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粉煤灰--矿粉--纤维因素下煤矸石路面基层性能试验研究
| 论文题名： | 粉煤灰--矿粉--纤维因素下煤矸石路面基层性能试验研究 |
| 关键词： | 煤矸石;路面基层;力学性能;耐久性能;水稳定性;冻融性能 |
| 摘要： | 宁夏地区蕴藏丰富的煤炭资源，同时煤炭产业也是当地经济的重要支柱之一。在煤炭大规模开采过程中，工业废弃物煤矸石、粉煤灰形成了大量的堆积，严重浪费了土地资源。同时，根据宁夏地区政府新时期发展道路，要发展循环经济，因此如何循环使用这些工业废渣已经成为工程领域一个重要课题，在道路工程建设中，煤矸石、粉煤灰由于其自身的工程特性与物理化学性能能够替代天然石料，这对于提高工业废弃物综合利用率以及环境保护有着重要的现实意义。本次研究以宁夏石嘴山地区的煤矸石为研究对象，研究其在道路基层中的应用，主要研究结论如下: (1)对煤矸石、粉煤灰、矿粉、纤维的物理化学性质进行了分析，综合评定的结果表明宁夏石嘴山地区的煤矸石可以作为天然碎石的替代物运用于道路基层中，粉煤灰、矿粉、纤维掺入道路基层混合物中可以提高基层的力学性能和耐久性能。 (2)选取4％的水泥用量，对煤矸石的颗粒组成以及混合料的级配比例和击实特性进行分析，绘出干密度与含水率曲线，确定最优含水率和最大干密度，根据7d无侧限抗压强度确定出最优级配曲线，结果表明煤矸石各粒径的最优级配组成为0～5mm∶5～10mm∶10～20mm∶20～26.5mm=0.42∶0.16∶0.27∶0.15，然后在此级配基础上添加粉煤灰、矿粉与纤维，研究其这些条件下基层试块性能变化。 (3)对水泥稳定煤矸石的力学性能进行分析，结果表明:粉煤灰掺入水泥稳定煤矸石混合料中会提高基层试块的无侧限抗压强度、劈裂强度，当水泥∶粉煤灰=1∶7时，力学性能达到最优;矿粉作为掺合料也能显著提高基层试块的力学性能，选取3％、6％、9％、12％四种矿粉掺量配比，当掺量为9％时，混合料力学性能达到最佳;选取0.3kg/m3、0.6kg/m3、0.9kg/m3、1.2kg/m3四种体积掺量的纤维配比，研究发现纤维的掺入对混合料抗压强度影响不大，对混合料抗裂能力有明显增强的效果，当纤维掺量为0.9kg/m3时，效果最为显著。最后，构建混合料各设计参数与力学性能之间的力学模型，为具体工程建设提供理论基础。 (4)对水泥稳定煤矸石的水稳性和冻融性能进行分析，结果表明，经过5次冻融循环后，相比较基准组，粉煤灰、矿粉的掺入对混合料水稳定性能影响比较大，浸水前后强度变化不大，而纤维的加入对混合料水稳定性影响不大;根据基层试块冻融前后外观、质量、强度的变化，相比基准组，分析得出当粉煤灰、矿粉的掺入能够提高混合料的抗冻性，外观孔隙较小，质量损失率不大，强度下降较小，纤维掺入对混合料抗冻性有小幅的提高。 |
| 作者： | 吴志敏 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 杨秋宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 宁夏大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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