隧道洞渣制备机制砂的细度模数控制系统研究与应用

隧道洞渣岩石特性多变,成品机制砂细度模数波动大,不利于工程应用。通过理论分析和试验研究等方法,研究了各公称粒径区间占比对细度模数的影响,将0~5.0 mm砂分为0~2.5 mm与2.5~5.0 mm两区间,以《建设用砂》细度模数的计算公式为基础,结合实测数据得出细度模数简化预测公式,并基于该预测公式构建了控制逻辑,实现了细度模数的在线调配与闭环控制。研究结果表明:将0~5.0 mm砂分为0~2.5 mm与2.5~5.0 mm两区间,可推导出细度模数的简化预测公式,通过两区间砂的比值即可快速准确预测细度模数;当细度模数在2.6~2.8之间且调配系数k取2.1时,m3与m2的比值为3.1~4.8,m3与v的比值为78.12~120.96。基于简化预测公式构建的细度模数控制系统,可实现细度模数稳定控制,对隧道洞渣资源化利用有积极作用。

隧道洞渣粗骨料混凝土抗冻性能试验研究

通过高寒地区隧道洞渣粗骨料混凝土冻融循环试验,研究在不同冻融循环次数下,隧道洞渣粗骨料取代率对混凝土抗冻性能的影响,分析试件相对动弹性模量、质量、抗压强度和劈裂抗拉强度损失率的变化规律。结果表明:混凝土的抗冻性能与洞渣粗骨料取代率呈负相关,当洞渣粗骨料取代率达到30%时,洞渣粗骨料混凝土相对动弹性模量、质量、冻融试验后的抗压强度和劈裂抗拉强度损失率与普通混凝土相差不大,其抗冻性能相对较好,冻融循环50次前试件破坏程度均较小而100次之后试件严重破坏,在冻融循环后期粉煤灰的填充效应随着洞渣粗骨料取代率的增加而增加。

隧道洞渣砂-粉煤灰混凝土基本力学性能研究

以高原地区隧道洞渣砂取代率、粉煤灰取代率作为变量,设置20组试验,对掺粉煤灰、隧道洞渣砂混凝土的坍落度、立方体抗压强度fcu、劈裂抗拉强度ft、轴心抗压强度fc、弹性模量Ec进行研究,并对掺粉煤灰、隧道洞渣砂混凝土的龄期与fcu之间的关系进行了研究。试验结果表明:洞渣砂随取代率升高坍落度降低;当洞渣砂取代率为0~70%时,其对混凝土力学性能有益,洞渣砂取代率为50%时达到强度峰值;粉煤灰对早期混凝土力学性能存在不利影响,粉煤灰掺量越高,混凝土早期力学性能越差,当龄期发展到56 d时,掺入粉煤灰的混凝土后期强度发展速率较快。

山区铁路隧道洞渣处置及对策研究

我国山区铁路隧道工程占比高、洞渣数量多。科学处置隧道洞渣是推进铁路高质量发展的具体举措。从隧道洞渣综合利用、隧道弃渣场选址、隧道弃渣场生态修复研究和隧道弃渣场安全研究4个维度系统梳理总结既有山区铁路隧道洞渣处置实践成果及存在问题,并提出对策建议,旨在为后续洞渣科学处置、规章建制等提供参考。

山体隧道洞渣碱活性评定及碱骨料反应抑制措施研究

对某高速隧道洞渣进行了碱活性判定,从密实性和疏水性方面提出了碱骨料反应抑制措施,并通过膨胀率、强度综合评价抑制效果,从吸水率、孔溶液中碱含量探究了抑制机理。结果表明:洞渣骨料属于高活性碱-硅酸骨料,存在碱骨料反应风险;控制粉煤灰掺量不低于30%可有效抑制洞渣碱骨料反应;采用10%~12%的RMA纳米防腐剂或2.5%~7.5%的TIA抗侵蚀抑制剂优化单掺30%粉煤灰可以兼具强度保障和碱骨料反应抑制;单掺粉煤灰、复掺粉煤灰和RMA纳米防腐剂主要通过降低孔溶液中游离态的碱离子,实现碱骨料反应的抑制;复掺粉煤灰和TIA抗侵蚀抑制剂主要通过碱离子和吸水率的双重降低,实现碱骨料反应的抑制。

花岗岩隧道洞渣在AC-20C沥青混合料中的应用

针对沥青混合料用集料匮乏问题,通过室内试验和实体验证,探究了花岗岩隧道洞渣在沥青混合料中的适用性,分析了花岗岩隧道洞渣生产质量控制方法,研究了花岗岩隧道洞渣沥青混合料的路用性能。结果表明:花岗岩隧道洞渣提高与沥青黏附性后,可用于沥青路面中、下面层粗集料。现场采用三级破碎和除尘相结合工艺,可生产颗粒形状和粉尘含量满足要求的粗集料。花岗岩隧道洞渣粗集料的AC-20C沥青混合料的70℃动稳定度、残留稳定度、冻融劈裂残留强度比分别为4981次/mm、89.6%、83.9%,满足技术要求。

考虑施工时序的隧道洞渣利用调配研究

为合理分析隧道洞渣加工砂石料过程,考虑实际施工工序的不确定性及其他复杂重叠因素,以时间为分析轴线,结合工点间洞渣相互调配影响,提出了一种有效、简单、直观的隧道洞渣加工砂石料的调配模型。通过对调配模型分析研究,确定洞渣加工利用时的洞渣利用率、骨料需求外购率、最终骨料富余量等多种参数数据,对合理确定洞渣利用量、优化洞渣综合利用、控制工程投资等具有重要意义,同时也为今后其他类似项目研究提供理论依据和参考。

高速公路面层施工中凝灰岩洞渣的应用

基于隧道洞渣的再利用问题,以某高速公路工程为例,对该公路面层施工中凝灰岩洞渣的应用进行探讨。在该高速公路面层施工中应用凝灰岩洞渣时,重视混合料的配合比设计并严格控制原材料选择。最终,通过检测确定了凝灰岩洞渣混合料的相关性能满足高速公路面层的施工技术要求。

隧道洞渣加工混凝土在其结构工程中的应用

为研究石灰岩洞渣作为骨料应用于混凝土中是否具有应用价值,以青峰岭隧道为依托工程,通过分析隧道地层岩性,以岩石单轴饱和抗压强度为依据,确定隧道洞渣具备加工的可行性,并选取合适的洞渣强度快速评价标准与适配的加工工艺生产出质量优良的集料,并成功应用于隧道结构实体。通过隧道洞渣加工混凝土,隧道共产出约8万t集料,资源利用化率达到30%,为后续的洞渣利用提供了一定的借鉴经验。

隧道洞渣在改良路基中的应用

文章以巴平高速公路工程高液限土路基为研究对象,提出采用换填法,以隧道洞渣为原材料对高液限土进行换填,并通过试验探究隧道洞渣改良高液极限土的力学性能。结果表明:不同掺量隧道洞渣可显著提高土体的强度,且15%为隧道洞渣掺量的最佳值,可以显著提高路基土体性能。同时,对隧道洞渣改良土在15%掺量下路基边坡稳定性进行了数值模拟,进一步验证了利用隧道洞渣改善路基土性能的可行性。研究结果可为类似工程提供指导。

洞渣砂与河砂混凝土性能及微观形貌对比研究

针对眉太高速公路项目太白山隧道洞渣岩石产量大且现场拌和混凝土用河砂资源匮乏的现实问题,将隧道洞渣岩石制成洞渣砂,开展洞渣砂混凝土性能研究。通过测试洞渣砂与河砂混凝土的坍落度、扩展度、抗压强度,氯离子迁移系数和抗压强度耐蚀系数,同时结合扫描电子显微镜和能谱元素分析仪对混凝土细集料界面过渡区的微观形貌及化学元素分析,探讨了洞渣砂对混凝土性能的影响规律以及作为集料制备混凝土的可行性。试验结果表明:洞渣砂具有表面粗糙且多棱角的织构特征,这使得洞渣砂混凝土在流动性上低于河砂混凝土。由于洞渣砂与胶凝材料水化产物结合紧密,界面过渡区结合面积较大,且无明显裂缝,因此洞渣砂混凝土具有更高的抗压强度以及更优的抗氯离子渗透性和抗硫酸盐侵蚀性。

山区高速隧道洞渣在路面结构层中应用探析

隧道工程是山区高速公路建设中不可缺少的组成部分。为解决隧道洞渣的处置问题,某高速公路利用隧道洞渣制备碎石,结合碎石物理力学指标和高速公路路面结构层不同层位性能要求,探讨山区高速隧道洞渣在路面结构层中应用关键技术和控制指标。研究结果表明,隧道洞渣制备碎石部分洞口压碎值较大,但碎石压碎值对水稳基层材料无侧限抗压强度、劈裂强度、回弹模量影响较小;隧道洞渣级配碎石将细集料替换为石灰岩CBR值达到300%以上,满足技术要求;掺加抗剥落剂等措施对提升制备碎石混合料抗水损害性能均有所提升且满足规范要求,最后给出隧道洞渣制备碎石在路面结构层中应用流程。

石灰岩隧道洞渣集料技术评价及其在沥青混合料中的应用研究

为推广山区石灰岩隧道洞渣的应用,采用室内试验和实体工程验证相结合的方法,探究了石灰岩隧道洞渣在沥青混合料中的适用性,分析了石灰岩隧道洞渣集料的生产质量控制方法,验证了石灰岩隧道洞渣沥青混合料的应用效果。结果表明:石灰岩隧道洞渣可用作沥青路面中下面层粗集料;采用人工优选、集中堆放、颚式破碎机+反击式破碎机+反击式破碎机的三级破碎工艺、预置筛网和引风式除尘相结合的多步骤降尘工艺对石灰岩隧道洞渣集料的生产质量进行控制,经过这些方法处理后,成品集料较洁净、颗粒形状较好、质量可控;配制的AC-20C的60℃动稳定度、残留稳定度、冻融劈裂残留强度比和低温弯曲应变分别为7152次/mm、91.2%、87.9%和2709×10^(-6),铺筑的试验路质量满足现行技术规范要求。该研究成果可为石灰岩隧道洞渣在沥青混合料中的推广利用提供技术支撑与工程参考。

基于点荷载的隧道洞渣饱和抗压强度快速评价方法

为探明采用点荷载对机制砂用隧道洞渣饱和抗压强度进行快速评价的可行性,以点荷载强度指数为评价指标,研究加载方式、含水状态对20种不同岩性隧道洞渣点荷载强度指数的影响规律,建立隧道洞渣点荷载强度指数与饱和抗压强度的关系。结果表明:1)隧道洞渣点荷载强度指数与其饱和抗压强度具有较高的相关性,依据变质岩、沉积岩及岩浆岩等不同岩性分类得到的关系式相关性更高;2)当轴向点荷载强度指数超过8.0 MPa时,不同加载方式下的隧道洞渣点荷载强度指数存在差异,径向加载与轴向加载的点荷载强度指数相近,不规则块体加载与轴向加载的点荷载强度指数差值增大;3)隧道洞渣点荷载强度损失率与其含水率具有线性相关性,含水率越高,点荷载强度损失率越大。基于此,提出不同含水状态下的隧道洞渣饱和抗压强度预测公式。

隧道洞渣机制砂混凝土和易性与强度特性研究

为提高工程经济效益,实现废物利用,本着可持续发展的原则,用隧道开挖时产生的废石料研制机制砂,代替外购黄砂应用到混凝土拌合中去。采用试验研究的方法,结合工程混凝土设计要求对隧道洞渣机制砂混凝土进行试配,与已顺利应用于工程的外购黄砂混凝土进行对比,研究两者的和易性与强度特性,分析隧道洞渣机制砂混凝土的工程适用性,为其配合比优化问题提供一定的参考。隧道洞渣机制砂混凝土试配结果表示,混凝土强度满足工程要求,水灰比对强度起着主要作用,但受级配及含泥量影响,极易出现离析泌水,水石分离现象,和易性较差,难以进行工程应用,亟需配比优化方案改善和易性差的问题。

凝灰岩隧道洞渣集料技术评价及其在沥青混合料中的应用

为推广凝灰岩隧道洞渣的应用,该文采用室内试验和实体工程验证相结合的手段和方法,探究了凝灰岩隧道洞渣在沥青混合料中的适用性,分析了凝灰岩隧道洞渣生产质量控制方法,研究了凝灰岩隧道洞渣沥青混合料的路用性能。结果表明:凝灰岩隧道洞渣可用作沥青路面中下面层粗集料;采用颚式破碎机+圆锥式破碎机+反击式破碎机+立轴冲击式破碎机的四级破碎工艺,成品集料能获得较好的颗粒形状;采用预置筛网和引风式除尘相结合的多步骤降尘工艺,可有效去除碎石中的粉尘;配置的AC-20C的动稳定度、残留稳定度和冻融劈裂残留强度比分别为8465次/mm、91.3%和88.2%,路用性能良好。研究成果可为山区高速公路隧道洞渣在沥青混合料中的推广利用提供技术支撑与工程参考。

高速公路隧道洞渣路基填料物理改良试验

为提高苍溪至巴中高速公路沿线隧道洞渣中泥质软岩的资源化利用量,将洞渣中的泥岩与现场岩性较好的中风化砂岩按不同比例进行掺配,通过室内试验分析隧道洞渣作为公路路基填料的优质配比。结果表明,纯泥岩填料的加州承载比较难以满足路基工程应用要求,向泥岩中掺加砂岩可提升填料的力学性能;当砂岩掺量为20%时,改良填料的无侧限抗压强度可达0.82 MPa,提升了22.4%;加州承载比最高可达14.7%,约提升了80%,据此可用于指导现场施工。

高速铁路隧道洞渣加工利用干法生产机制砂

受天然河砂季节性开采及国家环保政策的制约,机制砂已经成为天然河砂的绿色替代品。为推动铁路工程隧道洞渣绿色资源化利用,研究依托昌景黄高速铁路项目自建干法加工机制砂生产线,通过应用实践,介绍干法机制砂加工过程母岩选择、破碎与制砂设备、加工工艺控制要点。并对机制砂生产提出2点要求:一是应采用现代化管理手段和先进成熟的生产工艺,提高专业化、工厂化、机械化和信息化水平;二是机制砂生产过程应采用信息化监控技术,以期为机制砂的加工及工艺优化提供借鉴经验。

再生利用隧道洞渣生产碎石机制砂用于混凝土

机制砂、碎石是我们工程建设中混凝土生产必不可少的原材料之一。并且在我国工程建设高速发展的今天,随着环保要求的越来越严格,以及河砂资源的逐渐枯竭。机制砂在混凝土中的应用越来越广泛。碎石以及机制砂生产所用的母材主要来源于矿山开采。在工程隧道施工过程中会有大量洞渣,目前一般是作为工程垃圾进行处理。不仅造成环境污染,同时造成大量的资源浪费。对于多数洞渣,可以满足碎石及机制砂的母材要求,因此将满足要求的洞渣再生利用生产碎石以及机制砂用于混凝土生产,不仅减少环境污染,节约大量资源,同时能够大大降低生产成本。

洞渣石粉特性及其对聚羧酸减水剂吸附性能的影响

借助SEM、XRD、激光粒度仪、Zeta电位仪、TOC有机碳吸附仪等设备,测试了某在建隧道洞渣石粉的颗粒形貌、颗粒级配与矿物组成,研究了其Zeta电位与减水剂吸附性能。结果表明:洞渣石粉颗粒呈不规则形状,棱角分明,颗粒大小不一;相同制砂工艺下,玄武岩石粉比表面积最大,石英岩石粉的最小;石英岩石粉的Zeta电位绝对值最大,玄武岩石粉的最小;花岗岩石粉对减水剂的吸附率最大,石英岩石粉的最小;长侧链吸附基团减水剂在洞渣石粉表面的吸附率最大,磷酸吸附基团减水剂的最小。