автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Разработка научно-практических основ объемной пропитки малопрочных каменных материалов жидкими вяжущими для дорожного строительства

рррттрщтр

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЛУБИННОЙ ПРОПИТКИ МАЛОПРОЧНЫХ ИЗВЕСТНЯКОВ ЖИДКИМИ ВЯЖУЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ.

2.1. Выбор каменных материалов.

2.2. Выбор пропитываемых вяжущих веществ и их харак

-L |!3 l^C/TX^f^iCi с всв£с2**аг*в£*с±вава*явсвалсвд.а*св£са&*ахявдв*«с

2.3. Движение жидких вещеотв в известняках..

2.4. Оценка влияния капиллярных явлений и внутреннего давления на процесс пропитки полярной жидкости

2.5. Изменение прочности камня при глубинной обработке полярными жидкостями.

2.5.1. Взаимодействие известняков о полярными веществами.

2.5.2. Повышение адсорбционной прочности камня.

2.5.3. Учет дефектности поверхности камня.

2.5.4. Снижение .адсорбционной прочности камня при глубинной пропитке полярной жидкостью.

2.5.5. Динамика изменения прочности камня при глубинной обработке полярными жидкостями.

2.5.6. Изменение адсорбционной прочности известняка в зависимости от его первоначальной прочности и пористости.

2.5.7. Распределяющая роль рыхлоовязанных слоев .адсорбированной пленки жидкости и кажущаяся прочность обработанного вяжущими известняка.

2.6. Об изменении плотности известняка при глубинной пропитке вяжущими.----.

2.7. Выводы по главе ./

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ МЕТОДОВ ГЛУБИННОЙ ПРОПИТКИ МАЛОПРОЧНЫХ ИЗВЕСТНЯКОВ ВЯЖУЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ.

3.1. Методическое и материальное обеспечение экспериментальных исследований.

3.1.1. Цели и задачи экспериментальных исследований.

3.1.2. Планирование, статистическая обработка и методика оценки результатов экспериментальных работ.

3.1.3. Выбор для экспериментальных исследований объемной пропитки и свойств малопрочных каленных материалов, приборов, установок и методик.

3.2. Экспериментальное изучение процесса движения, глубины пропитки и расхода вяжущих в известняках под избыточными давлениями.

3.2.1. Результаты опытов и получение эмпирических зависимостей.

3.2.2. Анализ значений коэффициентов диффузии, фильтра

ЦЬИ И OÍ- ааавааавва* *sasa«iteaes»Aat»ita*stae*sa*Ets«ria* Í СЗ

3.2.3. Экспериментальное изучение влияния внутреннего давления в камне на процесс его пропитки вяжущим.

3.2.4. Экспериментальное изучение глубины пропитки и установление количества пропитанного вяжущего (расхода) при пропитке известняков под давлением.

3.3. Исследование путей повышения эффективности глубинной пропитки щебня малопрочных каленных материалов.

3.4. Установление корреляционных связей между параметрами пропитки каменных материалов.

3.5. Изменение физию - механических свойств малопрочных известняков при пропитке жидкими вяжущими веществами,.

3.5.1. Изменение плотности и пористости каменных матеj^P^cELJTOlB в*ае*£*«в»аава£вавааз*айл»а*вв**ж*»а«авлааад**ааа = в1 T—¿ i

3.5.2. Экспериментальные исследования прочности каленных материалов, пропитанных жидкими вяжущими и полярными веществами. üíü

3.5.3. Установление корреляционных зависимостей прочности каменного материала от некоторых показателей

1- HJPÍ s.±»aa£a»AEStaa*£**Asa*es»*aaaa»a*EBaaaaa«*aBi:aa£* l.'ík^J

3.5.4. Установление зависимости прочности каменных материалов при пропитке вяжущими при сжатии от параметров пропитки о учетом их размерностей (масштабного

3.5.5. Получение значений коэффициентов адсорбции для случаев пропитки известняка вязким нефтяным битумом и

3.5.6. Экспериментальная проверка изменения предела прочности камня при сжатии и его плотности при глубинной пропитке вяжущими веществами.

3=5.7, Изучение водопоглощения и Еодонаоыщения предварительно пропитанного вяжущими известняков.

Степень развития дорожной сети - один из важных показателей степени развитости государства. По этому показателю страны Зывшего СССР занимали далеко не ведущее место в мире. Так, протяженность дорог общего пользования к началу 1990 г. составляла 872 тыс. км, в то же время е США она составляла 6,5 млн км [711. Густота сети дорог на 1 млн км2 соответственно в СССР - 38 тыс. км, в США - 690 тыс. км. Темпы развития дорожного строительства также Зыли не в пользу СССР. А тленно, за год в СССР вводилось 15 тыс. км автодорог (при затратах по разным источникам, в ценах 1982 г., зт более 8 млрд р до более 15 млрд р), а в США 100 тыс. км ( при затратах в год 100 млрд долларов) С1383.

Для того, чтобы в темпах развития выйти хотя бы по объемам на уровень США, необходимо увеличить финансирование дорожного строительства не менее, чем в 18 раз. В сложившихся условиях такое увеличение финансирования невозможно и поэтому снижение се-Эестоимооти приобретает первостепенное значение. Поскольку в сметной стоимости строительства дорог доля стоимости каменных материалов достигает 30 - 40 %, то снижение себестоимости заполнителей приобретает первостепенное значение. При установившихся темпах дорожного строительства производство каленных материалов в ХСР в 1987 г. составило 90 млн м3, в т.ч. щебня и гравия 40 млн w3 [1381, а в 1989 г. - 118 млн м3. Ежегодный прирост в производстве щебня в 12-й пятилетке по Минавтодору РСФСР составлял 12 - 15 %. Из всего произведенного строительного щебня около 40 % получено путем переработки карбонатного сырья [139,175]. А по сведениям А.Л. Гезенцвея [42] и М.Л.Нионевича [120], по РСФСР производство щебня из карбонатных пород составлял 46,4 % от всего производимого щебня. Из них 20 % составляли известняки. Это связано о тем, что изверженные породы по территории России расположены крайне неравномерно, а карбонатные породы присутствуют практически во всех зонах С122]. Среднее расстояние возки щебня в среднем по СССР составлял 694 км [120], в то же время среднее расстояние возки, в частности известнякового щебня, не превышает 50 -100 км. Известняковые породы широко используются во многих странах. Так, во Франции 37 % общего количества производимого щебня из известняка. И, причем, его обьем вое время растет. Известно, что себестоимость и энергоемкость добычи известняковых пород ниже, чем добыча камня изверженных пород [34,136,180,201,2031. Использование местного известнякового щебня приводит к снижению энергоемкости используемого щебня франка-асфальтобетонный завод или франке-трасса до 1,5 - 2-х раз-. 0 другой стороны, к началу 90-х годов из - за высокой грузонапряженности существующих железных дорог была достигнута их предельная пропускная способность. Следовательно для многих районов» например Волге - Вятского региона, в дальнейшем трудно было увеличивать фондовые поставки прочного щебня из Урала и Карелии. Дальнейшее снижение этих поставок происходит из-за потери межхозяйственных связей, резкого удержания стоимости привозных материалов и транспортных расходов. По своим физико - механическим свойствам щебень местных известняковых пород, однако, преимущественно относится к малопрочным (М200 - 300) и по некоторым или по всем показателям не отвечает требованиям действующих нормативных документов [49,50,63] к строительному камню. В этих условиях возникают вопросы: а) нельзя ли более эффективно использовать известные способы улучшения эксплуатационных свойств малопрочного щебня; б) возможно ли разработать новые эффективные способы улучшения их свойств; в) как будет работать улучшенный местный материал в конкретных конструкциях дорожных одежд; г) какие технологии и технологическое оборудование возможно при этом использовать; д) в какой степени эффективны и перспективны предлагаемые способы.

Эти перечисленные вопросы и некоторые другие проблемы исследуются в данной работе.

Выражаю большую благодарность за помощь в проведении опытов и изготовлении приборов инж. Гайфулину А.З., Филонову С.А. и Гом-зякову А.Д. Автор выражает искреннюю признательность и благодарность докт. техн. наук, проф. И.И.Леоновичу, Н.В.Горелышеву, В.П.Носову, Е.Н.Баринову, В.А.Семенову, А.Т.Семагину, к.т.н., доц. П.П.Поповичу, Н.П.Буданову, А.В.Руденскому, Э.В.Котлярскому и Ю.Н.Смирнову за помощь в производственном опробовании результатов исследований, ценную помощь в выполнении исследований и подготовке к публичной защите данной работы. Признателен также сотрудникам кафедры автомобильных дорог Марийского государственного О —

результаты исследования виброочиотки глубинного черного щебня