無機結(jié)合料穩(wěn)定類混合料-土木工程材

無機結(jié)合料穩(wěn)定類混合料-土木工程材

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1、第5章無機結(jié)合料穩(wěn)定類混合料南華大學(xué)楊建明教授凡是采用無機結(jié)合料(又稱水硬性結(jié)合料)穩(wěn)定的各種土,當其強度符合有關(guān)技術(shù)規(guī)范的基本要求時,都統(tǒng)稱無機結(jié)合料穩(wěn)定土混合料,包括石灰穩(wěn)定土、水泥穩(wěn)定土、石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土和綜合穩(wěn)定土。在土中摻入石灰材料后,石灰與土之間發(fā)生強烈的作用,從而使土的性質(zhì)發(fā)生根本的改變。2021/9/215.1石灰穩(wěn)定土在初期表現(xiàn)為土的結(jié)團、塑性降低、最佳含水量增大和最大密實度減少等;后期主要表現(xiàn)為結(jié)晶結(jié)構(gòu)的形成,從而板體性、強度及穩(wěn)定性提高。石灰可以作為膠結(jié)材料,也可以作為活化劑或激發(fā)劑2021/9/215.1石灰穩(wěn)定土一、石灰穩(wěn)定土的

2、技術(shù)性質(zhì)1、石灰穩(wěn)定土的強度特征在粉碎的或原來松散的土(包括各種粗、中、細粒土)中,摻入足量的石灰和水,經(jīng)拌和、壓實及養(yǎng)生后得到的混合料,當其抗壓強度符合規(guī)定的要求時,稱為石灰穩(wěn)定土。石灰土、石灰砂礫土、石灰碎石土石灰劑量以石灰質(zhì)量占全部粗細粒土顆粒(即礫石、砂粒、粉粒和粘粒)的干質(zhì)量的百分率表示,即石灰劑量=石灰質(zhì)量/干土質(zhì)量。2021/9/215.1石灰穩(wěn)定土(1)強度形成原理①離子交換作用土顆粒吸附鈉、氫、鉀陽離子(Na+、H+、K+)。石灰中的鈣離子(Ca+)。產(chǎn)生離子交換作用。②結(jié)晶硬化作用2021/9/215.1石灰穩(wěn)定土③火山灰作用熟石灰的游

3、離Ca2+與土中活性氧化硅SiO2和氧化鋁AI2O3作用生成含水的硅酸鈣和鋁酸鈣的化學(xué)反應(yīng)就是火山灰作用④碳酸化作用2021/9/215.1石灰穩(wěn)定土(2)影響石灰土強度的因素①土質(zhì)粘土礦物化學(xué)活性強,比表面積大,當摻入石灰等活性材料后,所形成的離子交換作用、碳酸化作用、結(jié)晶作用和火山灰反應(yīng)都比較活躍,穩(wěn)定效果好。所以土的強并隨土中粘粒含量和塑性指數(shù)的增大而增大。實踐證明:塑性指數(shù)15~20的粘土,易于粉碎和拌和,便于碾壓成型,施工和使用效果較好。2021/9/215.1石灰穩(wěn)定土②灰質(zhì)石灰細度越大,在相同劑量下與土粒的作用越充分,反應(yīng)進行得越快,穩(wěn)定效果

4、越好。石灰質(zhì)量越好,即單位質(zhì)量中有效鈣加氧化鎂的含量越多,在相同劑量下,穩(wěn)定效果越好。直接使用生石灰效果更好。2021/9/215.1石灰穩(wěn)定土③石灰劑量石灰劑量較低(小于3%~4%)時,石灰主要起穩(wěn)定作用,土的塑性、膨脹、吸水量減少,使土的密實度、強度得到改善。對于粘性土及粉性土為8%~14%對砂性土則為9%~16%④含水量不同土質(zhì)的石灰土有不同的最佳含水量,需能過標準擊實試驗確定。2021/9/215.1石灰穩(wěn)定土⑤密實度實踐證明:石灰土的密實度每增減1%,強度約增減4%左右。⑥養(yǎng)生條件與齡期養(yǎng)生條件主要溫度與濕度。當溫度高時,物理化學(xué)反應(yīng)、硬化、強度

5、增長快,反之強度增長慢,在負溫條件下甚至不增長。要求施工溫度應(yīng)在5℃以上,并在第一次重冰凍(-3℃~5℃)到來前1個月到1個半月完成。實踐證明:在一定潮濕條件下養(yǎng)生強度的形成比在一般空氣中養(yǎng)生要好。石灰穩(wěn)定土強度隨齡期增長慢,28d,只能達到30%左右的強度。2021/9/215.1石灰穩(wěn)定土(3)強度指標抗壓強度,試件標準養(yǎng)生后,浸水1d,然后測試其無側(cè)限抗壓強度值。直徑5cm(dmax≤10mm)、10cm(dmax≤25mm)、15cm(dmax≤40mm)的圓柱形試件抗拉強度采用劈裂試驗評定。2021/9/215.1石灰穩(wěn)定土2、石灰穩(wěn)定土的收縮特

6、征及影響因素因含水量變化而引起的干縮和因溫度降低而引起的溫縮。(1)干縮特性及影響因素結(jié)合料的類型和劑量,被穩(wěn)定(或處置)土的類別(細粒土、中粒土或粗粒土),粒料的含量,小于0.5mm的細粒土含量,塑性指數(shù),小于0.002mm的粘粒含量和礦物成分,制作試件的含水量和齡期。干縮系數(shù)的大小對于穩(wěn)定粒料類:石灰穩(wěn)定類>水泥穩(wěn)定類>石灰粉煤灰穩(wěn)定類2021/9/215.1石灰穩(wěn)定土對于穩(wěn)定細粒土:石灰土>水泥土>石灰粉煤灰土。對于同一半剛性材料:穩(wěn)定細粒土>穩(wěn)定粒料土>穩(wěn)定粒料(2)溫度收縮特性及影響因素主要因素:含水量、集料或土的含量、土的礦物成分、環(huán)境溫度、齡

7、期。各種土的溫縮特性為:石灰砂礫>懸浮式石灰粉煤灰粒料>密實式石灰粉煤灰粒料和水泥砂礫。2021/9/215.1石灰穩(wěn)定土3、石灰穩(wěn)定土的工程特點(1)優(yōu)點①穩(wěn)定土具有較高的抗壓強度和一定的抗拉強度。②多數(shù)土都可以用石灰進行穩(wěn)定。③石灰穩(wěn)定土便于施工。④缺乏優(yōu)質(zhì)粒料的地區(qū),采用石灰穩(wěn)定土做路面的基層(高速和一級公路除外)和底基層。⑤設(shè)計正確、施工質(zhì)量好的石灰穩(wěn)定土基層和底基層使用效果好。2021/9/215.1石灰穩(wěn)定土(2)缺點①石灰穩(wěn)定土的強度有一定限制。②塑性指數(shù)小的土,即使用12%以上的石灰進行穩(wěn)定,達不到較高強度。③石灰穩(wěn)定土的收縮系數(shù)大。④石灰

8、土基層的表層較另兩類土基層表層更容易浸水而軟化,在裂縫處沖刷唧漿嚴

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