二灰鋼渣基層配合比設計

二灰鋼渣基層配合比設計靳東輝【期刊名稱】《《交通世界(建養(yǎng)機械)》》【年(卷)，期】2010(000)008【總頁數(shù)】3頁(P162-164)【作者】靳東輝【作者單位】唐山市豐南區(qū)交通局【正文語種】中文本項目從鋼渣本身的活性、膨脹性考慮，充分利用鋼渣與結(jié)合料之間的相互作用及化學反應抑制其膨脹破壞作用。將鋼渣作為路用基層集料，針對鋼渣的處理情況，提出三種處理方式。新鋼渣配合比設計配合比設計對于這種鋼渣，不穩(wěn)定成分在10%~20%之間，二灰鋼渣按照殘留空隙率15%~25%進行設計。配比方案為：水泥一粉煤灰一鋼渣、粉煤灰一鋼渣。粉煤灰摻入量在40%左右，保證后期強度，同時粉煤灰具有抑制膨脹的作用。水泥加入量在3%~5%，石膏的摻入量為1%~2%，保證二灰鋼渣的早期強度。具體配合比見表1、2。鋼渣本身含有一定數(shù)量的水泥熟料礦物C3S、CzS和少量C3A、C4AF,具有一定的水硬活性，鋼渣首先與水發(fā)生水化水解反應，生成具有膠凝性的水化產(chǎn)物C-S-H和Ca(OH)2、水化鋁酸等，無需石灰的參與即給混合料溶液提供了持續(xù)的堿性環(huán)境。隨著反應的進行，粉煤灰會和鋼渣的水化產(chǎn)物Ca(OH)2，進行火山反應，產(chǎn)生水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等水化產(chǎn)物，隨著反應的持續(xù)發(fā)展，這些水化產(chǎn)物逐漸穿插成為一個整體，從而使得粉煤灰鋼渣混合料具有較高的強度。外摻材料的作用蛭石。主要由片麻巖組成的保溫材料，因為是片狀結(jié)構，具有很好的彈性，且價錢便宜(蛭石的造價大約每方30元/m3)，容易得到?？砂翠撛傎|(zhì)量的1%~2%摻入，加入蛭石后，當二灰鋼渣體積膨脹時，由于擠壓的作用蛭石體積縮小，當應力失去時蛭石又會恢復原來的形狀。磷石膏?？砂炊忆撛傎|(zhì)量的1%~1.5%摻入(外摻)。常見的石膏激發(fā)劑有二水石膏(CaSO4?2H2O)、半水石膏(CaSO4?1/2H2O)和無水石膏(CaSO4)，當用石膏作激發(fā)劑時，鋼渣水泥的水化產(chǎn)物主要是水化硅酸鈣和鈣磯石，但數(shù)量不多，如果再加入少量熟料，則可提高溶液中Ca(OH)2的濃度，生成較多的水化硅酸鈣和鈣磯石，當石膏消耗完以后，則鈣磯石向單硫型水化硫鋁酸鈣轉(zhuǎn)化，反應式主要有3CaO?AI2O3?6H2O+3CaSO4+25H2O=3CaO?AI2O3?3CaSO4?31H2O(鈣磯石)。在混合料系統(tǒng)中，鋼渣水化產(chǎn)生的水化硅酸鈣以及鋼渣中的少量的鋁酸鈣、鐵鋁酸鈣會和石膏、水反應，生成三硫型水化硫鋁酸鈣(AFt)。隨著反應的進行，粉煤灰會和鋼渣的水化產(chǎn)生的Ca(OH)2進行火山灰反應，產(chǎn)生水化硅酸鈣，在石膏的參與和激發(fā)下，也生成了大量的水化硫鋁酸鈣，提供了反應的持續(xù)發(fā)展，這些水化產(chǎn)物之間相互連接和穿插，形成了比較緊密的結(jié)構連接，使混合料具有很好的強度和整體性，顯著提高了混合料的強度。表11~3月新鋼渣配合比設計水泥：粉煤灰：鋼渣=5:25:70蛭石夕卜摻2%殘留空隙率(%)1525壓實后的密度(g/cm3)1.99-2.11.99~2.17天無側(cè)限抗壓強度(Mpa)>0.6(后期會增長)>1.8配比方案粉煤灰一鋼渣一石膏水泥一粉煤灰—鋼渣一蛭石鋼渣粒徑(mm)dmax<50dmax<50材料比例鋼渣：粉煤灰=50:50磷石膏外摻1%~2%表21~6月新鋼渣配合比設計配比方案粉煤灰一鋼渣一石膏水泥一粉煤灰一鋼渣一蛭石鋼渣粒徑(mm)dmax<50dmax<50材料比例鋼渣：粉煤灰=60:40石膏外摻1%~2%水泥：粉煤灰：鋼渣=4:26:70蛭石外卜摻2%殘留空隙率(%)1220壓實后的密度(g/cm3)2.1~2.22.0~2.27天無側(cè)限抗壓強度(Mpa)>0.6(后期會增長)>1.8表3穩(wěn)定鋼渣配合比設計方案配比方案粉煤灰一渣一石膏水泥一粉煤灰一鋼渣—蛭石鋼渣粒徑(mm)dmax<50dmax<50材料比例鋼渣：粗石粉=80:20水泥外摻3%水泥：粉煤灰：(鋼渣+石粉)=3:15:82鋼渣：粗石粉=80:20最佳含水量(%)8.69.6壓實后的密度(g/cm3)2.352.297天無側(cè)限抗壓強度(Mpa)3.1(室內(nèi)數(shù)據(jù)供參考)3.9(室內(nèi)數(shù)據(jù)供參考)粉煤灰。鋼渣與粉煤灰的比例可以是1:1~2:1。粉煤灰對鋼渣的膨脹起到一定的抑制作用。粉煤灰在鋼渣基層中的使用可以明顯抵消鋼渣的膨脹。這主要是由粉煤灰本身的特性決定的。粉煤灰顆粒成球形，表面光滑。當有外加應力時，粉煤灰顆粒與顆粒之間會產(chǎn)生相互滑動，形成緊密堆積，填充了以前的空隙。粉煤灰顆粒與顆粒之間結(jié)合力不那么強，且由于這種接觸的無方向性，可以自由滑動，從而大大提高了混合料抵抗膨脹變形的能力。向鋼渣中加入粉煤灰等后，能使基層試件體積提早穩(wěn)定，并且使其膨脹率大降低。穩(wěn)定鋼渣配合比設計配合比設計鋼渣陳化一年左右，粉細料多余40%，鋼渣級配不穩(wěn)定時，二灰鋼渣配合比設計。由于鋼渣級配不穩(wěn)定，采取加入20%的粗石粉，篩除部分1.2mm以下的鋼渣粉，因為過多的鋼渣粉水化速度慢，影響二灰鋼渣的早期強度。鋼渣粉的作用篩除的1.2mm以下的鋼渣粉可以代替石屑摻入級配碎石中。在級配碎石基層施工中用鋼渣粉末代替石屑作為嵌補料。從實驗效果來看，鋼渣粉末比石屑作嵌補料要好的多，其主要原因是利用鋼渣的板體性將松散的碎石顆粒聯(lián)結(jié)成一個牢固的整體（在施工中，鋼渣粉末要足量，以鋼渣粉末全部蓋住級配碎石為宜），從而使底基層具有較高的早期強度和抗剪能力，甚至在壓實后可以立即開方攵交通而不會遭受破壞。施工工藝施工嚴格按照《JTJ034—2000公路路面基層施工技術規(guī)范》進行施工。不同之處如下：粉煤灰鋼渣或水泥粉煤灰穩(wěn)定鋼渣，在攪拌時可先只攪拌鋼渣，加水時不要考慮最佳含水量的要求，一般加30%~40%的水，且要晾曬5~6天，因為這樣可以加速鋼渣中的不穩(wěn)定成分快速分解。然后，再加入粉煤灰（水泥）繼續(xù)攪拌，攪拌時要保證材料均勻一致，材料之間互相接觸，充分化合。施工時控制含水量為最佳含水量的1.5~2倍，因為粉煤灰鋼渣或水泥粉煤灰穩(wěn)定鋼渣里，粉煤灰和水泥不但要和水反應，還要和鋼渣里的活性物質(zhì)起化學反應，鋼渣里的活性物質(zhì)在粉煤灰、水泥、石膏的激發(fā)下，也會和水發(fā)生水化反應。粉煤灰鋼渣或水泥粉煤灰穩(wěn)定鋼渣基層養(yǎng)護的灑水量要大，尤其是在中午12時到15時之間，此時陽光最充足，蒸發(fā)量也最大，當然化學反應速度也最快，所以，在中午以前要一次性把水加足加大，使結(jié)構材料充分濕潤。攤鋪厚度每層15cm,鏈軌式推土機排壓，用平地機找平三遍或人工找平三遍，然后先用8~10t輕碾慢速碾壓達到初步密實，再上18~21t重碾或25t的震動碾碾壓，直至平整度和密實度符合要求。同時，養(yǎng)護的時間也要加長，其它基層材料的養(yǎng)護時間一般為7天，粉煤灰鋼渣或水泥粉煤灰穩(wěn)定鋼渣的養(yǎng)護時間要達到14天，然后再進行道路面層施工。攤鋪。（1）攤鋪前應將底基層或基層下層適當灑水濕潤。（2）攤鋪前應檢查攤鋪機各部分運轉(zhuǎn)情況，而且每天堅持重復此項工作。（3）攤鋪機宜連續(xù)攤鋪。如拌和機生產(chǎn)能力較小，在用攤鋪機攤鋪混合料時，應采用最低速度攤鋪，禁止攤鋪機停機待料。根據(jù)經(jīng)驗，攤鋪機的攤鋪速度一般宜在1m/min左右。（4）基層混合料攤鋪應采用兩臺攤鋪機梯隊作業(yè)，一前一后應保證速度一致、攤鋪厚度一致、松鋪系數(shù)一致、路拱坡度一致、攤鋪平整度一致、振動頻率一致等，兩機攤鋪接縫平整。同時拼接寬度宜不小于20cm，減少拼縫處的離析。（5）攤鋪機的螺旋布料器應有三分之二埋入混合料中。（6）在攤鋪機后面應設專人消除細集料離析現(xiàn)象，特別應該鏟除局部粗集料“窩”，并用新拌混合料填補。碾壓（1）碾壓應持續(xù)進行，試驗員及時取樣檢測壓實度，直線段由兩側(cè)路肩向中心碾壓，超高段內(nèi)由內(nèi)側(cè)向夕卜側(cè)碾壓。（2）壓路機要緊跟攤鋪機，呈梯形逐漸向前推進，形成流水作業(yè)?；旌狭辖?jīng)攤鋪機攤鋪成型后，即可用壓路機碾壓，碾壓長度需根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況確定，如果實測混合料的含水量高于最佳含水量，且氣溫較低時右適當延長碾壓長度，如果混合料已接近最佳含水量且溫度較高蒸發(fā)快時，應縮短碾壓長度，確保在最佳含水量時進行碾壓。（3）嚴禁壓路機在已完成