Отримано 13.01.2026
Доопрацьовано 03.02.2026
Прийнято 26.03.2026
Опубліковано 07.04.2026
Взято з Вип. 119, 2026
Сторінки 184 -198
Анотація
У статті розглянуто можливість використання золи-винесення теплових електростанцій (ТЕС) для стабілізації ґрунтів в дорожньому будівництві. Актуальність дослідження обумовлена дефіцитом придатних природних ґрунтів та необхідністю використання промислових відходів для сталого розвитку. Проаналізовано та узагальнено сучасні наукові дослідження щодо впливу золи-винесення у поєднанні з різними активаторами на фізико-механічні властивості ґрунтів. Показано, що введення золи сприяє формуванню цементаційних зв’язків у структурі ґрунту, зменшенню пластичності та підвищенню показників міцності. Ефективність стабілізації ґрунту залежить від вмісту золи, її властивостей та умов тверднення. На основі аналізу наукових джерел обґрунтовано програму та методику проведення експериментальних досліджень, визначено перелік контрольованих властивостей, а також варіації вмісту золи та цементу у сумішах. Шляхом лабораторних експериментів виявлено закономірності зміни властивостей укріплених ґрунтів залежно від вмісту золи. Окрему увагу приділено дослідженню комплексного в’яжучого «зола-винесення – цемент». Доведено, що раціональне поєднання цих компонентів дозволяє суттєво підвищити морозостійкість та тріщиностійкість ґрунтових основ. У роботі деталізовано методику проведення досліджень, а також представлено та проаналізовано результати експериментальних випробувань. Використання золи – перспективний напрям покращення інженерних властивостей ґрунтових споруд, що сприяє зменшенню використання цінних природніх ресурсів за рахунок їх заміни техногенними відходами. Отримані результати свідчать про ефективність стабілізації ґрунтів золою та доцільність подальших досліджень з метою підвищення ефективності дорожнього будівництва та реалізації принципів сталого розвитку
Ключові слова:
зола-винесення, стабілізація ґрунтів, будівництво, дорожнє будівництво, фізико-механічні властивості ґрунтів, укріплення ґрунтів, несна здатність, ущільнюваність ґрунту, земляне полотно, дорожній одяг, транспортна інфраструктура, вторинні матеріали, сталий розвиток, утилізація відходів1. Ignatova O., Sebelev I., Dyatchina A. Use of Heat Power Plants' Ash in Road Construction. XIII International Scientific Conference Architecture and Construction 2020. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 953. 8 p.
2. Derevianko, V. M., Mospan, V. I., Kolokhov, V. V., Dziuban, O. V. and Maltsev, S. V. (2022) Main directions of research on the use of TPP fly ash in the production of building materials, Ukrainskyi zhurnal budivnytstva ta arkhitektury, (1), pp. 38–44. [In Ukrainian].
3. Eskioglou P., Oikonomou N. Protection of environment by the use fly ash in road construction. Global NEST Journal. 2008. Vol. 10, No. 1. P. 108–113.
4. Arora S., Aydilek A. H. Class F fly ash amended soils as highway base materials. Journal of Materials in Civil Engineering. 2005. Vol. 17, No. 6. P. 640–649.
5. Trzebiatowski B. D., Edil T. B., Benson C. H. Case study of subgrade stabilization using fly ash: State Highway 32, Port Washington, Wisconsin. Recycled Materials in Geotechnics. 2004. P. 123–136.
6. Mahvash S., López-Querol S., Bahadori-Jahromi A. Effect of class F fly ash on fine sand compaction through soil stabilization. Heliyon. 2017. 27 p.
7. Amadi A., Osu A. Effect of curing time on strength development in black cotton soil–quarry fines composite stabilized with cement kiln dust. Journal of King Saud University – Engineering Sciences. 2018. Vol. 30, No. 4. P. 305–312.
8. Mishra B., Gupta M. K. Use of randomly oriented polyethylene terephthalate (PET) fiber in combination with fly ash in subgrade of flexible pavement. Construction and Building Materials. 2018. Vol. 190. P. 95–107.
9. Phummiphan I. et al. Stabilisation of marginal lateritic soil using high calcium fly ash-based geopolymer. Road Materials and Pavement Design. 2016. Vol. 17, No. 4. P. 877–891.
10. Karami H. et al. Use of secondary additives in fly ash based soil stabilization for soft subgrades. Transportation Geotechnics. 2021. Vol. 29. 20 p.
11. Sarkar R., Devi D., Kumar T. S. Experimental studies on fiber reinforced soil stabilized with lime and fly ash. International Journal of Integrated Engineering. 2024. Vol. 16, No. 5. 13 p.
12. Sokolov, O. V. (2024) Improvement of the technology for producing asphalt concrete mixtures with fly ash for the construction of pavement layers. PhD Thesis (Specialty 192 Building and Civil Engineering). Kyiv: National Transport University. [In Ukrainian].
13. Kumar T. A., Thyagaraj T., Robinson R. G. Swell–shrink behaviour of fly ash-stabilised expansive soils. Proceedings of the Institution of Civil Engineers: Ground Improvement. 2022. P. 160–171.
14. Prabakar J., Dendorkar N., Morchhale R. K. Influence of fly ash on strength behavior of typical soils. Construction and Building Materials. 2004. Vol. 18, No. 4. P. 263–267.
15. Alawi A. et al. Enhancement of the existing soil strength using the waste materials as a stabilization resource for sustainable development. Materials Today: Proceedings. 2023. 6 p.
16. Simatupang M. et al. The mechanical properties of fly-ash-stabilized sands. Geosciences. 2020. Vol. 10. P. 132.
17. Khan F., Das B., Dewanga N. Determination of geotechnical properties and stability of expansive soil using fly ash. Walailak Journal of Science and Technology. 2021. 18 p.
18. Noaman M. F., Khan M. A., Kausar A., Hassan A. A review on the effect of fly ash on the geotechnical properties and stability of soil. Cleaner Materials. 2022. Vol. 6. Article 100151. 14 p.
19. Bitar M. A., Ghida I. A., Jaber L. Using fly ash-plastic mesh bags wastes mixture as a recoverable resource for soil stabilization. International Journal of Geotechnical Engineering. 2024. Vol. 18, No. 3. 16 p.
20. Deng C., Jiang Y., Tian T., Yi Y. Laboratory mechanical properties and frost resistance of vibration-compacted cement–fly ash slurry and cement–fly ash-treated macadam mixtures. Construction and Building Materials. 2023. Vol. 397. 12 p.