最新重慶交通大學道路建筑材料

1、 第第7 7章章 其他工程材料其他工程材料 7.1 無機結合穩(wěn)定類材料無機結合穩(wěn)定類材料 定義：定義： 在各種粉碎或原來松散的土、碎（礫）石、工業(yè)廢渣中，摻人適當數(shù)量的無機結合料（如石灰、水泥）及水，或同時摻入土壤固化劑，經拌和得到的混合料在壓實及養(yǎng)生后，具有一定的強度和穩(wěn)定性，在廣義上統(tǒng)稱為無機結合料穩(wěn)定類混合料，或無機結合料穩(wěn)定土。 特點：特點： 優(yōu)點：穩(wěn)定性好，抗凍性能強，結構本身自成板體。缺點：耐磨性差，干縮，溫縮，養(yǎng)生期長。 無機結合料穩(wěn)定材料的剛度介于柔性路面材料和剛性路面材料之間，常稱之為半剛性材料。分類：分類：（1）按無機結合料品種分類）按無機結合料品種分類 石灰穩(wěn)定類、水泥穩(wěn)

2、定類、水泥石灰穩(wěn)定類、石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定類。（2）按照土中單個顆粒）按照土中單個顆粒（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類的粒徑大小和顆粒組成分類細粒土細粒土 顆粒的最大粒徑10mm，且2mm的顆粒含量不少于90；中粒土中粒土 顆粒的最大粒徑30mm，且20mm的顆粒含量不少于85；粗粒土粗粒土 顆粒的最大粒徑50mm，且40mm的顆粒含量不少于85。 7.1.1 石灰穩(wěn)定土p 石灰穩(wěn)定土強度及影響因素p 石灰穩(wěn)定土的收縮特征及影響因素p 石灰穩(wěn)定土組成設計概念：概念：在粉碎的土和原狀松散的土（包括各種粗、中、細粒土）中摻入適量消解后的石灰和水，按照一定技術要求，經拌和

3、后，在最佳含水量時攤鋪、壓實及養(yǎng)生，其抗壓強度符合規(guī)定要求的路面基層稱為石灰穩(wěn)定類基層。分類：分類：石灰土、石灰砂礫土、石灰碎石土。7.1.1 石灰穩(wěn)定土1、石灰穩(wěn)定土強度及影響因素、石灰穩(wěn)定土強度及影響因素（1）石灰穩(wěn)定土的強度形成機理）石灰穩(wěn)定土的強度形成機理離子交換作用碳酸化作用 火山灰作用 結晶作用 ca2+na+、h+、k+ 7.1.1 石灰穩(wěn)定土（2）石灰穩(wěn)定土強度的影響因素）石灰穩(wěn)定土強度的影響因素（1）土質）土質 塑性指數(shù)為1520的粘性土較好；粒料和砂性土不宜；有機質含量大不宜。 （2）灰質）灰質 消石灰粉或生石灰粉，級以上的技術標準，妥善保管 。 （3）石灰劑量）石灰劑量

4、存在最佳石灰劑量，對于粘性土及粉性土為8%14%；對砂性土則為9%16%。 （4）含水量）含水量 通過標準擊實試驗確定最佳含水量。7.1.1 石灰穩(wěn)定土（5）拌和及壓實）拌和及壓實 土的粉碎程度和拌和的均勻性；壓實度（每增加2%，抗壓強度平均增加14.1%）。 （6）養(yǎng)生條件與齡期）養(yǎng)生條件與齡期 溫度高可使反應過程加快，一定的濕度為結晶和火山灰反應提供了必要的水。強度隨齡期而緩慢增長，（28d30%強度），強度增長期可達810年以上。7.1.1 石灰穩(wěn)定土（3）石灰穩(wěn)定土的強度指標及標準）石灰穩(wěn)定土的強度指標及標準 7.1.1 石灰穩(wěn)定土2、石灰穩(wěn)定土的收縮特性及影響因素、石灰穩(wěn)定土的收縮特

5、性及影響因素 體積收縮主要包括因體積收縮主要包括因含水量變化而引起的干縮含水量變化而引起的干縮和因和因溫度溫度降低而引起的溫縮降低而引起的溫縮。（1）干縮）干縮 水分蒸發(fā)和水化作用產生的。（2）溫縮）溫縮 與基本體的固相、所相和液相的不同溫度收縮性綜合效應的結果。7.1.1 石灰穩(wěn)定土3、石灰穩(wěn)定土組成設計、石灰穩(wěn)定土組成設計 根據(jù)強度標準，通過試驗選取合適的土，確定必需的或根據(jù)強度標準，通過試驗選取合適的土，確定必需的或最佳的石灰劑量和混合料的最大干密度、最佳含水量。最佳的石灰劑量和混合料的最大干密度、最佳含水量。（1）原材料）原材料（2）試件制備）試件制備（3）確定各種混合料的最佳含水量和

6、最大干密度）確定各種混合料的最佳含水量和最大干密度（4）強度試驗）強度試驗（5）確定石灰劑量）確定石灰劑量 7.1.2 水泥穩(wěn)定土p 強度及影響因素p 混合料組成設計概念：概念：在粉碎的土或原狀松散的土(包括各種粗、中、細粒土)中，摻入適量的水泥和水，按照技術要求，經拌和攤鋪，在最佳含水量下壓實及養(yǎng)生成型，其抗壓強度符合規(guī)定要求，以此修建的路面基層稱為水泥穩(wěn)定類基層。分類：分類：水泥土、水泥砂礫、水泥穩(wěn)定碎石。7.1.2 水泥穩(wěn)定土1、水泥穩(wěn)定土強度及影響因素、水泥穩(wěn)定土強度及影響因素（1）強度形成機理）強度形成機理水泥的水化作用離子交換作用 化學激發(fā)作用 碳酸化作用 ca2+na+、h+、k

7、+ 硅酸三鈣：2c3s+6h20c3s2h3+3ch硅酸二鈣：2c2s+4h20c3s2h3+ch 鋁酸三鈣：c3a+6h2oc3ah6 鐵鋁酸四鈣：c4af+7h20c4afh7 4cao5sio25h2o、4caoal2o319h2o、3caoal2o316h2o、caoa12o310h2o7.1.2 水泥穩(wěn)定土（2）影響影響強度的因素強度的因素（1）土質）土質 碎(礫)石和砂礫砂性土粉性土和粘性土。 （2）水泥品種及劑量）水泥品種及劑量 硅酸鹽類水泥較好，鋁酸鹽水泥較差，優(yōu)先選用終凝時間較長(6h以上)的低強度水泥。水泥穩(wěn)定土的強度隨水泥劑量的增加而增長，但過多的水泥用量，不經濟，易開裂

8、，水泥劑量為4%8%較為合理。 （3）含水量）含水量 達到最佳密實度的含水量，滿足完全水化和水解作用的需要。（4）施工工藝）施工工藝 混合料須拌和均勻并充分壓實。水泥土從開始加水拌和到完成壓實的延遲時間要盡可能的短，一般要在6h以內。 濕法養(yǎng)生；養(yǎng)生溫度愈高，強度增長得愈快。7.1.2 水泥穩(wěn)定土（3）水泥穩(wěn)定土的強度和壓實度標準）水泥穩(wěn)定土的強度和壓實度標準 7.1.2 水泥穩(wěn)定土2、水泥穩(wěn)定土的收縮特性及影響因素、水泥穩(wěn)定土的收縮特性及影響因素 水泥穩(wěn)定土在硬化和形成強度過程中也會發(fā)生因水泥穩(wěn)定土在硬化和形成強度過程中也會發(fā)生因溫度變溫度變化而引起的溫度收縮化而引起的溫度收縮和因和因含水量

9、變化而引起的干燥收縮含水量變化而引起的干燥收縮。 水泥穩(wěn)定土中塑性土含量對溫度收縮系數(shù)影響較大，塑性土含量越高，其溫縮系數(shù)隨溫度降低變化幅度較大，并以水泥土的變化幅度最大，其溫縮系數(shù)隨齡期而增長。 水泥穩(wěn)定土的干縮系數(shù)受粒料含量及礦物成分的影響。黏粒含量越高，土的塑性指數(shù)越大，混合料干縮越嚴重。 水泥穩(wěn)定土的干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)均隨水泥劑量降低、粒料含量增加而降低。7.1.2 水泥穩(wěn)定土3、水泥穩(wěn)定土組成設計、水泥穩(wěn)定土組成設計（1）原材料）原材料（2）試件制備）試件制備（3）確定各種混合料的最佳含水量和最大干密度）確定各種混合料的最佳含水量和最大干密度（4）強度試驗）強度試驗（5）確定水泥劑量

10、）確定水泥劑量 7.1.3 石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土概念：概念：一定數(shù)量的石灰和粉煤灰，或石灰和煤渣與其他集料（土）相配合，加入適量的水(通常為最佳含水量)，經拌和、壓實及養(yǎng)生后得到的路面結構層，當其抗壓強度符合規(guī)定要求時，稱為石灰工業(yè)廢渣基層。分類：分類：石灰粉煤灰類和石灰其他廢渣類。 在工程中，石灰粉煤灰石灰粉煤灰常被稱為二灰二灰，石灰粉煤灰穩(wěn)定類混合料簡稱為二灰穩(wěn)定土。7.1.4 無機結合料穩(wěn)定類混合料的疲勞性能疲勞破壞：在小于材料極限強度的應力反復作用下所產生的累積破壞。耐疲勞性能：指某種材料對不同水平應力的反復作用的反應，它以不同應力水平達到破壞時的荷載反復作用次數(shù)（疲勞壽命）來表示。疲勞

11、試驗方法疲勞試驗方法：彎拉疲勞試驗、劈裂疲勞試驗。疲勞試驗結果：疲勞試驗結果：fsfn/曲線對數(shù)坐標直線擬合7.1.4 無機結合料穩(wěn)定類混合料的疲勞性能在一定的應力條件下混合料的疲勞壽命取決于：（1）材料的強度和剛度強度愈大、剛度愈小，其疲勞壽命就愈長。（2）材料的不均性，無機結合料的疲勞方程還與材料試驗的變異性有關。（3）石灰粉煤灰穩(wěn)定材料的抗疲勞性能優(yōu)于水泥砂礫。（4）應力水平的少量變化，對石灰粉煤灰穩(wěn)定材料的疲勞壽命影響較大。7.2 土工合成材料土工合成材料 土工合成材料是以人工合成的聚合物（如塑料、化纖、合成橡膠等）為原料制成的各種類型產品，可置于巖土體或其它工程結構內部、表面或各結構

12、層之間，具有加強、保護巖土或其它結構功能的一種新型工程材料。土工合成材料可以由不同的聚合物原材料生產，也可以按照使用目的制成各種各樣的結構形式，品種繁多，如土工織物、土工膜、土工格柵、土工網和土工膜袋等，它已經成為繼鋼材、水泥、木材之后的第4種新型建筑材料。 土工合成材料的性質 土工合成材料的性質包括物理性質、力學性質、水力學性質、土工合成材料與土相互作用以及耐久性等內容。測試的目的可歸納為兩個方面：一是提供工程設計所需的參數(shù)，如材料的厚度、孔徑、抗拉強度、滲透系數(shù)、與土的界面摩擦系數(shù)等；二是用于比較多種產品的性能指標，例如單位面積質量、孔隙率、撕裂強度等，往往不應用于具體的設計公式，常用于選

13、材的對比和判斷特定工程應用的適宜性。7.3 防水材料防水材料 防水材料防水材料是指用于滿足建筑物或構筑物防漏、防滲、防潮功能的材料。 防水材料從性能性能上一般可分為: 柔性防水材料柔性防水材料 剛性防水材料剛性防水材料堵漏止水材料膨脹劑等減水劑防水劑外加劑防水砂漿防水混凝土剛性防水材料非定形密封材料定形密封材料防水密封材料聚合物水泥基防水涂料水泥基防水涂料合成高分子防水涂料料聚合物改性瀝青防水涂瀝青類防水涂料防水涂料合成高分子防水卷材材聚合物改性瀝青防水卷瀝青類防水卷材防水卷材建筑防水材料、依據(jù)防水材料的依據(jù)防水材料的外觀形態(tài)外觀形態(tài)分分:防水材料共同的性能要求：防水材料共同的性能要求：（1）

14、良好的耐候性，對光、熱、氧等具有一定的耐受力；（2）抗?jié)B性，對水、鹽等腐蝕性物質滲透作用的抵抗性能；（3）耐腐蝕性，對接觸到的酸、堿、油等化學物質的抗蝕性能；（4）具有對溫度和外力作用的適應性，防水材料應具有較高的拉伸強度和斷裂伸長率，能承受溫差變化及各種外力與基層伸縮、開裂所引起的變形；（5）良好的整體性，既能保持自身的粘結性，又能與基層牢固粘接，在外力作用下有較高的抗剝離強度，形成穩(wěn)定的不透水整體。 防水卷材防水卷材是以原紙、纖維氈、纖維布、金屬箔、是以原紙、纖維氈、纖維布、金屬箔、塑料膜、紡織物等材料中的一種或多種復合為胎基，塑料膜、紡織物等材料中的一種或多種復合為胎基，浸涂瀝青、高聚物

15、改性瀝青制成的或以合成高分子浸涂瀝青、高聚物改性瀝青制成的或以合成高分子材料為基料加入助劑、填充劑，經多種工藝加工而材料為基料加入助劑、填充劑，經多種工藝加工而成的長條片狀成卷供應并起防水作用的產品。成的長條片狀成卷供應并起防水作用的產品。7.2.1 防水卷材7.3.1 防水涂料 防水涂料防水涂料是在常溫下呈無固定形狀的粘稠狀是在常溫下呈無固定形狀的粘稠狀液態(tài)高分子合成材料，涂刷在建筑物表面，經溶液態(tài)高分子合成材料，涂刷在建筑物表面，經溶劑或水分的揮發(fā)或兩種組分的化學反應形成一層劑或水分的揮發(fā)或兩種組分的化學反應形成一層連續(xù)薄層，使建筑物表面與水隔絕，并能抵抗一連續(xù)薄層，使建筑物表面與水隔絕，

16、并能抵抗一定的水壓力，從而起到防水、防潮、密封作用的定的水壓力，從而起到防水、防潮、密封作用的一類材料的總稱。一類材料的總稱。按成膜物質的主要成分分按成膜物質的主要成分分:防水涂料按使用的分散介質種類和成膜過程按使用的分散介質種類和成膜過程分為：溶劑型溶劑型、水乳型水乳型和和反應型反應型三種。按組分組分的不同分為：單組分防水涂料單組分防水涂料和和雙組分防水雙組分防水涂料涂料兩類。防水涂料的基本性能特點如下防水涂料的基本性能特點如下：（1）固體的質量分數(shù) 指防水涂料中所含固體比例。由于涂料涂刷后涂料中的固體成分形成涂膜，因此，固體的質量分數(shù)大小與成膜厚度及涂膜質量密切相關。（2）耐熱性 指防水涂

17、料成膜后的防水薄膜在高溫下不發(fā)生軟化變形、不流淌的性能。它反映防水涂膜的耐高溫性能。（3）柔性 指防水涂料成膜后的膜層在低溫下保持柔韌的性能。它反映防水涂料在低溫下的施工和使用性能。（4）不透水性 指防水涂膜在一定水壓（靜水壓/動水壓）和一定時間內不 出現(xiàn)滲漏的性能；是防水涂料滿足防水功能要求的主要質量指標。（5）延伸性 指防水涂膜適應基層變形的能力。防水涂料成膜后必須具有一定的延伸性，以適應由于溫差、干濕等因素造成的基層變形，保證防水效果。7.3.2 建筑密封材料 為提高建筑物整體的防水、抗?jié)B性能，對于工為提高建筑物整體的防水、抗?jié)B性能，對于工程中出現(xiàn)的施工縫、構件連接縫、變形縫等各種接程中出現(xiàn)的施工縫、構件連接