【摘 要】
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随着城市化进程的不断深入,大量的钢铁使用产生了大量难以处理的铁尾矿渣废物,对生态环境造成了严重污染。我们迫切需要找到有效的解决方案,铁尾矿渣即是铁矿石选别出精矿后剩下的固体废渣,对铁尾矿渣的回收利用将有效解决铁尾渣堆积和环境污染的问题,这将是该行业未来的发展趋势。因此,研究铁尾矿渣的再生利用对循环经济的发展具有重大而深远的意义。本文选用通化钢铁集团股份有限公司所产的铁尾矿渣为主要的研究对象,利用3
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随着城市化进程的不断深入,大量的钢铁使用产生了大量难以处理的铁尾矿渣废物,对生态环境造成了严重污染。我们迫切需要找到有效的解决方案,铁尾矿渣即是铁矿石选别出精矿后剩下的固体废渣,对铁尾矿渣的回收利用将有效解决铁尾渣堆积和环境污染的问题,这将是该行业未来的发展趋势。因此,研究铁尾矿渣的再生利用对循环经济的发展具有重大而深远的意义。本文选用通化钢铁集团股份有限公司所产的铁尾矿渣为主要的研究对象,利用32.5级普通硅酸盐水泥、铁尾矿渣与粉质黏土组成结合料进行试验。通过静力学与动力学两个角度分析,旨在获得一种既满足规范要求,性能出众的路基填料的同时,又满足绿色,经济化发展的政策。主要研究结论如下:(1)测定了铁尾矿渣、水泥和粉质黏土的基本物理化学性能。通过对铁尾矿渣进行筛分试验,粉质黏土的液塑限测定试验,从物理颗粒角度分析出铁尾矿渣与粉质黏土的基本特征,并得出结论铁尾矿渣的级配曲线较平稳,粉质黏土的液限为ωL=32.57%,塑限为ωP=8.94%,塑性指数为IP=23.63%。(2)基于《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)中的设计要求,对铁尾矿渣路基混合料进行静力学方向研究。以无侧限抗压强度和水稳性强度为主要研究对象,通过分析了60种不同配合比的混合料,得出3%水泥掺量条件下铁尾矿渣:粉质黏土=1:0.4时为最佳配合比,并以最佳配合比的混合料与原状土进行对比。在相同养护条件下,水泥含量为3%时混合料抗压强度提升了235.9%,水稳系数提升了130.7%。分析得出最佳配合比的混合料试件,其抗压强度与水稳性能均优于原状土试件。(3)为评价最佳配合比的铁尾矿渣混合料在动荷载条件下的应力应变特征,对混合料进行GDS动三轴试验。通过对不同围压下铁尾矿渣混合料的动应力应变分析,绘制不同围压下的滞回曲线。依照Hardin-Drnevich本构模型,绘制能体现出动弹性模量Em的骨干曲线,从而获得动弹性模量Em与阻尼比λm。通过对铁尾矿渣混合料与原状土体阻尼比的对比分析,得出铁尾矿渣混合料阻尼比增大122.0%,表现为交通荷载作用下,铁尾矿渣混合料的抗变形能力优于原状土体。由于静力学与动力学的分析,提出了最佳配合比的铁尾矿渣混合料满足实际道路中长期使用的理论基础,为铁尾矿渣材料的循环利用提出新的试验数据支撑。
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