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水泥稳定钢渣-碎石路面基层材料试验研究
| 论文题名： | 水泥稳定钢渣-碎石路面基层材料试验研究 |
| 关键词： | 路面基层材料;水泥稳定钢渣;碎石材料;力学性能;钢渣稳定性 |
| 摘要： | 路面基层位于面层以下,主要承受面层传递下来的车辆荷载,并将这种荷载扩散到路基中。目前我国高等级公路路面基层材料普遍采用的是水泥稳定碎石或二灰稳定碎石或砾石混合料,这些材料的获取都会对环境产生巨大破坏。为了达到经济和环保的双重效益,可以充分利用钢渣这种工业废渣部分代替碎石,这将在半刚性基层中有着广阔的应用前景。 钢渣是炼钢工业中在氧气项吹转炉里将生铁转换为钢铁或在电弧炉里熔化废钢所形成的副产品,是造渣剂(CaO、CaF2)与生铁中的SiO2等反应排出的熔融渣。钢渣非常适宜作为道路建筑的材料,因其压碎值高、抗磨耗等优良的物理力学性能。钢渣中含有许多C3S和C2S等活性成分,其水化活性好、胶凝性强,且碱度高;但钢渣中含有f-CaO、f-MgO等不良成分,这些成分造成的水化膨胀作用较大,是造成钢渣稳定性不良的主要因素。 本文旨在科学合理利用钢渣这一工业废料,利用水泥作为无机结合料稳定钢渣,通过强度指标对不同级配的钢渣性能进行了比较,确定了钢渣最优级配;并通过添加不同比例的碎石与钢渣进行组合配比的思路,有效保证了钢渣-碎石混合料的稳定性;同时也进行了基本的力学性能试验,包括击实、无侧限抗压强度、间接抗拉强度、抗压回弹模量、稳定性、抗冲刷和干缩试验,并对物理力学性能和使用性能的规律做了全面总结,以及对其力学和性能机理做了深入的理论分析,为钢渣-碎石混合料合理有效应用于路面基层中提供可行依据。 试验结果显示,钢渣最优级配为中级配。随着碎石比例越大,水泥稳定钢渣碎石混合料的抗压强度越小,其大小顺序为:75:25＞50:50＞25:75。不同比例钢渣碎石抗冲刷性能顺序为:75:25＞50:50＞25:75,且都要优于中级配碎石。钢渣比例越大,平均干燥系数也是越小的,其大小情况为:中级配钢渣＜钢渣:碎石75:25＜钢渣:碎石50:50＜钢渣:碎石25:75＜中级配碎石。碎石的比例越高,浸水膨胀率越低,钢渣-碎石组合也就越稳定。通过分析可以知道,只要设计得当,水泥稳定钢渣-碎石能满足规范对路面基层材料的要求。因此将钢渣这一工业废渣,合理有效地应用于公路路面基层中,不但可以节约石料开采费用,还可以减少钢渣废弃对环境的污染,从而以实现经济和环境保护的双重效益。 |
| 作者： | 吴盛华 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 曾梦澜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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