2.3钢铁渣在路基上的应用 2008年日本约有700万t钢铁渣用于道路材料。表4是道路用钢铁渣(ISA5015)路基材料的 质量标准。 水硬性粒度调整钢铁渣HMS-25保持了钢铁渣的水硬性，材料强度大，可以使路基减薄，是 实现经济道路结构的有效材料。 2.4钢铁渣作为土方材料的应用 2.4.1水淬渣的地基工学特性及其应用 水淬渣除了做水泥原料外，从上世纪80年代开始对水淬渣用做土方材料（地基材料）进行了大 量的研究。 1)水淬渣的物理特性 标准的水淬渣是粒度小于4.75mm的砂状材料，其中细粒量少(75μm以下的含量Fc=1-3%), 基本上是单一粒度的材料（均等系数Uc=2.5-4.2)。水淬渣的土方颗粒真实密度与天然砂相同，但 最大、最小密度小于天然砂，并且切断阻抗角较大。此外水淬渣的透水系数因压实条件不同而不 同，但初期透水系数非常大为10°-102cm/s。根据水淬渣具有的轻量、切断阻抗角大和透水性大的 特点，可用于软质地基上的砂垫层用料和减缓岸壁背后压力用料。1995年兵库县地震中神户港岸 壁遭到损坏，在震后修复工程中，使用了124万m水淬渣作为轻质地基材料，以达到减缓岸壁 背后土方压力的目的，水淬渣作为土方材料的有用性得到确认。 2)水淬渣的化学特性和水硬性 水淬渣是熔融状态的高炉渣被水急冷制成的，所以具有原子不规则排列的矿物学结构和与水 反应发生固结的特性。水淬渣和水发生反应时，与水泥的情况相同，钙、二氧化硅、氧化铝等会 溶出在周围的间隙水中，在沉淀析出溶解度小的稳定的水泥水合物后，各种颗粒成为粘结剂，使 水淬渣固结。温度高、颗粒粒度小、间隙比小、拘束压力大、以及添加氢氧化钙等碱性催化剂都 会促进水淬渣的固结。当有流动的水在间隙水内流动时，使间隙水浓度降低，将使固结过程变慢。 水淬渣固化，使其动态剪切强度提高。试验表明，水淬渣随养生（固结）时间的延长，动态剪切强 度逐渐提高。 由于水淬渣的水硬性使水淬渣的强度提高，所以可以预期水淬渣将作为减缓土方压力材料得 到应用。 2.4.2钢铁渣作为地基改良材料(SCP填充料)的应用 1)钢渣在海底压实填砂施工法(SCP)中的应用 钢渣的特点是土方颗粒密度大、单位体积重量大，颗粒硬度高、剪切阻抗角很大（Φ≥40°）。 因此，提出了将钢渣作为港湾工程海底压实填砂施工法的填充材料的方案。为此用日本各钢厂的 钢渣试样在试验室内进行了强度试验和透水性试验，并于1998年在广岛地区进行了地基改良的 试验性施工（对海底软黏土进行高置换率改良），通过对施工区域周边海域的pH值、浑浊度、桩芯 N值和试样剪切强度的测定，确认了钢渣作为SCP填充料的可用性。到目前为止，己经有300万 3以上的钢渣作为SCP填充料用于广岛及濑户内海沿岸的港湾工程。 2)软质地基改良用钢渣压实填充材料 钢渣SCP填充料具有很大的剪切阻抗角，所以与用天然砂做填充料进行SCP地基改良相比， 采用钢渣可以减少地基改良的宽度，因此可期待成为节约费用的地基改良材料，并开发出充分发 挥钢铁渣特有的水硬性。开发品是将高炉渣（缓冷渣或水淬渣）按15%-50%的重量比例与钢渣混合 制成新型填充材料，利用$CP施工方法可以保证填充材料完全固结，28天后的单轴压缩强度qu ≥6OkN/m。采用这种钢渣SCP填充料可长期稳定提高护岸支撑力，并在地震发生时具有抑制海 岸产生残留变形的功能。 此外，制作了用这种钢渣SCP填充料替代黏土地基（置换率70%）进行地基改良的模型，对该 模型进行离心力载荷试验和数值解析，证明采用钢渣SCP填充料进行地基改良在护岸稳定性和抑 第3页共8页 C1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net第 3 页 共 8 页 2.3 钢铁渣在路基上的应用 2008 年日本约有 700 万 t 钢铁渣用于道路材料。表 4 是道路用钢铁渣(JIS A 5015)路基材料的 质量标准。 水硬性粒度调整钢铁渣 HMS-25 保持了钢铁渣的水硬性，材料强度大，可以使路基减薄，是 实现经济道路结构的有效材料。 2.4 钢铁渣作为土方材料的应用 2.4.1 水淬渣的地基工学特性及其应用 水淬渣除了做水泥原料外，从上世纪 80 年代开始对水淬渣用做土方材料(地基材料)进行了大 量的研究。 1)水淬渣的物理特性 标准的水淬渣是粒度小于 4.75mm 的砂状材料，其中细粒量少(75μm 以下的含量 Fc=1-3%)， 基本上是单一粒度的材料(均等系数 Uc=2.5-4.2)。水淬渣的土方颗粒真实密度与天然砂相同，但 最大、最小密度小于天然砂，并且切断阻抗角较大。此外水淬渣的透水系数因压实条件不同而不 同，但初期透水系数非常大为 100 -10-2cm/s。根据水淬渣具有的轻量、切断阻抗角大和透水性大的 特点，可用于软质地基上的砂垫层用料和减缓岸壁背后压力用料。1995 年兵库县地震中神户港岸 壁遭到损坏，在震后修复工程中，使用了 124 万 m 3 水淬渣作为轻质地基材料，以达到减缓岸壁 背后土方压力的目的，水淬渣作为土方材料的有用性得到确认。 2)水淬渣的化学特性和水硬性 水淬渣是熔融状态的高炉渣被水急冷制成的，所以具有原子不规则排列的矿物学结构和与水 反应发生固结的特性。水淬渣和水发生反应时，与水泥的情况相同，钙、二氧化硅、氧化铝等会 溶出在周围的间隙水中，在沉淀析出溶解度小的稳定的水泥水合物后，各种颗粒成为粘结剂，使 水淬渣固结。温度高、颗粒粒度小、间隙比小、拘束压力大、以及添加氢氧化钙等碱性催化剂都 会促进水淬渣的固结。当有流动的水在间隙水内流动时，使间隙水浓度降低，将使固结过程变慢。 水淬渣固化，使其动态剪切强度提高。试验表明，水淬渣随养生(固结)时间的延长，动态剪切强 度逐渐提高。 由于水淬渣的水硬性使水淬渣的强度提高，所以可以预期水淬渣将作为减缓土方压力材料得 到应用。 2.4.2 钢铁渣作为地基改良材料(SCP 填充料)的应用 1)钢渣在海底压实填砂施工法(SCP)中的应用 钢渣的特点是土方颗粒密度大、单位体积重量大，颗粒硬度高、剪切阻抗角很大(Φ≥40°)。 因此，提出了将钢渣作为港湾工程海底压实填砂施工法的填充材料的方案。为此用日本各钢厂的 钢渣试样在试验室内进行了强度试验和透水性试验，并于 1998 年在广岛地区进行了地基改良的 试验性施工(对海底软黏土进行高置换率改良)，通过对施工区域周边海域的 pH 值、浑浊度、桩芯 N 值和试样剪切强度的测定，确认了钢渣作为 SCP 填充料的可用性。到目前为止，已经有 300 万 m3 以上的钢渣作为 SCP 填充料用于广岛及濑户内海沿岸的港湾工程。 2)软质地基改良用钢渣压实填充材料 钢渣 SCP 填充料具有很大的剪切阻抗角，所以与用天然砂做填充料进行 SCP 地基改良相比， 采用钢渣可以减少地基改良的宽度，因此可期待成为节约费用的地基改良材料，并开发出充分发 挥钢铁渣特有的水硬性。开发品是将高炉渣(缓冷渣或水淬渣)按 15%-50%的重量比例与钢渣混合 制成新型填充材料，利用 SCP 施工方法可以保证填充材料完全固结，28 天后的单轴压缩强度 qu ≥60kN/m2 。采用这种钢渣 SCP 填充料可长期稳定提高护岸支撑力，并在地震发生时具有抑制海 岸产生残留变形的功能。 此外，制作了用这种钢渣 SCP 填充料替代黏土地基(置换率 70%)进行地基改良的模型，对该 模型进行离心力载荷试验和数值解析，证明采用钢渣 SCP 填充料进行地基改良在护岸稳定性和抑