  шламу,  которое  положительно  скажется  на  экологии  города  и  будет  иметь  положительный  экономический  эффект.

В  настоящее  время  при  строительстве  автомобильных  дорог  все  чаще  применяются  основания  из  грунтов  и  каменных  материалов,  которые  укреплены  различными  специальными  вяжущими.  Это  приводит  не  только  к  увеличению  прочности  и  долговечности  оснований  дорог,  но  и  экономичности,  путем  снижения  затрат  за  счет  возможности  применения  местных  грунтов,  некондиционных  каменных  материалов  и  промышленных  отходов,  которые  заменяют  привозные  дорогостоящие  материалы.

В  Сибири  и  за  ее  пределами,  в  связи  с  дефицитом  и  высокой  стоимостью  вяжущих,  в  строительстве  автомобильных  дорог  стало  актуальным  поиск  и  применение  местных  вяжущих  материалов,  в  том  числе  отходов  и  шлаков  различных  производств,  нестандартных  отходных  материалов.

Таким  образом,  шлам,  получаемый  при  переработке  нефелиновой  руды,  можно  использовать  для  строительства  дорожных  оснований: 

1.  в  качестве  заведомо  изготовленного  вяжущего  материала,  который  можно  использовать  для  укрепления  местных  грунтов;

2.  в  исходном  состоянии,  как  материал  для  монолитного  основания.

При  укреплении  грунтов  можно  использовать  только  такие  нефелиновые  вяжущие,  которые  имеют  марку  100  и  более,  прочность  при  изгибе  должна  быть  более  3  МПа,  при  сжатии  —  более  10  МПа  после  28  суток  твердения.  Отходы  АГК  отвечают  данным  характеристикам.  При  выполнении  работ  с  нефелиновым  шламом  необходимо  руководствоваться  «Инструкцией  по  проектированию  дорожных  одежд  нежесткого  типа»  и  «Альбомом  типовых  конструкций  дорожных  одежд»  [5]. 

Для  получении  вяжущих  материалов  из  нефелиновых  отходов  необходим  совместный  помол  высушенного  шлама  и  активатора  твердения.  В  строительстве  дорог  применяют  гипсошламовое  вяжущее,  которое  состоит  из  нефелинового  шлама  (около  93  %),  гипсового  камня  по  ГОСТ4013  (около  7  %);  портландцементношламовое  вяжущее,  состоящее  из  нефелинового  шлама  на  85  %  и  портландцемента  ГОСТ  10178  на  15  %  [4,  с.  3].

При  устройстве  монолитных  дорожных  оснований  необходимо  использовать  нефелиновый  шлам  и  минеральные  заполнители  —  крупнообломочные  грунты,  гравийно-  и  щебеночно-песчаные  смеси  и  крупные  и  средние  пески  [2,  с.  110].

Таким  образом,  нефелиновый  шлам  можно  использовать  для  строительства  дорожных  оснований  под  асфальтобетонное  и  цементобетонные  покрытия,  а  также  морозозащитного  слоя  в  районах,  которые  не  имеют  требуемых  дренирующие  материалы.

Таким  образом,  применение  отходов  от  комплексной  переработки  нефелиновой  руды  в  строительстве  дорог  края  является  актуальным.  Запасы  шлама  АГК  огромны,  являются  вяжущим  материалом,  который  очень  прочный,  морозостойкий  и  обладает  теплоизолирующим  свойством.  Это  позволяет  осуществлять  строительство  дорог  при  низких  температурах,  что  в  Сибири  является  очень  важным  показателем,  ввиду  длительного  зимнего  периода.  Отходы  АГК  пригодны  для  использования  их  в  качестве  материала  дорожного  основания,  так  как  они  обладают  способностью  омоноличиваться  (в  момент  уплотнения,  приобретая  плотность  на  сжатие  до  25  МПа  и  более),  быстро  твердеть,  что  приводит  к  увеличению  темпов  строительства  дорог  и  повышению  их  качества.  Нефелиновый  шлам  по  сравнению  с  цементобетоном  более  трещиностойкий  и  обладает  повышенной  деформативностью.  Достаточная  начальная  прочность  уплотненного  нефелинового  шлама  и  наличие  у  него  тиксотропных  свойств,  позволяет  открыть  движение  транспорта  по  шламовому  основанию  после  его  уплотнения.  Основание  из  нефелинового  шлама  долговечно  и  позволяет  исправлять  неровности  (при  ошибках  укладки)  благодаря  рыхлению,  повторному  профилированию  и  уплотнению. 

Один  из  главных  плюсов  использования  отходов  от  комплексной  переработки  нефелиновой  руды  —  это  экономия  на  сырье  для  строительства  оснований  дорог,  которое  заменяется  на  отходы  производства  глиноземного  комбината.  Примерная  стоимость  нефелинового  шлама  г.  Ачинска  составляет  150  руб./т,  что  в  разы  дешевле  применения  цемента  в  строительстве  дорог,  стоимость  которого  составляет  около  4000  руб./т;  экономия  на  цементо-грунте  составляет  около  15000  руб.,  на  щебне,  примерно,  до  25000  руб.  при  расчете  на  1  км  дороги  в  Сибири.  Также  экономия  достигается  за  счет  доставки  материалов  для  дорожного  полотна  в  Сибирь,  так  как  Ачинск  расположен  практически  в  центре  Красноярского  края  и  имеет  разные  пути  сообщения  с  другими  городами  края,  которые  нуждаются  в  строительстве  и  ремонте  дорог  [1,  с.  215].

Также  отходы  АГК  можно  применять  в  качестве  сырьевого  компонента  и  активной  минеральной  добавки  в  цементном  производстве,  для  получения  цемента,  щелочестойких  строительных  растворов  и  бетонов,  изготовления  силикатного  кирпича,  для  изготовления  автоклавных  строительных  изделий,  огнеупорных  материалов,  формовочных  смесей,  для  известкования  кислых  почв,  в  качестве  заполнения  пустот  в  шахтных  и  горных  выработках  [1,  с.  7].

Использование  Ачинского  нефелинового  шлама  позволяет  сократить  дефицит  дорожно-строительных  материалов,  повысить  темпы  и  качество  строительства  дорог,  увеличить  долговечность  автомобильных  дорог  и  снизить  их  стоимость. 

Огромный  шламовый  отвал  АГК  является  серьезной  экологической  проблемой  города.  Он  занимает  большую  площадь,  которая  могла  бы  использоваться  с  пользой  для  города,  негативно  влияет  на  почву,  атмосферу  и  окружающие  водоемы  г.  Ачинска,  отрицательно  влияет  здоровье  людей  и  портит  внешний  вид  города.  Таким  образом,  помимо  экономической  целесообразности,  использование  отходов  от  комплексной  переработки  нефелиновой  руды  благоприятно  повлияет  на  окружающую  среду  г.  Ачинска.

Все  это  самым  положительным  образом  скажется  на  социально-экономическом  развитии  Ачинска,  и  избавит  город  от  большого  количества  шлама  АГК.  Если  создать  производства  достаточной  мощности,  то  можно  переработать  не  только  накопленные  отходы,  но  и  вообще  не  допускать  их  дальнейшего  образования. 

Данная  статья  основывается  на  применение  нефелинового  шлама  на  примере  Ачинского  глиноземного  комбината,  но  выводы  по  работе  могут  быть  применены  и  к  другим  отходам,  которые  аналогичны  по  составу  нефелинового  шлама  АГК.

Список  литературы:

1. Бескровный  В.М.  Применение  нефелинового  шлама  для  строительства  оснований  автомобильных  дорог  в  условиях  Сибири:  диссертация,  Омск:  1993.  —  С.  3—218. 
2. Немчинов  М.В.  Сцепные  качества  дорожных  покрытий  и  безопасность  движения  автомобиля:  учебник.  М.:  Транспорт,  1999.  —  110  с.
3. Луканина  В.Н.  Автомобильные  дороги:  безопасность,  экологические  проблемы:  учебное  пособие.  М.:  Логос,  2004.  —  325  с.
4. Минтрансстрой.  Применению  нефелинового  шлама  АГК  при  устройстве  оснований  автомобильных  дорог  в  районах  Западной  и  Восточной  Сибири:  методические  рекомендации.  М.:  1981.  —  С.  1—8.
5. Минтрансстрой.  Инструкция  по  проектированию  дорожных  одежд  нежесткого  типа.  Альбом  типовых  конструкций  дорожных  одежд:  ведомственные  строительные  нормы.  М.:  1984.