【摘要】：鐵尾礦是我國產(chǎn)量最大、利用率最低的一種工業(yè)固體廢物,目前由于技術(shù)水平的限制鐵尾礦只能做堆積處理。鐵尾礦的大量堆積不僅占用耕地、污染環(huán)境還給相關(guān)企業(yè)帶來嚴(yán)重負(fù)擔(dān)。另一方面,我國公路的大規(guī)模建設(shè)導(dǎo)致路用材料日益短缺,若能將鐵尾礦應(yīng)用于公路工程不僅解決了鐵尾礦堆積導(dǎo)致的環(huán)境問題,又能解決路用材料的短缺問題,有利于環(huán)境保護(hù),節(jié)約自然資源。本文以室內(nèi)試驗的方法系統(tǒng)地研究了水泥、土凝巖改良鐵尾礦的路用性能,探究大規(guī)模利用鐵尾礦的新途徑。通過擊實試驗和7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗明確固化劑改良鐵尾礦最優(yōu)含水率、最大干密度和適宜摻量,并建立了固化劑改良鐵尾礦7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度影響因素的簡化預(yù)報模型。通過無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗、劈裂試驗、抗壓回彈模量試驗探究了固化劑改良鐵尾礦的力學(xué)性能,并構(gòu)建了一個包含固化劑摻量和養(yǎng)護(hù)齡期的表征參數(shù),固化劑改良鐵尾礦強(qiáng)度與此表征參數(shù)有良好的冪函數(shù)關(guān)系。通過水穩(wěn)定性試驗、凍融循環(huán)試驗和高溫養(yǎng)護(hù)試驗探究了固化劑改良鐵尾礦的耐久性能,并建立了固化劑改良鐵尾礦水穩(wěn)系數(shù)影響因素的簡化預(yù)報模型;結(jié)合試驗數(shù)據(jù),通過比較分析兩種固化劑的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。試驗結(jié)果表明:固化劑摻量為8%-12%時,固化劑改良鐵尾礦強(qiáng)度符合相關(guān)規(guī)范對基層材料的強(qiáng)度要求;影響固化劑改良鐵尾礦7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的因素按其權(quán)重大小排序為,固化劑摻量(0.476~0.535)、壓實度(0.238~0.442)、水泥摻量和壓實度交互作用(0.067)。固化劑改良鐵尾礦抗壓強(qiáng)度影響因素大小排序為:養(yǎng)護(hù)齡期固化劑摻量壓實度;劈裂強(qiáng)度與固化劑摻量和壓實度成正相關(guān),抗壓回彈模量與養(yǎng)護(hù)齡期成正相關(guān)。水泥改良鐵尾礦力學(xué)性能優(yōu)于土凝巖改良鐵尾礦。影響土凝巖改良鐵尾礦水穩(wěn)定性的因素主要有壓實度、固化劑摻量和壓實度與固化劑摻量的交互作用,固化劑改良鐵尾礦水穩(wěn)定性較好;固化劑改良鐵尾礦5次凍融強(qiáng)度損失率強(qiáng)度在2.77%~38.20之間,10次凍融強(qiáng)度損失率在6.87%~30.02%之間;對于摻量為10%的水泥改良鐵尾礦劈裂強(qiáng)度和抗壓回彈模量的高溫養(yǎng)護(hù)齡期分別為10d和14d,對于土凝巖改良鐵尾礦劈裂強(qiáng)度和抗壓回彈模量的高溫養(yǎng)護(hù)齡期分別為7d和10d;在水穩(wěn)定性、抗凍性方面土凝巖改良鐵尾礦優(yōu)于水泥改良鐵尾礦。結(jié)合試驗結(jié)果分析固化劑改良鐵尾礦經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益可知與傳統(tǒng)路用材料相比,水泥改良鐵尾礦有較大的經(jīng)濟(jì)效益,而土凝巖改良鐵尾礦有較大的環(huán)境效益。
【圖文】：

裂試驗探究固化劑摻量、壓實度對固化劑改良鐵尾礦的間接抗拉強(qiáng)度；壓回彈模量試驗探究適用摻量下固化劑改良鐵尾礦的抗壓回彈模量；探究穩(wěn)定性試驗探究固化劑改良鐵尾礦水穩(wěn)定性。并采用二次回歸正交組合設(shè)建立以固化劑摻量、壓實度、養(yǎng)護(hù)齡期為敏感因素的固化劑改良鐵尾礦水同對各敏感因素進(jìn)行逐步回歸分析，探究各因素及因素間的交互作用的量融循環(huán)試驗探究適用摻量下固化劑改良鐵尾礦的抗凍性；溫養(yǎng)護(hù)試驗探究固化劑改良鐵尾礦劈裂強(qiáng)度和抗壓回彈模量的高溫養(yǎng)護(hù)規(guī)分析試驗結(jié)果評價固化劑改良鐵尾礦做路用材料的適用性，同時分析固化劑改環(huán)境效益并與目前常用的水泥穩(wěn)定碎石、二灰碎石和石灰土做對比，，綜合做路用材料的適用性。術(shù)路線路線如圖 1-1 所示

北張家口宣化礦區(qū)鐵尾礦，宣化鐵礦礦石以赤鐵礦為復(fù)雜。其主要礦物成分和鐵尾礦化學(xué)成分分析結(jié)2-1、鐵尾礦顆粒級配曲線見圖 2-2。表 2-1 礦石礦物成分Table 2-1 Ores mineral composition金屬礦物成分 脈石礦菱鐵礦 黃鐵礦 磁鐵礦 石英 角閃石 表 2-2 鐵尾礦化學(xué)成分分析結(jié)果Table 2-2 Chemical analysis results of iron tailingsCaO TFe Al2O3 MgO K2O Na22.21 11.21 15.02 4.25 0.81 0.7
【學(xué)位授予單位】：河北建筑工程學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U414

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本文編號：2617770