钢渣水泥稳定碎石基层设计研究文献综述

 2022-09-27 02:09

  1. 文献综述(或调研报告):

1.国内外研究现状

随着钢铁产业的发展,我国钢产量已经占到世界钢产量的一半以上,如何解决钢铁生产过程中的副产品-钢渣成为不得不关注的问题。如果将废弃钢渣直接堆放在环境中,既是对资源的浪费,更是会对环境造成巨大的污染。因此,寻求将废弃钢渣合理利用的方法,提高钢渣的利用率显得十分重要。据统计,我国钢渣的利用率仅为29.5%。而日本的利用率高达98.4%,美国的利用率也达到87%[1]

目前,世界各国对钢渣的利用集中工程领域,还有一部分应用在农业领域。由于钢渣中含有Si、Mg、P等元素,因此可以将其用在农业中充当肥料;由于钢渣中含有硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙等物质,钢渣表现出一定的胶凝性,因此也被应用于水泥的生产中。另外,由于钢渣有很好的抗压强度、粗糙度和耐久性等特性,钢渣也被广泛应用与道路工程领域。通常在混合料中以30%-70%的钢渣取代天然集料[2]

道路基层材料多是水泥稳定碎石或二灰稳定碎石。相比碎石,钢渣中的CaO等成分在混合料中会与铁、铝等元素的氧化物反应,生成高强度的水化物,使基层硬化、板体性更好,从而使基层具有更高的强度与稳定性。

周旋[3]用钢渣替换石屑,配合碎石(钢渣占35%)组成复合集料,将复合集料∶水泥∶粉煤灰 =90∶4∶10作为水泥粉煤灰稳定钢渣碎石底基层的施工配合比,发现水泥粉煤灰稳定钢渣碎石底基层的板块整体性较好,板块的表面没有裂纹和离析问题,性能好于普通的水泥稳定碎石。并对水泥粉煤灰稳定钢渣碎石底基层试验路进行质量检测,结果表明水泥粉煤灰稳定钢渣碎石具有较好的抗垂直变形的能力和抗形变破坏的能力。

张东海[4]发现水泥粉煤灰稳定钢渣的早期无侧限抗压强度与劈裂强度相比于水泥粉煤灰稳定碎石,有明显的增长。水泥粉煤灰稳定钢渣的抗压回弹模量值在各龄期均要高于水泥粉煤灰稳定碎石。并通过工程实例表明:水泥粉煤灰稳定钢渣基层的弯沉值均符合相关控制标准,且具有较好的强度,可应用到路面基层的铺筑中。

黄浩[5]发现水泥稳定钢渣碎石的无侧限抗压强度随钢渣掺量的增大呈先增大后减小的趋势,钢渣掺量为50%时,混合料的无侧限抗压强度最佳。同时,掺入钢渣有助于减小混合料干缩系数、提高抵抗冻融的能力。并且,混合料的弯拉强度、疲劳寿命均随着钢渣掺量的增大而增大。

喻平[6]通过实验得到当级配类型确定的情况下,水泥剂量增加,水泥稳定碎石基层的最佳含水量逐渐增大,最大干密度也在逐渐增大,无侧限抗压强度也逐渐增大。并得出选用钢渣:碎石=60:40,水泥剂量为4.5%的水泥稳定碎石基层是最优秀的配方;且水泥稳定钢渣级配碎石基层的疲劳寿命随水泥剂量增加而增加,随钢渣掺量增加而增加。

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