混凝土、砂浆、集料、水稳层课件精品.ppt

二、无机结合料稳定类混合料性能、配合比设计 1、无机结合料稳定类混合料性能 无机结合料稳定土：在粉碎的或原来松散的土（包括各种粗、中、细粒土）中，掺入足量的无机结合料（如石灰、水泥）及水，经拌和、压实及养生后得到的混合料，具有一定的强度和稳定性，在广义上统称为无机结合料稳定类混合料。 ★路面基层材料的类型 粒料类：级配型集料、填隙碎石 结合料稳定类：有机结合料——沥青 无机结合料——水泥、石灰、工业废渣 ★ 无机结合料 石灰稳定类 水泥稳定类 水泥石灰稳定类 石灰工业废渣稳定类 * ★ 混合料 矿质碎（砾）石、或工业废渣等 细粒土、中粒土、粗粒土 ★ 结合料稳定类技术特性 优点：整体性强、承载能力大、较为经济 强度和刚度介于刚性混凝土和柔性粒料材料之间 缺点：耐久性差、平整度低、易产生干缩裂缝、起尘等 * 石灰稳定土 石灰稳定土的强度 1) 强度形成机理——石灰与细粒土 离子交换反应 ——石灰中Ca+ +、OH－～土中Na+、K+交换 ——减薄吸附水膜、土粒聚凝、易于压实 石灰硬化——胶结作用 CaCO3 → CO2↑＋CaO（生石灰） CaO＋H2O → Ca(OH)2（消石灰） Ca(OH)2 →结晶硬化 碳酸化硬化：CO2＋Ca(OH)2→ CaCO3 * 火山灰反应（又称二次反应） 1）反应条件 ⑴ 具有活性物质：活性SiO2和活性Al2O3 ⑵ 具有活性激发剂：激发活性材料潜在活性的物质 Ca(OH)2溶液（碱性激发剂） CaSO4·2H2O溶液（硫酸盐激发剂） 2）反应机理 SiO2＋ Ca(OH)2＋H2O → CaO SiO2·mH2O 不定型水化硅酸钙（凝胶） Al2O3＋ Ca(OH)2＋H2O→ CaO Al2O3·nH2O 不定型水化铝酸钙（凝胶） Al2O3 ＋ CaSO4·2H2O → 水化硫铝酸钙（钙矾石） * 机械压实—颗粒靠拢、形成紧密稳定结构 总结： 初期：离子交换 压实作用 中、后期：氢氧化钙的结晶和碳酸化反应 火山灰反应 2)石灰稳定土强度的影响因素石灰的质量与剂量、土质、养生条件与龄期 ⑴ 石灰——质量（活性：f-CaO含量、细度） 剂量 ⑵ 土——粘土矿物成分（Al2O3、SiO2） 比表面积—塑性指数IP ⑶ 集料 * ⑷ 含水量——石灰消解、火山灰反应 最佳含水量：压实 ⑸ 养生条件——温度、湿度 ⑹ 龄期——时间 在适宜的含水量下压实，可以取得最佳的压实效果 最大干密度→最佳含水量: ?压实功↑最佳含水量↓最大密实度↑ ?细料含量↑最佳含水量↑最大密实度↓ ?石灰剂量↑最佳含水量↑最大密实度↓ * 收缩特征及其影响因素 1）温缩：因温度变化而造成的收缩 ——新生凝胶矿物——热胀冷缩程度大 2）干缩：因含水量变化而造成的收缩 ——新生凝胶矿物——产生干缩的主要因素 ?收缩程度：石灰土＞悬浮式粒料＞密实式粒料 ?改善措施：选择材料、控制含水量、施工压实、养生条件 耐久性 ⑴ 收缩裂缝 ⑵ 水稳定性：软化、冲刷 ⑶ 抗冻性 * 一、石灰稳定土类基层原材料 石灰：宜用1～3级新灰 生石灰 (磨细生石灰) 土：塑性指数范围宜为10～15 有机质含量不得超过10％ 级配砾石、砂石等材料最大粒径不宜大于 分层厚度的60%且不应大于10cm 水：满足JGJ63《混凝土用水标准》 二、配合比设计应符合下列规定 每种土应按照5种石灰掺量进行试配 石灰土：石灰剂量=石灰质量/干土质量 石灰集料：石灰：土：碎石（或砂砾） 确定混合料的最大干密度γmax和最佳含水量ω0 * 按规定的压实度，分别计算不同石灰剂量的试块应有的干密度