基于抗裂性能的水泥炉渣稳定碎石基层试验研究

来源 :南京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:peace_2009
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焚烧垃圾发电技术被广泛应用于处理城市生活垃圾。生活垃圾焚烧炉渣(MSWI-BA),即焚烧垃圾发电技术处理城市垃圾后的产物。炉渣不仅产量大,且属于一般废弃物,因此如何有效地利用炉渣进行资源化利用具有重要意义。文章主要研究了炉渣替代天然集料掺入水泥稳定碎石基层中改善基层抗裂性能的可行性,通过分析炉渣的基本材料性能、化学成分以及微观形态,采用不同粒径、不同掺量的炉渣制备水泥稳定碎石基层试件,研究基层试件的力学性能和收缩性能。此外文章基于国内学者提出的抗裂性能评价指标,综合考虑设计提出抗裂评价指标系数Ac。得出以下结论:(1)炉渣表面粗糙不平且多孔,具有密度小、强度低、含水率和吸水率高的特性,通过SEM-EDS分析知炉渣属于CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3体系,表明炉渣存在一定火山灰活性和胶凝活性。(2)基层采用骨架密实型结构设计,水泥剂量取4%,各档集料质量配合比为 19.0-31.5mm:9.5-19.0mm:4.75-9.5mm:2.36-4.75mm:0-2.36mm=23:26:19:12:20,炉渣分 A 档(0-2.36mm)、B 档(2.36-4.75mm)以及 C 档(4.75-9.5mm),且每档按照0%、30%、50%的质量比替代石灰岩碎石集料掺入基层混合料。(3)力学性能试验表明,用炉渣替代天然石灰岩碎石集料掺入水泥稳定碎石基层中虽然会降低基层的无侧限抗压强度和劈裂强度,且炉渣添加量越多对基层强度的影响越大,但均满足规范要求。回归曲线分析表明炉渣与水泥以及集料的生成物可促进基层强度快速增长,炉渣添加量越多,基层的力学强度增长速率越快。(4)干缩试验表明掺加炉渣不仅有效地降低了基层的干缩应变,且可降低基层对水的敏感性;温缩试验表明掺加炉渣不仅有效地降低了基层的温缩应变,且可减缓基层在不同温度下因固相收缩和液相收缩的变形程度。(5)文章根据已有评价指标推导提出了收缩抗裂比较指数βd、βt和抗裂评价指标系数Ac。比较指数值越小代表基层收缩性能越好,综合评价指标系数数值越大代表基层征集抗裂性能较好。综合收缩抗裂比较指数和抗裂评价指标系数Ac推荐最佳掺量配合比:炉渣掺量为50%,粒径为0-2.36mm或4.75-9.5mm。综上所述,适当掺加炉渣可有效改善水泥稳定碎石基层的收缩性能以及提高基层的抗裂性能。
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