1、內(nèi)蒙古河套大學土木工程學院 霍軼珍第二章第二章 石灰、水泥和穩(wěn)定土石灰、水泥和穩(wěn)定土 本節(jié)教學目標本節(jié)教學目標 知識教學點知識教學點 掌握石灰的主要技術(shù)性質(zhì)及技術(shù)標準掌握石灰的主要技術(shù)性質(zhì)及技術(shù)標準 能力訓(xùn)練點能力訓(xùn)練點 掌握石灰的應(yīng)用掌握石灰的應(yīng)用 概述膠凝材料的定義 經(jīng)過一系列的物理和化學變化，能夠產(chǎn)生凝結(jié)硬化，將塊狀或粉狀材料膠結(jié)起來，形成為一個整體的材料。膠凝材料的分類如瀝青、聚合物等膠凝材料無機膠凝材料有機膠凝材料氣硬性膠凝材料水硬性膠凝材料如：石灰、石膏、水玻璃等通稱為“水 泥”第一節(jié) 石 灰一、石灰的生產(chǎn)原材料 生產(chǎn)石灰的原材料包括天然石灰石和化工副產(chǎn)品。主要成分為CaCO3。生

2、產(chǎn)工藝煅燒 石灰生產(chǎn)過程，是石灰石煅燒過程。根據(jù)煅燒程度可分為欠火石灰、正火石灰、過火石灰。 CaCO3 = CaO + CO2MgCO3= MgO + CO2900700生石灰二、石灰的熟化硬化過程、石灰的品種石灰的硬化 Ca（OH）2從飽和溶液中析出，晶體互相交叉連生，從而提高強度。 Ca（OH）2空氣中的CO2發(fā)生化學反應(yīng)，形成CaCO3使石灰的強度逐漸提高。石灰的品種 按石灰中的氧化鎂含量的高低分 按成品的加工方法分塊狀生石灰、磨細生石灰粉、消石灰粉、石灰膏、石灰乳等。生石灰鈣質(zhì)石灰鎂質(zhì)石灰MgO5%MgO5%三、石灰的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)標準石灰的質(zhì)量等級 建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消

3、石灰粉按有效CaOMgO的含量，可分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級。具體指標見教材。石灰的特性1.可塑性好；2.生石灰吸濕性強，保水性好；3.凝結(jié)硬化慢、強度低 ；4.硬化后體積收縮大，易開裂；5.耐水性差 。四、石灰的應(yīng)用配制石灰砂漿和石灰乳；配制三合土和灰土；制作碳化石灰板；生產(chǎn)硅酸鹽制品；生產(chǎn)無熟料水泥。四、石灰的儲存生石灰儲存時間不宜過長，一般不超過一個月。作到“隨到隨化”。不得與易燃、易爆等危險液體物品混合存放和混合運輸。熟石灰在使用前必須陳伏15d以上，以防止過火石灰對建筑物產(chǎn)生的危害。河套大學水建系霍軼珍第二節(jié) 水 泥 本節(jié)教學目標本節(jié)教學目標 知識教學點知識教學點 水泥的特點

4、、適用范圍及分類 硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì) 能力訓(xùn)練點能力訓(xùn)練點 掌握水泥主要技術(shù)性質(zhì)的檢測方法 （試驗） 水泥的特點和適用范圍水泥的特點水泥是一種粉末狀材料，加水后拌合均勻形成的漿體，不僅能夠在干燥環(huán)境中凝結(jié)硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或發(fā)展其強度，形成具有堆聚結(jié)構(gòu)的人造石材。水泥適用范圍不僅適合用于干燥環(huán)境中的工程部位，而且也適合用于潮濕環(huán)境及水中的工程部位。水泥的分類按性能和用途分粉煤灰硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥水 泥通用水泥專用水泥特性水泥硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥石灰石硅酸鹽水泥如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大壩水泥等如白色硅酸鹽水泥、快凝快硬硅酸

5、鹽水泥等水泥的分類按主要水硬性物質(zhì)分水泥種類主要水硬性物質(zhì)主 要 品 種硅酸鹽水泥硅酸鈣絕大多數(shù)通用水泥、專用水泥和特性水泥鋁酸鹽水泥鋁酸鈣高鋁水泥、自應(yīng)力鋁酸鹽水泥、快硬高強鋁酸鹽水泥等。硫鋁酸鹽水泥無水硫鋁酸鈣硅酸二鈣有自應(yīng)力硫鋁酸鹽水泥、低堿度硫鋁酸鹽水泥、快硬硫鋁酸鹽水泥等鐵鋁酸鹽水泥鐵相、無水硫鋁酸鈣、硅酸二鈣有自應(yīng)力鐵鋁酸鹽水泥、膨脹鐵鋁酸鹽水泥、快硬鐵鋁酸鹽水泥等氟鋁酸鹽水泥氟鋁酸鈣、硅酸二鈣氟鋁酸鹽水泥等以火山灰或潛在水硬性材料以及其他活性材料為主要組分的水泥活性二氧化硅活性氧化鋁石灰火山灰水泥、石膏礦渣水泥、低熱鋼渣礦渣水泥等15硅酸鹽水泥一、硅酸鹽水泥的原材料和生產(chǎn)工藝硅酸

6、鹽水泥的原材料生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的原材料 石灰質(zhì)原料石灰質(zhì)原料 天然石灰石。也可采用與天然石灰石化學成分相似的材料如白堊、石灰石石等。 粘土質(zhì)原料粘土質(zhì)原料 主要為粘土，其主要化學成分為SiO2，其次為Al2O3和少量Fe2O3。 鐵礦粉鐵礦粉 采用赤鐵礦，化學成分為Fe2O3。 石膏石膏主要為天然石膏礦、無水硫酸鈣等 。混合材料 包括活性混合材料（粒化高爐礦渣、粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料等）和非活性混合材料（石灰石粉、磨細石英砂等）。硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝“兩磨一燒”工藝生產(chǎn)水泥的方法主要有干法立窯生產(chǎn)和濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)兩種 ；硅酸鹽水泥分為：型硅酸鹽水泥（不摻混合材料）和型硅酸鹽水泥（摻不超過5

7、%混合材料）。一、硅酸鹽水泥的原材料和生產(chǎn)工藝石灰石粘 土鐵礦粉生 料石 膏硅酸鹽水泥混合材料熟 料按比例混合磨細13501450煅燒磨細二、熟料的礦物組成及其特性熟料的礦物組成水泥熟料礦物硅酸二鈣鐵鋁酸四鈣游離氧化鈣和氧化鎂鋁酸三鈣硅酸三鈣堿類及雜質(zhì)2CaOSiO2，C2S4CaOAl2O3Fe2O3，C4AFfCaO和fMgO3CaOAl2O3，C3A3CaOSiO2，C3S化學式及簡寫二、熟料的礦物組成及其特性水泥熟料礦物的主要特性熟料礦物磨細加水，均能單獨與水發(fā)生化學反應(yīng)，其特點見上表。礦物名稱硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣含量范圍（質(zhì)量）376715307151018水化反應(yīng)速度

8、快慢最快快強 度高早期低，后期高低低（含量多時對抗折強度有利）水 化 熱較高低最高中三、硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化凝結(jié)硬化的概念凝結(jié)：水泥加水拌合而成的漿體，經(jīng)過一系列物理化學變化，漿體逐漸變稠失去可塑性而成為水泥石的過程；硬化：水泥石強度逐漸發(fā)展的過程稱為硬化。水泥的凝結(jié)過程和硬化過程是連續(xù)進行的。凝結(jié)過程較短暫，一般幾個小時即可完成；硬化過程是一個長期的過程，在一定溫度和濕度下可持續(xù)幾十年三、硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化熟料礦物的水化反應(yīng)硅酸三鈣2（3CaOSiO2）6H2O = 3CaO2SiO23H2O3Ca（OH）2硅酸二鈣2（2CaOSiO2）4H2O = 3CaO2SiO23H2OCa（O

9、H）2 鋁酸三鈣3CaOAl2O3H2O = 3CaOAl2O36H2O3CaOAl2O36H2O3（CaSO42H2O）19H2O = 3CaOAl2O33CaSO431H2O 鐵鋁酸四鈣4CaOAl2O3Fe2O37H2O = 3CaOAl2O36H2OCaOFe2O3H2O三、硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化熟料礦物的水化反應(yīng)過程水化初期 熟料礦物與水反應(yīng)的速度較快，使水化產(chǎn)物不斷地從液相中析出并聚集在水泥顆粒表面，形成以水化硅酸鈣凝膠為主體的凝膠薄膜，大約在1h左右即在凝膠薄膜外側(cè)及液相中形成粗短的針狀鈣礬石晶體。 水化中期 以水化硅酸鈣（CSH）和氫氧化鈣的快速形成為特征。水化后期 由于新生成

10、的水化產(chǎn)物的壓力，水泥顆粒薄膜的凝膠薄膜破裂，使水進入未水化水泥顆粒的表面，水化反應(yīng)繼續(xù)進行。水化產(chǎn)物之間互相交叉連生，不斷密實，固體之間的空隙不斷減小，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不斷加強，結(jié)構(gòu)逐漸緊密。 三、硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化DABCA凝膠體凝膠體（CSH凝膠，水化硅酸鈣凝膠）；凝膠，水化硅酸鈣凝膠）；B晶體晶體（氫氧化鈣、水化鋁酸鈣、水化硫鋁酸鈣）；（氫氧化鈣、水化鋁酸鈣、水化硫鋁酸鈣）；C孔隙孔隙（毛細孔、凝膠孔、氣孔等）；（毛細孔、凝膠孔、氣孔等）；D未水化的水泥顆粒未水化的水泥顆粒水泥石的結(jié)構(gòu)水泥石的結(jié)構(gòu) 1、水泥石主要由凝膠體、晶體、水泥石主要由凝膠體、晶體、 孔孔 隙、水、空氣和未水化的水泥顆

11、粒隙、水、空氣和未水化的水泥顆粒 等組成，存在固相、液相等組成，存在固相、液相 和氣相。和氣相。2、硬化后的水泥石是一種多相多孔、硬化后的水泥石是一種多相多孔 體系。體系。 3、水泥石的結(jié)構(gòu)（水化產(chǎn)物的種類、水泥石的結(jié)構(gòu)（水化產(chǎn)物的種類 及相對含量、孔的結(jié)構(gòu)）對其性及相對含量、孔的結(jié)構(gòu)）對其性 能影響最大能影響最大。 24技術(shù)性質(zhì)技術(shù)性質(zhì)硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥教學過程設(shè)計教學過程設(shè)計本節(jié)重點本節(jié)重點生產(chǎn)原料生產(chǎn)原料水化產(chǎn)物水化產(chǎn)物生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝熟料組成熟料組成凝結(jié)硬化凝結(jié)硬化檢查提問檢查提問講解新課講解新課強化訓(xùn)練強化訓(xùn)練1、下列那項不是生產(chǎn)硅酸鹽水泥的原料（、下列那項不是生產(chǎn)硅酸鹽水泥的原料

12、（ B ）A、石灰質(zhì)原料、石灰質(zhì)原料 （ CaO） B、鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣(C4AF)C 、粘土質(zhì)原料（、粘土質(zhì)原料（SiO2、Al2O3、Fe2O3）。）。 D、鐵礦粉、鐵礦粉 （ Fe2O3 ） E、石膏（、石膏（CaSOS4 ）2、硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝可以概括為（、硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝可以概括為（ ）3、由硅酸鹽水泥熟料，、由硅酸鹽水泥熟料，6%15%石灰石或粒化高爐礦渣、石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為（適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為（B ）A、硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥 B、普通硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥C、礦渣硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥 D、石灰石

13、硅酸鹽水泥、石灰石硅酸鹽水泥4、在生產(chǎn)水泥時必須摻入適量石膏是為了（、在生產(chǎn)水泥時必須摻入適量石膏是為了（ B ）A、提高水泥產(chǎn)量、提高水泥產(chǎn)量 B、延緩水泥凝結(jié)時間、延緩水泥凝結(jié)時間C、防止水泥石產(chǎn)生腐蝕、防止水泥石產(chǎn)生腐蝕 D、提高強度、提高強度5、硅酸鹽水泥熟料的四個主要礦物組成中（、硅酸鹽水泥熟料的四個主要礦物組成中（C ）水化反應(yīng)）水化反應(yīng)速度最快，（速度最快，（B ）的早期強度高，（）的早期強度高，（A）后期強度高。）后期強度高。（D）對水泥抗折強度起重要作用。）對水泥抗折強度起重要作用。A 、C2S B 、C3S C、 C3A D、C4AF6、水泥熟料水化產(chǎn)物主要有那些？注意、水

14、泥熟料水化產(chǎn)物主要有那些？注意Ca(OH)27、簡述凝結(jié)硬化的概念的概念。8、簡述水泥石的組成成分和基本結(jié)構(gòu)、簡述水泥石的組成成分和基本結(jié)構(gòu)？四、硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì) 新課教學目標新課教學目標1.掌握硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì)掌握硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì)2.掌握硅酸鹽水泥主要技術(shù)性質(zhì)的檢測掌握硅酸鹽水泥主要技術(shù)性質(zhì)的檢測方法（試驗）方法（試驗） 硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì)1.細度細度是指水泥顆粒的粗細程度。水泥顆粒的粗細，直接影響其水化反應(yīng)速度、活性和強度。國家標準中規(guī)定，水泥的細度用篩析法和比表面積法來測定。硅酸鹽水泥的細度為其比表面積大于300m2/kg。 見水泥細度試驗（負壓篩析儀）水泥

15、細度檢測 一、實驗?zāi)康模簷z驗普通水泥的細度是否達到國家標準規(guī)定的要求 二、主要儀器：負壓篩析儀 三、試驗步驟：稱試樣25g 篩分（負壓篩2分鐘） 稱篩余量（RS ） 計算篩余百分數(shù) 四、試驗結(jié)果判定： 篩余百分數(shù)10%,細度合格 硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì)2.凝結(jié)時間凝結(jié)時間 分為初凝時間和終凝時間。初凝時間是從加水至水泥漿開始失去塑性的時間；終凝時間是從加水至水泥漿完全失去塑性的時間。水泥初凝時間不宜過早，終凝時間不宜過遲。 國家標準GB1751999規(guī)定：硅酸鹽水泥初凝不得早于45min，終凝不得遲于6.5h。 硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì)3.體積安定性體積安定性是指水泥漿體硬化后體積變化的穩(wěn)定

16、性。水泥在硬化過程中體積變化不穩(wěn)定，即為體積安定性不良。 水泥安定性不良的原因： 熟料中含有過量的游離氧化鈣（fCaO），或含有過量的游離氧化鎂（fMgO）； 生產(chǎn)水泥時摻入的石膏過量。 國家標準GB1751999規(guī)定，硅酸鹽水泥的安定性用沸煮法檢驗必須合格。體積安定性不良的水泥嚴禁用于工程中。 硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì)4.強度及強度等級（1）膠砂強度 國家標準規(guī)定，水泥和標準砂按1：3.0質(zhì)量比混合，加入規(guī)定量的水（水灰比為0.50），經(jīng)標準試驗方法攪拌成型。制成40mm40mm160mm的標準試件，在標準條件（1d溫度為201，相對濕度90以上的空氣中帶模養(yǎng)護；1d以后拆模，放入201的水

17、中養(yǎng)護）下養(yǎng)護。根據(jù)水泥品種不同，分別測定3d、28d的抗折強度和抗壓強度，即為水泥的膠砂強度。 硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì)（2）強度等級 根據(jù)水泥的膠砂強度劃分的級別稱為強度等級。硅酸鹽水泥的強度等級劃分為42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R共六個等級。表的 規(guī)定。強度等級抗壓強度，MPa抗折強度，MPa3d28d3d28d42.542.5R52.552.5R62.562.5R17.022.023.027.028.032.042.542.552.552.562.54.05.05.07.07.08.08.0注：R型為早強型，主要是

18、3d強度較高。 硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì)6.水化熱水泥的水化熱是指在水化過程中的放熱量，單位為kJ/kg。水化熱的高低與熟料礦物的相對含量有關(guān)。鋁酸三鈣、硅酸三鈣的水化熱高，而鐵鋁酸四鈣、硅酸二鈣的水化熱較低。因此要降低水化熱，可適當減少鋁酸三鈣和硅酸三鈣的含量。水化熱主要對大體積混凝土工程有影響。對于大體積混凝土工程，應(yīng)選擇水化熱較低的水泥，或者采取特殊措施降低水化熱的危害。 1、水泥中的石膏摻量過多時，會導(dǎo)致（、水泥中的石膏摻量過多時，會導(dǎo)致（ C ）。）。 A、緩凝、緩凝 B、快凝、快凝 C、體積安定性不良、體積安定性不良 D、水泥石收縮、水泥石收縮2、國家標準規(guī)定：普通硅酸鹽水泥初凝（

19、、國家標準規(guī)定：普通硅酸鹽水泥初凝（C ）45min，終凝，終凝（D ）6.5h A、等于、等于 B、小于、小于C、不得小于、不得小于 D、大于等于、大于等于3、引起水泥安定性不良的原因有（、引起水泥安定性不良的原因有（B ）、（）、（ C）和（）和（D ）。）。 A、石膏摻量不足、石膏摻量不足 B、石膏摻量過多、石膏摻量過多 C、游離氧化鈣含量超標、游離氧化鈣含量超標 D、游離氧化鎂含量超標、游離氧化鎂含量超標4、普通硅酸鹽水泥和硅酸鹽水泥的細度指標是（、普通硅酸鹽水泥和硅酸鹽水泥的細度指標是（B） A 、80m方孔篩篩余量方孔篩篩余量 B、比表面積、比表面積 C、0.2mm方孔篩篩余量方孔

20、篩篩余量 D、破碎指標、破碎指標5、水泥的體積安定性用（、水泥的體積安定性用（ A ）檢測必須合格。）檢測必須合格。 A 沸煮法沸煮法 B 坍落度法坍落度法 C 維勃稠度法維勃稠度法 D 篩分析法篩分析法6、根據(jù)水泥品種不同，分別測定（、根據(jù)水泥品種不同，分別測定（ C ），即為水泥的膠砂），即為水泥的膠砂強度。強度。 A、3d、7d、28d抗壓強度抗壓強度 B、7d、28d抗壓強抗壓強 C、 3d、28d抗折強度和抗壓強度抗折強度和抗壓強度 D、28d抗壓強度抗壓強度 一、名詞解釋：1、水泥標準稠度 2、初凝時間3、終凝時間 4、體積安定性二、簡答題：1、如何測定水泥的標準稠度用水量？如何測

21、定初凝時間、終凝時間？用到那些儀器設(shè)備？2、水泥那些技術(shù)性質(zhì)不合格為廢品，水泥那些技術(shù)性質(zhì)不合格為不合格品？ 課后思考及作業(yè)題3、影響水泥體積安定性的主要因素有那些？如何檢驗體積安定性？4、簡述硅酸鹽水泥的技術(shù)標準。四、硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì)1.密度、堆積密度和各成分含量技術(shù)性質(zhì)質(zhì) 量 標 準密度，kg/m331003200堆積密度，kg/m313001600不溶物型：不溶物不得超過0.75；型：不溶物不得超過1.50燒失量型：燒失量不得大于3.0；型：燒失量不得大于3.5氧化鎂水泥中氧化鎂含量不宜超過5.0。如果水泥經(jīng)壓蒸法檢驗安定性合格，則水泥中氧化鎂含量可放寬至6.0三氧化硫3.5堿含

22、量水泥中堿含量按Na2O0.658K2O計算值來表示。若使用活性集料，用戶要求提供低堿水泥時，水泥中堿含量不得大于0.60或由供需雙方商定注：表中百分數(shù)均為質(zhì)量百分數(shù)。五、水泥石的腐蝕及防止水泥石腐蝕的方式（1）軟水侵蝕（溶出性侵蝕）（2）酸的腐蝕（溶解性化學腐蝕） 一般酸的腐蝕 碳酸水的腐蝕（3）硫酸鹽腐蝕（膨脹性化學腐蝕）（4）強堿腐蝕防止水泥石腐蝕的措施（1）根據(jù)工程的環(huán)境特點，合理選擇水泥品種。（2）提高混凝土的密實度。（3）在水泥石結(jié)構(gòu)的表面設(shè)置保護層。六、硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用凝結(jié)硬化快，早期及后期強度均高，適用于有早強要求的工程。抗凍性好，適合水工混凝土和抗凍性要求高的工程。耐腐

23、蝕性差，因水化后氫氧化鈣和水化鋁酸鈣的含量較多。水化熱高，不宜用于大體積混凝土工程。但有利于低溫季節(jié)蓄熱法施工。抗碳化性好。因水化后氫氧化鈣含量較多，故水泥石的堿度不易降低，對鋼筋的保護作用強。適用于空氣中二氧化碳濃度高的環(huán)境。耐熱性差。因水化后氫氧化鈣含量高。不適用于承受高溫作用的混凝土工程。耐磨性好，適用于高速公路、道路和地面工程。摻混合材料的硅酸鹽水泥混合材料及其分類 混合材料 為了改善水泥性能、提高水泥的產(chǎn)量，在生產(chǎn)時摻入的天然或人工礦物質(zhì)材料。活性混合材料 具有潛在水硬性或火山灰特性，或者兼具有潛在水硬性和火山灰特性的混合材料。 粒化高爐礦渣； 粉煤灰； 火山灰質(zhì)混合材料非活性混合材

24、料 不具有潛在水硬性或質(zhì)量活性指標不能達到規(guī)定要求的混合材料。如磨細石灰石粉、磨細石英砂等。一、普通硅酸鹽水泥（代號PO）定義硅酸鹽水泥熟料61的混合材料適量石膏技術(shù)性質(zhì)要求（與硅酸鹽水泥相比）相同點 MgO含量、SO3含量、初凝時間、安定性的技術(shù)要求相同。不同點 細度：80m方孔篩篩余量不超過10.0%； 終凝時間：不遲于10h； 燒失量：不得大于5.0%；一、普通硅酸鹽水泥 強度等級：普通硅酸鹽水泥分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六個強度等級。各齡期的強度不低于下表的規(guī)定。強度等級抗壓強度，MPa抗折強度，MPa3d28d3d28d32.532.5R42

25、.542.5R52.552.5R11.016.016.021.022.026.032.532.542.542.552.53.54.04.05.06.57.07.0一、普通硅酸鹽水泥主要特性（1）早期強度略低，后期強度高。（2）水化熱略低。（3）抗?jié)B性好，抗凍性好，抗碳化能力強。（4）抗侵蝕、抗腐蝕能力稍好。（5）耐磨性較好；耐熱性能較好。應(yīng)用普通硅酸鹽水泥的應(yīng)用范圍和硅酸鹽水泥相同。二、礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥定義技術(shù)性質(zhì)要求（與普通水泥相比）相同點 MgO含量、細度、凝結(jié)時間、安定性的技術(shù)要求相同。不同點熟料適量石膏20%70%粒化高爐礦渣20%

26、40%粉煤灰20%50%火山灰質(zhì)混合材料礦渣水泥（PO）粉煤灰水泥（PS）火山灰水泥（PP）磨細磨細磨細二、礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥 三氧化硫含量：礦渣水泥不超過4.0；火山灰質(zhì)水泥、粉煤灰水泥不得超過3.5。 強度等級：強度等級劃分為32.5，32.5R，42.5，42.5R，52.5，52.5R共六個等級。各齡期的強度要求見下表。 密度：水泥的密度為28003000kg/m3。強度等級抗壓強度，MPa）抗折強度，MPa3d28d3d28d32.510.032.5R15.042.515.042.5R19.042.54.06.

27、552.521.052.54.07.052.5R23.0二、礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥主要特性（與硅酸鹽水泥、普通水泥相比）三種水泥的共同特性 凝結(jié)硬化較慢，早強強度較低，后期強度增長較快； 水化熱較低，放熱速度慢； 抗硫酸鹽腐蝕和抗水性較好； 蒸汽養(yǎng)護適應(yīng)性好； 抗凍性、耐磨性及抗碳化性能較差。三種水泥各自特性 礦渣水泥的抗?jié)B性較差，但耐熱性好，可用于溫度不高于200的混凝土工程中。 火山灰水泥的抗?jié)B性好，但干縮較大，不適用于長期處于干燥環(huán)境中的混凝土工程。 粉煤灰水泥干縮小，抗裂性好。 三、復(fù)合硅酸鹽水泥和石灰石硅酸鹽水泥 復(fù)合硅酸鹽水泥（PC） 與硅酸鹽水泥相比

28、，由于摻入了兩種或兩種以上的混合材料，復(fù)合水泥的水化熱較低；早期強度較高，其強度要求與普通水泥的強度要求相同。 石灰石硅酸鹽水泥（PL）凡由硅酸鹽水泥熟料和石灰石、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料稱為石灰石硅酸鹽水泥。石灰石硅酸鹽水泥的技術(shù)要求應(yīng)符合相應(yīng)標準的規(guī)定。四、通用水泥的驗收和保管(一)、通用水泥的驗收包裝標志和數(shù)量的驗收 包裝標志的驗收 包裝有袋裝和散裝兩種 袋裝水泥在包裝袋上應(yīng)清楚地標明產(chǎn)品名稱、代號、凈含量、強度等級、生產(chǎn)許可證編號、生產(chǎn)者名稱和地址、出廠編號、執(zhí)行標準號、包裝年月日等主要包裝標志。 摻火山灰質(zhì)混合材料的普通硅酸鹽水泥，必須在包裝上標上“摻火山灰”字樣。 包裝袋兩

29、側(cè)應(yīng)印有水泥名稱和強度等級。 印刷字體顏色： 硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥紅色； 礦渣硅酸鹽水泥綠色； 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥黑色 。 散裝水泥供應(yīng)時須提交與袋裝水泥標志內(nèi)容相同的卡片。(一)、通用水泥的驗收數(shù)量的驗收 袋裝水泥每袋凈含量為50kg，且不得少于標志質(zhì)量的98；隨機抽取20袋總質(zhì)量不得少于1000kg。質(zhì)量的驗收 檢查出廠合格證和試驗報告 ；復(fù)驗 ；仲裁檢驗 。(一)、通用水泥的驗收廢品及不合格品的規(guī)定 廢品 凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時間、安定性中的任一項不符合相應(yīng)標準規(guī)定的通用水泥，均為廢品。 不合格品 對于通用水泥，凡有下列情況之一者，均為不合格品。 硅酸鹽水泥，

30、普通水泥：凡不溶物、燒失量、細度、終凝時間中任一項不符合標準規(guī)定者；礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥：凡細度、終凝時間中任一項不符合標準規(guī)定者。 摻混合材料硅酸鹽水泥混合材料摻量超過最大限值或強度低于商品強度等級規(guī)定的指標者。 水泥出廠的主要包裝標志中水泥品種、強度等級、工廠名稱和出廠編號不全者。 (二)、通用水泥的保管不同品種和不同強度等級的水泥要分別存放，不得混雜。防水防潮，做到“上蓋下墊”。堆垛不宜過高，一般不超過10袋，場地狹窄時最多不超過15袋。儲存期不能過長，通用水泥不超過三個月。水泥儲存期超過三個月，水泥會受潮結(jié)塊，強度大幅度降低，會影響水泥的使用 。高鋁水泥一、鋁酸鹽

31、水泥定義 以石灰?guī)r和礬土為主要原料，配制成適當成分的生料，燒至全部或部分熔融所得以鋁酸鈣為主要礦物的熟料，經(jīng)磨細而成的水硬性膠凝材料，代號CA。主要礦物成分鋁酸一鈣（CaOAl2O3簡寫 CA）凝結(jié)正常，硬化迅速，為鋁酸鹽水泥強度的主要來源。二鋁酸一鈣（CaO2Al2O3簡寫 CA2），其特點是凝結(jié)硬化慢，早期強度較低，后期強度高。此外還有少量水化極快、凝結(jié)迅速而強度不高的七鋁酸十二鈣（127）以及膠凝性極差的鋁方柱石（C2AS）、六鋁酸一鈣（CA6）等礦物。一、鋁酸鹽水泥鋁酸鹽水泥的水化與硬化 當溫度低于30時，水化生成水化鋁酸鈣（CAH10）、水化鋁酸二鈣（C2AH8）、氫氧化鋁凝膠（AH

32、3）。鋁酸鹽水泥的硬化過程與硅酸鹽水泥基本相似。CAH10、C2AH8都屬六方晶系，其晶體呈片狀或針狀，互相交錯攀附，重疊結(jié)合，可形成堅強的結(jié)晶共生體，使水泥獲得很高的強度。氫氧化鋁凝膠又填充于晶體骨架的空隙，所以能形成比較致密的結(jié)構(gòu)。 當溫度高于30時，水化生成立方晶系的水化鋁酸三鈣（C3AH6）、氫氧化鋁凝膠（AH3）。此時形成的水泥石孔隙率很大，強度較低。因而鋁酸鹽水泥不宜在高于30的條件下養(yǎng)護。OHOAlOHOAlCaOOHOAlCaO23223223238211)( 2水化鋁酸二鈣 氫氧化鋁凝膠一、鋁酸鹽水泥鋁酸鹽水泥的技術(shù)要求 細度 比表面積不小于300 m2/kg或0.045mm

33、篩余不大于20%。 凝結(jié)時間 按GB201-2000規(guī)定的標準稠度膠砂測得的凝結(jié)時間應(yīng)符合如下要求：CA-50、CA-70、CA-80鋁酸鹽水泥的初凝時間不早于30min，終凝時間應(yīng)不遲于6；CA-60鋁酸鹽水泥的初凝時間不早于60min，終凝時間應(yīng)不遲于18。 強度 鋁酸鹽水泥按照Al2O3含量分為四類。各類型鋁酸鹽水泥的不同齡期強度值不得低于GB201-2000的規(guī)定。 鋁酸鹽水泥受到高溫作用時，由于產(chǎn)生了固相反應(yīng)，燒結(jié)結(jié)合代替了水化結(jié)合，因而具有良好的耐高溫性能。一、鋁酸鹽水泥鋁酸鹽水泥的特性與應(yīng)用早期強度很高，故適用于工期緊急的工程。抗?jié)B性、抗凍性好。抗硫酸鹽腐蝕性好。水化放熱極快且放

34、熱量大，不得應(yīng)用于大體積混凝土工程。耐熱性好。高溫下產(chǎn)生燒結(jié)作用，具有良好的耐高溫性能，較高的強度，故適合耐熱工程。長期強度降低較大，不適合長期承載結(jié)構(gòu)。 其他品種水泥一、道路硅酸鹽水泥 定義 以道路硅酸鹽水泥熟料，活性混合材料和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料稱為道路硅酸鹽水泥，簡稱道路水泥。 技術(shù)要求 道路水泥中鋁酸三鈣含量不大于5.0，鐵鋁酸四鈣含量不小于16.0，游離CaO含量不大于1.0 。 特性 道路硅酸鹽水泥強度較高，特別是抗折強度高、耐磨性好、干縮率低，抗沖擊性、抗凍性和抗硫酸鹽侵蝕能力比較好。 應(yīng)用 適用于水泥混凝土路面、機場跑道、車站及公共廣場等工程的面層混凝土中應(yīng)用。二、

35、中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣硅酸鹽水泥中熱硅酸鹽水泥 由適當成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，磨細制成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料，稱為中熱硅酸鹽水泥。低熱礦渣硅酸鹽水泥 由適當成分的硅酸鹽水泥熟料，加入礦渣、適量石膏，磨細制成的具有低水化熱的水硬性膠凝材料，稱為低熱礦渣硅酸鹽水泥，簡稱低熱礦渣水泥。三、白色硅酸鹽水泥和彩色硅酸鹽水泥白色硅酸鹽水泥的組成、性質(zhì)與硅酸鹽水泥基本相同，所不同的是在配料和生產(chǎn)過程中嚴格控制著色氧化物（Fe2O3、MnO、Cr2O3、TiO2等）的含量。彩色硅酸鹽水泥簡稱彩色水泥。它是用白水泥熟料，適量石膏和耐堿礦物顏料共同磨細而制成的。白水泥和彩色水泥廣泛地應(yīng)用于

36、建筑裝修中。如制作彩色水磨石、飾面磚、錦磚、玻璃馬賽克以及制作水刷石、斬假石、水泥花磚等。本章小結(jié)（1）水泥按性能和用途分為通用水泥、專用水泥和特性水泥三大類； （2）通用水泥主要包括七大品種；（3）通用水泥的細度、凝結(jié)時間、體積安定性和強度，是評定水泥質(zhì)量的技術(shù)指標。（4）通用水泥的定義、主要技術(shù)性質(zhì)、特性及應(yīng)用、驗收和保管等內(nèi)容，是本章的重點內(nèi)容。（5）專用水泥和特性水泥，了解其特性及應(yīng)用。 第三節(jié)第三節(jié) 穩(wěn)定土穩(wěn)定土材料材料 霍霍 軼軼 珍珍內(nèi)蒙古河套大學土木工程學院內(nèi)蒙古河套大學土木工程學院 本節(jié)教學目標本節(jié)教學目標 知識教學點知識教學點 穩(wěn)定土的組成材料的種類 穩(wěn)定土技術(shù)性質(zhì)與組成設(shè)

37、計 穩(wěn)定土的強度試驗方法 能力訓(xùn)練點能力訓(xùn)練點 穩(wěn)定土的強度試驗方法 及結(jié)合料劑量確定方法 本章內(nèi)容要點1.定義和及組成材料2.適用范圍及分類 3. 相關(guān)知識拓展4. 結(jié)構(gòu)定位及功能5. 力學性能 6.配合比設(shè)計 8.施工工藝及控制6.綜合性能 一.穩(wěn)定土的定義及組成材料 定義：在各種粉碎或原來松散的土、或礦質(zhì)碎定義：在各種粉碎或原來松散的土、或礦質(zhì)碎（礫）石、或工業(yè)廢渣中，摻入一定數(shù)量的無（礫）石、或工業(yè)廢渣中，摻入一定數(shù)量的無機結(jié)合料（如石灰、水泥）及水，經(jīng)拌和得到機結(jié)合料（如石灰、水泥）及水，經(jīng)拌和得到的混合料，經(jīng)壓實及養(yǎng)生后，具有一定的強度的混合料，經(jīng)壓實及養(yǎng)生后，具有一定的強度和穩(wěn)定

38、性，在廣義上統(tǒng)稱為無機結(jié)合料穩(wěn)定類和穩(wěn)定性，在廣義上統(tǒng)稱為無機結(jié)合料穩(wěn)定類混合料，或無機結(jié)合料穩(wěn)定土。混合料，或無機結(jié)合料穩(wěn)定土。 無機結(jié)合料穩(wěn)定材料又稱為“半剛性材料”組成材料（一）穩(wěn)定土的基本材料組成穩(wěn)定土的基本材料是土，一般規(guī)定土的液限不大于40%，塑性指數(shù)不大于20%，且級配良好。（二）穩(wěn)定土的外摻材料1、石灰：各種化學組成的石灰均可用于穩(wěn)定土，石灰的最佳劑量，對粘性土和粉性土為干土重的8%16%，對砂性土為干土重的10%18%。石灰的穩(wěn)定效果：可使土粒膠結(jié)成整體，密實性提高，水穩(wěn)定性提高，強度提高。 一、一、 穩(wěn)定土材料的定義組成穩(wěn)定土材料的定義組成2、水泥：各種水泥均可都可用于穩(wěn)定

39、土，通常情況下硅酸鹽水泥比鋁酸鹽水泥的穩(wěn)定效果好。在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能降低水泥的用量。3、粉煤灰：粉煤灰加入土中既能起填充的作用，又能與石灰反應(yīng)，生成起膠結(jié)作用的產(chǎn)物，從而達到改善穩(wěn)定土的水穩(wěn)定性、提高強度與密實度的目的。4、瀝青：各種瀝青，包括：石油瀝青、煤瀝青、乳化瀝青、瀝青膏漿等均可用于拌合穩(wěn)定土。一般情況下多用液體瀝青。瀝青加入土或集料中，可分兩種類型：結(jié)構(gòu)瀝青：利于提高瀝青穩(wěn)定土的水穩(wěn)定與強度。自由瀝青：在穩(wěn)定土壓實時起潤滑和填充的作用。 二二. . 穩(wěn)定土使用范圍及分類穩(wěn)定土使用范圍及分類使用范圍：使用范圍：適用于路面的基層及底基層，不適用于路面的面層。穩(wěn)定土分類：穩(wěn)定土分

40、類： 按所用結(jié)合料可分為以下幾種： 1）石灰穩(wěn)定土； 2）水泥穩(wěn)定土； 3）瀝青穩(wěn)定土； 4）石灰穩(wěn)定工業(yè)廢渣； 5）綜合穩(wěn)定土等二二. . 穩(wěn)定土適用范圍及分類穩(wěn)定土適用范圍及分類按結(jié)合料類型分： 水泥穩(wěn)定材料（水泥穩(wěn)定碎石等） 石灰穩(wěn)定材料（石灰土等） 石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定材料（石灰粉煤灰碎石，簡稱二灰碎石）按土的顆粒組成分： 穩(wěn)定粗粒土（二灰穩(wěn)定碎石等，常用做基層） 穩(wěn)定中粒土（水泥穩(wěn)定砂礫等，常用做基層） 穩(wěn)定細粒土（二灰穩(wěn)定土等，常用做底基層）分類：無機結(jié)合料穩(wěn)定混合料無機結(jié)合料穩(wěn)定混合料半剛性基層材料半剛性基層材料石灰石灰水泥水泥工業(yè)廢渣工業(yè)廢渣砂礫土砂礫土碎石土碎石土礦渣集料礦渣集料

41、細粒土細粒土中粒土中粒土粗粒土粗粒土 路面基層材料的類型路面基層材料的類型 粒料類：級配型集料、填隙碎石粒料類：級配型集料、填隙碎石 結(jié)合料穩(wěn)定類：結(jié)合料穩(wěn)定類： 有機結(jié)合料有機結(jié)合料瀝青混和料瀝青混和料 無機結(jié)合料：無機結(jié)合料： 石灰穩(wěn)定類石灰穩(wěn)定類 水泥穩(wěn)定類水泥穩(wěn)定類 水泥石灰穩(wěn)定類水泥石灰穩(wěn)定類 石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定類石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定類 三、相關(guān)知識拓展三、相關(guān)知識拓展 三、相關(guān)知識拓展三、相關(guān)知識拓展無機結(jié)合料穩(wěn)定材料 在破碎的或原來松散的土（包括各種粗、中、細粒土）中，摻入足量的水泥、石灰或工業(yè)廢渣材料和水，經(jīng)拌和得到的混合料，在壓實和養(yǎng)生后，抗壓強度符合規(guī)定要求的混合料。半剛性材料

42、用水泥、石灰等無機結(jié)合料處治的土或碎（礫）石及含有水硬性結(jié)合料的工業(yè)廢渣鋪筑的基層，前期具有柔性路面的性質(zhì)，后期強度和剛度有大幅度的增長，但仍遠小于水泥混凝土。 強度來源強度特征 三、相關(guān)知識拓展三、相關(guān)知識拓展“半剛性”的由來瀝青混合料、級配碎石無機結(jié)合料穩(wěn)定材料水泥混凝土25000剛性由于無機結(jié)合料穩(wěn)定材料的剛度介于柔性和剛性之間，因此也被稱為“半剛性材料”。 四、結(jié)構(gòu)定位及功能大多用做瀝青路面或水泥路面的基層或底基層。面層瀝青混凝土水泥混凝土基層無機結(jié)合料穩(wěn)定材料底基層無機結(jié)合料穩(wěn)定材料土基壓實土改善土最適合這兩最適合這兩個層次的工個層次的工作！作！四、結(jié)構(gòu)定位及功能承受車輛荷載的作用，

43、起主要承重層的作用； 優(yōu)化材料設(shè)計，盡量減小路面的反射裂縫；優(yōu)化材料設(shè)計，增強抵抗水損害的能力。面層瀝青混凝土水泥混凝土基層無機結(jié)合料穩(wěn)定材料底基層無機結(jié)合料穩(wěn)定材料土基壓實土改善土四、結(jié)構(gòu)定位及主要功能路面裂縫基層開裂在荷載和溫度的反復(fù)作用下，無機結(jié)合料基層上的裂縫逐漸向上反射，形成瀝青路面的裂縫。無機結(jié)合料穩(wěn)定材料基層為什么會開裂？為什么說反射裂縫不可避免？瀝青路面主要病害之一：反射裂縫四、結(jié)構(gòu)定位及功能在瀝青路面上產(chǎn)生反射裂縫后，水沿裂縫面逐漸滲入基層頂面，在高速車載的作用下，高壓水流不斷沖刷無機結(jié)合料穩(wěn)定材料基層上的細小顆粒，逐漸泵吸到路面，形成唧泥。路面唧泥為什么無機結(jié)合料穩(wěn)定材料基

44、層瀝青路面上的水損害比較嚴重？采取哪些措施可以盡量避免這種破壞的發(fā)生？瀝青路面主要病害之二：水損害五、力學性能1.強度作用原理a（水泥穩(wěn)定材料水泥穩(wěn)定材料）（1）水泥水化作用（2）離子交換作用（3）化學激發(fā)作用（4）碳酸化作用五、力學性能1.強度作用原理a（水泥穩(wěn)定材料水泥穩(wěn)定材料）（1）水泥水化作用 硅酸三鈣 3CaOSiO2 （C3S） 硅酸二鈣 2CaOSiO2 （C2S） 鋁酸三鈣 3CaOAl2O3 （C3A） 鐵鋁酸四鈣 4CaOAl2O3Fe2O3 （C4AF）CHHSCOHSC36232323CHHSCOHSC323224263236AHCOHAC74247AFHCOHAFC強

45、度形成的主要來源。水泥成分水泥成分五、力學性能硅酸鹽水泥主要礦物組成與特性礦物組成硅酸三鈣（C3S）硅酸二鈣（C2S）鋁酸三鈣（C3A）鐵鋁酸四鈣（C4AF）與水反應(yīng)速度中慢快中水 化 熱中低高中對強度的作用早 期良差良良后 期良優(yōu)中中耐化學侵蝕中良差優(yōu)干縮性中小大小大致含量（）35651040015515五、力學性能1.強度作用原理a（水泥穩(wěn)定材料水泥穩(wěn)定材料） 兩種水泥水化作用的區(qū)別（水泥穩(wěn)定土 VS 水泥混凝土）土具有非常高的比表面積和親水性；水泥穩(wěn)定土中的水泥含量較少；土對水泥的水化產(chǎn)物具有強烈的吸附性；在一些土中常存在酸性介質(zhì)環(huán)境。pause4五、力學性能1.強度作用原理a（水泥穩(wěn)定

46、材料水泥穩(wěn)定材料）（2）離子交換作用 水泥水化產(chǎn)物中的Ca(OH)2含量很高，易形成富含Ca2+的堿性溶液環(huán)境； 當溶液中富含Ca2+時，因為Ca2+的電價高于K+、Na+等離子，因此與電位離子的吸引力較強，從而取代了K+、Na+，成為反離子，同時Ca2+使雙電層電位的降低速度加快。 Ca2+ K+、Na+增加強度和穩(wěn)定度。五、力學性能1.強度作用原理a（水泥穩(wěn)定材料水泥穩(wěn)定材料）（3）化學激發(fā)作用 Ca2+的化學激發(fā)作用 當粘土顆粒周圍介質(zhì)的PH值增加到一定程度時，粘土礦物中的部分SiO2和Al2O3的活性將被激發(fā)出來，與溶液中的Ca2+進行反應(yīng)，生成新的礦物，這些礦物主要是硅酸鈣和鋁酸鈣系

47、列，如4CaO5SiO25H2O、4CaOAl2O319H2O、3CaOAl2O316H2O、CaOAl2O310H2O等。 增加強度和水穩(wěn)定性。五、力學性能1.強度作用原理a（水泥穩(wěn)定材料水泥穩(wěn)定材料）（4）碳酸化作用 水泥水化生成的Ca(OH)2，除了可與粘土礦物發(fā)生化學反應(yīng)外，還可以進一步與空氣中的CO2發(fā)生碳化反應(yīng)并生成碳酸鈣晶體。 反應(yīng)緩慢，作用較弱。OHnCaCOOnHCOOHCa23222) 1()(五、力學性能1.強度作用原理b（石灰穩(wěn)定材料石灰穩(wěn)定材料）生石灰的主要成分：氧化鈣CaO和氧化鎂MgO生石灰的熟化和硬化：熟化：（消石灰或熟石灰） CaOH2OCa(OH)265.9

48、kJ/mol 硬化： 結(jié)晶和碳酸化石灰的技術(shù)指標(JTJ 034-2000,表4.2.2)類別與指標項目鈣質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰鈣質(zhì)消石灰鎂質(zhì)消石灰IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII有效鈣加氧化鎂（%）858070807565656055605550未消解殘渣（5mm圓孔篩的篩余）（%） 71117101420含水量（%）444444細度0.71mm方孔篩篩余（%） 0110110.125mm方孔篩累計篩余（%） 13201320鈣鎂石灰的分類界限，MgO含量(%)5544五、力學性能1.強度作用原理b（石灰穩(wěn)定材料石灰穩(wěn)定材料）（1）離子交換作用（初期強度）（2）碳酸化反應(yīng)（后期強

49、度）（3）火山灰反應(yīng)（中后期強度）（4）氫氧化鈣的結(jié)晶反應(yīng) OnHSiOCaOOmHOHxCaSiO22222OnHOAlCaOOmHOHxCaOAl2322232OnHOHCaOnHOHCa2222)(強度主要來源。五、力學性能1.強度作用原理c（工業(yè)廢渣穩(wěn)定材料工業(yè)廢渣穩(wěn)定材料）（1）常用材料：粉煤灰粉煤灰（2）粉煤灰的相關(guān)參數(shù)： 密 度：19002400kg/m3（常見） 25002800kg/m3（高鈣15） 比表面積：27003500cm2/g 最佳粒徑：530m濕排灰、干排灰 1、土質(zhì)對于石灰穩(wěn)定土和石灰粉煤灰穩(wěn)定土，用塑性指數(shù)為10%20%的粘性土較適宜，不適宜用塑性指數(shù)小于10

50、%的低塑性土及重粘土。對于水泥穩(wěn)定土，可用各種砂礫、粉土和粘土，但級配良好的粗、中顆粒的土比單純粘性土較適宜。2、穩(wěn)定劑品種及用量當采用石灰穩(wěn)定劑時，必須測定石灰中有效氧化鈣和氧化鎂的含量，宜用技術(shù)等級為3級以上的石灰。用水泥穩(wěn)定時，硅酸鹽水泥比鋁酸鹽水泥效果好一些，不宜采用快硬或早強水泥。水泥穩(wěn)定土的強度隨水泥劑量增加而增加，石灰穩(wěn)定土的強度則存在一個最佳石灰劑量值，超過或低于此值，石灰穩(wěn)定土的強度則降低。 六、影響穩(wěn)定土強度的因素六、影響穩(wěn)定土強度的因素3.含水量存在一個最佳含水量。4.密實度希望密實度越大越好。5.施工時間長短的影響主要針對水泥穩(wěn)定土，要求其從開始加水到完全壓實的時間盡可

51、能短，一般不要超過6h。6.養(yǎng)生條件穩(wěn)定土必須在適當?shù)臏囟取穸认吗B(yǎng)護，其強度才會不斷提高。七、無機結(jié)合料力學性能特點無機結(jié)合料穩(wěn)定材料力學性能特點具有較大的抗壓強度和一定的抗拉強度強度隨齡期齡期逐漸增長，但后期增加幅度較小環(huán)境溫度溫度對半剛性材料強度的形成和發(fā)展有很大影響無機結(jié)合料穩(wěn)定材料強度的時-溫轉(zhuǎn)換特性無機結(jié)合料穩(wěn)定材料的剛度介于剛性材料和柔性材料之間pause4 小 結(jié)1.強度作用原理水泥穩(wěn)定材料：水泥水化作用、離子交換作用、化學激發(fā)作用和碳酸化作用石灰穩(wěn)定材料：離子交換作用、碳酸化反應(yīng)、火山灰反應(yīng)和氫氧化鈉的結(jié)晶反應(yīng)工業(yè)廢渣穩(wěn)定材料（粉煤灰）：與石灰穩(wěn)定材料類似，但不能自行水化2.

52、溫度和時間對強度的影響在環(huán)境溫度達到5以上時，隨著養(yǎng)護時間（齡期）的增加，無機結(jié)合料穩(wěn)定材料的強度逐漸增長，但后期增幅較小。3.力學性能的特點溫度和時間對無機結(jié)合料的力學性能影響很大；無機結(jié)合料穩(wěn)定材料的時溫轉(zhuǎn)換特性。1、縮裂特性干縮：隨著無機結(jié)合料穩(wěn)定土強度的不斷形成，水分逐漸消耗以及蒸發(fā)，體積發(fā)生收縮，收縮變形受到約束時，逐漸產(chǎn)生裂縫，即為干縮裂縫。溫縮：無機結(jié)合料穩(wěn)定土具有熱脹冷縮性質(zhì)，隨著氣溫的降低，穩(wěn)定土會產(chǎn)生冷卻收縮變形，收縮變形受到約束時，逐漸形成裂縫，即為溫縮裂縫。2、裂縫防治措施（1）、改善土質(zhì)：穩(wěn)定土用土越粘，則縮裂越嚴重。（2）、控制含水量及壓實度。 七、穩(wěn)定土材料的變形

53、性能七、穩(wěn)定土材料的變形性能（3）、摻加粗粒料。（三）穩(wěn)定土材料的疲勞特性石灰粉煤灰穩(wěn)定材料的抗疲勞性能優(yōu)于水泥砂礫，但水泥穩(wěn)定土的強度因素對提高疲勞壽命也有利。（四）穩(wěn)定土材料水穩(wěn)定性和冰凍穩(wěn)定性可用浸水強度試驗和凍融循環(huán)試驗來評價。影響穩(wěn)定土材料水穩(wěn)定性和冰凍穩(wěn)定性的因素有：土類、穩(wěn)定劑種類及劑量、密實度及齡期。 相關(guān)知識拓展（收縮性能）1.兩種主要收縮類型干縮：干燥收縮是無機結(jié)合料穩(wěn)定材料因內(nèi)部含水量變化而引起的體積收縮現(xiàn)象。 溫縮：由于溫度的交替而引起的無機結(jié)合料穩(wěn)定材料收縮的現(xiàn)象。關(guān)系：通常干縮是主要的收縮類型，干縮可達到溫縮的410倍以上。材料名稱材料名稱干縮系數(shù)（干縮系數(shù)（106

54、）/%溫縮系數(shù)（溫縮系數(shù)（106）/1/2最大失水最大失水量量最大失水量最大失水量515石灰土石灰土二灰土二灰土水泥土水泥土石灰土粒料石灰土粒料二灰粒料（懸浮式）二灰粒料（懸浮式）二灰粒料（密實式）二灰粒料（密實式）水泥粒料水泥粒料680930191043865452313.515.55.38420484841723043841041221095565418325.635.77.315.47.97.01263.578.729.550.631.236.416.7161210162.收縮的測試（1）干縮的測試 百分表測試 應(yīng)變片測試（2）溫縮的測試 應(yīng)變片測試小梁試件支 架百分

55、表玻璃板在被測試件的適宜位置粘貼應(yīng)變片，采用專用儀器測試應(yīng)變片電阻的變化。3.收縮指標（1）干縮指標 干縮應(yīng)變： 失水率： 干縮系數(shù)： 平均干縮系數(shù)：（2）溫縮指標 溫縮應(yīng)變： 平均溫縮系數(shù)：lldwwwwddwddlltttt4.干縮特性4.1干縮特性表現(xiàn)形式：常為橫向裂縫，間距310m；常用材料的干縮應(yīng)變：石灰土：（12001500）10-6 （失水量2.5%） 將引起基層裂縫，導(dǎo)致“反射裂縫的產(chǎn)生”。水泥砂礫： （1318）10-6 （50最大失水量）密實式二灰砂礫： （2537）10-6 （失水量2.5%） 如果處理得當，將大大延緩裂縫的產(chǎn)生。4.干縮特性4.2干縮特性影響因素（1）結(jié)

56、合料含量存在最佳水泥用量，一般為5左右；二灰劑量一般為1525。4.干縮特性4.2干縮特性影響因素（2）細料含量隨著粘粒含量的增加，干縮應(yīng)變減少率減小，即干縮應(yīng)變不斷增加。在實際應(yīng)用中應(yīng)盡量減少粘粒含量。4.干縮特性4.2干縮特性影響因素（3）含水量對二灰砂礫的干縮來說，存在最不利含水量，在施工控制中應(yīng)盡量避免。27%4.干縮特性4.2干縮特性影響因素（4）養(yǎng)護齡期齡期平均干縮系數(shù)灰土砂礫二灰砂礫水泥砂礫1264.3099.077124.3249.2534.128110.3041.1329.49095.2635.7027.018090.0132.2034.5隨著養(yǎng)護齡期的增加，二灰砂礫的干縮性

57、逐漸減小，在施工中應(yīng)盡量增加養(yǎng)護時間。4.干縮特性4.3干縮機理干燥收縮是無機結(jié)合料穩(wěn)定材料因內(nèi)部含水量變化而引起的體積收縮現(xiàn)象。干燥收縮的基本原理是由于水分蒸發(fā)而發(fā)生的“毛細管張力作用”、“吸附水及分子間力作用”、“礦物晶體或膠凝體的層間水作用”、“碳化脫水作用”而引起的整體宏觀體積的變化。4.干縮特性4.3干縮機理 （1）毛細管張力作用當水分蒸發(fā)時，毛細管水分下降，彎液面的曲率半徑變小，致使毛細管壓力增大，從而產(chǎn)生收縮。 （2）吸附水及分子間力作用 毛細水蒸發(fā)完結(jié)后，隨著相對濕度的繼續(xù)變小，無機結(jié)合料穩(wěn)定材料中的吸附水開始蒸發(fā)，使顆粒表面水膜變薄，顆粒間距變小，分子力增大，導(dǎo)致其宏觀體積進

58、一步收縮。這一階段的收縮量比毛細管作用的量大得多。4.干縮特性4.3干縮機理（3）礦物晶體或膠凝體的層間水作用 隨著相對濕度的繼續(xù)變小，無機結(jié)合料穩(wěn)定材料中的層間水開始蒸發(fā)，使晶格間距變小，導(dǎo)致其宏觀體積進一步收縮。 （4）碳化脫水作用 碳化脫水作用是Ca(OH)2和CO2反應(yīng)生成CaCO3中析出水而引起體積收縮。 5.溫縮特性5.1溫縮特性表現(xiàn)形式：常為橫向裂縫，間距315m；縫寬330mm（冬季），小于1mm（夏季）。常用材料的溫縮應(yīng)變：石灰土：（3080）10-6 如處理不當將引起基層裂縫。水泥砂礫： （510）10-6 密實式二灰砂礫： （615）10-6 如果處理得當，將大大延緩裂縫

59、的產(chǎn)生。pause55.溫縮特性5.2兩種溫縮試驗方法 封閉狀態(tài)下的溫縮試驗 （1）在飽水狀態(tài)下，溫度收縮系數(shù)在高溫區(qū)（T10）變化不大；而在低溫區(qū)，在其相應(yīng)的冰點附近出現(xiàn)負收縮（膨脹）現(xiàn)象，除水泥砂礫出現(xiàn)在0附近外，其余材料均發(fā)生在-10附近； （2）含水量對溫度收縮系數(shù)影響極大，飽水、風干狀態(tài)最小；約在最佳含水量與半風干區(qū)間，溫度收縮系數(shù)在溫度T=010區(qū)間最大；當含水量低于風干含水量時，一般在T=0-10溫度區(qū)間有極小值，隨后又有不同程度的回升。 自由狀態(tài)下的溫縮試驗5.溫縮特性5.3溫縮特性影響因素水泥劑量在5時，水泥砂礫的溫縮系數(shù)較小；在常用摻量范圍內(nèi)，二灰含量對二灰砂礫的溫縮系數(shù)影

60、響不大。5.溫縮特性5.4溫縮機理（1）固相外觀脹縮性 就組成礦物的顆粒而言，原生礦物一般有較小的熱脹縮性，其中粘土礦物的熱脹縮性較大，粉煤灰的熱脹縮性最小；而新生成膠結(jié)物（次生礦物）的熱脹縮性較大。 晶體勢能曲線5.溫縮特性5.4溫縮機理（2）水的影響 無機結(jié)合料穩(wěn)定材料內(nèi)部廣泛分布有空隙，包括大空隙、毛細孔和膠凝孔。重力水存在于大空隙中，毛細水存在于毛細孔和膠凝孔中；表面結(jié)合水存在于一切固體表面；層間水存在于晶胞和凝膠物層間；結(jié)構(gòu)水和結(jié)晶水存在于礦物晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)部。5.溫縮特性5.4溫縮機理（2）水的影響擴張作用：水有相當大的熱脹縮系數(shù)（常溫下達70*10-6/），比固相部分的熱脹縮系數(shù)大4