脱硫石膏在水泥稳定碎石基层的应用研究.pdf

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1、·上海建设科技2014年第1期·脱硫石膏在水泥稳定碎石基层的应用研究陆青清严军曹亚东朱天同陈智蓉上海公路桥梁(集团)有限公司摘要将一定量的脱硫石膏加入水泥稳定碎石，且辅以一定量的矿渣，通过观察脱硫石膏对水泥+矿渣胶凝体系激发作用，确定脱硫石膏对其强度发展的影响规律；对脱硫石膏水泥稳定碎石进行重型击实试验，得出其最佳含水量与最大干密度；对脱硫石膏水泥稳定碎石进行路用性能研究，最终确定水泥：矿渣：脱硫石膏的掺配比例为1．5：1．5：5，且脱硫石膏水泥稳定碎石中的脱硫石膏掺量不应超过6％。关键词脱硫石膏水泥稳定碎石矿渣强度近年来，政府加大了对火力发电设施的投入，配比。为保证火力发电产生的烟气排

2、放符合环保要求，必1原材料须采取一定的烟气脱硫技术。但使用该技术导致脱1．1脱硫石膏硫石膏废弃物产量越来越多，无害化处理难、成本脱硫石膏采用上海石洞口电厂的烟气脱硫石高，且传统的脱硫石膏处理方法容易造成土壤、地膏，经一射线衍射及热差分析，结果表明：该种石下水及大气的二次污染。脱硫石膏的处理问题，已膏的存在形式基本上为CaS04"2H0。其矿物组成成为世界性的问题。见表1、化学成分见表2。目前，脱硫石膏在道路工程中仅作为路基填料表1脱硫石膏矿物组成使用，若把无需特殊处理的脱硫石膏直接用于道路水泥稳定基层材料，变废为宝并提高基层材料的性能，则可降低道路工程造价、减少道路建设过程的碳排放、有效

3、保护环境并提升脱硫石膏仅作为路基表2脱硫石膏化学成分(％)填料的使用价值。垒!。竺竖兰!竺竺2．O83．157．2626．610．742．46．91根据以往有关学者的研究，脱硫石膏对矿渣有一定的强度激发作用。本文将脱硫石膏加入水泥注：本市各电厂的脱硫石膏附着水(质量分数)一般为10％～15％。稳定碎石，并采用矿渣等量替代水泥，通过脱硫石1．2矿渣和水泥膏对矿渣的强度激发，以及矿渣本身的胶结作用来矿渣粉质量指标符合现行国家标准GB／T18046补充因水泥减少而导致的强度损失；对脱硫石膏、《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的有关矿渣、水泥混合胶凝材料的强度性能进行研究，并规定，级别达$9

4、5或以上。进行稳定材料重型击实试验，抗压强度、耐水性及本试验研究采用强度等级为42．5号的水泥。抗冻性等试验，最终确定符合技术规范要求的最佳2胶砂强度试验2．1脱硫石膏对水泥和矿渣的强度激发比较同济大学道路与交通工程教育部重点实验室开放基金资助项目(K201205)试验保持胶结料(水泥+矿渣+脱硫石膏)总——74——·上海建设斟技2014年第1期·量为575g，标准砂总量1263g不变，变动胶结料25=8：10：5：34：43。其中，脱硫石膏掺量为5％、水泥中个组分掺配进行胶砂强度试验。试件养护温度掺量为2％、矿渣掺量为2％，改变目标掺水量进行20±1℃，养护湿度为95％，试验结果见表3

5、。重型击实试验。由于电厂购入的脱硫石膏具有一定对比7d抗压、抗折强度结果表明：脱硫石膏对的含水量，所以在计算用水量时应酌量扣除，实验水泥一矿渣胶凝体系具有一定的强度激发作用；在结果见图1。，一／／／／●渣)总量为450g，标准砂(标准砂+脱硫石膏)1350g含水量／％不变，脱硫石膏按照不同掺配比例等量取代标准图1含水量与干密度关系砂。试件养护温度20±1℃，养护湿度为95％，结果由图1可得脱硫石膏水泥稳定碎石的最佳含见表4。水量为5．0％，对应的最大干密度为2．395g／em。。由表4可知，随着脱硫石膏掺量的增加，水泥4脱硫石膏水泥稳定碎石路用性能研究+矿渣+脱硫石膏胶凝材料体系的胶砂抗

6、压、抗折4．1抗压强度实验强度随之降低。原因可能是脱硫石膏粒径在200目研究选取脱硫石膏的固定掺量为5％，并将之以上(≤0．075mm)，用其替代级配良好的标准砂，作为集料组成部分。考虑水泥稳定碎石的水泥用量大幅影响胶砂材料的级配组成，细料增多而无多余一般不高于4％，因此本研究拟定水泥和矿渣的外骨架空隙可以填充，从而降低了胶砂材料的抗压、掺总量不大于4％。试验采用水泥：矿渣：脱硫石抗折强度。从另一角度看，在水泥稳定碎石中随脱膏=1．5：2：5、1．5：1．5：5、2：1．5：53种配比，即水泥+硫石膏掺量的增加，只有小部分起激发作用，更多矿渣总量分别为3．5％、3％、3．5％的外掺量，进

7、行7部分起到填充作用，因此在脱硫石膏稳定碎石材料d无侧限抗压强度试验，结果见表5。中应当控制脱硫石膏的掺加总量。表5中的结果进一步验证脱硫石膏对矿渣具3重型击实试验有更好的强度激发作用，其中水泥：矿渣：脱硫石采用石料规格为0～3mm，3～5mm，5～15mm、膏=1．5：2：5的配比7d抗压强度>6MPa，高于一l5～25mm，各档料比例为0～3：3～5：5—15：15～级公路对基层材料的强度要求上限。水泥：矿渣-表3脱硫石膏一水泥