Жантасов К.Т.,¹ Досалиев К.С., ¹ Байболов К.С.,¹ Наукенова А.С.,¹ Усенкулов Ж.А. (ЮКГУ им. М. Ауэзова, г. Шымкент)

Босак В.В.² (БГТУ, Республика Беларусь)

Исследования прочностных свойств композиционных материалов из отходов фосфорной промышленности для создания коробки дорожной одежды

Наиболее перспективным является рациональное и комплексное использование золы, топливных шлаков и шлаков металлургических производств как заполнителей, при получении бетонов и цементов [1-6].

Целью исследований является получение и повышения качества тощего бетона для создания основы дорожной одежды коробчатого типа.

Необходимо отметить, что использование вместо определенного количества вяжущего материала золы и шлаков в бетон уменьшаются его теплопроводность, усадочные деформации, повышаются водопроницаемость, сульфатостойкость и другие технологические и технические свойства [1-6].

Для достижения поставленной цели и задачи исследований нами были изготовлены и испытаны образцы тощего бетона, в состав которого в виде заполнителей использованы техногенные отходы производства желтого фосфора - литой электротермофосфорный шлак заскладированный в отвалах Таразского металлургического завода и гранулированный шлак Ново - Джамбулского фосфорного завода ТОО «Казфосфат». Литой ЭТФШ, при приготовлении образцов тощего бетона, был раздроблен до класса 0,5-20 мм, а гранулированный шлак, был измельчен до фракции 0-2 мм в шаровой мельнице. В качестве вяжущего материала использован цемент марки М300, соответсвующий ГОСТ 10178-85. В ходе испытания и определения класса тощего бетона, применяемого при изготовлении коробки дорожного полотна автомобильной дороги, изготовлены в специальных формах с размерами ребер 10х10 см бетонные образцы-кубы. Все опытные образы тощего бетона выполнены из бетонной смеси одного замеса, с использованием в качестве шихты гранулированного и литого ЭТФШ, цемента и воды.

В ходе исследований выявлены оптимальный состав тощего бетона, где на 100 кг смеси необходимо ввести содержат 10-12 % цемента, 14-18 % тонко измельченного гранулированного электротермофосфорного шлака, 60-65 % дробленного литого электротермофосфорного шлака и воды 8-10 %.

В период исследований пробы для определения прочности отбирались через 7, 14, 21 и 28 суток. Результаты исследовании по набору прочности образцов кубиков из тощего бетона показаны на рисунке 1.

Рисунок 1 - Зависимость набора прочности тощего бетона содержащего литой и гранулированный ЭТФ шлак

Анализ рисунка 1 показывает, что прочность исследуемых кубиков соответствует к требованиям ГОСТ 10180-78 при выдержке в течении 21-28 суток. С учетом статистической изменчивости прочности бетона доверительной вероятности был определен класс бетона соответствующей характеристики В7,5 достигает максимального значения 9,7мПа при крупности литого шлака 5-20 мм, а гранулированного менее 0,2 мм, чем разных соотношениях приведенных в таблице 1.

Таблица 1 – Данные испытании кубиков тощего бетона

№	Класс крупности литого электро термо фосфорного шлака, мм	Класс крупности гранули рованного электро термо фосфорно го шлака, мм	Размер грани куба, см.	Площадь сечения куба, см^2	Разрушая нагрузка Ni, кгс	Времен. cопрот. бетона Ri, МПа	Средняя кубиковая прочность бетона R, МПа	Попра-вочный коэффи-циент, α		Кубиковая прочность R,мПа
Образец №1
1	40-60	2-5	9,9х9,6	95,04	8250	86,7	83,1	0,91		7,56
2			9,9х9,8	97,02	8000	82,3
3			9,8х9,7	95,06	8000	84,0
4			9,9х9,9	98,01	8000	81,5
5			10,0х9,8	98,0	8060	82,2
6			9,9х9,9	98,01	8050	81,9
Образец №2
1	20-40	2-5	9,9х10,0	98,01	9050	92,1	92,8		0,91		8,44
2			10,0х9,8	98,0	9050	92,4
3			9,8х9,9	97,02	8900	91,3
4			9,8х10,0	98,0	9200	94,1
5			9,9х10,0	99,0	9300	94,1
6			10,0х9,6	96,0	8900	92,8
Образец №3
1	40-60	0-2	9,9х9,6	95,04	8500	88,9	88		0,91		8,08
2			9,7х9,7	94,09	8450	90,1
3			9,8х9,6	94,08	8250	87,6
4			9,8х10,0	98,0	8400	85,7
5			9,5х9,6	91,2	8000	87,3
6			9,8х9,9	97,02	8600	88,4
Образец №4
1	5-20	0-2	9,8х10,0	98,0	10500	107,1	106,66		0,91		9,7
2			10,0х9,6	96,0	10600	110,42
3			10,0х9,7	97,0	10300	106,2
4			9,9х9,8	97,02	10300	106,16
5			10,0х10,0	100	10400	104
6			9,9х10,0	99,0	10500	106,06
Образец №5
1	5-20	2-5	9,8х9,9	97,02	9236	95,2	94,8		0,91		8,63
2			10,0х10,0	100	9630	96,3
3			9,8х9,7	95,06	8945	94,1
4			9,9х9,9	98,01	9134	93,2
5			9,6х9,8	94,08	8956	95,2
6			10,0х10,0	100	9480	94,8

Анализ таблицы 1 показывает, что кубиковая прочность тощего бетона в качестве наполнителей шлаков фосфорного производства, образец №4, удовлетворяет требование ГОСТ 10180-78 и соответствует бетону класса В 7,5.

Литература:

1. ГОСТ 10180-78 «Бетоны. Методы определения прочности на сжатие и растяжение»

2. Методические рекомендации по устройству основания дорожных одежд из «тощего» бетона. Москва 2003.

3. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. "Железобетонные конструкции", М., Стройиздат, 1991.

4. Костерин Э.В. Методическое указание к лабораторной работе «Определение штамповыми испытаниями модуля деформации песчанного основания и распределения в нем напряжений». / Э.В. Костерин // СибАДИ. – Омск, 1993-12с.

5. ВСН 46-83. Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа [Электронный ресурс]. – Введен 1984-01-01 // ИСС «Тэхексперт» / ЗАО «Кодекс». - СПб., 2013.

6. Красильщиков И.М., Елизаров Л.В. - Проектирование автомобильных дорог. Учебное пособие. Москва: Транспортная компания, 2017.-216с.