7工業(yè)礦渣集料試驗

T 0348—2024 鋼 渣 浸 水 膨 脹 試 驗

1  目的與適用范圍

本方法適用于測定鋼渣集料浸水膨脹率，以評價其體積安定性。

2  儀具與材料

2.1 天平：稱量不小于20kg, 感量不大于10g;稱量不水于2kg, 感量不大于0.1g。

2.2 加熱裝置：電爐、燃氣爐等。

2.3 漏斗：直徑50mm 的玻璃漏斗。

2.4     烘箱：鼓風干燥箱，恒溫105℃±5℃,并滿足T0302中2.4要求。

2.5 試驗篩：根據(jù)集料粒級選擇不同孔徑的方孔篩，并滿足T0302中2.1要求。

2.6 標準擊實儀：滿足《公路土工試驗規(guī)程》中TO131的重型Ⅱ-2要求，其中試筒、墊塊應(yīng)滿足《公路土工試驗規(guī)程》的 T0134相應(yīng)要求，試筒內(nèi)徑為152mm。

      多功能電動擊實儀

2.7 百分表、多孔板、多孔底座、膨脹率測定裝置、荷載板、直尺、濾紙：滿足《公路土工試驗規(guī)程》中TO134 相應(yīng)要求，其中多孔板宜為黃銅制，帶調(diào)節(jié)桿；荷載板應(yīng)為不銹鋼材質(zhì)。

2.8 恒溫水浴：能同時放置150mm 試件3個，持續(xù)恒溫80℃±3℃。

2.9 試驗用水：蒸餾水或去離子水。

2.10 計時器：量程不少于48h, 精度0.1s。

2.11 其他：鏟子、玻璃棒、金屬盤、毛刷、毛巾等。

3  試驗準備

3.1  試樣制備

現(xiàn)場取回的樣品應(yīng)盡快進行試驗。將樣品縮分至適量試樣。

3.2  確定最佳含水率

3.2.1 根據(jù)混合料級配范圍確定一個級配，或直接采用實際工程級配，按照《公路土工試驗規(guī)程》中T0131進行重型擊實試驗，分3層裝料每層擊實98次；

3.2.2  根據(jù)重型擊實試驗確定最佳含水率。

4  試驗步驟

4.1  按3.2.1確定的級配，以3.2.2確定的最佳含水率±1%的含水率，按照《公路土工試驗規(guī)程》中T0134采用重型擊實成型3個試件。其中浸潤時間為24h, 分3層裝料每層擊實98次。

注：試筒各表面須涂一層機油等隔離劑。每層加料后，先用大螺絲刀沿試筒邊緣搗15次，然后再擊實.

4.2  擊實完成后取下套環(huán)，用直刮刀沿試筒頂修平擊實的試件，表面不平整處用細料修補；在試件表面放一層濾紙，安裝、固定多孔底座。將試筒連同多孔底板倒轉(zhuǎn)，取走墊塊；更換濾紙，裝上帶調(diào)節(jié)柱的多孔板；在多孔板上放上4塊荷載板。

注：荷載板外表面須涂一層機油等材料，減少其與試筒側(cè)壁的摩擦。

4.3  將試模放進恒溫水浴中，在試筒頂部安裝膨脹測量裝置和百分表。百分表應(yīng)準確對準中央觸點并保持豎直狀態(tài)。緩慢加常溫水至高出試件頂面25mm以上。靜置30min±1min 后，讀取百分表的初讀數(shù)d₀, 并開始計時。

4.4  將恒溫水浴加熱至80℃±3℃,在此溫度下恒溫6h, 然后停止恒溫并自然冷卻；達到24h±0.5h時，讀取第1個24h 的百分表讀數(shù)d?。

4.5  重復4.4步驟，每24h±0.5h讀取百分表讀數(shù)d_i;  持續(xù)進行10次。如果每次讀數(shù)時水位下降過多，應(yīng)在讀取百分表讀數(shù)后緩慢補充適量常溫水，再進行后續(xù)試驗。

4.6     第10個24h 后，讀取百分表終讀數(shù)d₁₀ 。結(jié)束試驗。3個平行試件宜在一個水浴中同時進行試驗。每次試驗結(jié)束后，應(yīng)采用稀釋鹽酸清洗多孔底座、多孔板、荷載板等。

5 結(jié)果整理

5.1 試樣膨脹率按式(T0348-1) 計算，準確至0.01%。

         (T 0348-1)

式中：V_s——鋼渣試樣膨脹率，%;

d?——百分表的初讀數(shù)，0.01mm;

d₁₀——第10個24h 后的百分表終讀數(shù)，0.01mm。

120——試件的高度，120mm;必要時按實測高度取值。

5.2    取三份試樣膨脹率的算術(shù)平均值作為試驗結(jié)果，準確至0.1%

6 報告

6.1 試驗項目名稱和執(zhí)行標準。

6.2 樣品的編號、名稱、產(chǎn)地和規(guī)格。

6.3 接樣日期、樣品描述。

6.4    試驗日期、樣品縮分方法.

6.5    主要儀器設(shè)備的名稱、型號及編號。

6.6 混合料配合比，試驗水溫。

6.7   膨脹率試驗結(jié)果。

6.8 要說明的其他內(nèi)容。

條文說明

1 本規(guī)程增加第7章工業(yè)礦渣集料試驗一章。

工業(yè)礦渣，主要指鋼鐵冶金工業(yè)所產(chǎn)生的固體廢物，包括鋼渣和高爐渣，鐵鎳渣、銅渣 等。本規(guī)程工業(yè)礦渣，指鋼鐵渣，其中高爐渣特指風冷重礦渣，鋼渣特指堿性氧氣轉(zhuǎn)爐鋼 渣或電弧熔爐鋼渣。

工業(yè)礦渣集料一般性試驗方法，如密度、級配、針片狀顆粒含量、粉料含量、抗破碎性 能、堿集料反應(yīng)等應(yīng)按第4章粗集料和第5章細集料相關(guān)試驗方法進行檢驗，其雜質(zhì)含量可根據(jù)第8章中 TO397 進行測定。本章僅列出工業(yè)礦渣特有試驗方法。同時，工業(yè)礦渣  應(yīng)用過程中注意對環(huán)境影響，需要根據(jù)國家環(huán)境相關(guān)要求測定反射性，以及鎘、鉛、鉻、砷、 水銀、硒、氟、硼等析出物含量。其中反射性指標為國家強制性規(guī)定，應(yīng)按照GB6566  進行  測定；而析出物含量應(yīng)按國家相關(guān)標準進行檢驗。

鋼渣是煉鋼過程中產(chǎn)生的固體廢物，按照煉鋼時所用爐型分為平爐渣、轉(zhuǎn)爐渣(按氣 體種類分為空氣轉(zhuǎn)爐和氧氣轉(zhuǎn)爐)和電爐渣(又分為電弧爐、感應(yīng)爐等，而電弧爐煉鋼占 電爐練鋼產(chǎn)量的決大部分，因此一般所說電爐指電弧爐);按照熔渣性質(zhì)分為堿性渣和酸 性渣。不同原料、煉鋼方法、不同生產(chǎn)階段、不同的鋼種生產(chǎn)以及不同的爐次，所產(chǎn)生的鋼 渣化學成分、穩(wěn)定性和使用性能是不同的，目前國際上較為一致的是，道路工程應(yīng)用鋼渣 僅限堿性氧氣轉(zhuǎn)爐鋼渣或電弧熔爐鋼渣。

鋼渣密度高，耐磨性高，抗壓強度高，抗腐蝕性好，但是由于鋼渣含有游離氧化鈣f- CaO,f-MgO 等，這些成分在一定條件下非常不穩(wěn)定。鋼渣吸水后，f-CaO 會消解為氫氧化 鈣，f-MgO 會生成氫氧化鎂，會發(fā)生體積膨脹，鋼渣顆粒會破裂、酥碎，甚至粉化，從而造 成路面的鼓包、隆起，開裂，甚至散失承載能力。因此需要控制其不穩(wěn)定化合物含量，或者 放置一定時間讓不穩(wěn)定化合物充分消解完成后方可用于工程。但是鋼渣中f-CaO,f-MgO 常溫下完全消解需要很長時間，甚至20年時間，因此鋼渣均具有潛在的體積膨脹性，鋼渣 一般不用于水泥混凝土、砂漿和水泥穩(wěn)定材料，而僅用于瀝青混凝土、粒料材料或路基填 土等。浸水膨脹率指標是評價鋼渣體積安定性重要指標。本試驗方法是在原規(guī)程鋼渣的 活性及膨脹率試驗基礎(chǔ)上修訂編寫，將其中比色試驗和浸水膨脹試驗拆分為風冷重礦渣 碎石比色試驗和鋼渣浸水膨脹試驗，同時將鋼渣瀝青混合料膨脹量試驗移到《公路工程 瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》。