CN111562258A - 一种钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法 - Google Patents

一种钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法。所述钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法，包括以下步骤：S1、原料选取：在钢渣的陈放料堆内部1m处取足够数量的钢渣样品，从三处以上取样混合后，并将样品分为两等份供试验使用。本发明提供一种钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法，该测试方法主要通过测试钢渣的比色测试和膨胀量测试，根据两组测试的结果最终判定出钢渣及钢渣混合料的活性情况，进而确定钢渣是否满足使用需求，同时从两个方面进行测试，保证了测试的准确度，整体步骤简化为四个大步骤，且不需要借助专业的实验设备，测试过程耗时较短，在一定程度上降低了测试的难度，在实际操作时比较方便。

Description

一种钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法
技术领域
本发明涉及公路建筑材料领域，尤其涉及一种钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法。
背景技术
钢渣是炼钢过程中的一种副产品，它由生铁中的硅、锰、磷、硫等杂质在熔炼过程中氧化而成的各种氧化物以及这些氧化物与溶剂反应生成的盐类所组成，钢渣含有多种有用成分：金属铁2％～8％，氧化钙40％～60％，氧化镁3％～10％，氧化锰1％～8％，故可作为钢铁冶金原料使用，钢渣的矿物组成以硅酸三钙为主，其次是硅酸二钙、RO相、铁酸二钙和游离氧化钙，钢渣为熟料，是重熔相，熔化温度低，重新熔化时，液相形成早，流动性好，钢渣分为电炉钢渣、平炉钢渣和转炉钢渣三种。
钢渣作为二次资源综合利用有两个主要途径，一个是作为冶炼溶剂在本厂循环利用，另一个是作为制造筑路材料、建筑材料或农业肥料的原材料，而在作为制造筑路材料之前，需要对钢渣及钢渣混合料的活性进行测试，用于检验钢渣能否正常使用，而现有技术中，对于钢渣的活性测试方法有多种，当仍存在一定不足，例如整个测试步骤比较复杂，并需要依靠多种专业设备进行，进而增加了测试难度，在实际操作时比较困难。
因此，有必要提供一种钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供一种钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法，解决了现有的钢渣的活性测试方法步骤比较复杂，并需要依靠多种专业设备进行，进而增加了测试难度，在实际操作时比较困难的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法，包括以下步骤：
S1、原料选取：在钢渣的陈放料堆内部1m处取足够数量的钢渣样品，从三处以上取样混合后，并将样品分为两等份供试验使用；
S2、钢渣遇水后的比色测试：
(1)配制标准液：将重铬酸钾按0.006g/mL的浓度加入蒸馏水中配制标准比色液，装入100mL比色管中；
(2)称取S1中样品钢渣500g，放在烧杯中，之后加入约1500mL纯净水至烧杯的标线处，然后盖上玻璃皿盖；
(3)然后将烧杯放在热源上加热，调整火力，使其约在15min内沸腾，然后调为微火沸腾状态45min，合计为1h；
(4)加热结束后，立即取下烧杯，并补充加水至烧杯的标线处，适当搅拌，用漏斗及滤纸过滤，将开始阶段的20mL过滤液废弃，再继续过滤得到300mL过滤液，作为比色液；
(5)将比色液100mL装入比色管中，在背后放一张白纸，与标准比色液比较，评定有无颜色异常，此步骤必须在加热结束后20min以内完成。
S3、钢渣膨胀性测试：
(1)钢渣混凝土制备：将S1中选取好的钢渣严格按照工程的实际沥青混合料级配，自然晾干之后得到钢渣沥青混合料；
(2)重型击实试验：之后按照基层材料击实试验方法进行重型击实试验，进而确定混合料的最佳含水率和最大干密度；
(3)试件制备：将自然晾干的钢渣沥青混合料筛分成各个粒级，按工程的实际级配配制不少于三个直径150mm的重型击实试验用试件的混合料；
(4)试件装模：在试模内装入压头和铺滤纸进行击实成型，击实完成后取下套筒，再将试模连同盖板一起缓慢倒转，然后取走底板及压头垫块，再次垫上滤纸、装上多孔底扳，再将试模倒置，上面加盖中央有触点的多孔板，擦净试模外部及上下顶面；
(5)试件膨胀量初测定：将试模放进恒温水浴中，在多孔板上压四块半圆形的荷载板，之后用百分表架及百分表对其上装置试件的膨胀量进行测定，立即读取百分表的初读数d0；
(6)试件膨胀量持续测定：之后开始加温至80℃±3℃，自达到要求温度后起算连续6h，停止加热，然后自然冷却，第二天开始加热前读取百分表读数di，如此每日在相同时间加温及放冷一次，持续进行十日，结束后的第二天读取百分表终读数d10；
(7)钢渣沥青混凝土的膨胀量测定：按使用钢渣的沥青混合料的实际配合比制作标准的马歇尔试件，数量不少于三个，用卡尺在直径方向仔细测定三个断面，在高度方向测定四处，计算试件体积V1，将试件在60℃±1℃的恒温水浴中浸泡养生，取出试件后冷却至室温，立即按相同方法测量试件体积V2；
(8)膨胀量计算：
钢渣膨胀量按式(a)计算：
Figure BDA0002552936190000031
钢渣沥青混凝土膨胀量按式(b)计算：
Figure BDA0002552936190000032
S4、结果判定：根据S2钢渣遇水后的比色测利用钢渣遇水时的颜色可以概略地判断其新鲜程度，S3的钢渣膨胀性测试则可以得出分别得出钢渣膨胀量以及钢渣沥青混凝土膨胀量，钢渣沥青混凝土膨胀量需取三个试件的平均值，作为试验结果，从两组测试结果可以判断出钢渣及钢渣混合料的活性实际的情况，进而检验钢渣能否正常使用。
优选的，所述S1中取样时必须力求代表钢渣的实际破碎和陈放情况，由于钢渣有多孔与致密之分，需注意其比例接近实际情况。
优选的，所述S3中重型击实试验时，击实锤重4.5kg、落高45cm，并分三层装料，每次击实98次。
优选的，所述S3中试件制备每个试件约7kg，按最佳含水率±1％加水充分搅拌均匀，在密闭的容器内保存24h后取出。
优选的，所述S3中试件装模时取下套筒后需要用直尺刮刀整平试件表面，被刮出的粗集料及所有的细空隙都用细料补齐找平，盖上平板。
优选的，所述S3中试件膨胀量初测定时试模应全部浸没在水中，且每个荷载板的重量均为1.25kg。
优选的，所述S3中试件膨胀量持续测定时，三个试件宜在一个水浴中同时进行，在实验结束后，需要及时拆除测定装置。
优选的，所述S3中钢渣沥青混凝土的膨胀量测定时，试件在温水浴中浸泡养生时间应为72h，取出试件后需仔细观察有无裂缝或鼓包，若存在缺陷需要重新制备。
与相关技术相比较，本发明提供的钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法具有如下有益效果：
本发明提供一种钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法，该测试方法主要通过测试钢渣的比色测试和膨胀量测试，根据两组测试的结果最终判定出钢渣及钢渣混合料的活性情况，进而确定钢渣是否满足使用需求，同时从两个方面进行测试，保证了测试的准确度，整体步骤简化为四个大步骤，且不需要借助专业的实验设备，测试过程耗时较短，在一定程度上降低了测试难度，在实际操作时比较方便。
附图说明
图1为本发明提供的钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。请结合参阅图1，其中，图1为本发明提供的钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法的流程图。钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法，包括以下步骤：
S1、原料选取：在钢渣的陈放料堆内部1m处取足够数量的钢渣样品，从三处以上取样混合后，并将样品分为两等份供试验使用，钢渣试验结果与取样关系很大，如果钢渣已经破碎且在空气中经较长时间陈放，通常可基本上完成膨胀，试验结果不能反映实际集料中存在的未膨胀颗粒的情况；
S2、钢渣遇水后的比色测试：
(1)配制标准液：将重铬酸钾按0.006g/mL的浓度加入蒸馏水中配制标准比色液，装入100mL比色管中；
(2)称取S1中样品钢渣500g，放在烧杯中，之后加入约1500mL纯净水至烧杯的标线处，然后盖上玻璃皿盖；
(3)然后将烧杯放在热源上加热，调整火力，使其约在15min内沸腾，然后调为微火沸腾状态45min，合计为1h；
(4)加热结束后，立即取下烧杯，并补充加水至烧杯的标线处，适当搅拌，用漏斗及滤纸过滤，将开始阶段的20mL过滤液废弃，再继续过滤得到300mL过滤液，作为比色液；
(5)将比色液100mL装入比色管中，在背后放一张白纸，与标准比色液比较，评定有无颜色异常，此步骤必须在加热结束后20min以内完成。
S3、钢渣膨胀性测试：
(1)钢渣混凝土制备：将S1中选取好的钢渣严格按照工程的实际沥青混合料级配，自然晾干之后得到钢渣沥青混合料；
(2)重型击实试验：之后按照基层材料击实试验方法进行重型击实试验，进而确定混合料的最佳含水率和最大干密度；
(3)试件制备：将自然晾干的钢渣沥青混合料筛分成各个粒级，按工程的实际级配配制不少于三个直径150mm的重型击实试验用试件的混合料；
(4)试件装模：在试模内装入压头和铺滤纸进行击实成型，击实完成后取下套筒，再将试模连同盖板一起缓慢倒转，然后取走底板及压头垫块，再次垫上滤纸、装上多孔底扳，再将试模倒置，上面加盖中央有触点的多孔板，擦净试模外部及上下顶面；
(5)试件膨胀量初测定：将试模放进恒温水浴中，在多孔板上压四块半圆形的荷载板，之后用百分表架及百分表对其上装置试件的膨胀量进行测定，立即读取百分表的初读数d0；
(6)试件膨胀量持续测定：之后开始加温至80℃±3℃，自达到要求温度后起算连续6h，停止加热，然后自然冷却，第二天开始加热前读取百分表读数di，如此每日在相同时间加温及放冷一次，持续进行十日，结束后的第二天读取百分表终读数d10；
(7)钢渣沥青混凝土的膨胀量测定：按使用钢渣的沥青混合料的实际配合比制作标准的马歇尔试件，数量不少于三个，用卡尺在直径方向仔细测定三个断面，在高度方向测定四处，计算试件体积V1，将试件在60℃±1℃的恒温水浴中浸泡养生，取出试件后冷却至室温，立即按相同方法测量试件体积V2；
(8)膨胀量计算：
钢渣膨胀量按式(a)计算：
Figure BDA0002552936190000061
钢渣沥青混凝土膨胀量按式(b)计算：
Figure BDA0002552936190000062
S4、结果判定：根据S2钢渣遇水后的比色测试是利用钢渣遇水时的颜色可以概略地判断其新鲜程度，因为炼钢用的石灰等原料中经常含有微量的硫磺，它极易与钙结合成硫化钙CaS，含量在1％左右硫化钙在遇水后能生成高价硫离子，成为与温泉水相似的黄色不稳定物质，只有在空气中逐渐氧化才会变成中性，所以利用钢渣遇水时的颜色可以概略地判断其新鲜程度，S3的钢渣膨胀性测试则可以得出分别得出钢渣膨胀量以及钢渣沥青混凝土膨胀量，钢渣沥青混凝土膨胀量需取三个试件的平均值，作为试验结果，从两组测试结果可以判断出钢渣及钢渣混合料的活性实际的情况，进而检验钢渣能否正常使用。
所述S1中取样时必须力求代表钢渣的实际破碎和陈放情况，由于钢渣有多孔与致密之分，需注意其比例接近实际情况。
所述S3中重型击实试验时，击实锤重4.5kg、落高45cm，并分三层装料，每次击实98次。
所述S3中试件制备每个试件约7kg，按最佳含水率±1％加水充分搅拌均匀，在密闭的容器内保存24h后取出。
所述S3中试件装模时取下套筒后需要用直尺刮刀整平试件表面，被刮出的粗集料及所有的细空隙都用细料补齐找平，盖上平板。
所述S3中试件膨胀量初测定时试模应全部浸没在水中，且每个荷载板的重量均为1.25kg。
所述S3中试件膨胀量持续测定时，三个试件宜在一个水浴中同时进行，在实验结束后，需要及时拆除测定装置。
所述S3中钢渣沥青混凝土的膨胀量测定时，试件在温水浴中浸泡养生时间应为72h，取出试件后需仔细观察有无裂缝或鼓包，若存在缺陷需要重新制备。
本发明提供的钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法的工作原理如下：
S1、原料选取：在钢渣的陈放料堆内部1m处取足够数量的钢渣样品，从三处以上取样混合后，并将样品分为两等份供试验使用，钢渣试验结果与取样关系很大，如果钢渣已经破碎且在空气中经较长时间陈放，通常可基本上完成膨胀，试验结果不能反映实际集料中存在的未膨胀颗粒的情况；
S2、钢渣遇水后的比色测试：
(1)配制标准液：将重铬酸钾按0.006g/mL的浓度加入蒸馏水中配制标准比色液，装入100mL比色管中；
(2)称取S1中样品钢渣500g，放在烧杯中，之后加入约1500mL纯净水至烧杯的标线处，然后盖上玻璃皿盖；
(3)然后将烧杯放在热源上加热，调整火力，使其约在15min内沸腾，然后调为微火沸腾状态45min，合计为1h；
(4)加热结束后，立即取下烧杯，并补充加水至烧杯的标线处，适当搅拌，用漏斗及滤纸过滤，将开始阶段的20mL过滤液废弃，再继续过滤得到300mL过滤液，作为比色液；
(5)将比色液100mL装入比色管中，在背后放一张白纸，与标准比色液比较，评定有无颜色异常，此步骤必须在加热结束后20min以内完成。
S3、钢渣膨胀性测试：
(1)钢渣混凝土制备：将S1中选取好的钢渣严格按照工程的实际沥青混合料级配，自然晾干之后得到钢渣沥青混合料；
(2)重型击实试验：之后按照基层材料击实试验方法进行重型击实试验，进而确定混合料的最佳含水率和最大干密度；
(3)试件制备：将自然晾干的钢渣沥青混合料筛分成各个粒级，按工程的实际级配配制不少于三个直径150mm的重型击实试验用试件的混合料；
(4)试件装模：在试模内装入压头和铺滤纸进行击实成型，击实完成后取下套筒，用直尺刮刀整平试件表面，被刮出的粗集料及所有的细空隙都用细料补齐找平，盖上平板，再将试模连同盖板一起缓慢倒转，然后取走底板及压头垫块，再次垫上滤纸、装上多孔底扳，再将试模倒置，上面加盖中央有触点的多孔板，擦净试模外部及上下顶面；
(5)试件膨胀量初测定：将试模放进恒温水浴中，试模应全部浸没在水中，在多孔板上压四块半圆形的荷载板，且每个荷载板的重量均为1.25kg，之后用百分表架及百分表对其上装置试件的膨胀量进行测定，立即读取百分表的初读数d0；
(6)试件膨胀量持续测定：之后开始加温至80℃±3℃，自达到要求温度后起算连续6h，停止加热，然后自然冷却，第二天开始加热前读取百分表读数di，如此每日在相同时间加温及放冷一次，持续进行十日，结束后的第二天读取百分表终读数d10，三个试件宜在一个水浴中同时进行，在实验结束后，需要及时拆除测定装置；
(7)钢渣沥青混凝土的膨胀量测定：按使用钢渣的沥青混合料的实际配合比制作标准的马歇尔试件，数量不少于三个，用卡尺在直径方向仔细测定三个断面，在高度方向测定四处，计算试件体积V1，将试件在60℃±1℃的恒温水浴中浸泡养生72h，取出试件后冷却至室温，取出试件后需仔细观察有无裂缝或鼓包，若存在缺陷需要重新制备，立即按相同方法测量试件体积V2；
(8)膨胀量计算：
钢渣膨胀量按式(a)计算：
Figure BDA0002552936190000091
钢渣沥青混凝土膨胀量按式(b)计算：
Figure BDA0002552936190000092
S4、结果判定：根据S2钢渣遇水后的比色测试是利用钢渣遇水时的颜色可以概略地判断其新鲜程度，因为炼钢用的石灰等原料中经常含有微量的硫磺，它极易与钙结合成硫化钙CaS，含量在1％左右硫化钙在遇水后能生成高价硫离子，成为与温泉水相似的黄色不稳定物质，只有在空气中逐渐氧化才会变成中性，所以利用钢渣遇水时的颜色可以概略地判断其新鲜程度，S3的钢渣膨胀性测试则可以得出分别得出钢渣膨胀量以及钢渣沥青混凝土膨胀量，从两组测试结果可以判断出钢渣及钢渣混合料的活性实际的情况。
与相关技术相比较，本发明提供的钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法具有如下有益效果：
本发明提供一种钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法，该测试方法主要通过测试钢渣的比色测试和膨胀量测试，根据两组测试的结果最终判定出钢渣及钢渣混合料的活性情况，进而确定钢渣是否满足使用需求，同时从两个方面进行测试，保证了测试的准确度，整体步骤简化为四个大步骤，且不需要借助专业的实验设备，测试过程耗时较短，在一定程度上降低了测试难度，在实际操作时比较方便。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、原料选取：在钢渣的陈放料堆内部1m处取足够数量的钢渣样品，从三处以上取样混合后，并将样品分为两等份供试验使用；
S2、钢渣遇水后的比色测试：
(1)配制标准液：将重铬酸钾按0.006g/mL的浓度加入蒸馏水中配制标准比色液，装入100mL比色管中；
(2)称取S1中样品钢渣500g，放在烧杯中，之后加入约1500mL纯净水至烧杯的标线处，然后盖上玻璃皿盖；
(3)然后将烧杯放在热源上加热，调整火力，使其约在15min内沸腾，然后调为微火沸腾状态45min，合计为1h；
(4)加热结束后，立即取下烧杯，并补充加水至烧杯的标线处，适当搅拌，用漏斗及滤纸过滤，将开始阶段的20mL过滤液废弃，再继续过滤得到300mL过滤液，作为比色液；
(5)将比色液100mL装入比色管中，在背后放一张白纸，与标准比色液比较，评定有无颜色异常，此步骤必须在加热结束后20min以内完成。
S3、钢渣膨胀性测试：
(1)钢渣混凝土制备：将S1中选取好的钢渣严格按照工程的实际沥青混合料级配，自然晾干之后得到钢渣沥青混合料；
(2)重型击实试验：之后按照基层材料击实试验方法进行重型击实试验，进而确定混合料的最佳含水率和最大干密度；
(3)试件制备：将自然晾干的钢渣沥青混合料筛分成各个粒级，按工程的实际级配配制不少于三个直径150mm的重型击实试验用试件的混合料；
(4)试件装模：在试模内装入压头和铺滤纸进行击实成型，击实完成后取下套筒，再将试模连同盖板一起缓慢倒转，然后取走底板及压头垫块，再次垫上滤纸、装上多孔底扳，再将试模倒置，上面加盖中央有触点的多孔板，擦净试模外部及上下顶面；
(5)试件膨胀量初测定：将试模放进恒温水浴中，在多孔板上压四块半圆形的荷载板，之后用百分表架及百分表对其上装置试件的膨胀量进行测定，立即读取百分表的初读数d0；
(6)试件膨胀量持续测定：之后开始加温至80℃±3℃，自达到要求温度后起算连续6h，停止加热，然后自然冷却，第二天开始加热前读取百分表读数di，如此每日在相同时间加温及放冷一次，持续进行十日，结束后的第二天读取百分表终读数d10；
(7)钢渣沥青混凝土的膨胀量测定：按使用钢渣的沥青混合料的实际配合比制作标准的马歇尔试件，数量不少于三个，用卡尺在直径方向仔细测定三个断面，在高度方向测定四处，计算试件体积V1，将试件在60℃±1℃的恒温水浴中浸泡养生，取出试件后冷却至室温，立即按相同方法测量试件体积V2；
(8)膨胀量计算：
钢渣膨胀量按式(a)计算：
Figure FDA0002552936180000021
钢渣沥青混凝土膨胀量按式(b)计算：
Figure FDA0002552936180000022
S4、结果判定：根据S2钢渣遇水后的比色测利用钢渣遇水时的颜色可以概略地判断其新鲜程度，S3的钢渣膨胀性测试则可以得出分别得出钢渣膨胀量以及钢渣沥青混凝土膨胀量，钢渣沥青混凝土膨胀量需取三个试件的平均值，作为试验结果，从两组测试结果可以判断出钢渣及钢渣混合料的活性实际的情况，进而检验钢渣能否正常使用。
2.根据权利要求1所述的钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法，其特征在于，所述S1中取样时必须力求代表钢渣的实际破碎和陈放情况，由于钢渣有多孔与致密之分，需注意其比例接近实际情况。
3.根据权利要求1所述的钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法，其特征在于，所述S3中重型击实试验时，击实锤重4.5kg、落高45cm，并分三层装料，每次击实98次。
4.根据权利要求1所述的钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法，其特征在于，所述S3中试件制备每个试件约7kg，按最佳含水率±1％加水充分搅拌均匀，在密闭的容器内保存24h后取出。
5.根据权利要求1所述的钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法，其特征在于，所述S3中试件装模时取下套筒后需要用直尺刮刀整平试件表面，被刮出的粗集料及所有的细空隙都用细料补齐找平，盖上平板。
6.根据权利要求1所述的钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法，其特征在于，所述S3中试件膨胀量初测定时试模应全部浸没在水中，且每个荷载板的重量均为1.25kg。
7.根据权利要求1所述的钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法，其特征在于，所述S3中试件膨胀量持续测定时，三个试件宜在一个水浴中同时进行，在实验结束后，需要及时拆除测定装置。
8.根据权利要求1所述的钢渣及钢渣沥青混合料的活性测试方法，其特征在于，所述S3中钢渣沥青混凝土的膨胀量测定时，试件在温水浴中浸泡养生时间应为72h，取出试件后需仔细观察有无裂缝或鼓包，若存在缺陷需要重新制备。
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CN115130179A (zh) * 2022-06-23 2022-09-30 中冶检测认证有限公司 确定含钢渣骨料的混凝土结构安全性的方法

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