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锶盐废渣在农村公路中的应用研究
报告简本
1．概述
农村公路是国家公路网的重要组成部分。在我国西部地区，地广人稀，农村公路是广大农村最主要甚至是唯一的运输方式。改革开放20多年来，西部地区农村公路建设取得了可喜成绩，但农村公路总量不足、通达深度不够、技术等级低、抗灾能力弱的问题仍很突出，不能适应农村经济发展和农民生产生活的需要。因此，“十一五规划”把建设社会主义新农村作为“十一五”期间政府的一项首要任务，明确要求加快农村公路基础设施建设。资金问题是农村公路发展的关键。然而我国农村公路建设面广量大，筹资渠道有限，建设资金缺乏。在此背景下，充分开发利用工业废材、废渣来进行农村公路建设可以降低农村公路造价，在农村公路建设中具有良好推广前景。
我国广阔的西部地区矿产资源丰富。经过调研，发现目前锶矿在西部地区分布广、储量丰富。锶盐生产过程中会产生大量的废渣，每10万吨的碳酸锶产品，将产生大约80万吨的锶渣。目前国内锶盐产品2005年底已达50多万吨，仅重庆地区就有碳酸锶生产企业15家，每年产生的锶渣近250万吨，整个西部地区年产锶渣近500万吨。据不完全统计，目前累计遗弃于渣场的锶渣数量已达4000多万吨。这些锶渣长时间弃置于渣场，既得不到合理利用，又占用大量的土地，在自然风雨作用下，融入溪水、河流中，污染环境，如能发掘其路用价值，将其开发并用于修建农村公路，无论从环保还是降低农村公路造价方面来讲，都具有重要现实意义。
本课题在锶盐废渣物理、化学特性研究基础上，评价锶盐废渣路面对环境影响，探讨锶盐废渣混合料强度形成机理，对农村公路锶盐废渣路面的材料组成设计、典型结构以及施工工艺进行系统研究，提出《农村公路锶盐废渣路面设计、施工应用技术指南》，为锶盐废渣在农村公路中的推广应用提供切实可行的技术指导。
2．主要研究内容
2.1锶盐废渣材料特性研究
该分课题对锶渣物理、化学特性及其活性激发进行了系统研究。
锶盐废渣材料物理化学特性
分别取重庆大足、青海大风山锶盐废渣样品，用能谱分析仪、X射线衍射仪、热重分析仪、扫描电镜、化学分析等方法对锶盐废渣的化学成分、矿物成分、微量元素、微观形貌进行了分析，表明锶渣是一种具有活性效应的碱性水淬渣，级配良好，CaO、Al2O3、SiO2、SrO及BaO的存在，使其具有潜在的胶凝特性。
锶盐废渣活性研究
①活性对比分析
通过火山灰试验法、28d抗压强度比法，电阻法对锶渣的火山灰活性进行评价，并用胶砂试验进行了强度验证，探讨了锶盐废渣的水化机理。
②活性激发研究
对锶盐废渣进行了3种细度的粉磨，2种温度（800℃、1200℃）煅烧，掺加硅酸钠、氢氧化钠、氯化钙、氯化钠、硫酸、盐酸、硫酸钠等7种激发剂，比较了各种方法的激发效果，表明活性均有较大提升。
③强度增长规律研究
改变3种养护条件（标准养护、水中养护、自然养护），测试了各个养护龄期的胶砂试件的强度，获得了不同养护方式及龄期对锶盐废渣混合料强度增长的影响规律。
锶盐废渣活性激发及应用
通过火山灰试验法、28d抗压强度比法，电阻法对锶渣的火山灰活性进行评价，研究表明：研磨、煅烧及化学激发剂均可大幅度提高锶渣火山灰活性，有很大的工程价值，然而在当前技术经济条件下活性激发会大大提高锶渣的使用成本。随着将来提炼技术的进步与研究的深入，锶渣潜在的价值有可能作进一步挖掘。而在当前的经济技术条件下，可以发挥锶渣现有的优势，将其当作筑路材料能最大程度解决当前西部地区筑路材料缺乏、锶渣污染环境、占用土地资源等矛盾，有利于建设节约型社会和发展循环经济。经综合效益分析，将锶渣作为农村公路路面基层或面层混合料中骨架填充细集料使用。

2.2锶盐废渣混合料设计及结构组合研究
2.2.1．对锶盐废渣混合料组成设计及路用性能评价
根据目前西部地区农村公路路面基层和底基层常用的材料，经过反复筛选，选择水泥锶渣碎石和石灰锶渣碎石作为基层混合料，选择水泥锶渣混凝土作为硬化面层材料。
1）水泥锶渣碎石基层混合料
对不同水泥用量的水泥稳定锶渣进行了无侧限抗压强度试验和直剪试验，应用比表面积法对试验结果进行反算，提出水泥锶渣碎石基层水泥用量应为5%。以抗压强度为指标对悬浮密实型和骨架密实型两种类型的六个粗集料级配进行筛选，选择XFZ、XFX、GJS、GJZ四个级配进行性能评价。
通过室内试验，对4种级配水泥锶渣碎石进行了抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量试验，获得了其相关力学参数；进行了水稳定性试验、干缩试验和温缩试验。与半刚性基层的温缩性能相比较，水泥锶渣碎石混合料的最大温缩应变和平均温缩系数都差不多小一个数量级，说明水泥锶渣碎石基层的温缩性能优良。

图1测试温度与温缩应变的关系图2石灰锶渣碎石CB