水泥钢渣置换法在桥梁软土地基处治中的应用

在软土地基上建造桥梁时,常常遇到地基承载力不够,针对该问题,文中提出了一种经济、适用的水泥钢渣置换处治方法,并对该方法的施工技术进行了详细介绍。

正交试验在水泥钢渣稳定土抗压强度研究中的应用

采用正交试验方法,研究水泥含量、钢渣掺量、钢渣的陈化龄期和钢渣细度4种因素对水泥钢渣稳定土抗压强度的影响。对于初期强度,水泥含量影响最大,陈化龄期影响较小;对于后期强度,水泥含量虽影响最大,但钢渣细度和陈化龄期的影响明显增强。研究结果表明,钢渣具有一定的活性,水泥钢渣土可以用作二级公路底基层材料。

水泥稳定钢渣碎石基层抗裂性能研究

文章采用C-B-3级配,对钢渣掺量为0、30%、45%、60%的4种配合比水泥稳定钢渣碎石试件进行干燥收缩和温度收缩试验,分析钢渣掺量对混合料收缩特性的影响,并采用半刚性基层开裂计算模型,计算分析钢渣掺量对基层整体抗裂性能的影响。结果表明:相较于不掺钢渣的混合料,掺入30%、45%和60%的钢渣分别使其29 d的干缩系数降低了19.7%、43.3%和57.3%,温缩系数则分别增大了9.6%、21.2%和29.8%;掺入30%、45%和60%的钢渣可以使得裂缝间距分别增大9.6%、21.2%和48.9%;裂缝宽度呈现先增大后降低的变化,分别增加10.6%,减小1.4%和5.6%;水泥稳定碎石掺入钢渣后,裂缝间距、宽度受干缩作用比温缩作用显著,钢渣替代部分集料掺入水泥稳定碎石混合料中能改善其抗裂性能。

水泥稳定钢渣碎石混合料性能研究

为确定钢渣替代部分石料应用于道路水稳基层的可行性,采用无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、体积膨胀性和干缩试验等室内试验对水泥稳定钢渣碎石混合料的力学性能、稳定性能和干缩性能进行综合评定。结果表明:水泥稳定钢渣碎石混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量与对照组(不加钢渣)相比均有不同程度的提高;加入钢渣后水泥稳定碎石混合料的干缩系数变小,可减缓水泥稳定钢渣碎石基层的收缩变形;水泥稳定碎石钢渣混合料的浸水膨胀率满足规范要求。该研究成果对提升废弃钢渣在道路工程中的循环利用具有重要价值。

钢渣水泥稳定级配碎石混合料性能评价与应用

为将钢渣水泥稳定级配碎石应用于半刚性基层,分析20%~80%钢渣掺量对水泥稳定碎石力学性能(无侧限抗压强度、弯拉强度、动态回弹模量)、变形特性(干缩变形、温缩变形)、疲劳性能的影响规律,并基于室内研究成果铺筑试验段。结果表明:采用钢渣替代粗集料可增强水泥稳定级配碎石混合料的无侧限抗压强度、弯拉强度、动态回弹模量与抗疲劳耐久性能;增大钢渣掺量导致水泥稳定级配碎石温缩、干缩变形增大,以控制最大干缩系数不超过70~85με,以温度在-25~60℃区间内的平均温缩系数不大于12~15με/℃为限制条件,建议最大钢渣掺量为40%~60%;钢渣掺量40%的水泥稳定碎石基层试验段各指标,均满足相关设计、施工规范要求。

钢渣水泥稳定碎石路用性能研究

为研究钢渣取代碎石对水泥稳定碎石基层的作用,参考半刚性基层水泥稳定碎石的配合比设计,采用5%水泥剂量进行击实试验和抗压强度试验,通过对试验结果进行分析,以求最优级配。研究了3种钢渣掺量水泥稳定碎石的混合料抗压强度、弹性模量和干缩率等性能。研究发现,随着钢渣掺量的提高,可以改善水泥稳定钢渣混合料的路用性能。采用60 d时的各项强度指数作为基数,其性能指标较7 d时的性能指标更为理想,通过增加钢渣掺量,其强度、弹性模量和干缩率均比水泥稳定碎石好,可在工程实践中替代碎石。使用钢渣较之普通碎石可以更好地减少环境破坏,有利于资源的回收利用。

含水率对水泥-钢渣复合固化疏浚土性能的影响

为解决钢渣固化疏浚土水化速率慢、早期强度低的问题,将水泥与钢渣复合,以提高固化土早期强度。通过应力-应变曲线、无侧限抗压强度和弹性模量研究了含水率对水泥-钢渣复合固化疏浚土性能的影响,并分析水泥-钢渣复合固化机理。研究发现:复合固化土强度随疏浚土含水率的降低而增加;1.25倍液限固化土性能更接近1.5倍液限固化土性质。以疏浚土强度100 kPa为标准,试验研究了满足该强度标准的不同含水率水泥-钢渣复合配合比,对水泥-钢渣复合固化剂的实际应用有重要借鉴意义。微观分析表明,水泥钢渣复合作用机理主要是水泥水化和钢渣火山灰反应产生的水化硅酸钙和斜方钙沸石,能填充孔隙、黏结土颗粒、增强土骨架的承载能力。

水泥稳定钢渣碎石配合比设计及性能评价

为推进水泥稳定碎石中钢渣废弃物的资源化利用,文章通过室内试验,对水泥稳定钢渣碎石作为路面基层的性能与普通水泥稳定碎石的性能进行对比分析,对水稳钢渣碎石的7 d无侧限抗压强度、干缩性能、抗压回弹模量等指标进行相关研究,最终确定水泥稳定钢渣碎石配合比的设计结果,为水稳钢渣用于道路基层提供了技术依据。

某工业产业园园区道路水泥稳定钢渣-碎石路用性能研究

为研究钢渣在沥青路面半刚性基层中的应用效果,改善路面基层使用性能,文章按照C-B-3级配类型进行3种不同比例的级配设计,采用击实试验和无侧限抗压强度试验测试不同级配试件的性能,并确定最优级配。按照设计配合比制作试件成型,通过测定抗压回弹模量和温缩、干缩性能,综合评定基层路用性能。结果表明,当采用水泥剂量为5.0%,C-B-3骨架密实级配1、钢渣∶碎石=75%∶25%时,混合料试件力学强度和抗裂性能较好,水泥稳定钢渣-碎石基层路用性能最佳,满足道路基层应用要求。

水泥稳定钢渣-砾石混合料的路用性能研究

新疆公路建设飞速发展加速资源消耗,冶金炼钢产生的钢渣排放量增多。文章通过集料的级配设计、混合料掺量确定、抗折、抗压强度及劈裂强度等多项试验,配制钢渣掺量分别为60%、40%和30%的三组骨架密实型混合料,在水泥剂量分别为4%和5%时,通过测定试件强度,认为40%~60%掺量的钢渣和4%~5%剂量的水泥为合理区间。此后,通过干缩试验进一步验证上述结论,确定混合料最优设计为:50%~60%的钢渣、40%~50%的砾石和4%~5%的水泥。此类型骨架密实型混合料铺筑的半刚性基层,其强度、抗裂性等路用性能良好,满足高等级公路半刚性基层建设要求。

高钢渣掺量和高强度钢渣水泥的研制

钢渣的低水化活性而致钢渣掺量小 ,钢渣水泥强度 ,特别是早期强度低等一直是困扰其应用于水泥生产的难题。采用各原料预先单独粉磨然后混合的工艺 ,成功制备了一种新型钢渣水泥。研究结果显示 :该水泥 3d和 2 8d的抗折强度、抗压强度分别达 6 .8MPa、35 .1MPa和 7.8MPa、5 7.8MPa。各主要原料的配合比为 :w(钢渣 )为 5 0 %～ 5 5 % ,w (矿渣 )为 2 0 %～ 30 % ,w(水泥熟料 )为 10 %～ 2 5 % ,w(石膏 )为 3%～ 5 %。还借助 XRD和 SEM,对其水化及水化产物进行了分析研究。

钢渣粒度分布对钢渣水泥胶凝性能的影响

为了给钢渣水泥用钢渣粉的颗粒级配优化提供指导,研究了不同研磨时间下钢渣粉的粒度特性以及相应钢渣水泥的胶凝性能,并运用灰色关联分析方法计算了钢渣粉各粒级与钢渣水泥胶砂强度的关联度。结果表明:随着研磨时间的延长,钢渣的比表面积增大,活性增强,从而使钢渣水泥胶砂的抗折强度和抗压强度都得到提高。钢渣粉中小于20μm的颗粒、特别是10～20μm粒级对钢渣水泥胶砂的强度起促进作用,而大于20μm的颗粒对钢渣水泥胶砂的强度起阻碍作用,因此要使钢渣水泥具有更好的胶凝性能,应设法提高-20μm尤其是10～20μm粒级的含量,同时减少+20μm粒级的含量。

水玻璃对钢渣水泥激发机理的研究

钢渣、矿渣、激发剂掺量及水玻璃的模数等都对钢渣水泥强度有影响。研究结果表明钢渣和矿渣在水化过程中能相互促进水玻璃在钢渣水泥中充当初始骨架网络钢渣和矿渣水解的水化硅酸钙和铝酸钙凝胶在网络中起到镶嵌和填充作用Na+〔SiO4〕4-在激发过程中都发挥了作用但Na+主要作用是催化并不参与反应生成水化产物〔SiO4〕4-一方面与Ca2+等离子反应促进水化另一方面形成骨架充实网络通过对钢渣水泥中钢渣掺量、外加剂掺量和水玻璃的结构进行控制制得成本低廉、强度合格的钢渣水泥。

碳酸化预养护钢渣制备钢渣水泥的性能试验研究

应用碳酸化技术对比表面积287m2/kg的钢渣粗粉进行预养护,从而制备大掺量钢渣水泥,并对其性能进行了试验研究。试验结果表明,碳酸化钢渣的fCaO含量降低,水化活性提高。碳酸化预养护钢渣较未碳酸化的钢渣制备的钢渣水泥强度及安定性有显著提高;钢渣水泥的密度、比表面积、标准稠度用水量和凝结时间等基本物理量与碳酸化钢渣粗粉的掺入量有关;在满足水泥强度和压蒸安定性的条件下,碳酸化钢渣粗粉的掺量可达50%。

碳酸化预养护钢渣制备大掺量钢渣水泥的研究

应用碳酸化技术对比表面积为287m^2/kg的钢渣粗粉进行预养护,进行制备大掺量钢渣水泥的试验研究。实验结果表明:(1)钢渣粗粉在温度74℃,相对湿度70%～90%,CO_2气体浓度30%～40%的的条件下,碳酸化养护270min后其w(f-CaO)由5.67%降至0.34%;钢渣中的大部分f-CaO转化为CaCO_3晶体,而C_3S及C_2S基本未参与碳酸化反应。(2)由于碳酸化作用,钢渣中Ca的浸析浓度明显降低,钢渣的早期水化速度加快、早期水化活性提高。(3)应用碳酸化预养护后的钢渣粗粉制备的钢渣水泥,钢渣粗粉掺入量可达40%,3 d强度达20.6 MPa,28 d强度达44.7 MPa,并且压蒸安定性良好。

钢渣引起水泥体积安定性问题的探讨

应用X射线衍射分析、差热-热重分析、扫描电子显微镜-能量色散仪观察分析等手段,研究转炉钢渣中MgO,f-CaO相和RO相的微观结构特征、水化特点和膨胀规律.结果表明:转炉钢渣中MgO与FeO,MnO形成MgO基连续固溶体RO相,化学式为MgO.1.20FeO.0.05MnO.0.03CaO,压蒸条件下稳定.MgO固溶FeO和MnO会使其水化活性下降,当FeO/MgO摩尔比和MnO/MgO摩尔比分别为1︰1和0.5︰1时,RO相是稳定相.钢渣对水泥安定性的不良影响是由其f-CaO相水化反应造成的.钢渣中f-CaO相固溶0.15mol FeO,晶粒大,晶胞参数小,分布均匀,标准沸煮法检验只有46.2%(质量分数)水化消解,即使沸煮8h也只有70.8%(质量分数)水化消解.钢渣水泥安定性应采用压蒸法检验.钢渣水泥20℃水养护条件下快速膨胀2个月、慢速膨胀约15个月,膨胀缓和、周期长,有补偿大体积混凝土温度应力的作用.

钠盐激发钢渣水泥的早期水化特性及动力学

采用钠盐作为激发剂,通过水化热测定、扫描电镜(SEM)分析和水化动力学模拟,研究了不同钠盐激发钢渣水泥的早期水化进程、水化特性及其水化动力学.结果表明:钠盐掺入不影响钢渣水泥的水化进程,掺与不掺钠盐的钢渣水泥水化进程均分为起始快速放热期、诱导期、加速期、减速期和衰减期5个阶段;加速期水化反应由成核反应控制,属自催化反应;减速期水化反应由相边界反应与扩散机制共同控制;衰减期水化反应由扩散机制控制;由于反应机理的不同,加速期反应速率常数是衰减期的6~8倍,掺入钠盐的钢渣水泥反应速率常数大于未掺钠盐的,钠盐的掺入有助于钢渣水泥水化反应的进行,不同钠盐对水化的促进作用表现不同,加速期前铝酸钠对水化的促进效果较好,而到减速期后硅酸钠表现更佳.

钢渣水泥的耐久性研究

本文对钢渣水泥(SLC)的长期强度、硫酸盐侵蚀、碳酸盐侵蚀、海水侵蚀及碱-集料反应等性能进行了实验研究。研究结果表明:钢渣水泥比纯硅酸盐水泥后期强度高,耐磨性好,抗硫酸盐、碳酸盐和海水侵蚀能力强,碱-集料反应体积膨胀量小。此外,本文还研究了钢渣水泥的水化机理和孔结构性能。

钢渣矿渣水泥碱性激发剂的研究

以钾长石和纯碱为原料,在高温下熔制了一种主要成分为钾钠铝硅的碱性玻璃体激发剂。测定了该激发剂在常温(20℃)下的溶解度和溶解速率以及对钢渣、矿渣复合系统的激发效应,实验证明:玻璃体结构的碱性激发剂能有效控制钢渣、矿渣复合系统的凝结时间,激发效应显著。