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          包鋼高爐重礦渣在筑路材料中的研究與應用

          包鋼高爐重礦渣在筑路材料中的研究與應用

          • 分類:行業新聞
          • 作者:
          • 來源:
          • 發布時間:2019-07-08
          • 訪問量:18

          【概要描述】摘要:通過對包鋼高爐重礦渣的物化性能、力學性能等的研究及試驗,對高爐重礦渣代替天然砂石做筑路材料中的骨料進行可行性論述。包鋼重礦渣歷年累計堆存量已達近5000萬噸,且目前還在逐年遞增,大量排放的重礦渣需占用大面積場地予以堆存,對包鋼大廠土地...

          包鋼高爐重礦渣在筑路材料中的研究與應用

          【概要描述】摘要:通過對包鋼高爐重礦渣的物化性能、力學性能等的研究及試驗,對高爐重礦渣代替天然砂石做筑路材料中的骨料進行可行性論述。包鋼重礦渣歷年累計堆存量已達近5000萬噸,且目前還在逐年遞增,大量排放的重礦渣需占用大面積場地予以堆存,對包鋼大廠土地...

          • 分類:行業新聞
          • 作者:
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          • 發布時間:2019-07-08
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          詳情

          摘要:通過對包鋼高爐重礦渣的物化性能、力學性能等的研究及試驗,對高爐重礦渣代替天然砂石做筑路材料中的骨料進行可行性論述。   
            包鋼重礦渣歷年累計堆存量已達近5000萬噸,且目前還在逐年遞增,大量排放的重礦渣需占用大面積場地予以堆存,對包鋼大廠土地資源造成嚴重浪費,故重礦渣的綜合利用已是迫在眉睫。以下將通過對高爐重礦渣各項性能的研究及其在筑路材料中的應用試驗,對高爐重礦渣的各種性能指標做出較全面、客觀的評價,并為重礦渣替代筑路材料中的天然砂石骨料提供科學依據。 
             
            1、包鋼高爐重礦渣的組成成分 
            1.1高爐重礦渣的主要化學成分 
            煉鐵的主要原料為鐵礦石、焦炭、石灰石及少量的白云石,因此,高爐渣的主要化學成分是,此外,還有少量的錳、磷、稀土氧化物、釷、氟。 
            1.2高爐重礦渣的礦物組成 
            高爐渣礦物組成與冶煉鐵種和渣堿度有很大關系,包鋼高爐渣屬中性或弱堿性渣,堿度一般為0.9-1.2左右,其主要礦物是鈣鋁黃長石(2CaO2.Al2O3.SiO2)和鈣鎂黃長石(2CaO2.MgO.2SiO2)組成的共熔體。 
             
            2、包鋼高爐重礦渣的物化性能 
            2.1比重及強度 
            高爐重礦渣的比重為2.9-3.0,塊體容重1900kg/m3,抗壓強度50-60MPa,壓碎值24.7%,相當于中等強度的天然碎石壓碎值。 
            2.2水硬性 
            高爐渣具有火山灰活性,這是巖石不能比擬的。粉狀或粒狀高爐渣經堿性激發劑激發,都可以產生一定的強度。試驗用水泥做激發劑制成試件與水泥試件相比,其28天強度比為71.2%,用磨細礦渣粉做水硬性試驗,28天強度為6.8MPa。 
            2.3腐蝕性 
            我國《有色工業固體廢物污染控制標準》GB5085中規定,PH值小于等于2.0或PH值大于等于12.5,判定為有害廢物。經測試,包鋼高爐渣浸出液PH值為11.33,沒有超出標準限值,不會對環境造成腐蝕性污染。 
            2.4浸出毒性 
            固體廢物受到浸泡、沖淋,其中有害成分將會轉移到水體、土壤,導致二次污染。包鋼高爐重礦渣經浸出試驗,GB5085標準規定中的十種有害物均未超出限值,因此高爐渣堆存、填埋或做成制品都不會污染周邊水體和土壤。 
            2.5放射性 
            2005年以來,包鋼冶金渣公司曾多次對高爐渣抽樣送檢,其放射性檢測結果基本相近。新渣釷含量為0.013-0.014%,釷232的比活度為432.3-593.1Bq/kg,內照射指數0.42-0.53,外照射指數1.93-2.58。 
            根據建筑材料放射性核素限量(GB6566-2001)規定,全部用高爐渣做建筑主體材料,外照射指數超標,只能摻配使用。但用做建筑物的外飾面及室外其它用途,可滿足國標中3.2.3C類裝修材料的要求,比照裝修材料,外照射指數小于2.8的高爐渣用于室外應不受限制。 


             
            3.包鋼高爐重礦渣代替砂石的對比研究 
            為確保高爐重礦渣代替砂石的可靠性,本文按照國家標準GB/T14684《建筑用砂》和GB/T14685《建筑用卵石、碎石》對重礦渣與天然砂石給予對比試驗。 
            3.1針狀、片狀顆粒含量 
            天然碎石做粗集料,要求針片狀顆粒數量≯25%,而重礦渣本身沒有紋理層次,破碎后幾乎不存在針片狀顆粒。 
            3.2硫化物、硫酸鹽(SO3計)及氯化物 
            建筑用砂要求SO3≯0.5%,建筑碎石要求SO3≯1%。包鋼重礦渣SO3含量為0.068%,滿足標準要求。此外,建筑砂要求氯化物最高含量不大于0.06%,包鋼重礦渣氯離子含量為0.043%,滿足建筑砂對氯化物的要求。 
            3.3壓碎值 
            標準規定建筑用砂單級最大壓碎值:1類<20%,2類<25%,3類<30%。包鋼礦渣砂壓碎值分別為1類<10%,2類<20%,3類<30%,礦渣碎石壓碎值<24.7%,其壓碎值均可滿足建筑用砂石要求。 
            3.4表觀密度、堆積密度、空隙率 
            標準規定建筑用砂石表觀密度應大于2500kg/m3,松散堆積密度大于1350kg/m3,空隙率小于47%。包鋼重礦渣表觀密度為2680kg/m3,松散堆積密度為1450kg/m3,空隙率為45.9%。由此可見,包鋼重礦渣的表觀密度、堆積密度、空隙率均符合建筑用砂石標準。 
            3.5堿集料反應 
            主要是檢驗硅質材料集料與砼中的堿發生潛在的堿—硅反應造成的危害性。 
            本次堿集料反應是采用高堿水泥對活性礦物的反應試驗,包鋼重礦渣巖相分析的礦物是以鎂黃長石為主,活性較差,不會發生堿集料反應。 
            綜上,對照GB/T14684《建筑用砂》和GB/T14685《建筑用卵石、碎石》標準,包鋼重礦渣的各項指標(放射性除外)均能滿足建筑用砂石的標準要求。 
             
            4、包鋼高爐重礦渣在道路基層材料中的應用 
            道路的剛性基層混合料一般由穩定材料加骨料組成,穩定材料通常采用水泥、石灰、或水泥加粉煤灰、石灰加粉煤灰等,而骨料多為天然砂、碎石等。本試驗將采用石灰加粉煤灰做穩定材料,以重礦渣代替天然砂石骨料,據此進行道路基層的壓實度、7天無側限抗壓強度等評定道路基層施工質量重要標準的測定。 
            根據《公路水泥混凝土路面設計規范》要求,一級公路基層壓實度應達到98%,7天無側限抗壓強度不小于0.8MPa。 
            4.1原料條件 
            ◆粉煤灰: 要求總含量不小于70%,燒失量不大于10%,0.3mm篩孔通過率不小于90%,0.075mm篩孔通過率不小于70%。 
            ◆消石灰:鈣質消石灰的質量分數大于60%,鎂質消石灰的質量分路大于50%。 
            ◆混合料配比: 重礦渣75-80%,粉煤灰10-15%,消石灰8-12%。 
            4.2基層混合料試驗數據 
            由下表可以看出雖然混合料配比接近,但7天無側限抗壓強度相差很多,其主要原因是礦渣集料級配差別。本試驗中1-4#采用骨架密實型級配,即5-25mm集料83.26%,0-5mm細料16.73%;5-7#采用懸浮密實型級配,即5-25mm集料53.3%,0-5mm細料46.7%。 
            由此可見,1-4#只要改變一下集料級配,混合料7天無側限抗壓強度是能夠達到標準要求的。 
            4.3推薦配合比 
            ◆重礦渣75-80%,石灰8-10%,粉煤灰12-15%。其中,重礦渣集料級配為0-5mm礦渣25-40%,5-25mm礦渣60-75%. 
            ◆消石灰CaO+MgO質量分數>50%。 
            ◆粉煤灰符合Ⅲ級灰要求。 
             
            5、結束語 
            包鋼重礦渣替代天然砂石做為筑路材料的骨料,能夠滿足道路抗壓、抗折強度要求;且重礦渣在室外應用其腐蝕性、浸出毒性均遠低于國家標準,不會對周邊環境造成二次污染。 (轉自行知部落網 

           

           

           

           

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