水泥赤泥碎石基层及水泥赤泥混凝土路缘石应用技术的研究

摘要

赤泥是生产氧化铝产生的工业废渣，因其排放量很大，并且综合利用率低，使得赤泥堆聚如山，不仅占地，而且赤泥中含有的大量有害成分容易污染土地、水源、空气，造成严重的环境问题。国内外相关学者对赤泥的综合利用进行了大量研究，虽取得了一定成果，但消耗利用赤泥的量不大，仍然没有减轻赤泥给环境带来的沉重负担。本文将赤泥用于水泥混凝土路缘石以及水泥稳定碎石基层中，来有效提高赤泥的综合利用率。
　　本文对水泥赤泥混凝土路缘石进行了配合比设计，并设置了普通水泥混凝土进行对比分析。研究了水泥赤泥混凝土的成型工艺，并对水泥赤泥混凝土路缘石的外观质量进行评价，通过测定密度、吸水率、收缩率研究其物理性能;还通过抗压强度、抗折强度试验研究了力学性能。此外进行冻融循环试验研究了抗冻性。
　　试验结果表明:当水泥赤泥混凝土路缘石的配合比为水泥∶砂∶碎石∶赤泥=1∶0.34∶2.72∶0.77时，28d抗压强度达到35.3MPa，28d抗折强度达到5.3MPa;成型工艺简单，掺加赤泥对水泥混凝土的成型工艺没有明显的影响，外观质量较好，吸水率较小，长期收缩值较小。水泥赤泥混凝土路缘石具备良好的抗冻性。
　　本文对水泥赤泥碎石基层进行配合比设计，通过击实试验确定混合料的最佳含水量、最大干密度，通过分析抗压强度研究混合料的力学性能，最后对水泥赤泥的作用机理作了简要的理论分析。并依托郑州四环道路改造工程铺设了试验路段，总结了施工工艺，并测量了底基层及路面弯沉值，进行对比分析。
　　室内外试验研究表明:水泥赤泥碎石混合料的配合比为水泥∶赤泥∶碎石=4∶20∶80时，7d的无侧限抗压强度达到了1.84MPa，同时弯沉测量结果也表明水泥赤泥碎石基层具有良好的承载能力。水泥赤泥碎石混合料强度的形成不仅仅是水泥水化、硬化的结果，赤泥的加入对水泥的水化进程起到了一定促进作用，赤泥与水泥水化产物之间的相互作用也一同影响了混合料强度的发展。
　　最后将赤泥应用于水泥混凝土路缘石和水泥碎石基层中，进行了经济性分析，表明赤泥的掺入可以节省较多的成本，降低了工程造价。
　　将赤泥用于水泥混凝土和水泥碎石基层中，不仅大量的消耗赤泥，使之变废为宝，解决赤泥堆积问题，减小了赤泥对环境的污染，同时具有良好的经济效益。对我国公路建设以及铝工业的健康发展也有良好的促进作用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1．制备建筑材料的研究

1．2．2 制备环境材料的研究

1．2．3 有价金属提取回收的研究

1．2．4 赤泥用作道路基层的研究

1．2．5 赤泥用于混凝土的研究

1．2．6 赤泥应用存在的主要问题

1．3 主要的研究内容及方案

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

第二章 原材料性能试验

2．1 水泥

2．2 赤泥

2．2．1 赤泥的物理性质

2．2．2 赤泥的化学性质

2．2．3 赤泥的微观结构分析

2．3 碎石

2．4 天然砂

2．5 本章小结

第三章 水泥赤泥混凝土路缘石性能研究

3．1 配合比组成设计

3．1．1 试验用配合比

3．2 试样的成型及养护

3．2．1 赤泥的预处理

3．2．2 试样成型

3．3．2 试件的养护

3．2．4 成型试样的外观质量

3．3 吸水率试验

3．4 力学性能试验

3．4．1 抗压强度

3．4．2 抗折强度

3．5 抗冻性试验

3．6 收缩性

3．6．1 干燥收缩机理

3．6．2 收缩性试验

3．7 水泥赤泥混凝土作用机理分析

3．8 本章小结

第四章 水泥赤泥碎石基层混合料性能分析

4．1 配合比设计

4．1．1 配合比组成方案

4．1．2 击实试验

4．2 抗压强度试验

4．3 水泥赤泥碎石作用机理分析

4．4 本章小结

第五章 水泥赤泥碎石基层试验路研究

5．1 依托工程概况

5．1．1 试验路段地理及自然环境概况

5．1．2 工程概况

5．2 水泥赤泥碎石基层试验路段

5．2．2 基层试验段的现场施工

5．3 试验路段承载力试验结果

5．4 本章小结

第六章 赤泥应用的经济性分析

6．1 经济效益分析

6．2 环境效益和社会效益

7．1 主要结论

7．2 展望及建议

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果