CFB灰-钢渣微粉多源固废协同注浆材料特性研究

来源：中国血液净化杂志2023年第8期北京时间：

作者：肖杰, 刘财壮, 何建刚

单位：1. 长沙理工大学 交通运输工程学院, 湖南 长沙 410114;2. 交通运输部公路科学研究院 道路结构与材料交通运输行业重点实验室, 北京 100088;3. 湖南人健宝固高新科技发展有限公司, 湖南 长沙 410201"],"fundList_en":["Key Laboratory of Road Structure and Materials Transportation Industry (Highway Science Research Institute of the Ministry of Transport) 2019 Open Project Support; Hunan Provincial Transportation Science and Technology Project (202108); “Practical Innovation and Entrepreneurship Capacity Improvement Plan” Project for Professional Degree Graduate Students of Changsha University of Technology (CLSJCX22006)

摘要：为促进道路工程绿色发展，提高工业固废资源化利用率，采用循环流化床锅炉脱硫粉煤灰(CFB灰)、钢渣微粉(SSS粉)、脱硫石膏3种工业固废制备CFB灰-钢渣微粉多源固废协同注浆材料。通过室内试验，系统研究了原材料配比与水固比对注浆材料工作与力学性能的影响，并开展XRD和SEM试验，分析其水化作用机理。研究结果表明：水固比相同时，随CFB灰掺量的增加，浆液流动度与结石率增大，密度、析水率和结石体单轴抗压强度减小；CFB灰掺量相同时，随水固比增大，浆液析水率增加，流动度、密度、结石率及结石体单轴抗压强度减小；浆液流动度与结石体单轴抗压强度受水固比、CFB灰掺量影响显著，而浆液密度、析水率与结石率变化范围不大；析水率最高为4.2%、结石率最低为95.8%，28 d抗压强度最大达1.46 MPa。综合考虑各工作与力学性能，建议CFB灰掺量、SSS粉掺量及水固比的范围宜分别为35%~55%、30%~55%、1∶1.3~1∶1.5。CFB灰、SSS粉与脱硫石膏在浆液水化反应过程中可以起互补作用；SSS粉中C₂S、C₃S快速水化提供Ca²⁺与OH^-，在脱硫石膏的激发作用下，CFB灰中的活性氧化硅、活性氧化铝与SSS粉中的Ca²⁺发生反应(火山灰效应)，生成水化C—S—H凝胶与AFt，填充孔隙，结构更致密，力学性能提高。研究成果可为公路路基下伏采空区的处治提供绿色低成本的注浆材料，形成了一种研究CFB灰等工业固废资源化利用的新思路。

关键词：路基工程,CFB灰,微观试验,钢渣微粉,注浆材料

基金资助：道路结构与材料交通运输行业重点实验室(交通运输部公路科学研究所)2019年度开放课题项目；湖南省交通科技 项目(202108)；长沙理工大学专业学位研究生“实践创新与创业能力提升计划”项目(CLSJCX22006)