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原文传递电解锰渣路基填料路用性能研究

论文题名：	电解锰渣路基填料路用性能研究
关键词：	公路路基填料;电解锰渣;水泥掺量;路用性能
摘要：	电解锰渣是我国目前主要的几种工业废渣之一，电解锰渣的大量堆存不仅影响我国锰产业的正常发展，还会造成一系列环境污染问题，影响生态环境和人身安全。因此，大量安全有效的资源化利用电解锰渣势在必行。本文研究了贵州铜仁西南能矿集团产生的电解锰渣用作路基填料的路用性能，为电解锰渣大规模运用到路基填料中奠定基础，主要研究如下：　　（1）电解锰渣由于产地和工艺不同会导致其基本特性不同，需要对其进行相关参数测试。对电解锰渣原材料进行一系列室内试验，结果显示：电解锰渣天然含水率约为40.0%，粒径小，与高液限黏土类似，为非膨胀性土，宜采用自然风干法进行预处理；电解锰渣主要成分为石英和金属氧化物，颗粒形状多为柱状和片状，内外照指数均为0.6，浸出物中锰和氨氮远超国家排放标准。　　（2）通过电解锰渣路基填料路用性能试验可知：电解锰渣最大干密度为1.416g/cm3，最优含水率为26.4%；击实次数为30/50/98时，CBR值为4.38%/6.17%/10.25%，膨胀量为1.51%/2.12%/3.96%，膨胀量在击实次数较高时不满足规范要求；电解锰渣回弹模量为74.80MPa，压缩系数为0.33MPa-1，属于中压缩性土；电解锰渣试件在浸水24h后不成型，水稳定性较差，不浸水时7d无侧限抗压强度为1.31MPa。　　（3）采用水泥、石灰、粉煤灰对电解锰渣进行改良，改良后的电解锰渣路基填料路用性能试验结果表明：水泥和石灰改良后电解锰渣路基填料的最大干密度、CBR值、回弹模量、固结系数等各项路用性能均得到了明显改善；浸水膨胀量随水泥掺量的增加而减小并逐渐趋于稳定；浸水膨胀量随石灰的加入呈现断崖式下跌，石灰掺量大于3%后可以忽略不计；水泥改良电解锰渣后无侧限抗压强度随掺量的增加而增大，随石灰掺量增加先增大后减小；粉煤灰在低掺量时对电解锰渣有一定的改良效果，但随着掺量的增大反而不利于电解锰渣路基填料路用性能提升；采用复合改良法时，得到水泥、石灰、粉煤灰混合改良电解锰渣的最佳改良方案为水泥掺量3%，石灰掺量2%，粉煤灰掺量3%。　　（4）通过浸出试验可知：水泥、石灰、粉煤灰对压实后电解锰渣锰的固化效果较好；水泥掺量为6%或者石灰掺量为9%时，压实后试件氨氮的浸出浓度分别为22.64mg/L、16.34mg/L，固化率分别为94.34%、95.88%，符合国家排放标准；粉煤灰对氨氮固化效果较差；基于路用性能得到的最佳改良方案混合改良时，压实后试件氨氮的浸出浓度不满足国家排放标准，结合浸出试验结果后调整混合改良的最佳改良方案为水泥4%，石灰3%，粉煤灰3%。　　电解锰渣不能直接用作路基填料，应采用固化剂进行改良。综合考虑路用性能、环境安全性、经济效益及实际施工条件，电解锰渣用作路基填料时宜采用水泥掺量6%进行改良，填筑时应提前进行翻晒，回填时避开水敏感区，填筑结束后应对周围环境进行定期检测。
作者：	杨小洁
专业：	建筑与土木工程
导师：	方琴
授予学位：	硕士
授予学位单位：	贵州大学
学位年度：	2022