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在水泥钢渣混凝土路面上应用生命周期评价(Life Cycle Assessment),并使用公路路面设计程序系统HPDS分析钢渣掺量对路面强度的影响,以长200 m、宽3.5 m×2的双向单车道水泥混凝土路面为功能单位,从材料生产运输、施工建设2个阶段对4种钢渣掺量的路面设计方案进行计算分析。研究表明材料生产阶段中,碳排放的主要影响因素是钢渣掺量和钢渣加工工艺排放;掺钢渣的路面结构方案在建设期碳排放中,在未稳层掺60%钢渣的方案二碳排放最优;整个生产周期,材料生产阶段碳排放值增幅大于运输和施工阶段增幅;所有方案碳排放情况与能耗分析相似,综合考虑最具减排潜力的方案为水稳层和未稳定层均掺60%钢渣的方案三。对钢渣路面中钢渣运距进行敏感性分析表明,含钢渣与无钢渣方案碳排放与能耗相等时,钢渣运距与天然集料运距强相关,两者差值随运距增加而逐渐增加。敏感性分析确定出路面结构方案中钢渣的最佳掺量为40%,符合经济效益与环境效益需求。 相似文献
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中国钢渣排放量大,综合利用率较低,堆放占地且污染环境,急需开展源头减量、资源化利用和无害化处置,而钢渣体积安定性不良且变异大是制约其大规模利用的首要原因。通过基于钢渣中f-CaO含量、分布、反应活性及与水反应难易程度提出钢渣集料体积膨胀演化模型,并利用钢渣粉、钢渣骨料的浸水膨胀试验开展体积膨胀模型参数的检验、拟合与验证。采用90℃热水浴浸泡试验和X射线衍射仪分析钢渣体积膨胀率、颗粒胀裂率与钢渣中f-CaO含量之间的关系,最后运用ABAQUS有限元模拟中的温度-位移模型和材料脆性断裂模型研究f-CaO的体积膨胀对钢渣骨料胀裂的影响。结果表明:钢渣体积膨胀与f-CaO的含量及分布、钢渣颗粒粒径的大小、浸水温度等因素有关,钢渣体积膨胀模型能很好地预测其体积膨胀的发展规律,模型参数可以通过浸水膨胀试验拟合确定,且采用二阶体积膨胀模型对钢渣粉、钢渣集料的浸水膨胀率预测较为准确。钢渣骨料的体积膨胀率与胀裂率均与f-CaO的含量密切相关,90℃浸水胀裂率宜控制不大于10%。ABAQUS温度-位移模型和材料脆性断裂模型能够近似模拟不同位置及富集程度的f-CaO体积膨胀对钢渣脆性裂纹的产生与扩展,模拟结果表明,位于近表面的f-CaO比内部f-CaO更容易造成局部胀裂。 相似文献
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钢渣微粉对沥青混合料性能影响研究 总被引:2,自引:1,他引:2
在沥青混合料中掺加钢渣微粉,分析用钢渣微粉替代部分或全部矿粉对沥青混合料性能的影响。通过冻融劈裂试验来评价不同掺量的钢渣微粉对沥青混合料水稳定性的影响,并由车辙试验来评价不同掺量钢渣微粉对沥青混合料高温稳定性的影响。试验结果表明:钢渣微粉可以改善沥青与集料的粘附性,提高沥青混合料的水稳定性;可以明显改善沥青混合料的高温稳定性,提高沥青路面的抗车辙能力;而对沥青混合料的抗裂性影响不大;钢渣粉的最佳掺量为沥青混合料总质量的4.5%。改善沥青混合料性能的机理在于钢渣的碱度大和比表面积大。但是钢渣微粉对沥青混合料其他性能提高不明显。 相似文献
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沥青混凝土用钢渣集料预处理方法研究 总被引:1,自引:0,他引:1
采用钢渣替代天然集料用于沥青混凝土能够解决钢渣固体废弃物处理和天然集料短缺两大难题。本文总结、提出了3种用于沥青混凝土的钢渣处理工艺,并初步评价了处理后钢渣沥青混凝土的改善效果,结果表明经过处理后钢渣的抗水损害性能有不同程度的提高。 相似文献
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钢渣、粉煤灰排放量大,利用率低。利用钢渣、粉煤灰修筑路面基层,可减少天然石料的开采,变废为宝。研究钢渣粉煤灰的路用性能,主要包括配合比、无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度、回弹模量等。通过试验比较,证明钢渣、粉煤灰完全可以用作道路基层材料。 相似文献
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二灰钢渣基层早期强度分析 总被引:6,自引:0,他引:6
二灰钢渣混合料是一种新型的筑路材料,具有广阔的应用前景,但二灰钢渣的早期强度不稳定。文中分析了二灰钢渣混合料早期强度不稳定的原因及其控制技术。 相似文献
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江苏省钢铁行业每年钢渣副产品达到千万吨,部分用于水泥生产,其余则用于填料等低价值应用。目前,用于路面基层与沥青面层的优质筑路材料紧缺,而钢渣的物理力学性能与常规集料相似,可缓解筑路材料紧缺的现状。首先,对钢渣的各项技术指标进行了检测,开展了配合比设计;其次,评价钢渣试验路铺筑的效果;最后,进行试验路跟踪观测。结果表明:钢渣集料的各项指标满足要求;钢渣SMA-13、钢渣Sup-25与钢渣水稳基层的检测指标均满足技术要求;通车1年后,相比常规集料沥青路面,钢渣沥青路面的抗滑性能提升了15.9%,承载力略有提高。 相似文献
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钢渣增强二灰碎石强度的研究 总被引:1,自引:1,他引:0
研究了在石灰粉煤灰稳定碎石中掺入钢渣,用钢渣取代部分粉煤灰和碎石后,无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度的变化情况。结果表明,掺钢渣于二灰碎石中,其强度能够提高。 相似文献
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为探究钢渣细集料对钢渣沥青混合料性能的影响,在分形理论的基础上,分别制备了石灰岩和钢渣两种AC-20型沥青混合料。基于级配的分维数建立体积指标预测方程,通过水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性对钢渣沥青混合料性能进行了对比研究。结果表明,体积指标预测方程有高于0.9的拟合度,分维数与级配中骨料细度成负相关。钢渣沥青混合料高温稳定性和低温抗裂性较石灰岩分别提高了32.0%、61.8%,由于钢渣细集料中游离氧化钙带来的膨胀效应,其沥青混合料水稳定性较差,但符合规范要求。钢渣细集料替代石灰岩能较好地应用于沥青混合料中,有效地解决了钢渣堆积量大、利用率低和环境污染等问题,具有良好的社会和环境效益。 相似文献
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中国每年产出大量钢材,伴随而产生的副产品钢渣,因其利用率低而导致资源浪费和环境污染。为充分、高效地再生利用废弃钢渣,从提升钢渣的胶凝性出发,参考水泥组分的率值控制指标,采用偏高岭土对钢渣进行成分增补,以提高Al2O3和SiO2含量,开展水玻璃的硅系激发及水泥的复合系激发试验,制备得到钢渣型复合基材。净浆一定龄期后进行无侧限抗压强度试验,并尝试引入率值这一参数评价钢渣基材性能。结果表明:当水泥、偏高岭土和钢渣之间最优质量配比为50:15:85,水胶比为0.28时,复合基材的90 d强度可达41.5 MPa。复合系与钙系钢渣型基材的率值高度一致,可为不同初始成分的钢渣基材的标准化制备提供参考。采用XRD,SEM,MIP等多种微观测试技术探讨钢渣基材强度形成机理,发现钢渣基材水化产物为C-H,C-(A)-S-H和C-A-H等,其中网状C-S-H最为发育,各部分紧密联结,大孔隙减少,使得钢渣复合基材强度保持稳定增长。将钢渣基材用于软土加固中,当钢渣基材掺量为20%时,固化软土28 d龄期无侧限抗压强度可达1.2 MPa。固化土强度与似水灰比R成反比,给出了可用于预测钢渣基材固化土强度预测的经验表达式。 相似文献
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为研究钢渣胶粉改性沥青混合料的最佳钢渣掺量,对不同钢渣掺量下胶粉改性沥青混合料的路用性能进行研究。首先对钢渣进行微观特性分析,利用钢渣对AC-16玄武岩胶粉改性沥青混合料的10~20 mm、5~20 mm、3~20 mm等3档粗集料分别进行替换。以AC-16玄武岩胶粉改性沥青混合料集配曲线为基础,经过质量-体积换算,得到不同替换方式下各档钢渣所占比例。通过高温车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验对钢渣-玄武岩胶粉改性沥青混合料高、低温及水稳定性进行研究。最后针对各项指标运用灰靶决策理论,计算选出钢渣替换玄武岩的最佳替换方案。结果表明:钢渣加入后混合料油石比降低,单位体积内实际沥青用量增大;钢渣替代玄武岩可改善混合料路用性能;钢渣替换5~20 mm玄武岩粗集料,混合料高温性能最优;随着钢渣掺量增大,低温性能、水稳定性越来越好;运用灰靶决策理论确定最佳方案为钢渣替换5~20 mm粗集料,此时掺量为58%。 相似文献
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为研究掺加钢渣ARHM-13沥青混合料的性能,采用体积法将粒径为9.5 mm~16 mm档钢渣等质量替代10 mm~15 mm档玄武岩集料,钢渣掺量设计为0%、30%、50%、70%及100%,依据马歇尔试验确定各组油石比,并通过高温车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及加速磨耗试验对不同钢渣掺量的ARHM-13沥青混合料的路用性能进行研究。结果表明:1)不同钢渣掺量的ARHM-13沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及抗滑性能均具有不同幅度的提升,其中动稳定度最高提升了19.79%,最大弯拉应变最高增加了6.30%;2)当钢渣掺量为30%时,相较于不掺加钢渣的沥青混合料,ARHM-13沥青混合料的冻融劈裂强度比提高了0.03%;当钢渣掺量分别为50%、70%和100%时,ARHM-13沥青混合料的冻融劈裂强度比分别降低了3.96%、6.25%和7.19%;3) 10万次荷载作用后摆值损失率最低为20.2%;4) ARHM-13沥青混合料的抗滑性能随钢渣掺量的增加呈先升后降趋势,且随着钢渣掺量的增加,衰减过程中回升现象出现的时间越延长,回升幅度越小;5)综合考... 相似文献
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钢渣和铁渣是伴随炼钢产生的2种典型固废。目前部分钢渣已被再生用于替代沥青混凝土中的粗骨料。为进一步提高钢渣和铁渣的再利用效率,探讨了采用不同粒径的钢渣和铁渣100%替代沥青混凝土矿料的可行性。首先基于材料微观分析技术以及集料技术指标测试方法,揭示不同粒径钢渣和铁渣的材料特征,确定适合其100%替代沥青混凝土矿料的粒径搭配方案;然后验证方案的可行性,采用Superpave方法设计沥青混凝土,优化拌和工艺,检验沥青混凝土的主要工程性能。结果表明:钢渣细集料受自身矿物胶凝活性的影响易固结成块,铁渣粗集料的技术指标不佳,因而两者不宜直接替代沥青混凝土矿料使用。采用钢渣粗集料、铁渣细集料和钢渣粉100%替代常用的石灰石矿料,结合使用高黏度的SBS改性沥青和改进型混合料拌和工艺,可制备出性能优良的沥青混凝土,且部分性能指标优势显著:其高温下的流动次数(Fn)以及低温下的断裂能分别提高了18%和23%。可见,将不同粒径的钢渣和铁渣搭配使用可实现两者在沥青混凝土中的梯级全利用。 相似文献
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《中国公路学报》2018,(11)
中国每年产出大量钢材,伴随而产生的副产品钢渣,因其利用率低而导致资源浪费和环境污染。为充分、高效地再生利用废弃钢渣,从提升钢渣的胶凝性出发,参考水泥组分的率值控制指标,采用偏高岭土对钢渣进行成分增补,以提高Al_2O_3和SiO_2含量,开展水玻璃的硅系激发及水泥的复合系激发试验,制备得到钢渣型复合基材。净浆一定龄期后进行无侧限抗压强度试验,并尝试引入率值这一参数评价钢渣基材性能。结果表明:当水泥、偏高岭土和钢渣之间最优质量配比为50∶15∶85,水胶比为0.28时,复合基材的90 d强度可达41.5 MPa。复合系与钙系钢渣型基材的率值高度一致,可为不同初始成分的钢渣基材的标准化制备提供参考。采用XRD,SEM,MIP等多种微观测试技术探讨钢渣基材强度形成机理,发现钢渣基材水化产物为C-H,C-(A)-S-H和C-A-H等,其中网状C-S-H最为发育,各部分紧密联结,大孔隙减少,使得钢渣复合基材强度保持稳定增长。将钢渣基材用于软土加固中,当钢渣基材掺量为20%时,固化软土28 d龄期无侧限抗压强度可达1.2 MPa。固化土强度与似水灰比R成反比,给出了可用于预测钢渣基材固化土强度预测的经验表达式。 相似文献
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