К вопросу о применении строительных материалов в дорожно-транспортном комплексе

Аннотация

Е.А. Шемшура

Приведен анализ месторождений глиногипса в Ростовской области с целью разработки для производства гипсовых вяжущих, применяемых в качестве строительных материалов в дорожном строительстве

Ключевые слова: строительные материалы, гипсовые вяжущие, месторождение, дорожно-транспортный комплекс

05.23.14 - Строительство автомобильных дорог

За последние несколько лет в Российской Федерации ежегодный прирост выпуска продукции строительных материалов составлял в среднем около 10 %. Проведенный СоюздорНИИ расчет объемов производства различных строительных материалов и изделий для дорожно-транспортного комплекса показал, что достигнутые значения не полностью удовлетворяют потребностям современного строительства. Одной из основных причин низкой эффективности производства строительных материалов является отсутствие комплексного подхода к рассмотрению всей технологической системы, включающей добычу сырья, его переработку и транспортировку потребителям.
Существует множество приоритетных направлений повышения эффективности производства строительных материалов, основными из которых являются:
- техническое перевооружение и реконструкция действующих карьеров, перерабатывающих предприятий, обогатительных цехов с учетом изменений качества сырья и требований к продукции;
- внедрение прогрессивных технологий и оборудования, обеспечивающих увеличение производительности труда, снижение энергоемкости и повышение качества продукции;
- возобновление разработки не эксплуатирующихся месторождений.
Кроме того, проблема обеспеченности строительными материалами может быть решена путем более широкого применения в конструктивных слоях дорожных одежд композиционных материалов на основе грунтов, побочных продуктов, отходов промышленности и различных вяжущих веществ, в том числе и гипсовых [1]. Ростовская область располагает значительными запасами природного гипсового камня, добыча которого не требует значительных энергетических затрат. Следовательно, гипсовые вяжущие, которые используются в качестве добавки к минеральным вяжущим материалам, расширяющих добавок к портландцементу, можно считать местным дешевым вяжущим материалом, применение которого снижает затраты на строительство автомобильных дорог.
Настоящее исследование содержит анализ состояния месторождений глиногипса в Ростовской области и возможности их дальнейшей эксплуатации для нужд предприятий дорожно-транспортного комплекса. Источником информации выступили данные учетных листков кадастровых месторождений полезных ископаемых Всесоюзного геологического фонда. Результаты работы получены при поддержке Минобрнауки РФ в рамках государственного задания на проведение НИОКР, шифр заявки № 7.1256.2011.
Известно, что основным сырьем для производства гипсовых вяжущих является широко распространенный природный двуводный гипс, кроме этого, используются природные смеси гипса и мелких частиц глины (гажа) или лёсса (ганч, арзык) [2].
Гипсосодержащие породы (или глиногипс) обычно представляют собой землистую породу, которая состоит из гипса с песчано-глинистыми и известково-глинистыми примесями. Химический и минералогический состав глиногипса часто заметно колеблется даже в пределах одного месторождения. Количество двуводного сернокислого кальция в глиногипсе составляет от 30 до 60%. Вяжущие вещества, полученные из глиногипса, незначительно уступают по прочности и другим физико-механическим свойствам материалам, приготовленным из относительного чистого природного двуводного гипса.
На основании учетных листков месторождений полезного ископаемого получены основные данные по 8 месторождениям глиногипса для разработки рекомендаций по их промышленному использованию в условиях Ростовской области (таблица № 1).

Таблица № 1
Результаты анализа основных характеристик месторождений глиногипса на территории Ростовской области

Продолжение таблицы № 1

Примечания: 1) под знаком дроби - забалансовые запасы по соответствующим категориям;
2) – среднее значение мощности линзы;
3) – сорт по ГОСТ 125.

Анализ полученных данных проводился по нескольким критериям, характеризующим возможность разработки в настоящее время (так как разведданные относятся к периоду 1961-1970 гг.) и влияющим на себестоимость добычи полезного ископаемого, следовательно, и на себестоимость производства строительных материалов. В результате могут быть сделаны следующие выводы:
1. Полезное ископаемое всех месторождений содержит двуводный гипс и может быть использовано для нужд предприятий дорожно-транспортного комплекса. Количественно (в тыс. тонн) оценить содержание двуводного гипса по месторождениям не представляется возможным из-за отсутствия данных  по объемам разновидностей глиногипсов (серых, желтобурых и др.).
2. Необходимо объективно оценить состояние месторождений в настоящее время по всем категориям запасов полезного ископаемого, учитывая «временной фактор».
3. Для экспертной оценки месторождений применена бальная система, исходя из которой, месторождению по отдельным критериям начислялись баллы (максимальное количество - 8). Месторождение, набравшее максимальное количество балов может быть оценено как наиболее подходящее к применению для конкретных нужд (таблица № 2).
В качестве критериев были приняты: объем запасов полезного ископаемого; возможность разработки; объем вскрышных работ; сосредоточенность промышленных запасов (оценка проводилась на основании мощности линз гипса и площади промышленной залежи); гидрогеологические условия месторождения (оценивался перспективный водоприток); возможность доставки полезного ископаемого на предприятие железнодорожным и автомобильным транспортом.
Таблица № 2
Оценка оптимальности разработки месторождения

Примечания: * – запасы могут быть увеличены за счет перспективных запасов;
** – прирост запасов исключен.

4. На основании вышеизложенного, в качестве сырьевой базы для производства гипсовых вяжущих в г. Шахты Ростовской области, наиболее перспективным является Буденовское месторождение.
Исследования в области использования местных материалов при строительстве автомобильных дорог могут развиваться в следующих основных направлениях: изучение возможности применения составленных вяжущих на основе гипса для укрепления различных грунтов; изучение возможности применения отходов промышленности для укрепления грунтов в дорожном строительстве.

Литература
1. Смирнов Ю.Н. Применение составленных вяжущих на основе гипса для укрепления мелкозернистых песков в дорожном строительстве с осуществлением повторного виброуплотнения: Автореф. дис. ... канд. техн. наук:  05.23.14 / Ленинградский инженерно-строительный институт. - Л.: ЛИСИ, 1984. – 20 с.
2. Автомобильные дороги. Новые материалы в дорожном строительстве. Тематическая подборка (утверждена Федеральным дорожным агентством от 01.01.2007 г.) - М., 2007.