城市固废路用材料资源化：炉渣细粒径二灰碎石的性能

与粗粒径二灰碎石材料一样，构成细粒径二灰碎石材料的强度内容，由两部分构成，包括颗粒间的内摩擦力、构成二灰碎石材料各组分之间的黏聚力。颗粒间的内摩擦力主要与级配、各组分强度、颗粒形状等因素有关，由于二灰碎石基层对材料级配要求不是很高，颗粒间的内摩擦力对二灰碎石基层材料强度影响相对较小。黏聚力的大小则与黏结细料自身随龄期强度的变化、黏结料对集料颗粒的胶黏作用有关，黏聚力构成了二灰碎石基层强度的主要构成部分。因此，前面对粗粒径二灰碎石材料研究所确定的比例上限，同样适用于细粒径二灰碎石，即对于细粒径二灰碎石高等级公路与其他道路，焚烧炉渣对粉煤灰材料的置换比例分别为40%、60%。

1）细粒径二灰碎石强度试验方案

为考察焚烧炉渣集料的掺配对细粒径二灰碎石材料强度影响，本书组取焚烧炉渣置换比例0%（方案1）、40%（方案2）、60%（方案3），进行4个不同龄期（7 d、28 d、60 d、90 d）细粒径二灰碎石抗压强度、间接抗拉强度试验回弹模量。本书采用石灰岩集料，采用两种集料筛分结果见表9-17，相关材性指标试验结果见表9-18。1＃、2＃质量比为68∶32，即包括三个试验方案，各材料比例、最佳含水量—最大干密度试验结果见表9-19，并以此表为准进行配料与试件的成型，进行7 d、28 d、60 d、90 d等龄期抗压强度、间接抗拉强度试验试验。

表9-17　各材料筛分试验结果

表9-18　石灰岩集料试验结果

表9-19　细粒径二灰碎石试验方案

2）细粒径二灰碎石强度试验

按表9-17细粒径二灰碎石最佳含水量拌制混合料，并采用静压法控制试件干密度成型，直径为15 cm，高为15 cm 的无侧限抗压强度试件。并对前面成型细粒径二灰碎石抗压强度试件，按标准要求进行养生，在龄期到达前一天浸入常温水中24 h，分别进行7 d、28 d、60 d、90 d等龄期抗压强度试验。试验结果见表9-20、图9-19。

表9-20　细粒径二灰碎石强度试验结果

3）细粒径二灰碎石强度试验结果分析

由细粒径二灰碎石四个不同龄期饱水抗压强度试验结果可知，各方案强度随着龄期的增长而不断增长，未掺加焚烧炉渣集料二灰碎石强度要高于其他两个方案。掺配40%炉渣集料的二灰碎石材料，7 d饱水抗压强度为0.97 MPa，高于0.8 MPa，可满足高等级公路、市政主干道的技术要求。掺配60%炉渣集料的二灰碎石材料，7 d饱水抗压强度为0.82 MPa，高于0.6 MPa，可满足其他道路技术要求且强度随着龄期的增长趋势明显。

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图9-19　三方案抗压强度、劈裂抗拉强度随龄期变化图

室内试验结果表明：粉煤灰替代比为40%焚烧炉渣集料细粒径二灰碎石可满足快速路、主干路、高速公路、一级公路等高等级道路要求；粉煤灰替代比为60%焚烧炉渣集料的二灰碎石材料可满足其他道路要求。

4）湿胀干缩性能试验结果

对三不同方案混合料进行湿胀、干缩试验，试验结果见表9-21。

表9-21　3个月龄期干缩试验

由表9-21、图9-20干缩试验得出如下结论：

（1）各方案无论是浸水还是干燥条件下，膨胀量或收缩量均随着龄期的增长而趋于稳定。

图9-20　3个月龄期干缩试验

（2）浸水3 d后各方案膨胀量自小到大依次为方案1、方案2、方案3，表明随着炉渣集料掺量的增大膨胀量增大，但浸水28 d后各方案膨胀量自小到大依次为方案3、方案2、方案1，表明随着炉渣集料掺量的增大总膨胀量逐渐变小。可见焚烧炉渣集料替代粉煤灰材料后，可较大程度上减少膨胀变形量，对结构强度形成有利。

（3）干燥60 d后各方案变形量由大到小依次为方案1、方案2、方案3，表明焚烧炉渣集料部分替代粉煤灰材料后，材料收缩变形明显降低。

试验结果表明：焚烧炉渣集料粉煤灰细粒径二灰碎石材料干缩性能明显低于普通二灰碎石。