钢渣在水泥稳定碎石基层中的应用研究

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1、分类号:U41610710-2015221174专业硕士学位论文钢渣在水泥稳定碎石基层中的应用研究郑武西导师姓名职称郑木莲教授专业学位类别申请学位类别硕士交通运输工程及领域名称论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年5月11日学位授予单位长安大学ApplicationofSteelSlaginCementStabilizedCrushedStoneBaseAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhengWuxiSupervisor：Prof.ZhengMulianChang’an

2、University,Xi’an,China摘要随着我国经济的快速发展，公路交通运输事业得到了长足进步。但是我国公路发展面临一些制约条件，如环境保护禁止开采石料导致原材料匮乏，价格越来越贵，工程成本增加；水泥稳定碎石等常见半刚性基层作为路面主要承重层，抗裂性能一直难以解决。钢渣作为一种工业废渣，在我国排放量大、堆积量多、对环境污染严重，但是有些钢渣物理力学性能良好，如能将这些钢渣用作路面材料，将会大大提高钢渣利用率，减少对环境的污染。本文以日照钢厂生产的钢渣作为研究对象，将钢渣掺入到水泥稳定碎石中代替部分碎石，对钢渣原材料技术性能、混合料材料组成

3、设计及其路用性能、施工技术等方面展开研究，以期推动钢渣在基层中的应用。本文首先对钢渣进行物理力学性能试验、化学分析、浸水膨胀率等试验，分析钢渣代替碎石应用到基层中的可行性。随后进行水泥稳定碎石-钢渣基层配合比设计，选取3种水泥剂量和5种钢渣掺量，组成15种混合料配比，基于7d无侧限抗压强度试验结果，优选出较佳水泥剂量和钢渣掺量。同时，通过XRD和SEM两种微观试验，测试钢渣水化反应生成的产物以及不同龄期下钢渣水化后微观结构的变化，分析水泥稳定碎石-钢渣强度形成机理。其次，对优选出的6种水泥稳定碎石-钢渣混合料进行无侧限抗压强度试验、间接抗拉强度试

4、验、抗压回弹模量等试验，研究各力学指标随钢渣掺量、养护龄期及水泥剂量的变化规律。此外，对6种混合料进行干燥收缩和温度收缩试验，研究钢渣对水泥稳定碎石干燥收缩的补偿效果及对温度收缩性能的影响。最后，通过铺筑试验路实体工程，研究水泥稳定碎石-钢渣基层的施工工艺和质量控制技术，对铺筑过程中和铺筑完成后的各个阶段进行相关试验和检测，验证钢渣在实际工程中的应用效果，并分析钢渣应用到基层中带来的经济效益和社会效益。关键词：钢渣，基层，强度形成机理，力学性能，干燥收缩，效益iAbstractHighwaytransportationhasmadegreatpr

5、ogresswiththerapiddevelopmentofourcountry'seconomy.Atpresent,China’sroaddevelopmentisfacingsomeconstraints:forinstance,environmentalprotectionprohibitsminingofstonematerials,leadingtorawmaterialsscarcityandrisingprices,sothatprojectcostsincrease;Commonsemi-rigidbasessuchascem

6、entstabilizedgravelusedasthemainbearinglayeroftheroadsurface,itscrackresistancehasbeendifficulttosolve.Steelslag,asanindustrialwasteresidue,haslargeemission,largeaccumulation,andcausingseriousenvironmentalpollutioninChina.Somesteelslagswithgoodphysicalandmechanicalproperties,

7、canbeusedaspavementmaterials,thenitsutilizationratewillbegreatlyincreased,reducingpollutiontotheenvironment.Inthispaper,steelslagproducedbyRizhaoSteelPlantistakenastheresearchobject,anditisincorporatedintocementstabilizedcrushedstonetoreplacesomeofthecrushedstone,investigatin

8、gthetechnicalproperties,rawmaterials,compositiondesignofcompositemat