钢渣混凝土路面砖的研制及性能研究.pdf
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1、中国科技核心期刊 杆 鲤 魄 粉 锅渣混凝土路面砖髓爵澍及牲麓酮 究 唐欧靖 , 陈宁 1 上海宝钢新型建材科 技有限公司, 上海2 0 1 9 9 9 ; 2 上海市建筑科学研 究院 ( 集 团) 有 限公 司, 上海2 0 0 0 3 2 】 摘要: 针对宝钢钢渣资源的实际情况, 研制钢渣路面砖新产品, 对钢渣路面砖的强度、 耐磨性、 体积安定性等进行测试, 并开展 相关应用技术研究 , 为宝钢钢渣 用于路面砖 的资源化利用、 产业化发展提供技术支持。 关键词 : 钢渣; 路面砖; 资源化利用 中图分类号 : T U 5 2 2 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 1 7 0
2、 2 X( 2 0 1 5 ) 0 1 0 0 9 0 0 4 T he s t u d y O D r e s e a r c h a n d p r o p e r t i e s o f s t e e l s l a g c o n c r e t e p a v i n g b r i c k T A N G O u j i n s , C H E N N i , 1 S h a n g h a i B a o s t e e l N e w Ma t e ri a l T e c h n o l o g y C o L t d , S h a n g h a i 2 0 1 9 9
3、 9 , C h i n a : 2 S h ang h a i B u i l d i n g S c i e n c e Re s e a r c h I n s t i t u t e ( G r o u p )C o L t d , S h ang h a i 2 0 0 0 3 2 , C h i n a Ab s t r a c t : A c c o r d i n g t o t h e a c t u al s i t u a t i o n o f s t e e l s l a g w a s t e r e s o u r c e s i n B a o s t e e
4、 l , w e d e v e l o p e d n e w p r o d u c t s c a l l e d s t e e l s l a g p a v e me n t b ric k Th e e s s a y r e s e a r c h e s o n s t r e n g t h , we a l r e s i s t a n c e , a n d v o l u me s t a b i l i t y o f t h e s t e e l s l a g p a v e me n t b ric k, a n d i t s a p p l i c a
5、 t i o n t e c h n o l o g y I t p r o v i d e s t e c h n i c al s u p p o r t f o r t h e r e s o u r c e u t i l i z a t i o n a n d i n d u s t riali z a t i o n d e v e l o p me n t o f t h e s t e e l s l a g p a v i n g b ric k Ke y wo r d s : s t e e l s l ag , p a v e m e n t b ri c k , r e
6、 s o u rce u t i l i z a t i o n 0 前言 钢渣是炼钢过程产生的一种副产物, 在高温( 1 5 o 0 1 7 0 0 ) 下形成, 高温液态钢渣经缓慢冷却后呈块状、 颗粒状或粉 状。由于化学成分及冷却条件不同, 其外观形态和颜色差异 较大, 一般为深灰色、 深褐色或灰白色, 主要成分为钙、 铁、 硅、 镁和少量铝、 锰、 磷等的氧化物Il 】 。 钢渣的产生率约为粗钢量的1 5 2 0 t2 J ,由于钢渣本身 特性的制约, 在消纳应用方面一直困难重重。我国对钢渣的 综合利用研究起步较晚, 与欧美国家相比, 在钢渣综合利用 方面存有不小差距。 国内外对钢渣作为
7、路面材料应用的研究表明, 钢渣的力 学性能优于天然碎石, 不仅耐磨, 而且由于颗粒不规则度增 加, 在路面上应用具有更好的稳定性和抗滑能力翩 。近年来, 收稿 日期: 2 0 1 4 1 0 3 0 作者简介: 唐欧靖 , 男, 1 9 8 1 年生 , 上海人, 工程师。地址: 上海市宝山 区铁 力路 2 4 6 8弄 甲 4楼 , 电话 : 0 2 1 6 6 9 3 0 6 0 5 , E mai l : r e al rea h o j 1 6 3 c o rn。 9 0 新型建筑材料 2 0 1 5 1 随着我国经济快速发展以及市政建设的多样化, 路面砖已经 在多个领域得到应用。 利
8、用钢渣作为主要原料研制路面砖, 用于市政道路铺设, 不仅能发挥钢渣的物理特性, 同时可减少对天然石材的开采, 符合固废资源综合利用的基本国策, 对于节约资源、 改善环境 和践行循环经济具有一定实际意义嘲 。 本文通过对钢渣路面砖配合比设计及其性能研究, 研制 了不同类型的钢渣路面砖, 为钢渣的综合利用开发了新的应 用途径。 l 试验原材料及主要仪器设备 1 1 原材料 ( 1 ) 水泥 采用万安水泥厂生产的P 0 4 2 5水泥,性能符合G B l 7 5 2 0 0 7 通用硅酸盐水泥 的技术要求, 部分性能见表 1 。 表 1 水泥的物理性能 学兔兔 w w w .x u e t u t
9、u .c o m 唐欧靖, 等: 钢渣混凝土路 面砖 的研制及性能研究 ( 2 ) 碎石 试验用碎石的颗粒级配见表2 ,符合G B T 1 4 6 8 5 -2 0 0 1 健筑用卵石、 碎石 的技术要求。 表 2 碎石的颗粒级配 ( 3 ) 碎屑 碎屑是采石场开采碎石时产生的细颗粒副产品, 粒径小于 5 m m 。作为一 种固 废资源, 碎屑的 资源化利用也具有重要意 义。 试验考虑利用碎屑替代天然 河砂作为路面砖的细集料, 节 约资源的同时, 也为碎屑的资源化利用开辟新的途径。 碎屑基 本性能参照 G B T 1 4 6 8 4 2 0 0 1 建筑用砂 的基本方法进行 测试, 细度模数2
10、 8 , 级配区域区, 测试结果见表3 和表4 。 表 3 碎屑的颗粒级配 松散堆积密度 ( k g m 3 ) 表观密度 ( k g m 3 ) 空隙率 M B值 1 4 6 0 2 6 8 0 4 5 5 0 8 ( 4 ) 钢渣 采用转炉和电炉冶炼后的钢渣,本文所研究钢渣根据热 处理方式不同, 分为滚筒渣、 热闷渣、 电炉渣和热泼渣。 所选钢 渣在热处理并冷却后, 经过破碎、 磁选和筛分等初级加工而 成。 1 2 主要仪器设备 N L D 一 3 跳桌、 Z H D G 一 8 0 混凝土振动台、 T Y E 一 2 0 0 0 压力 试验机、 N S 一 2 型滚珠式耐磨试验 机, 无
11、锡建仪; Y Z F 一 2 0 型压 蒸釜, 瓦房店建科。 2 钢渣混凝土路面砖配合比试验 根据前期钢渣颗粒料体积安定性测试及分析结果,滚筒 渣体积安定性最好,因此在进行钢渣路面砖混凝土配合比试 验时将滚筒渣作为研究重点。钢渣路面砖的配料混凝土为干 硬性混凝土, 配合比设计参照J G J 5 5 2 0 l 1 普通混凝土配合 比设计规程 中干硬性混凝土配合比设计方法进行, 用水量参 照G B T 2 4 1 9 - - - 2 0 0 5 水泥胶砂流动度测定方法 中的跳桌试 验方法来确定, 流动度控制在 1 0 5 1 2 0 m m。 根据不同类型的路面砖配制不同配合比的混凝土,包括 C
12、 c 3 0 普通钢渣路面砖, C c 3 5 钢渣透水砖和C c 5 0 高强钢渣路 面砖。配合比设计及测试结果见表5 表7 。钢渣混凝土性能 测试主要包括抗压强度、 体积安定性和耐磨性。 抗压试块成型 采用 1 0 0 m m x l 0 0 m m x l O 0 m m三联试模, 用混凝土震动台分 2 次震动成型, 1 d 后脱模,放入混凝土标准养护室养护至2 8 d 龄期进行抗压强度测试。 表 5 C c 3 0普通钢渣路面砖的配合比及试验结果 注 : 配合比 P 4中 5 1 5 I n n l 的滚筒渣颗粒是将 大块滚筒渣进行破 碎筛分后制得 。 表 6 C c 3 5 透水钢渣
13、路面砖的配合比及试验结果 注: 碎屑和钢渣粒径 均为 2 5 5 l a i n 。 表 7 C c 5 0高强钢渣路面砖的配合比及试验结果 从表5 可知, 利用滚筒渣、 热闷渣和电炉渣替代混凝土中 的碎石或碎屑, 混凝土2 8 d 抗压强度均有提高。如不考虑对 混凝土其它性能的影响, 利用钢渣取代5 0 的碎屑, 混凝土 强度可提高7 5 一 1 9 5 , 其中滚筒渣对混凝土强度影响效果 最明显,在取代 5 0 碎屑时混凝土的2 8 d 抗压强度提高 1 9 5 ,滚筒渣完全取代碎屑时混凝土的2 8 d 抗压强度提高 3 2 3 。从表6 可以看出,由于筛除了碎屑和钢渣中2 5 m m 以
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