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钢渣稳定土的路用性能研究及应用

李新明  
【摘要】: 我国目前在世界上是主要产钢大国之一,其副产品钢渣的产量每年也超过5000万吨。堆积的钢渣不仅占用大量耕地,且易造成环境污染。目前我国钢渣的利用技术及利用率仍较处于较低水平,与我国提出的冶炼钢渣综合利用率的目标还相差很多,大规模资源化合理利用钢渣的有效途径仍需进一步探索。 本文针对叶舞高速公路建设过程中的实际需要,对舞阳钢铁公司在生产过程中产生的钢渣的工程特性进行分析,充分利用钢渣潜在活性,研究纯钢渣、钢渣稳定土、石灰钢渣稳定土和水泥钢渣稳定土等材料的路用性能,重点研究了不同的钢渣细度、不同的钢渣掺量及不同的钢渣陈化期等因素对钢渣混合料路用性能的影响,探讨了在路床填料及路面底基层材料中使用钢渣代替石灰或水泥的可行性。研究结果表明: (1)对于钢渣稳定土、石灰钢渣稳定土和水泥钢渣稳定土,通过正交试验,对钢渣掺量、钢渣细度以及钢渣龄期这三个主要影响钢渣混合料力学性能的指标进行研究,结果表明,钢渣掺量的增大能在一定程度上提高钢渣混合料的强度,钢渣细度为天然级配时效果良好,钢渣龄期的影响较小。但从长期稳定性方面考虑,宜采用陈化龄期8个月以上的钢渣进行工程应用。 (2)就无侧限抗压强度而言,掺10%钢渣2%石灰的石灰钢渣土强度略小于4%石灰土和3%水泥土,但CBR值却大于4%石灰土。钢渣掺量达到30%时,强度和CBR值均大于4%石灰土和3%水泥土,即钢渣可以代替部分石灰或水泥进行工程应用。 (3)在钢渣混合料水稳性能方面,经过不同饱水时间和干湿循环试验,钢渣稳定土和石灰钢渣稳定土的抗压强度和劈裂强度均表现出先急剧衰减,而后趋于稳定的特征,但是干湿循环的变化过程表现出了一定的波动性,这与试验过程中风干时环境的温度和湿度密切相关。不同成型含水率对钢渣混合料试件的强度有一定的影响,但影响不大,而对于石灰土影响较大,尤其当成型含水率小于最佳含水率时影响较为明显。 (4)对钢渣稳定类材料强度的尺寸效应研究结果表明,在试验条件允许情况下,为保证数据真实有效,对于钢渣稳定土类材料建议采用100×100mm的试模代替50×50mm的进行试件成型,用于强度等力学性能参数的相关试验。 通过铺筑试验路段,取得了较好的实际应用效果。本文的研究成果为扩大钢渣类材料的工程应用,实现钢渣的资源化利用提供了一定的技术依据,同时对于提高钢渣的利用率,减少钢渣对环境的污染,适应我国公路建设的快速发展需要,满足可持续发展战略的要求都具有重要的现实意义。


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