钢渣粉改良膨胀土和淤泥质土特性研究

摘要

钢渣是冶金工业产生的废渣。中国的钢渣产量随着钢铁工业的快速发展而迅速增加，大量的钢渣堆积如山，不仅占用了大量的土地，还造成严重的环境污染。因此，钢渣的处理和合理利用越来越受到各界的重视和关注。钢渣经过合理地处理后可以用作外掺剂用于改良地基，提高土体的强度。膨胀土遇水膨胀，失水收缩，强度较低，是一种特殊土。淤泥土属于软弱土，基本没有承载能力。总之，这两种土的工程特性较差，不经处理不能满足工程需要。本文旨在研究钢渣粉对膨胀土和淤泥质土工程特性的改良效果。
　　将钢渣粉按不同掺入比（0、5%、10%、15%和20%）与膨胀土混合制备钢渣粉膨胀土试块，进行了无荷载膨胀土试验、无侧限抗压强度试验和直接剪切试验。试验结果表明，随着钢渣粉掺量的增加，膨胀土的膨胀率和完成膨胀所需时间大大减小。但是，当钢渣粉掺量超过10%之后，膨胀土的膨胀率和完成膨胀所需时间减小量变化不大；随着钢渣粉掺量的增加，钢渣粉膨胀土的无侧限抗压强度和直接剪切强度不断提高；钢渣粉掺量小于15%时，无侧限抗压强度和直接剪切强度的提高幅度较大；钢渣粉掺量大于15%时，无侧限抗压强度和直接剪切强度的提高幅度很小；因此，钢渣粉掺量为15%时，钢渣粉对膨胀土无侧限抗压强度和直接剪切强度的改良效果最经济有效。随着钢渣粉掺量的增加，钢渣粉膨胀土的抗剪强度指标（内摩擦角和粘聚力）也有不同程度的提高。另外，对掺有不同掺量钢渣粉的淤泥质水泥土进行了无侧限抗压强度试验，试验结果表明，水泥掺量和龄期相同的条件下，随着钢渣粉掺量从0增加到30%，水泥土试块的无侧限抗压强度先增长，后降低，且达到峰值降低之后的无侧限抗压强度变化不大；在同一水泥掺量和钢渣粉掺量的条件下，水泥土的无侧限抗压强度随着其龄期的增长有大幅度的提高；15%的水泥掺量与10%的水泥掺量相比更适合水泥土无侧限抗压强度的提高，其强度提高又快幅度又大；与普通水泥土相比，掺加10%钢渣粉的水泥土试块在保持了很好延性的同时，无侧限抗压强度得到了提高。
　　最后，对掺加钢渣粉的膨胀土利用电镜扫描，从微观的角度去分析其改良膨胀土的机理，通过对电镜扫描结果分析，发现钢渣粉和膨胀土的短期反应中未产生结晶效应，其主要机理是离子交换作用、碳化作用和火山灰作用。

目录

声明

1 绪 论

1.1 研究目的和意义

1.2 钢渣的研究现状

1.3 膨胀土改良的研究现状

1.4 淤泥质水泥土研究现状

1.5 论文研究内容与思路

2 钢渣粉改良膨胀土膨胀性试验研究

2.1 试验材料与试验仪器

2.2 膨胀土界限含水率试验

2.3 膨胀土击实试验

2.4 无荷载膨胀率试验

2.5 本章小结

3 钢渣粉膨胀土强度特性试验研究

3.1 试验材料与试验仪器

3.2 无侧限抗压强度试验

3.3 直接剪切试验

3.4 本章小结

4 钢渣粉改良淤泥质土力学试验研究

4.1 试验材料和方法

4.2 试验结果分析

4.3 本章小结

5 钢渣粉改良膨胀土和淤泥质土机理分析

5.1 钢渣粉改良机理概述

5.2 钢渣粉改良膨胀土机理分析

5.3 钢渣粉改良淤泥质土机理分析

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

攻读硕士期间主要成果

参考文献