本文關鍵詞：次生鋼渣處置路基土機理及其路用性能研究

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【摘要】：鋼鐵是工業(yè)中重要的原材料,鋼鐵工業(yè)也是世界工業(yè)化進程中具有成長性,代表性的產業(yè)之一。但是,隨著鋼鐵工業(yè)的增長,也增加了其副產品—鋼渣的產出。鋼渣是煉鋼過程中排出的廢渣,鋼渣如得不到有效地利用而長期堆積,將會占用大量的良田和土地,污染環(huán)境。但同時鋼渣是一種路用性能較好的路基填料,用鋼渣作為地基回填料,安全而經濟地用于基礎工程建設,對于提高建筑工程的使用壽命、降低工程造價、減少環(huán)境污染具有重大意義。本文采用的是次生鋼渣,在原有鋼渣廢料的基礎上進行了2次循環(huán)磁選水洗,將鋼渣內含有的重金屬、鐵礦石等物質去除,同時解決了鋼渣中游離氧化鈣(f-CaO)造成的膨脹影響,通過室內試驗,對不同摻量的次生鋼渣灰土的性能進行評價,希望對我國次生鋼渣灰土的技術評價體系和實際工程運用提供一些參考。首先,本文對研究所用的原材料進行了研究：研究試驗土、鋼渣、石灰的物理性質和化學性質,重點研究了次生鋼渣的成分、顆粒組成及穩(wěn)定性。其次,分別對次生鋼渣土、灰土、次生鋼渣灰土進行了擊實試驗、CBR試驗、無側限抗壓試驗、彎曲元試驗,通過對比各類土的力學性能差異,研究鋼渣與石灰在固化土中起到的作用與次生鋼渣灰土強度形成的機理,結合鋼渣灰土各個配比的力學試驗數(shù)據(jù)與力學性能參數(shù),綜合各力學性能的差異,比選得出次生鋼渣灰土的最佳配合比為次生鋼渣、石灰、土的比例為(50%：5%：45%)。接著,在微觀方面對其強度的形成機理進行研究,分別對按照最佳配合比制成的試樣進行了全齡期的XRD試驗、掃描電鏡試驗、壓汞試驗,通過XRD、SEM試驗得出次生鋼渣灰土在固化過程中礦物成分和數(shù)量的變化。結果表明,隨著齡期增長,生成的C-S-H與Aft等凝膠類產物使得結構變得緊密,密實。結合SEM試驗和壓汞試驗從定量的角度分析固化土的孔隙、孔徑的變化。結果表明隨著齡期的增長,孔隙率由40.7%降至了35.3%,主要孔隙逐漸變小,中等毛細孔占總孔隙量的比例下降,說明隨著反應的進行,鋼渣灰土的主要孔隙逐漸變小,且新生成的物質粒徑介于中等與大毛細孔之間,使得試樣逐漸密實。然后,以滿足路床填土材料的路用性能要求為目標,通過鋪筑試驗路段,驗證次生鋼渣灰土用作路床材料的可行性。同時在觀察室內彎曲元試驗與室外瑞利波試驗的結果中發(fā)現(xiàn),室內測試剪切波速的彎曲元波速的試驗結果與室外瑞利波測試的瑞利波推出的剪切波速基本吻合,建立了室內試驗和室外無損試驗的橋梁,為施工段的無損檢測提供新的依據(jù)。最后,針對次生鋼渣灰土的經濟性和實用性提出了相應的施工工藝和施工方法,并運用于工程施工。
【關鍵詞】：次生鋼渣灰土 最佳配合比 微觀結構特性 路用性能
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U414
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 鋼渣的產生、分類與特性研究12-15
• 1.2.1 煉鋼工藝與鋼渣形成12-13
• 1.2.2 幾種工業(yè)廢渣的聯(lián)系與區(qū)別13-14
• 1.2.3 次生鋼渣生產工藝14-15
• 1.3 國外鋼渣的研究和應用現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 水泥和混凝土產業(yè)16-17
• 1.3.2 道路工程17-18
• 1.3.3 回填工程18-19
• 1.4 論文的研究內容和技術路線19-21
• 1.4.1 主要研究內容19
• 1.4.2 論文的技術路線19-21
• 第二章 鋼渣灰土原材料性能試驗與微觀特性研究21-31
• 2.1 鋼渣21-25
• 2.1.1 鋼渣性質21
• 2.1.2 鋼渣不安定性21
• 2.1.3 次生鋼渣21-22
• 2.1.4 次生鋼渣顆粒分析22-23
• 2.1.5 次生鋼渣微觀成分試驗23-25
• 2.2 土樣25-28
• 2.2.1 液限試驗25-26
• 2.2.2 塑限試驗26-27
• 2.2.3 實驗土顆粒分析27-28
• 2.2.4 土樣試驗分析結果28
• 2.3 石灰28-29
• 2.4 本章小結29-31
• 第三章 鋼渣石灰改性土力學實驗及最佳配合比確定31-59
• 3.1 試驗方法介紹31-36
• 3.1.1 擊實實驗31-32
• 3.1.2 CBR試驗32-33
• 3.1.3 無側限抗壓試驗33-34
• 3.1.4 彎曲元試驗34-36
• 3.2 試驗方案設計36-37
• 3.3 鋼渣土試驗結果37-43
• 3.3.1 鋼渣土擊實試驗結果37-38
• 3.3.2 鋼渣土CBR試驗結果38-40
• 3.3.3 鋼渣土無側限抗壓試驗結果40-43
• 3.4 灰土試驗結果43-46
• 3.4.1 灰土擊實試驗結果45
• 3.4.2 灰土CBR試驗結果45-46
• 3.4.3 灰土無側限抗壓試驗結果46
• 3.5 鋼渣灰土試驗結果46-57
• 3.5.1 鋼渣灰土擊實試驗結果46-47
• 3.5.2 鋼渣灰土CBR試驗結果47-50
• 3.5.3 鋼渣灰土無側限抗壓試驗結果50-53
• 3.5.4 鋼渣灰土彎曲元試驗結果53-56
• 3.5.5 鋼渣灰土級配分析56-57
• 3.6 本章小結57-59
• 第四章 鋼渣灰土強度形成機理微觀探究59-67
• 4.1 X射線衍射試驗59-61
• 4.1.1 XRD試驗介紹59-60
• 4.1.2 XRD試驗結果分析60-61
• 4.2 掃描電鏡試驗61-63
• 4.2.1 掃描電鏡試驗介紹61-62
• 4.2.2 掃描電鏡試驗結果分析62-63
• 4.3 壓汞試驗63-65
• 4.3.1 壓汞試驗介紹63-64
• 4.3.2 壓汞試驗結果分析64-65
• 4.4 本章小結65-67
• 第五章 次生鋼渣灰土的工程應用67-83
• 5.1 嘉興高速基本概況67-68
• 5.2 壓實度測試68-71
• 5.2.1 壓實度試驗步驟68-69
• 5.2.2 壓實度測試結果69-71
• 5.3 便攜式落錘彎沉儀測定彎沉和回彈模量71-73
• 5.3.1 便攜式落錘彎沉儀試驗步驟71-72
• 5.3.2 便攜式落錘完成儀測試結果72-73
• 5.4 瑞利波測試73-80
• 5.4.1 瑞利波試驗試驗步驟74-75
• 5.4.2 瑞利波測試結果75-80
• 5.5 鋼渣灰土的施工工藝80-81
• 5.5.1 施工方案80
• 5.5.2 鋼渣灰土配合比設計80-81
• 5.5.3 施工工藝參數(shù)81
• 5.5.4 施工段各材料質量參數(shù)81
• 5.5.5 碾壓81
• 5.5.6 養(yǎng)生及交通管制81
• 5.6 本章小結81-83
• 第六章 結論與展望83-85
• 6.1 研究結論83-84
• 6.2 不足與展望84-85
• 致謝85-87
• 參考文獻87-89

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