工业固废磷石膏路面基层材料路用性能研究

硅酸盐通报 ›› 2024, Vol. 43 ›› Issue (2): 766-773.

所属专题：道路材料

工业固废磷石膏路面基层材料路用性能研究

宗炜¹, 王远辉², 许亮², 刘成¹, 郑武西¹

1.湖北省交通规划设计院股份有限公司,武汉 430051;
2.湖北省公路事业发展中心,武汉 430033

收稿日期:2023-09-13 修订日期:2023-11-22 出版日期:2024-02-15 发布日期:2024-02-05
作者简介:宗炜(1985—),男,高级工程师。主要从事道路工程材料的研究。E-mail:114250260@qq.com
基金资助:
湖北省交通科技项目(2020-2-1-8,2023-121-1-15)

Pavement Performance of Industrial Solid Waste Phosphogypsum Pavement Base Material

ZONG Wei¹, WANG Yuanhui², XU Liang², LIU Cheng¹, ZHENG Wuxi¹

1. Hubei Ccommunications Planning and Design Institute Co., Ltd., Wuhan 430051, China;
2. Hubei Provincial Highway Development Center, Wuhan 430033, China

Received:2023-09-13 Revised:2023-11-22 Online:2024-02-15 Published:2024-02-05

摘要/Abstract

摘要： 为促进磷石膏在公路工程中的规模化利用,本文通过基础力学试验、泡水膨胀试验、收缩试验、冻融循环试验、延迟成型试验以及低温自然养生试验对磷石膏路面基层材料的综合路用性能进行了系统化评估。结果表明:磷石膏路面基层材料的力学性能与普通水泥稳定碎石性能相当;磷石膏路面基层材料的28 d浸水累计膨胀率仅为0.086%,具有良好的浸水稳定性;干缩系数为116.64 με/%,温缩系数为5.15 με/℃,冻融循环抗压强度比为81.13%,抗收缩性能和抗冻性能显著;试件的成型时间延迟和低温养生均对混合料强度产生不利影响,延迟4 h后强度下降了24%,5 ℃养生条件下强度下降了33%。

关键词: 磷石膏, 路面基层材料, 路用性能, 无侧限抗压强度, 资源利用

Abstract: In order to promote the large-scale utilization of phosphogypsum in highway engineering, the comprehensive road performance of phosphogypsum pavement base material was evaluated by typical mechanical test, bubble swelling test, shrinkage test, freeze-thaw cycle test, delayed formation test and low temperature natural curing test. The results show that the mechanical properties of phosphogypsum pavement base material are comparable to those of ordinary cement stabilized crushed stone. The 28 d cumulative expansion rate is only 0.086%, indicating good water stability. The dry shrinkage coefficient is 116.64 με/%, the temperature shrinkage coefficient is 5.15 με/℃, and the compressive strength ratio after freeze-thaw cycles is 81.13%, demonstrating significant shrinkage resistance and frost resistance. Both the delayed formation time and low-temperature curing have adverse effects on the strength of mixture, with a 24% strength decrease after 4 h delay and 33% strength decrease under 5 ℃ curing condition.

Key words: phosphogypsum, pavement base material, road performance, unconfined compression strength, resource utilization

中图分类号:

U414

宗炜, 王远辉, 许亮, 刘成, 郑武西. 工业固废磷石膏路面基层材料路用性能研究[J]. 硅酸盐通报, 2024, 43(2): 766-773.

ZONG Wei, WANG Yuanhui, XU Liang, LIU Cheng, ZHENG Wuxi. Pavement Performance of Industrial Solid Waste Phosphogypsum Pavement Base Material[J]. BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY, 2024, 43(2): 766-773.

参考文献

[1] 侯江, 郭卫广, 雍毅, 等. 基于文献计量学方法剖析磷石膏研究及进展[J]. 磷肥与复肥, 2021, 36(1): 32-35.
HOU J, GUO W G, YONG Y, et al. Analysis of research and development of phosphogypsum based on bibliometric method[J]. Phosphate & Compound Fertilizer, 2021, 36(1): 32-35 (in Chinese).
[2] YANG M, QIAN J S, PANG Y. Activation of fly ash-lime systems using calcined phosphogypsum[J]. Construction and Building Materials, 2008, 22(5): 1004-1008.
[3] 吴泳霖, 张伟, 奠波, 等. 磷石膏热分解研究现状[J]. 硅酸盐通报, 2022, 41(9): 3129-3137.
WU Y L, ZHANG W, DIAN B, et al. Research status of phosphogypsum pyrolysis[J]. Bulletin of the Chinese Ceramic Society, 2022, 41(9): 3129-3137 (in Chinese).
[4] 李美. 磷石膏品质的影响因素及其建材资源化研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2012.
LI M. Study on influencing factors of phosphogypsum quality and its resource utilization as building materials[D]. Chongqing: Chongqing University, 2012 (in Chinese).
[5] 杨志强, 陈晴, 郭清春, 等. 磷石膏在水泥生产中的应用现状与展望[J]. 硅酸盐通报, 2016, 35(9): 2860-2865.
YANG Z Q, CHEN Q, GUO Q C, et al. Current status and prospects on utilization of phosphogypsum in cement production[J]. Bulletin of the Chinese Ceramic Society, 2016, 35(9): 2860-2865 (in Chinese).
[6] 周明凯, 张晓乔, 陈潇, 等. 水泥磷石膏稳定碎石路面基层材料性能研究[J]. 公路, 2016, 61(4): 186-190.
ZHOU M K, ZHANG X Q, CHEN X, et al. Research on properties of phosphogypsum cement stabilized gravel road base materials[J]. Highway, 2016, 61(4): 186-190 (in Chinese).
[7] 杜婷婷, 李志清, 周应新, 等. 水泥磷石膏稳定材料用于路面基层的探究[J]. 公路, 2018, 63(2): 189-195.
DU T T, LI Z Q, ZHOU Y X, et al. A study on the application of cement phosphogypsum stabilized material in pavement base[J]. Highway, 2018, 63(2): 189-195 (in Chinese).
[8] 张厚记, 宗炜, 郑武西, 等. 工业固废磷石膏复合稳定基层材料研究[J]. 武汉理工大学学报, 2021, 43(12): 7-12.
ZHANG H J, ZONG W, ZHENG W X, et al. Composite stabilized base material research of industrial solid waste phosphogypsum[J]. Journal of Wuhan University of Technology, 2021, 43(12): 7-12 (in Chinese).
[9] 刘超, 赵德强, 马倩, 等. 水泥-磷石膏稳定碎石路面基层材料的研究与应用[J]. 硅酸盐通报, 2023, 42(6): 2121-2130.
LIU C, ZHAO D Q, MA Q, et al. Research and application of cement-phosphogypsum stabilized crushed stone pavement base material[J]. Bulletin of the Chinese Ceramic Society, 2023, 42(6): 2121-2130 (in Chinese).
[10] 王金山. 粗粒盐渍土盐胀及力学特性研究[D]. 乌鲁木齐: 新疆大学, 2021.
WANG J S. Study on salt swelling and mechanical properties of coarse-grained saline soil[D]. Urumqi: Xinjiang University, 2021 (in Chinese).
[11] 杨文丁. 半刚性基层材料收缩性能研究[D]. 西安: 长安大学, 2004.
YANG W D. Study on shrinkage performance of semi-rigid base material[D]. Xi'an: Chang'an University, 2004 (in Chinese).
[12] 金飞龙. 半刚性基层损伤特性及服役状态评价[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2019.
JIN F L. Damage characteristics and service state evaluation of semi-rigid base[D]. Harbin: Harbin Institute of Technology, 2019 (in Chinese).
[13] 高建强. 低温环境下水泥稳定碎石基层施工技术研究[D]. 天津: 河北工业大学, 2018.
GAO J Q. Study on construction technology of cement stabilized macadam base in low temperature environment[D]. Tianjin: Hebei University of Technology, 2018 (in Chinese).
[14] 孟浩. 水泥稳定碎石基层路用性能及质量控制技术研究[D]. 西安: 长安大学, 2012.
MENG H. Study on road performance and quality control technology of cement stabilized macadam base[D]. Xi'an: Chang'an University, 2012 (in Chinese).
[15] 叶真. 水泥掺量对水稳碎石混合料力学性能的影响研究[J]. 建材技术与应用, 2022(1): 10-14.
YE Z. Effect of cement content on mechanical properties of water-stabilized macadam mixture[J]. Research & Application of Building Materials, 2022(1): 10-14 (in Chinese).
[16] 陈勇鸿, 孙艳华, 高伏良, 等. 水泥稳定钢渣—碎石道路基层材料干缩性质试验研究[J]. 公路工程, 2012, 37(5): 202-205.
CHEN Y H, SUN Y H, GAO F L, et al. Experimental study on dehydration contraction properties of cement stabilized steel slag-crushed stone road base materials[J]. Highway Engineering, 2012, 37(5): 202-205 (in Chinese).
[17] 韩会勇. 高水泥掺量对水泥稳定碎石基层温缩及干缩性能的影响研究[D]. 呼和浩特: 内蒙古工业大学, 2018.
HAN H Y. Study on the influence of high cement content on temperature shrinkage and dry shrinkage of cement stabilized macadam base[D]. Hohhot: Inner Mongolia University of Tehchnology, 2018 (in Chinese).
[18] 张厚记, 宗炜, 区桦. 工业固废磷石膏在公路路面大修工程的应用研究[J]. 公路工程, 2023, 48(1): 98-101+107.
ZHANG H J, ZONG W, QU Y. Application of industrial solid waste phosphogypsum in highway pavement overhaul project[J]. Highway Engineering, 2023, 48(1): 98-101+107 (in Chinese).

工业固废磷石膏路面基层材料路用性能研究

Pavement Performance of Industrial Solid Waste Phosphogypsum Pavement Base Material

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	周武, 李杨, 冯伟光, 苏轶, 揭伟哲, 张华, 倪红卫. 磷石膏的综合利用及其在建筑材料领域的应用研究进展[J]. 硅酸盐通报, 2024, 43(2): 534-542.
[2]	孙敏, 侯德瑞, 耿立涛, 颜卓然, 毕玉峰, 黄照亮, 任帅宇, 王本毅. 多碎石聚氨酯混凝土路用性能与力学特性研究[J]. 硅酸盐通报, 2024, 43(2): 746-756.
[3]	王稷良, 郭文彬, 宋庆凯, 徐伟东, 刘鹏. 激振搅拌对水泥稳定碎石与煤矸石抗压强度的影响[J]. 硅酸盐通报, 2024, 43(2): 757-765.
[4]	单社, 郭海贞, 魏定邦, 刘辉, 阮志琦, 任国斌. 水泥稳定再生骨料混合料力学性能和抗冻性能研究[J]. 硅酸盐通报, 2024, 43(2): 774-780.
[5]	郭志翔, 王琴, 张秋臣, 郑海宇, 刘克俊. 氟化物对石膏基胶凝材料结构和性能的影响[J]. 硅酸盐通报, 2023, 42(9): 3248-3257.
[6]	邱伟, 孔德文, 崔庚寅, 黄莹蓥, 王玲玲. 偏高岭土-磷石膏基复合胶凝材料性能试验研究[J]. 硅酸盐通报, 2023, 42(9): 3267-3276.
[7]	李晓东, 滕逸伟, 赵建宁, 闫升, 杨建荣, 贾小龙. 大掺量煤气化炉渣稳定基层混合料的制备及路用性能研究[J]. 硅酸盐通报, 2023, 42(9): 3412-3420.
[8]	黄莹蓥, 孔德文, 崔庚寅, 谢浪, 王玲玲. 玄武岩纤维对磷石膏基复合材料耐久性能的影响[J]. 硅酸盐通报, 2023, 42(7): 2521-2531.
[9]	翁友法, 李沫弦, 王超凡, 陈兵. 硫氧镁水泥改性半水磷石膏试验研究[J]. 硅酸盐通报, 2023, 42(6): 2115-2120.
[10]	刘超, 赵德强, 马倩, 陈贵, 黄娅, 沈卫国. 水泥-磷石膏稳定碎石路面基层材料的研究与应用[J]. 硅酸盐通报, 2023, 42(6): 2121-2130.
[11]	万子恒, 金子豪, 苏英, 王丽玥, 王斌. 缓凝剂对磷石膏-硫铝酸盐水泥复合胶凝体系性能影响[J]. 硅酸盐通报, 2023, 42(6): 2131-2039.
[12]	叶远林, 罗立群, 陈荣升, 王明细, 刘成, 雷严明. 铜渣尾矿用作沥青混合料填料的性能及应用机理[J]. 硅酸盐通报, 2023, 42(5): 1740-1749.
[13]	刘云霄, 顾凡, 周辉, 崔桓荣, 习婷. FDN-C对高塑性黏土力学特性的影响与机理分析[J]. 硅酸盐通报, 2023, 42(5): 1822-1830.
[14]	何俊, 管家贤, 吕晓龙, 张驰. 纳米硅粉改良碱渣-矿渣固化淤泥的抗硫酸镁侵蚀性能[J]. 硅酸盐通报, 2023, 42(4): 1344-1352.
[15]	张先伟, 高永红, 王平, 李江山, 刘世宇, 郎雷, 雷学文. 电解锰渣-生活垃圾焚烧底渣协同制备路面基层材料试验研究[J]. 硅酸盐通报, 2023, 42(4): 1363-1373.