无机结合料稳定类混合料土木工程材料(精品资料)

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1、第5章无机结合料稳定类混合料南华大学杨建明教授凡是采用无机结合料（又称水硬性结合料）稳定的各种土，当其强度符合有关技术规范的基本要求时，都统称无机结合料稳定土混合料，包括石灰稳定土、水泥稳定土、石灰工业废渣稳定土和综合稳定土。在土中掺入石灰材料后，石灰与土之间发生强烈的作用，从而使土的性质发生根本的改变。2021/10/55.1石灰稳定土在初期表现为土的结团、塑性降低、最佳含水量增大和最大密实度减少等；后期主要表现为结晶结构的形成，从而板体性、强度及稳定性提高。石灰可以作为胶结材料，也可以作为活化剂或激发剂2021/10/55.1石灰稳定土一、石灰稳定土的技术性质1、石灰稳定土的强度特

2、征在粉碎的或原来松散的土（包括各种粗、中、细粒土）中，掺入足量的石灰和水，经拌和、压实及养生后得到的混合料，当其抗压强度符合规定的要求时，称为石灰稳定土。石灰土、石灰砂砾土、石灰碎石土石灰剂量以石灰质量占全部粗细粒土颗粒（即砾石、砂粒、粉粒和粘粒）的干质量的百分率表示，即石灰剂量=石灰质量/干土质量。2021/10/55.1石灰稳定土（1）强度形成原理①离子交换作用土颗粒吸附钠、氢、钾阳离子（Na+、H+、K+）。石灰中的钙离子（Ca+）。产生离子交换作用。②结晶硬化作用2021/10/55.1石灰稳定土③火山灰作用熟石灰的游离Ca2+与土中活性氧化硅SiO2和氧化铝AI2O3作用生成

3、含水的硅酸钙和铝酸钙的化学反应就是火山灰作用④碳酸化作用2021/10/55.1石灰稳定土（2）影响石灰土强度的因素①土质粘土矿物化学活性强，比表面积大，当掺入石灰等活性材料后，所形成的离子交换作用、碳酸化作用、结晶作用和火山灰反应都比较活跃，稳定效果好。所以土的强并随土中粘粒含量和塑性指数的增大而增大。实践证明：塑性指数15~20的粘土，易于粉碎和拌和，便于碾压成型，施工和使用效果较好。2021/10/55.1石灰稳定土②灰质石灰细度越大，在相同剂量下与土粒的作用越充分，反应进行得越快，稳定效果越好。石灰质量越好，即单位质量中有效钙加氧化镁的含量越多，在相同剂量下，稳定效果越好。直接

4、使用生石灰效果更好。2021/10/55.1石灰稳定土③石灰剂量石灰剂量较低（小于3%~4%）时，石灰主要起稳定作用，土的塑性、膨胀、吸水量减少，使土的密实度、强度得到改善。对于粘性土及粉性土为8%~14%对砂性土则为9%~16%④含水量不同土质的石灰土有不同的最佳含水量，需能过标准击实试验确定。2021/10/55.1石灰稳定土⑤密实度实践证明：石灰土的密实度每增减1%，强度约增减4%左右。⑥养生条件与龄期养生条件主要温度与湿度。当温度高时，物理化学反应、硬化、强度增长快，反之强度增长慢，在负温条件下甚至不增长。要求施工温度应在5℃以上，并在第一次重冰冻（-3℃~5℃）到来前1个月到

5、1个半月完成。实践证明：在一定潮湿条件下养生强度的形成比在一般空气中养生要好。石灰稳定土强度随龄期增长慢，28d，只能达到30%左右的强度。2021/10/55.1石灰稳定土（3）强度指标抗压强度，试件标准养生后，浸水1d，然后测试其无侧限抗压强度值。直径5cm（dmax≤10mm）、10cm（dmax≤25mm）、15cm（dmax≤40mm）的圆柱形试件抗拉强度采用劈裂试验评定。2021/10/55.1石灰稳定土2、石灰稳定土的收缩特征及影响因素因含水量变化而引起的干缩和因温度降低而引起的温缩。（1）干缩特性及影响因素结合料的类型和剂量，被稳定（或处置）土的类别（细粒土、中粒土或粗

6、粒土），粒料的含量，小于0.5mm的细粒土含量，塑性指数，小于0.002mm的粘粒含量和矿物成分，制作试件的含水量和龄期。干缩系数的大小对于稳定粒料类：石灰稳定类>水泥稳定类>石灰粉煤灰稳定类2021/10/55.1石灰稳定土对于稳定细粒土：石灰土>水泥土>石灰粉煤灰土。对于同一半刚性材料：稳定细粒土>稳定粒料土>稳定粒料（2）温度收缩特性及影响因素主要因素：含水量、集料或土的含量、土的矿物成分、环境温度、龄期。各种土的温缩特性为：石灰砂砾>悬浮式石灰粉煤灰粒料>密实式石灰粉煤灰粒料和水泥砂砾。2021/10/55.1石灰稳定土3、石灰稳定土的工程特点（1）优点①稳定土具有较高的抗压强

7、度和一定的抗拉强度。②多数土都可以用石灰进行稳定。③石灰稳定土便于施工。④缺乏优质粒料的地区，采用石灰稳定土做路面的基层（高速和一级公路除外）和底基层。⑤设计正确、施工质量好的石灰稳定土基层和底基层使用效果好。2021/10/55.1石灰稳定土（2）缺点①石灰稳定土的强度有一定限制。②塑性指数小的土，即使用12%以上的石灰进行稳定，达不到较高强度。③石灰稳定土的收缩系数大。④石灰土基层的表层较另两类土基层表层更容易浸水而软化，在裂缝处冲刷唧浆严