中国钢渣排放量大,综合利用率较低,堆放占地且污染环境,急需开展源头减量、资源化利用和无害化处置,而钢渣体积安定性不良且变异大是制约其大规模利用的首要原因.通过基于钢渣中f-CaO含量、分布、反应活性及与水反应难易程度提出钢渣集料体积膨胀演化模型,并利用钢渣粉、钢渣骨料的浸水膨胀试验开展体积膨胀模型参数的检验、拟合与验证.采用90℃热水浴浸泡试验和X射线衍射仪分析钢渣体积膨胀率、颗粒胀裂率与钢渣中f-CaO含量之间的关系,最后运用ABAQUS有限元模拟中的温度位移模型和材料脆性断裂模型研究f-CaO的体积膨胀对钢渣骨料胀裂的影响.结果 表明:钢渣体积膨胀与f-CaO的含量及分布、钢渣颗粒粒径的大小、浸水温度等因素有关,钢渣体积膨胀模型能很好地预测其体积膨胀的发展规律,模型参数可以通过浸水膨胀试验拟合确定,且采用二阶体积膨胀模型对钢渣粉、钢渣集料的浸水膨胀率预测较为准确.钢渣骨料的体积膨胀率与胀裂率均与f-CaO的含量密切相关,90℃浸水胀裂率宜控制不大于10％.ABAQUS温度-位移模型和材料脆性断裂模型能够近似模拟不同位置及富集程度的f-CaO体积膨胀对钢渣脆性裂纹的产生与扩展,模拟结果表明,位于近表面的f-CaO比内部f-CaO更容易造成局部胀裂.
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