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路面基层矿渣粉稳定全固废混合料性能试验研究
| 论文题名： | 路面基层矿渣粉稳定全固废混合料性能试验研究 |
| 关键词： | 路面材料;高炉矿渣粉;煤矸石;细粒径钢渣;混合料;路用性能 |
| 摘要： | 随着“双碳”目标的提出及近年“无废城市”试点方案的落实，工业固体废弃物的资源化利用问题一度成为社会热点。另一方面，公路等基础设施的建设发展对于基层填筑材料的需求量不断增加，由天然砂石料开采带来的山坡裸露和植被破坏等环境问题已不容忽视。 为此，文章利用粒化高炉矿渣粉（S95级）在碱性环境中易被激发而具有水硬胶凝活性的特点，将其与河北邯郸某矿区产出的自燃煤矸石、邯钢细粒径钢渣（多在4.75mm以下）和沥青拌合站回收粉三种固废材料按照质量比掺和，配制成一种新型路面基层矿渣粉稳定全固废（煤矸石、钢渣、回收粉）混合料，并通过试验研究了混合料的路用性能。文章主要研究内容如下： （1）通过现场取样与室内试验，对三种固废的相关材性进行了研究，并对矿渣粉的基本性能技术指标进行了介绍，结果表明：原材料各项指标均满足规范要求。 （2）采用均匀设计法设计了6组混合料配比（质量比），并分别测试了各试验组的7d无侧限抗压强度、120d抗压回弹模量及120d劈裂强度，运用JMP软件对数据回归分析，建立了各混合料掺量与三大力学性能指标间的数学模型。结果表明：混合料的力学性能良好，回归方程拟合程度较高，可以为不同等级公路的路面基层及底基层的选择设计提供相应合理配比；混合料的力学强度随钢渣掺量增多而提高，随回收粉掺量的增加，早期强度逐渐降低，后期力学强度先增大后减小。 （3）基于数字图像处理技术，运用ImageJ软件对试件劈裂断面图像进行处理，通过观察其结构内部各组分的形貌、级配、数量以及空间分布填充情况，从细观层面揭示了不同配比的混合料强度产生差异的主要原因。结果表明混合料的力学强度受掺合料掺量影响显著，力学强度高的混合料试件其劈裂断面较为平整，图像表现出试件内部粗细骨料均匀分布，矿料间嵌挤密实，缝隙被浆体充分填充，结构十分致密之特征。 （4）选取部分混合料均匀试验组配比，针对性地开展冻融循环试验以评价其耐久性能，设计并进行干湿循环试验探究其水稳定性，同时以浸水膨胀率试验衡量钢渣集料混合料的体积稳定性，结果表明混合料具有良好的耐久性能与稳定特性。 本文研究成果不仅能够为工业固废的高值化实际公路工程应用提供理论依据，同时其实际应用时社会效益明显，环境效益突出。 |
| 作者： | 付志东 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 崔邯龙;苗志同 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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