无机结合料稳定材料讲稿
5无机结合料稳定类混合料土木工程材料
Q Q ( 1 w ) w d 0
• 式中：Qw-试件的湿质量，g； • Qd-试件的干质量，g； • w0-混合料的最佳含水量，%。 • 根据表5.4中每种石灰土混合料的最佳含水量和 表5.5中每种混合料的干重，用上式计算得每个 试件需用湿混合料的数量也列表5.5.
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5.1 石灰稳定土
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5.1 石灰稳定土
• （3）强度指标 • 抗压强度，试件标准养生后，浸水1d，然 后测试其无侧限抗压强度值。 • 直径5cm（dmax≤10mm）、10cm （dmax≤25mm）、15cm（dmax≤40mm）的 圆柱形试件 • 抗拉强度采用劈裂试验评定。
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5.1 石灰稳定土
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5.1 石灰稳定土
• （2）缺点 • ①石灰稳定土的强度有一定限制。 • ②塑性指数小的土，即使用12%以上的石灰进行 稳定，达不到较高强度。 • ③石灰稳定土的收缩系数大。 • ④石灰土基层的表层较另两类土基层表层更容易 浸水而软化，在裂缝处冲刷唧浆严重。 • ⑤石灰稳定土早期强度低。 • ⑥石灰稳定土的水稳定性和温度稳定性较其两类 关刚性材料差。
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5.1 石灰稳定土
• 二、石灰稳定类混合料组成材料的质量要 求 • 1、土的要求 • 塑性指数15~20的粘性土以及含有一定数量 粘性土的中粒土和粗粒土均适宜于用石灰 稳定。 • 用石灰稳定不含粘性土或无塑性指数的级 配砂砾，级配碎石和未筛分碎石时，应添 加15%左右的粘性土。
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5.1 石灰稳定土
• 塑性指数偏大的粘性土，可采用两次拌和 法施工。 • 适宜做石灰稳定土基层的材料有：级配碎 石、未筛分碎石、砂砾、碎石土、砂砾土、 煤矸石和各种粒状矿渣等。
无机结合料稳定材料
无机结合料稳定材料无机结合料是指由无机胶凝材料和粉状矿物材料组成的混合物，其通过化学反应和机械作用使其硬化并形成结构。
无机结合料具有良好的耐久性、耐热性和耐化学腐蚀性等特点，因此广泛应用在水泥、石膏、灰泥、水泥砂浆、砖块、混凝土、石材等各种建筑材料中。
除了结构材料外，无机结合料还被广泛应用于防火材料、电气绝缘材料、各种固化剂及密封材料等方面。
稳定材料是指在化学物质或者物理作用下，仍然保持原有状态的材料。
无机结合料的稳定性是指其作为建筑材料在使用过程中保持结构完好、性能稳定等特性。
如何提高无机结合料的稳定性，是一个重要的议题。
1. 控制材料成分材料的成分是决定其性能和稳定性的主要因素之一。
在无机结合料中，控制原材料和造粒工艺可以有效提高材料的组分均一性，提高材料的化学活性和稳定性。
矿物粉末应添加粉末表面活性剂以进行表面改性并增强粉末和结合剂之间的黏附力，从而提高混凝土的强度和耐久性。
2. 提高材料内部互结构材料内部的结构互相合作来维持其稳定性和性能。
优化结构中各个成分的密度分布可以增强材料的强度和耐久性。
米其林(T. Michaud and P. Richer, 2016)、李侃杰等(Li et al., 2017) 曾研究过时间温度间对钙硅石胶凝材料(K-FS)及喷射混凝土(SCC)运动能力的影响。
结果表明，结合剂使液体−固体(W/S)比降低了一半以上。
由于早期硬化停留时间延长，K-FS的强度增加，而抗弯强度则有所下降；随着时间的推移，K-FS中颗粒的彻底沉积影响了其稳定性和性能。
因此，如何调整材料内部的结构，通过微观分析等方法寻找可能的改进方法，是稳定性研究的重点之一。
3. 研究材料的物理化学性质材料的物理化学性质直接影响材料的稳定性。
无机结合料在制备过程中的物理化学特性，如pH值，渗透性和化学反应等，都会影响其稳定性。
例如，如何降低水泥生产过程中的2族元素含量（如钒、钛等），控制生产中的CaO含量，从而减少可能的材料被破坏的风险。
第五章无机结合料稳定类材料
2、石灰稳定类材料的强度影响因素 1）土质 2）灰质 3）石灰剂量 4）含水率 5）密实度 6）龄期 7）养生条件
二、石灰稳定类材料组成及配比设计 确定石灰剂量和混合料的最佳含水率
无侧限抗压强度
第二节 水泥稳定类材料
一、水泥稳定类材料的技术性质 1、水泥稳定类材料强度形成机理 2、水泥稳定类材料强度影响因素 二、水泥稳定土材料组成及配合比设计 三、水泥定类材料
第五章 无机结合料稳定类材料 无机结合料稳定材料：在粉碎或原状松散的土（或
砂砾）中掺入一定量的水泥、石灰、工业废渣等无
机胶结材料和适量的水，经拌和、压实、养生后， 得到的具有较高后期强度，整体性和水稳定性均较 好的材料。 ①稳定土类
②稳定粒料类
第一节 石灰稳定类材料
1、石灰稳定类材料强度形成机理
第三节 工业废渣稳定类材料
二灰 二灰土 二渣 三渣
无机结合料稳定材料
无机结合料稳定材料无机结合料是一种稳定材料，它可以在各种环境条件下保持其结构和性能稳定。
无机结合料通常由无机化合物和其他材料组成，如水泥、石灰、石膏等。
这些材料在制备过程中可以通过化学反应形成稳定的结合，从而提高材料的稳定性和耐久性。
无机结合料在建筑材料、地质材料、环境材料等领域都有广泛的应用。
在建筑材料中，水泥是一种常见的无机结合料，它可以与骨料、水和其他添加剂混合制成混凝土，具有很好的强度和耐久性。
在地质材料中，石膏是一种常见的无机结合料，它可以用于制备石膏板、石膏砂浆等材料，具有很好的隔热和隔音性能。
在环境材料中，矿渣粉是一种常见的无机结合料，它可以用于处理废水、废气等，具有很好的吸附和稳定性能。
无机结合料的稳定性主要取决于其化学成分和结构。
无机结合料中的无机化合物通常具有较高的热稳定性和化学稳定性，可以在高温、酸碱等恶劣环境下保持其结构和性能稳定。
此外，无机结合料中的结合方式也会影响其稳定性，例如水泥中的水化反应、石膏中的硬化反应等都可以提高材料的稳定性。
除了化学成分和结构外，无机结合料的稳定性还受到外部条件的影响。
例如，在高温环境下，无机结合料可能会发生热膨胀、热裂等现象，从而影响其稳定性。
因此，在实际应用中，需要根据不同的环境条件选择合适的无机结合料，并采取相应的措施来提高其稳定性。
总的来说，无机结合料是一种稳定材料，它在各种环境条件下都能保持其结构和性能稳定。
无机结合料的稳定性主要取决于其化学成分、结构和外部条件，因此在实际应用中需要根据具体情况选择合适的无机结合料，并采取相应的措施来提高其稳定性。
希望通过本文的介绍，读者对无机结合料的稳定性有了更深入的了解。
07无机结合料稳定材料讲稿
路面设计原理与方法第七章无机结合料稳定材料1 ．概述定义：在粉碎的或原来松散的土中掺入一定量的无机结合料(包括水泥、石灰或工业废渣等)和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定的要求的材料称为无机结合料稳定材料。
以此修筑的路面称为无机结合料稳定路面。
特点：无机结合料稳定路面具有稳定性好、抗冻性能好、结构本身自成板体等特点，但其耐磨性差。
因此广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。
（1）具有一定的抗拉强度，且各种材料的抗拉强度有明显的不同。
（2）环境温度对半刚性材料强度有很大的影响；（3）强度和刚度都随龄期增长；（4）刚度较柔性路面大，但比刚性路面小；（5）承载能力和分布荷载能力大于柔性路面；（6）容许弯沉小于柔性路面；（7）容易产生收缩裂缝。
土种类：粉碎的或原来松散的土按照土中单个颗粒(指碎石、砾石和砂颗粒)的粒径的大小和组成，将土分成细粒土、中粒土和粗粒土。
细粒土：颗粒的最大粒径小于10mm，且其中大于2mm的颗粒不少于90%。
中粒土：颗粒的最大粒径小于30mm，且其中大于20mm的颗粒不少于85%。
粗粒土：颗粒的最大粒径小于50mm，且其中大于40mm的颗粒不少于85%。
无机结合料稳定材料种类：不同的土与无机结合料拌和得到不同的稳定材料。
例石灰土、水泥土、水泥砂砾、石灰粉煤灰碎石等。
无机结合料稳定材料种类较多，其物理、力学性质各有特点，应根据结构要求，掺加剂和原材料的供应情况及施工条件，进行综合技术、经济比较后确定。
使用场合：由于无机结合料稳定材料其刚度介于粒料和水泥混凝土之间，常称此为半刚性材料，以此修筑的基层或底基层亦称为半刚性基层。
2 ．无机结合料稳定材料的特性无机结合料稳定材料的力学特征包括应力-应变关系、疲劳特性、收缩特性、温缩特性。
2．1无机结合料稳定材料的应力-应变特征设计龄期无机结合料稳定路面的重要特点之一是强度和模量随龄期的增长而不断增长，逐渐具有一定的刚性性质。
土木工程材料_无机结合料稳定材料
第11章无机结合料稳定材料本章导学学习目的：目前我国的沥青混凝土路面或水泥混凝土路面95％以上采用无机结合料稳定材料作为基层或底基层，通过本章的学习应了解无机结合料稳定材料的组成设计、强度、干缩、温缩的特性，为工程服务。
教学要求：为了提高对无机结合料稳定材料的认识，应首先说明我国路面结构的实际情况，例如国内主要高速公路的路面无机结合料稳定材料的使用情况及分类。
结合无机结合料稳定材料的特点，简要说明无机结合料稳定材料的强度特性、疲劳特性、干缩特性和温缩特性。
无机结合料稳定材料的强度、组成设计方法与材料品种等关系密切，应注意通过不同实例进行讲解。
11.1无机结合料稳定材料的应用11.1.1无机结合料稳定材料的应用与分类（一）总述1、在粉碎的或原状松散的土中掺入一定量的无机结合料(包括水泥、石灰或工业废渣等)和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定要求的材料称为无机结合料稳定材料，以此修筑的路面称为无机结合料稳定路面。
无机结合料稳定路面具有稳定性好、抗冻性能强、结构本身自成板体等特点，但其耐磨性差，广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。
粉碎的或原状松散的土按照土中单个颗粒(指碎石、砾石、砂和土颗粒)粒径大小和组成，将土分成细粒土、中粒土和粗粒土。
不同的土与无机结合料拌和得到不同的稳定材料。
例如石灰土、水泥土、石灰粉煤灰土、水泥稳定碎石、石灰粉煤灰稳定碎石等。
2、无机结合料稳定基层具有强度大、稳定性好及刚度大等特点，被广泛用于修建高等级公路沥青路面和水泥混凝土路面的基层或底基层。
七、五期间，国家组织开展了“高等级公路无机结合料稳定材料基层、重交通道路沥青面层和抗滑表层的研究”，其中无机结合料稳定基层材料的强度和收缩特性、组成设计方法是主要的研究内容之一。
在此基础上，结合近15年来无机结合料稳定基层的设计、施工和使用的经验，根据实际使用效果，提出无机结合料稳定材料设计、施工及管理要点，为高等级公路无机结合料稳定基层的设计与施工提供了理论依据和技术保证。
4.6无机结合料稳定材料
无机结合料的抗压强度
试件尺寸
抗压强度试件采用的都是高∶直径=1∶1的圆柱 体，不同颗粒大小的土采用不同的试件尺寸 。试件 制备时尽可能用静力压实法制备等干密度的试件。
无机结合稳定材料无側限抗压强度试件尺寸
土的颗粒大小 细粒土 中粒土 粗粒土 颗粒最大粒径（mm） 试件尺寸（直径×高） ≤5 ≤25 ≤40 50×50（mm） 100×100（mm） 150×150（mm）
石灰土强度形成原理
火山灰作用
熟石灰的游离Ca2+与土中的活性氧化硅SiO2和氧 化铝Al2O3作用，它们在水分作用下能够逐渐硬结。
xCa ( OH ) 2 SiO
2
nH 2 O xCaO SiO
2
n 1H 2 O
xCa ( OH ) 2 Al 2 O 3 nH 2 O xCaO Al 2 O 3 n 1 H 2 O
高速公路和一级公路基层
单个颗粒的最大粒径不应超过30mm，颗粒组 成应满足下表要求。土的均匀系数应大于5，细粒 土的液限不应超过25，塑性指数不应超过6。
用做底基层时水泥稳定土的颗粒组成范围
筛孔尺寸 （mm） 37.5 通过质量百分率 （%） 100 筛孔尺寸 （mm） 4.75 通过质量百分率 （%） 30～55
无机结合料的技术性质和技术标准
无机结合料的抗压强度
无机结合料的密度
变形性能
疲劳特性
水稳定性和抗冻稳定性
无机结合料的抗压强度
强度的概念
采用的是饱水状态下的无側限抗压强度。 在柔性路面结构中，路面层厚度较薄，传给基 层的荷载应力大，基层是承受车辆荷载作用的主要 结构，它要求无机结合稳定材料具有足够的强度。 在水泥混凝土路面，刚性板块传递给基层的应 力已经很小，基层并非是主要承重作用。但却是保 证其整体强度、防止水泥混凝土板产生开裂、唧泥 和错台重要支承层次，同时对延长路面使用寿命也 有明显作用。要求基层材料具有适当的强度，主要 是要求材料强度均匀、整体性好，表面密实平整， 透水性小。
无机结合料稳定材料(道路建筑材料课件)
合适的水泥剂量试件室内试验结果的平均抗压强度应符合公式（7-1）的
要求：
R ·（1－ Z aCv ）≥ Rd
式中：
C CV—— 一组试验的强度变异系数。 v
S R
2
S
R Ri
n 1
二、材料组成设计步骤
9. 确定工地上实际采用的水泥剂量
➢此剂量试件室内试验结果的强度代表值Rd0应不小于强度标准值Rd 即Rd0≥Rd ，当Rd0＜Rd时，应重新进行配合比试验。
3.设计计算
（33.设）计强计度算检验 按压实度为98%计算出不同水泥剂量下的水泥稳定碎石试件的干密度， 按此干密度和最佳含水率制备试件。进行7d无侧限抗压强度试验。
无机结合料稳定材料的组成设计例题
[例3-1] 设计某地二级公路路面基层用水泥稳定碎石的配合比。
3.设计计算
（34.设）计确计定算水泥的最佳剂量 从表3-13可知，满足Rd0≥Rd的水泥最佳剂量为5.0%。根据施工条件， 工地上实际采用的水泥剂量为5.5%，该水泥稳定碎石的最大干密度为 2.205g/cm3，最佳含水率为5.9%。
击实试验及强度检测结果
无机结合料稳定材料的组成设计例题
[例3-1] 设计某地二级公路路面基层用水泥稳定碎石的配合比。
2.原材料选用
（1）集料
选用四种单级配集料，集料规格为4#（19~31.5）mm、 3#(9.5~19)mm、2#(4.75~9.5)m、 1#(0.075~4.75)mm。根据混合料级配要求，确定掺配 比例为4#：3#：2#：1# = 19%：28%：22%：31%。
（34.设）计确计定算水泥的最佳剂量
从表3-13可知，满足Rd0≥Rd的水泥最佳剂量为5.0%。根据施工条件，工 地上实际采用的水泥剂量为5.5%，该水泥稳定碎石的最大干密度为 2.205g/cm3，最佳含水率为5.9%。
无机结合料稳定材料
无机结合料稳定材料
无机结合料是指由无机物质形成的一种结合材料，其主要成分是水泥、石灰、
石膏等。
无机结合料在建筑材料中起着非常重要的作用，可以用于制作混凝土、砂浆、砌块等建筑材料，同时也可以用于环保材料、防火材料等方面。
本文将从无机结合料的定义、特点以及在稳定材料中的应用等方面进行详细介绍。
首先，无机结合料具有较高的强度和耐久性。
由于其主要成分是水泥、石灰等
无机物质，因此具有较高的抗压强度和耐久性，能够在各种环境条件下保持稳定的性能，这使得无机结合料成为一种理想的建筑材料。
其次，无机结合料具有良好的耐火性能。
由于水泥、石灰等无机物质在高温下
不易燃烧，因此无机结合料具有良好的耐火性能，可以在火灾中起到一定的防火作用，保障建筑物的安全。
此外，无机结合料还具有较好的环保性能。
与有机结合料相比，无机结合料不
含有有机物质，不易挥发，不会对环境造成污染，符合现代社会对于绿色环保材料的需求。
在稳定材料中，无机结合料也发挥着重要的作用。
稳定材料是指能够使土壤或
者其他材料保持稳定的材料，主要用于道路、桥梁、堤坝等工程中。
无机结合料可以与土壤、砂石等材料进行混合，形成稳定的混凝土、砂浆等材料，用于加固道路、防止土壤侵蚀等方面。
总的来说，无机结合料作为一种重要的建筑材料，在稳定材料中也发挥着重要
的作用。
其具有较高的强度和耐久性，良好的耐火性能以及环保性能，可以满足现代社会对于建筑材料的需求。
因此，在未来的建筑材料研究和开发中，无机结合料将会得到更广泛的应用，为建筑行业的发展做出更大的贡献。
土工和无机结合料稳定材料试验检测ppt课件
二、土的颗粒分析
1、概述
• 粒度：土粒的大小。 • 粒组：大小相近的土粒合并为组。 • 土的粒度成分（颗粒级配）：指土中各种不同粒
组的相对含量（以干土质量的百分数表示），它 可用来描述土的各种不同粒径土粒的分布特性。
粒径(mm)
200
巨粒组
60 20
粒组的划分
5
2
0.5 0.25 0.075
0.002
第一部分
主要内容
土工
一、 土的概述 二、 颗粒分析（颗粒级配）试验 三、 界限含水率试验 四、 击实(最佳含水率、最大干密度)试验 五、 土的承载比（CBR)试验
第二部分 无机结合料稳定材料
一、 无机结合料稳定材料击实试验 二、 无侧限抗压强度试验 三、 水泥（石灰）剂量
第一部分：土工
《公路土工试验规程》（JTG E40-2007)
塑性指数 IP=WL-WP：液限与塑限之差值。（一般 在习惯上用不带百分数符号的数值表示。塑性
指数越大，表示土越具有高塑性）
• 液性指标IL=(W-WP)/（WL-WP ）（%） ：表
示天然含水率与界限含水率关系的指标。
当IL=1.0，即W=WL,土处于液限；
当IL=0，即W=WP,土处于塑限。
故按IL可区分土的各种状态：
2、土的三相组成
• 土由固体土粒、液体水和气体三相组成。
土
固
体 颗
水
气 体
粒
原 生 矿 物
次 生 矿 物
结 构 水
自
气
固
由
态
体
水
水
水
强 结 合 水
弱 结 合 水
毛 细 水
重 力 水
3、土的工程分类
无机结合料稳定材料
第八章 无机结合料稳定材料
➢ 施工工艺过程：稳定土拌得越均匀，且能在最佳含水率 下压实，其密实度越大，密度和强度就高。水泥稳定土 从加水拌合到完全压实的时间要尽可能短，一般不要超 过6h。
➢ 养生条件：强度的发展都需要一定的温度和湿度，都要 在潮湿的条件下进行养护，强度才会提高。同时也需要 一定的温度，养生温度越高，强度增长越快。
第八章 无机结合料稳定材料
二、无机结合料稳定材料配合比设计例题 【例题】某地区一级公路路面底基层设计为石灰稳定土，试
按现行技术规范所要求的方法进行石灰稳定土混合料配合 比设计。 【设计资料】该路面底基层设计为30cm厚石灰稳定土，要 求7d无侧限抗压强度为0.8MPa。该路石灰土混合料生产 采用集中厂拌法，分两层铺筑，压实度指标按95%控制。
无机结合料稳定材料的压实性 无机结合料稳定土的强度 无机结合料稳定土材料的缩裂特性
第八章 无机结合料稳定材料
本章主要内容
四、无机结合料稳定材料的组成设计
无机结合料稳定材料的组成设计步骤 无机结合料稳定材料配合比设计例题
第八章 无机结合料稳定材料
第一节 概述
一、无机结合料稳定材料的概念 无机结合料稳定材料是指采用一定的技术措施，在粉碎
第八章 无机结合料稳定材料
第三节 无机结合料稳定材料的技术性质
一、无机结合料稳定材料的压实性
压实性在我国一般采用重型击实试验确定无机结合料稳 定材料的最佳含水量和最大干密度。同时，为确定制备无 机结合料稳定材料强度试验和耐久性试验的试件应该用的 含水量和干密度，以及制备承载比试验试件的材料含水量 。
（三）水 凡人或牲畜饮用的水源，均可用于无机结合料稳定材
料的拌和与养护用水。
第八章 无机结合料稳定材料
第五章无机结合料稳定材料
第二节 无机结合稳定材料的技术性质
一、无机结合稳定材料的强度形成原理 石灰与土之间的物理与化学作用大致可分为四个方面：离子 交换作用、结晶作用、碳酸化作用和火山灰作用。水泥与土之间 产生的物理与化学作用也可分为四个方面：硬凝反应、离子交换 作用、化学激发作用、碳酸化作用。 （一）石灰稳定土强度形成原理 （二）水泥稳定土强度形成原理 （三）影响无机结合料稳定材料强度的因素
江西交通职业技术学院
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稳定类基层材料除具有适当的强度，能承受设计荷载以外， 还应具备一定的水稳定性和冰冻稳定性。评价材料的水稳定性和 抗冻性可用浸水强度和冻融循环试验。影响水稳定性和冰冻稳定 性的主要因素如下： ① 土类：细土含量多，塑性指数大的土，水稳定性抗冻性能差。 ② 稳定剂种类和剂量：当稳定剂剂量不足时，胶结作强用弱， 透水性大，强度达不到要求，其稳定性也差 ③ 密实度：密实度大时透水能力降低水稳定性增强。 ④ 龄期 由于某些稳定剂如水泥、石灰或二灰的强度形成需要一 定的时间，因此这类稳定土其水稳定性随龄期的增长而增长。
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（一）设计依据与标准 稳定土设计目前的依据有强度、耐久性。 （二）原材料试验 ⑴ 颗粒分析； ⑵ 液限和塑性指数； ⑶ 相对密度； ⑷ 击实试验； ⑸ 压碎值； ⑹ 有机质含量（必要时做）； ⑺ 硫酸盐含量（必要时做）。 ⑻ 稳定剂性质试验。
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第三节 无机结合稳定材料的组成设计
无机结合料稳定材料
无机结合料稳定材料
无机结合料是由多种无机物质经过配比、混合、烧结等工艺制备而成的一种稳定材料，其具有高温稳定性、耐磨性和耐侵蚀性等优点。
无机结合料广泛应用于建筑材料、耐火材料、陶瓷等领域。
首先，无机结合料具有高温稳定性。
由于无机结合料中常含有一定量的无机氧化物和硅酸盐等物质，这些物质在高温下能够稳定存在，并且不会发生分解或脱位反应。
因此，无机结合料可以承受较高的温度，不会因为环境温度变化而发生结构破坏。
其次，无机结合料具有良好的耐磨性。
在无机结合料中，常添加一定量的耐磨材料，如粘土和氧化铝等。
这些耐磨材料在结合料中能够形成一种稳定的结构，不易被磨损。
因此，无机结合料可以在强烈摩擦和冲击力下保持其完整性和稳定性，延长材料的使用寿命。
此外，无机结合料具有良好的耐侵蚀性。
无机结合料中常含有一定量的耐蚀材料，如碳化硅和氮化硅等。
这些耐侵蚀材料能够有效抵抗酸碱、溶液和气体的侵蚀，保持无机结合料的稳定性和完整性。
因此，无机结合料广泛应用于化工工艺、石油加工和电子工业等对材料耐腐蚀性要求较高的领域。
总结起来，无机结合料是一种稳定材料，具有高温稳定性、耐磨性和耐侵蚀性等优点。
随着科技的进步和需求的增加，对于无机结合料的研究和应用也越来越广泛，为各个行业提供了更多的材料选择和技术支持。
第15章_无机结合料稳定材料及路面
氧化碳的进入，碳化过程十分缓慢，是形成石灰土
后期强度的主要原因。
3 ）结晶作用
经过结晶作用，消石灰逐渐由胶体转化为晶体，
晶体间能够相互结合，与土形成共晶体，从而
使得土粒胶结成整体。
4 ）火山灰作用
土中充分的硅、钙离子是火山灰作用的前提，
同时必须增加土的碱性；火山灰作用生成物具
一般认为其变异性较大。
同时由于劈裂试验
更能反映材料在路
面结构中的受力状
态，因此实际常采
用劈裂疲劳试验。
劈裂试验示意图
1）通过不同应力比(应变水平)疲劳试验可测绘出疲
劳曲线；
2）在一定的应力（应变水平）水平条件下，材料的
疲劳寿命取决于材料的强度和刚度，强度愈大刚度愈
小，疲劳寿命就愈长；跟试验温度的变化关系不大。
实际中往往采取一维单向变化测定来反映材
料的收缩性能，通过收缩应变及收缩系数来
表征材料的收缩性能大小。
5）干缩试验
试件：100mm×100mm×400mm梁式试件，标
准养护条件下养护7天；
条件：温度为25℃，湿度50％左右；
检测：第1天为6小时一次，第2～5天为12小时
一次，之后24小时一次，直到含水量基本不变为止；
可能选择较低剂量的无机结合料；在石灰稳
定土中掺加60～70%的集料也可提高其强度、
稳定性和抗裂性。
7）反射裂缝的防治：
（1）设置联结层；
（2）铺筑碎石隔离过渡层；
（3）提高沥青下面层抗裂性能
5、石灰稳定类材料的混合料设计
1）混合料的设计步骤
➢根据强度标准，通过试验选取合适的土
➢制备相同土样，不同石灰剂量的混合料
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第七章无机结合料稳定材料1 ．概述定义：在粉碎的或原来松散的土中掺入一定量的无机结合料(包括水泥、石灰或工业废渣等)和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定的要求的材料称为无机结合料稳定材料。
以此修筑的路面称为无机结合料稳定路面。
特点：无机结合料稳定路面具有稳定性好、抗冻性能好、结构本身自成板体等特点，但其耐磨性差。
因此广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。
（1）具有一定的抗拉强度，且各种材料的抗拉强度有明显的不同。
（2）环境温度对半刚性材料强度有很大的影响；（3）强度和刚度都随龄期增长；（4）刚度较柔性路面大，但比刚性路面小；（5）承载能力和分布荷载能力大于柔性路面；（6）容许弯沉小于柔性路面；（7）容易产生收缩裂缝。
土种类：粉碎的或原来松散的土按照土中单个颗粒(指碎石、砾石和砂颗粒)的粒径的大小和组成，将土分成细粒土、中粒土和粗粒土。
细粒土：颗粒的最大粒径小于10mm，且其中大于2mm的颗粒不少于90%。
中粒土：颗粒的最大粒径小于30mm，且其中大于20mm的颗粒不少于85%。
粗粒土：颗粒的最大粒径小于50mm，且其中大于40mm的颗粒不少于85%。
无机结合料稳定材料种类：不同的土与无机结合料拌和得到不同的稳定材料。
例石灰土、水泥土、水泥砂砾、石灰粉煤灰碎石等。
无机结合料稳定材料种类较多，其物理、力学性质各有特点，应根据结构要求，掺加剂和原材料的供应情况及施工条件，进行综合技术、经济比较后确定。
使用场合：由于无机结合料稳定材料其刚度介于粒料和水泥混凝土之间，常称此为半刚性材料，以此修筑的基层或底基层亦称为半刚性基层。
2 ．无机结合料稳定材料的特性无机结合料稳定材料的力学特征包括应力-应变关系、疲劳特性、收缩特性、温缩特性。
2．1无机结合料稳定材料的应力-应变特征设计龄期无机结合料稳定路面的重要特点之一是强度和模量随龄期的增长而不断增长，逐渐具有一定的刚性性质。
一般规定水泥稳定类材料设计龄期为三个月，石灰或二灰稳定类材料设计龄期六个月。
试验方法：半刚性材料应力-应变特征试验方法有顶面法、粘贴法，夹具法和承载板法等。
顶面法：直接在试件顶面用千分表测量回弹变形；粘贴法：在柱体壁上两端各1/6高度处粘贴支架，用千分表测量中间2/3柱体的回弹变形；夹具法：在柱体壁上两端各1/6高度处套一箍，在箍上伸出支架，用千分表测量中间2/3柱体的回弹变形；承载板法：用小承载板在试件中间模拟野外测定方法。
试验结果表明：顶面法较合理。
试件有圆柱体试件和梁式试件。
试验内容有抗压强度、抗压回弹模量、劈裂强度和劈裂模量、抗弯拉强度和抗弯拉模量。
圆柱体试件：抗压、劈裂试验; 梁式试件：抗弯拉试验【1】细粒土（最大粒径不大于10mm）：试模直径*高=50*50mm【2】中粒土（最大粒径不大于25mm）：试模直径*高=100*100mm【3】粗粒土（最大粒径不大于40mm）：试模直径*高=150*150mm通过各种试验方法的综合比较，认为抗压试验和劈裂试验较符合实际。
变异特性由于材料的变异性和试验过程的不稳定性，同一种材料不同的试验方法、同一种试验方法不同的材料、同一种试验方法不同龄期试验结果存在差异性。
2．２无机结合料稳定材料的疲劳特性概念：材料的抗压强度试验用来进行材料组成设计。
无机结合料稳定材料的抗拉强度远小于其抗压强度，路面结构承受交通荷载的重复作面层模量（MPa ）轮隙弯沉(cm)图3·面层模量与轮隙弯沉变化规律底基层底面弯拉应力(Kg/c m^2)面层模量(MPa)图5·面层模量与底基层弯应力变化规律 试验方法：抗拉强度试验方法有直接抗拉试验、间接抗拉试验和弯拉试验。
常用的疲劳试验有弯拉疲劳试验和劈裂疲劳试验。
数据处理：无机结合料稳定材料的疲劳寿命主要取决于重复应力与极限强度之比(σｆ/σｓ)试验结果表明：当σｆ/σｓ小于50%，可经受无限次重复加荷次数而不会疲劳破裂。
疲劳性能通常用σｆ/σｓ与达到破坏时反复作用次数(N f )所绘所的散点图来说明。
试验证明σｆ/σｓ与N ｆ之间关系通常用双对数疲劳方程(lgN ｆ=a+blg σｆ/σｓ)及单对数疲劳方程(lgN ｆ=a+b σｆ/σｓ)来表示。
影响因素：在一定的应力条件下材料的疲劳寿命与取决于：【1】材料的强度和刚度。
强度愈大刚度愈小，其疲劳寿命就愈长。
【2】由于材料的不均性，无机结合料稳定材料的疲劳方程还与材料试验的变异性有关。
不同的存活率(到达疲劳寿命时出现破坏的概率)能得出不同的疲劳方程。
【3】试验方法、试验操作。
2．３无机结合料稳定材料的干缩特性 原因：无机结合料稳定材料经拌和压实后，由于蒸发和混合料内部发生水化作用，混合料的水份会不断减少。
由于水的减少而发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用、材料矿物晶体或凝胶体间层间水的作用和碳化收缩作用等会引起半刚性材料产生体积收缩。
指标：描述材料干缩主要用干缩应变、干缩系数、干缩量、失水量、失水率和平均干缩系数。
干缩应变(εｄ)是水份损失引起的试件单位长度的收缩量(×１０－６)；平均干缩系数αｄ是某失水量时，试件的干缩应变与试件的失水率之比(×１０－６)失水量是试件失去水份的重量(g)。
失水率是试件单位重量的失水量(%)。
干缩量是水份损失时试件的收缩量(10－３mm)εｄ＝Δl／lαｄ＝εｄ／ΔＷ式中：Δl为含水量损失ΔW时，小梁试件的整体收缩量，l为试件的长度。
影响因素：无机结合料稳定材料产生的干缩性(最大干缩应变和平均干缩系数)的大小与结合料的类型和剂量、被稳定材料的类别，粒料含量、小于的细颗粒的含量、试件含水量和龄期等有关。
【1】材料品种、含水量与平均干缩系数关系半刚性材料的干缩系数是通过对试件经饱水后，在40℃恒温环境箱中随着水分的不断蒸发而测得的。
（28天龄期）平均干缩系数*10-6/∆W含水量（％）（石灰土）图6平均干缩系数*10-6/∆W含水量（％）石灰粉煤灰图7水量（％）图9【2集料体积率图10含水量增加1%，干缩应变增加～% 【5】细料含量与干缩应变的关系【6】无机结合料剂量对干缩结果的影响水泥剂量从5%增加到6%和7%，干缩系数增加20%和30%。
总结主要影响因素：〖1〗细料含量；〖2〗无机结合料剂量；〖3〗含水量；〖4〗暴露时间。
同一类半刚性材料干缩量的大小次序为：稳定细粒土?稳定粒料土?稳定粒料;对稳定细粒土，三类半刚性材料的干缩量的大小次序为：石灰稳定土>水泥或水泥石灰土>石灰粉煤灰土;对稳定粒料土，三类半刚性材料的干缩量的大小次序为：石灰稳定类>水泥稳定类>石灰粉煤灰稳定类;例如二灰(石灰+粉煤灰)：碎石=15:5(重量比)与二灰(石灰+粉煤灰)：碎石=20：80时，7天龄期的最大干缩应变和平均干缩系数为233×１０－６、２７３×１０－６和6５×１０－６、５５×１０－６。
2．４半刚性材料的温度收缩特性定义：半刚性材料是由固相(组成其空间骨架的原材料的颗粒和其间的胶结构)、液相(存在于固相表面与空隙中的水和水溶液)和气相(存在于空隙中的气体)组成。
半刚性材料的外观胀缩性是三相在降温过程中相互作用，使半刚性材料产生体积收缩，即为温度收缩。
概念：温度应变(εt)是温度变化引起的试件单位长度的变化量(×１０－６)；平均温度收缩系数αt是某温度时，试件的温度应变与试件的温度变化之比(×１０－６/℃)一般气相大部分与大气贯通，在综合效应中影响较小，可以忽略，原材料中砂粒以上颗粒的温度收缩系数较小；粉粒以下的颗粒温度收缩性较大。
影响因素：【1】封闭状态下的温缩试验封闭状态：保持含水量不变。
试验状态：饱水；最佳含水量；半风干状态（1/2最佳含水量）；风干状态（1/5最佳含水量）。
结论：（1）对烘干的试件，温度收缩系数随龄期的增大而增大，初期较大，后期较慢，但各种材料差别不大。
（2）含水量对温度收缩系数影响极大，饱水；风干状态最小，约在最佳含水量最大。
（3）温度收缩的不利状态是：接近最佳含水量和0～-10℃温度区间。
【2】自由状态下的温缩试验说明随着粒料含量的增加干缩+温度收缩系数减少。
【4】评价方法抗裂系数表征半刚性材料对于温度或湿度变化时不致开裂的承受能力。
对于温缩抗裂：二灰砂砾>石灰粉煤灰>灰土砂砾>水泥砂粒>石灰土对于干缩抗裂：石灰粉煤灰>二灰砂砾>水泥砂粒>灰土砂砾>石灰土2．5半刚性材料收缩机理分析温度收缩机理半刚性材料是由固相（组成其空间骨架结构的原材料的颗粒和其间的胶结构）、液相（存在与固相表面与空隙中的水和水溶液）和气相（存在与空隙中的气体）组成。
所以半刚性材料的外观胀缩性是由其基本体的固相、气相和液相的不同温度收缩性的综合效应结果。
一般气相与大气相通，在综合效应中影响较小。
半刚性材料的外观胀缩性是由固相、液相胀缩和两者的综合作用组成。
干燥收缩机理干燥收缩时半刚性材料因内部含水量变化而引起的体积收缩现象。
干燥收缩的基本原理是由于水分蒸发而发生的“毛细管张力作用”、“吸附水及分子间力作用”，“矿物晶体或胶凝体的层间水作用”；“炭化脱水作用”而引起的整体的宏观体积的变化。
三．半刚性路面面层1．概述半刚性路面是介于柔性路面与刚性路面之间的特殊路面形式，它最早出现于法国。
早在1954年，法国就研制成功了“灌水泥浆开级配沥青混凝土路面施工法”(Salaiacim Paoement)，并在科涅克(Cognac)机场跑道上作为耐热用的道面进行了的试验铺装。
七十年代初，英国、美国，苏前联等国，也相继对这一课题进行了研究。
英国是在摊铺后的开级配沥青碎石路面空隙中灌入树脂—水泥灰浆。
前苏联则把水泥砂浆作为第二结合料加入沥青混凝土中进行了拌和压实，结果证明能提高这种材料的温度稳定性。
科威特的的研究表明，用水泥和置后的集料铺筑的沥青路面的强度和稳定性大大提高，路面泛油和抗水性能也有相当大的改善。
美国切夫隆研究公司的和为提高乳化沥青的早期强度，在混合料中加入%的波特兰水泥，结果发现，在空气中养生一天后，材料的回弹模量比未加水泥的增加了大约五倍，养生60天后，回弹模量仍比未加水泥的度件提高两倍。
但掺加水泥后材料的疲劳性能有所降低。
R．W．Head对冷拌沥青混凝土的研究表明，当加入1%的水泥时，混合料的马歇尔稳定度能提高2．5-3．0倍。
半刚性路面于1961年传至日本，次年2月由日本道路公团在箱根新道上的立交枢纽部分铺筑了一千平方米的试验性路面。
此后，这种路面结构在日本逐渐被采用，并在1978年作为一种特殊的施工方法正式列入《沥青路面施工规范》。
八十年代以来，在大孔隙率的开级配沥青混凝土中灌注水泥(砂)浆的半刚性路面在日本有了广泛的应用与发展，每年的施工面积已超过二十万平方米，各大道路公司和研究所对半刚性路面都进行了试验研究，提出了这种特殊路面材料的力学性能与路面结构设计计算方法的研究论文，证实了该种材料提高了沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性，尤其是对抵抗永久性变形有较大程度的改善。