申请/专利权人：长安大学

申请日：2018-12-27

公开（公告）日：2024-02-27

公开（公告）号：CN109596815B

主分类号：G01N33/42

分类号：G01N33/42

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.27#授权;2019.05.03#实质审查的生效;2019.04.09#公开

摘要：本发明公开了一种钢渣陈化优劣的评价方法及试验装置，包括以下步骤；步骤1，选取若干组相同粒度分布的钢渣；步骤2，对每组钢渣进行浸水膨胀率的检测；步骤3，将每组钢渣分别置于不同温度、湿度和或风速的条件下进行陈化；步骤4，检测每组陈化后钢渣的浸水膨胀率；步骤5，通过陈化前和陈化后钢渣的浸水膨胀率，得到每组钢渣的浸水膨胀率的变化率；步骤6，根据每组钢渣的浸水膨胀率的变化率的大小，判断陈化后钢渣质量，数值越大，钢渣质量越好。通过对比试验对陈化后的钢渣进行质量优劣的评价，从而判断出最优化的钢渣陈化生产工艺。

主权项：1.一种钢渣陈化优劣的评价方法，其特征在于，包括以下步骤；步骤1，选取若干组相同粒度分布的钢渣；步骤2，对每组钢渣进行浸水膨胀率的检测；步骤3，将每组钢渣分别置于不同温度、湿度和或风速的条件下进行陈化，陈化时间为两小时；步骤4，检测每组陈化后钢渣的浸水膨胀率；陈化后钢渣的浸水膨胀率γ2=γ1×β其中β为浸水膨胀率的环境影响系数；γ2=γ1×β1×β2×β3其中，β1为浸水膨胀率的温度影响系数，β2为浸水膨胀率的湿度影响系数，β3为浸水膨胀率的风速影响系数；根据公式得浸水膨胀率的温度、湿度和风速影响系数分别为β1=T-0.096β2=1.5×δβ3=0.06×ω+0.01其中，T为温度，δ为湿度，ω为风速；步骤5，通过陈化前和陈化后钢渣的浸水膨胀率，得到每组钢渣的浸水膨胀率的变化率 其中，A为钢渣的浸水膨胀率的变化率，γ1为陈化前钢渣的浸水膨胀率，γ2为陈化后钢渣的浸水膨胀率；步骤6，根据每组钢渣的浸水膨胀率的变化率的大小，判断陈化后钢渣质量，数值越大，钢渣质量越好。

全文数据：一种钢渣陈化优劣的评价方法及试验装置技术领域本发明属于道路材料试验领域，涉及一种钢渣陈化优劣的评价方法及试验装置。背景技术钢渣作为一种工业废渣，其具有良好道路工程技术性质，可以替代石料作为沥青混合料的集料，同时在环保方面又具有积极的意义。未经处理的钢渣一般含生石灰CaO。生石灰遇水发生水合反应，出现体积膨胀，因此钢渣需要经过陈化处理后才能用于路基材料。而我国的钢渣传统处理工艺分为热泼法、钢渣热焖法和风淬法，效率低，处理周期相对较长；工艺设备复杂，操作人员多，在生产出陈化后钢渣的成品，无法判断成品的优劣，只能通过后期路基的使用效果进行判断。发明内容本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种钢渣陈化优劣的评价方法及试验装置，能够通过对比试验对陈化后的钢渣进行质量优劣的评价，从而判断出最优化的钢渣陈化生产工艺。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种钢渣陈化优劣的评价方法，包括以下步骤；步骤1，选取若干相同粒度分布的钢渣；步骤2，对每组钢渣进行浸水膨胀率的检测；步骤3，将每组钢渣分别置于不同温度、湿度和或风速的条件下进行陈化；步骤4，检测每组陈化后钢渣的浸水膨胀率；步骤5，通过陈化前和陈化后钢渣的浸水膨胀率，得到每组钢渣的浸水膨胀率的变化率其中，A为钢渣的浸水膨胀率的变化率，γ1为陈化前钢渣的浸水膨胀率，γ2为陈化后钢渣的浸水膨胀率；步骤6，根据每组钢渣的浸水膨胀率的变化率的大小，判断陈化后钢渣质量，数值越大，钢渣质量越好。优选的，陈化后钢渣的浸水膨胀率γ2＝γ1×β其中β为浸水膨胀率的环境影响系数。进一步，陈化后钢渣的浸水膨胀率γ2＝γ1×β1×β2×β3其中，β1为浸水膨胀率的温度影响系数，β2为浸水膨胀率的湿度影响系数，β3为浸水膨胀率的风速影响系数。再进一步，根据公式得浸水膨胀率的温度、湿度和风速影响系数分别为β1＝T-0.096β2＝1.5×δβ3＝0.06×ω+0.01其中，T为温度，δ为湿度，ω为风速。优选的，温度通过温度控制器控制加热棒进行调整，湿度通过湿度控制器控制加湿器进行调整，风速通过风速控制器控制风机进行调整。优选的，步骤3中，陈化时间为两小时。一种钢渣陈化的试验装置，包括箱体、恒温水浴箱、浸水膨胀率测定装置和处理器；箱体正面设置有箱门，恒温水浴箱和浸水膨胀率测定装置设置在箱体的内腔中，恒温水浴箱位于浸水膨胀率测定装置的下方，顶部打开，恒温水浴箱高度不小于浸水膨胀率测定装置的高度；浸水膨胀率测定装置连接有升降装置，升降方向为竖直方向，升降装置连接有电机；浸水膨胀率测定装置设置有电子百分表，电子百分表的输出端连接有存储器的输入端，恒温水浴箱的输入端、电子百分表的输入端和电机的信号输入端均与处理器的输出端连接，存储器与处理器交互连接；恒温水浴箱和浸水膨胀率测定装置设置在箱体内腔的一侧，箱体内部设置有加热棒、加湿器、风机、温度控制器、湿度控制器和风速控制器，加热棒的输入端与温度控制器的输出端连接，加湿器的输入端与湿度控制器的输出端连接，风机的输入端与风速控制器的输出端连接。优选的，箱体内腔的顶部水平设置有滑轨，滑轨位于恒温水浴箱上方，升降装置与滑轨滑动连接。优选的，升降装置设置在浸水膨胀率测定装置的顶部，升降装置的升降杆与浸水膨胀率测定装置的顶部连接。优选的，升降装置采用液压升降装置。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过选取若干钢渣作为试样，测试不同环境下，对钢渣陈化的影响,通过对陈化前后的钢渣浸水膨胀率的测试，提出了浸水膨胀率的变化率这一新的概念，并通过计算出每个试样的浸水膨胀率的变化率数据，根据数据大小就能判断出各式样间的相对优劣，从而选出最优化的生产工艺，本方法适用于各种陈化工艺，节省了生产效率与人力和财力资源。进一步，通过将浸水膨胀率测定装置与恒温水浴箱设置在箱体一侧，另一侧可将钢渣平铺，并且在箱体内部设置有加热棒、加湿器和风机，进行陈化试验，能够对陈化试验进行温度、湿度和风速的控制，从而能进行钢渣在不同环境下的陈化对比试验，通过将浸水膨胀率测定装置与升降机构连接，下方设置有恒温水浴箱，采用处理器控制浸水膨胀率测定装置下降至恒温水浴箱中，并且设定时间使电子百分表进行测量，并将数据存储至存储器中，从而对陈化前后的钢渣进行浸水膨胀率检测，试验人员对存储器中的数据进行分析计算，便能够得出钢渣的浸水膨胀率，极大的节省了试验人员的时间，节省人力资源，降低了人为误差。附图说明图1为本发明的结构示意图。其中：1-箱体；2-恒温水浴箱；3-浸水膨胀率测定装置；4-升降装置；5-电子百分表；6-滑轨。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步详细描述：如图1所示，将浸水膨胀率的检测和钢渣的陈化放置在箱体1中，将整个检测过程转移到了封闭环境中，减少了环境对检测的影响，并且可以对陈化过程中的环境因素进行控制，检测装置包括箱体1、恒温水浴箱2、浸水膨胀率测定装置3、处理器、加热棒、加湿器和风机。箱体1正面设置有箱门，恒温水浴箱2和浸水膨胀率测定装置3设置在箱体1的内腔中，恒温水浴箱2位于浸水膨胀率测定装置3的下方，顶部打开，恒温水浴箱2高度不小于浸水膨胀率测定装置3的高度；浸水膨胀率测定装置3连接有升降装置4，升降方向为竖直方向，升降装置4连接有电机，本实施例优选的升降装置4采用液压升降装置，电机控制升降装置4带动浸水膨胀率测定装置3进行上升或下降，需要浸水时，下降至恒温水浴箱2中，不需要浸水时，上升至恒温水浴箱2上方。箱体1内腔的顶部水平设置有滑轨6，滑轨6位于恒温水浴箱2上方，升降装置4与滑轨6滑动连接，将升降装置4连接在滑轨6上，使浸水膨胀率测定装置3能够沿滑轨6进行移动，方便浸水膨胀率测定装置3的拆卸与安装。恒温水浴箱2和浸水膨胀率测定装置3设置在箱体1内腔的一侧，另一侧未设置有部件，可用于钢渣的陈化，在钢渣的浸水膨胀率检测完毕后，可以直接将钢渣平铺，进行陈化，并且可以对钢渣的陈化进行各项试验，在箱体1内部安装有加热棒、加湿器、风机、温度控制器、湿度控制器和风速控制器，加热棒的输入端与温度控制器的输出端连接，加湿器的输入端与湿度控制器的输出端连接，风机的输入端与风速控制器的输出端连接，能够对陈化试验进行温度、湿度和风速的控制，从而能进行钢渣在不同环境下的陈化对比试验，对钢渣的陈化效果进行比对。浸水膨胀率测定装置3设置有电子百分表5，电子百分表5的输出端连接有存储器的输入端，恒温水浴箱2的输入端、电子百分表5的输入端和电机的信号输入端均与处理器的输出端连接，存储器与处理器交互连接。对于钢渣陈化优劣的评价，提出了浸水膨胀率的变化率这一新的概念，并通过计算出每个试样的浸水膨胀率的变化率数据，根据数据大小就能判断出各式样间的相对优劣，从而选出最优化的生产工艺，具体步骤示例如下。步骤1，选取钢渣，在最佳含水率条件下加水充分拌合均匀，获得测试试样，按照规范规定的方法进行击实后，安装在浸水膨胀率测定装置3中。步骤2，处理器控制恒温水浴箱2打开，设定温度为90℃±3℃，时间为六小时，处理器向电机发送信号，电机控制升降装置4带动浸水膨胀率测定装置3下降至恒温水浴箱2中，立即通过处理器控制电子百分表5进行检测，电子百分表5将检测结果d0发送至存储器中。步骤3，到达六小时后，处理器控制恒温水浴箱2关闭，处理器向电机发送信号，电机控制升降装置4带动浸水膨胀率测定装置3从恒温水浴箱2中升起，进行自然冷却。步骤4，第二天重复步骤2和步骤3，一共重复10后，处理器控制电子百分表5进行检测，电子百分表5将检测结果dn发送至存储器中。步骤5，通过d0和dn计算钢渣的浸水膨胀率步骤6，将钢渣取出，铺平在箱体1内，设定温度、湿度和风速，陈化两个小时。步骤7，重复步骤2至步骤5，检测陈化后的钢渣的浸水膨胀率。步骤8，计算钢渣浸水膨胀率的变化率其中，A为钢渣的浸水膨胀率的变化率，γ1为陈化前钢渣的浸水膨胀率，γ2为陈化后钢渣的浸水膨胀率。步骤9，一共选取18组相同粒度分布的钢渣，重复步骤1至步骤8，得到18组数据，如表1所示表1根据表1数据可以得出，该钢渣样品在200℃、相对湿度为25％、风速为5ms的条件下陈化效率可达到93.01％，在这种条件下陈化处理的钢渣样品在路面结构中不易继续消化，防止成型的结构物发生体积膨胀。因此可作为这批钢渣样品加工时的参考施工条件。此外，陈化后钢渣的浸水膨胀率的计算公式为γ2＝γ1×β1×β2×β3其中，β1为浸水膨胀率的温度影响系数，β2为浸水膨胀率的湿度影响系数，β3为浸水膨胀率的风速影响系数；根据上述对比试验进行数据拟合，得到温度、湿度和风速的系数公式为β1＝T-0.096β2＝1.5×δβ3＝0.06×ω+0.01其中，T为温度，δ为湿度，ω为风速，根据公式可直接计算陈化后钢渣的浸水膨胀率。以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

权利要求：1.一种钢渣陈化优劣的评价方法，其特征在于，包括以下步骤；步骤1，选取若干组相同粒度分布的钢渣；步骤2，对每组钢渣进行浸水膨胀率的检测；步骤3，将每组钢渣分别置于不同温度、湿度和或风速的条件下进行陈化；步骤4，检测每组陈化后钢渣的浸水膨胀率；步骤5，通过陈化前和陈化后钢渣的浸水膨胀率，得到每组钢渣的浸水膨胀率的变化率其中，A为钢渣的浸水膨胀率的变化率，γ1为陈化前钢渣的浸水膨胀率，γ2为陈化后钢渣的浸水膨胀率；步骤6，根据每组钢渣的浸水膨胀率的变化率的大小，判断陈化后钢渣质量，数值越大，钢渣质量越好。2.根据权利要求1所述的一种钢渣陈化优劣的评价方法，其特征在于，陈化后钢渣的浸水膨胀率γ2＝γ1×β其中β为浸水膨胀率的环境影响系数。3.根据权利要求2所述的一种钢渣陈化优劣的评价方法，其特征在于，陈化后钢渣的浸水膨胀率γ2＝γ1×β1×β2×β3其中，β1为浸水膨胀率的温度影响系数，β2为浸水膨胀率的湿度影响系数，β3为浸水膨胀率的风速影响系数。4.根据权利要求3所述的一种钢渣陈化优劣的评价方法，其特征在于，根据公式得浸水膨胀率的温度、湿度和风速影响系数分别为β1＝T-0.096β2＝1.5×δβ3＝0.06×ω+0.01其中，T为温度，δ为湿度，ω为风速。5.根据权利要求1所述的一种钢渣陈化优劣的评价方法，其特征在于，温度通过温度控制器控制加热棒进行调整，湿度通过湿度控制器控制加湿器进行调整，风速通过风速控制器控制风机进行调整。6.根据权利要求1所述的一种钢渣陈化优劣的评价方法，其特征在于，步骤3中，陈化时间为两小时。7.一种钢渣陈化的试验装置，其特征在于，包括箱体1、恒温水浴箱2、浸水膨胀率测定装置3和处理器；箱体1正面设置有箱门，恒温水浴箱2和浸水膨胀率测定装置3设置在箱体1的内腔中，恒温水浴箱2位于浸水膨胀率测定装置3的下方，顶部打开，恒温水浴箱2高度不小于浸水膨胀率测定装置3的高度；浸水膨胀率测定装置3连接有升降装置4，升降方向为竖直方向，升降装置4连接有电机；浸水膨胀率测定装置3设置有电子百分表5，电子百分表5的输出端连接有存储器的输入端，恒温水浴箱2的输入端、电子百分表5的输入端和电机的信号输入端均与处理器的输出端连接，存储器与处理器交互连接；恒温水浴箱2和浸水膨胀率测定装置3设置在箱体1内腔的一侧，箱体1内部设置有加热棒、加湿器、风机、温度控制器、湿度控制器和风速控制器，加热棒的输入端与温度控制器的输出端连接，加湿器的输入端与湿度控制器的输出端连接，风机的输入端与风速控制器的输出端连接。8.根据权利要求7所述的一种钢渣陈化的试验装置，其特征在于，箱体1内腔的顶部水平设置有滑轨6，滑轨6位于恒温水浴箱2上方，升降装置4与滑轨6滑动连接。9.根据权利要求7所述的一种钢渣陈化的试验装置，其特征在于，升降装置4设置在浸水膨胀率测定装置3的顶部，升降装置4的升降杆与浸水膨胀率测定装置3的顶部连接。10.根据权利要求7所述的一种钢渣陈化的试验装置，其特征在于，升降装置4采用液压升降装置。

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