ТЕХНОГИПС – новое слово в дорожном строительстве

В России в настоящее время, в связи с активным развитием промышленности и производства остро стоит вопрос быстрого и качественного строительства дорог. На это направлен ряд федеральных программ и национальных проектов. Испытывают и внедряют различные технологии дорожного строительства, применяют новые материалы.

Основные требования к улучшению технологий – сделать дорогу более безопасной и долговечной, увеличить воспринимаемые нагрузки и межремонтные интервалы, по возможности снизить затраты на реализацию проектов. Так же остро звучит тема экономики замкнутого цикла и вторичного использования отходов производства. Внедрение новых технологий проходит сложно и долго. К примеру, относительно недавно технология холодного ресайклинга была чем-то фантастическим, сейчас же её используют повсеместно. С целью сокращения затрат на дорожное строительство в проект закладывают местные, более доступные строительные материалы, в том числе и безопасные, но подходящие по своим характеристикам отходы близлежащих предприятий.

Отходы в основном имеют неконтролируемые и различные характеристики по химическим, физическим свойствам, неоднородный грансостав. Более продвинутые организации стандартизируют своё производство и контролируют даже материал, образующийся после основного производства. Такие организации озадачиваются вопросами экологии, применения отходов в новых областях, что следят даже за составом своих отходов.

Если отход получается в рамках определённых требований, разработанных и внедренных технических условий, то этот отход уже превращается в товарный продукт. Одной из таких организаций яв­ляется компания «ФосАгро». Добывая апатит-нефелиновую руду на Кольском полуострове и получая из неё чистый апатитовый концентрат, который требуется для производства ортофосфорной кис­лоты, компания получает в конечном результате многотоннажный побочный продукт фосфогипс (сульфат кальция). Этот материал применяют в различных отраслях промышленности и в сель­ском хозяйстве по всему миру. Надо заметить, что как при производстве кирпича очень важны качество глины и технология обжига, так и фосфогипс из разного сырья на разных предпри­ятиях получается разный. Давайте раз­берёмся в сырье. Фосфорсодержащие породы бывают двух видов.

Дорога по болотистой местности,
ст. Мурманские ворота – д. Вячково.
Укладка Техногипса в слой дорожной
одежды на геотекстиль.
Ремонт произведен осень-зима 2022

 

Фосфорит – осадочная порода, имеющая в своём составе большое количество примесей, тяжёлых ме­таллов, даже бывает радиоактивной.

Апатит – порода вулканического происхождения, чистая, без примесей и совершенно уникальная. Её радиаци­онный фон ниже естественного фона Земли. Именно такой исходный мате­риал применяет «ФосАгро» в своём производстве.

В зависимости от технологии про­изводства на предприятиях «ФосАгро» производят два вида фосфогипса – ди­гидрат сульфата кальция (CaSO4×2H2O), торговая марка АПАГИПС, и полугидрат сульфата кальция (CaSO4×0,5H2O), тор­говая марка ТЕХНОГИПС. Эти торговые марки были зарегистрированы с целью выделения источника производства и типа фосфогипса.

Апагипс в дорожном хозяйстве применяют в качестве замечатель­ ного мелиоранта, который эффективно борется с засо­лением придорожной полосы. Это происходит каждую зиму при разбрасывании противогололёдных реагентов, что пагубно влияет на растения и травы. Апагипс связы­вает и нейтрализует соли, продлевая жизнь растениям в разы. Также мезоэлементы сера и кальций в его составе оструктуривают почву, оптимизируют уровень кислот­ности, активизируют почвенную биоту, восстанавливают водно-воздушный баланс почвы, обеспечивает доступ­ность элементов питания. А в более высокой концентра­ции позволяет нейтрализовать розливы нефтепродуктов (ГОСТ Р – 70715-2023).

Крепкая грунтовая дорога по болотистой
местности после ремонта, ст. Мурманские
ворота – д. Вячково. Весна 2023

 

Более подробно мы остановимся на втором виде фос­фогипса – техногипсе.

Дороги из фосфогипса строили ещё в советские времена, но в годы пере­стройки, развала СССР технология была забыта. В конце 2010-х годов компания «ФосАгро», являясь производителем фосфогипса, начала реанимировать эту технологию. Апробация матери­ала в качестве основания дорожной одежды взамен привычного песка и щебня прошла успешно. Техногипс имеет свойство кристаллизоваться, превращаясь в надёжную монолитную плиту. Техногипс выходит с конвейера производственной линии полностью готовым к применению. Его погрузка происходит навалом в самосвальную технику. Материал сразу доставляют к месту производства работ, распре­деляют по участку и уплотняют. Спустя 10–15 часов с момента погрузки техно­гипс начинает активную кристаллиза­цию, к этому моменту материал должен быть уложен и уплотнён до проектных показателей. Далее укладывают не­большой слой щебня для увеличения адгезионных свойств получившейся плиты и асфальтобетонное покрытие. В итоге получается долговечная до­рога с повышенной грузоподъёмно­стью. Слой уплотнённого техногипса толщиной 250–300 мм в состоянии выдерживать нагрузки до 30 тонн на ось. Также техногипс незаменим при строительстве временных дорог взамен дорожных плит.

Отдельно поговорим о физико-механических свойствах продукта.

Низкая теплопроводность позволяет исключить или уменьшить промерзание грунтов под дорожной одеждой, минимизируя морозное пучение грунта.

Обводнённые или водонасыщенные грунты для техно­гипса не помеха, из него даже строят гидротехнические сооружения, дамбы.

Материал безусадочный и не имеет температурного расширения, не требует армирования и создания дефор­мационных швов. В воде нерастворим.

Один кубический метр материала имеет массу от 0,9 до 1,3 тонны в зависимости от влажности получаемого продукта (в рамках технических условий).

Быстрая скорость кристаллизации от 1 до 3 суток требуется для набора 70% прочности, 100% набирается к 7 суткам.

Показателен тот факт, что дороги, построенные в Бала­ковском районе Саратовской области, в ряде населённых пунктов по прошествии 6–9 лет при умеренной эксплуа­тации находятся в нормативном состоянии, без трещин и колейности. На территории предприятий «ФосАгро» дороги, ведущие на террикон, также построены из полу­гидрата сульфата кальция. Ежедневный объём перевоз­имых грузов (вывоз материала на гору) составляет от 5 до 9 тысяч тонн в сутки (без учета массы ТС), и материал справляется с такими нагрузками.

В Ленинградской области при ремонте участка дороги, проходящего по болотистой местности, был применён техногипс. Благодаря этому колоссально уменьшились затраты на работы и материалы, так как техническое решение позволило произвести работы без замещения слабых грунтов. Монолитная плита в меру своих свойств (равномерное распределение нагрузки) позволила обе­спечить замечательные несущие характеристики на этом направлении.

Стоимость материала составляет 300 рублей за тон­ну без НДС. Применение его возможно в радиусе до 500 км от мест производства в г. Череповце Вологодской области, г. Ба­лаково Саратовской области, г. Волхо- ве Ленинградской области. Радиус применения ограничен временем доставки в связи с кристаллизацией продукта.

Таким образом, строительство до­рог с применением техногипса даёт возможность получить качественные дороги с повышен­ными параметрами воспринимаемых нагрузок в регио­нах с большими сезонными изменениями климата как по температуре окружающей среды, так и по влажности грунта и обладающие увеличенными межремонтными периодами эксплуатации.