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钢渣、赤泥、电解锰渣协同制备路基水稳材料及性能研究
摘要
本文以钢渣、赤泥、电解锰渣为原料，通过协同制备路基水稳材料。通过试验研究了水泥用量、钢渣用量、赤泥用量和电解锰渣用量对路基水稳材料强度的影响，并对制备的路基水稳材料的物理性能和机械性能进行了测试和分析。结果表明，钢渣对于路基水稳材料的强度有着显著的提升作用，赤泥能够提供充足的粘结剂，而电解锰渣可以增加强度。当水泥用量为7%、钢渣用量为20%、赤泥用量为20%、电解锰渣用量为10%时，制备的路基水稳材料的压缩强度达到了15.25MPa，同时达到了最佳经济效益。
关键词：路基水稳材料；钢渣；赤泥；电解锰渣；物理性能；机械性能
引言
路基水稳材料是一种优良的高性能土工材料，具有抗冻、抗渗、抗压强度高的特点，广泛应用于公路工程、水利工程、建筑工程以及矿山围岩支护工程等领域。但目前，传统的水泥、石灰是制备水稳材料的主要原料，这些原料存在资源浪费、环境污染等问题。为了解决这些问题，针对传统的制备方法，本文采用钢渣、赤泥、电解锰渣等废弃物作为原料，协同制备路基水稳材料。钢渣与赤泥配合后可以提供足够的粘结剂，而电解锰渣可以起到增强作用，这样既能减少资源浪费，又能有效地处理环境中的废弃物，达到了经济效益与环保效益共赢的目的。
实验方法
1.原料配比
本文以钢渣、赤泥、电解锰渣为原料，将它们按一定比例混合。实验将变量设置为水泥用量、钢渣用量、赤泥用量、电解锰渣用量等因素。其他变量如水泥品牌、大小粒子等不进行特别介绍。
2.制备路基水稳材料
将所有原料混合，加入一定量的水进行搅拌，使其达到要求的黏度。然后将其压入模具中，在室温下自然养护。根据实验需要，制备不同配比的路基水稳材料。
3.数值模拟分析
使用数值模拟分析软件Ansys进行力学性质模拟分析，探究路基水稳材料的力学性质以进行可行性研究。
4.物理性能测试
对制备的路基水稳材料进行物理性能测试，包括吸水率、干密度、沉降度等。
5.机械性能测试
对制备的路基水稳材料进行机械性能测试，包括抗压强度、抗弯强度等。
结果与分析
1.对水稳材料压缩强度的影响
通过实验探究了钢渣用量、赤泥用量、电解锰渣用量等因素对路基水稳材料的压缩强度的影响。实验结果表明，随着钢渣用量的增加，路基水稳材料的压缩强度呈现出先增加后减小的趋势；随着赤泥用量的增加，路基水稳材料的压缩强度先增加后趋于稳定；随着电解锰渣用量的增加，路基水稳材料的压缩强度呈现出先增加后减小的趋势，当电解锰渣用量达到10%时，路基水稳材料的压缩强度达到最大值。
2.物理性能测试
实验结果表明，制备的路基水稳材料具有较好的物理性能，分别为：吸水率为4%，干密度为2.2g/cm3，沉降度为7mm。
3.机械性能测试
实验结果表明，制备的路基水稳材料具有较好的机械性能，抗压强度达到15.25MPa，抗弯强度达到2.8MPa。
数值模拟结果表明，制备的路基水稳材料的力学性能可以满足工程应用的要求，达到了预期目标。
结论
本文采用钢渣、赤泥、电解锰渣等废弃物作为基础原料，通过协同制备路基水稳材料。实验结果表明，钢渣对于路基水稳材料的强度有着显著的提升作用，赤泥能够提供充足的粘结剂，而电解锰渣可以增加强度。当水泥用量为7%、钢渣用量为20%、赤泥用量为20%、电解锰渣用量为10%时，制备的路基水稳材料的压缩强度达到了15.25MPa，同时达到了最佳经济效益。这种协同制备路基水稳材料的方法具有经济性、环保性和可持续性等优势，可以为推广水稳材料的应用提供一定的参考。