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文檔簡介
6.無機結合料穩定類混合料
無機結合料穩定類混合料(無機結合料穩定土):
在各種粉碎或原來松散的土、碎(礫)石、或工業廢渣中,摻入適當數量的無機結合料(如石灰、水泥)及水,經拌和得到的混合料,經壓實及養生后,具有一定的強度和穩定性,在廣義上統稱為無機結合料穩定類混合料,或無機結合料穩定土。按無機結合料品種分類:
石灰穩定類、水泥穩定類、水泥石灰穩定類及石灰工業廢渣穩定類用于拌制無機結合料穩定混合料的土按照土中單粒顆粒(指碎石、礫石和砂粒料,不指土塊或土團)的粒徑大小和顆粒組成,分為下列三種:細粒土顆粒的最大粒徑小于10mm,且其中小于2mm的顆粒含量不少于90%;中粒土顆粒的最大粒徑小于30mm,且其中小于20mm的顆粒含量不少于85%;粗粒土顆粒的最大粒徑小于50mm,且其中小于40mm的顆粒含量不少于85%。無機結合料穩定性經壓實成型并經養護后,可形成板體結構,當其7d的抗壓強度符合設計要求(表6-1)時,可以作為道路路面結構中的基層或底(墊)基層,稱為結合料穩定類基(墊)層,在道路工程中,這類材料有被稱之為半剛性基層材料。6.1石灰穩定土
石灰穩定土(石灰穩定各類礦質混合料)包括石灰土和石灰穩定集料。石灰土:用石灰穩定細粒土得到的混合料。石灰穩定集料包括:用石灰穩定中粒土和粗粒土得到的混合料,分別簡稱石灰砂礫土和石灰碎石土(視原材料為天然砂礫土和天然碎石土)用石灰土穩定級配砂礫(無土)和級配碎石(包括未篩分碎石)得到的混合料,也分別簡稱石灰砂礫土和石灰碎石土。6.1.1石灰
生產石灰的主要原料是以碳酸鈣為主要成分的天然巖石,如石灰石、白云石、白堊、貝殼等。石灰原料經過900~1300℃的高溫煅燒,碳酸鈣分解釋放出二氧化碳CO2,得到以氧化鈣為主的生石灰。根據石灰成品加工方法的不同,可將建筑石灰分為:塊狀生石灰:由原料煅燒而成的原產品,主要成分是CaO;生石灰粉:有塊狀生石灰磨細而得到的細粉,其主要成分亦為CaO;消石灰粉:將塊狀生石灰用適量的水消化而得的粉末,亦稱熟石灰,其主要成分為Ca(OH)2。
由于石灰原料中常含有碳酸鎂成分,經煅燒生成的生石灰中,或多或少含有氧化鎂成分。建材行業標準中,根據石灰中氧化鎂含量按表6-2將石灰分為鈣質石灰和鎂質石灰兩類。6.1.1.1石灰的生產、消化與硬化
1)石灰的消化
塊狀生石灰與水相遇,即迅速水化、崩解成高度分散的Ca(OH)2的細粒,并放出大量的熱,這個過程稱之為石灰的“消化”,又稱水化或熟化。
經“消化”后的石灰成為“消石灰”。石灰的消化過程有兩個特點:第一是水化反應進行速度快,放熱量大,每消化1kg生石灰,可放出約1160;第二是消化時體積急劇膨脹,成分較純、煅燒適宜的塊狀生石灰,經消化成生石灰粉后,體積可增大1~2.5倍。欠火石灰:石灰在燒制過程中,往往由于石灰石原料的尺寸過大或窯中溫度不均等原因,使得石灰中含有為燒透的內核。欠火石灰經消解后,未消化殘渣含量較高,在使用時缺乏粘接力。過火石灰:若煅燒溫度過高或時間過長,會使表面出現裂縫或玻璃狀的外殼,塊狀密度大,消化緩慢。過火石灰用于建筑結構中仍能繼續消化,以致引起體積膨脹,產生裂縫等破壞現象,危害極大。為了降低“過火石灰”危害,石灰消解后,應將其“陳伏”15d以上。
將塊狀生石灰研磨成粉狀,得到的磨細生石灰在適宜的水灰比和消化溫度下,可以控制其體積膨脹。生石灰研磨越細,消化時體積膨脹愈小,從而達到直接使用生石灰的目的。
此外,生石灰在加工磨細過程中,“欠火石灰”和“過火石灰”被磨成細粉,既可以提高“欠火石灰”的利用率,也克服了“過火石灰”對體積安定性的危害。6.1.1.2石灰的品質要求
1)石灰的化學品質⑴f-CaO和f-MgO的含量是評價石灰質量的主要指標,生石灰在空氣中存放時間過長,會吸收水分而消化成消石灰粉,再與空氣中的CO2作用形成失去凝膠的CaCO3,將降低石灰的使用質量。⑵CO2含量,反映了石灰中“欠火石灰”的數量,CO2含量越高,表示石灰中未完全分解的碳酸鈣比例越高,而CaO+MgO含量則相對較低,影響石灰的凝膠性能。2)石灰的質量要求⑴未消化殘渣含量
未消化殘渣含量綜合反映石灰中的“過火石灰”和“欠火石灰”數量,是將生石灰按標準方法消化后,過篩存留在5mm圓孔篩上殘渣占試樣的百分率⑵細度
細度與石灰的活性有關,石灰越細,石灰的活性越大。石灰粉中較大的顆粒包括:未消化的“過燒”石灰顆粒,,含有大量鈣鹽的石灰顆粒以及“欠火石灰”或未燃盡的煤渣等?,F行標準以0.9mm和0.125mm篩余百分率控制磨細石灰粉和消石灰粉的細度。⑶游離水含量
游離水含量指消石灰中化學結合水以外的含水量。理論上,石灰中氧化鈣消化用水量約是氧化鈣的24%左右。而實際消化加水量一般是理論值的一倍左右,多加的水殘留在氫氧化鈣中在石灰硬化過程中,這些水分的蒸發將引起體積顯著收縮,宜出現干縮裂縫,從而影響其使用質量。
3)石灰的技術標準
⑴建材行業標準(表6-3):將生石灰、生石灰粉和消石灰粉分為優等品、一等品和合格品三個等級。
⑵道路行業標準(JTJ034-93)仍按袁國家標準(GB1594-79)將生石灰和消石灰分別劃分為3個等級(見表6-4)6.1.2石灰穩定土的技術性質
6.1.2.1石灰穩定土的強度1)強度形成機理
石灰穩定土的強度形成主要取決于石灰與細粒土的相互作用,土中加入石灰后,石灰與土發生強烈的相互作用,從而使土的工程性質產生變化。初期表現為土的結團、塑形降低、最佳含水量增大和最大干密度減小等,后期主要表現在結晶結構的形成,從而提高土的強度和穩定性。
石灰土強度的形成與發展是通過機械壓實、離子交換反應、氫氧化鈣結晶和碳酸化作用,以及火山灰反應等一系列復雜、交織的物理-化學作用的過程來完成的。離子交換反應:從石灰氫氧化鈣中游離出的鈣離子和氫氧根離子與粘土礦物中的鈉、氫離子發生離子交換,其結果使得粘土顆粒吸附水膜減薄,促使土粒凝集和凝聚,形成穩定團粒結構。石灰自身硬化:石灰自身硬化過程中得到的氫氧化鈣和碳酸鈣晶體相互結合,并把土粒結合成整體,從而使石灰土的穩定性得到提高?;鹕交曳磻赫惩令w粒表面少量的活性氧化硅、鋁在石灰的堿性激發下解離,與氫氧化鈣發生火山灰反應,生成不溶于水的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等,這些物質遍布在粘土顆粒之間,形成棒狀及纖維狀晶體結構,將土粒膠結成整體。隨著時間的推移,棒狀和纖維狀晶體不斷增多、增長,致使石灰土的剛度不斷增大,強度與水穩性不斷提高?;鹕交曳磻窃诓粩辔账值那闆r下逐漸發生的,且速度較慢,氫氧化鈣的碳酸化反應過程較長,所以火山灰反應和碳酸化是在石灰土后期強度增長的主要原因。機械壓實:在石灰穩定集料中,粒狀的集料顆粒與石灰或石灰土構成一種復合材料,其強度除與石灰或石灰土強度有關外,也取決于集料顆粒間的內摩阻力和聯結作用。經壓實成型,較大的集料顆粒相互靠攏,相互嵌擠,形成骨架結構。石灰和細料起填充骨架空隙、包裹并粘結集料顆粒的作用。由于石灰土的強度比較低,膠結能力比較弱,要特別注意發揮集料的骨架嵌擠作用,以使結合料的膠結作用和集料的嵌擠作用共同發揮作用。影響石灰穩定土強度的主要因素有:石灰的質量與劑量、土質、養生條件與齡期。(1)石灰劑量和質量
石灰土中的石灰劑量較低時(低于3%~4%),石灰主要起穩定作用,使土的塑形、膨脹性和吸水性降低。隨著石灰劑量的增加,石灰土的強度和穩定性提高,但超過一定劑量后,強度的增長就不明顯了,這表明存在一最佳石灰劑量。最佳石灰劑量與養生齡期有關,在28d內,最佳石灰劑量隨齡期增長而增大,28d后基本趨于穩定。這是因為,時間短,參與反應的石灰數量就少,多余的石灰以“自由”狀態存在,對強度不利,隨著齡期的增長,最佳石灰劑量也就趨于穩定。最佳石灰劑量也與土質有關,土的分散度越高,石灰最佳劑量越大。
石灰細度越大,在相同劑量下與土粒的作用越充分,反應進行的越快,穩定效果越好。直接使用生石灰可利用其在消化時放出的熱能,促進石灰與土之間各種反應的進行,有利于與土發生離子交換反應及火山灰反應,加速石灰土的硬化。2)石灰穩定土強度的影響因素(2)土或集料的品種
一般來說,粘土礦物化學活性強,比表面積大,當摻入石灰等活性材料后,所形成的離子交換、碳酸化作用、結晶作用和火山灰反應都比較活躍,穩定效果好。所以石灰土的強度隨土中粘粒含量的增多和塑形指數的增大而增大。實踐表明:塑形指數15~20的粘土,易于粉碎和拌合,便于碾壓成型,施工和使用效果都較好。重粘土中雖然粘土顆粒多,但由于不易粉碎拌合,穩定效果反而不佳。
塑形指數小于10的土不宜用石灰來穩定,而適宜用水泥來穩定。對無粘土和無塑性指數的集料,單純用石灰穩定的效果遠不如用石灰穩定的效果。圖6-1中曲線表明:石灰穩定粉質粘土的強度明顯大于石灰穩定砂質粘土,石灰穩定粘土的效果也明顯大于石灰穩定均質砂。(3)含水率
石灰穩定土的充分壓實對其強度和抗變形能力影響較大,而石灰穩定土的壓實效果與壓實時的含水量有關,存在一最佳含水量,在此含水量時進行壓實,可以獲得最經濟的壓實效果,即達到最大密實度。石灰穩定土的最佳含水率為一相對值,它隨著壓實功能的大小、穩定土的類型、石灰劑量而變。一般來說,所施加的壓實功越大,穩定土中的細料含量越少,最佳含水量越小,而最大密實度越高。石灰的摻入,會使土的最佳含水量增加、最大密實度降低(圖6-2)。這主要是由于土顆粒凝聚,部分拌合水消耗于石灰消解,因而不能用于減少顆粒間的摩擦力。為了保證施工質量,石灰穩定土應在略大于最大含水量時進行碾壓,以彌補碾壓過程中水分的損失。含水量過大,既會影響其可能達到的密實度和強度,又會明顯增大干縮性,易導致結構層的干縮裂縫。含水量過小,也會影響可能達到的密實度和強度。(4)養生條件和齡期
石灰穩定土的強度是在一系列復雜的物理、化學反應過程中逐漸形成的,而這些反應需要一定的溫度和濕度條件。當養生溫度較高時,可使各種過程加快,所以高溫對石灰土的強度形成是有利的。適當的濕度為火山灰反應提供了必要的結晶水,但濕度過大會影響新生物凝膠的結晶硬化,從而影響石灰土強度的形成。
石灰穩定土中的火山灰反應的進程緩慢,其強度隨著齡期的增大而增長,甚至到180d時,石灰穩定土的強度還會繼續增長。所以,7d或28d齡期的強度試驗結果,并不能代表石灰穩定土的最終強度,石灰穩定土的強度隨齡期的增大大體符合指數規律。
石灰穩定土的抗壓強度指標常用于該類材料性能評定、組成設計和施工質量控制。石灰穩定土的抗壓強度時根據其穩定材料的最大粒徑dmax,制作成直徑為5cm(dmax≯10mm),10cm(dmax≯25mm)或15cm(dmax≯40mm)的圓柱型試件,試件直徑與高的比例一般為1:1。試件在標準條件下養生后,于試驗前一天浸水1d,然后測試其無側限抗壓強度值。
石灰穩定土抗拉強度用劈裂試驗評定,試件尺寸及養護條件要求同抗壓強度試驗。
在路面結構中,石灰穩定土基層結構將承受車輪荷載在層底產生的彎拉應力,因此,石灰穩定土應具備一定的承受彎拉作用的能力。石灰穩定土的抗折強度是半剛性基層路面結構設計的重要指標之一。
石灰穩定土的抗拉強度和抗折強度要不抗壓強度低得多,在石灰穩定土的抗壓強度、劈裂抗拉強度、抗折強度之間有著較好的相關性。3)強度指標6.1.2.2收縮特征及其影響因素石灰穩定土以及其他無機結合料穩定土的體積收縮主要包括:因溫度降低而造成的溫縮和因含水量變化而照成的干縮。
當收縮量達到一定程度時,會在結構中出現收縮裂縫。如果半剛性基層上瀝青面層較薄,在溫度變化與車輛荷載的綜合作用下,這些裂縫會擴展至面層,形成反射裂縫,導致路面結構的破壞。1)溫度脹縮原因及影響因素分析無機結合料穩定類混合料由固相(組成其空間骨架結構的原材料顆粒和其間的膠凝物)、液相(存在于固相表面與空隙中的水和水溶液)及空隙中的氣相組成的。該類材料的外觀溫度脹縮性是由液相脹縮、固相脹縮以及二者綜合作用的結果。(1)液相熱脹縮無機結合料穩定類混合料內部廣泛分布大孔隙、毛細孔和凝膠孔。這些水對穩定類混合料的影響主要是通過三種作用而實現的:即水的擴張作用、毛細管張力和冰凍作用。水的熱脹縮系數比固相部分的熱脹縮系數大4~7倍,溫度升高時,水的擴張壓力使固體顆粒間距離增大而產生膨脹,反之,則產生收縮。(2)固相熱脹縮
無機結合料穩定類混合料中固相礦物組成可以分為原材料礦物和新生膠凝礦物兩大類。一般情況下,各原材料礦物的熱脹縮性較小,但其中粘土礦物的脹縮性較大。石灰中的氧化鈣、氫氧化鈣、氫氧化鎂以及火山灰反應生成凝膠體均有著較大的熱脹縮性。就石灰穩定土而言,含粒料的石灰穩定集料比石灰土的溫縮系數低得多。此外,石灰穩定混合料的溫度收縮系數隨齡期的增加而有所增加,初期增長速率較快,后期較慢。這主要是因為,隨著齡期的增長,火山灰反應生成物不斷增多,這些新生凝膠物質的溫縮系數比原材料礦物的溫縮系數大。2)干燥收縮及影響因素分析在無機結合料穩定材料中,干燥收縮主要原因是由于水分蒸發而產生的“毛細管張力作用”,“吸附水及分子間力作用”以及“礦物晶體或凝膠體的層間水作用”而引起的整個宏觀體積的變化。隨著水分蒸發,自由水首先蒸發,然后是毛細水蒸發,致使毛細管壓力增大,從而產生收縮。毛細水蒸發完后,隨著相對濕度的繼續變小,材料中的吸附水開始蒸發,使顆粒表面水膜變薄,顆粒間距變小,分子力增加,導致其宏觀體積進一步收縮,這一階段的收縮量要比毛細管作用的影響大得多。
無機結合料穩定類混合料中有大量層狀結構的晶體或非晶體,如粘土礦物、火山灰反應生成物(如水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣)等,其間夾有大量層間水。隨著相對濕度的進一步下降,層間水在水化凝膠物中遷移或蒸發,致使晶格間距減小,從而引起整體材料的收縮。由上分析可見,含有較多粘土礦物和分散度大、比表面積大的穩定材料干縮性大。當石灰穩定土中粒料增加時,將降低整體材料的比表面積和含水量,并對凝膠物的收縮產生一定的抑制作用,從而可較大幅度地降低干燥收縮性。如含粒料的石灰穩定砂礫干縮系數小于石灰土,并隨著粒料含量的增多,干縮系數進一步減小。(見圖6-3)
由于結構強度的形成對材料的干縮有一定的制約作用。干縮系數隨著齡期的增長而減小,初期下降較快,隨后逐漸緩慢。6.1.2.3耐久性以細粒土為主的石灰土的干縮系數及溫縮系數都明顯大于石灰穩定集料,容易產生嚴重的收縮裂縫。如果將其作為瀝青路面基層,特別是當面層較薄時,裂縫會反射至瀝青面層上。在冰凍地區,用于潮濕路段的石灰土層中可能產生聚冰現象,從而導致石灰土結構的破壞,強度明顯下降。在非冰凍地區,如石灰土經常處于過分潮濕狀態,也不易形成較高強度的板體結構。
此外,石灰土的水穩定性明顯小于石灰穩定集料,在石灰土的強度沒有充分形成時,若路表水滲入石灰土表層數毫米以上就會軟化,即使是幾毫米的軟化層也會導致瀝青路面龜裂破壞。若路表水對石灰土表面產生沖刷作用,在瀝青路面較薄的情況下,沖刷形成的漿體即將唧出至表面,結果是裂縫下陷和路面變形,裂縫兩側將產生新的裂縫。
由于上述原因,石灰土禁止用作高等級路面的基層,只宜作為高等路面的底基層,或一般交通量道路的基層和底基層。砂礫或碎石含量50%的懸浮式石灰粒料也不宜用作高等級路面的基層。6.1.3石灰穩定類混合料組成材料的質量要求6.1.3.1石灰
石灰質量應符合表6-4中Ⅲ級以上消石灰或生石灰的技術指標。對于高速公路和一級公路,宜采用磨細生石灰粉。在使用時,應盡量縮短石灰的存放時間。石灰堆放在野外無覆蓋時,遭受風吹、雨淋和日曬,其有效氧化鈣和氧化鎂含量降低很快,放置三個月可從原來的80%降至40%左右,放置半年則可降至30%左右。如果石灰需要存放較長時間,應采取堆放成高堆,并采取覆蓋封存措施,妥善保管。
有效鈣含量在20%以上的等外石灰、貝殼石灰、珊瑚石灰、電石渣等的應用,應通過試驗,只有石灰穩定土的強度能符合表6-1規定或有關設計要求,就可以使用。6.1.3.2土
用于石灰穩定土的粘性土塑形指數范圍宜為15~20。塑形指數偏大的粘性土,要加強粉碎,粉碎后土塊最大尺寸不應大于15mm。塑形指數10以下的亞粘土和砂土,需要采用較多地石灰進行穩定,難以碾壓成型,應采用適宜的施工措施,或采用水泥穩定。土中的硫酸鹽含量不得超過0.8%,有機質含量不得超過30%。6.1.3.3集料
適宜作石灰穩定混合料的集料有:級配碎石、未篩分碎石、砂礫、碎石土、煤矸石和各種粒狀礦渣等。當用石灰穩定不含粘土或無塑形指數的粒料時,應添加15%左右的粘性土,因此石灰穩定集料實際上是石灰土穩定集料,該類混合料中粒料的含量應在80%以上,并具有有良好級配,當級配不好時,宜外加某種集料改善其級配。集料的最大粒料是影響石灰穩定土質量最為關鍵的因素之一。最大粒徑愈大,拌和機、平地機和攤鋪機等施工機械愈容易損壞,混合料產生粗細集料離析現象,鋪筑層也愈難達到較高的平整度要求。最大粒徑太小,則材料的穩定性不足,且增加石料的加工量。綜合考慮,集料的最大粒徑應符合表6-5中的要求。為了保證石灰穩定集料的強度和穩定性,所用的碎(礫)石的壓縮值應符合表6-5的規定。6.1.3.4水
人或牲畜飲用水源均可用于石灰穩定土的施工。遇有可疑水源時,應進行試驗鑒定。6.1.4石灰穩定類混合料的組成設計
6.1.4.1設計要求與設計原理
確定混合料中組成材料比例
石灰土:石灰劑量=石灰質量/干土質量
石灰集料:石灰:土:碎石(或砂礫)
確定混合料的最大干密度γmax和最佳含水量ω06.1.4.2設計方法石灰穩定土配合比設計的方法為:通過擊實試驗或計算,確定該穩定土的最大干密度和最佳含水量,按工地要求的壓實度制作試件,根據抗壓強度檢驗結果,確定材料配比。下面介紹《公路路面基層施工技術規范》(JTJ034-93)規定的方法1)確定石灰土中的石灰劑量2)石灰穩定集料的配合比設計
1)確定石灰土中的石灰劑量
步驟1:確定石灰土的最佳含水量和最大干密度
⑴石灰劑量范圍的確定
⑵石灰土的擊實試驗步驟2:強度檢驗
⑴試件計算干密度=γmax×壓實度(現場干密度/最大干密度)
⑵抗壓強度試驗:試件成型→試件養生→抗壓強度⑶計算強度特征參數
強度平均值:強度變異系數:步驟3:確定石灰劑量⑴計算石灰土的配制強度:⑵繪制強度與石灰劑量關系試驗2)石灰穩定集料的配合比設計
石灰穩定不含粘土的集料時,應添加粘性土。石灰同所加土的總質量與碎石(或礫石)的質量比宜為1:4。由于這類石灰土集料的室內抗壓強度(7d)往往較低,而在道路路面結構中的實際承載能力卻并不差,所以不能以表6-1中的規定值進行質量評定。在配合比設計時,可僅對石灰土做組成設計,此時石灰土的7d抗壓強度應滿足表6-1的設計要求,然后按所選定的石灰土與集料比例制備試件,石灰土穩定集料試件的7d抗壓強度測定值可僅作為積累資料。6.2石灰工業廢渣穩定土
常用工業廢渣品種——粉煤灰、煤渣、高爐礦渣、鋼渣以及其它冶金礦渣、煤矸石等礦物組成特點——活性Al2O3、SiO2或CaO,具有水硬性石灰粉煤灰穩定土
二灰——石灰粉煤灰二灰土——石灰粉煤灰穩定細粒土
二灰集料(或粒料)——石灰粉煤灰穩定砂礫、碎石、礦渣、煤矸石等6.2.1石灰粉煤灰穩定土的技術性質
6.2.1.1強度特征石灰自硬、粉煤灰材料的火山灰反應石灰粉煤灰的填充作用集料的骨架作用機械壓實石灰粉煤灰穩定土的強度形成機理與石灰穩定土基本相同,主要依靠集料的骨架作用和石灰粉煤灰的水硬性膠結及填充作用。由于粉煤灰能提供較多的活性氧化硅和氧化鋁礦物,在石灰的堿性激發作用下生成較多地水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣,具有較高的強度和穩定性。
6.2.1石灰粉煤灰穩定土的技術性質⑵強度特點較高的強度和穩定性早期強度較低,有著較高的后期強度粉煤灰是一種緩凝物質,導致二灰穩定土體系中的火山灰反應進程相當緩慢,因此二灰穩定土的強度隨齡期的增長而緩慢增長,早期強度較低,但到后期仍能保持一定的強度增長速率,有著較高的后期強度。二灰穩定土中粉煤灰的用量越多,初期強度就越低,后期強度增長幅度也就越大。摻加少量水泥或某些早強劑,可提高二灰穩定土的早期強度。⑶強度的主要影響因素粒料比例粉煤灰摻量越高早期強度越低,但不影響后期強度養生溫度6.2.1.2收縮特征及其影響因素⑴粒料含量
懸浮式二灰粒料>密實式二灰粒料
?密實式二灰粒料平均干縮系數為55×10-6,溫縮系數為4.2×10-6
?懸浮式二灰粒料平均干縮系數為109×10-6
,溫縮系數為6.7×10-6⑵結合料劑量
粉煤灰用量:石灰劑量一定,粉煤灰用量↑干縮系數和溫縮系數↓
石灰劑量:粉煤灰用量一定,石灰劑量↑干縮系數和溫縮系數↑⑶排序石灰土>石灰砂礫>石灰粉煤灰>二灰穩定砂礫6.2.1.3耐久性穩定性、抗凍性有較石灰穩定類有顯著的改善溫度收縮系數比石灰穩定類有所減小二灰土收縮性雖小于石灰土和水泥土,但仍具有相當的干縮變形,不允許應用于高等級道路的上基層6.2.2石灰粉煤灰穩定土組成材料的質量要求6.2.2.1石灰和粉煤灰
石灰質量:3級或3級以上消石灰或生石灰粉煤灰:SiO2+Al2O3+Fe2O3≥70%
燒失量≤20%
比面積≥2500cm2/g
濕粉煤灰的含水量≤35%6.2.2.2土
塑性指數12~20的粘性土(亞粘土)土中土塊的最大尺寸≤15mm,有機質含量≤10%6.2.2.3集料:
最大粒徑和壓碎值級配6.2.3石灰粉煤灰穩定土的配合比設計二灰穩定土的配合比設計原理與石灰穩定土相同。
《公路路面基層施工驗收規范》對石灰工業廢渣穩定混合料的材料配合比范圍,作出了如表6-10的規定。可按照6.1.4.2中方法確定二灰土或二灰集料的配合比。配合比計算法以“填充理論”為基礎,該理論認為:對于石灰穩定集料或二灰穩定集料,既要發揮結合料(石灰土或二灰)的膠結、穩定作用,又要充分發揮集料的嵌擠、骨架作用。所以,在一實方體積的混合料中,集料的占有量對穩定集料的性能有較大影響。
集料的合理占有量與施工機械的能量有關,施工機械的能量較大時,集料的占有量可以大些,當不得超過集料的緊裝密度狀態。如果集料太多,結合料可能不足,在實驗室雖可成型,在工地則難以拌合均勻,強度反而下降。集料太少,則集料顆粒懸浮于結合料中,沒有骨架作用,性質與穩定細粒土或懸浮式粒料接近。一般情況下,集料的占有量可處于集料的松裝與緊裝密度的平均狀態,為了保證結合料的膠結作用,并能被充分壓實,結合料的占有體積應控制在30%以上。6.3水泥穩定土水泥穩定土的特點具有較其它穩定土高的強度、剛度和穩定性與水泥混凝土的比較材料組成:水泥用量較低、允許混合料中含土施工方法:機械攤鋪、碾壓技術特性:強度小、耐久性差、抗裂性低6.3.1水泥穩定類土的技術性質6.3.1強度的形成與影響因素①組成材料水泥劑量:相同材料時→水泥劑量↑強度↑土質集料級配改善級配可以明顯增加水泥穩定集料的強度②養生溫度③延遲時間:從加水拌和開始到碾壓終了的時間延遲時間與水泥砂礫強度和干密度延遲時間越長,穩定土強度和密度的損失越大。在土質不變時,用終凝時間短的水泥時,延遲時間對混合料強度損失的影響大。在水泥不變的情況下,延遲時間為2h時,用中等粘土或礫質砂等制得的水泥穩定土強度可損失60%;用原狀砂礫或粗石灰石等)制得的混合料的強度損失只有20%左右,甚至沒有損失。6.3.1.2收縮特性及影響因素⑴溫度收縮:粘性土含量↑,溫度收縮系
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