无机结合料技术性能检测-石灰稳定材料的工程适用性

无机结合稳定材料的组成概念

无机结合稳定材料是指以石灰、水泥或粉煤灰等为结合料，通过加水与被稳定材料共同拌和而形成的混合料。

无机结合料稳定材料的刚度介于柔性路面材料和刚性路面材料之间，常称之为半刚性材料。以此修筑的基层或底基层亦称为半刚性基层或半刚性底基层。在我国已建成的高速公路和一级公路中，大多数路面采用了这种基层。

强度随龄期的增长而增长，具有一定的刚性；抗压强度高但抗拉强度低；强度越大、刚度越小，疲劳寿命越长；干缩性，受含水率变化的影响体积会发生变化；具有温度收缩性。一、被稳定材料级配碎石是由各种大小不同粒级集料组成的混合料，当其级配符合技术规范的规定时，称其为级配型集料。级配型集料包括级配碎石、级配碎砾石（碎石和砂砾的混合料，也常将砾石中的超尺寸颗粒砸碎后与砂砾一起组成碎砾石）和级配砾石（或称级配砂砾）。一、被稳定材料

1.粗集料

被稳定的粗集料应符合表3-1中I类规定，用作级配碎石的粗集料应符合II类规定。一般还应级配稳定，塑性指数不大于9。

基层、底基层的粗集料规格要符合表3-2的规定。级配碎石或砾石用作基层时，高速公路和一级公路最大公称粒径不大于26.5㎜，二级及二级以下公路不大于31.5㎜；用作底基层时，不大于37.5㎜。一、被稳定材料

2.细集料

高速公路和一级公路用细集料符合表3-3规定

细集料规格要求应符合表3-4规定。液限与塑限的差值称为塑性指数。塑限黏性土处于可塑状态与半固体状态之间的界限含水率，也就是可塑状态的下限含水率。液限是指黏性土处于可塑状态与流动状态之间的界限含水率，也就是可塑状态的上限含水率。二、无机结合料1.石灰

土中加石灰可使土粒胶结成整体，密实性提高，水稳定性提高，强度提高。2.水泥

与水反应后能大大降低土的塑性，增加土的强度和水稳定性。

强度32.5和42.5的普通硅酸盐水泥都可使用，初凝时间应大于3h，终凝时间应大于6h小于10h。二、无机结合料3.粉煤灰

加入土中能起充填作用，与石灰反应的产物也起胶结作用，达到改善稳定土强度、密实性与水稳定性的目的。技术要求符合表3-5的规定。三、水符合标准要求的饮用水可直接作为基层、底基层材料拌和与养生用水，技术要求符合表3-6规定。无机结合稳定材料的技术性质一、强度

土中掺入适量的石灰或水泥，在最佳含水率下拌和均匀并压实，由于无机结合料与土发生的一系列物理、化学作用，无机结合料稳定材料逐渐形成较高的强度。1.强度测定方法1.测定方法7d无侧限抗压强度。按最佳含水率和工地要求压实度计算出干密度及材料用量，将试件制成高径比1:1的圆柱体，在标准养护条件下养护6d，浸水1d，进行无侧限抗压强度测定。一、强度2.影响因素（1）土质石灰稳定材料，塑性指数15-20的粘性土较适合。水泥稳定材料，用级配良好的碎石和砂砾。（2）品种及用量石灰稳定材料有一个最佳剂量。水泥稳定材料强度随水泥增长而增长，但过多影响经济效益。二灰稳定材料中粉煤灰用量越多，初期强度越低，后期强度增长幅度也越大。一、强度（3）含水率保证最佳含水率（4）密实度密实度越大，强度越高，受水的影响可能越小。（5）养生条件潮湿条件下养生，养生温度越高，强度增长越快。（6）施工时间水稳不超过6h。二、缩裂1、缩裂特性（1）干缩无机结合料强度形成，水分消耗及蒸发，体积发生收缩。当体积收缩收到约束，会产生裂缝，称为干缩裂缝。a.土的类别及粒料含量b.结合料的种类及剂量c.养护条件d.含水率和密实度二、缩裂（2）温缩无机结合材料的热胀冷缩性。a.石灰稳定材料比水泥稳定材料的温缩大。b.细粒土比粗粒土的温缩大。c.掺加一定材料的粉煤灰可以降低无机结合料稳定材料的温缩系数d.无机结合料稳定材料的温缩系数随温度的降低而增大。二、缩裂2.防止措施（1）改善土质（2）控制压实时的含水率及压实度（3）掺加粗粒料（4）加强初期养护（5）设置沥青碎石或沥青贯入式联结层；设置碎石上基层。三、抗疲劳性能疲劳：材料、零件和构件在循环加载下，在某点或某些点产生局部的永久性损伤，并在一定循环次数后形成裂纹、或使裂纹进一步扩展直到完全断裂的现象。四、水稳和抗冻性1、土类2、稳定剂种类和剂量3、密实度4、龄期无机结合稳定材料的组成设计目的根据强度指标和使用性能要求，确定稳定土中组成材料的比例；根据击实试验确定稳定土的最大干密度和最佳含水率，作为工地现场进行控制的参考数据。所配置的稳定土各项使用性能应能符合路面结构的设计要求，并能够准确的进行生产质量控制，易于摊铺与压实，经济实惠。一、强度要求根据《公路路面基层施工技术细则》JTG/TF20-2015，无机结合料稳定材料进行设计时，应采用7d龄期无侧限抗压强度作为主要控制指标，高速和一级公路还要验证所用材料的7d无侧限抗压强度与90d和180d龄期弯拉强度的关系。详情见表3-7.二、设计步骤1、原材料检测（1）土：含水率、液限、塑限、颗粒分析，有机质及硫酸盐含量（2）砾石：含水率、级配、液限、塑限、毛体积相对密度、吸水率、压碎值，粉尘含量、针片状含量、软石含量（3）细集料：含水率、级配、液限、塑限、毛体积相对密度、吸水率、有机质和硫酸盐含量（4）石灰：含水率、有效钙镁含量、残渣含量（5）水泥：强度等级、初凝终凝时间（6）粉煤灰：含水率、烧失量、细度、氧化物含量二、设计步骤2、拟定混合料配合比，准备试件（1）选择不少于5种不同结合料剂量，分别制备混合料，见表3-8~~~3-11（2）采用重型击实法确定各种不同结合料剂量混合料的最佳含水率和最大干密度（3）按规定压实度分别计算不同剂量时试件应有的干密度。（4）按最佳含水率和计算的干密度制备试件。二、设计步骤在击数一定时，当含水率较低时，击实后的干密度随着含水率的增加而增大；而当含水率达到某一值时，干密度达到最大值，此时含水率继续增加反而招致干密度的减小。干密度的这一最大值称为最大干密度，与它对应的含水率称为最优含水率。二、设计步骤

二、设计步骤4、选定结合料剂量根据表中强度标准，选定合适的剂量，此剂量试件室内试验结果的强度代表值不小于强度标准值，若小于，应重新进行配合比计算。对于水泥稳定材料，工地实际剂量比试验室内多0.5%-1%。石灰试验检测报告试验室名称：报告编号：委托单位/委托人—任务编号—工程名称样品编号工程部位/用途样品名称样品型号规格样品描述试验依据判断依据主要仪器设备及编号电热鼓风干燥箱(TG-005)、电子分析天平(HX-001)、滴定装置（酸式）(HX-003-01)、万用电炉(HX-007)产地代表数量100T序号检测项目技术指标检测结果结果判定备注1细度(%)————2有效氧化钙和氧化镁含量(%)≥5558.8合格—3有效氧化镁含量(%)————4有效氧化钙含量(%)————建

筑

材

料

报

验

单

A-5致（试验监理工程师)

：下列建筑材料经自检试验符合技术规范要求，报请验证，并准予进场。附件：1、材料出厂质量保证书2、材料自检试验报告承包人：

年月日

材料名称石灰

材料来源、产地

材料规格Ⅲ级

用途(用在何工程或部位)原地面标准击实

本批材料数量10T

承包人的试验试样来源工地现场

取样方式随机取样

试祥数量5kg

取样地点、日期工地现场

试验日期、操作人

试验结果合格

材料预计进场日期已进场

致(承包人)

：我证明上述材料的取样、试验等是符合／不符合合同要求的，经抽验复查，试验的结果表明，这些材料符合／不符合合同技术规范要求，可以／不可以进场，在指定工程部位上使用。

试验监理工程师：

年月日

1、石灰的品种

石灰是将以碳酸钙为主要成分的岩石经适当煅烧、分解、排出二氧化碳而制得的块状材料，主要成分是氧化钙，其次是氧化镁。按石灰中氧化镁的含量分为钙质生石灰和镁质生石灰。建筑用石灰有：块灰、生石灰粉、熟石灰粉和石灰膏等几种形态。一、石灰的品种和生产石灰吟朝代：明代作者：于谦千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。粉身碎骨全不怕，要留清白在人间。2、石灰的生产煅烧含CaCO3和MgCO3石灰石、白垩温度在900℃左右时温度过高时温度过低时、块大正火石灰欠火石灰过火石灰如何解决它的危害？碳酸钙没有完全分解，降低了生石灰的产量无危害因煅烧温度过高使粘土杂质融化并包裹石灰，从而延缓石灰的熟化，导致已硬化的砂浆产生鼓泡、崩裂等现象一、石灰的品种和生产1、石灰的熟化

CaO+H2O→Ca(OH)2+64.8kJ质量：生石灰1熟石灰1.31体积：生石灰1熟石灰1-2.5速度快二、石灰的熟化和硬化淋灰法：生石灰中均匀加入生石灰质量70%的水，颗粒细小，分散熟石灰粉。化灰法：加入块灰质量2.5-3倍的水，浆体流入灰池或储灰坑中熟化。陈伏：石灰浆在储灰坑中存放半个月使用二、石灰的熟化和硬化池中透明液体为氢氧化钙饱和溶液，下部沉淀即为熟石灰生石灰要在水中放置两周以上，此过程即为“陈伏”。在这段时间里生石灰会完全和水反应，不会因含有过火石灰造成熟化推迟而导致墙面鼓泡的现象。将生石灰放入水中，注意水要过量二、石灰的熟化和硬化石灰的熟化速度不同放热量大，熟化速度快的石灰：保证充足的水量，不断搅拌，保证热量散发

熟化慢的石灰:加水少而慢，保持较高的温度，促使熟化尽快完成

注意安全和劳动保护（强碱+热）二、石灰的熟化和硬化2、石灰的硬化石灰的硬化有以下三种形式：干燥：水分蒸发，浆体内形成孔隙网致强度增大，遇水后强度丧失；结晶：水分蒸发使Ca(OH)2过饱和析出晶体，形成结晶结构网，致强度增大，遇水后强度降低；碳化：

Ca(OH)2与CO2反应形成碳酸钙晶体。二、石灰的熟化和硬化有效成分含量煅烧程度未消化残渣含量杂质含量有效成分含量游离水含量体积安定性细度生石灰的技术要求熟石灰粉的技术要求三、石灰的技术要求1、石灰的主要技术性质保水性和可塑性好：制作混合砂浆；吸湿性强：生石灰是传统的干燥剂；凝结硬化慢，强度低：外表碳酸钙的影响；体积收缩大：不宜单独制作建筑构件及制品；耐水性差：不宜在潮湿及浸水环境使用；化学稳定性差：易受酸性物质腐蚀。四、石灰的技术性质和应用石灰硬化收缩产生的裂缝石灰砂浆墙面因受潮而脱落四、石灰的