Inventory number IRN Number of state registration
0324РК01632 AP22786668-KC-24 0124РК00433
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 1
International publications: 2 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 29994132 AP22786668
Name of work
Научные основы получения устойчивого асфальтобетона с улучшенными физико-механическими характеристиками на основе отходов металлургического и кремниевого производства
Type of work Source of funding Report authors
Fundamental Кунаев Вячеслав Александрович
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
НАО "Карагандинский индустриальный университет"
Abbreviated name of the service recipient НАО "КарИУ"
Abstract

Объектом исследования является проектирование устойчивого асфальтобетона с использованием отходов металлургического и кремниевого производства.

Зерттеу нысаны металлургиялық және кремний өндірісінің қалдықтарын пайдалана отырып, тұрақты асфальтбетонды жобалау болып табылады.

Цель проекта – разработка научных основ проектирования устойчивых асфальтобетонных композиций с улучшенными физико-механическими характеристиками на основе отходов металлургического и кремниевого производства с учетом условий строительства и эксплуатации автомобильных дорог.

Жобаның мақсаты - автомобиль жолдарын салу және пайдалану жағдайларын ескере отырып, металлургиялық және кремний өндірісінің қалдықтары негізінде жақсартылған физика-механикалық сипаттамалары бар тұрақты асфальтбетонды композицияларды жобалаудың ғылыми негіздерін әзірлеу.

При выполнении работ по проекту были использованы теоретические (критический литературно-патентный анализ, математическое моделирование, теория оптимизации, теория планирования эксперимента, корреляционный анализ, аппроксимация) и экспериментальные (поисковые эксперименты, комплекс методов физико-механических испытаний заполнителя асфальтобетона) методы.

Жоба бойынша жұмыстарды орындау кезінде теориялық (сыни әдеби-патенттік талдау, Математикалық модельдеу, оңтайландыру теориясы, экспериментті жоспарлау теориясы, корреляциялық талдау, жуықтау) және эксперименттік (іздеу эксперименттері, асфальтбетон толтырғышын физика-механикалық сынау әдістерінің кешені) әдістер қолданылды.

Установлено множество факторов, определяющих показатели качества асфальтобетона на основе техногенных отходов. Предложены и обоснованы комплексный критерий оптимальности и основные ограничения для проектирования состава асфальтобетона из техногенных отходов. Выполнена лабораторная оценка влияния параметров избирательного дробления на изменение объемного расширения и истираемости крупного заполнителя асфальтобетона из доменного шлака, а также получена математическая модель, описывающая корреляционную взаимосвязь этих параметров. Эксперимент показал наличие умеренной прямой корреляционной связи между продолжительностью избирательного дробления и истираемостью заполнителя асфальтобетона из доменного шлака. Получены опытные пробы обогащенного крупного заполнителя для асфальтобетона из доменного шлака фракции 20-40 мм. Получены опытные пробы обогащенного крупного заполнителя для асфальтобетона из доменного шлака и опытные образцы асфальтобетона с крупным заполнителем из природного щебня и обогащенного заполнителя из доменного шлака. Научная новизна проведенных исследований заключается: 1) в установленном множестве факторов, определяющих показатели качества асфальтобетона на основе техногенных отходов; 2) в полученных уравнениях аппроксимации, взаимосвязывающих параметры обогащения заполнителя из доменного шлака методом избирательного дробления с величинами его объемного расширения и истираемости.

Техногендік қалдықтарға негізделген асфальтбетон сапасының көрсеткіштерін анықтайтын көптеген факторлар анықталды. Техногендік қалдықтардан жасалған асфальтбетон құрамын жобалау үшін оңтайлылықтың кешенді критерийі және негізгі шектеулер ұсынылды және негізделген. Іріктеп ұсақтау параметрлерінің домна қожынан жасалған ірі асфальтбетон агрегатының көлемдік кеңеюі мен тозуының өзгеруіне әсерін зертханалық бағалау жүргізілді, сондай-ақ осы параметрлердің корреляциялық байланысын сипаттайтын математикалық модель алынды. Эксперимент таңдамалы ұсақтау ұзақтығы мен домна қожының асфальтбетон толтырғышының тозуы арасындағы орташа тікелей корреляциялық байланыстың болуын көрсетті. 20-40 мм фракциялы домна қожынан асфальтбетонға арналған байытылған ірі агрегаттың тәжірибелік сынамалары алынды. Домна қожынан жасалған асфальтбетонға арналған байытылған ірі агрегаттың тәжірибелік сынамалары және табиғи қиыршық тастан жасалған ірі агрегаты бар асфальтбетонның және домна қожынан байытылған агрегаттың тәжірибелік үлгілері алынды. Жүргізілген зерттеулердің ғылыми жаңалығы: 1) техногендік қалдықтар негізінде асфальтбетон сапасының көрсеткіштерін айқындайтын факторлардың белгіленген жиынтығында; 2) алынған жуықтау теңдеулерінде оның көлемдік кеңеюі мен тозу шамаларымен таңдамалы ұсақтау әдісімен домна қожынан толтырғышты байыту параметрлерін өзара байланыстырады.

Основным технико-экономическим показателем проекта является разрабатываемый оптимальный состав асфальтобетона на основе отходов металлургического и кремниевого производства. Комплексное использование в составе асфальтобетона предварительно обогащенного по прочности доменного шлака и микрокремнезема в оптимальном эмпирически подобранном пропорциональном соотношении даст синергетический эффект, заключающийся в повышении морозостойкости и деформационно-прочностных характеристик дорожного покрытия. Экономический эффект будет достигнут за счет экономии денежных средств на приобретение и нерентабельную транспортировку дорогостоящих природных заполнителей.

Жобаның негізгі техникалық-экономикалық көрсеткіші металлургиялық және кремний өндірісінің қалдықтары негізінде әзірленетін асфальтбетонның оңтайлы құрамы болып табылады. Асфальтбетон құрамында беріктігі бойынша алдын ала байытылған домна қожы мен микрокремнеземді оңтайлы эмпирикалық таңдалған пропорционалды қатынаста кешенді пайдалану жол жабынының аязға төзімділігі мен деформациялық-беріктік сипаттамаларын арттырудан тұратын синергетикалық әсер береді. Экономикалық тиімділікке қымбат табиғи агрегаттарды сатып алуға және тиімсіз тасымалдауға ақша қаражатын үнемдеу есебінен қол жеткізілетін болады.

-

-

Реализация проекта позволит разработать научные основы повышения физико-механических характеристик дорожного асфальтобетона на основе техногенных отходов металлургического и кремниевого производства с учетом условий строительства и эксплуатации автомобильных дорог. Такой асфальтобетон будет отличаться от обычного дорожного покрытия из отходов более высокой прочностью, морозостойкостью, сдвигоустойчивостью, а от дорожного покрытия из природного щебня – более низкой стоимостью. Реализация проекта позволит повысить качество и срок эксплуатации автомобильных дорог Республики Казахстан, улучшить экологическую ситуацию в регионах с предприятиями черной металлургии за счет уменьшения использования полигонов промышленных отходов, шлакоотвалов. Ликвидация ранее накопленных отходов доменного производства на действующих и закрытых отвалах поможет освободить земли, занятые отходами и санитарно-защитными зонами, очистить и обезвредить грунт под бывшими отвалами, после чего вовлечь очищенные участки земли в хозяйственный оборот. Экологический эффект заключается в том, что использование промышленных отходов и побочных продуктов производства в составе асфальтобетона снижает углеродный след, образующийся при добыче и транспортировке природного сырья, а также в значительной мере способствует достижению принятых ООН целей в области устойчивого развития, в частности, целей №11 «Устойчивые города и населенные пункты» и №12 «Ответственное потребление и производство».

Жобаны іске асыру автомобиль жолдарын салу және пайдалану жағдайларын ескере отырып, металлургиялық және кремний өндірісінің техногендік қалдықтары негізінде жол асфальтбетонының физика-механикалық сипаттамаларын арттырудың ғылыми негіздерін әзірлеуге мүмкіндік береді. Мұндай асфальтбетон әдеттегі қалдықтардан жоғары беріктігімен, аязға төзімділігімен, ауысуға төзімділігімен, ал табиғи қиыршық тастан жасалған жол жабынынан төмен бағамен ерекшеленеді. Жобаны іске асыру Қазақстан Республикасының автомобиль жолдарын пайдалану сапасы мен мерзімін арттыруға, өнеркәсіптік қалдықтар полигондарын, қож үйінділерін пайдалануды азайту есебінен қара металлургия кәсіпорындарымен өңірлердегі экологиялық жағдайды жақсартуға мүмкіндік береді. Жұмыс істеп тұрған және жабық үйінділерде бұрын жинақталған домна өндірісінің қалдықтарын жою қалдықтар мен санитарлық-қорғау аймақтары алып жатқан жерлерді босатуға, бұрынғы үйінділердің астындағы топырақты тазартуға және залалсыздандыруға, содан кейін тазартылған жер бөлімдерін шаруашылық айналымға тартуға көмектеседі. Экологиялық әсер өнеркәсіптік қалдықтар мен асфальтбетон құрамындағы өндірістің жанама өнімдерін пайдалану табиғи шикізатты өндіру және тасымалдау кезінде пайда болатын көміртегі ізін азайтады, сондай-ақ БҰҰ-ның тұрақты даму саласындағы, атап айтқанда, №11 «Тұрақты қалалар мен елді мекендер» және №12 «Жауапты тұтыну және өндіріс» мақсаттарына қол жеткізуге айтарлықтай ықпал етеді.

Областями применения результатов исследования являются дорожное строительство и черная металлургия. Целевыми потребителями будут предприятия черной металлургии, заинтересованные в переработке отходов производства, и дорожно-строительные организации, заинтересованные в повышении качества используемых стройматериалов, полученных на основе отходов.

Зерттеу нәтижелерін қолдану салалары жол құрылысы және қара металлургия болып табылады. Мақсатты тұтынушылар өндіріс қалдықтарын қайта өңдеуге мүдделі қара металлургия кәсіпорындары және қалдықтар негізінде алынған пайдаланылатын құрылыс материалдарының сапасын арттыруға мүдделі жол-құрылыс ұйымдары болады.

UDC indices
625.8
International classifier codes
87.53.13;
Key words in Russian
переработка металлургических отходов; дорожное строительство; доменный шлак; асфальтобетон; микрокремнезем;
Key words in Kazakh
металлургиялық қалдықтарды өңдеу; жол құрылысы; домна пешінің шлагы; асфальтобетон; микрокремнезем;
Head of the organization Жаутиков Бахыт Ахатович Доктор технических наук / Профессор
Head of work Кунаев Вячеслав Александрович Phd / нет