Оценка неоднородности зернового состава золошлаковой смеси на золоотвале Омской ТЭЦ-4

Авторы

  • Александр Александрович Лунёв Центр компетенций в сфере использования вторичных материальных ресурсов в строительной отрасли, Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет

DOI:

https://doi.org/10.52957/27821919_2022_4_48

Ключевые слова:

тепловые электростанции, золошлаковые отходы и смеси, техногенные грунты, зерновой состав

Аннотация

Во многих регионах Российской Федерации существует дефицит природных грунтов требуемого качества. Обостряется и другая проблема, характерная для мегаполисов: сотни гектаров в пригородных зонах заняты отвалами отходов промышленности, большую часть из которых составляют золошлаковые смеси угольных теплоэлектростанций.

Фракционирование золошлаковой смеси при намыве в отвалах приводит к неоднородности зернового состава, учет которой необходим при разработке техногенного грунта. Для изучения неоднородности в секции № 2 золоотвала ТЭЦ-4 г. города Омска проведено бурение 14 вертикальных скважин с отбором проб нарушенной структуры с глубин 0.5, 4.5, 8.5 м и 12.5 м. Пробы золошлаковых материалов исследованы в лабораторных условиях для оценки их состава ситовым и ареометрическим методами. Установлено, что изменение крупности частиц этого техногенного грунта в значительной мере обычно носит случайный характер. Выявлена статистически значимая закономерность, позволяющая прогнозировать гранулометрический состав золошлаковых смесей в золоотвале.

Библиографические ссылки

Analysis of indicators of electric energy and power balances of the UES of Russia for the IV quarter of 2018. [online]. Available at: http://www.so-ups.ru/fileadmin/files/company/reports/ups-review/2018/ups_balance_analysis_2018q4_1.pdf (accessed: 12.07.2020) (in Russian).

Bartov, G. et al. (2013) Environmental impacts of the Tennessee Valley Authority Kingston coal ash Spill. 1. Source apportionment using mercury stable isotopes, Environ. Sci. Technol., 47(4), pp. 2092–2099. DOI: https://doi.org/10.1021/es303111p.

Deonarine, A. et al. (2013) Environmental impacts of the Tennessee Valley Authority Kingston coal ash spill. 2. Effect of coal ash on methylmercury in historically contaminated river sediments, Environ. Sci. Technol., 47(4), pp. 2100–2108. DOI: https://doi.org/10.1021/es303639d.

Demir, I., Hughes, R.E. & DeMaris, P.J. (2001) Formation and use of coal combustion residues from three types of power plants burning Illinois coals, Fuel, 80(11), pp. 1659–1673. DOI: https://doi.org/10.1016/S0016-2361(01)00028-X.

Martin, J.P. et al. (1990) Properties and Use of Fly Ashes for Embankments, J. Energy Eng. American Society of Civil Engineers, 116(2), pp. 71–86.

Ivanov, E.V. (2014) The rationale for the use of pond ash for the construction of the subgrade, taking into account the peculiarities of the water-thermal regime. Omsk: The Siberian State Automobile and Highway University (in Russian).

Hadbaatar, A., Mashkin, N.A. & Stenina, N.G. (2016) Study of Ash-Slag Wastes of Electric Power Plants of Mongolia Applied to their Utilization in Road Construction, Procedia Eng., 150, pp. 1558–1562. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.07.111.

Valeev, D. et al. (2019) Magnetite and carbon extraction from coal fly ash using magnetic separation and flotation methods, Minerals, 9(5), pp. 320. DOI: https://doi.org/10.3390/min9050320.

Prashanth, V. & Madhavi, L.G. (2015) Influence of Particle Size on the Friction and Interfacial Shear Strength of Sands of Similar Morphology, Int. J. Geosynth. Gr. Eng., 1, p. 6. DOI: 10.1007/s40891-014-0008-9.

Liu, X., Qu, S. & Huang, J. (2019) Relationship between physical properties and particle-size distribution of geomaterials, Constr. Build. Mater., 222, pp. 312–318. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.06.127.

Zhang, X., Baudet, B.A. & Yao, T. (2020) The influence of particle shape and mineralogy on the particle strength, breakage and compressibility, Int. J. Geo-Engineering, 11(1). DOI: 10.1186/s40703-020-0108-4.

Wang, H.-L. et al. (2019) Effect of Grain Size Distribution of Sandy Soil on Shearing Behaviors at Soil–Structure Interface, J. Mater. Civ. Eng., 31(10), pp. 04019238. DOI: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0002880.

Wen, R. et al. (2018) Grain Size Effect on the Mechanical Behavior of Cohesionless Coarse-Grained Soils with the Discrete Element Method, Adv. Civ. Eng., 2018, pp. 1-6. DOI: https://doi.org/10.1155/2018/4608930.

Getahun, E. et al. (2019) Characteristics of grain size distribution and the shear strength analysis of Chenjiaba long runout coseismic landslide, J. Mt. Sci., 16(9), pp. 2110–2125.

Gallage, C.P.K. & Uchimura, T. (2010) Effects of dry density and grain size distribution on soil-water characteristic curves of sandy soils, Soils Found., 50(1), pp. 161–172.

Zhai, Q. et al. (2020) Estimation of the soil-water characteristic curve from the grain size distribution of coarse-grained soils, Eng. Geol., 267(12), pp. 105502. DOI: 10.1016/j.enggeo.2020.105502.

Fredlund, M.D., Fredlund, D.G. & Wilson, G.W. (2000) An equation to represent grain-size distribution, Can. Geotech. J., 37(4), pp. 817–827. DOI: https://doi.org/10.1139/t00-015.

Fredlund, M.D., Wilson, G.W. & Fredlund, D.G. (2002) Use of the grain-size distribution for estimation of the soil-water characteristic curve, Can. Geotech. J.. 39(5), pp. 1103–1117. DOI: https://doi.org/10.1139/t02-049.

Wang, S.Y., Lu, X.B. & Shi, Z.M. (2005) Effects of grain size distribution and structure on mechanical behavior of silty sands, Yantu Lixue/Rock Soil Mech., 26(7), pp. 1029–1032. DOI: 10.2174/1874835X01003010082.

Tiwari, S.K. & Ghiya, A. (2013) Strength Behavior of Compacted Fly Ash, Bottom Ash and their Combinations, Electron. J. Geotech. Eng., 18, pp. 3085-3106.

Kim, B., Prezzi, M. & Salgado, R. (2005) Geotechnical properties of fly and bottom ash mixtures for use in highway embankments, J. Geotech. Geoenvironmental Eng., 131(7), pp. 914–924. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0241(2005)131:7(914).

Muhunthan, B., Taha, R. & Said, J. (2004) Geotechnical engineering properties of incinerator ash mixes, J. Air Waste Manag. Assoc., 54(8), pp. 985–991. DOI: https://doi.org/10.1080/10473289.2004.10470959.

Gimhan, P.G.S., Disanayaka, J.P.B. & Nasvi, M.C.M. (2018) Geotechnical Engineering Properties of Fly Ash and Bottom Ash: Use as Civil Engineering Construction Material, Eng. J. Inst. Eng. Sri Lanka, 51(1), p. 49. DOI: http://doi.org/10.4038/engineer.v51i1.7287.

Indraratna, B. et al. (2011) Engineering behaviour of a low carbon, pozzolanic fly ash and its potential as a construction fill, Can. Geotech. J., 28(4), pp. 542–555. DOI:10.1139/T91-070.

Singh, R.S. & Panda, A.P. (1996) Utilization of fly ash in geotechnical construction, Proc. Indian Geotechnical Conf., 1, pp. 547–550.

Pandian, N.S.P. (2005) Fly ash characterization with reference to geotechnical applications, Indian Geotechnical Conference Geotechnics in Infrastructure Development (GEOTIDE), pp. 189–216.

Pal, S. & Ghosh, A. (2009) Shear strength behaviour of indian fly ashes, Indian Geotechnical Conference Geotechnics in Infrastructure Development (GEOTIDE), pp. 763–778.

Jakka, R.S., Ramana, G. V. & Datta, M. (2010) Shear behaviour of loose and compacted pond ash, Geotech. Geol. Eng., 28(6), pp. 763–778. DOI: 10.1007/s10706-010-9337-1.

Mohanty, S. & Patra, N.R. (2015) Geotechnical characterization of Panki and Panipat pond ash in India, Int. J. Geo-Engineering, 6(1), pp. 1–18. DOI: 10.1186/s40703-015-0013-4.

Gruchot, A. & Zydroń, T. (2016) Impact of a test method on the undrained shear strength of a chosen fly ash, J. Ecol. Eng., 17(4), pp. 41–49. DOI: https://doi.org/10.12911/22998993/63955.

Trivedi, A. & Sud, V.K. (2002) Grain characteristics and engineering properties of coal ash, Granul. Matter., 4(3), pp. 93–101.

Kumar, D., Kumar, N. & Gupta, A. (2014) Geotechnical Properties of Fly Ash and Bottom Ash Mixtures in Different Proportions, Int. J. Sci. Res., 3(9), pp. 1487–1494.

Lunev, A.A. & Sirotyuk, V.V. (2021) Influence of Granulometric Composition on the Mechanical Properties of Pond Ash, Soil Mech. Found. Eng., 58(4), pp. 314–319.

Ogorodnikova, E.N. & Nikolaeva, S.K. (2005) Lithogenetic features of technogenic deposits of ash and slag dumps, Byulleten' Komissii po izucheniyu chetvertichnogo perioda, 66, pp. 65-74 (in Russian).

Загрузки

Опубликован

2022-12-23

Как цитировать

Лунёв, А. А. (2022) «Оценка неоднородности зернового состава золошлаковой смеси на золоотвале Омской ТЭЦ-4», Умные композиты в строительстве. Yaroslavl, Russia, 3(4), с. 48. doi: 10.52957/27821919_2022_4_48.

Выпуск

Раздел

Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)