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道路工程应用拜耳法赤泥的路用性能与强度机理研究
| 论文题名： | 道路工程应用拜耳法赤泥的路用性能与强度机理研究 |
| 关键词： | 道路建筑材料;拜耳法赤泥;无侧限抗压强度;固化机理;温缩性能 |
| 摘要： | 拜耳法赤泥是根据拜耳法工艺以铝矿石生产铝时产生的工业废渣。根据铝矿石成分的不同，每生产一吨铝就会产生1.9至3.6吨赤泥。截至2017年，中国赤泥累计堆存量已达到3.5亿吨，但综合利用率仅为5.24％。因此，赤泥的资源化再利用刻不容缓。 为研究石灰、粉煤灰稳定拜耳法赤泥应用于道路工程中的可行性，以不同龄期的无侧限抗压强度为主要考核指标，采用正交试验设计方法设计试验方案，研究被考察因素对强度的影响规律。采用L9(34)正交表，被考察因素分别为石灰-粉煤灰比，石灰和粉煤灰总量及拜耳法赤泥的种类（两种不同来源的拜耳法赤泥），考核指标有稳定赤泥的7d、28d和90d无侧限抗压强度及最佳含水率与最大干密度。试验结果表明，这些因素对无侧限抗压强度有重要影响，同时对最佳含水率和最大干密度也有一定的影响。对7天强度和90天强度影响最大的因素是石灰-粉煤灰比，其次是拜耳法赤泥的种类，再次是二灰总量。28天强度的主要影响因素是拜耳法赤泥的种类，其次是石灰-粉煤灰比、石灰和粉煤灰总量。给出了强度最佳的配比。 以温缩系数为考核指标，选取正交表中的部分配比，对稳定赤泥和赤泥（作为对照组）的低温性能进行了研究，结果表明，赤泥与稳定赤泥在40℃～-10℃的平均温缩系数在8.45×10-6～23.44×10.6之间，与原始赤泥相比，稳定赤泥的温缩系数更大，低温温缩系数要大于高温温缩系数。 为研究稳定拜耳法赤泥强度形成机理，进行了一系列微观试验研究。X射线荧光光谱(XRF)分析显示，两种赤泥的化学成分存在一定差异，尤其在铁、硅和钙含量方面。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)与能谱(EDX)等技术手段对原始赤泥和稳定赤泥进行了分析，结果表明:在石灰粉煤灰稳定条件下，铝酸三钙(Ca3Al2O6)、硅酸二钙(Ca2(SiO4))和碳酸钙(CaCO3)的含量均有所提高，并逐步形成了水化硅铝酸盐和水化硅酸钙凝胶。从反应活性物质和产物来看，二灰稳定拜耳赤泥的强度形成机理与铝酸盐水泥的水化作用存在一定的类似之处。两种稳定赤泥的强度形成机理没有本质的区别，而其强度特性的差别本质上是由于反应活性物质的含量差别造成的。 |
| 作者： | 李卓智 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 刘树堂 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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