钢渣微粉对水泥混凝土路用性能影响的研究

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贵州省“十四五”规划中明确农村公路建设规模约6000公里,因取材方便,水泥混凝土路面被大量应用在贵州低等级公路建设中。与此同时,贵州省水钢公司年产生钢渣废料高达40万吨。本试验拟采用水钢钢渣微粉取代部分水泥制备钢渣水泥混凝土应用于公路路面建设,旨在探索提升水泥混凝土路用性能的同时,又能为钢渣废料提供一条资源化利用渠道。本文对钢渣微粉物理、化学性能进行研究,接着将钢渣微粉按质量比取代部分水泥制备钢渣水泥复合胶凝材料;研究不同钢渣微粉掺量对钢渣水泥复合胶凝材料安定性、凝结时间、标准稠度及钢渣水泥胶砂流动度和钢渣水泥胶砂抗折-抗压强度影响的规律。最后设计普通C30水泥混凝土配合比,采用钢渣微粉按质量比取代部分水泥制备钢渣水泥混凝土,对钢渣水泥混凝土路面力学强度及耐久性相关指标开展试验研究。主要结论如下:(1)随着钢渣微粉掺量增加,钢渣水泥复合胶凝材料凝结时间和钢渣水泥胶砂流动度得到提升,钢渣水泥复合胶凝材料标准稠度先减小后趋于稳定,钢渣水泥胶砂抗折-抗压强度逐渐降低。在0~40%掺量内,钢渣水泥复合胶凝材料安定性合格,各项性能良好。(2)在0~40%掺量范围内,随着钢渣微粉掺量增加,钢渣水泥混凝土坍落度变大,坍落度经时损失和泌水率降低,其黏聚性和保水性得到提升。标准养护28d龄期条件下,钢渣微粉掺量小于30%时,钢渣水泥混凝土抗弯拉强度大于5.2MPa,满足重型交通荷载等级混凝土路面抗弯拉强度要求;钢渣微粉掺量小于35%,钢渣水泥混凝土抗弯拉强度大于4.7MPa,满足中等交通荷载等级混凝土路面抗弯拉强度要求。(3)在0~40%掺量范围内,随着钢渣微粉掺量增加,钢渣水泥混凝土干缩率整体上呈先减后增趋势,掺量为20%时,干缩率最小;钢渣水泥混凝土抗渗等级由P5提升至P7;钢渣水泥混凝土抗冻性能先增后减,掺量为25%时,抗冻性能最佳;钢渣水泥混凝土抗碳化性能先增后减,掺量为10%时,抗碳化性能最佳。综上所述,当钢渣微粉掺量为20%时,钢渣水泥混凝土抗折-抗压强度、抗碳化性能与纯水泥混凝土基本相当;钢渣水泥混凝土干缩性能、抗渗性能、抗冻性能、黏聚性和保水性优于纯水泥混凝土。故推荐水钢钢渣微粉掺量为20%。
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