ЖОЛ ҚҰРЫЛЫСЫНДА ШИКІЗАТ ҚҰРАМЫНА

16 
 
құрылысы, асфальттыбетон технологиясы, құрылыс материалы. 
 
Аннотация
 
В  данной  работе  описаны  характеристики  асфальтосмолистопарафинистых  отложений 
(АСПО). Рассмотрены методы применения АСПО в качестве вторичных материальных ресурсов в 
строительстве дорог. Показаны результаты проведенных исследований на составу нефти и АСПО 
методом  хроматографического  анализа  на  хромато-массспектрометре  Agilent  7890N/5975  и 
определены полосы поглощения АСПО в ИК-Фурье спектрометре Shimadzu IRP restige 21. 
В  инфракрасных  спектрах  АСПО  наблюдаются  характерные  полосы  поглощения 
углеводородов в области 2847-2953  см
-1
,   наблюдается валентные колебания С-Н связи, в области 
1462  и  1377  см
-1
  наблюдаются  деформационные  колебания  метильных  групп.  Поглощения  в 
области  719-727  см
-1
  соответсвует  колебаниям  метиленовых  групп.  Исходя  из  этого,  можно 
сделать вывод, что АСПО состоит из углеводородов. 
Окисление  АСПО проводили в присутствии катализатора КМnО
4
 при  температуре 180
0
С в 
течение 5 часов: каждый час отбирали пробу и снимали инфракрасные спектры, чтобы следить за 
процессом окисления. 
После  проведения  окисления  были  сняты  инфракрасные  спектры  полученного  продукта.  В 
ИК  спектрах  полученного  продукта  кроме  вышеназванных  полос  поглощения  соответствующих 
углеводородной связи наблюдается полоса поглощения при 1717 см
-1
. Полоса поглощения данной 
области является характерным для карбоновых кислот. 
Таким  образом  был  проведен  анализ  с  помощью  инфракрасной  спектрометрии  исходного 
АСПО. По результатам анализа выявлено, что исходное сырье состоит из углеводородов. 
Ключевые  слова:
  нефтеотход,  асфальтосмолистопарафинистые  отложения  (АСПО), 
дорожное строительство, технология асфальтобетона, строительный материал. 
 
Annotation 
Characteristics of asphalt resinous paraffin deposition (ARPD) are described in the current article. 
Usage  methods  of  APPD  as  secondary  material  resources  are  considered  in  the  construction  of  roads. 
Results  of  researches  on  the  composition  of  oil  and  ARPD  by  chromatographic  analysis  method  on 
chromato-mass-spectrometer  Agilent  7890N/5975  are  shown  and  the  defined  absorption  band  of  ARPD 
in the FT-IR spectrometer Shimadzu IRP restige 21 has been studied. 
In  the  infrared  spectral  there  paraffin  hydrocarbons  characteristic  absorption  bands  in  the  region 
2847-2953 cm-1 is observed C stretching vibrations of the CH bond in the region 1462 and 1377 cm-1 are 
observed bending vibrations of the methyl groups. Absorption in the region 719-727 cm-1 corresponds to 
vibrations of methylene groups. From this we can conclude that ARPD consists of paraffin hydrocarbons. 
Oxidation was carried out in the presence of the ARPD of the catalyst at a temperature of KMnO4 
1800S  for  5  hours,  every  hour  a  sample  was  removed  and  infrared  spectra  to  monitor  the  oxidation 
process. 
After  the  oxidation  the  infrared  spectra  were  taken  of  the  product  obtained.  The  IR  spectr  of  the 
product obtained besides the above mentioned absorption bands corresponding hydrocarbon connections, 
absorption  band  is  observed  at  1717  cm-1.  Band  absorption  of  this  area  is  characteristic  of  carboxylic 
acids.  Thus  there  was  an  analysis  by  infrared  spectrometry  original  ARPD.  According  to  the  analysis 
revealed that the feedstock comprises hydrocarbons. 
Key  words:  oil  waste,  asphalt  resinous  paraffin  deposits  (ARPD),  road  construction,  asphalt 
concrete technology, building material. 
 
Қызылорда  облысындағы  техногенді  қалдықтардың  мол  мөлшерінің  біріне  мұнай 
қалдықтары  жатады.  Жыл  сайын жинақталған  қауіпті  мұнай  қалдықтарының  көлемі  жер 
ресурстарын  бірнеше  жылдар  бойы  пайдалануға  жарамсыз  етеді.  Мұнай  қалдықтары 
табиғи ортаның  барлық компоненттеріне (жер бетіндегі және жер асты сулары, топырақ-
өсімдік жамылғысы, атмосфералық ауаға және тірі ағзалар) кері әсерін тигізеді. 
Көптеген  мұнай  өндіруші  кен  орындарында  түзілген  мұнай  шламдары  мен 
қалдықтарын  жою  арнайы  көму  орындарында  сақтау  шаралары  арқылы  ғана  жүзеге 
асырылып келеді. Бұл уақытша іс-шара болып табылады. 
Осы  мәселелерді  түбегейлі  зерттеп,  сараптай  отырып,  мұнай  қалдықтарын  қайта 
өңдеу  арқылы  тиімді  пайдалану  әдістерін  қарастыруымыз  қажет.  Бұл,  біріншіден  – 

17 
 
қоршаған ортаға техногенді әсерді азайтады, екіншіден – қалдықтарды сақтауға төленетін 
төлем  мөлшерін  төмендетеді,  үшіншіден  –  қайта  өңдеуден  алынған  өнімді  әрі  қарай 
өндірісте, экономика салаларында қолданып пайда табуға болады. 
Қазіргі  уақытта  мұнай  өндіруші  кен  орындарында  түзілген  мұнай  қалдықтарын 
екінші  шикізат  көзі  ретінде  пайдаға  асыру  мәселесі  түбегейлі  шешілді  деп  айтуға 
болмайды. 
Жүргізілген  зерттеу  жұмыстары  құрамында  парафин  мөлшері  жоғары  мұнай  кен 
орындарындағы түзілген қалдықтарды пайдаға асыру мәселесін шешуге арналды және ол 
ерекше ғылыми ізденіс туғызды. 
Топырақты  парафинді  мұнай  араластырылған  гравийлермен  және  щебеньдермен 
беріктендіру  асфальтбетонның  физико-механикалық  қасиеттерінің  артатынын  және 
жолдың мұнайлы минералдық бетінің пайда болуын жылдамдататынын көрсетті. 
Парафинді  мұнай  қалдықтарының  (АШПШ)  тұтқырлығы  битумға  қарағанда 
айтарлықтай  төмен  болғандықтан  топырақты  өңдеген  кезде  ол  жеке  агрегаттарды  сіңіре 
отырып,  олармен  араласып  жақсы  тартады.  Мұнай  араласқан  топырақтың  сіңіру  қасиеті 
битумға  қарағанда  жоғары  болады.  Топырақты  парафинді  мұнай  қалдығымен  өңдегенде 
жоғары  гидрофобтық  сақталады,  бірақ  битумға  қарағанда  тұтқырлығы  аз  болғандықтан 
механикалық беріктігі төмендеу болады. 
Асфальтты 
шайырлы 
парафинді 
шөгінділері 
(АШПШ) 
көбінесе 
жоғарғы 
тұтқырлықтағы қара-қошқыл немесе қара-қою жақпа тектес масса болып келеді. Олардың 
құрамында  көбінесе  органикалық  материалдар  (жоғары  молекулярлық  қоспалар,  оны 
өндіру, 
тасымалдау 
және 
сақтау 
кезінде 
мұнайда 
тіпті 
ерімейтін 
және 
дисперсияланбайтын)  және  органикалық  емес  (құм,  саз,  тұз,  су)  материалдар  бар. 
Ұңғымалармен  мұнай  жинау  жүйелеріндегі  АШПШ  құрамында  орташа:  парафин  –  12-
86%,  шайыр  –  0,8-20%,  асфальтен  –  0,3-45%,  майлар  6,5-50%  және  органикалық  емес 
қоспалар – 0-37% шамасында болады [1-3]. 
Қайтарма  материалдық  қор  ретінде  АШПШ  пайдалануды  бағалау  кезінде:  ұқсас 
қалдықтарды  пайдаланудың  әлемдік  практикада  қолданылатын  тәжірибелерін;  өңірлік 
жағдайларды; 
өңделмеген 
АШПШмен 
байланысты 
экологиялық 
мәселелерді; 
шөгінділердің  бастапқы  сипаттамаларын  және  олардың  зерттелетін  материалдардың 
құрамы 
мен 
қасиеттеріне 
ықпалын; 
пайдалану 
кезінде 
АШПШ 
негізіндегі 
конструкциялардың,  материалдар мен  өнімдердің  экологиялық қауіпсіздігін және оларды 
алудың  технологиялық  үдерістерін  оңтайландыру  қажеттілігін  ескеру  керек.  Сондықтан 
өнімде  пайдалану  жолымен  АШПШ  пайдалану  мәселелерін  шешу  жөніндегі  зерттеулер 
блогы  зерттелетін  құрамды  оңтайландыру  тәсілдерін  анықтайтын  бір-біріне  өзара 
байланысты және әсер ететін факторлар кешені болып саналады (1-сурет). 
Мұнай  қалдықтарын  жол  құрылысында  пайдалану  мәселелерін  көптеген  ғалымдар 
зерттеп, ғылыми еңбектерінде қорытынды тұжырымдарын жариялады. Атап айтсақ, олар: 
Некрасов К.П., Ильясов Б.Ф., Плотникова И.А., Рацен З.Э., Богомолов Ю.Н., Мухутдинов 
Р.К., Литвиненко В.И., Минигазимов
 
Н.С., Антропов А.И., Печеный Б.П.
 
және т.б. 
ИҚ-спектрометр  әдісімен  мұнайдың  асфальтты  шайырлы  парафинді  шөгінді 
қалдықтарының  функционалдық  топтарын  анықтау  мақсатында  Қызылорда  облысы 
аймағында  орналасқан  мұнай-газ  кен  орындарынан  алынған  мұнайдың  құрамы  мен 
құрылымын анықтау үшін ИҚ-спектроскопия әдісімен талдау жасалды. ИҚ-спектроскопия 
әдісі зерттелетін заттың  сапалық және сандық талдауын  анықтауда кеңінен  қолданылады 
[4, 5]. 
Инфрақызыл  (ИҚ)  облысы  бойынша  жұтылу  спектрі  IR  Prestige-21  ИК-фурье 
спектрометрінде (Shimadzu, Жапония) жүргізілді. 
Прибор  өте  жоғары  сапалы,  сигнал  мен  шу  қатынасының  сезімталдылығы  40000:1. 
Басты ерекшелігі оптикалық жүйе айнасы алтыннан жасалынған, инфрақызыл аумағында 
зат  молекулалары  сәулені  шағылыстырып,  жұту  арқылы  белгі  береді  және  ол 
автоматтандырылған түрде қағазға түсіріледі. Талдау тез әрі сапалы жасалады. 

18 
 
Қазіргі  таңда  спектроскопия  әдісі  қатты  және  сұйық  заттардың  наноқұрылымын 
зерттеудің  негізгі  әдістерінің  бірі  болып  саналады.  Аталған  әдісті  мұнай  өндіруші  кен 
орындарында  пайда  болатын  қатты  мұнай  қалдықтарының  химиялық  құрамын  зерттеуге 
пайдалану  қоршаған  ортаны  қорғаумен  қатар,  асфальт-шайыр-парафин  шөгінділерін  іс-
тәжірибеде қолдануда маңыздылығы жоғары [6, 7, 8]. 
Талдау  жұмыстары  үшін  Құмкөл,  Арысқұм,  Ащысай  және  Ақшабұлақ  кен 
орындарынан алынған мұнай және  қатты мұнай  қалдығы (АШПШ)  үлгі ретінде алынды. 
АШПШ-нің  құрамын  талдау  жұмысы  портативті  рентгенфлуоресцентті  кристал 
дифракционды сканерлеуші «Спектроскан» спектрометрінде жүргізілді. 
Рентгенфлуоресцент қондырғысында ең бірінші талданатын үлгіге рентген сәулесі 
жіберіледі  де,  нәтижесінде  үлгі  рентген  диапазонында  сәулеленеді  [9,  10].  Екінші  қайта 
сәулелену кезінде спектрлі құрамы талданатын үлгі құрамындағы элементтерін көрсетеді. 
«Спектроскан»  қондырғысында  LiF  (200)  кристалы  қолданылады,  кристалды 
торлардың бұрыштарының ара-қашықтығы (2d) 0,4 нм-ге тең.  
Мұнай  және  АШПШ  құрамын  Agilent  7890N/5975  хромато–масс  спектрометрінде 
хроматографиялық 
талдау 
әдісі 
химиялық 
және 
физикалық 
қасиеттері 
ұқсас 
компоненттерді және күрделі қоспаларды бөлуге негізделген [11, 12]. 
 
а)                                                                                             б) 
 
Сурет 2 - Арысқұм-Құмкөл кен орнында мұнай тасымалдау  
құбырларынан алынған қатты мұнай қалдығы (АШПШ) 
 
2-суретте  кәсіпшілік  құбырларды  механикалық  жолмен  (скребок  арқылы)  тазалау 
кезінде  алынған  қатты  мұнай  қалдығы  -АШПШ  (а)  және  зерттеу  үшін  үлгі  салынған 
арнайы ыдыстағы АШПШ (б) көрсетілген. 
Хроматография әдісінде қоспаның компоненттері екі фаза арасында (қозғалатын және 
қозғалмайтын)  таралады.  Тиімділігі  жоғары  хроматографиялық  әдісте  тасымалдағышсыз 
колонка  қолданылады,  ал  қозғалмайтын  фазаның  пленкасы  колонканың  ішкі  бетіне 
қондырылады.  Хроматографиялық  әдіс  қазіргі  кезеңде  ұшқыш  қосылыстар  мен  күрделі 
қоспаларды талдауда әмбебап әдіс болып табылады [13, 14]. 
Төменде  Құмкөл,  Арысқұм,  Ащысай  және  Ақшабұлақ  кен  орындарынан  алынған 
асфальт-шайыр-парафин шөгінділерінің ИҚ спектрлері келтірілген (3-6 суреттер). 

19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Белгілі технология-
ларды талдау 
Аймақтық 
шарттар 
Экологиялық 
мәселелер 
АШПШ негізіндегі 
өнімдер мен 
конструкциялар 
Материалдың 
құрамын әзірлеу 
Өндіріс технологиясы 
АШПШны екінші ретті шикізат материалы ретінде қайта пайдаланудың мүмкіндіктері
 

 
Өнеркәсіп саласы 

 
Алынған өнім 

 
Өнімдегі мұнай 
қалдығының саны 

 
Мұнай қалдығы ның 
түрі 

 
Мұнай қалдығы ның 
құрамы 

 
Мұнай қалдығын 
қолданудың техни-
калық нәтижесі 

 
Түзілген және 
депонирленген 
АШПШның 
көлемі 

 
АШПШны 
сақтау 

 
Тасымалдау
 

 
Өнімді сату 
мүмкіндігі
 

 
АШПШны қайта 
өңдеу 

 
Қоршаған ортаға 
эмис-сиясы 

 
Жерді сақтау 

 
Жерді қайтару 

 
Жер асты және 
жер үсті сулар 
ын қорғау 

 
Атмосфераны 
қорғау 
 

 
ҚТҚ полигонының 
сүзугеқарсы экраны 

 
Гидроизоляциялық 
жабын 

 
Жабындардың 
мастикалық қабаты 

 
Консервациялық 
майлар 

 
Отын брикеттері 

 
Экономикалық 
негіздеу 

 
Алынған АШПШ 
(құрамы, қасиеті) 

 
Қоспалар 
(қалдықтарды 
пайдалану 
мүмкіндігі) 

 
Тиімді құрамын 
негіздеу 

 
Өзара әрекет-
тесудің физико-
химия лық процесі 

 
АШПШны алдын ала 
әзірлеу 

 
Өзара әрекеттесу дің 
тиімді шарты 

 
Жұмысты 
орындаудың мерзімі 

 
Механизмдер мен 
жабдықтарды таңдау 

 
Технологиялық 
үдерістің ұзақтығы 
Қайта пайдалану 
технологиясын таңдау 
АШПШмен 
жұмыс жасау 
жүйесін, әдіс-тері 
мен 
оңтайландыру 
мерзімін бағалау 
Материалға 
қойылатын 
экологиялық 
талаптар 
Материалға қойлатын 
техникалық талаптар 
Берілген қасиеттерге 
ие материал 
Оңтайландырудың 
технологиялық 
тәсілдері 
АШПШны өнімге қайта пайдалану
 
 
Сурет 1 - АШПШны екінші материалдық ресурс ретінде пайдалану құрылымы 
 

20 
 
 
 
Сурет 3 - Құмкөл кен орнындағы АШПШның ИҚ спектрі 
 
 
Сурет 4 - Арысқұм кен орнындағы АШПШның ИҚ спектрі 
 
Сурет 5 - Ащысай кен орнындағы АШПШның ИҚ спектрі 
 
 
Сурет 6 - Ақшабұлақ кен орнындағы АШПШның ИҚ спектрі 
 
ИҚ спектрінде  түсірілген асфальт-шайыр-парафин шөгінділерінің жұтылу спектрлері 
метилді  (2954-2852  см
-1
),  метиленді  (1463-1377  см
-1
),  метинді  (721  см
-1
)  топтардағы 

21 
 
көмірсутегілердің құрылымын көрсетеді. 
Талдау  жұмыстарының  нәтижесінде  кен  орындарында  түзілген  қатты  мұнай 
қалдықтарының құрамы негізінен парафинді көмірсутегілерден тұратынын көрсетеді. 
Зерттеу  жұмыстарының  нәтижесі  бойынша  алынған  спектрлерді  талдау  барысында 
кен орындарынан алынған мұнай және қатты мұнай қалдықтарының (АШПШ) құрамында 
кездесетін  металлдардың  бірлік  салмағының  негізін  қорғасын,  мышяк,  цинк,  темір 
құрайтыны анықталды. 
Оңтүстік  Торғай  ойпатындағы  мұнай  кен  орындарының  атап  өтетін  ерекшелігі  – 
ұңғымадан  өндірілетін  мұнай  құрамында  орташа  есеппен  16-20%  аралығында  парафин 
кездеседі.  Кен  орындарында  түзілген  қатты  мұнай  қалдықтарының  құрамын  анықтау 
мақсатында жүргізілген зерттеу жұмыстарының нәтижесінде қатты қалдықтардың құрамы 
негізінен парафинді көмірсутегілерден тұратынына көз жеткіздік. 
Біз  мұнай  құрамындағы  н-парафиндердің  әртүрлі  температура  жағдайында  бір 
қалыпты  және  әртүрлі  өсетін  шөгінділердің  құрамы  мен  таралуын  хроматографиялық 
әдісті пайдаланып анықтадық. 
Мұнай құрамындағы парафин мен басқа да жеңіл зиянды заттардың мөлшеріне қарай 
Құмкөл  кен  орны  топырағының  мұнаймен  ластануының  жағдайы  анықталды.  Сонымен 
бірге,  Құмкөл  кен  орны  топырағының  құрамындағы  ауыр  металлдардың  бар  екені 
рентгенфлуоресцентті 
спектроскопия 
әдісімен 
анықталды. 
АШПШ 
құрамын 
рентгенофлуоресцентті  талдау  нәтижесі  көрсеткендей  мұнай  және  қатты  мұнай 
қалдықтарының құрамында әртүрлі ауыр металдардың бар екені анықталды. 
 
Әдебиеттер: 
1.  Оленев Л.M.,  Миронов  Т.П.   Применение  растворителей  и  ингибиторов  для 
предупреждения образования АСПО. –Москва: ВНИИОЭНГ, 1994. -32 с. 
2.  Сизая В.В. // Нефтепромысловое дело. –Москва: Высшая школа, 1982. - № 7. - С. 22-24. 
3.  Юрицын В.Я.,  Соколова  А.Г.,  Калачева  В.Г., Гафнер В.В.  //  Нефтяное  хозяйство.  –
Москва: Высшая школа, 1988. - № 10. - С. 44-47. 
4.  Булатов  А.И.,  Макаренко  П.П.,  Шеметов  В.Ю.  Справочник  инженера-эколога 
нефтедобывающей  промышленности  по  методам  анализа  загрязнителей  окружающей 
среды: в 3 ч. - Москва: ООО "Недра-Бизнесцентр", 1999г. - Ч. 2: Почва.-634 с. 
5.  Жұмағұлов  Т.Ж.,  Сыздықбаев  М.І.,  Ниязова  Д.Ж.,  Аппазов  Н.О.,  Абжалелов  Б.Б.  Қатты 
мұнай қалдығының құрамын ИҚ-спектроскопия әдісімен талдау. //«Перспективы развития 
промышленности  и  аграрного  сектора  Республики  Казахстан:  наука,  инновация,  социально-
экономические аспекты», -Кызылорда, 2010. -33 с. 
6.  Синдо  Д.,  Оикава  Т.  Мир  материалов  и  технологий.  Перевод  с  англ.  С.А.Иванова  –  М.: 
Техносфера, 2006.-256 с. 
7.  Горелик  С.С.,  Скаков  Ю.А.,  Расторгуев  Л.Н.  Рентгенографический  и  электронно-
оптический анализ – М.: МИСиС, 2002. -360с. 
8.  Квасников  Е.И.,  Писарчук  Е.Н.,  Нестеренко  О.А.  //  Успехи  микробиологии.  –Москва: 
ВНИИОЭНГ. 1977. – В. 12. –С 136-163. 
9.  Пул Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнологии. - Москва: Техносфера, 2005. -140с. 
10.  Жұмағұлов  Т.Ж.  Қатты  мұнай  қалдықтарының  наноқұрылымын  рентгенфлуоресцентті 
спектроскопия әдісімен зерттеу // Ақмешіт хабаршысы. –Қызылорда, 2009.-№1. -127-128бб. 
11.  Другов  Ю.С.,  Родин  А.А.  Экологические  анализы  при  разливах  нефти  и 
нефтепродуктов. Практические руководства. -Санкт-Петербург, 2000. 
12.  Жұмағұлов  Т.Ж.,  Таңжарықов  П.А.,  Абжалелов  Б.Б.,  Аппазов  Н.О.,  Шакиров  Б.С. 
Мұнай  және  қатты  мұнай  қалдықтарының  құрамын  Agilent  7890N/5975  хромато–масс 
спектрометрінде  хроматографиялық  талдау  //  Ақмешіт  хабаршысы.  –Қызылорда,  2009.  -
№1.-71-72бб. 
13.  Хмельницкий 
Р.А., 
Бродский 
Е.С. 
Хромато-масс-спектрометрия 
(Методы 
аналитической химии). - М.: Химия, 1984. -216 с. 
14.  Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию: Пер. с 
нем. - М.: Мир, 1997. - 232 с. 
 

22 
 
ӘОЖ
 624.12/.13 
 
ТОПЫРАҚТЫҢ ӨЗ САЛМАҒЫНАН ТУЫНДАЙТЫН КЕРНЕУЛЕР
 
 
Т.И.СЕИТОВ, техника ғылымдарының кандидаты, 
 
А.М.БУДИКОВА,
 техника ғылымдарының кандидаты, 
 
Э.А.КАШАКОВА, магистрант
, 
Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университеті, Қазақстан Республикасы 
 
Аңдатпа
 
Топырақ  өзгергіштігін  зерттеудің  мақсаты  –  іргетас  пен  негізді  есептеуде  қолданылатын 
топырақ  сипаттамаларын  дұрыс  анықтауға  негізделеді.  Бұл  сипаттамалар  физикалық  тұрақты 
шамалар емес, сондықтан да негізгі жұмыс есептеуде қолданылған тәсілге байланысты болады. 
Қазіргі таңда сусіңірімділігі аз саз топырақта тұрғызылған іргетастар мен жер құрылысының 
шөгу  есебі  сызықтық-деформация  теориясы  негізінде  есептеледі.  Бұл  теория  бойынша 
есептеулерді  жүргізу  үшін  топырақ  үлгілерінің  екі  параметрін,  яғни  жалпы  деформация  модулі 
мен бүйір жақ кеңейтілу коэффициентін (Пуассон  коэффициенті) анықтау керек. Сондықтан, бұл 
мақалада  әр  түрлі  тереңдікте  орналасатын  іргетастың  астындағы  сусіңірімділігі  аз  топырақтың 
қандай кернеуде болатынын анықтау жайы қарастырылады. 
Зерттеу  нәтижелері  сусіңірімділігі  әлсіз  келетін  топырақ  үлгілерін  алғанда,  оның  табиғи 
құрылымын  бұзбас  үшін  диаметрі  10  см  кем  емес  жұқақабырғалы  топырақ  құбырын  қолдану 
керектігін көрсетті. Мұндай құбырлы құрал 3м/мин жылдамдықпен топыраққа енеді. Ал, топырақ 
үлгісін  алуда  қағылмалы  және  виброқондырғыларды  қолдану  топырақ  құрылымының 
сипаттамаларына өзгеріс әкеліп, дұрыс мәлімет алынбайды. Сусымалы консистенцияға ие топырақ 
үлгісін алуда тежегіш қалағы бар вакуумсыз топырақ құбырын немесе жұқақабырғалы құбырғалар 
қолданылады. 
Кілт  сөздер:
    іргетас,  әлсіз  топырақ,  негіз,  сусіңірімділікті  сазды  топырақ,  іргетас  шөгуі, 
топырақ деформациясы. 
 
Аннотация
 
Задача  исследований  деформируемости  грунтов  заключается  в  определении  таких 
характеристик,  которые  используются  при  расчетах  фундаментов  и  оснований.  Эти 
характеристики  не  являются  физическими  константами  и  устанавливаются  в  зависимости  от 
применяемого метода расчета. 
В  настоящее  время  расчеты  осадок  фундаментов  и  земляных  сооружений  на  слабых 
водонасыщенных глинистых грунтах ведутся на основе теории линейно-деформируемых тел. Для 
проведения  расчетов  по  этой  теории  необходимо  при  испытаниях  образцов  грунта  определить 
значение  двух  параметров-модуля  общей  деформации  и  коэффициента  бокового  расширения 
(коэффициент Пуассона), поэтому в статье  определяется распределение напряжений в основании 
проектируемого  фундамента  по  теории  линейно-деформированных  тел,  на  основе  чего 
устанавливается,  в  каком  напряженном  состоянии  будут  находиться  слабые  водонасыщенные 
глинистые грунты на различной глубине под подошвой фундамента. 
Исследования  показали,  что  для  минимального  нарушения  природной  структуры  слабых 
водонасыщенных  глинистых  грунтов  при  отборе  проб  следует  применять  тонкостенные 
грунтоносы  внутренним  диаметром  не  менее  10  см,  которые  должны  задавливаться  в  грунт  со 
скоростью  не  выше  3м/мин.  Применение  забивных  и  вибрационных  методов  погружения 
грунтоносов  приводит  к  получению  неправильной  информации  о  свойствах  грунтов.  Для 
глинистых  грунтов  текучей  и  текучепластичной  консистенции  следует  использовать  либо 
безвакуумные грунтоносы с тормозными лопастями и лепестками, либо вакуумные тонкостенные 
грунтоносы.
 
Ключевые  слова:
   
фундамент,  слабые  грунты,  основание,  водонасыщенные  глинистые 
грунты,  осадка фундаментов, деформация грунтов.
 
 
Annotation 
The  article  suggests  a  laboratory  study  of  soil  subsidence.  In  the  past  decade,  many  researchers 
have  noted  considerable  variability  of  physical  and  mechanical  (strength  and  deformability 
characteristics) loess soils and the need to take this into consideration in engineering calculations. 

23 
 
For a comparative analysis of the variability of the South Kazakhstan loess soils properties we have 
conducted  laboratory  studies  of  physical  and  mechanical  properties  of  loess  soil  subsidence  before  and 
after soaking. 
The  advantage  of  laboratory  research  is  the  ability  to  study  processes  taking  into  account  the 
expected spatial variability of loess soils, the time factor, strain state, etc. These methods provide a receipt 
of the  material to the  extent  necessary for the statistical data in  order to identify  correlations among the 
changes in the loess soil moisture regime and their deformability. 
Analyzing  the  results,  we  can  say  that  the  loess  soils  are  characterized  by  varying  both  physical 
strength and deformability characteristics after soaking. With increasing humidity loess loam to full water 
saturation value traction decreased to almost zero, and the angle of internal friction - 1.6 times. Variability 
of loess soils in the grounds of hydro after soaking is an objective quality collapsible loess soils. In turn, 
the large  variability  of soil properties, and their unambiguous  description  is one  of the prerequisites that 
would warrant a determination of the hydraulic movements value and their loess bases on statistical and 
probabilistic basis. 
Key  words:      the  base,  loess  soils,  pressure,  compressive,  subsiding  soils,  compression  modules 
soil. 
                        
Көп  жағдайда  жоғарыда  жатқан  топырақтар  салмағының  ықпалын  тік  кернеуді 
ескерумен  шектеледі.  Кернеу  эпюрасы  біркелкі  топырақ  тереңдігі  бойынша  үшбұрыш 
түрінде, ал қабатты эпюра сынық сызықпен бейнеленеді (abсde сызығы 1-суретке сәйкес). 
 
 
Cурет 1 - 
zg

- топырақтың өз салмағынан туындайтын кернеу эпюрасы  
1- саздақ, 2-құмдақ, 3- сазбалшық 
 
Топырақ  салмағы  бойынша    z  тереңдігіндегі 
zg

  кернеу  келесі  формула  бойынша 
есептелінеді: 



n
i
i
i
zg
h
1


                                                                          (1) 
Төмен  деңгейлі  жер  астындағы  сулар  су  сіңетін  топырақтың  меншікті  салмағы 
өлшенетін  судың  ықпалын  есептегенде  мына  формулаға  сәйкес  қабылданады: 

 

e
w
s
sb



1
/



, мұндағы 
sb

  -  топырақ  пен судың  меншікті салмағының  айырымы. 
Су  өткізбейтін  саз  балшық  пен  саз,  құмнан  тұратын  тау  жынысы  жер  асты  сулы  су 
өткізгіш топырақ қабатымен төселгенде, өлшенетін су ықпалы есепке алынбайды. 
Топырақтың    жеке  салмағының  көлденең  кернеуін  дәл  есепке  алу  мүмкін  емес. 




p
p
y
x









1
/
  теңдігіне  сәйкес  (мұндағы 

  –  топырақ  бүйірін  керу 
коэффициенті  тыныштық  қалпында)  көлденең  керу 
p
р
р
y
x



  теңдігімен, 
str
p
p 
 

24 
 
керуі  әділ  болғанда  берілуі  мүмкін.  Алайда 
z
 табиғилықтан  артық  бола  алмайды, 
x

көлемі 



/
z
x

  формуласымен  беріледі.  Сонда  ғана  топырақтағы  көлденең  кернеу 




/
z
x
z


мөлшерінде түрлене алады. 
Іргетас  шөгуінің  есебі.  Топырақ    деформациясының  табиғаты  мен  түрлері  жүк 
әсерінен  топырақ  негізінде  деформация  тудыратын,  іргетас  пен    оның  айналасындағы 
топырақ бетінің шөгуіне әкеліп соғатын кернеу жағдайы туады.  
        Топырақ  деформациясы  оны  құрайтындар  формасының  өзгеруімен  байланысты. 
Топырақ деформациясының себептері мен түрлері 1-кестесінде жүйеленген. 
 
Кесте 1 - Топырақ деформация түрлерінің  негізгі физикалық себептері 
 
Деформация түрлері 
Деформацияның физикалық себептері 
Серпімді деформациялар: 
- форманың бұзылуы 
 
- көлемнің өзгеруі 
Цементпен  жабылған  коллоидты  заттар  мен  құрылымдық  тордың 
қатты 
бөлігінің 
бұзылуы 
кезінде 
дамитын 
серпімділіктің 
молекулярлық күштердің ықпалы 
Ауаның  тұйық  көпіршіктері,  судың  жұқа  қабығы мен  топырақтың 
қатты бөлігі серпімділігінің молекулярлық күштерінің ықпалы 
Шөгу деформациялары: 
- нығыздалу 
 
 
- созылу 
 
- майысқан жер 
 
- ісіну  
Топырақ  қаңқасы  мен  байланыс  нүктелерінде  оның  жеке 
бөліктерінің  бұзылуы,  бөліктердің  өзара  жылжуы,  уақ  тесікті 
азайтуға  себеп  болатын  (топырақ  компрессиясын)  булы  судың 
сығылып шығуы 
Шегіне  жеткен  кернеу  жағдайы  аумағындағы  бір  жердегі  шөгудің 
дамуы 
Топырақтың  табиғи  құрылымының  күрт  бұзылуы  кезінде  (жібіту, 
еріту және т.б.)  
Электромолекуляр күштерінің ықпалы нәтижесінде қақ айырылған 
әсердің  көрінуі  және  қысымның  төмендеуі  кезінде  ондағы  еріген 
газдың булы судан бөлінуі 
 
 Тұтас  жүк  кезіндегі  топырақ  қабаты  бетінің  соңғы  шөгуінің  анықтамасы 
(нығыздалудың  бір  өлшемді  есебі).  Егер  топырақ  қабаты  бетіне  h  жуандығындағы  тасты 
тұқымға  жататын  2а-суретіне  сәйкес,  р  үдемелілігімен  тұтас  шексіз  жүк  қоса  берілсе, 
компрессиялық  сынақта  бір  өлшемді  есебіне  сәйкес  келетін  топырақ  бүйірлі  кеңею 
мүмкіндігінсіз сығылысумен сыналады. Сондықтан 2б-суретіне  сәйкес  бұл  топырақтың 
компрессиялық қисықтығын пайдалануға болады. 
         Топырақ  қабатынан 
тікбұрышты 
ABCD  параллелепипед  А  табанының 
ауданымен  және  топырақ  деформациясында  ондағы  қатты  бөліктер  көлемі 
өзгермейді.  Топырақтың қатты бөліктері көлемінің  теңдігінен есепке ала отырып, 
деформация теңдігін құрастырамыз: 
h
A
e
Ah
e




2
1
1
1
1
1
 
,  мұндағы 
1
e  - өз салмағынан орта кернеуге тең 
1
p  қысымы әсерінен 
нығыздалған  топырақ  уақ  тесіктерінің  бастапқы  коэффициенті;  е
2
  –  2б-суретіне  сәйкес 
компрессиялы қисығы бойынша анықталатын р қосымша қысымын қоса бергеннен кейінгі 
топырақ майда тесіктерінің коэффициенті; h' - топырақ қабатының соңғы қалыңдығы. 

25 
 
 
Сурет 2 - Тұтас жүк кезіндегі топырақ қабаты бетінің шөгу есебінің сызбасы:  
а - тұтас жүктемемен тиелген топырақ қабаты; б - компрессиялық график
 
 
Бұл  теңдікті  шеше  отырып, 

 

1
2
1
/
1
e
e
h
h




  табамыз  және  бұл  формуланы 
есепке ала отырып, 

 




 

1
2
1
1
2
1
/
1
/
1
1
e
e
e
h
e
e
h
h
h
s










 аламыз. 
Сығылғыштық  коффициент, 
p
e
e
p
p
e
e
m
/
)
(
)
/(
)
(
2
1
1
2
2
1
0





  формуласымен 
анықталатындықтан, 
p
m
e
e
0
2
1


,  олай  болса  бұл  шөгуді  есепке  алғанда  төмендегі 
формуладан шығатыны: 
p
e
m
h
s
0
1

. 
Бұл 
0
1 e
m

  формуласында 
v
m
  қатыстық  сығылғыштық  коэффициенті  болып 
табылатындықтан,  тұтас  жүктеме  кезіндегі  топырақ  қабатының  беті  мынадай  түрде 
болады:  
p
hm
s
v

                                                                            
(2) 
v
m
  топырақтың  қатыстық  сығылғыштық  коффициентін 
0
E
  деформациясының  модулі 
арқылы бере отырып, шөгуді анықтау үшін  формуласын аламыз:  
p
E
h
s
)
/
(
0


                                                                           (3) 
Іргетас  шөгуін  қабаттар  бойынша  есептеу  әдістері.  Бір  жерге  тиген  жүктен 
топырақтағы  кернеудің  шашырап  тарайтынын  ескергенде,  негіздеу  көлемі  мен  түбінде 
оның қарқындылығы азаяды, шөгуді формула  бойынша анықтауға болады (2). Кернеудің 
біртіндеп  өзгеруінен  негіздеу  тереңдігі  бойынша  оның  қалыңдығын  бірнеше  қабатқа 
бөлуге  болады  және  қыртысты  жинақтау  әдісінде  жүзеге  асатын  оның  әрқайсысының 
кернеуін белгілеуге болады. 
Қабатты жинақтау әдісінде алдымен іргетас астында бөлінген 
0
р
 қосымша орташа 
қысымын табады: 
n
II
zg
II
d
p
p
р






0
,
0
                                                          (4) 
мұндағы 
II
p   -  іргетас  асты  бойынша  орташа  қысым; 
0
,
zg

  -  іргетас  асты  деңгейіндегі 
табиғи  жүк; 

  - 
n
d
  табиғи  рельефінен  болған  іргетас  құюдың  тереңдігі  шегіндегі 
топырақтың меншікті салмағы. 
0
p
  біле  тұра,  (4)  формуласы  бойынша 
zр

  кернеуді  анықтайды  және  3а  суретіне 
сәйкес 
zр

 эпюрасын құрады. 

26 
 
 
 
Сурет 3 - Іргетас шөгу есебінің сызбасы: 
а - қабатты жинақтау  әдісімен; б - сызықты - деформацияланған қабат әдісімен. 
 
zр

 үлкендігі тереңдігімен азаяды, сондықтан есептегенде жуандығымен шектеледі. 
Нормалар  Н
с 
сығылғыштық  қалыңдығын  түбіне  дейін  қабылдауды  нұсқайды,  онда 
zp

 
кернеуі табиғи  кернеудің 20% аспайды, яғни шарттың орындалуы: 
zg
zp





2
,
0
                                                                           (5) 
мұндағы 
zg
 
 - табиғи тік кернеу Н
с   
тереңдігінде.  
0
E
  деформация  модулімен  күшті  сығылысқан  топырақ  тереңдігінде  (5)  шартына 
сәйкес келетін 5 МПа тереңдігінен төмен деформация түбіне дейін есепке алынады:
 
 
zg
zp





1
,
0
                                                                            (6) 
Бұл шарттың орындалуын тексеру мақсатында сол масштабта 
zg

 эпюрасын салады. 
Сығымдалған  қалыңдық  шамасындағы 
zg

  мәнін  таба  отырып,  қабатты  топырақты 
қатпарлай  тілу  арқылы  қыртысқа  бөледі.  Бөлінген  тіліктердің  қалың  болған  жағдайда 
оларды 
i
h
 қалыңдығымен қыртысқа бөледі. 
Сығымдалған қабаттың әр қыртысының 
i
zp.

 орташа қысымын біле отырып, іргетас 
шөгуін s түріндегі жекеленген қыртыстар бетінің шөгу жинағын табамыз: 



n
i
i
zp
vi
i
m
h
s
1
/

                                                                     (7) 
v
m
 мәнін ауыстыра отырып, сондай-ақ 

 сумма белгісіне шығара отырып алатынымыз: 



n
i
i
i
zp
i
E
h
s
1
0
.

                                                                          (8) 
 
Қыртысты 
жинақтау 
әдісінің 
негізіне 
топырақтың 
тұтас, 
сызықты-
деформацияланған  дене  екені;  шөгу  тек 
zр

  кернеу  ықпалына  байланысты;  топырақ 
бүйірлі  кеңеюінің  мүмкін  еместігі;  іргетастың  қатты  бола  алмауы  және  деформациялар 
с
Н
 қуаттылығында сығымдалған қабат шамасында қаралатыны салынған. 
Іргетас жүйесі арқылы ғимаратқа күш түскен жағдайда, жүк түскен  әрқайсысы кернеу 
мен көршілес іргетас негіздемесінде деформацияның дамуына алып келеді. 
Осыған  байланысты 
zр

  кернеуін  анықтауда  барлық  көршілес  іргетастардың  жүгін, 
кей жағдайларда территорияда топырақ төсеу және іргетас маңына топырақ бетін толтыру 
керек. 
 

27 
 
 
Әдебиеттер: 
1.
 
СП  50-101-2004.  Проектирование  и  устройство  оснований  и  фундаментов  зданий  и 
сооружений.  
2.
 
Негіздер  және  іргетастар/Б.И.Далматовтың  редакциясы  бойынша  –  М.-Санкт-
Петербург.: АСВ, 2002. – 387б. 
3.
 
Абелев  М.Ю.  Строительство  промышленных  и  гражданских  сооружений  на  слабых 
водонасыщенных грунтах. – М.: Стройиздат, 1998. – 248 с. 
4.
 
Байтасов Т.М., Оразалы Е.Е., Жакулин Ә.С. Геотехника. – Алматы: «Дәуір», 2011-156б. 
5.
 
ҚР  ҚНжЕ  5.01-01-2002  Ғимарат  пен  құрылыс  негізі.-  Астана:  ҚР  МИТ  құрылыс  ісі 
жөніндегі комитет, 2002.- 82б. 
6.
 
Мирцхулава Ц.Е. Опасность и риски на некоторых водных объектах и других системах. 
Виды, анализ, оценка. Том I и II. Тбилиси, Мицниереба, 2003. 
7.
 
Цытович Н.А. Топырақ механикасы.- М.: «Жоғары мектеп», 1983.- 288б. 
8.
 
ҚР  ҚНжЕ  5.01-03-2002.  Бағаналы  іргетастар.  -  Астана:  ҚР  МИТ  құрылыс  ісі  жөніндегі 
комитет, 2002.- 84б. 
9.
 
Далматов  Б.И.  Топырақ  механикасы,  іргетастар  мен  негіздер.-Л.:  «Стройиздат»,  1988.- 
415 б. 
 
 
 
УДК 691.32:691.332:693.54:666.965:666.97 
 
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО И ВЛАЖНОСТНОГО ФАКТОРОВ 
 
НА СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ БЕТОНА
 
 
А.О.УТКЕЛБАЕВА,
 PhD докторант,  С.Т.КАЛМАН, студент,   
Кызылординский государственный университет имени Коркыт Ата, Республика Казахстан 
 
Аннотация
 
Гелиотехнология  с  использованием  солнечной  энергии  для  термообработки  бетона  
разработана  в  Кызылординском  государственном  университете  им.Коркыт  Ата  и  выгодно 
отличается от применяемых методов использования энергии солнца за рубежом. Во всех странах, 
где  применяется  гелиотехнология,  она  строится  на  двухступенчатой  основе;  вначале  солнечной 
энергией нагревается вода или масло, а затем нагретые жидкости подаются по трубопроводам для 
прогрева  бетона  или  для  каких-либо  других  целей.  Включение  в  энергетическую  цепочку 
промежуточного  теплоносителя  существенно  понижает  КПД  технологии  (не  менее,  чем  на  50-
70%),  усложняет  производственную  линию,  требуя  много  дополнительного  оборудования,  и 
удорожает стоимость термообработки. 
Использование  солнечной  энергии  является  перспективным  методом  тепловой  обработки 
бетонов  в  условиях  сухого  жаркого  климата,  возможности  которого  еще  не  исчерпаны.  Сегодня 
необходимы широкие исследования, которые позволили бы развить методы гелиотермообработки, 
новые  разработки    и  способствовали  их  внедрению  в  производство,  и  особенно  важно  развитию 
методов  гелиотермообработки  с  использованием  промежуточного  теплоносителя    в  закрытых 
цехах для различных видов бетона.  
Ключевые  слова
:  Солнечная  энергия,  гелиотехнология,  энергоносители,  гелиоколлектор, 
энергоемкость, гелиотермообработка. 
 
Аңдатпа
 
Бетонды  термоөңдеу  үшін  күн  энергиясын  пайдалану  арқылы  гелиотехнология  Қорқыт  ата 
атындағы  Қызылорда  мемлекеттік  университетінде  әзірленді  және  күн  қуатын  пайдаланудың 
шетелдегі  қолданылатын  әдістерінен  тиімді  ерекшелігі  бар.  Гелиотехнология  қолданылатын 
барлық  елдерде  ол  екісатылы  негізде  құрылады;  алдымен  күн  энергиясымен  су  немесе  май 
қыздырылады,  содан  соң  қыздырылғын  сұйықтықтар  құбыржелі  арқылы  бетонды  қыздыруға 
немесе  қандай  да  бір  басқа  мақсаттарға  беріледі.  Энергетикалық  тізбекке  аралық 
жылутасымалдағышты қосу технологияның ПӘК-ін төмендетеді (50-70% -дан кем емес), көптеген 
қосымша жабдықтарды қажет ете отырып, өндірістік желіні қиындатады, және термоөңдеу құнын 

28 
 
қамбаттатады.  
Күн  энергиясын  пайдалану  құрғақ  ыстық  климат  жағдайларында  бетондарды  жылумен 
өңдеудің  келешегі  үлкен  әдісі  болып  табылады,  оның  мүмкіндіктері  әлі  көп.  Бүгінгі  таңда 
гелиотермоөңдеу  әдістерін,  жаңа  әзірленімдерді  дамытуға  және  оларды  өндіріске  енгізуге 
мүмкіндік  беретін  ауқымды  зерттеулер  қажет,  және  бетондардың  әртүрлеріне  арналған  жабық 
цехтарда аралық жылутасымалдағышты пайдалану арқылы гелиотермоөңдеу әдістерін дамыту өте 
маңызды.         
Кілт 
сөздер: 
Күн 
сәулесінің 
энергиясы, 
гелиотехнология, 
энерготасымалдағыш, 
гелиоколлектор, энергосиымдылық, гелиотермоөңдеу. 
 
Annotation.  
Solar technology for the direct use of solar energy for thermal treatment of concrete was developed 
in  the  Korkyt  Ata  Kyzylorda  State  University  and  favorably  compared  with  the  methods  of  using  solar 
energy abroad. In all countries where the solar technology is applied, it is based on a two-step basis; first 
one  is  a  solar  heating  of  water  or  oil,  and  then  the  delivering  of  heated  liquid  by  pipeline  for  heating 
concrete  or  for  any  other  purpose.  Inclusion  of  intermediate  coolant  into  the  energy  chain  significantly 
reduces  performance  technology  coefficient  (at  least  at  50-70%),  complicates  the  production  line 
requiring a lot of extra equipment and increases the cost of thermal treatment. 
    Using solar energy is a promising method of thermal treatment of concrete in a hot, dry climate. Today 
there is a need in broad investigations to develop methods of helio-thermo-processing, work out new ones 
and  facilitate  their  implementation  in  production,  and  it  is  particularly  important  to  develop  methods  of 
helio-thermo-processing using intermediate coolant in closed workshops for different types of concrete. 
Key  words:
 
solar  technology,  energy,  solar  collector,  power  consumption,  helio  thermal 
processing.
 
 
Жаркая  и  сухая  погода,  вносит  серьезные  осложнения  в  технологию  бетона  и 
вызывает  много  негативных  последствий.  Поэтому  блокирование  деструктивных 
процессов,  возникающих  при  протекании  пластической  усадки  бетона,  вследствие 
интенсивного обезвоживания в условиях сухой жаркой погоды, достигается эффективным 
уходом за бетоном.  
Известно,  что  наибольшее  влияние  на  формирование  структуры  бетона  оказывает 
начальный период его твердения, при котором интенсивно протекают различные физико-
химические и физические процессы [1]. Влиянию обезвоживания бетона, точнее суточных 
влагопотерь  и  связанной  с  ним  величины  пластической  усадки  на  формирование 
структуры и прочность бетона посвящены многие работы. Анализ этих работ показал, что 
основными  критериями  формирования  структуры  бетона  при  твердении  в  условиях 
повышенных  температур  и  пониженной  относительной  влажности  окружающей  среды, 
исследователями  принимались  величины  и  характер  протекания  таких  физических 
процессов,  как  тепловое  расширение  бетона,  его  пластическая  усадка  и  величина 
влагопотерь.  
Особое  место  среди  физических  процессов,  происходящих  в  свежеуложенном 
бетоне  при  гелиотермообработке  занимает  его  обезвоживание.  При  нарушении 
технологии  гелиотермообработки  или  неправильно  ухоженный  бетон  в  жаркую  сухую 
погоду в течение первых суток теряет до 50-70% воды затворения, при этом основная ее 

жүктеу/скачать 2,96 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: