粉煤灰改良高炉渣混合料压缩特性研究
5页1、粉煤灰改良高炉渣混合料压缩特性研究简要:摘 要:文章以改良后的高炉渣混合料作为试样,创新性地用大型直剪仪进行了大型压缩试验,得到了高炉渣混合土的压缩特性。试验结果说明,因细颗粒缺乏以填充粗颗粒之间的孔隙,摘 要:文章以改良后的高炉渣混合料作为试样,创新性地用大型直剪仪进行了大型压缩试验,得到了高炉渣混合土的压缩特性。试验结果说明,因细颗粒缺乏以填充粗颗粒之间的孔隙,含水量对混合料的力学指标影响少,填料具有良好的水稳定性;首次加载的压缩量主要是由于高炉渣颗粒重新排列和破碎而产生大量塑性变形导致;为获得高炉渣混合料的最正确力学性能,应改良掺加细料使其细颗粒含量到达30%;对高填方工程的压缩模量取值应取室内压缩试验的二次加载时的压缩模量。王春林, 安徽建筑 发表时间:2022-08-18关键词:高炉渣;压缩试验;压缩模量1 引言我国于 21 世纪初就已成为钢铁生产世界第一大国,在冶炼钢铁过程中会产生大量的废弃物:高炉渣。高炉渣的主要成分为 CaO、SiO2、Al2O3 等物质。从高炉渣的主要成分可以看出这种工业废物并不是环境污染源物质,相反它还具有很多有用的矿物成分。为了充分处理如此大量的工
2、业废物,目前我国已有大量关于高炉渣的应用实例,如高炉渣可以代替生产加工石料用于公路、机场、地基工程、铁路道渣、混凝土骨料和沥青路面等根底设施建设领域。有关文献说明,在公路和铁路的路基填筑中可以大量应用高炉渣1-2 。当用高炉渣填筑公路铁路的高填方地段时,工后沉降这一指标必须严格控制,因此,必须对高炉渣进行处理后使用,主要是控制填料的颗粒粒径,可采用重锤夯来解小过大颗粒粒径3-4 。由于经过重锤强夯过的高炉渣填料颗粒粒径仍然较大,应该归属于粗粒土范畴,为了控制高炉渣填筑的路基、地基或边坡的稳定性,需要对其剪切强度进行研究,因高炉渣中的细颗粒含量较少,为了得到良好工程力学特性,一般要对其改良,如添加粉煤灰、粉质粘土等细料5-6 。本文以粉煤灰改良高炉渣为研究对象,创新性地采用大型直剪仪对高炉渣改良填料进行了大型压缩试验,以期得到粉煤灰改良高炉渣的压缩特性,为在实际工程中应用该改良物质提供理论支撑。2 试样级配特性高炉渣在钢铁冶炼过程中其颗粒内部会产生局部孔隙,这种孔隙率不是一个定值,本试验以包头钢铁厂所生产的高炉渣为试验试样,测得其平均孔隙率近似为10.6%,其密度为2.537g/cm3
3、。由于高炉渣经过重锤夯实过后会其粗颗粒被击碎会产生一定量的细颗粒,本试验根据夯实效果确定添加粉煤灰的含量为 2%。取样后对高炉渣和粉煤灰改良高炉渣分别进行了颗粒分析试验,得到了两种试验试样的级配曲线如图 1 中曲线 1 所示,同时也得到了两种试验试样的颗粒组成指标,参照粗粒土颗粒分析指标规定,高炉渣的粗颗粒含量 P5 为 98.89。其不均匀系数 Cu=2.38,曲率系数 Cc=0.95。按照文献7中的相关规定,高炉渣被归类为级配不良的巨粒混合土。对添加 2% 粉煤灰后的高炉渣混合料进行重锤夯实后,再进行颗粒分析试验,得到了粉煤灰高炉渣混合料试样的级配曲线如图1的曲线2所示,混合料的粗颗粒含量 P5为 87.58,不均匀系数 Cu 为 6.58,曲率系数 Cc 为 1.29,按照文献 7中的相关规定,粉煤灰改良高炉渣混合料试样被判定为级配良好的砾类土。根据文献7规定,试样在进行大型压缩试验时所允许的颗粒最大粒径应 60mm。因此,需要对试样进行过筛(筛孔为60mm)处理,过筛后的试样级配曲线如图1的曲线3所示,颗粒组成指标如表1所示。从图1的级配曲线可以看出,压缩试验土样与粉煤灰改良后
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