钢渣对半刚性基层力学强度及稳定性影响分析

为促进工业固废钢渣在道路工程中的再生利用,对钢渣经过二次加工形成再生骨料应用于半刚性基层水泥稳定材料中,通过分析钢渣对水泥稳定材料的无侧限抗压强度、抗弯拉强度和干缩特性影响,定量评价钢渣的再生利用效果。结果表明:随着钢渣掺量增大,水泥稳定材料的强度逐渐增大,当掺量增大至70%,无侧限抗压强度提升1.4倍,抗弯拉强度提升1.8倍;水泥稳定钢渣碎石混合料的每日干缩应变随时间变化逐渐减小,累计干缩应变随时间变化先快速增大后趋向稳定,其中以前5 d的干缩应变变化最为明显,120 d后干缩应变基本稳定。对于4种不同性质的钢渣,钢渣掺量为50%达到稳定状态时,最大补偿收缩率为37.7%,最小为25.5%。钢渣陈化时间越长,膨胀性越小,则补偿收缩率越小。钢渣掺量越大,补偿收缩率增大,当钢渣掺量增大至70%,可补偿收缩40.1%。在水泥稳定材料中掺入钢渣,将对干燥收缩起到良好的补偿作用,对减小半刚性基层的开裂起到了积极作用。     

钢渣导电沥青混凝土电学性能研究

利用钢渣矿料制备出Superpave12．5型钢渣导电沥青混凝土,研究了钢渣集料、石墨粉、碳纤维等材料对降低电阻率的贡献,进行了室内升温和室外融雪试验。研究结果表明：钢渣能作为集料制备出体积性能合格的沥青混凝土,钢渣导电集料大大提高了沥青混凝土的导电能力;石墨降低电阻率的能力要明显强于碳纤维;导电沥青混凝土温升随时间呈二次抛物线规律变化。室外融雪试验融雪效率为32％。     

钢渣水泥混凝土力学性能及耐久性研究

本文通过钢渣替换粗集料进行水泥混凝土配合比设计研究,评价钢渣混凝土的相关性能。用钢渣等质量替换混凝土中的粗集料,进行钢渣水泥混凝土配合比设计,确定钢渣的合理掺量,对比分析钢渣混凝土和普通混凝土在工作性、力学性能以及耐久性等方面的差异,评价钢渣对水泥混凝土相关性能的改善效果。试验结果表明,钢渣的掺入,会降低混凝土的工作性能,随着钢渣掺量的增加,坍落度逐渐降低;随着钢渣掺量的增加,混凝土力学性能及耐久性逐渐增强,综合考虑钢渣等质量替换粗集料的合理比例为50%,但需要选用适宜的减水剂用量来改善钢渣混凝土的工作性能。     

钢渣沥青混合料路用性能试验研究

为了探究不同钢渣骨料掺量下沥青混合料的路用性能,对AC-13C型钢渣沥青混合料在钢渣掺量分别为0%、30%、50%、70%和90%时采用传统马歇尔击实试验,按照体积法原理进行配合比设计,分析研究了不同钢渣掺量下沥青混合料的路用性能。结果表明:钢渣骨料表现为碱性,与沥青胶结料黏附性较好,随着钢渣掺量的增加,钢渣沥青混合料高温性能以及抗水损坏性能均表现出先增大后减小趋势,低温性能以及体积安定性逐渐降低,钢渣掺量在50%时沥青混合料路用性能相对最佳。     

ARHM-13钢渣沥青混合料路用性能研究

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...     

钢渣特性及其在道路沥青混合料中的应用进展

基于钢渣的特性,现概述了钢渣作为集料在沥青混合料中的应用进展。首先,总结了经不同方法处理的钢渣集料力学性能、化学成分和物理结构等方面的差异。钢渣表面结构粗糙、棱角丰富,表现出良好的耐磨性和耐压碎性,但也存在密度大、吸水率高及体积不稳定等问题。其中,体积不稳定是影响钢渣在沥青混合料中应用的关键因素。其次,根据不同配合比设计方法,分析了加入替代比例钢渣集料对沥青用量、沥青混合料性能的影响,表明沥青混合料中,钢渣百分比的增加通常会导致设计沥青用量、矿料间隙率、Marshall稳定性和密度增加。最后,详细总结了钢渣集料对沥青混合料在防滑、水损害、抗车辙和抗疲劳等现场性能的影响,发现钢渣代替沥青混合料中的粗集料,可以改善抗滑、抗车辙和抗疲劳等性能。水损害性能则由于钢渣的产生来源不同,变化结果不确定性较大。综合来看,钢渣替代集料能够一定程度上改善路用性能,但钢渣集料体积不稳定,可能带来一定的变异性,在道路应用过程中,应有针对性调控,以确保沥青混合料性能的稳定。     

钢渣作为集料在道路工程中的均质性应用研究

将钢渣作为集料应用于道路工程中,为实现钢渣的高附加值利用,需对堆存钢渣的均质性进行研究.为提高钢渣均质性,对原样钢渣进行了一次颚式破碎和二次锤式破碎工艺处理,并采用变异系数CV和压蒸粉化率f评价钢渣的均质性.研究结果表明:原样钢渣中超粒径(≥31.5 mm)颗粒含量大,最大占46.9％,不同取样位置各粒径颗粒变异系数大...     

掺钢渣无机结合料稳定路面基层材料干缩温缩试验研究

通过对水泥稳定类与石灰粉煤灰稳定类路面基层材料掺人不同比例的钢渣集料以进行室内干缩和温缩试验,研究了钢渣对无机结合料稳定基层材料抗裂性能的影响.集料的钢渣-碎石比为0∶100、25∶75、50∶50、75∶25、100∶0.研究结果表明,掺入钢渣使水泥稳定类材料压实所需最佳含水率上升,但对二灰稳定类影响不显著.随着钢渣在集料中比例由0增至100％,水泥稳定类和二灰稳定类材料的总干缩系数分别最多减少40.0％与32.2％,掺入钢渣可提高材料的抗干缩性能.另一方面,随着钢渣在集料中比例由0增至100％,水泥稳定类和二灰稳定类材料的平均温缩系数分别最多增加23.6％与32.3％,掺钢渣的基层材料施工时应注意控制温差,避免温缩开裂.     

钢渣沥青混凝土的制备与应用

钢渣是炼钢厂生产钢材时剩下的废料,据统计,2008年中国钢产量达到5×10~8t,钢渣产量约为0.7×10~8t。随着国民经济增长,钢制品的需求日益增大,作为副产品的钢渣也以平均每年1.5×10~7t的速度增长。堆积的钢渣不仅占用大量土地,而且会造成环境污染。如何合理有效地重新利用这些钢渣,使它们变废为宝,是科技工作者长期以来试图解决的问题。就目前来说,钢渣利用途径主要有:返回冶炼再用、制作钢渣水泥、作为筑路土基层及回填工程材料、作农肥和酸性土壤改良剂、用于废水处理以及作为炼钢熔剂等。国外对钢渣已经有了较高的利用率。欧美、日本对钢渣的利用率达到了100%,其中的50%～60%运用于道路。在英国,甚至有98%的钢渣运用于沥青与水泥路面。目前中国钢渣利用率仅为20%,远低于国外发达国家,一方面是因为重视程度不够,另一方面则由于钢渣处理工艺及应用技术研究投入较少。在工程应用方面,钢渣的消化利用从二灰钢渣用于半刚性基层开始,经历了钢渣在沥青混合料中的应用,近年来发展到钢渣用于抗滑磨耗层中,伴随着应用的不断推广和应用层位的拓展,对钢渣的研究也不断深入。中国正处在高速公路快速发展时期,天然砂石资源供应日渐紧张,同时生产的钢渣占地堆放和环境污染越发严重,假如能将钢渣代替天然砂石资源用于沥青混凝土路面工程,将有效解决以上矛盾,而且能产生巨大的经济效益和社会效益。     

水泥稳定钢渣碎石混合料力学性能发展规律研究

为探讨水泥掺量和钢渣掺量对水泥稳定钢渣碎石混合料击实特性、力学性能的影响规律,本文采用3种水泥剂量(3%、4%、5%)和5种钢渣掺量(0、25%、50%、75%、100%)配制了混合料,并开展重型击实试验和力学性能测试。结果表明,掺入钢渣颗粒后,水稳混合料的最大干密度和最佳含水率增加,在较高水泥掺量下,混合料表现出更好的击实特性。在3%水泥剂量下,钢渣对混合料的力学性能具有一定的负面影响。在4%和5%水泥剂量下,钢渣颗粒的最佳掺量为50%,此时的无侧限抗压强度和间接抗拉强度均呈现较好的发展规律,能够满足规范的要求。     

钢渣的硅系与复合系激发及其在软土固化中的应用（双语出版）

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。     

掺膨胀珍珠岩水泥基复合吸波材料的研究

以钢渣复合水泥作为胶凝基体,掺入低介电常数的多孔无机材料改善基体的表面波阻抗和内部电磁波传输通道,制备出新型水泥基复合吸波材料.试验研究了钢渣改性水泥电磁参数及反射率的变化,膨胀珍珠岩掺量变化对水泥基复合材料吸波性能的影响.结果表明:当掺入30％钢渣微粉,膨胀珍珠岩掺量在50％,厚度为20 mm时,在4～8 GHz频段范围内最小反射率达-26.9 dB,小于-10 dB的频带宽度达2 GHz;在8～18 GHz范围内反射率均小于-9 dB,最小吸收峰值为-10.4 dB,材料呈现出较好的吸波性能.膨胀珍珠岩的掺量存在一个最佳值,理想范围在50％～60％之间.     

钢渣的硅系与复合系激发及其在软土固化中的应用

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。     

季冻区钢渣沥青混合料路用性能和冻融耐久性

为了解决季冻区沥青路面路用性能和耐久性不足的问题,采用钢渣等体积替代天然粗骨料,并制备钢渣沥青混合料(Steel Slag Asphalt Mixture,SAM),研究钢渣替代率(0％、25％、50％、75％和100％)对沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性和冻融耐久性的影响,进行了车辙试验、低温劈裂试验、浸水马...     

热焖钢渣对不同水泥的适用性对比试验研究

钢渣是一种活性掺合料,能够参与水泥二次水化作用。对钢渣部分代替金牛、红狮两种水泥后的流动度、强度等进行试验研究。研究结果表明:热焖钢渣的掺入不影响水泥净浆的流动性,与减水剂具有较好的相容性;在标养条件下,热焖钢渣在金牛和红狮两种水泥中的28d活性指数分别为70%和76%,都达到二级粉煤灰的活性要求。参照标养28d活性指数计算方法,蒸压条件下金牛牌水泥中热焖钢渣的活性指数几乎是100%甚至更大,而在红狮水泥中只有92%,总体上说明热焖钢渣具有较好的活性。     

热再生钢渣沥青混合料性能研究

采取室内模拟老化方法得到了钢渣旧沥青路面材料(RAP),制备了掺量为0、10%、20%、30%、40%和50%的6种热再生钢渣沥青混合料,并测试了其体积性能、水稳定性能、高温稳定性能和低温抗裂性能。结果表明:RAP的掺入不会对沥青混合料的体积性能造成影响。热再生钢渣沥青混合料的飞散损失值随RAP掺量的增加而增大。随着RAP掺量增加,热再生钢渣沥青混合料的水稳定性呈线性减弱,高温稳定性能呈线性提升。热再生钢渣沥青混合料的低温抗裂性能随RAP掺量增加显著降低。综合各项性能参数,热再生钢渣沥青混合料中RAP掺量应不高于30%。     

钢渣稳定土强度增长微观分析及路用性能研究

为探讨钢渣稳定土的强度增长机理,应用扫描电镜分析不同龄期钢渣稳定土结构的变化过程;设计10%溶积料钢渣稳定土与常规使用的5%水泥稳定土和8%石灰稳定土进行试验,分析钢渣稳定土的路用性能。结果表明,10%钢渣稳定土具有较高的强度和良好的稳定性,满足路基路床填料使用要求。     

不同陈化钢渣集料特性及其稳定性试验研究

钢渣集料具有良好的建筑材料性能,但目前钢渣在道路工程中的利用率较低。该文对广西防城港某钢厂露天陈化0、6个月、12个月钢渣集料的化学成分、基本物理力学指标、f-CaO、f-MgO、粉化率、CRB膨胀率等指标进行试验研究,结果表明：钢渣集料在物理力学特性方面基本满足道路基层材料和路基填料的要求,但陈化0、6个月的钢渣集料其f-CaO、粉化率、CRB膨胀率等指标不能满足道路基层和回填材料的要求,而陈化12个月的钢渣集料略小于规范限值。由此可见,用于道路基层和回填材料的钢渣集料至少要露天陈化12个月才能满足路用稳定性要求。     

基于分形理论的钢渣细集料在沥青混合料中的应用

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。     

钢渣SAC-10沥青混合料路用性能研究

钢渣集料具有表面粗糙、强度高、耐磨和耐久性好等特性,针对用于沥青路面超薄磨耗层的SAC-10沥青混合料,采用钢渣每档等比例替换天然集料的方式进行配合比设计。以沥青混合料高温性能为基准,确定钢渣的最佳等比例替换天然集料掺量,并对钢渣SAC-10沥青混合料的低温抗裂性、水稳定性等其他路用性能进行研究。结果表明:掺入钢渣对于SAC-10沥青混合料高温性能的提高有显著影响,且当钢渣每档等比例替换掺量为60%时,SAC-10沥青混合料的高温抗永久变形能力最好,同时具有良好的低温抗裂性、水稳定性、体积稳定性及抗滑性能。