干旱寒冷地区水泥稳定钢渣碎石基层特性研究

为提高水泥稳定钢渣碎石在干旱寒冷地区的适用性,采用体积设计方法将不同水泥剂量和不同比例的钢渣与碎石掺配,基于内蒙古地区全年气候条件,采用温湿度环境箱研究常温、低温及变温养护条件对水泥稳定钢渣碎石基层强度和收缩特性的影响。结果表明:当水泥剂量为5%且养护温度为-5℃时,65%钢渣掺量基层试件在1,3,7和28 d的抗压强度较普通碎石基层分别提高75.66%,66.7%,62.5%和35.7%,在15~-5℃变温养护下抗压强度分别提高87.5%,57.9%,25%和24.4%。65%钢渣掺量基层试件在-5℃和15~-5℃养护28 d时的间接抗拉强度较普通碎石基层分别提高30.7%和25.7%,而同钢渣掺量的6%水泥剂量试件分别提高18.7%,29.9%和25.9%。收缩方面,5%水泥剂量的65%钢渣掺量基层在5和0℃养护温度下的收缩应变较普通水稳碎石基层减小46.8%和29.9%,较45%钢渣掺量基层减小27.7%和14.3%。在合理选用配比的情况下,低温及变温环境中钢渣基层在力学和收缩性能方面较水稳碎石基层优异,以期对类似地区钢渣基层问题的分析和解决提供借鉴和指导。

掺加钢渣的半刚性基层材料性能

为了实现固体废弃物钢渣在半刚性基层材料中的合理利用,首先选用C-B-3型骨架密实型级配进行击实试验,根据7 d无侧限抗压强度结果优选出适宜的水泥掺量和钢渣掺量组合。其次,对优选组合的混合料进行了无侧限抗压强度、间接抗拉强度、抗压回弹模量以及抗收缩和抗冲刷性能测试。最后,分析不同养护龄期下水泥掺量和钢渣掺量对基层材料性能的影响,揭示水泥和钢渣在基层材料中的强度形成机理。研究结果表明:水泥掺量一定时,钢渣基层材料无侧限抗压强度随钢渣掺量的增加呈现先增大后减小的趋势。水泥掺量(质量分数,下同)为5%时,与未掺钢渣基层材料相比,养护7、14、28 d的45%钢渣掺量基层材料抗压强度分别提高6.8%、9.6%、6.0%;65%钢渣掺量基层材料则分别提高11.3%、15.4%、12.1%。5%水泥掺量下,养护28 d的45%和65%钢渣掺量基层混合料较未掺钢渣基层混合料冲刷质量损失率减小0.031%和0.046%;6%水泥掺量下则分别减小0.034%和0.041%。5%水泥掺量下,65%钢渣掺量的混合料较未掺钢渣时干缩系数减小52.4%,温缩系数提高26.9%;6%水泥掺量下则分别减小49.4%和提高31.6%。因此,在合理掺量下,钢渣基层力学性能和抗冲刷性能明显优于普通水泥稳定碎石,钢渣在一定程度上可改善基层材料的抗干燥收缩性能,但却不利于抗温度收缩性能。