拜耳法赤泥应用于路基填筑基本性能与工程应用研究

摘要

金属铝作为工业生产及社会生活中的必需品，在人类生产和生活中有着举足轻重的作用，随着经济发展和社会的进步，人们对于铝制品的需求越来越大，金属铝及其产品的产量也越来越大，这导致制铝过程中的工业废渣-赤泥的产量也越来越大，赤泥是制铝过程中铝土矿中的铝元素被提取后产生的一种工业废渣，因颜色赤红故被称作“赤泥”。随着我国基础设施建设的不断发展，高速公路里程数不断增长，在高速公路路基填筑过程中消耗了大量的土方，对优质资源造成了大量浪费，产生了土地资源紧缺现象。据此，将大量堆放的赤泥应用到公路路基填筑中，不仅可以实现对工业废渣赤泥的大规模利用，更能够节约优质土地资源，减少资源浪费。 本文依托济青改扩建拜耳法赤泥试验路工程，对山东某铝厂拜耳法赤泥进行路基填筑材料可行性研究，主要包括以下内容： （1）拜耳法赤泥基本物理力学特性：从工程角度出发，对拜耳法赤泥物理力学特性进行分析，主要包括其粒度、界限含水率、膨胀性、无侧限抗压强度、三轴剪切、压缩特性、承载能力，通过对上述指标分析，评价拜耳法赤泥做路基填筑材料的可行性。 （2）拜耳法赤泥基本物理改良剂选择：通过对水泥、CPS-12的选比，寻找效果最佳的拜耳法赤泥改良剂。 （3）改良拜耳法赤泥物理力学性能：通过对改良后拜耳法赤泥进行上述物理力学性能试验，评价其改良后的物理性能、力学性能、承载能力，通过与原状赤泥对比，分析改良赤泥做路基填料的可行性。 （4）改良拜耳法赤泥的路用性能：依托济青改扩建改良拜耳法赤泥试验路，对改良拜耳法赤泥进行现场取样无侧限抗压强度、回弹模量、PFWD动变形模量、FWD弯沉、压实度检测，对路基路用性能进行试验检测，对路基质量进行分析评价。

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摘要

Abstract

第一章概述

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.2.1赤泥处理方法研究

1.2.2赤泥无害化利用途径

1.2.3赤泥综合利用方法

1.3赤泥综合利用目前存在的问题

1.4本文主要研究内容及技术路线

第二章拜耳法赤泥基本物理力学及强度特性研究

2.1赤泥的来源

2.2赤泥的组成成分

据上，对山东某铝厂赤泥堆场的烧结法赤泥及拜耳法赤泥进行现场取样，并对其矿物组成及化学成分进行

2.2.1矿物成分

品质要求

铝硅比值（A/S）＞7

3＜铝硅比值（A/S）＜5

分

水榴石Ca3AI2(SiO4)n(OH)12-4n

碳酸钠（Na2CO3）

据上图2-2-1，由于矿石品位不同导致其对应生产工艺不同，不同品位的矿石来源各不相同，这导致赤

2.2.2化学成分

2.3拜耳法赤泥的基本物理特性

2.3.1比重

2.3.2粒度成分

2.3.3界限含水率试验

2.3.4膨胀性试验

2.4拜耳法赤泥的基本力学特性

2.4.1无侧限抗压强度

2.4.2三轴剪切试验

2.4.3固结试验

2.5拜耳法赤泥填筑路基强度特性研究

2.6本章小结

第三章 改良拜耳法赤泥物理力学及强度特性研究

3.1改良材料比选试验

3.1.1改良拜耳法赤泥最佳含水量、最大干密度对比

3.1.2改良拜耳法赤泥无侧限抗压强度

3.2 CPS-12改良拜耳法赤泥物理力学及强度特性研究

3.2.1 CPS-12改良拜耳法赤泥物理性质研究

3.2.2 CPS-12改良拜耳法赤泥力学性能研究

3.2.3 CPS-12改良拜耳法赤泥强度特性研究

3.3本章小结

第四章 改良拜耳法赤泥工程应用研究

4.1现场取样试验

4.1.1现场取料无侧限抗压强度试验

4.1.2现场钻芯取样无侧限抗压强度试验

4.1.3数据分析

4.2现场检测试验

4.2.1试验方案

4.2.2现场承载板回弹模量试验

4.2.3现场PFWD试验

4.2.4现场FWD试验

4.2.5现场DCP试验

4.2.6现场压实度检测

4.3本章小结

第五章结论与展望

5.1主要结论

5.2展望

[15]满慎刚.倪文.祝丽萍.