1 апта

Мақсат

• жаңбыр суын жинауды және сақтауды үйрену
• жаңбыр суын шаруашылыққа пайдалану жолдарын білу
• инженерлік құрылыстарды жоспарлауды және салуды үйрену
• ынтымақтаса жұмыс істеуді, топпен жұмыс жасауды үйрену

Күтілетін нәтижелер

Оқушылар келесі ұғымдарды меңгеруі тиіс:

• жаңбыр суын жинау жүйелерін жобалау
• жаңбыр суын шаруашылық мақсатта пайдалану
• инженерлік объектілерді жоспарлау және салу
• мұғаліммен және басқа студенттермен ынтымақтастықта қарым-қатынас жасау
• жаңбыр суын жинау жүйесінің кем дегенде бір түрі

Пәнаралық байланыс

• Химия (суды сіңіретін жолдың құрамы мен құрылымымен танысу)
• Физика (су сорғышымен жұмыс)

Кіріспе

Көлік желілері кез келген елдің экономикалық қызметінің негізінде жатыр. Төтенше ауа-райы оқиғалары кезінде көлік инфрақұрылымы зақымдалуы мүмкін, бұл адамдардың қауіпсіздігіне қауіп төндіреді және елеулі бұзылулар мен соған байланысты экономикалық және әлеуметтік зардаптарды тудырады. Су тасқыны, әсіресе, жауын-шашынның салдарынан болғаны  ауа-райының қолайсыздығынан көлік саласын бұзудың негізгі себебі болып табылады. Бұл мәселені шешудің бір жолы – өздерінен су өткізуге қабілетті арнайы құрылымы бар жолдарды пайдалану [1]. 

Ақылды жол – бұл жол төсемі ретінде пайдаланылатын кеуекті материал, жол бетінен суды лезде ағызуды қамтамасыз етеді. Мұндай жолдардың бетонының үстіңгі беті араларында ұсақ тесіктері бар қиыршық тастар қабатынан тұрады. Бұл тесіктер судың өтуіне және қабаттың кеуекті болуына мүмкіндік береді. Оның астында әртүрлі мөлшердегі қиыршық тастары бар түйіршікті қабаттар тізбегі жатыр. Бұл қабат судың астыңғы топыраққа сіңуіне мүмкіндік береді, немесе суды ағызу үшін бетонның астына дренаж жүйесі салынады. Дренажды суды тұрмыстық қажеттіліктерге пайдалануға болады [2]. 

Пайдаланған әдебиеттер:

[1] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1361920916308367 

[2] http://kinooze.com/roads-that-absorb-water-like-sponge/

Ендеше, шағын зертхана жасап, суды сіңіретін жол төсемін өз бетінше әзірлейік. 

Алдымен, ақылды жабынды әзірлеу үшін қандай материалдар қолданылатынын зерттеу керек, мысалы:

1. Қиыршық тас немесе гравий (мөлшері неғұрлым аз болса, ол ылғалды жақсы өткізеді).

2. Құрылыс цементі.

Терминология

·      Қиыршық тас пен гравий – әртүрлі көлемдегі түйіршіктерден (тас кесектерінен) тұратын сусымалы материалдар. Олар табиғи шыққан. Олардың арасындағы айырмашылық мынада: қиыршық тас – октанды жыныстар, тау жынысының өз бетінше бұзылуы нәтижесінде, ал гравий – октанды емес (бейорганикалық) тау жыныстары механикалық әсер ету нәтижесінде пайда болады. Қиыршық тас пен гравий сынықтардың басым мөлшеріне қарай: ірі (5-10 мм), орташа (2,5-5 мм) және ұсақ (1-2,5 мм) болып бөлінеді. Гравий арасындағы бос орындарда ұсақ түйіршікті материал болуы мүмкін.

Қиыршық тастың химиялық құрамы:

Минералды құрамы		Аты	Құрамы,%
1	SiO2	Кремний диоксиді, не кремнезем	48-65%
2	Al2O3	Алюминий оксиді, не глинозем	15-18%
3	CaO	Кальций оксиді, не сөндірілмеген әк, не кирабит	3.5-10.5%
4	MgO	Магний оксиді, не күйдірілген магнезия, не магний тотығы	2.1-7.2%
5	SO3	Күкірт оксиді, немесе күкірт ангидриді	0.38-1.01%
6	Fe2O3	Темір оксиді, не гематит, не темір тотығы	7.0-12.5%

Гравийдің химиялық құрамы: Тау жыныстарының минералогиялық және петрографиялық құрамының әртүрлілігін ескере отырып, гравийдің құрамында минералды граниттер, кварцтар, дала шпаттары және мәрмәр болуы мүмкін.

·   Цемент – негізгі құрылыс материалының бірі ретінде қолданылатын жасанды бейорганикалық байланыстырғыш. Сумен әрекеттескенде пластикалық масса түзеді, кейін ол қатып, тас тәрізді денеге айналады. Негізінен бетон және құрылыс ерітіндісін жасау үшін қолданылады.

Цемент клинкер мен гипсті ұсақ ұнтақтау арқылы алынады. Клинкер – кальций силикаттарының басым болуын қамтамасыз ететін белгілі бір құрамдағы әктас пен саздан тұратын біртекті шикізат қоспасын агломерациялау үшін біркелкі күйдіру өнімі.

Клинкерді ұсақтау кезінде қоспалар енгізіледі: қату уақытын бақылау үшін СaSO4·2H2O гипс, кейбір қасиеттерін жақсарту және цементтің өзіндік құнын төмендету үшін 15%-ға дейін белсенді минералды қоспалар (колчеданды шлактар, түтін шаңдары, бокситтер, құмдар).

Цементтің химиялық құрамы:

Минералды құрамы		Аты	Құрамы,%
1	СаО/CaS	Күкірт оксиді/Күкірт сульфиді	67%
2	SiO2	Кремний диоксиді, не кремнезем	22%
3	Al2O3	Алюминий оксиді, не глинозем	5%
4	Fe2O3	Темір оксиді, не гематит, не темір тотығы	3%
5	MgO/P2O5/Cr2О3	Магний оксиді/Фосфор оксиді/Хром оксиді	3%

Практикалық бөлім

1-қадам. Бір рет қолданылатын резеңке қолғаптарды киіңіз. Жұмыс аймағын және барлық қажетті материалдарды дайындаңыз.

!!! Қанша қиыршық тас қоссаңыз, су соғұрлым жақсы өтеді.

• – Қиыршық тас немесе қиыршық тас 1 кесе – 250 гр
• – Цемент 1/3 кесе – 80 гр
• – Су – 1/3 кесе – 100 мл
• – ерітіндіге арналған ыдыс – 1 дана.
• – Пішінге арналған алдын ала безендірілген тағамдар – 1 дана.
• – Пленка – өлшемі 30 * 50 мм
• – Шашлык (қалың) / қасық – 1 дана
• – Бір рет қолданылатын резеңке қолғаптар

2-қадам. Ыдыс-аяққа 1 кесе қиыршық тас (қиыршық тас) және 1/3 кесе цемент құйыңыз. Цемент қиыршық тастан үш есе аз болуы керек. Содан кейін 1/3 кесе немесе 100 мл су құйыңыз.

3-қадам. Барлығын мұқият араластырыңыз. Алынған қоспасы сұйық немесе тым тығыз болмауы керек. 

4-қадам. Суретте көрсетілгендей қоспаны алу керек.

Қадам 5. Жолды төсеуге арналған пішін ретінде бір рет қолданылатын ыдыс-аяқты дайындаңыз. Пленканы қойыңыз

6-қадам. Дайын қоспаны қалыпқа құйып, тегіс тегіс бетке қол жеткізу үшін оны қолыңызбен қатайтыңыз. 

Қадам 7. Цемент толығымен қатайғанша 2-3 күн қалдырыңыз. 

Сізге кеуекті ылғалды сіңіретін асфальт алу керек. Асфальт бұл жолдың кеуектілігін құрайтын қиыршық тас (қиыршық тас) есебінен суды өткізеді.