Ученые из Пермского политеха создали технологию переработки сернисто-щелочных отходов в техногенный грунт, который можно использовать при строительстве дорог и насыпей. Серия экспериментов показала, что по своим характеристикам такой грунт сопоставим с природным.
Авторы провели исследование с целью проверить, что происходит с грунтом после нескольких циклов замораживания и оттаивания. Для этого ученые изготовили образец грунта, смешав 400 граммов сернисто-щелочных отходов и 1000 граммов аморфного трепела (вид осадочной породы), а затем подвергли их термической обработке при температуре в 700 градусов Цельсия, получив «на выходе» силикатный материал, безопасный для человека и окружающей среды.
В ходе эксперимента ученые оставляли образцы на три дня в морозильной камере при температуре минус 20 градусов Цельсия, а затем на то же время помещали их в холодильной камере, где поддерживалась температуре плюс 6 градусов Цельсия. Так повторялось несколько раз. Замеры прочности и деформации проводились после первого, третьего и десятого циклов.
Исследование показало, что замораживание и оттаивание влияет на техногенный грунт примерно так же, как на природный, но интенсивнее: после первого цикла удельное сцепление сокращается в два раза, а затем — еще на 15 %. Степень деформации грунта сначала также уменьшается вдвое, но с третьего по десятый цикл вырастает на 70 %.
«Однако у грунта, полученного из сернисто-щелочных отходов нефтедобычи, есть и свои преимущества: его плотность на 30 % ниже, чем у природного — это снижает нагрузку на основание, а высокая гидрофильность, то есть способность впитывать воду, позволяет быстро осушать нижележащие слои. Поэтому данный материал может обеспечить устройство надежных конструкций дорожных насыпей на слабом водонасыщенном основании», — цитирует Пермский политех кандидата технических наук Аллу Гришину.
Техногенный грунт можно будет использовать не только для строительства дорог общего пользования, но и обустройства транспортной инфраструктуры на нефтяных месторождениях.
