Раздел  «Геотехнологии.  Безопасность  жизнедеятельности»

Раздел  «Транспорт.  Строительство.  Экономика» 
 
 
 
 
 
.
i
i
du
p
EF
dx

 
 
Полученные  зависимости  (11)-(13)  позволяют 
найти 
неизвестные 
постоянные. 
Для 
случая 
проведения  двух  секущих  плоскостей  в  сечениях  х
 
=
 
 
и  х
 
=
 
d
 
/
 
имеем  семь  зависимостей  для  определения 
неизвестных 
постоянных 
и 
систему 
линейных 
алгебраических 
уравнений 
для 
определения 
коэффициентов 
пропорциональности 
U
r
( n)
 
и 
постоянных  величин: 












(1)
( )
( )
(1)
( 2 )
(1)
(1)
(1)
(1)
(1)
1
1
( )
(
)
(
)
( )
( )
(1)
(2)
(1)
(1)
(2)
(1)
(2)
,
2
cos
cos
,
0.5
0.5
0
,
( )
0,
,
,
,
,
 
 
m
n
n
M
R
x
r
i
r
m
m
r
m
r
n
i x
i x
n
n
i
r
r
r
r k
r k
r k
U
Px
U
U
e
k
i
M
EF
M
i
k
n
u
u
p
i
k
i
U
i
k
U
U
U
Px
Px
b
b
a
a
M
M
M
M EF
M EF










































































2
( 2 )
(1)
(1)
2
( 2 )
(1)
(2)
(1)
(1)
(1)
(1)
(1)
(1)
(1)
(2)
(1)
(1)
1
,
cos
,
0.5
2
cos
,
0.5
2
cos
,
0.5
1
2
2
cos
cos
cos
0.5
0.5
0.5
d
m
m
d
m
r
m
m
r k
m
r
m
m
r k
x
m
r
m
m
r k
M
r
m
r
m
m
m
r
m
r k
r k
U
A
e
r
M
B
U
A
r
M
B
U
A
r
e
M
U
e
U
k
r
r
M
M
































































2
( 2 )
(1)
(2)
(1)
(2)
1
0,
2
cos
0.
cos
cos
0.5
0.5
0.5
1
d
m
m
M
r
d
m
m
m
r
m
r
m
r k
r k
P
EF
U
P
U
e
k
r
r
e
EF
M
M





























 





 
 
 
С  использованием  зависимостей  (11)  и  (15)  и 
найденных 
значений 
постоянных 
определим 
напряженное  состояние  резинотканевой  конвейерной 
ленты  с  отверстиями.  Примем,  что  диаметр  отверстия 
равен  двум  шагам  расположения  нитей  в  ленте.  В 
таком  случае  максимально  могут  быть  повреждены 
три  нити.  Центр  отверстия  примем  за  начало 
координат.  Среднюю  из  этих  нитей  будем  считать 
расположенной  на  оси  симметрии  ленты.  В  сечениях 
х = d /    имеем  три  поврежденные  средние  нити. 
Принцип  Сен-Венана  дает  нам  возможности  в  модели 
ленты  учитывать  не  все  (сотни)  нити,  а  ограниченное 
их  количество.  Исследования  Бельмаса  И.В.  [1] 
показывают,  что  при  количестве  тяговых элементов не 
менее  чем  восемь,  разрыв  одного  тягового  элемента 
вызывает  напряженно-деформированное  состояние, 
которое  практически  соответствует  напряженно-
деформированному  состоянию  безгранично  широкой 
ленты  с  одним  поврежденным  тяговым  элементом. 
Для  удобства  анализа  результатов  воспользуемся 
понятием  коэффициента  концентрации напряжений К. 
Под  этим  коэффициентом будем понимать отношение 
внутренних  усилий  в  нитях  ленты  к  среднему  их 
значению. 
По 
значениям 
перемещений 
с 
использованием  закона  Гука  было  рассчитано 
напряженное 
состояние 
ленты  с  15  нитями. 
Результаты  определения  усилий  приведены  на 
рисунке  5,  где  Н  –  шаг  укладки  нитей  прокладки, 
определяемый как H = h + d. 
Из  графика  видно,  что  изменения  напряженного 
состояния  происходят  на  незначительной  части  ленты. 
По  ширине  усилия  меняются  только  в  четырех-пяти 
смежных  нитях,  а  вдоль  ленты  –  не  более  диаметра 
отверстия.  Максимальная  нагрузка  в  таком  случае 
превышает  среднюю  в  1,8  раза.  Экспериментальные 
исследования 
показали, 
что 
коэффициент 
концентрации 
напряжений 
составляет 
К = 
. 
Меньшие  значения  экспериментально  полученного 
коэффициента,  по  нашему  мнению,  объясняются 
нелинейным 
деформированием 
ленты 
при  ее 
нагрузках  до  разрушения.  Таким  образом,  можно 
считать,  что  теоретически  и  экспериментально 
определенные  значения  коэффициента  концентрации 
напряжений  согласовываются  между  собой.  Но 
окончательно  при  расчетах  лент,  которые  должны 
работать 
при 
рабочих 
нагрузках, 
необходимо 
принимать  во  внимание  коэффициент  концентрации 
напряжений  1,8.  При  этом  некоторая  возможная 
ошибка  будет  приводить  к  определению  допустимых 
напряжений с большим запасом прочности ленты. Для 
образца  в  (с  двумя  отверстиями)  напряжения 
превышают  средние  в  2,3  раза,  что  более  1,8.  Это 
связано  с  тем,  что  между  отверстиями  находилось 
меньше необходимого количества  целых  нитей. 
 

Раздел  «Транспорт.  Строительство.  Экономика» 
 
 
 
 
 
Рисунок 5 – График распределения коэффициентов 
концентрации  напряжений растяжения К между  
нитями вдоль  ленты  (ось координат  представлена   
в относительных  единицах  x / Н) 
Таким  образом, при расчетах ленты с отверстиями 
их 
наличие 
следует 
учитывать 
введением 
коэффициента  влияния  1,8  при  расстоянии  между 
отверстиями  по  ширине  ленты  не  меньше  чем  8-10 
шагов  расположения  нитей,  а  вдоль  ленты  –  не 
меньше диаметра отверстий. 
СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ
 
  Бельмас  І.В.,  Танцура  Г.І.,  Перфильєва  Ю.М .  Напружений  стан  конвеєрної  стрічки з отворами / Науково -технічний та 
виробничий журнал «Підйомно-транспортна техніка»  2006. № 2(18). С. 1-  
  Ропай 
В.А.,  Колосов  Д.Л.  Математическая  модель  напряженно-деформированного  состояния  двухслойной 
резинотросовой ленты с порывами отдельных тросов // Науковий вісник НГАУ. Дніпропетровськ. 2001. № 1. С. 50-
 
  Поляков Н.С., Деркач П.М ., Высочин Е.М . и др. Исследование прочности р езинотканевых конвейерных лент // Вопросы 
рудничного транспорта: Сб. научн.тр. / АН УССР (ИГТМ). Киев, 1974. Вып.13. С.  -
 
4.  Колосов  Л.В.,  Танцура  А.И.  Напряженное  состояние  резинотканевой  конвейерной  ленты,  обусловленное  продольной 
нагрузкой. Днепропетровск.: Государственная Горная Академия Украины. 1996. 7с.: Рус. Деп. ГНТБ Украины 19.01.96. 
№ 325 УК 96. 
 
 
УДК 539.3:534.1 
 
Пути повышения эксплуатационной 
надежности несущих строительных 
металлоконструкций дымовой трубы 
 
А.Т. КАСИМОВ, к.т.н., доцент, 
А.К. КОЖАС, к.т.н., доцент, 
С.Р. ЖОЛМАГАМБЕТОВ, к.т.н., доцент, 
А.А. КАСИМОВА, студентка, 
Карагандинский  государственный  технический  университет,  кафедра  СиЖКХ 
 
Ключевые  слова:  эксплуатация,  надежность,  строительство,  металлоконструкция,  обследование, 
рекомендация;  эксперт,  анализ,  элемент,  дефект,  повреждение,  коррозия,  износ,  напряжение,  деформация, 
нагрузка, ремонт,  расчет, перемещение, прочность, колебание, динамика. 
 
огласно  договору  №  PY  866/ТО11  (08.ИР.15) 
между  АО  «Арселор  Миттал  Темиртау»  и 
Казахстанским 
многопрофильным 
институтом 
реконструкции  и  развития  (КазМИРР)  при  КарГТУ 
выполнены  работы  по  техническому  обследованию, 
оценке 
технического 
состояния 
и 
разработке 
рекомендаций  по  обеспечению  эксплуатационной 
надежности 
несущих 
строительных 
металлоконструкций 
дымовой 
трубы 
Н = 
 м 
(металлического  газоотводящего  ствола  с  отм.  +16.000 
до отм. +150.000). 
В  связи  с  этим,  целью  экспертного обследования 
являлось  определение  эксплуатационной  надежности 
несущих  строительных  металлоконструкций  дымовой 
трубы  и  разработка  путей  по  повышению  и 
обеспечению их  эксплуатационной надежности. 
Экспертное  обследование несущих строительных 
конструкций дымовой трубы включило в себя: 
С
 

Раздел  «Транспорт.  Строительство.  Экономика» 

 
 
 
– 
изучение 
и 
анализ 
исходных 
данных, 
фактически  принятых  конструктивных  решений; 
–  визуальный  осмотр  дымовой  трубы  с 
выявлением 
конструкций, 
узлов 
и 
элементов, 
находящихся  в  неудовлетворительном  состоянии,  с 
фиксацией обнаруженных дефектов  и повреждений; 
– 
общее 
(сплошное) 
и 
детальное 
инструментальное  обследование  конструкций,  узлов  и 
элементов; 
– замер толщины  стенок газоотводящего  ствола; 
–  определение  коррозионного  износа  металла, 
полученного 
анализом 
проектных 
данных 
с 
фактическими замерами; 
– определение качества  сварных швов; 
–  выполнение  геодезических  измерений  с  целью 
определения 
фактического 
пространственного 
положения конструкций  и элементов дымовой трубы; 
–  исследование  напряженно-деформированного 
состояния  (НДС)  конструкции  дымовой  трубы  с 
учетом 
выявленных 
дефектов  и  повреждений, 
фактических 
нагрузок 
и 
воздействий,  физико-
механических  характеристик  материалов; 
–  пути  повышения  надежности  и  условий 
дальнейшей  безопасной  эксплуатации  дымовой  трубы 
(оценку 
технического  состояния  и  разработку 
соответствующих  рекомендаций  по  текущему  и 
капитальному 
ремонту, 
в 
том 
числе 
по 
восстановлению  и  повышению  эксплуатационной 
пригодности 
дефектных 
и 
поврежденных 
конструкций); 
–  заключение  по  результатам  экспертного 
обследования. 
Экспертное  обследование  несущих  строительных 
металлоконструкций  дымовой  трубы  Н = 150  м 
(металлического  газоотводящего  ствола  с  отм.  +16.000 
до  отм.  +150.000)  выполнялось  в  соответствии  с  СН 
РК 
1.04-04-2002 
«Обследование 
и 
оценка 
технического  состояния зданий  и сооружений» [1].  
Дымовая  труба  представляет  собой  решетчатую 
четырехгранную 
в 
плане 
пространственную 
конструкцию, 
состоящую 
из 
двух 
частей, 
с 
расположенным  в  ней  газоотводящим  стволом. 
Нижняя  пирамидальная  часть  (основание  башни) 
находится  между  отм.  0.000  и  46.000.  Верхняя 
призматическая  (выдвигаемая  часть)  находится  между 
отм. 46.000  и 150.000. 
Геометрические  размеры  металлоконструкций 
газоотводящего  ствола  кратны  высоте  монтируемого 
блока,  равной  10  метрам.  Пояса,  раскосы  и  распорки 
дымовой  трубы  запроектированы  из  труб,  а 
конструкции  площадок  –  из  прокатных  профилей. Для 
подъема  людей  предусмотрена  вертикальная  ходовая 
лестница  с  переходами  на  площадках.  Металлический 
газоотводящий 
ствол 
представляет 
собой 
цилиндрическую  оболочку  диаметром  7000  мм.  На 
отм.  14.800  и  26.600  к  газоотводящему  стволу  под 
углом  90°
 
примыкают  два  подводящих  газохода 
диаметрами  4512  мм  и  5412  мм  соответственно.  На 
отм.  +141.000  на  площадке  размещены  четыре 
гасителя  колебаний  маятникового типа. 
Исследование 
напряженно-деформированного 
состояния конструкций дымовой трубы 
Одним 
из 
важных 
этапом 
экспертного 
обследования,  а  также  путей  поиска  по  повышению 
эксплуатационной 
надежности 
объекта  является 
исследование 
напряженно-деформированного 
состояния  конструкции  дымовой  трубы  в  уточненной 
расчетной  схеме  с  учетом  выявленных  дефектов, 
повреждений  и  фактических  действующих  нагрузок 
при 
имеющихся 
физико-механических 
характеристиках  материалов. 
С 
этой 
целью 
произведено 
исследование 
напряженно-деформированного 
состояния 
конструкций  дымовой  трубы,  и  в  результате  анализа 
выявлены  предельные  резервы  несущей  способности 
наиболее  нагруженных  элементов  дымовой  трубы  и 
каркаса,  а  также  предложен  оптимальный  вариант 
перераспределения  их  усилий  к  менее  нагруженным 
элементам.  
Сбор нагрузок 
Коэффициент по назначению здания  принят  γ
п
 =   
Сбор  нагрузок  произведен  на  основе  данных, 
представленных  заказчиком  (чертежи  АР  и  КМ),  и 
результатов  обследования. 
Сбор  нагрузок  представлен  согласно  СН  и П II-23-
81  Стальные  конструкции.  «Нормы  проектирования», 
СН  и П 2.01.07-85  «Нагрузки  и воздействия». 
Вертикальные нагрузки на каркас 
К 
вертикальным 
нагрузкам 
относятся 
собственный  вес  металлоконструкций  каркаса  с 
площадками  и  лестницами  и  вес  отводящей  трубы, 
передаваемый  на  каркас  на  отметках  31.000  м;  81.000 
м  и  141.000  м.  и  загружения  №  (2-5).  На  остальных 
отметках 
на 
каркас 
передаются 
только 
горизонтальные  нагрузки,  возникающие  от  давления 
ветра  на  трубу.  Геометрические  характеристики 
сечения  металлоконструкций  приняты  по  чертежам 
ОЗЛ-038-КМ,  листы  (4-15),  разработанным  компанией 
«Металлоконструкция»,  Ленинградским  филиалом 
ПСК  «RECЕРТ». 
Расчет  выполнен  для  каркаса  и  дымовой  трубы  в 
их  совместной  работе,  с  учетом  закрепления 
последней  на отметках  (+31.000,  +81.000  и 141.000). 
Расчетная схема 
Расчетная  схема  составлена  для  каркаса  трубы 
Н = 150  в  целом  в  пространственной  форме  с  учетом 
закреплений  дымовой  трубы  на  отметках  (+31.000, 
+81.000  и  141.000),  и  расчет  выполнен  в  программном 
комплексе  Лира  9.6.  Расчет  элементов  металлических 
конструкций  проводился  по  I и II группам предельных 
состояний.  Для  каждой  расчетной  схемы  принято  7 
схем загружений. 
Постоянная  нагрузка  записана  в  схемах  1,  2. 
Загружение  №  1  содержит  нагрузки  от  собственного 
веса  элементов  систем.  Схема  загружения  №  2  – 
кратковременная  полезная  нагрузка  на  площадках 
диафрагм.  Схема  загружения  №  3  –  временно-
длительно 
действующая  нагрузка  от  пылевого 
воздействия.  Снеговая  нагрузка  приведена  в  схеме  № 
4. Гололедная  нагрузка в схеме  № 5. 
Горизонтальные  нагрузки  на  башню  от действия 
ветра 
Определение  горизонтальных  нагрузок  выполнено 
в соответствии  с [3]  и [6]. 

Раздел  «Транспорт.  Строительство.  Экономика» 

 
 
 
Рассматриваемое  сооружение  находится  в  IV 
географическом районе со скоростным напором ветра 
q  = 48  кгс/м .  Для  проверочного  расчета  принят  тип 
местности  С.  Расчетом  учтено  давление  ветра  на 
элементы  металлоконструкций  каркаса  и  отводящую 
трубу,  распределенное  по  высоте  участков;  давление 
ветра 
заменяется 
погонными 
равномерно 
распределенными нагрузками по длине  грани башни. 
Расчетом 
учитывается 
воздействие 
горизонтальных  погонных  сил  по  двум  возможным 
случаям  давления  ветра:  (схемы  загружения  №№  6, 7). 
При  направлении  ветра  перпендикулярно  ветреной 
грани  башни  (схема  загружения  №  6).  При 
направлении  ветра  по  диагонали  горизонтального 
сечения башни (схема загружения № 7). 
Расчетом  учитываются  статическая  нагрузка  и 
динамическое  воздействие,  вызванное  пульсацией 
скоростного  напора  ветра  от  схем  загружения  №№  6, 
 
Полная 
статическая 
составляющая 
горизонтальной  нагрузки  на  участок  башни  от напора 
ветра:   
 
,
ст
ст
ст
Б
Т
Q
Q
Q


 
 
где 
ст
Б
Q
 – статическая  нагрузка от давления  на 
конструкции  участка башни; 
ст
Т
Q
 – то же, на отводящую  трубу. 
0
,
ст
Б
пр
Q
q
S С
k n
  
 
 
где  q  – напор ветра,  равный 48  ктс/м  (IV  ветровой 
район); 
S – площадь  участка рассматриваемой грани; 
C
пр
 – коэффициент любого сопротивления, 
определяемый по формуле п.18,  таблица  8 [3]; 
k  – коэффициент, учитывающий  возрастание 
скоростного напора ветра по высоте, 
определяемой по 6.5,  табл.7  [3]. 
Коэффициент лобового сопротивления  равен:   
 
(1
),
пр
ф
С
С



 
 
где  С
ф
 – коэффициент,  определяемый по данным 
п.16.,  таб. 8 [3]. 

 – коэффициент,  определяемый по данным п.17, 
таб 8 [3]  в зависимости от υ и в/h. 
 


/
,
ф
x i
x
С
C f
S С





 
 
где  С
x
 – аэродинамический коэффициент, 
принимаемый по п.15,  табл.8  [3]; 

 – коэффициент заложения  рассматриваемого 
участка, который определяется  по формуле: 
 
/ .
фx
i
k
f
S



 
 
Расчетом  учитывается  статическая  нагрузка  и 
динамическое  воздействие,  вызванное  пульсацией 
скоростного напора ветра (4)  [3], 
где  k
ф
 – коэффициент,  учитывающий площадь 
фасонок и принимаемый в соответствии  2 [3] 
равный 1.2; 
ƒ
i
 – площадь  i-го элемента грани на плоскость, 
перпендикулярную  направлению ветра, 
S – габарит грани башни в проекции на 
вертикальную  плоскость. 
Определение  коэффициента  заполнения 

  для 
расчетных  участков  выполнено  в  таблице  4.1[3], 
составленной  согласно  конструктивной  схеме  грани 
башни заполнения. 
Коэффициент 

  определяем  по  указаниям  п.17, 
табл.8  [3]  при  соотношении  высоты  плоской  фермы  к 
расстоянию  между  ними  в
 
/
 
h = 1 
и  значений 
коэффициента заполнения 

  по таблице 5 [4].   
при d
min
   
м; 
5
5
4
4
4 0, 218
1, 4 48
4,952 10
4 10 .
0,145 10
e
d n g
R
v











 

 
Для  трубчатых  элементов  C
xi
  определим  по 
графику  из  таблицы  по  схеме  14  [3]  коэффициент 
лобового сопротивления  С
х
 = k  × C
k∞
 R
e
  × 
–
, 
C
XO
 = 
,  из таблицы  1 по схеме  13 [3]  k
 
C
X
,83·0,66  = 0,5488. 
Для  ферм  из  труб  R
e
,
  × 
–
  × 
–
принимается 

.
 
Определим  коэффициент  лобового  сопротивления 
С
ф
 для  плоской фермы по формуле:  
 
.
ф
xi
i
x
С
C
f S С






 
 
Определяем  коэффициент  сопротивления  C
пр
 
пространственной фермы по формуле  
 


1
.
пр
ф
C
С



 
 
Статическая  составляющая  ветровой  нагрузки  на 
решетчатую 
конструкцию 
башни 
при 
ветра 
перпендикулярна  в плоскости  башни: 
 
0
,
ст
пр
Q
g
S C
K
П

 
 
 
 
для  каждого  участка  по  высоте  башни  с  учетом 
коэффициента K(z); 
Погонная  нагрузка  от  ветрового  давления  по 
длине  грани: 
0
, 1
, 14
;
0, 048 5 0, 60 1, 548 1, 4
0, 3058 тс/м;
.....................................................................................
0, 048 15 0,1819 0, 55 1, 4
0, 0916 тс/м.
ст
Б
пр
ст
Б п
ст
Б п
Q
g
S C
K
П h
Q
Q

 
  

 




 



 
 
Определяем  нагрузку,  действующую  на  башню 
при  направлении  ветра  по  диагонали  башни,  по 
указаниям  схемы  №  17  [3],с  учетом  коэффициента 
k  = 1,2:  (схема загружения № 7).   
, 1
, 1
, 14
2
.
2 1, 2 0, 3058
0, 73 тс/м;
.........................................................
0, 223 тс/м.
ст
ст
Д п
ст
Д п
ст
Д п
Q
k Qi
Q
Q


 



 
Определяем  составляющие  от  действия  ветра  на 
отводящую  трубу  по  участкам,  когда  считаем,  что 
закрепление  трубы  по  горизонталям  выполнено  на 
отметках:  141.000,  81.000,  31.000. 
Статическую 
составляющую 
определим 
по 
формуле: 
 
0
*
*
* ,
mp
c
Q
q
С
K n

 
 

Раздел  «Транспорт.  Строительство.  Экономика» 

 
 
 
в зависимости от: h(м), K(z),  β, С
β
, К  q , где 
– h – высота рассматриваемого участка; 
– q  – скоростной напор ветра, 0,048  тс/м ; 
– К  → h /d; 
–  К  –  коэффициент,  учитывающий  возрастание 
скоростного ветра по высоте. 
Величина 
аэродинамического 
коэффициента 
С
е
 = К С
β
  определяется  в  соответствии  с  указанием 
номера  схемы  12,  б  [3]  и  зависит  от  числа Рейнольдса 
и шероховатости  поверхности  трубы. 
5
5
4
4 7
1, 4 48
158, 2 10
4 10 .
0,145 10
e
R

 




 

 
Тогда  по  графику  12,б,  [3]  при  β =  °,  °,  °,  °, 
°
°, 
°  соответственно: 
С
β
–
 –
 
Значения С
е
 в зависимости от h, K(z), С
β
, К
,
 h  / d; 
и  С
β
 
К   =  1,  а  С
β
 
К   зависит  h   /  d  и  их 
значения приведены в таблице. 
Статический  расчет  пространственной  системы 
выполнен  с  использованием  программного комплекса 
Лира  9.6,  при  этом  определены  усилия  в  элементах 
системы  и  перемещения  их  узлов  от  7  схем 
загружения,  а  также  определены  расчетные  сочетания 
усилий  (далее  РСУ)  от  статических  нагрузок  и 
динамического  воздействия,  вызванные  пульсацией 
скоростного напора ветра от схем загружений 6 и 7. 
Получены  возможные  деформации  и  формы 
колебаний  системы,  а  также  значения  продольных 
усилий  для  всех  схем  загружений.  На  основании 
анализа 
результатов 
значении 
РСУ 
выявлены 
наиболее загруженные элементы вытяжной  башни. 
На  основе  методики  технического  обследования 
эксплуатируемых  зданий  и  сооружений  [1],  а  также  с 
использованием 
результатов 
детального 
инструментального  обследования  и  исследования 
НДС  несущих  строительных  металлоконструкций 
разработаны 
пути 
повышения 
надежности 
и 
долговечности  металлоконструкций  дымовой  трубы. 
При 
этом 
техническое 
состояние 
несущих 
строительных  металлоконструкций  дымовой  трубы  в 
целом оценено как удовлетворительное. 
Для конструкций, техническое  состояние которых: 
– оценено как неудовлетворительное, необходимо 
проведение 
демонтажа 
и 
их 
последующее 
восстановление; 
–  оценено  как  удовлетворительное,  необходимо 
проведение 
текущего 
ремонта 
согласно 
рекомендациям [5]  и ведомости объемов работ. 
Для  остальных  конструкций  рекомендуется  вести 
систематическое  наблюдение  за  их  техническим 
состоянием в процессе дальнейшей  эксплуатации. 
 
Значения C
e
 в зависимости от h высоты вытяжной  трубы 
№ 
h
 
k  
q
кг/м
 
n 

 
0° 
30° 
60° 
90° 
120° 
150° 
180° 
K
 
C
e
 
 
 
 
 
 
 
 
-
 
-
 
-
 
-
 
-
 
K
 
 
 
-
 
-
 
-
 
-
 
-
 
 
 
 
 
 
-
 
-
 
-
 
-
 
-
 
K
 
 
 
 
 
 
-
 
-
 
-
 
-
 
-
 
K
 
 
 
 
 
 
-
 
-
 
-
 
-
 
-
 
K
 
 
 
 
 
 
-
 
-
 
-
 
-
 
-
 
K
 
 
 
 
 
 
-
 
-
 
-
 
-
 
-
 
K
 
 
 
 
 
 
-
 
-
 
-
 
-
 
-
 
K
 
 
 
 
 
 
-
 
-
 
-
 
-
 
-
 
K
 
 
 
 
 
 
-
 
-
 
-
 
-
 
-
 
K
 
 
 
 
 
 
-
 
-
 
-
 
-
 
-
 
K
 
 
 
 
 
 
-
 
-
 
-
 
-
 
-
 
K
 
 
 
 
 
 
-
 
-
 
-
 
-
 
-
 
K
 
 
 
 
 
 
-
 
-
 
-
 
-
 
-
 
K
 
 
 
 
 
 
-
 
-
 
-
 
-
 
-
 
K
 
 
 
 
 
 
 
-
 
-
 
-
 
-
 
K
 
СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ
 
  СН  РК  1.04-04-2002.  Обследование  и  оценка  технического  состояния  зданий  и  сооружений.  Алматы:  KAZGOR,  2003. 
 с. 
  РДС РК 1.04-15-2004. Правила технического  надзора за состоянием  зданий  и сооружений. 
  СНиП  2.01.07-85.  Нагрузки  и  воздействия  (Дополнения.  Раздел  10.  Прогибы  и  перемещения)  /  Госстрой  СССР.  М .: 
ЦИТП Госстроя СССР, 1989. 8 с. 
  Рекомендации  по оценке  надежности  строительных конструкции зданий  и соор ужений по внешним  признакам. М ., 2001. 

Раздел  «Транспорт.  Строительство.  Экономика»
 

 
 
 
  Нугужинов  Ж.С.,  Фендт  Б.Э.,  Нэмен В.Н. Обследование и реконструкция зданий и сооружений. Алматы: Ғылым, 1998. 
315 с. 
  Иванов Ю.В. Реконструкция зданий и сооружений: усиление, восстановление,  ремонт. Воронеж, 2003. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
УДК 666.943.1; 539.219.1; 537.528 
 
Исследование возможностей использования 
золы и шлака низкосортных углей 
Центрального Казахстана в производстве 
строительных материалов 
 
Д.О. БАЙДЖАНОВ, д.т.н., профессор, 
В.К. КОРАБЕЙНИКОВА, к.т.н., доцент, 
И.Т. КОРАБЕЙНИКОВ, магистрант, 
С.А. ШЕВЧЕНКО, магистрант, 
Карагандинский  государственный  технический  университет,  кафедры  ТСМИ и СиЖКХ 
 
Ключевые  слова:  производство,  материал,  строительный,  зола,  летучая,  подовая,  уголь,  низкосортный, 
зольность, оксид кремния, оксид алюминия, золокерамика, золокирпич, глинозем, горение, дисперсность, кварц, 
муллит. 
 
нергосберегающая  и  экологическая  политика 
Республики  Казахстан  как  средство  повышения 
общей  эффективности  народного  хозяйства  и  защиты 
окружающей  среды  включает  основные  мероприятия 
по  замещению  дорогих  и  истощающихся  видов 
природных  материалов  золошлаковыми  отходами 
тепловых  электростанций,  работающих  на  твердом 
топливе,  в  производстве  строительных  материалов  и 
изделий.  Теплоэнергетика  Центрального  Казахстана 
ориентирована  на  использование  твѐрдого  топлива 
для  выработки  электрической  и  тепловой  энергий, 
трансформированных  из  потенциальной  энергии 
топлива.  Большая  часть  затраченных  первичных 
энергоресурсов 
теряется 
в 
виде 
отходов, 
поступающих 
в 
окружающую 
среду 
в  виде 
газообразных  и  твѐрдых  продуктов  сгорания.  Только 
небольшая  часть  твѐрдых  отходов  –  некоторая  доля 
золы  и  шлака  –  используется  в  народном  хозяйстве. 
Трудности,  которые  возникли  в  настоящее  время  с 
использованием  углей  Центрального  Казахстана, 
связаны 
с 
наметившейся 
стойкой 
тенденцией 
ухудшения 
качества 
добываемых 
углей 
и 
неудовлетворительными 
энергетическими 
характеристиками  действующих  парогенераторных 
установок.  
Для  углей  Центрального  Казахстана  характерны 
высокая  зольность,  достаточно  большое  содержание 
связанного  азота  и  малое  содержание  свободного 
оксида  кальция,  без  которого  в  процессе  сжигания 
угля  соединения  серы  не  связываются.  Кроме  того, 
при  сжигании  углей,  в  результате  ряда  физико-
химических 
превращений, 
происходящих 
с 
минеральной  частью,  зола  содержит  в  основном 
муллит  и  кварц,  поэтому  она  весьма  абразивна  и 
имеет 
высокое 
удельное 
электрическое 
сопротивление.  Эти  факторы  не  способствуют 
Э
 

Раздел  «Транспорт.  Строительство.  Экономика»
 

 
 
 
стабильности  процесса  горения,  надѐжности  работы 
оборудования  и  защите  окружающей  среды  от 
загрязнения  золой.  Зольность  топлива  обеспечивают 
минеральные  примеси,  содержащиеся  в  топливе, 
большая  часть  которых  не  связана  с  органической 
массой  топлива.  Присутствие  в  твердых  топливах 
минеральных  примесей  обусловлено  следующими 
причинами: 
1.  Наличие  минеральных  органических  веществ  в 
исходном  органическом  материале,  из  которого 
образовалось  топливо.  Количество  примесей  такого 
происхождения  (солей)  невелико  –  до  0,5%  сухой 
массы топлива.  Их  называют  первичными примесями. 
2.  Накопление  в  залежи  вместе  с  органическим 
материалом  минеральных  веществ, заносимых водой и 
ветром 
и 
образующихся 
в 
результате 
жизнедеятельности  бактерий.  Вместе  с  первичными 
примесями их называют  внутренними примесями. 
3. 
Попадание 
в 
топливо 
минералов 
из 
окружающих 
горных 
пород 
при 
разработке 
месторождения.  Доля  их  зависит  от  геологии  пласта  и 
способа  его  разработки.  С  увеличением  механизации 
добычи  эта  доля  минеральных  примесей  значительно 
возрастает. 
Состав  золы  играет  большую  роль  в  организации 
работы 
парогенераторов 
и 
возможностей 
использования  золы  и  шлака.  Сложные  минеральные 
соединения 
типа 
глинистых 
минералов 
Al O ×2SiO ×2H O, 
полевых 
шпатов 
К О× 
Al O ×6SiO ,  сульфатов  и  карбонатов  СаSO ×2Н О, 
СаМg(СО )   и  других  подвергаются  разрушению  с 
частичным  доокислением  за  счет  кислорода  воздуха. 
В  результате  остаток  после  сгорания  топлива  –  зола  – 
состоит  из  ряда  окислов:  SiO , CaO, MgO, K O, Na O и 
оказывается  в  среднем  на  10%  меньше  исходной 
минеральной  массы  топлива.  Процентное  количество 
золового 
остатка 
по 
отношению 
к 
навеске 
натурального  топлива  называют  зольностью  топлива. 
Зольность  представляет  собой  процентное  количество 
золового  остатка  после  полного выгорания топлива по 
отношению  к  навеске  твердого  топлива  на  сухую 
массу.  В  процессе  сжигания  твердого  топлива,  его 
минеральная 

жүктеу/скачать 6,79 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: