钒钛钢渣配制AC-13型沥青混合料的研究

2018-06-11钱强

鞍钢技术 2018年3期

钱强

（攀枝花钢城集团有限公司，四川攀枝花 617022）

目前，环保形势日益严峻，钢铁企业环保责任任重道远，而钢渣的处理和排放一直是被关注的焦点。由于其硬度大难利用，大部分被堆弃和倾倒，给周边环境带来了一定的危害。同时，其含有40%左右的氧化钙没有得到很好利用而造成了浪费[1-2]。而筑路所需的砂石料越来越受到开采的限制，采购费用日益增高。德国和日本等国家发挥了钢渣强度高、耐磨性能好的优势将其成功地应用到道路工程中，钢渣利用率达到了90%以上。将废弃的钢渣应用于筑路，可降低筑路成本，实现钢渣资源的最大化利用，推动道路工程的稳定发展[3-4]。我国高速公路应用最广泛的路面结构形式（混合料类型）是SMA-13型和AC-13型沥青混合料。SMA-13型沥青混合料是沥青玛蹄脂碎石混合料，一般使用硬度为5～7的玄武岩，造价较高。AC-13型沥青混合料是粗集料最大公称粒径为13 mm碎石的细粒式沥青混合料。攀西大裂谷、河北承德等地钢铁冶炼后均产生钒钛钢渣，钒钛钢渣的硬度为7。因此，可探索其配制AC-13型沥青混合料的可行性。

很久之后，我给这个故事添了一个圆满的结局，黄玲当年身无分文来到这个城市之后，林全给了她很多帮助，她也自然以身相许。但她不是那种安于现状又知足的人，她遇到比林全更有能力的人，却没有足够的理由能和他分手，又不想背上忘恩负义的骂名，所以，我就成了她的一颗棋子。

1　钒钛钢渣性能

钒钛钢渣是由含钛铁水在转炉冶炼过程中添加高镁钙石灰等造渣材料而形成的冶炼废渣，产量约为钢产量的10%。冶炼过程中还涉及到氧化吹钒工艺，导致一部分钒元素进入钢渣中，最终钒钛钢渣中V2O5和TiO2含量均约1.5%，同时还有25%以上的Fe2O3。钒钛钢渣化学成分见表1。该钢渣具有孔隙多、容重高、多棱角等特点。

表1　钒钛钢渣化学成分（质量分数） %

按T0705-2000（表干法）测定试件毛体积相对密度，根据沥青浸渍法实测合成集料的有效相对密度，计算沥青混合料最大理论相对密度，并据此计算试件体积参数。AC-13型沥青混合料的配合比设计数据和相应的技术要求见表7。

表2　钒钛钢渣粗、细集料颗粒级配

表3　钒钛钢渣粗、细集料质量指标

2　沥青结合料和矿粉的性能测试

根据道路路面材料AC-13型沥青混合料性能的要求，对采用的其它原材料如沥青结合料、矿粉进行了性能测试。沥青结合料采用中国石化股份有限公司广东茂名的成品SBS改性沥青，其路用性能等级满足SHRP分级PG76-22的技术要求，SBS改性沥青性能指标检测结果见表4。矿粉采用碱性的粉料，如石灰石矿粉、消石灰、水泥等，有利于提高集料和沥青的粘附性。矿粉质量指标见表5。由表4、5可见，SBS改性沥青、矿粉的各项技术指标均符合JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中的技术要求，可以在工程中使用。

3　钒钛钢渣沥青混合料的矿料级配及油石比的确定

3.1　矿料级配的确定

（1）钒钛钢渣具有较好的力学和表面特性，可作为AC-13型沥青混合料的集料。

结合表7及表8可见，当油石比设计在4.5%～5.0%时，该级配下的矿料空隙率和矿料间隙率才能符合设计要求。最终确定AC-13型沥青混合料的最佳油石比为4.9%。

3.2　油石比的确定

OAC表示沥青混合料中最佳的沥青含量，即油石比，常作为沥青是否经济的指标。我国目前规定，OAC为OAC1与OAC2的平均值，OAC1为密度满足最大值的沥青用量、稳定性最大值的沥青用量和规定空隙率的沥青用量三者的平均值，OAC2为沥青用量范围OACmin～OACmax的中值（即中间值）。沥青使用量过少或过多都不利于路面混合料性能的发挥，从而影响车辆的行驶安全性及路面的保护。

二要认真落实云南与周边省区市及长江沿岸省区市签订的战略合作协议，深入推进与长江流域、成渝经济区和周边省区的交流合作，加强资本引进、渠道建设、市场对接，深度开展资本和产业合作。

③徐俯《卜算子》(胸中千种愁)：双调45字，上阕4句22字2仄韵，下阕4句23字3仄韵。句式：5575。55733。

表4　SBS改性沥青性能指标检测结果

表5　矿粉质量指标

表6　AC-13型沥青混合料矿料组成级配

由表7可见，该级配下的矿料空隙率设计要求为3%～6%，只有当油石比为4.5%和5.0%时才符合要求。同时，该级配下矿料间隙率设计要求为65%～75%，油石比为3.5%和4.0%时低于设计要求，源于沥青使用量偏少；油石比为5.5%时超出了设计要求，沥青消耗较大，只有5.0%的油石比才符合要求。5种油石比下的沥青饱和度、稳定度和流值均符合设计要求。OAC各指标结果见表8（本文均为外配油石比）。

Abstract:Due to its good mechanical properties and surface characteristics,the feasibility for preparing AC-13 type asphalt mixture by using steel slag containing vanadium and titanium oxides was studied.The study results showed that steel slag containing vanadium and titanium oxides could be used as the aggregate for preparing AC-13 type asphalt mixture.The mix proportion for asphalt mixture by using steel slag containing vanadium and titanium oxides with the size from 4.75 mm to 13.2 mm,steel slag powder containing vanadium and titanium oxides with the size from 0.075 mm to 4.75 mm and fine ore was 58 to 40 to 2 together with the optimal proportion of asphalt-aggregate ratio 4.9%.

用于路面沥青混合料的钢渣主要作为粗、细集料使用。路面用沥青混合料的机理为:粗集料通过互相镶嵌形成一定的强度，而细集料则用于进一步填满所有的空隙，从而保证混合料具有较好的稳定性和抗滑性。互嵌的作用取决于混合料的级配及硬度、颗粒性和棱角性。同时，集料还需与沥青具有较好的粘附性。因此，需要详细了解钒钛钢渣的各项性能参数，进而评价其路用材料的可靠性。钒钛钢渣粗集料粒度范围:4.75～13.2 mm，细集料粒度范围:0.075～4.75 mm，粗、细集料颗粒级配见表2，质量指标见表3。表3中的标准要求为JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中关于高速公路及一级公路沥青混合料用粗、细集料的技术要求。由上述表中看出，钒钛钢渣粗、细集料各项指标均符合要求，具有较好的力学和表面特性。

AC-13型沥青混合料配合比设计采用GTM法。试件成型条件为:垂直压强0.7 MPa；拌合温度170℃；成型温度160～165℃；控制方式为极限平衡状态。选择5种油石比，分别为3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%。

3.3.3 应用儿茶酚胺类药物可使动静脉张力升高，导致中心静脉压值升高。而静脉或吸入麻醉药，以及扩血管药物可使周围血管扩张，导致中心静脉压值下降。

另外，自由贸易度(市场开放程度)和政府投资对被解释变量的相关性也是显著的，而且统计意义上的显著性程度较高(都在1%的置信程度上显著)。但是包括这两个变量在内的三个控制变量方向皆为负号，这与传统以生产总值增长为解释变量的实证结果相反。笔者认为，其原因可能是这些控制变量有利于经济总量的增长，然而对于结构的优化弊大于利。这在经济逻辑上也是成立的，比如发达国家总是把附加值低、环境污染大的产业转移到发展中国家，这无疑增加了发展中国家的经济总产值，然而对整体产业结构来说，却是加大了低端产业的占比。