王 琦

(遼寧建筑職業(yè)學(xué)院，遼陽 111000)

水泥穩(wěn)定爐渣在道路基層中的研究與應(yīng)用

王 琦

(遼寧建筑職業(yè)學(xué)院，遼陽 111000)

本論文對水泥穩(wěn)定爐渣混合料在道路基層的可行性進(jìn)行系統(tǒng)的分析研究，通過擊實(shí)試驗(yàn)、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、劈裂試驗(yàn)和室內(nèi)抗壓回彈模量試驗(yàn)等一系列的室內(nèi)試驗(yàn)研究，得出技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行的混合料配合比方案。試驗(yàn)及研究結(jié)果表明，爐渣作為路面基層材料是可行的，且具有良好的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

環(huán)境保護(hù) 道路基層 性能試驗(yàn)

0 .引言

鑄造行業(yè)在產(chǎn)生廢砂的同時，也產(chǎn)生另一固體廢棄物爐渣。爐渣作為自然資源的應(yīng)用研究早在18世紀(jì)就已經(jīng)開始了，進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著人類對資源和環(huán)境的重視，爐渣的應(yīng)用研究更加全面。我國鑄造產(chǎn)生的爐渣堆存量逐年增加，其組成成分各地區(qū)大同小異。本論文以鞍山市地區(qū)鑄造廠的爐渣為研究對象，對水泥穩(wěn)定混合料進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，以實(shí)現(xiàn)爐渣在路面基層中應(yīng)用的目的。首先，將爐渣進(jìn)行破碎篩分，進(jìn)行混合料的配合比設(shè)計(jì)；其次，通過土工標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)得到在不同水泥劑量下的最佳含水量和最大干密度，按照預(yù)定干密度用靜力壓實(shí)法制備試件，養(yǎng)生后進(jìn)行一系列的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、劈裂試驗(yàn)和室內(nèi)抗壓回彈模量試驗(yàn)，驗(yàn)證是否滿足規(guī)范要求，為爐渣在公路工程中應(yīng)用提供系統(tǒng)的參考和依據(jù)。

1. 配合比設(shè)計(jì)

為了研究鑄造廢砂和爐渣的聯(lián)合使用情況，本試驗(yàn)是以碎石為骨料，并摻加一定量的鑄造廢砂和爐渣與之相配合，利用Excel表，通過不斷的調(diào)整試配，得出本試驗(yàn)混合料組成計(jì)算表1和合成級配曲線圖1。

表1 水泥穩(wěn)定鑄造廢砂與爐渣混合料的組成計(jì)算

圖1 水泥穩(wěn)定鑄造廢砂與爐渣混合料級配曲線

通過反復(fù)試算的方式最后確定，3#試驗(yàn)混合料合成級配為碎石：爐渣：鑄造廢砂=0.39:0.41:0.20，即滿足合成級配要求。

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。

表2 不同水泥劑量下的最佳含水量和最大干密度

3. 性能試驗(yàn)

3.1 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

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

表3 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度表

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和二級以下公路底基層強(qiáng)度的要求，不滿足二級和二級以下公路基層強(qiáng)度要求。

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。

表4 間接抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)表

經(jīng)過上述的數(shù)據(jù)處理，五種混合料的劈裂強(qiáng)度為0.78～0.82MPa之間，劈裂強(qiáng)度的平均值為0.8MPa，滿足二級和二級以下公路路面基層、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。

表5 室內(nèi)抗壓回彈模量試驗(yàn)表

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機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料二級公路路面基層、底基層的工程設(shè)計(jì)要求。

4. 結(jié)束語

通過室內(nèi)一系列的試驗(yàn)研究可知，在7%水泥劑量下，水泥穩(wěn)定爐渣與鐵尾礦或鑄造廢砂的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度和抗壓回彈模量均滿足二級和二級以下公路基層強(qiáng)度的要求。為工業(yè)廢棄物循環(huán)綜合利用提供了一條新的途徑，具有良好的技術(shù)、社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，應(yīng)用前景十分可觀。

[1]吳景峰,于永來,馬順龍,高杰.鑄造廢棄物資源化再利用的探索[J].長春：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.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）11-0318-01

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