钢渣-杂填土基层材料的性能研究

将钢渣、矿渣微粉与废弃混凝土碎料混拌制备钢渣-杂填土基层,并对其性能开展研究。体积安定性试验表明,矿渣微粉具有明显抑胀作用,掺入50%(质量分数,下同)钢渣、50%杂填土以及外掺钢渣质量30%矿渣微粉的试件的10 d高温水浴膨胀率仅为1.32%,而未掺矿渣微粉的试件3~5 d膨胀率均超过2%限值。7 d无侧限抗压强度和28 d劈裂强度正交试验表明:7 d无侧限抗压强度、28 d劈裂强度影响因素大小顺序为钢渣、水泥掺量、混凝土碎料占比、土壤固化剂;各组试件中7 d无侧限抗压强度、28 d劈裂强度最大值分别为12.41 MPa、2.24 MPa;钢渣-杂填土基层最佳配比为50%钢渣、50%杂填土(m(混凝土碎料)∶m(素土)=6∶4),外掺钢渣质量40%的矿渣微粉、5%水泥、0.018%固化剂,此时试件具有良好的水稳定性。强度影响因素试验表明,矿渣微粉对试件强度的增幅影响最大。X射线衍射及扫描电子显微镜分析表明,在矿渣微粉和土壤固化剂的作用下,钢渣中f-CaO被有效消解,团聚体与混凝土碎料、钢渣颗粒的密实包裹阻止了内部水分的挥发和外部自由水的侵入,既保证了钢渣-杂填土基层的强度,又有效抑制了膨胀。     

矿渣再生混凝土的试验研究

由于再生集料本身具有一些天然缺陷，导致再生集料混凝土的综合性能较同级配普通混凝土差，而矿渣可以改善普通混凝土的物理力学性能和耐久性能。本课题以废弃混凝土为再生粗集料，适当掺加一定量的水泥和矿渣，配制成再生混凝土，时其坍落度，抗压强度，气体渗透性和碳化性能进行了研究。结果表明，用矿渣及高强度再生粗集料，可以配制出坍落度为180mm、8d抗压强度达50MPa耐久性能较好的再生集料混凝土。     

利用废弃混凝土配制高性能粉煤灰混凝土的研究

采用废弃混凝土再生集料、普通硅酸盐水泥和粉煤灰等原材料,通过正交试验找出影响再生混凝土强度和坍落度的主要因素及粉煤灰再生混凝土的最优配比。试验结果表明,再生集料替代率是影响再生混凝土强度和坍落度的显著因素,在普通成型工艺和养护条件下可以配制出抗压强度59MPa,塌落度215mm的高性能粉煤灰再生混凝土。     

掺钢渣-矿渣-粉煤灰复合微粉混凝土性能研究

研究了由钢渣-矿渣-粉煤灰制备的复合微粉对混凝土强度、收缩性能和氯离子渗透性能的影响。结果表明：在同水胶比下,复合微粉等量取代水泥后,混凝土7d强度低于普通混凝土的强度,当复合微粉掺量小于45％时,其28d及以后强度高于普通混凝土。在同水胶比下,复合微粉等量取代水泥后,可有效降低混凝土的干燥收缩,且混凝土的抗氯离子渗透性能显著提高。     

固体废弃物作集料对混凝土氯离子传输性质的影响

采用再生集料、钢渣作集料,研究了集料种类及体积掺量对不同胶凝材料组成配制混凝土氯离子传输行为的影响。研究发现,随集料体积掺量的增加,不同胶凝材料组成配制普通集料混凝土和钢渣集料混凝土的氯离子迁移系数先减小后增大,在集料体积掺量为45%时达到最小值;再生集料混凝土的氯离子迁移系数逐渐增大。但钢渣集料替代普通集料并未对混凝土抗氯离子渗透性能产生明显影响。在不同胶凝体系中,掺合料的掺入显著降低了混凝土的氯离子迁移系数,其中矿粉的效果优于粉煤灰。     

固废基路用胶凝材料配制及性能研究

以粉煤灰、电石渣、脱硫石膏、钢渣、矿渣等工业固体废弃物为主要原料,配制道路水稳层路用胶凝材料,全部或部分替代路用水泥,开展原料预处理加工和配比优化实验,考察原料细度和原料配方对胶凝试块强度的影响。结果表明：通过粉磨机械力活化,可明显增强固废的胶凝活性,其中,适宜的粉煤灰、电石渣、脱硫石膏、矿渣粉的中位径D50范围为8~12 μm,而适宜的钢渣微粉中位径D50为5~8 μm之间;通过固废超微粉原料间配方优化,可获得7 d和28 d强度分别为29.3 MPa和37.5 MPa的70%固废掺加量的无机胶凝粉体材料,该固废优化配比为粉煤灰：电石渣：脱硫石膏：钢渣：矿渣=31.8∶13.6∶9.1∶27.3∶18.2,按比例加入30%P·S42.5水泥,在此配方体系下,胶砂试块强度可以达到或超过纯路用32.5水泥强度指标。     

钢渣对粉煤灰再生混凝土力学性能的影响研究

将钢渣加入混凝土取代部分胶凝材料可以提高工业固体废弃物利用,有效保护环境。制备了不同钢渣掺量的混凝土试件,测试了不同钢渣掺量粉煤灰再生混凝土抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度、抗折强度,分析了不同龄期的抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度和抗折强度随钢渣微粉掺量的变化规律。研究结果表明:(1)不同龄期的粉煤灰再生混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度均在钢渣掺量为12%时达到最大;(2)混凝土的抗变形性能和抗折强度在钢渣掺量为12%～24%最佳;(3)当钢渣掺量超过24%时,随着钢渣掺量的增大,粉煤灰再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗折强度将急剧减小。     

粉煤灰对再生混凝土性能的影响

通过设置不同的水胶比、粉煤灰取代率、再生粗集料取代率和再生细集料取代率,采用正交试验,研究粉煤灰对再生混凝土的坍落度、抗压强度和抗折强度的影响,确定出最优组合为:水胶比0.4、粉煤灰取代率10%、再生粗集料取代率40%、再生细集料取代率20%。按最优组合进行配制并测试,并与水胶比为0.36的基准组3d抗压强度值相比,提高了16.7%。     

无熟料胶凝材料胶砂与混凝土性能的试验研究

以矿渣、粉煤灰、钢渣、铁尾矿微粉、熟石灰、脱硫石膏等为原材料研究无熟料胶凝材料的制备及其胶砂、混凝土性能。结果表明：无熟料胶凝材料标准稠度用水量在28.5%～30.5%之间,初凝时间均大于150 min,终凝时间在200～460 min之间;不掺加水泥的无熟料胶凝材料,早期钢渣含量较高的通用胶砂抗压强度较高,其专用胶砂抗压强度也较高且56 d时可达50 MPa;掺入不超过胶凝材料5%的P·Ⅰ型硅酸盐水泥的无熟料胶凝材料,钢渣含量较低、石膏含量较高的通用和专用胶砂抗压强度都相对较高,较优组别专用胶砂抗压强度28 d可达35 MPa, 56 d达到45 MPa;选用胶砂强度较优的胶凝材料配比进行混凝土试验,无熟料胶凝材料混凝土工作性能良好,28 d抗压强度满足C20～C25混凝土强度要求,56 d满足C25～C30混凝土强度要求。     

粉煤灰和矿渣微粉单、双掺对混凝土强度和氯离子渗透性能的影响

针对粉煤灰和矿渣微粉单、双掺对混凝土强度和氯离子扩散系数的影响进行了试验研究.结果表明,掺粉煤灰和矿渣微粉都能明显降低了混凝土的早期抗压强度,但后期强度发展良好,而两者复掺更有利于后期强度的增长;掺粉煤灰和矿渣微粉都不同程度地降低了混凝土的氯离子扩散系数.