無機(jī)結(jié)合料技術(shù)培訓(xùn)

1、澠西高速西淅段總承包管理部工地試驗室技術(shù)培訓(xùn)中建路橋集團(tuán)檢測科技有限公司澠西高速西淅段總承包管理部工地試驗室第一節(jié)概述一、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的概念無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料是指采用一定的技術(shù)措施，在粉碎的或原來松散的土中，摻入適量的無機(jī)結(jié)合料（如水泥、石灰、粉煤灰等）和水，經(jīng)拌合均勻、壓實和養(yǎng)生后得到的一種強(qiáng)度和耐久性符合規(guī)定要求的復(fù)合混合料，又稱無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土。一般作為高等級公路路面基層、底基層。工程上用于無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定的土，通常按照土中單個顆粒（指碎石、礫石和砂顆粒）的粒徑大小和組成，將土分為下列三種：細(xì)粒土：顆粒的最大粒徑不大于4.75mm,公稱最大粒徑大于2.36mm的土，包括各種黏土、粉質(zhì)

2、土、砂和石屑。中粒土：顆粒的最大粒徑不大于26.5mm，公稱最大粒徑大于2.36mm且不大于19mm的土或集料，包括砂礫土、碎石土、級配砂礫、級配碎石等。粗粒土：顆粒的最大粒徑不大于53mm，公稱最大粒徑大于19mm且不大于37.5mm的土或集料，包括砂礫土、碎石土、級配砂礫、級配碎石等。二、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的分類（一）按無機(jī)結(jié)合料的種類分.石灰穩(wěn)定材料：以石灰為結(jié)合料，通過加水與被穩(wěn)定材料共同拌和形成的混合料，包括石灰碎石土、石灰土。.水泥穩(wěn)定材料：以水泥為結(jié)合料，通過加水與被穩(wěn)定材料共同拌和形成的混合料，包括水泥穩(wěn)定級配碎石、水泥穩(wěn)定級配砂礫、水泥穩(wěn)定石屑、水泥穩(wěn)定土、水泥穩(wěn)定砂等。.綜

3、合穩(wěn)定類土：以兩種或兩種以上材料為結(jié)合料，通過加水與被穩(wěn)定材料共同拌和形成的混合料，包括水泥石灰穩(wěn)定材料、水泥粉煤灰穩(wěn)定材料、石灰粉煤灰穩(wěn)定材料。.工業(yè)廢渣穩(wěn)定材料：以石灰或水泥為結(jié)合料，以煤渣、鋼渣、礦渣等工業(yè)廢渣為主要被穩(wěn)定材料，通過加水拌和形成的混合料。（二）按土的粒徑大小和組成分.無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土：用無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土而得到的混合料，如石灰土、水泥土、石灰粉煤灰土（簡稱二灰土）等。.無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料：用無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定中粒土或粗粒土而得到的混合料?？煞譃闊o機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定砂粒和無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定碎石。三、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的優(yōu)缺點它具有良好的力學(xué)性能，其抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度較高，而且水穩(wěn)性好，

4、具有抗凍性，在外力作用下變形?。槐阌诰偷厝〔?，易于實現(xiàn)機(jī)械化施工，養(yǎng)護(hù)費用低；利用工礦企業(yè)廢渣符合當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的要求。但最大缺點是干縮或低溫收縮容易產(chǎn)生裂縫，耐磨性較差，一般不宜用于路表面。第二節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的組成（一）水泥普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰硅酸鹽水泥都可用于穩(wěn)定土，但應(yīng)選用初凝時間3h以上和終凝時間6h以上且小于10h的水泥。不得使用快硬水泥、早強(qiáng)水泥以及已受潮變質(zhì)的水泥。宜采用強(qiáng)度等級為32.5或42.5的水泥。（二）石灰高速公路和一級公路用的石灰應(yīng)不低于II級技術(shù)要求。對于高速公路和一級公路，通常采用磨細(xì)生石灰粉。生石灰的技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)鈣質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰IIII

5、IIIIII有效鈣加氧化鎂含量（）三85三80三70三80三75三65未消化殘渣含量（5mm圓孔篩的篩余，%）W7W11W17W10W14W20鈣鎂石灰的分類界限，氧化鎂含量（）W55消石灰的技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)鈣質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰IIIIIIII有效鈣加氧化鎂含量（）三65三60三55三60三55三50含水率（）W4W4W4W4W4W4細(xì)度0.6mm方孔篩的篩余（）0W1W10W1W10.15mm方孔篩的篩余（）W13W20W13W20鈣鎂石灰的分類界限，氧化鎂含量（）W44（三）粉煤灰當(dāng)粉煤灰中CaO含量為2%6%時，稱為硅鋁粉煤灰；CaO含量為10%40%時，稱為高鈣粉煤灰；干排或濕排的硅鋁粉煤

6、灰和高鈣粉煤灰等均可用作基層或底基層。粉煤灰技術(shù)要求檢測項目技術(shù)要求SiO2、A12O3、Fe2O3總含量（%）70燒失量（）25000.3mm篩孔通過率（）三900.075mm篩孔通過率（）三70濕粉煤灰含水率（）35（四）粗集料用作被穩(wěn)定材料的粗集料宜采用各種硬質(zhì)巖石或礫石加工成的碎石，也可直接采用天然礫石。粗集料應(yīng)符合粗集料技術(shù)要求規(guī)定，用作級配碎石的粗集料應(yīng)符合粗集料技術(shù)要求中H類的規(guī)定。粗集料技術(shù)要求指標(biāo)層位高速公路和一級公路二級及二級以下公路極重、特重交通重、中、輕交通I類II類I類II類I類II類壓碎值（）基層W22W22W26W26W35W30底基層W30W26W30W26W4

7、0W35針片狀顆粒顆粒含量（%）基層W18W18W22W18.W20底基層.W20.W20.W200.075mm以下粉塵含量（%）基層W1.2W1.2W2.底基層.軟石含量（）基層W5W5.底基層.第三節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的技術(shù)性質(zhì)一、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的壓實性壓實性一般采用重型擊實試驗確定無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的最佳含水量和最大干密度。同時，為確定制備無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料強(qiáng)度試驗和耐久性試驗的試件應(yīng)該用的含水量和干密度，以及制備承載比試驗試件的材料含水量。二、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土的強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要指標(biāo)，抗壓強(qiáng)度是材料組成設(shè)計的主要指標(biāo)。采用無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度指標(biāo)來表示穩(wěn)定

8、土的強(qiáng)度，不同公路等級、穩(wěn)定劑類型和公路層次的無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)也不一樣。注意：影響無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料強(qiáng)度的因素：土的類別和性質(zhì)：一般不同成因的土都可以用石灰來穩(wěn)定。水泥穩(wěn)定級配良好的碎（礫）石和砂礫效果最好，既可節(jié)約水泥，又可取得滿意的穩(wěn)定效果。含水率：實際施工中盡可能達(dá)到最佳含水率，并注意控制養(yǎng)護(hù)水分的蒸發(fā)，以保證穩(wěn)定劑的水化。密實度：一般來講，密實度增加，其強(qiáng)度也會增加，水穩(wěn)性和抗凍性也會提高，縮裂現(xiàn)象亦會減少。因此要通過選材和施工工藝來控制密實度的大小。穩(wěn)定劑的品種和劑量：石灰的劑量對穩(wěn)定土的強(qiáng)度影響顯著，石灰穩(wěn)定土中石灰存在一個最佳劑量，其最佳劑量隨土質(zhì)不同而異，同時也

9、與養(yǎng)生齡期有關(guān)。生產(chǎn)實踐中，最佳劑量的選用范圍，對于粘性土及粉性土為8%16%,對于砂性土為10%18%。當(dāng)采用水泥做穩(wěn)定劑時，水泥的礦物成分和分散度對其穩(wěn)定效果有明顯影響。水泥劑量控制在5%10%較為合理。施工工藝過程：穩(wěn)定土拌得越均勻，且能在最佳含水率下壓實，其密實度越大，密度和強(qiáng)度就高。水泥穩(wěn)定土從加水拌合到完全壓實的時間要盡可能短，一般不要超過6h。養(yǎng)生條件：強(qiáng)度的發(fā)展都需要一定的溫度和濕度，都要在潮濕的條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，強(qiáng)度才會提高。同時也需要一定的溫度，養(yǎng)生溫度越高，強(qiáng)度增長越快。三、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土材料的縮裂特性無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的縮裂現(xiàn)象主要有干縮裂縫和溫縮裂縫兩種。（一）干縮裂

10、縫石灰穩(wěn)定土比水泥穩(wěn)定土容易產(chǎn)生干縮裂縫。故應(yīng)加強(qiáng)初期養(yǎng)護(hù)，保證石灰土表面潮濕，減輕穩(wěn)定土的干縮裂縫（二）溫縮裂縫定義：無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土具有熱脹冷縮的性質(zhì)。隨著氣溫的降低，穩(wěn)定土?xí)a(chǎn)生冷卻收縮變形，收縮變形受到約束時，逐漸會形成裂縫，稱為溫縮裂縫。裂縫防治措施有：.改善土質(zhì)土越粘，則縮裂越嚴(yán)重，故應(yīng)采用粘性較小的土，或在粘性土中摻入砂土、粉煤灰等，以降低土的塑性指數(shù)。.控制壓實含水量及壓實度壓實度小時產(chǎn)生的干縮要比壓實度大時嚴(yán)重。穩(wěn)定土因含水量過多產(chǎn)生的干縮裂縫顯著，因此，穩(wěn)定土壓實時含水率比最佳含水率略小為好，并盡可能達(dá)到最佳壓實效果。.摻加粗集料摻入一定數(shù)量的粗粒料，使混合料滿足最佳組成要

11、求，可以提高其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，減少縮裂產(chǎn)生，同時可以節(jié)約結(jié)合料和改善碾壓時的擁擠現(xiàn)象。.其它措施加強(qiáng)初期養(yǎng)護(hù)，設(shè)立隔裂過渡層等。第四節(jié)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的組成設(shè)計所謂材料組成設(shè)計是指：根據(jù)對某種材料規(guī)定的技術(shù)要求，選擇合適的原材料，確定結(jié)合料的種類和數(shù)量及混合料的最佳含水率。通過設(shè)計，在鋪筑的路面在技術(shù)上可靠，經(jīng)濟(jì)上合理。注意：無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的組成設(shè)計必須遵循以下原則：具有合適的強(qiáng)度和耐久性；用作高等級道路路面基層時，具有小的收縮變形和強(qiáng)抗沖刷能力；就地取材，便于施工；技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理。一、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的組成設(shè)計步驟（一）原材料試驗原材料主要進(jìn)行下列試驗：顆粒分析；液限和塑性指數(shù)；相

12、對密度；擊實試驗；壓碎值穩(wěn)定劑性質(zhì)試驗（包括測定石灰的鈣、鎂含量和水泥的強(qiáng)度等級及終凝時間）注意：有機(jī)質(zhì)含量和硫酸鹽含量（必要時做）（二）擬定混合料配合比1.選定不同的石灰或水泥劑量，制備同一種土樣的混合料試件若干石灰粉煤灰穩(wěn)定土，采用石灰粉煤灰土做基層或底基層時，石灰與粉煤灰的比例常用1:21:4（對于粉土，以1:2為宜）石灰粉煤灰與細(xì)粒土的比例可以是30:7010:90；采用石灰粉煤灰集料做基層時，石灰與粉煤灰的比例常用1:21:4石灰粉煤灰與集料（中粒土和粗粒土）的比應(yīng)是20:8015:85。2.確定各種混合料的最佳含水率和最大干密度，至少應(yīng)做三個不同劑量混合料的擊實試驗，即最小劑量、中

13、間劑量和最大劑量，其余兩個混合料的最佳含水率和最大干密度用內(nèi)插法確定。3.按規(guī)定的壓實度，分別計算不同劑量的試件應(yīng)有的干密度。4.按最佳含水率和計算得到的干密度制備試件。.試件在規(guī)定溫度下保溫養(yǎng)生6d,浸水24h后，進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗.計算試驗結(jié)果的平均值和偏差系數(shù)。.選定合適的水泥或石灰劑量。8.考慮到室內(nèi)試驗和現(xiàn)場條件的差別，工地實際采用的結(jié)合料劑量應(yīng)較室內(nèi)試驗確定的劑量多0.5%1.0%。拌合機(jī)械的拌合效果好，可只增加0.5%；如拌合機(jī)械的拌合效果較差，則需要增加1.0%。9.水泥的最小劑量二、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料配合比設(shè)計例題【例題】某地區(qū)一級公路路面底基層設(shè)計為石灰穩(wěn)定土，試按現(xiàn)行

14、技術(shù)規(guī)范所要求的方法進(jìn)行石灰穩(wěn)定土混合料配合比設(shè)計?！驹O(shè)計資料】該路面底基層設(shè)計為30cm厚石灰穩(wěn)定土，要求7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為0.8MPa。該路石灰土混合料生產(chǎn)采用集中廠拌法，分兩層鋪筑，壓實度指標(biāo)按95%控制?！驹O(shè)計步驟】（一）原材料檢驗及選定.石灰材料：該路段沿線盛產(chǎn)鈣質(zhì)石灰，經(jīng)試驗檢測該土料的各項技術(shù)指標(biāo)均符合現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范要求。.土料：該路土場的土質(zhì)為低塑限粘土，經(jīng)試驗檢測該土料的各項技術(shù)指標(biāo)均符合現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范要求。（二）確定石灰劑量的摻配范圍參照當(dāng)?shù)氐脑囼灒彝恋氖覄┝堪?%、10%、12%、14%和16%5種比例配制。（三）確定最佳含水率和最大干密度用重型擊實試驗法確定各種不同石灰劑量的石灰土混合料最佳含水率和最大干密度.（四）測定7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度.制作試件：對石灰穩(wěn)定土路面底基層混合料強(qiáng)度試件的制備，按現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范規(guī)定采用50mmX50mmm的圓柱體試件，每種石灰劑量按6個試件配制，工地壓實度按95%控制，現(xiàn)將制備試件所需的基本參數(shù)計算如下:（1）制備一個試件需要混合料的數(shù)量（以8%劑量為例）（2）配制同種石灰劑量6個試件所需的各種原材料的總量。首先測定風(fēng)干土和消石灰粉的原始含水率，分別為3%和2%。對于細(xì)粒土來講可以一次配制6個試件所需混合料，再按以