道路与桥梁工程材料教学课件作者芦国超第三章.ppt

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1、第三章稳定土材料第一节稳定土材料基础知识第二节稳定类材料组成设计第三节水泥稳定土第四节石灰稳定土第五节石灰粉煤灰稳定土返回第一节稳定土材料基础知识稳定土是在粉碎的土或原来松散的土（包括各种粗、中、细粒土）中掺入足量的石灰、水泥、工业废渣、沥青及其他材料后，经拌合、压实及养护后，得到的具有较高后期强度、整体性和水稳定性均较好的一种材料。这种材料的耐磨性差，不适宜作为路面的面层，常用作路面的基层和底基层。由于稳定土材料具有较大的抗变形能力，故称为半刚性基层类稳定土材料。它包括石灰稳定土、水泥稳定土、沥青稳定土、石灰稳定工业废渣和综合稳定土。一、稳定土材料的组成１．稳定

2、土的基本材料———土土的矿物成分对稳定土性质具有重要影响。下一页返回第一节稳定土材料基础知识试验表明，除有机质或硫酸盐含量高的土以外，各类砂砾土、砂土、粉土和黏土均可用无机结合料稳定。一般规定，土液限不大于４０％，塑性指数不大于２０％。级配良好的土用无机结合料稳定时，既可节约无机结合料用量，又可取得满意的效果。重黏土中黏土颗粒含量多，不易粉碎与拌合，用石灰稳定时，容易使路面缩裂。粉质黏土的稳定效果最佳。用水泥稳定重黏土时，不易粉碎与拌合，会造成水泥用量过高而不经济。级配良好的砾石-砂-黏土稳定效果最佳。２．稳定土的外掺材料（１）石灰。各种化学组成的石灰均可用于稳定

3、土。在剂量不大的情况下，钙质石灰比镁质石灰稳定土的初期强度高。上一页下一页返回第一节稳定土材料基础知识镁质石灰稳定土在剂量较大时，后期强度优于钙质石灰稳定土。石灰的最佳剂量，对黏性土和粉性土为干土重的８％～１６％，对砂性土为干土重的１０％～１８％。石灰可使土粒胶结成整体，密实性提高、水稳定性提高、强度提高。（２）水泥。各种类型的水泥都可用于稳定土。硅酸盐水泥比铝酸盐水泥稳定效果好。通常在保证土的性质能起根本变化，且能保证稳定土达到所规定的强度和稳定性的前提下，取尽可能低的水泥用量。水泥加入塑性土中后，能大大降低土的塑性，增加土的强度和稳定性。（３）粉煤灰。上一页下

4、一页返回第一节稳定土材料基础知识粉煤灰是火力发电厂排出的废渣，属硅质或硅铝质材料，其本身不具有或有很小的粘结性，但它以细分散状态与水和消石灰或水泥混合，可以发生反应生成具有粘结性的化合物。所以，石灰粉煤灰可用来稳定各种粒料和土，又称二灰土。粉煤灰加入土中能起填充作用，与石灰反应的产物也起胶结作用。由此而达到改善稳定土的水稳定性、提高强度与密实度的目的。二、沥青土粉碎后，与沥青（液体石油沥青、煤沥青、乳化沥青、沥青膏浆等）拌合压实形成的稳定材料称为沥青稳定类材料。上一页下一页返回第一节稳定土材料基础知识沥青加入集料或土中，据其与集料或土表面距离远近，可分为结构沥青（

5、接近表面）和自由沥青（远离表面）。结构沥青有利于提高沥青稳定土的水稳性和强度，自由沥青在压实时起润滑和填充作用。液体沥青习惯用于稳定各种土，但在潮湿地区不宜采用，较黏稠的沥青宜用于稳定低黏性的土。三、稳定土的性质稳定土应用广泛，在路面工程中主要作为路面基层材料。由于其耐磨性差，一般不用于路面层。为了满足行车、气候和水文地质的要求，稳定土必须具备一定的抗变形能力和水稳定性。上一页下一页返回第一节稳定土材料基础知识由于稳定土内部产生物理化学反应，从而形成致密的整体，雨水不容易渗透，同时因为稳定土的化学反应有放热现象，致使在低温时施工稳定土的强度仍不断增高，具有较好的抗

6、变形能力和水稳定性。下面主要介绍强度。（１）强度形成原理。某一种稳定土的强度形成可能是下列一种作用或多种综合作用的结果。１）离子交换作用。所谓离子交换作用，是指稳定剂中高价阳离子在一定的条件下替换土中某些低价金属离子（Ｋ+、Ｎａ+）等作用。通过离子交换，土粒凝聚而增强了黏聚力，并使其水稳性提高。能发生离子交换作用的稳定剂有石灰、水泥等。上一页下一页返回第一节稳定土材料基础知识２）碳酸化作用。碳酸化指消解石灰或水泥水化产物Ｃａ（ＯＨ）２吸附空气中的ＣＯ２气体生成碳酸钙的过程，其化学反应式如下：３）结晶作用。当土中Ｃａ（ＯＨ）２浓度达到一定值时，Ｃａ（ＯＨ）２即会由饱

7、和溶液转变成过饱和溶液，形成晶体，其化学反应式如下：上一页下一页返回第一节稳定土材料基础知识４）火山灰反应。火山灰反应指活性ＳｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３在Ｃａ（ＯＨ）２激发下产生的化学反应，生成类似硅酸盐水泥的水化产物———水化硅酸钙和水化铝酸钙的过程。其化学反应式为：５）硬凝反应。此反应主要是使水泥水化成胶结性很强的各种物质，如水化硅酸钙、水化铝酸钙等，这些物质能将松散的颗粒胶结成整体材料。这种反应对水泥稳定粗粒土和中粒土作用显著。６）吸附作用。上一页下一页返回第一节稳定土材料基础知识某些稳定剂加入土中后能吸附于土颗粒表面，使土颗粒表面具有憎水性或使土颗粒表面粘结性增加

8、，如沥青稳