二灰钢渣基层配合比设计

二灰钢渣基层配合比设计靳东辉【期刊名称】《《交通世界(建养机械)》》【年(卷)，期】2010(000)008【总页数】3页(P162-164)【作者】靳东辉【作者单位】唐山市丰南区交通局【正文语种】中文本项目从钢渣本身的活性、膨胀性考虑，充分利用钢渣与结合料之间的相互作用及化学反应抑制其膨胀破坏作用。将钢渣作为路用基层集料，针对钢渣的处理情况，提出三种处理方式。新钢渣配合比设计配合比设计对于这种钢渣，不稳定成分在10%~20%之间，二灰钢渣按照残留空隙率15%~25%进行设计。配比方案为：水泥一粉煤灰一钢渣、粉煤灰一钢渣。粉煤灰掺入量在40%左右，保证后期强度，同时粉煤灰具有抑制膨胀的作用。水泥加入量在3%~5%，石膏的掺入量为1%~2%，保证二灰钢渣的早期强度。具体配合比见表1、2。钢渣本身含有一定数量的水泥熟料矿物C3S、CzS和少量C3A、C4AF,具有一定的水硬活性，钢渣首先与水发生水化水解反应，生成具有胶凝性的水化产物C-S-H和Ca(OH)2、水化铝酸等，无需石灰的参与即给混合料溶液提供了持续的碱性环境。随着反应的进行，粉煤灰会和钢渣的水化产物Ca(OH)2，进行火山反应，产生水化硅酸钙和水化铝酸钙等水化产物，随着反应的持续发展，这些水化产物逐渐穿插成为一个整体，从而使得粉煤灰钢渣混合料具有较高的强度。外掺材料的作用蛭石。主要由片麻岩组成的保温材料，因为是片状结构，具有很好的弹性，且价钱便宜(蛭石的造价大约每方30元/m3)，容易得到。可按钢渣总质量的1%~2%掺入，加入蛭石后，当二灰钢渣体积膨胀时，由于挤压的作用蛭石体积缩小，当应力失去时蛭石又会恢复原来的形状。磷石膏。可按二灰钢渣总质量的1%~1.5%掺入(外掺)。常见的石膏激发剂有二水石膏(CaSO4・2H2O)、半水石膏(CaSO4・1/2H2O)和无水石膏(CaSO4)，当用石膏作激发剂时，钢渣水泥的水化产物主要是水化硅酸钙和钙矶石，但数量不多，如果再加入少量熟料，则可提高溶液中Ca(OH)2的浓度，生成较多的水化硅酸钙和钙矶石，当石膏消耗完以后，则钙矶石向单硫型水化硫铝酸钙转化，反应式主要有3CaO・AI2O3・6H2O+3CaSO4+25H2O=3CaO・AI2O3・3CaSO4・31H2O(钙矶石)。在混合料系统中，钢渣水化产生的水化硅酸钙以及钢渣中的少量的铝酸钙、铁铝酸钙会和石膏、水反应，生成三硫型水化硫铝酸钙(AFt)。随着反应的进行，粉煤灰会和钢渣的水化产生的Ca(OH)2进行火山灰反应，产生水化硅酸钙，在石膏的参与和激发下，也生成了大量的水化硫铝酸钙，提供了反应的持续发展，这些水化产物之间相互连接和穿插，形成了比较紧密的结构连接，使混合料具有很好的强度和整体性，显著提高了混合料的强度。表11~3月新钢渣配合比设计水泥：粉煤灰：钢渣=5:25:70蛭石夕卜掺2%残留空隙率(%)1525压实后的密度(g/cm3)1.99-2.11.99~2.17天无侧限抗压强度(Mpa)>0.6(后期会增长)>1.8配比方案粉煤灰一钢渣一石膏水泥一粉煤灰—钢渣一蛭石钢渣粒径(mm)dmax<50dmax<50材料比例钢渣：粉煤灰=50:50磷石膏外掺1%~2%表21~6月新钢渣配合比设计配比方案粉煤灰一钢渣一石膏水泥一粉煤灰一钢渣一蛭石钢渣粒径(mm)dmax<50dmax<50材料比例钢渣：粉煤灰=60:40石膏外掺1%~2%水泥：粉煤灰：钢渣=4:26:70蛭石外卜掺2%残留空隙率(%)1220压实后的密度(g/cm3)2.1~2.22.0~2.27天无侧限抗压强度(Mpa)>0.6(后期会增长)>1.8表3稳定钢渣配合比设计方案配比方案粉煤灰一渣一石膏水泥一粉煤灰一钢渣—蛭石钢渣粒径(mm)dmax<50dmax<50材料比例钢渣：粗石粉=80:20水泥外掺3%水泥：粉煤灰：(钢渣+石粉)=3:15:82钢渣：粗石粉=80:20最佳含水量(%)8.69.6压实后的密度(g/cm3)2.352.297天无侧限抗压强度(Mpa)3.1(室内数据供参考)3.9(室内数据供参考)粉煤灰。钢渣与粉煤灰的比例可以是1:1~2:1。粉煤灰对钢渣的膨胀起到一定的抑制作用。粉煤灰在钢渣基层中的使用可以明显抵消钢渣的膨胀。这主要是由粉煤灰本身的特性决定的。粉煤灰颗粒成球形，表面光滑。当有外加应力时，粉煤灰颗粒与颗粒之间会产生相互滑动，形成紧密堆积，填充了以前的空隙。粉煤灰颗粒与颗粒之间结合力不那么强，且由于这种接触的无方向性，可以自由滑动，从而大大提高了混合料抵抗膨胀变形的能力。向钢渣中加入粉煤灰等后，能使基层试件体积提早稳定，并且使其膨胀率大降低。稳定钢渣配合比设计配合比设计钢渣陈化一年左右，粉细料多余40%，钢渣级配不稳定时，二灰钢渣配合比设计。由于钢渣级配不稳定，采取加入20%的粗石粉，筛除部分1.2mm以下的钢渣粉，因为过多的钢渣粉水化速度慢，影响二灰钢渣的早期强度。钢渣粉的作用筛除的1.2mm以下的钢渣粉可以代替石屑掺入级配碎石中。在级配碎石基层施工中用钢渣粉末代替石屑作为嵌补料。从实验效果来看，钢渣粉末比石屑作嵌补料要好的多，其主要原因是利用钢渣的板体性将松散的碎石颗粒联结成一个牢固的整体（在施工中，钢渣粉末要足量，以钢渣粉末全部盖住级配碎石为宜），从而使底基层具有较高的早期强度和抗剪能力，甚至在压实后可以立即开方攵交通而不会遭受破坏。施工工艺施工严格按照《JTJ034—2000公路路面基层施工技术规范》进行施工。不同之处如下：粉煤灰钢渣或水泥粉煤灰稳定钢渣，在搅拌时可先只搅拌钢渣，加水时不要考虑最佳含水量的要求，一般加30%~40%的水，且要晾晒5~6天，因为这样可以加速钢渣中的不稳定成分快速分解。然后，再加入粉煤灰（水泥）继续搅拌，搅拌时要保证材料均匀一致，材料之间互相接触，充分化合。施工时控制含水量为最佳含水量的1.5~2倍，因为粉煤灰钢渣或水泥粉煤灰稳定钢渣里，粉煤灰和水泥不但要和水反应，还要和钢渣里的活性物质起化学反应，钢渣里的活性物质在粉煤灰、水泥、石膏的激发下，也会和水发生水化反应。粉煤灰钢渣或水泥粉煤灰稳定钢渣基层养护的洒水量要大，尤其是在中午12时到15时之间，此时阳光最充足，蒸发量也最大，当然化学反应速度也最快，所以，在中午以前要一次性把水加足加大，使结构材料充分湿润。摊铺厚度每层15cm,链轨式推土机排压，用平地机找平三遍或人工找平三遍，然后先用8~10t轻碾慢速碾压达到初步密实，再上18~21t重碾或25t的震动碾碾压，直至平整度和密实度符合要求。同时，养护的时间也要加长，其它基层材料的养护时间一般为7天，粉煤灰钢渣或水泥粉煤灰稳定钢渣的养护时间要达到14天，然后再进行道路面层施工。摊铺。（1）摊铺前应将底基层或基层下层适当洒水湿润。（2）摊铺前应检查摊铺机各部分运转情况，而且每天坚持重复此项工作。（3）摊铺机宜连续摊铺。如拌和机生产能力较小，在用摊铺机摊铺混合料时，应采用最低速度摊铺，禁止摊铺机停机待料。根据经验，摊铺机的摊铺速度一般宜在1m/min左右。（4）基层混合料摊铺应采用两台摊铺机梯队作业，一前一后应保证速度一致、摊铺厚度一致、松铺系数一致、路拱坡度一致、摊铺平整度一致、振动频率一致等，两机摊铺接缝平整。同时拼接宽度宜不小于20cm，减少拼缝处的离析。（5）摊铺机的螺旋布料器应有三分之二埋入混合料中。（6）在摊铺机后面应设专人消除细集料离析现象，特别应该铲除局部粗集料“窝”，并用新拌混合料填补。碾压（1）碾压应持续进行，试验员及时取样检测压实度，直线段由两侧路肩向中心碾压，超高段内由内侧向夕卜侧碾压。（2）压路机要紧跟摊铺机，呈梯形逐渐向前推进，形成流水作业。混合料经摊铺机摊铺成型后，即可用压路机碾压，碾压长度需根据施工现场的实际情况确定，如果实测混合料的含水量高于最佳含水量，且气温较低时右适当延长碾压长度，如果混合料已接近最佳含水量且温度较高蒸发快时，应缩短碾压长度，确保在最佳含水量时进行碾压。（3）严禁压路机在已完成