Ученые Пермского Политеха предложили делать дороги из отходов содового производства

Существующие технологии утилизации отходов содового производства не стали популярными из-за сложности процесса и недостаточного спроса на продукцию, которую получают из них.

Ученые Пермского Политеха предложили новое направление использования ресурсного потенциала твердого остатка дистиллерной жидкости (шлам карбоната кальция) в качестве стабилизатора для повышения несущей способности грунтовых слоев автомобильных дорог. В частности, для укрепления слабых грунтов, которые используют для отсыпки земляного полотна.

– Мы провели предварительные эксперименты и выяснили, что таким способом возможно упрочнение грунта на 6-18% в зависимости от его кислотности и гранулометрического состава: пылеватый, песочный, крупнообломочный и др. Это повышает устойчивость грунта к внешним нагрузкам, которые создают транспортные средства и вес вышележащих конструктивных слоев дорожной одежды, – рассказывает доктор технических наук, профессор кафедры «Автомобили и технологические машины» ПНИПУ Константин Пугин.

Для такой утилизации содовых отходов ограничивающим фактором может стать наличие хлорид-ионов. При устройстве земляного полотна и последующей эксплуатации грунта возможна миграция хлорид-ионов в водные объекты и почву, которые расположены вдоль автомобильной дороги, особенно в период весеннего и осеннего переувлажнения грунта.

Политехники предлагают решить проблему с помощью летучей золы (образуется от сжигания твердого топлива и улавливается на фильтрах тепловых электростанций). Она способна активно поглощать свободные хлорид-ионы и эффективно предотвращать их миграцию из шлама. Для разработки оптимального соотношения грунта, шлама, летучей золы и получения максимальной несущей способности грунтовых слоев планируется проведение полного факторного эксперимента.

– Анализ химического состава показал, что твердая часть шлама состоит из смеси карбонатов магния и кальция, их сульфатов. Это указывает на высокий ресурс и потенциальную способность использоваться в технологиях получения строительных материалов. Замена природных материалов в дорожных конструкциях на отходы содового производства соответствует современным принципам ресурсосбережения и устойчивого развития. Отказ от укрепления грунтов цементами, которые широко используются в настоящее время, и переход на карбонатный шлам также сократит выбросы углерода, образующихся при выпуске цемента, – дополнил Константин Пугин.

Отходы содового производства являются крупнотоннажными отходами и требуют поиска устойчивых методов утилизации, которые позволят использовать шлам без формирования техногенного воздействия на объекты окружающей среды. Способ ученых Пермского Политеха не только снизит стоимость транспортного строительства, а также сократит накопленные объемы содовых отходов, освободит территории для ведения нового востребованного производства.

Статья опубликована в сборнике материалов конференции «Химия. Экология. Урбанистика» 2024 год.

Фото: Amanda Sandlin, unsplash.com