王 琦

（遼寧建筑職業(yè)學(xué)院，遼陽(yáng) 111000）

水泥穩(wěn)定鑄造廢砂路用性能研究與應(yīng)用

王 琦

（遼寧建筑職業(yè)學(xué)院，遼陽(yáng) 111000）

改革開(kāi)放以來(lái)，隨著鑄造業(yè)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的固體廢棄物，如何將其循環(huán)綜合利用，成為當(dāng)前鑄造行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)和急需解決的問(wèn)題。與此同時(shí)，道路建設(shè)中的路用材料供應(yīng)緊張，價(jià)格不斷上漲，而鑄造廢砂的主要成分為硅質(zhì)和鈣質(zhì)粒狀材料，成本低廉，非常適合公路建設(shè)用材的需要。本論文選取鞍山地區(qū)鑄造廢砂為研究對(duì)象，主要是研究用水泥穩(wěn)定鑄造廢砂混合料在道路基層方面的應(yīng)用。

環(huán)保；公路工程；配合比；性能試驗(yàn)

0.引言

我國(guó)是鑄造生產(chǎn)的大國(guó)，以2013年為例，我國(guó)年產(chǎn)鑄件約為4450萬(wàn)噸，按每生產(chǎn)1噸合格鑄件約產(chǎn)生1.2～1.3噸鑄造廢砂計(jì)算，則2013年排放鑄造廢砂的產(chǎn)量約為5500萬(wàn)噸。鞍山是我國(guó)鑄造產(chǎn)業(yè)大市，僅鞍山就有鑄造企業(yè)32家，按此計(jì)算保守估計(jì)，鞍山每年產(chǎn)生的廢砂至少50萬(wàn)噸。鑄造產(chǎn)生的三廢—鑄造廢砂、爐渣、廢氣不僅污染環(huán)境，而且占用囤積用地，制約企業(yè)進(jìn)一步生產(chǎn)和發(fā)展。近年來(lái)，鑄造廢砂作為建筑材料資源化利用的研究比較多，基本上是將其用于廢砂再生和制備新型復(fù)合材料，而將其應(yīng)用于道路建設(shè)工程中則較少，其發(fā)展前景空前巨大。

1. 配合比設(shè)計(jì)

為研究鑄造廢砂和鐵尾礦聯(lián)合使用的情況，本試驗(yàn)所采用混合料為鑄造廢砂、鐵尾礦和碎石這三種集料，進(jìn)行篩分后，通過(guò)Excel表繪制泰勒曲線，在上述混合料的級(jí)配范圍內(nèi)反復(fù)調(diào)整試配實(shí)現(xiàn)水泥穩(wěn)定混合料的配合比設(shè)計(jì)電算化，得出本試驗(yàn)混合料組成計(jì)算表1和合成級(jí)配曲線圖1。

通過(guò)反復(fù)試算的方式最后確定，試驗(yàn)混合料合成級(jí)配為碎石：鑄造廢砂：鐵尾礦=0.58:0.26:0.16，即滿足合成級(jí)配要求。

2 .擊實(shí)試驗(yàn)確定含水量

依據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，從經(jīng)濟(jì)性方面出發(fā)，在水泥劑量為4%、5%、6%、7%和8%的情況下，水泥穩(wěn)定混合料分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，得到不同水泥劑量下混合料的最佳含水量和最大干密度，如下表2所示。

3 .性能試驗(yàn)

3.1 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

在水泥劑量為4%、5%、6%、7%和8%情況下完成無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，可得無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度表3。

根據(jù)《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ034-2000）標(biāo)準(zhǔn)，混合料在最佳水泥劑量下滿足二級(jí)和二級(jí)以下公路路面基層、底基層技術(shù)要求。

3.2 劈裂試驗(yàn)

將試驗(yàn)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其處理的結(jié)果如下表4所示。

經(jīng)過(guò)上述的數(shù)據(jù)處理，五種混合料的劈裂強(qiáng)度集中在0.62～0.65MPa之間，劈裂強(qiáng)度的平均值為0.63MPa，滿足二級(jí)和二級(jí)以下公路路面基層、底基層技術(shù)要求。

3.3 回彈模量試驗(yàn)

對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理可以得到抗壓回彈模量E，其處理結(jié)果如下表5所示。

由表5的試驗(yàn)結(jié)果可知，抗壓回彈模量隨著養(yǎng)護(hù)天數(shù)的增加而增大，養(yǎng)護(hù)28d后試件的抗壓回彈模量能夠滿足無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料二級(jí)公路路面基層、底基層的工程設(shè)計(jì)要求。

4.結(jié)束語(yǔ)

目前，我國(guó)公路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中廣泛采用水泥穩(wěn)定類或是石灰穩(wěn)定類半剛性基層材料，造成路用材料供應(yīng)緊張。本論文根據(jù)鑄造廢砂、爐渣的特性特點(diǎn)，將其變廢為寶，應(yīng)用于道路基層，不僅可以解決路面材料的短缺問(wèn)題，又可為鑄造廢砂、爐渣的綜合利用提供一條新的途徑。鑄造廢砂、爐渣等工業(yè)廢棄物綜合利用后，能夠減少鑄造廢棄物的排放，對(duì)改善環(huán)境也有著顯著作用，又可以增加企業(yè)效益，同時(shí)降低道路工程成本，是一舉多得的技術(shù)措施。

[1]吳景峰,于永來(lái),馬順龍,高杰.鑄造廢棄物資源化再利用的探索[J].長(zhǎng)春：一汽鑄造有限公司,2008,19(03) :304-311.

[2]牟艷秋,巴吾東,劉世森,那洪志.鑄造廢砂的再利用[J].鑄造技術(shù),2010(10):1358-1361.

[3]曹興國(guó).生活垃圾焚燒爐渣應(yīng)用于高速公路路面基層的試驗(yàn)研究[J].江蘇:南京航空航天大學(xué),2010.

[4]JTJ034-2000, 公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2000:8-9.

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1007-6344（2015）10-0073-02

王琦 1982.04 漢 遼寧鞍山人 遼寧建筑職業(yè)學(xué)院城建交通系