ВСН 185-75

Технические указания по использованию зол уноса и золошлаковых смесей от сжигания различных видов твердого топлива для сооружения земляного полотна и устройства дорожных оснований и покрытий автомобильных дорог.
часть 1
часть 2
часть 3
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ТЕХНИЧЕСКИЕ
УКАЗАНИЯ

ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ЗОЛ УНОСА И ЗОЛОШЛАКОВЫХ СМЕСЕЙ
ОТ СЖИГАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
И УСТРОЙСТВА ДОРОЖНЫХ ОСНОВАНИЙ
И ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
ВСН 185-75
Минтрансстрой
Согласованы Государственным комитетом Совета
Министров СССР по делам строительства
9 апреля 1974 г. и утверждены Министерством
транспортного строительства приказом № 12
от 15 апреля 1975 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ
“Технические указания по использованию зол уноса и золошлаковых смесей от сжигания различных видов твердого топлива для сооружения земляного полотна и устройства дорожных оснований и покрытий автомобильных дорог” разработаны в Государственном Всесоюзном дорожном научно-исследовательском институте (Союздорнии) да основе лабораторных исследований и опытно-производственного строительства в части применения зол уноса и золошлаковых смесей для устройства укрепленных дорожных оснований и покрытий автомобильных дорог.
Цель настоящих “Технических указаний” — способствовать широкому использованию в дорожном строительстве зол уноса и золошлаковых смесей для устройства различных конструктивных слоев укрепленных оснований, а в ряде случаев и покрытий автомобильных дорог.
Разработки “Технических указаний”, касающиеся использования золошлаковых смесей для сооружения земляного полотна, рекомендуются для руководства при проведении широкого опытно-производственного строительства на дорогах всех категорий в разных грунто-геологических условиях различных дорожно-климатических зон Советского Союза.
В “Технических указаниях” отражены обобщенные .результаты исследований Союздорнии, Гипродорнии, Госдорнии, Ленинградского, Среднеазиатского, Казахского, Омского филиалов Союздорнии, а также учтены данные производственного опыта Эстонской ССР и других научно-исследовательских и учебных институтов.
Обобщили результаты исследований и производственного опыта в настоящие “Технические указания” кандидаты технических наук И. Л. Гурячков, Ю. Л. Мотылев, канд. геол.-минерал. наук Н. С. Бирюков при участии инженеров А. С. Дудкина, А. Г. Петровой, Т. А. Коцюбинской, Т. И. Федосеевой.
Замечания и предложения по настоящим “Техническим указаниям” просьба направлять до адресу: 143900 Московская область, Балашиха-6, Союздорнии.

1.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие “Технические указания” предусматривают применение в дорожном строительстве зол уноса и золошлаковых смесей, получаемых при сгорании в котлоагрегатах тепловых электростанций (ТЭС) различных видов твердого топлива (бурого и каменного угля, торфа, горючих сланцев).
Эти отходы рекомендуется использовать при сооружении земляного полотна и устройстве укрепленных дорожных оснований на дорогах I—V категорий во II—V дорожно-климатических зонах, а также покрытий на дорогах IV—V категорий.
1.2. Раздельное получение зол уноса сухого отбора или золошлаковых смесей обусловлено принятым на ТЭС способом золоулавливания и организованной при этом системы золоудаления указанных отходов за пределы котельного цеха ТЭС.
1.3. В настоящее время на ТЭС, в основном, существует несколько способов золоулавливания: электрофильтрами, мульти- и батарейными циклонами, скрубберами.
При улавливании зол уноса электрофильтрами и циклонами возможна организация двух систем золоудаления:
а) Совместное гидрозолоудаление, когда зола уноса и шлак гидравлически удаляются в золоотвалы, образуя там золошлаковые смеси, весьма разнородные по своему химическому и гранулометрическому составу и другим свойствам.
При такой системе удаления зола уноса и шлак теряют свою химическую активность, особенно свободную окись кальция и другие соединения, обеспечивающие самостоятельное твердение.
б) Отбор сухой золы уноса непосредственно из электрофильтров и циклонов, что позволяет получить наиболее ценный для дорожного строительства материал.

Зола уноса сухого отбора представляет собой достаточно однородный материал по своему химическому и гранулометрическому составу и дисперсности и обладает определенной химической активностью.
При улавливании золы уноса скрубберами ее удаление возможно только гидравлическим способом.
1.4. При строительстве автомобильных дорог золошлаковые смеси ТЭС используют в качестве:
а) материала для сооружения насыпей земляного полотна;
б) малоактивной гидравлической добавки* в сочетании с цементом при укреплении грунтов, на дорогах III—V категорий.
1.5. Золы уноса сухого отбора используют для устройства укрепленных дорожных оснований и покрытий в качестве:
а) активной гидравлической добавки, т. е. активного компонента смешанного вяжущего в сочетании с цементом или известью;
б) самостоятельного медленнотвердеющего вяжущего.
При этом укрепляют различные несцементированные обломочные и супесчаные грунты, а также отходы, получаемые при дроблении каменных материалов.
1.6. Целесообразность применения золы уноса сухого отбора, а также золошлаковых смесей из отвалов ТЭС, устанавливается в каждом отдельном случае на основе технико-экономического обоснования с учетом качества зол уноса или золошлаковых смесей, дальности их возки и стоимости, экономии цемента и других факторов.
_____________
* Под малоактивными гидравлическими добавками понимают такие вещества (золошлаковые смеси), которые занимают промежуточное положение между инертными тонкомолотыми добавками и активными минеральными гидравлическими добавками. Такие вещества (золошлаковые смеси) способны со временем весьма медленно связывать свободную известь, образующуюся при твердении портландцемента.

1.7. При возведении насыпей земляного полотна автомобильных дорог применение золошлаковых смесей из отвалов ТЭС (п. 1.4, а) целесообразно по технико-экономическим соображениям в случае:
— невозможности возведения насыпей из грунта боковых резервов и необходимости использования привозных грунтов;
— выгодности разработки и транспортировки в насыпь золошлаковых смесей по сравнению с разработкой и транспортировкой грунтов из сосредоточенных резервов.
При сооружении насыпей земляного полотна из золошлаковых смесей, как правило, целесообразная дальность возки золошлаковой смеси не превышает 20 км .
1.8. При устройстве укрепленных дорожных оснований и покрытий с применением зол уноса сухого отбора (п. 1.5, а) экономия цемента, как правило, составляет 30—40 % и более, а экономически целесообразная дальность возки золы при этом достигает 300 км по железной дороге.
При использовании зол уноса сухого отбора (п. 1.5, б) полностью заменяется цемент для укрепления аналогичных грунтов, а экономически целесообразная дальность возки золы, применяемой в качестве самостоятельного вяжущего, достигает по железной дороге 800 км и даже более.
При использовании золошлаковых смесей (п. 1.4, б) экономия цемента, как правило, не превышает 20 %, а экономически целесообразная дальность возки золошлаковой смеси составляет не более 50—70 км по автомобильной дороге.
1.9. Критерием оценки пригодности золошлаковых смесей для возведения земляного полотна следует считать их морозоустойчивость. Поэтому пригодность золошлаковых смесей для возведения земляного полотна устанавливают по их степени морозоустойчивости в соответствии с пп. 3.2—3.4, классифицирующей золошлаковые смеси по степени морозоустойчивости.
Примечание. Морозоустойчивость золошлаковых смесей, как и грунта, характеризуют величиной их относительного морозного пучения К пуч , представляющей собой отношение вертикальной деформации пучения при промораживании образца к его первоначальной высоте, выраженной в процентах.
1.10.
Несцементированные обломочные грунты различного гранулометрического
состава, пески, а также супесчаные грунты и другие материалы,
получаемые как отходы при камнедроблении, укрепленные золами уноса
(п. 1.5,
а, б) или золошлаковыми смесями (п.
1.4,
б), твердеют и набирают необходимую прочность и морозостойкость в течение длительного времени, поэтому окончательную пригодность подобранных составов смесей таких укрепленных материалов для производственного строительства устанавливают по показателям прочности водонасыщенных образцов, твердевших в течение 90 суток во влажных условиях в соответствии с требованиями, изложенными в табл. 1.
Таблица 1
Показатели физико-механических свойств укрепленных материалов

1.11. Пригодность зол уноса и золошлаковых смесей для устройства укрепленных оснований и покрытий дорожных одежд устанавливают в соответствии с требованиями пп. 3.8— 3.12.
В случае некоторых отклонений, в части требований, изложенных в п. 3.8—3.12, окончательно оценивают золы уноса или золошлаковые смеси на основе лабораторных испытаний образцов и соответствия показателей их физико-механических свойств табл. 1.
Составы смесей из укрепляемых материалов и вяжущих подбирают и испытывают в лаборатории, руководствуясь положениями, изложенными в разд. 5 настоящих “Технических указаний”.
2.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
При сооружении земляного полотна
2.1.
Проектирование и сооружение земляного полотна автомобильных дорог из золошлаковых смесей ТЭС осуществляют в соответствии с требованиями СНиП II -Д.5-72 и СНиП III -Д.5-73, а также “Инструкции по сооружению земляного полотна автомобильных дорог” ВСН 97-63, при этом необходимо руководствоваться типовыми поперечными профилями земляного полотна.
2.2. При сооружении земляного полотна с использованием золошлаковых смесей, относящихся к непучинистым и слабопучинистым материалам, насыпь сооружают обычными методами, без проведения дополнительных мероприятий в части устройства морозозащитного слоя и т. д.
2.3.
При сооружении земляного полотна с использованием золошлаковых смесей, относящихся к пучинистым материалам, необходимо осуществить комплекс мероприятий (в соответствии с требованиями “Указаний по проектированию земляного полотна железных и автомобильных дорог” СН 449-72), направленный на предотвращение морозного пучения верхней части земляного полотна и связанных с ним деформаций дорожных одежд, а также деформаций, вызываемых подтоплением грунтовыми или размывом поверхностными водами нижних слоев земляного полотна.
Такой комплекс мероприятий уточняется в каждом конкретном случае и может включать:
— назначение крутизны откосов с учетом возможности использования существующих машин и механизмов для планировки, уплотнения и укрепления поверхности откосов;
— применение морозозащитных слоев в верхней части земляного полотна;
— использование дренажных устройств или капилляропрерывающих слоев;
— укладку защитных слоев на откосах насыпи земляного полотна;
— устройство берм и изолирующих слоев в основании земляного полотна;
— укрепление обочин земляного полотна и устройство требуемого водоотвода в процессе послойного возведения земляного полотна.
2.4. Морозозащитные слои целесообразно устраивать из золошлаковых смесей, обработанных цементом или известью в количестве 6—8 % по массе смеси.
При назначении добавки вяжущих веществ следует учитывать, что относительная величина набухания укрепленного материала после 28-суточного твердения должна быть не более 1 %, а величина относительного морозного пучения К пуч должна быть в указанные сроки твердения не более 2 %.
При устройстве укрепленных дорожных оснований
2.5.
Несцементированные обломочные грунты различного гранулометрического
состава, пески, а также супесчаные грунты и другие материалы,
укрепленные золами уноса (п. 1.5,
а, б) или золошлаковыми смесями (п. 1.4, б), применяют в качестве оснований под различные капитальные или облегченные покрытия в разных дорожно-климатических зонах, в том числе и в зонах избыточного и значительного увлажнения (II, III зоны). Такие укрепленные материалы применяют и в качестве покрытий на дорогах IV—V категорий.
2.6. При назначении конструктивных слоев дорожных одежд из таких укрепленных материалов (п. 2.5) необходимо руководствоваться примерными типами дорожных конструкций, указанными в табл. 2, с учетом показателей физико-механических свойств укрепленных материалов и класса прочности (см. табл. 1).
При
этом расчетные значения модуля упругости принимают для
I
класса прочности —
8000—5000
кгс/см
2
; для II
— 5000—2500 кгс/см 2 и для III класса прочности — 2500—800 кгс/см 2 .
Таблица 2
Рекомендуемые типы конструкций дорожных одежд

Примечания. 1. Удельную поверхность зол уноса или золошлаковых смесей принимают в зависимости от категории дороги в соответствии с пп. 3.8 — 3.11.
2 . Приведены отдельные наиболее типичные примеры, которые не исключают возможности применения других материалов и грунтов, а также других вяжущих и добавок химических веществ в соответствии с ВСН 140-68 и ВСН 158-69.
3. В зависимости от грунтов земляного полотна, гидрогеологических условий могут устраиваться дополнительные слои основания.2.7. Конструкции дорожных одежд с конструктивными слоями из укрепляемых грунтов (пп. 3.5—3.7) рассчитывают в соответствии с положениями действующей “Инструкции по проектированию дорожных одежд нежесткого типа” (ВСН 46-72).
Расчетные значения модулей упругости грунтов и местных материалов, укрепленных золами уноса сухого отбора в сочетании с портландцементом или известью, либо без них, а также укрепленных золошлаковыми смесями в сочетании с портландцементом, назначают в зависимости от вида укрепляемого грунта и применяемого вяжущего (табл. 3).
Таблица 3
Расчетные значения модулей упругости укрепляемых материалов и грунтов

Примечания. 1. Для обеспечения принятого расчетного значения модуля упругости укрепленных материалов подбирают состав смесей, руководствуясь показателями физико-механических свойств укрепленных грунтов по табл. 1 с учетам п. 1.11.
2. Максимальные и средние расчетные значения модулей упругости принимают при приготовлении смесей в смесительных карьерных установках и укладке смесей специальными укладчиками или приготовлении смесей однопроходными грунтосмесительными машинами.
Минимальные расчетные значения модуля упругости принимают при обработке грунтов и материалов дорожными фрезами методом смешения на дороге.
3. Расчетные значения модуля упругости относятся к материалу, твердевшему в течение 90 суток.

2.8. Для всех укрепленных материалов и грунтов, помимо расчетного значения модуля упругости по табл. 3, принимают второй расчетный показатель— предел прочности на растяжение при изгибе в зависимости от класса прочности:
класс I — не менее 4 кгс/см 2 ;
класс II — не менее 2 кгс/см 2 ;
класс III — не менее 1 кгс/см 2 .
3.
ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ
Золошлаковые смеси
3.1. Золошлаковые смеси, которые предусматриваются для возведения насыпей земляного полотна, должны обеспечивать последним необходимую устойчивость и прочность в соответствии с требованиями действующих строительных норм и правил. Такие золошлаковые смеси классифицируют по степени морозоустойчивости в соответствии с табл. 4.
Таблица 4
Классификация золошлаковых смесей по степени морозоустойчивости

Примечания.
1.
Морозоустойчивость золошлаковых смесей ориентировочно может
быть оценена по содержанию в них частиц мельче 0,05 мм. При содержании в золошлаковых смесях частиц мельче 0,05 мм не более 5 % можно считать, что величина относительного морозного пучения их не превысит 3 %.
2. Классификация распространяется также на золы ТЭС, в случае использования их для сооружения земляного полотна.
3. Определение степени пучинистости этих материалов для предварительного суждения о их пригодности производят на образцах, выдержанных в течение 7 и 28 суток.
Окончательное суждение о степени пучинистости указанных материалов принимают по результатам испытаний образцов, выдержанных в течение 90 суток.

3.2. Золошлаковые смеси, величина относительного морозного пучения которых не более 3 % (см. табл. 4), применяют для возведения насыпей земляного полотна без ограничений.
3.3.
Золошлаковые смеси с величиной относительного морозного пучения от 3 до 10 % (см. табл. 4) допускаются для отсыпки земляного полотна с обязательным осуществлением комплекса мероприятий по обеспечению устойчивости земляного полотна и особенно его верхних слоев, находящихся в зоне промерзания (п. 2.3).
3.4. Золошлаковые смеси с величиной относительного морозного пучения более 10 % для возведения насыпей земляного полотна не используют.
Примечание. Испытания эолошлаковых смесей по определению величины их относительного морозного пучения, а также по определению других свойств и состава, необходимые для их оценки, проводят в соответствии с п. 5.26 и приложением.
Грунты
3.5.
Для укрепления золами уноса сухого отбора (применяемыми в качестве самостоятельного вяжущего или в качестве активного компонента смешанного вяжущего в сочетании с цементом или известью), а также золошлаковыми смесями (в сочетании с цементом) пригодны: крупнообломочные несцементированные грунты, включая различные естественные смеси (песчано-гравийные, грунто-гравийные и грунто-щебеночные различного зернового (гранулометрического) состава), пески гравелистые, пески крупные и средние, мелкие, в том числе и пылеватые или одноразмерные мелкие пески, а также все разновидности супесчаных грунтов.
3.6. Значение водородного показателя рН для всех видов обрабатываемых грунтов должно быть не менее 4.
3.7. Общее содержание легкорастворимых солей для всех видов грунтов, подвергаемых обработке, допускается в количестве не более 3 % по массе грунта при сульфатном и не более 5 % по массе грунта при хлоридном засолении.
Вяжущие материалы (золы уноса)
3.8. Золы уноса, применяемые для укрепления грунтов в качестве самостоятельного вяжущего или активного компонента смешанного вяжущего, должны быть сухого отбора непосредственно от электрофильтров или циклонов ТЭС, полученные после сжигания в котельных цехах ТЭС бурого и каменного угля, торфа, горючих сланцев. Такие золы уноса должны отвечать требованиям табл. 5.
Таблица 5

Примечания. 1. Использование золы уноса как активного компонента смешанного вяжущего (в сочетании с цементом) предусматривает применение портландцемента или шлакопортламдцемента марки не ниже “300”, удовлетворяющего требованиям ГОСТ 10178—62 “Портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент и их разновидности” или извести — ГОСТ 9.179—70.
2. Содержание свободной окиси кальция, сернистых м сернокислых соединений, потери при прокаливании определяют по ГОСТ 538.2—65 “Цементы. Методы химического анализа”. Удельную поверхность определяют по ГОСТ 310—60 “Цементы. Методы физических и механических испытаний”.
3. Содержание сернистых и сернокислых соединений (в пересчете на SO3 ) в золах уноса горючих сланцев Северо-Запада СССР, применяемых в качестве самостоятельного медленнотвердеющего вяжущего, допускается, как исключение в количествах, не превышающих 10 %.

3.9. Золы уноса (применяемые в качестве самостоятельного вяжущего или активного компонента смешанного вяжущего в сочетании с цементом или известью), удовлетворяющие требованиям табл. 5, используют для устройства укрепленных дорожных оснований на дорогах всех категорий без ограничений, а также в покрытиях на дорогах IV—V категорий.
3.10.
На дорогах III—V категорий при устройстве оснований дорожных одежд и покрытий на дорогах только IV—V категорий допускается применять золы уноса сухого отбора с удельной поверхностью не менее 1600 см2 /г, если содержание в них свободной окиси кальция, сернистых и сернокислых соединений и потеря при прокаливании соответствуют требованиям табл. 5.
3.11. При укреплении различных несцементированных крупнообломочных и песчаных грунтов золами уноса, отвечающими требованиям табл. 5 и применяемыми в качестве самостоятельного вяжущего, содержание свободной извести в золах допускается не более 15 % по массе золы.
часть 1
часть 2
часть 3