综合稳定类材料强度形成原理

主要因素：土质、石灰的质量与剂量、养生条件与 龄期
土质
各种成因的亚砂土、亚粘土、粉土类土和粘土类土 都可以用石灰来稳定。
石灰土的强度随土的塑性指数增加而增大;
石灰土的强度随土的PH值的增大而增大;
石灰土强度有随土中CaCO3含量增加而增大;
石灰土的强度随土的硅铝率的增大而减少.
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影响强度与稳定性的因素
主要因素有：土质、水泥成份与剂量、水
土质
土的矿物成分
除有机质或硫酸盐含量高的土外，各种砂砾土、砂土、
粉土和粘土均可用水泥稳定； 有少稳定后可取得良好效果；
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土的粒度成分
就土的粒度而言，适宜于用水泥稳定的土的范围相 当广泛。但要达到规定的强度，水泥剂量随粉粒 和粘粒含量的增加而增高。因此，稳定重粘土水 泥用量过高而不经济，且重粘土难于粉碎和拌和。
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半刚性基层材料的显著特点：整体性
强、承载力高、刚度大、水稳性好， 而且较为经济； 在我国，半刚性材料已广泛用于修建 高等级公路及城市道路路面基层或底 基层。
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主要介绍以下内容：
半刚性基层材料的强度形成原理
半刚性基层施工
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第一节 半刚性基层材料的 强度形成原理
主要介绍以下内容：
半刚性基层材料的强度形成原理
基层（底基层） 施工技术
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基层(底基层)
无机结合料稳定类 （半刚性型）
粒料类
水 泥 稳 定 类
石 灰 稳 定 类
综 合 稳 定 类
嵌 锁 型
级 配 型
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① 石灰稳定土：在粉碎的或原来松散的土中(包括 各种粗粒土、中粒土和细粒土)，掺入一定数量 的石灰和水，经拌合摊铺压实及养生后，抗压 强度和耐久性符合要求时，称为石灰稳定土 ② 水泥稳定土：土+水泥+水，经拌合、压实 ③ 石灰工业废渣稳定土（分两类：石灰粉煤灰、 石灰其它废渣）：石灰+工业废渣的一种或两 种+水，拌合、压实、养生 ④ 二灰土：石灰+粉煤灰+细粒土（含砂）的混合 料 ⑤ 二灰砂粒：二灰+级配砂砾 ⑥ 二灰碎石：二灰+级配碎石 ⑦ 半刚性基层材料：无机结合料稳定类材料
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火山灰反应
土中的活性硅铝矿物在石灰的碱性激发下解离，在 水的参与下与Ca(OH)2反应生成含水的硅酸钙和 铝酸钙的过程，是一种水稳性良好的结合料。火 山灰反应是在不断吸收水分的情况下逐渐发生的, 因而具有水硬性性质。 碳酸化与火山灰反应对提高石灰土的强度与稳定性 起着决定性作用。
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影响石灰土强度与稳定性的主要因素
含水结晶体
石灰吸收水分形成含水晶体，所生成的晶体相互结 合，与土粒结合起来形成共晶体，把土粒结成整 体，使石灰土的水稳性得到提高。
碳酸化反应
Ca(OH)2与空气中的CO2反应生产CaCO3。但石灰土的 表层发生碳酸化反应后，形成一层硬壳，从而阻 碍CO2的渗入，使碳酸化反应过程较长。 是石灰土后期强度增长的主要原因之一。
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离子交换及团粒化作用
在水泥水化后的胶体中，Ca2+与粘土矿物表面的Na+ 和K+离子发生当量交换。结果使大量的土粒形成 较大的土团。
由于水泥水化生成物Ca(OH)2具有强烈的吸附活性， 使这些较大的土团粒进一步结合起来，形成水泥 土的链条状结构，并封闭土团之间的孔隙，形成 稳定的联结。
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结果：石灰土的刚度增大、强度与水稳定性提高
离子交换反应
石灰加入土中，在水的参与下离解成Ca2+和(OH)-离 子，Ca2+与粘土胶体颗粒反离子层上的K+、Na+ 离子发生离子交换，胶体吸附层减薄，粘土胶 体颗粒发生聚结。离子交换是石灰土初期强度 形成的主要原因。
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Ca(OH)2的结晶反应
石灰＋水
石灰质量与剂量
各种化学组成的石灰均可用于稳定土。 白云石石灰的稳定效果优于方解石石灰； 活性CaO十MgO的含量越高，稳定效果越好； 石灰细度愈大，效果越好； 生石灰稳定土的效果优于熟石灰稳定土。但应注意成型 时间，对一般磨细生石灰与土拌匀后闷料约3h成型效果 最佳； 石灰剂量的增加，石灰土的强度和稳定性提高，但当剂 量超过一定范围，将导致石灰土的强度下降； 石灰土的最佳剂量随土质不同而异，土的分散度越高最 佳剂量越大； 养生条件及龄期 最佳石灰剂量也与养生及龄期有关，在28d内，石灰大 的强度随着龄期的增长而增大，28d后基本趋于稳定。 二者符合指数规律。
半刚性基层对原材料的一般要求
混合料配合比设计的一般原则与试验项目
二灰稳定类材料的早强问题
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半刚性基层材料的强度形成原理
石灰稳定类材料强度形成原理 水泥稳定类材料强度形成原理

综合稳定类材料强度形成原理 半刚性基层材料的缩裂特性

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石灰稳定类材料强度形成原理
形成原理
石灰稳定类包括：石灰土、石灰砂砾土、石灰碎石土等， 强度形成主要指石灰与细粒土的相互作用。
土中掺入石灰，石灰与土发生强烈的作用，使土的工程
性质发生变化。初期土结团、塑性降低、最佳含水量增 大、最大密实度减小；后期变化主要表现在结晶结构的 形成，从而提高土的强度与稳定性。
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石灰加入土中发生反应主要有：
① 离子交换反应 ② Ca(OH)2(氢氧化钙)的结晶 ③ 碳酸化和火山灰反应。
硬凝反应
随着水泥水化反应的深入，溶液中析出大量Ca2+， 当Ca2+的数量超过离子交换需要量后，则在碱性 环境中使组成粘土矿物的SiO2，和Al2O3的一部分 或大部分同Ca2+进行化学反应，生成不溶于水的 稳定的结晶矿物(即硬凝反应)，增大了土的强度。
碳酸化作用
水泥水比物中的游离Ca(OH)2不断吸收水中的HCO3和空气中的CO2，生成CaCO3。这种反应能使土固 结，提高土的强度，但比硬凝反应的作用差一些。
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水泥稳定类材料强度形成原理
形成原理
水泥稳定类包括水泥稳定砂砾、水泥稳定砂砾土、 水泥稳定碎石土、水泥稳定土等，其强度的形成 主要是水泥与细粒土的相互作用。 水泥矿物与土中的水分发生强烈的水解和水化反 应，同时从溶液中分解出Ca(OH)2并形成其它水 化物。水泥的各种水化物生成后，有的自行继续 硬化形成水泥石骨架，有的与土相互作用。其作 用形式有：离子交换及团粒化作用、硬凝反应、 碳酸化作用。