堿激發(fā)鋼渣礦渣復(fù)合基層材料的強(qiáng)度特性及微觀機(jī)制

吳 旻，謝勝華，葛根旺

(1.安徽工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院，馬鞍山 243002；2.馬鞍山學(xué)院建筑工程學(xué)院，馬鞍山 243100)

0 引 言

鋼渣是煉鋼工藝產(chǎn)生的固體廢棄物，其排放量約為粗鋼產(chǎn)量的10%～20%[1]。據(jù)中國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2020年我國(guó)粗鋼產(chǎn)量達(dá)到10.53億t，同比增長(zhǎng)5.2%，鋼渣年產(chǎn)量也隨之創(chuàng)新高。然而我國(guó)的鋼渣綜合利用率較低，目前僅為30%左右，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定的差距[2-3]。廢棄鋼渣的無(wú)序堆放不僅占地，還會(huì)污染地下水源和空氣環(huán)境，不符合綠色工業(yè)的發(fā)展理念。因此，鋼渣綜合利用一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱門課題。

目前鋼渣已在道路工程中被廣泛應(yīng)用，既可以作為路基填料，也能夠用于路面基層和面層[4-5]。當(dāng)下應(yīng)用主要是將大顆粒鋼渣作為粗集料代替碎石，或?qū)撛⒎圩鳛榈V物摻合料制備復(fù)合膠凝材料，而對(duì)鋼渣作為細(xì)集料用于道路工程的應(yīng)用研究較少，對(duì)細(xì)鋼渣作為摻合料的強(qiáng)度變化機(jī)理及發(fā)展規(guī)律的研究也不多。鋼渣作為粗集料應(yīng)用主要問(wèn)題在于鋼渣體積安定性問(wèn)題，已有研究表明鋼渣膨脹特性與游離氧化鈣含量、鋼渣顆粒大小及鋼渣密實(shí)度有直接關(guān)系，鋼渣顆粒越大體積安定性越差[6]。而鋼渣微粉雖然體積安定性優(yōu)于大顆粒鋼渣，但其摻量有限，不能夠大規(guī)模使用，且增加了機(jī)械磨耗工序。

另一方面，我國(guó)路面設(shè)計(jì)規(guī)范嚴(yán)格限制全細(xì)粒材料在高等級(jí)道路基層中的應(yīng)用，主要也是考慮其抗壓強(qiáng)度難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。國(guó)內(nèi)外已有不少學(xué)者利用鋼渣替代基層材料中的土或集料，通過(guò)物理激發(fā)、化學(xué)激發(fā)及改變養(yǎng)護(hù)條件等手段獲得較高的抗壓強(qiáng)度,從而滿足基層材料使用要求[7-8]。……