烧结脱硫灰在道路基层中的应用研究

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1、◎烧结脱硫灰在道路基层中的应用研究杨利香(上海市建筑科学研究院建筑材料技术研究所，上海200032)摘要：以烧结脱硫灰安全处置与资源化利用为宗旨，开展烧结脱硫灰用于石灰粉煤灰稳定碎石的无侧限抗压强度、抗冻性能、干湿循环等性能研究。结果表明，烧结脱硫灰同时替代15的石灰和粉煤灰配制石灰一粉煤灰一烧结脱硫灰稳定碎石性价比高，其最佳含水量为8．0，对应的最大干密度为2．30g／cm；7d、28d强度分别达到2．1MPa、7．1MPa，高出基准二灰碎石23．5、82．1，满足高速公路、一级公路石灰粉煤灰稳定碎石基层标准要求，且其施工性能和耐久性能良好。目前，该石灰

2、粉煤灰一烧结脱硫灰碎石已实现产业化生产，广泛应用于宝山区锦南路改造、宝山区罗新路建设等工程项目。关键词：石灰粉煤灰稳定碎石；烧结脱硫灰；道路基层0引言石，研究其力学性能和耐久性能，探索其应用于石灰粉烧结脱硫灰是钢铁企业烟气干法脱硫工艺过程中，煤灰碎石的可行性，并开展烧结脱硫灰在道路基层中处于悬浮状态的石灰颗粒与烟气中的SO2、S03和02反的示范应用。该研究成果不仅对于安全处置及资源化应生成的一种灰渣，其不同于湿法烟气脱硫产生的脱硫利用烧结脱硫灰具有重要的价值，对于其他工业固体石膏，也有异于燃煤炉烟道气体中收集的粉煤灰，其主废弃物的消纳与安全处置也具有借鉴

3、作用，同时对于要化学成分为CaSO3、CaCO3，另外含有一定量的SO3、f节能节地、减污减排、发展“减量化，再使用、再循环”市—CaO和少量的Al。03、Fe()3_1]。随着钢铁企业脱硫政材料循环经济具有一定的现实意义。设施投产和运营的推进，烧结脱硫灰的产生对本市环境和钢铁厂安全运行带了较大的压力r2]，如何安全合理的1材料及方法消纳烧结脱硫灰成为了业内主要研究课题之一。1．1试验原料目前半刚性基层路面常采用的类型有水泥稳定类熟石灰产自太仓市东方冶金制品厂，其活性物质和石灰粉煤灰稳定类_3]。其中石灰粉煤灰稳定碎石基(CaO+MgO)含量(质量分数)为

4、68．0，品质达到II层作为一种强度高、水稳性较好、收缩裂缝小、取材方级。粉煤灰为宝钢自备电厂排出的原状灰，烧结脱硫便的半刚性基层材料，已广泛应用于我国各种等级的灰取自宝钢烧结厂，粉煤灰和烧结脱硫灰具体性能分公路工程[4]。由于烧结脱硫灰CaSO。、CaCO。含量较别见表1和表2。试验所用碎石采用检测用碎石，级高，具有与石灰、石膏相似的化学特征，本文采用烧结配见表3，满足DGJ08—118—2005~城市道路施工质量验脱硫灰部分替代石灰和粉煤灰配制石灰粉煤灰稳定碎收规范》要求。表1粉煤灰和烧结脱硫灰化学成分％化学组成SiO2A12O3F2O3CaOMg0S

5、03L0ICaSO3CaCO3f—Ca0C1／(mg／kg)粉煤灰49．4427．969．273．670．430．663．3脱硫灰1．4O0．606．5O45．10l_102．9017．640．150．50．61800表2烧结脱硫灰的其他基本性能表3碎石级配性能细度(45m)／比表面积／kg·m。密度／g·am一0含水率／筛~L／mm31．51913．24．75脱硫灰32．83652．515通过质量百分比／10055—8O40——6015—351．2样品制备和试验方法收稿日期：2O13一l1一O7基金项目；上海市科委项目(12DZ2280600，10DZ0

6、510200)按照CJJ4-97《粉煤灰石灰类道路基层施工及验52上冯么搴毳No．12014一⋯一◎收规程》配制石灰一粉煤灰一烧结脱硫灰碎石混合料，2．1．2无侧限抗压强度测定其最佳含水量和最大干密度、无侧限抗压强度。分别以各自的最佳含水量加水混合制备试块，测按照JTGE51～2009(公路工程无机结合料稳定材定其7d无侧限抗压强度见图1。结果表明：掺烧结脱料试验规程》测定石灰粉煤灰稳定碎石的冻融循环、干硫灰的石灰粉煤灰，强度都有所提高。①烧结脱硫灰湿循环等。替代部分粉煤灰时，烧结脱硫灰掺量为15时对应的延迟时间对时间强度的影响实验：采用塑料袋密7d饱水强

7、度最大，达到2．12MPa；②烧结脱硫灰替封石灰粉煤灰稳定碎石，隔离空气，测定不同延迟时间代部分石灰时，烧结脱硫灰掺量为1O时对应的7d下无侧限抗压强度。饱水强度最大，达到2．62MPa；③烧结脱硫灰同时替代部分粉煤灰和石灰时，烧结脱硫灰掺量为15时对2结果和分析应的7d饱水强度最大，达到2．30MPa。单从7d饱2．1无机结合料试验研究水强度上看，采用烧结脱硫灰代替10的石灰时性能2．1．1最佳含水率与最大干密度最佳。综合考虑路基材料的经济成本、性能指标以及本试验选取基准二灰结合料(石灰：粉煤灰质量资源利用最大化，宜选用烧结脱硫灰同时替代15的比3：7)

8、，采用不同比例(5、lO、15和2O)的烧粉煤灰和石灰的配方。一方