《道路用鋼渣》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明

1、道路用鋼渣國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明道路用鋼渣國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明前言鋼渣是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的必然產(chǎn)物，約為鋼產(chǎn)量的10%12%。隨著我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量的逐年遞增，鋼渣產(chǎn)生量也日益增多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008年我國(guó)鋼產(chǎn)量為50091.5萬(wàn)噸，排放的鋼渣已超過(guò)5000萬(wàn)噸。堆積如山的鋼渣占用土地，污染環(huán)境。鋼渣用途廣泛，可用作燒結(jié)礦原料，瀝青混凝土、基層等道路工程建設(shè)集料，軟弱地基回填和配重混凝土等，鋼渣磚、鋼渣砌塊等建材制品骨料，水泥廠配燒作生料、混合材和混凝土摻合料，農(nóng)田硅鈣鎂磷肥料等，但由于種種原因，除在道路工程建設(shè)中有可能實(shí)現(xiàn)鋼渣的大宗利用外，其它用途未能消耗大量鋼渣。道路建設(shè)中的路基填料、基層以及瀝青混凝土面層均需

2、要大量集料，完全可消納大量鋼渣。以高速公路基層建設(shè)為例，基層厚度一般為56cm、寬為24m,則每公里需基層材料約3萬(wàn)噸，每生產(chǎn)1m3路面基層材料需消耗2噸左右的天然土石料和80160kg的水泥或石灰。這些土石料和膠凝材料原料在開(kāi)采和生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)對(duì)山體植被和農(nóng)田造成破壞。鋼造作為一種優(yōu)良的路用材料，具優(yōu)點(diǎn)已被國(guó)內(nèi)外所證實(shí)，因此，擴(kuò)大鋼渣在道路工程中的應(yīng)用范圍，提高鋼渣的應(yīng)用水平，是提高我國(guó)鋼渣綜合利用率的當(dāng)務(wù)之急。為此國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)在2007年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃中列入了道路用鋼渣的制定計(jì)劃，項(xiàng)目編號(hào)為20077226-T-605,由中冶建筑研究總院有限公司負(fù)責(zé)制定。課題組接到該標(biāo)準(zhǔn)制定任務(wù)后，通

3、過(guò)對(duì)鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)及科研院校在鋼渣在道路工程中的研究和應(yīng)用進(jìn)行了調(diào)研，并查閱了近期國(guó)內(nèi)外鋼渣在道路工程中應(yīng)用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)，起草了道路用鋼渣的征求意見(jiàn)稿?，F(xiàn)將本標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容說(shuō)明如下：1適用范圍標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了鋼渣在道路工程建設(shè)中的三種用途：瀝青路面用粗集料、道路基層以及路基用鋼渣鋼渣在瀝青路面和基層中的應(yīng)用國(guó)內(nèi)均有成熟經(jīng)驗(yàn)，并制定有相應(yīng)的施工技術(shù)規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，如美國(guó)ASTMD5106-2003瀝青筑路混合料用鋼渣集料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、我國(guó)交通部制定的JTGF40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范、日本JISA5015-1992筑路用鋼鐵爐渣、我國(guó)冶金行標(biāo)YBJ230鋼渣混合料路面基層施工技術(shù)規(guī)程等，此

4、次制定的目的是制定一用于生產(chǎn)質(zhì)量控制的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。路基建設(shè)需要大量填料，使用鋼渣可減少天然土石料的開(kāi)采，我國(guó)的天津、武漢等地曾大量使用鋼渣作填筑路基或路堤使用，工程效果良好，因此本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定鋼渣也可用于路基建設(shè)用填料。除本標(biāo)準(zhǔn)外，國(guó)內(nèi)有關(guān)鋼渣在道路工程中應(yīng)用的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)還有：國(guó)標(biāo)透水瀝青路面用鋼渣、國(guó)標(biāo)耐磨瀝青路面用鋼渣及行標(biāo)道路用鋼渣砂，前二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)特種瀝青路面用鋼渣集料而制定，而后一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)水泥混凝土面層和瀝青混凝土面層及基層混合料用鋼渣砂而制定。相比這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)而言，道路用鋼渣的適用范圍涵蓋較廣，包括了所有瀝青路面用鋼渣粗集料、基層和路基用鋼渣。2術(shù)語(yǔ)和定義本標(biāo)準(zhǔn)中引用的術(shù)語(yǔ)和定義可參

5、照GBX鋼渣穩(wěn)定性試驗(yàn)方法、YB/T804鋼鐵渣及處理利用術(shù)語(yǔ)和JTGD50公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范,如浸水膨脹率、懸浮密實(shí)型混合料、骨架密實(shí)型混合料的定義在JTGD50公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中有解釋。3規(guī)格第4章規(guī)格中規(guī)定了三種用途鋼渣的粒徑要求。參照J(rèn)TGF40公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中瀝青混凝土粗集料的要求，規(guī)定了瀝青混凝土用鋼渣粗集料的粒徑規(guī)格?？紤]到道路瀝青混凝土施工中使用最為普遍的粗集料最大公稱(chēng)粒徑一般為26.5mm31.5mm,最大可到37.5mm,因此規(guī)定瀝青混凝土用鋼渣粗集料的規(guī)格從S5（公稱(chēng)粒徑為20mm40mm,最大公稱(chēng)粒徑為37.5mm）開(kāi)始。對(duì)于道路基層集料用鋼渣，參照剛修

6、訂的YBJ230鋼渣混合料路面基層施工技術(shù)規(guī)程中對(duì)鋼渣最大粒徑以及水泥穩(wěn)定鋼渣混合料、水泥粉煤灰穩(wěn)定鋼渣混合料以及石灰粉煤灰穩(wěn)定鋼渣混合料的粒徑要求而制定。對(duì)于鋼渣作路基填料，參照J(rèn)TGD30-2004公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范和JTGF10-2006公路路基施工技術(shù)規(guī)范中對(duì)路基填料的要求，將鋼渣的最大粒徑確定為不大于100mm。4技術(shù)要求1.1.1 膨脹率煉鋼時(shí)需加入石灰等造渣劑去除鋼水中的硫、磷等雜質(zhì)，由于石灰未能完全反應(yīng)，致使鋼渣中殘留部分f-CaO。這部分f-CaO由于經(jīng)過(guò)了1600c1700c的高溫煨燒，在鋼渣顆粒中反應(yīng)極為緩慢，若不預(yù)先進(jìn)行穩(wěn)定化處理消解其中絕大部分f-CaO,則在后續(xù)工程應(yīng)

7、用中鋼渣的崩解粉化會(huì)造成路面隆起、出現(xiàn)裂縫等情況，因此用于道路工程建設(shè)的鋼渣必須預(yù)先經(jīng)穩(wěn)定化處理，且經(jīng)浸水膨脹率檢驗(yàn)合格后方可使用。浸水膨脹率是國(guó)內(nèi)外廣泛使用的鋼渣穩(wěn)定性檢驗(yàn)方法，我國(guó)已制定了鋼造穩(wěn)定性試驗(yàn)方法的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其中規(guī)定了鋼渣用于道路工程建設(shè)的浸水膨脹率試驗(yàn)方法。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定道路用鋼渣采用國(guó)標(biāo)鋼渣穩(wěn)定性試驗(yàn)方法中的浸水膨脹率方法。參照國(guó)標(biāo)鋼渣穩(wěn)定性試驗(yàn)方法中浸水膨脹率試驗(yàn)方法所做的部分試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4-1。從表中可以看出，鋼渣浸水膨脹率因鋼廠煉鋼工藝的波動(dòng)、鋼渣處理方式的不同、鋼渣存放時(shí)間的長(zhǎng)短等因素區(qū)別較大，因此在使用鋼渣作道路材料時(shí)，必須按照批次規(guī)定進(jìn)行浸水膨脹率試驗(yàn)控制鋼渣的體積安

8、定性。表4-1部分鋼廠鋼渣的浸水膨脹率1鋅廠10d浸水膨脹率/%MG風(fēng)淬渣1.4.MG原渣03SG1#熱潑渣1.6SG2#熱潑渣0.9BG滾筒渣2.9TT熱河浩15XG原消55AG1#原清2B鋼廠10d浸水膨脹率/%AG2#原渣7.4AG3#原渣3.3AG4#原渣4.9AG5#原渣1.9IAG6#原渣16.8AG7#原渣2.5AG8#原渣(原放1)1)8.1AG9#原渣(3)3.7AG10#原渣(凍放6月)3.611AG1#熱潑渣3.6AG2#熱潑渣8.6AG3#熱潑渣8.1AG4#熱潑渣2.9丁AG5#熱潑渣2.811AG6#熱潑渣2.5|AG1#熱悶渣2.1AG2#熱悶渣0.2AG3#熱悶

9、渣1.54.2瀝青路面用鋼渣粗集料技術(shù)要求4.2.1 壓碎值指標(biāo)鋼渣中有較多含鐵礦物，如薔薇輝石、橄欖石等，使得鋼渣質(zhì)地堅(jiān)硬，抗壓碎能力要高于普通天然石料。部分鋼廠鋼渣的壓碎值指標(biāo)見(jiàn)表4-2。從表中可以看出大部分鋼渣的壓碎值指標(biāo)均低于26%,可用于高速公路面層瀝青混凝土。表4-2國(guó)內(nèi)部分鋼廠鋼渣的壓碎值指標(biāo)廠別鋼渣種類(lèi)壓砰值指標(biāo)(%)SG轉(zhuǎn)爐渣19.0TT轉(zhuǎn)爐活21.2SHWY爐氧化消25.2BG轉(zhuǎn)爐活16.0TG丐二煉鋼轉(zhuǎn)爐渣12.2TG隼煉鋼電爐渣18.712鋼渣種類(lèi)壓碎值指標(biāo)(%)TGAGLGTGBG4CG隊(duì)建?；撛D(zhuǎn)爐渣WG新渣耳專(zhuān)爐渣轉(zhuǎn)爐渣W轉(zhuǎn)爐渣陳:/放六轉(zhuǎn)爐渣年渣轉(zhuǎn)爐渣MG第漠

10、轉(zhuǎn)爐渣月渣轉(zhuǎn)爐渣熱轉(zhuǎn)爐渣陳放年渣轉(zhuǎn)爐渣AG新;/查1專(zhuān)爐渣專(zhuān)爐渣二渣轉(zhuǎn)爐渣年渣轉(zhuǎn)爐渣6.824.022.328.465.024.525.621.220.320.621.421.616.515.222.422.716.915.84.2.2洛杉磯磨耗損失洛杉磯磨耗損失是粗集料堅(jiān)韌性的重要指標(biāo)，與集料抗破碎性有良好關(guān)系。鋼(廠有(渣洛7磨司三員失/%謂洛杉磯磨耗損失較普通天然石料低，因此在制定指標(biāo)時(shí)，相應(yīng)提高對(duì)鋼渣洛杉磯磨耗損失的要求。部分鋼廠鋼渣的磨耗損失見(jiàn)表4-3。表4-3部分鋼廠鋼渣的洛杉磯磨耗損失BG19.7WG1#13.2WG2#14.64.2.3表觀相對(duì)密度鋼渣的表觀相對(duì)密度高于普通天然

11、石料，表4-4是部分鋼廠鋼渣的表觀相對(duì)密度，可見(jiàn)基本在3.0以上，因此規(guī)定瀝青混凝土用集料的表觀相對(duì)密度在2.9以上表4-4部分鋼廠鋼渣的表觀相對(duì)密度廠別鋼渣類(lèi)別表觀相對(duì)密度AG轉(zhuǎn)爐渣13.55|TG電爐渣13.83丁TG第一煉鋼廠電爐渣3.63BT轉(zhuǎn)爐渣3.45TT轉(zhuǎn)爐渣3.68TG第二煉鋼廠轉(zhuǎn)爐渣3.62TGTG一三一第第用廠轉(zhuǎn)爐渣 3.19LG轉(zhuǎn)爐渣3.353.65WGMG渣陳月渣陳年渣4的渣陳俄上月渣陳吟月渣陳年轉(zhuǎn)爐渣 轉(zhuǎn)爐渣 轉(zhuǎn)爐渣 轉(zhuǎn)爐渣 轉(zhuǎn)爐渣 轉(zhuǎn)爐渣轉(zhuǎn)爐渣轉(zhuǎn)爐渣3.443.283.363.123.163.253.303.153.05CG3.724.2.4 吸水率鋼渣本身孔隙較多

12、，吸水率較大，高于普通天然石料，因此對(duì)鋼渣吸水率指標(biāo)放寬到3.0%,通過(guò)對(duì)部分鋼廠鋼渣吸水率的試驗(yàn)結(jié)果看，吸水率基本可控制在3.0%以內(nèi)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4-5。吸水率較大會(huì)引起幾個(gè)方面的問(wèn)題：一是由于吸水率較大，生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)鋼渣干拌的溫度和時(shí)間要適當(dāng)延長(zhǎng)；二是當(dāng)瀝青油膜較薄時(shí)，會(huì)引起鋼渣與瀝青的剝離，影響水穩(wěn)定性。在試驗(yàn)研究中，鋼渣與瀝青的粘附性可以達(dá)到四級(jí)以上（見(jiàn)表4-6）,與天然石料基本一致，同時(shí)根據(jù)鋼渣瀝青混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)表明，鋼渣瀝青混合料的水穩(wěn)定性也能滿足規(guī)范要求，因此，不影響其在路面中的應(yīng)用。表4-5部分鋼渣吸水率試驗(yàn)結(jié)果%12#7#9#1112.82.02.11表4-6鋼渣混合

13、料馬歇爾試驗(yàn)殘留穩(wěn)定度%2#7#9#89804.2.5 堅(jiān)固性堅(jiān)固性主要評(píng)價(jià)經(jīng)過(guò)多次浸泡與烘干循環(huán)后的安定性。對(duì)三家鋼廠鋼渣堅(jiān)固性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4-7?？梢?jiàn)試驗(yàn)結(jié)果明顯低于12%要求，說(shuō)明鋼渣具有優(yōu)良的抗硫酸鹽腐蝕性能。表4-7鋼渣堅(jiān)固性試驗(yàn)結(jié)果%2#7#9#11015510051015510051015510053.510.120.3_01.590.420.420.000.000_574.2.6 針片狀顆粒含量鋼渣經(jīng)過(guò)破碎處理線后形狀不規(guī)則，當(dāng)用于瀝青混凝土?xí)r需控制其中哦針片狀顆粒含量。部分鋼廠鋼渣的針片狀顆粒含量見(jiàn)表4-8。2#7#9#1015510051015510051015510051

14、.50.53.51.39.25.6表4-8鋼渣針片狀顆粒含量試驗(yàn)結(jié)果%4.2.7 磨光值瀝青面層混凝土要求集料具有良好的抗滑磨耗性能，從表4-9試驗(yàn)結(jié)果看，鋼渣磨光值均大于42%的要求。表4-9鋼渣磨光值試驗(yàn)結(jié)果PSV2#7#9#5148504.2.8 與瀝青粘附性鋼渣為堿性材料，與瀝青粘附性良好，部分試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4-10。表4-10鋼渣與瀝青粘附性試驗(yàn)結(jié)果級(jí)2#7#9#4444.3道路基層用鋼渣集料技術(shù)要求根據(jù)道路等級(jí)不同制定了相應(yīng)的壓碎值指標(biāo)。對(duì)于基層：高等級(jí)道路，不大于30%,其它等級(jí)道路，不大于35%;對(duì)于底基層：高等級(jí)道路，不大于30%,其它等級(jí)道路，不大于40%。5試驗(yàn)方法粗集料篩分試驗(yàn)、壓碎值指標(biāo)、洛杉磯磨耗損失、堅(jiān)固性、吸水率、表觀相對(duì)密度、針片狀顆粒含量、軟弱顆粒