Методические рекомендации Методические рекомендации по применению фосфодигидрата сульфата кальция при строительстве автомобильных дорог
Указано, что материалы с фосфодигидратом сульфата кальция предназначены для устройства оснований дорожных одежд и производства бортовых камней.
Приведены требования к фосфодигидрату сульфата кальция (фосфогипсу дигидрату) текущего производства и из отвалов, фосфогипсовым вяжущим, комплексным минеральным вяжущим, полученным с использованием фосфогипса дигидрата, а также требования к материалам с фосфогипсом, применяемым для устройства дорожных одежд и производства бортовых камней. Даны технология производства работ, требования к технике безопасности и охране окружающей среды при использовании в дорожном строительстве фосфогипса дигидрата и продуктов его переработки.
Установлено, что экономический эффект от применения фосфогипса дигидрата зависит от дальности его транспортирования и составляет от 1 тыс. до 3 тыс. руб. на 1 км дороги; расход привозных щебеночных, гравийных и песчано-гравийных смесей сокращается на 30-40%; экономия цемента достигает 300 т, горюче-смазочных материалов - 200 л на 1 км дороги. Эффективная дальность возки фосфогипса дигидрата, - до 100 км.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Фосфодигидрат сульфата кальция (фосфогипс дигидрат) - одна из двух разновидностей фосфогипса. Ежегодный выход фосфогипса составляет, по данным Гипрохима Минудобрений СССР, 20 млн. т, а к 2000 г. достигнет 45 млн. т. Большая часть фосфогипса в настоящее время не используется и направляется в отвалы.
Настоящими Методическими рекомендациями можно руководствоваться при использовании фосфодигидрата сульфата кальция (текущего производства, частично обезвоженного, а также из отвалов) в качестве укрепляемого материала или компонента смесей для устройства оснований дорожных одежд и производства бортовых камней. Вяжущие, получаемые путем переработки фосфодигидрата сульфата кальция или содержащие его в своем составе, применяются для обработки грунтов и каменных материалов в основаниях дорожных одежд.
Фосфогипс дигидрат образуется при производстве экстракционной фосфорной кислоты из апатитов или фосфоритов одно - или двухстадийным способом.
Сведения об объемах фосфогипса дигидрата, пригодного для дорожного строительства, приведены в приложении к настоящим Методическим рекомендациям.
Фосфогипс дигидрат текущего производства - это порошок, имеющий влажность 27-30% и не обладающий вяжущими свойствами.
По химическому составу фосфогипс дигидрат представляет собой двуводный гипс с примесями веществ как растворимых (фосфорная и серная кислоты, моно-и дикальцийфосфат, фторсиликаты, соли натрия и калия), так и нерастворимых (кремнезем, сокристаллизованные фосфаты, нерастворимые фосфаты и фториды и др.).
Содержание примесей колеблется от 0,2 до 0,5% массы фосфогипса дигидрата в зависимости от применяемого сырья и особенностей технологического процесса.
Частично обезвоженный фосфогипс дигидрат получают удалением части свободной воды из фосфогипса дигидрата текущего производства путем сушки при механическом перемешивании на воздухе.
Для укрепления песчаных грунтов, каменных материалов и золошлаковых смесей рекомендуется применять β -полугидрат сульфата кальция ( β - П CK), который получают путем термической обработки фосфогипса при температуре 145-155°С на сушильных агрегатах отечественного производства и фирмы "Бобкок" (ФРГ). Фосфогипс из отвалов представляет собой также двуводный гипс с примесями, однако его свойства (влажность, степень уплотнения, крупность и прочность комков) зависят от способа транспортирования и складирования.
Из фосфогипса в зависимости от способа его обработки получают вяжущие с различными свойствами:
при термической обработке - материалы с различной степенью обезвоженности (в зависимости от температурного режима), близкие по свойствам к низкомарочным гипсовым вяжущим с короткими сроками схватывания;
при автоклавной обработке фосфогипса с добавками цемента, трепела и регулятора кристаллизации полугидрата сульфата кальция (способ ВНИИСТРОМа) - высокопрочное гипсовое вяжущее повышенной водостойкости.
При использовании фосфогипса дигидрата в качестве компонента комплексных минеральных вяжущих (разработка Казахского филиала Союздорнии) получают медленнотвердеющие гидравлические вяжущие марок 150-450.
Настоящие Методические рекомендации разработаны на основании исследований, выполненных Союздорнии, его Казахским, Среднеазиатским и Ленинградским филиалами, МАДИ, Госдорнии Миндорстроя УССР, ВНИИСТРОМом Минстройматериалов СССР, НИУИФ Минудобрений СССР, КНИИОКГ Минздрава УССР, а, также результатов экспериментального строительства, проведенного организациями Миндорстроя УССР во II- III дорожно-климатических зонах, минавтодоров КазССР, УзССР и ТССР в IV - V дорожно-климатических зонах. Всего построено более 70 км оснований дорожных одежд с применением фосфодигидрата сульфата кальция и вяжущих, получаемых путем переработки фосфогипса. В Методических рекомендациях использованы изобретения х) .
х) Авт.свид. № 1250605 и №887504.
Экономический эффект от применения фосфогипса дигидрата зависит от дальности его транспортирования и составляет от 1 тыс. до 3 тыс. руб. на 1 км дороги; расход привозных щебеночных, гравийных и песчано-гравийных смесей сокращается на 30-40%; экономия цемента достигает 300 т, горюче-смазочных материалов - 200 л.
Настоящие Методические рекомендации составил и кандидаты технических наук В.С. Исаев, В.С. Цветков, инженеры И.П. Степанова, Р.Г. Кочеткова, З.И. Рубцова (Союздорнии), кандидаты технических наук E.B. Kaгaнович, Б.А. Асматулаев, инженеры В.Б. Курапова, Р.Р. Ниязов (Казахский филиал Союздорнии), канд. техн. наук З.И. Негуляева, инженеры В.Г. Ни, И.М. Джаманазаров, Ю.А. Костин (Среднеазиатский филиал Союздорнии), канд. техн. наук А.О. Салль, инж. С.К. Зайцева (Ленинградский филиал Союздорнии), кандидаты технических наук М.И. Кучма, Т.А. Мельник (Госдорнии), канд. техн. наук В.П. Кожушко (Сумской облдорстрой), канд. техн. наук В.А. Терсин, инженеры М.А. Коротков, О.А. Юдавичега (НИУИФ), канд. техн. наук Л.В. Балкевич (ВНИИСТРОМ), канд. мед. наук Ю.Г. Пригода (КНИИОКГ).
Замечания и предложения по данной работе просьба направлять по адресу: 143900, Московская обл., г. Балашиха-6, Союздорнии.
I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие Методические рекомендации предназначены для руководства при использовании фосфодигидрата сульфата кальция:
в качестве гранулометрической добавки к щебеночным и гравийным материалам при устройстве оснований дорожных одежд в IV - V дорожно-климатических зонах;
в качестве компонента комплексных минеральных вяжущих для обработки грунтов и каменных материалов в основаниях дорожных одежд во II - V дорожно-климатических зонах;
обработанного минеральными вяжущими, в том числе в смеси с грунтами или каменными материалами, - для устройства оснований дорожных одежд во II - V дорожно-климатических зонах;
обработанного карбамидоформальдегидной смолой, - для устройства оснований дорожных одежд во II - V дорожно-климатических зонах;
обработанного цементом или карбамидоформальдегидной смолой, в смеси с отсевами дробления гранита или известняка - для производства бортовых камней для дорог II - V дорожно-климатических зон.
Кроме того, Методическими рекомендациями можно руководствоваться при использовании фосфогипсовых вяжущих для обработки смесей грунта с фосфодигидратом сульфата кальция, а также каменных материалов и золошлаковых смесей в основаниях дорожных одежд во II - V дорожно-климатических зонах.
1.2. Материалы, указанные выше, следует применять для устройства верхних и нижних слоев оснований на дорогах III - V категорий под асфальтобетонные покрытия.
1.3. По химическому составу фосфогипс дигидрат (текущего производства, частично обезвоженный, а также из отвалов) должен удовлетворять требованиям ТУ 6-08-412-80 Минудобрений «Фосфогипс для сельского хозяйства»: массовая доля основного вещества (CaSO4 · 2Н2О) в пересчете на сухой двуводный гипс должна составлять не менее 80%, а водорастворимых фтористых соединений в пересчете на фтор - не более 0,5%.
Зерновой состав фосфогипса дигидрата не нормируется.
Химический состав фосфогипса дигидрата приведен в табл. 1.
1.4. Влажность фосфогипса дигидрата текущего производства и из отвалов не нормируется, а частично обезвоженного должна быть не более 6% (1-й сорт) и не более 20% (2-й сорт) в соответствии с ТУ 6-08-412-80;
1.5. В фосфогипсе дигидрате 1-го и 2-го сортов, а также в фосфогипсе из отвалов допускается наличие комков размером до 30 см, легко раздавливаемых в руке; более крупные комки должны рассыпаться после свободного падения с высоты, 1 м на твердую горизонтальную поверхность.
1.6. При строительстве оснований из материалов, указанных в п. 1.1 (за исключением карбамидоформальдегидных смол, применяемых в качестве вяжущих), необходимо принимать меры по защите от грунтовых и длительно стоящих поверхностных вод в соответствии с п. 7.29 СНиП 2.05.02-85.
Кроме того, из указанных материалов рекомендуется устраивать поверхностную обработку слоев оснований путем розлива низковязких дегтей, сырых каменноугольных смол или жидких нефтяных битумов и высоковязких нефтей из расчета 1-1,2 л/м 2 . При использовании битумов и нефтей для повышения эффекта гидроизоляции рекомендуется вводить в них кубовые остатки синтетических жирных кислот (ОСТ 38.01182-80 «Остаток кубовый производства СЖК») в количестве 1-3% массы вяжущего.