水泥、粉煤灰稳定钢渣在高速公路底基层应用

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1、水泥、粉煤灰稳定钢渣在高速公路底基层应用的原材料试验与分析摘要：钢渣传统上是作为治金工业排放的废料，本文介绍了将钢渣作为高速公路底基层材料的原材料试验，探讨了钢渣作为高速公路路面基层材料的评价标准，并进行了其路用适应性分析。关键词：道路工程；钢渣；高速公路；底基层；试验0前言钢渣是冶金工业排放的第二人渣，随着我国钢铁工业的发展，钢渣的排放量也逐年扩大，大量钢渣废弃堆放，侵占农出、污染环境，己成为社会的一人公害。在欧美等发达国家的钢渣利用率已近100%,；而我国的钢渣利用率较低，造成了大量钢渣的积存。究其原因

2、，虽然道路建设是大规模利用钢渣的冇效途径，但山丁钢渣有其相对特殊的物理力学性能，我国曾进行过的应用尝试有些没有成功，致使推广应用较慢。近年来我国公路工程特别是高速公路的快速发展，对建筑材料尤JT•是石料的需耍量增加，如果能将钢渣代替石料，安全而经济地用于道路工程建设，将人人降低道路工程建设费用，另一方面也增加钢铁企业的经济效益。1背景工程情况概述呂金高速公路是上海至云南瑞丽国道主干线在江西省境内的西段，路线经过新余和萍乡两个主耍的钢渣、粉煤灰生产地。从环保、公路的可持续发展及降低工程造价等方面综合考虑，经认

3、貞分析论证，认为在昌金高速公路进行水泥、粉煤灰稳定钢渣底基层的应用研究具有非常重要的意义。2原材料试验2.1粉煤灰水泥粉煤灰稳定钢渣采川的粉煤灰取自萍乡电厂，粉煤灰的主耍技术指标均符合规范耍求（见表1）。表1吊号检验依据检验项丨1单位检验结果规范要求1Si0>%61.852A12O3%22.87>70%3%5.024GB/T176-96CaO%3・655GB212-91MgO%1.496SO3%0.247Loss%8.30W208比表面积cm7g2800>2500收盒石壺遍04-12-17木课通峰材枝®朔楡

4、颗醐符屈强:瘾等级木课题为江西省省级科技项目；课题号：工业攻关2003029P.O.32.5要求,具体指标略。2.3钢渣水泥粉煤灰稳定钢渣厂使用的钢渣是萍乡钢厂排放的钢渣。为保证水泥粉煤灰稳定钢渣混仑料的稳定性，取自萍乡钢渣堆场，采用通过5mm筛的钢渣，其化学成分见表2。表2样UU化学成分soFe20jCaOMgOTiOa+ALOaFeOf-CaO新渣9.0412.464&258.933.3413.806.98老渣7.1114.9142.0410.682.3211.782.83原材料技术要求国内外己有资料表

5、明，路面工程师尤其注意钢渣的路用稳定性。常规路川石料为随地球的演变而自然形成，其化学性能与耐久性能较稳定；而钢渣具有粉化膨胀的特性，随意収用易引起道路的膨胀起裂，危害较大。引起膨胀的最主要原因是钢渣内所含的游离氧化钙遇水反应生成氢氧化钙，体积增人1-2倍，因此，对钢渣的质址控制通常为钢渣所含游离氧化钙数量或相关性能。对萍乡钢渣的稳定性研究分以下儿点进行：1）钢渣内游离氧化钙介址的测定；2）钢渣混合料浸水膨胀性测定。3.1钢渣的物理力学稳定性测试钢渣的物理力学稳定性测试值见表3,钢渣样胡根据龄期分为新渣（半年

6、内）、及1年渣进行研究，并根据颗粒组成，各龄期的钢渣都分0-10mm及人于10nm）两种粒径范围的集料。钢渣内游离氧化钙含量的测定见表4。表3钢渣的物理力学性质类别视密度饱和面干吸水率（%）磨耗值压碎值粗细天然(%)(%)新渣3.3353.4523.4063.923.927.0一年渣3.3343.4123.3824.21&426.4表4萍乡钢铁公司钢渣内游离氧化钙含量存放期半年内年f-CaO含量(%)6.982.803.2钢渣的特性分析从表2可以看出钢渣的化学成份主要是由SiO八AI2O3、Ca()、Mg(

7、)、FeA>f-Ca()o钢渣的成分决定了其性质。3.2.1硅酸盐分解钢渣中含有相当数量的碇酸二钙(GS)矿物，以a、d、B和丫4种晶体状态存在,在一般情况下，它们是稳定的。由于它们各自生成时的温度与具有极限比垂及安定性不同，在温度为675°C时，GS由B型品体转变为Y型品体，体积增人约10%,引起钢渣的破裂粉化。喷水冷却，可以缩短这个过程的进行。钢渣硅酸盐分解现象在钢渣冷却过程屮开始，并且在其冷却后儿天共至儿个小时内就基本结束。分解现象结束后，含有B—GS的钢渣在常温下结构是稳定的。3.2.2铁、猛分解钢

8、渣中的FeS、MnS在水的作用下，生成氧化亚铁和氢氧化镒，同时体积发生膨胀,体积相应增人38%和24%,致使在钢渣中产生内应力，当FeS或MnS含量很高，该内应力超过钢渣本身组织的结合力时，就会导致酥碎，即所谓铁分解或猛分解。只有当钢渣中FeS、MnS的含量人于3%或当硫的含量大于1%时才会发生铁、镒的分解。萍乡的钢渣中硫的含量很低。通常在1%以下，因此钢渣不会发生这种分解。3.2.3f-Ca0遇水分解在炼钢过程