水泥相关知识培训课件

概述胶凝材料的定义经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结硬化，将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个整体的材料。胶凝材料的分类如沥青、聚合物等胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料如：石灰、石膏、水玻璃等通称为“水泥”概述胶凝材料的定义如沥青、聚合物等胶凝材料无机胶凝材料有机胶1第一节石灰第一节石灰2一、石灰的生产原材料生产石灰的原材料包括天然石灰石和化工副产品。主要成分为CaCO3。生产工艺——煅烧石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。根据煅烧程度可分为欠火石灰、正火石灰、过火石灰。CaCO3==CaO+CO2MgCO3==MgO+CO2900℃700℃生石灰一、石灰的生产原材料CaCO3==CaO+3二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种石灰的硬化Ca（OH）2从饱和溶液中析出，晶体互相交叉连生，从而提高强度。Ca（OH）2空气中的CO2发生化学反应，形成CaCO3使石灰的强度逐渐提高。石灰的品种按石灰中的氧化镁含量的高低分按成品的加工方法分块状生石灰、磨细生石灰粉、消石灰粉、石灰膏、石灰乳等。生石灰钙质石灰镁质石灰MgO≤5%MgO＞5%二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种石灰的硬化生石灰钙质石灰镁4三、石灰的技术性质和技术标准石灰的质量等级建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaO＋MgO的含量，可分为优等品、一等品和合格品三个等级。具体指标见教材。石灰的特性1.可塑性好；2.生石灰吸湿性强，保水性好；3.凝结硬化慢、强度低；4.硬化后体积收缩大，易开裂；5.耐水性差。三、石灰的技术性质和技术标准石灰的质量等级5四、石灰的应用配制石灰砂浆和石灰乳；配制三合土和灰土；制作碳化石灰板；生产硅酸盐制品；生产无熟料水泥。四、石灰的应用配制石灰砂浆和石灰乳；6四、石灰的储存生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。作到“随到随化”。不得与易燃、易爆等危险液体物品混合存放和混合运输。熟石灰在使用前必须陈伏15d以上，以防止过火石灰对建筑物产生的危害。四、石灰的储存生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。作到7河套大学水建系霍轶珍第二节水泥河套大学水建系第二节水泥8

本节教学目标知识教学点

水泥的特点、适用范围及分类硅酸盐水泥的主要技术性质

能力训练点掌握水泥主要技术性质的检测方法（试验）

9水泥的特点和适用范围水泥的特点水泥是一种粉末状材料，加水后拌合均匀形成的浆体，不仅能够在干燥环境中凝结硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或发展其强度，形成具有堆聚结构的人造石材。水泥适用范围不仅适合用于干燥环境中的工程部位，而且也适合用于潮湿环境及水中的工程部位。水泥的特点和适用范围水泥的特点10水泥的分类按性能和用途分粉煤灰硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥水泥通用水泥专用水泥特性水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥石灰石硅酸盐水泥如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大坝水泥等如白色硅酸盐水泥、快凝快硬硅酸盐水泥等水泥的分类按性能和用途分粉煤灰硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥水11水泥的分类按主要水硬性物质分水泥种类主要水硬性物质主要品种硅酸盐水泥硅酸钙绝大多数通用水泥、专用水泥和特性水泥铝酸盐水泥铝酸钙高铝水泥、自应力铝酸盐水泥、快硬高强铝酸盐水泥等。硫铝酸盐水泥无水硫铝酸钙硅酸二钙有自应力硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥等铁铝酸盐水泥铁相、无水硫铝酸钙、硅酸二钙有自应力铁铝酸盐水泥、膨胀铁铝酸盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥等氟铝酸盐水泥氟铝酸钙、硅酸二钙氟铝酸盐水泥等以火山灰或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥活性二氧化硅活性氧化铝石灰火山灰水泥、石膏矿渣水泥、低热钢渣矿渣水泥等水泥的分类按主要水硬性物质分水泥种类主要水硬性物质主要1213硅酸盐水泥13硅酸盐水泥区隔服务的应用案例最近许多工厂都在学习5S，对5S活动都了解其原理，也知道不推行5S不行，但许多人又常列出一大堆做不好的理由，普遍存在知道5S，却不行动的心态。其实5S的理论很简单，重要的是要行动，从简单的事情开始做起，亲自用手去接触，用眼睛去感觉变化，发现问题点并做改善。医院服务5．自助无人员服务六、授予合同10.2采购人应当在收到评审报告后5个工作日内，从评审报告提出的成交候选人中，按照排序从高到低的原则确定成交供应商。第二步、临床工作：⑤取货、布货要严格执行回多少款，取多少货，不准超过周转量进行操作。ＧＥ公司同样是注重服务品质的典范。服务做得好才会得到顾客支持，企业才有未来，才能活在明天，永远充满希望。如何使每个员工都产生这样的服务意识，提高其工作绩效呢？这就需要经过一个觉醒阶段，此时体现的就是培训的作用。第4条设备材料采购8.3.5对外报表的审核9、磋商保证金3．配色一、硅酸盐水泥的原材料和生产工艺硅酸盐水泥的原材料生产硅酸盐水泥熟料的原材料石灰质原料天然石灰石。也可采用与天然石灰石化学成分相似的材料如白垩、石灰石石等。粘土质原料主要为粘土，其主要化学成分为SiO2，其次为Al2O3和少量Fe2O3。铁矿粉采用赤铁矿，化学成分为Fe2O3。石膏主要为天然石膏矿、无水硫酸钙等。混合材料包括活性混合材料（粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料等）和非活性混合材料（石灰石粉、磨细石英砂等）。区隔服务的应用案例一、硅酸盐水泥的原材料和生产工艺硅酸盐水泥14硅酸盐水泥的生产工艺——“两磨一烧”工艺生产水泥的方法主要有干法立窑生产和湿法回转窑生产两种；硅酸盐水泥分为：Ⅰ型硅酸盐水泥（不掺混合材料）和Ⅱ型硅酸盐水泥（掺不超过5%混合材料）。一、硅酸盐水泥的原材料和生产工艺石灰石粘土铁矿粉生料石膏硅酸盐水泥混合材料熟料按比例混合磨细1350℃～1450℃煅烧磨细硅酸盐水泥的生产工艺——“两磨一烧”工艺一、硅酸盐水泥的原材15二、熟料的矿物组成及其特性熟料的矿物组成水泥熟料矿物硅酸二钙铁铝酸四钙游离氧化钙和氧化镁铝酸三钙硅酸三钙碱类及杂质2CaO•SiO2，C2S4CaO•Al2O3•Fe2O3，C4AFf－CaO和f－MgO3CaO•Al2O3，C3A3CaO•SiO2，C3S化学式及简写二、熟料的矿物组成及其特性熟料的矿物组成水泥熟料矿物硅酸二钙16二、熟料的矿物组成及其特性水泥熟料矿物的主要特性熟料矿物磨细加水，均能单独与水发生化学反应，其特点见上表。矿物名称硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙含量范围（质量％）37～6715～307～1510～18水化反应速度快慢最快快强度高早期低，后期高低低（含量多时对抗折强度有利）水化热较高低最高中二、熟料的矿物组成及其特性水泥熟料矿物的主要特性矿物名称硅酸17三、硅酸盐水泥的凝结和硬化凝结硬化的概念凝结：水泥加水拌合而成的浆体，经过一系列物理化学变化，浆体逐渐变稠失去可塑性而成为水泥石的过程；硬化：水泥石强度逐渐发展的过程称为硬化。水泥的凝结过程和硬化过程是连续进行的。凝结过程较短暂，一般几个小时即可完成；硬化过程是一个长期的过程，在一定温度和湿度下可持续几十年三、硅酸盐水泥的凝结和硬化凝结硬化的概念18三、硅酸盐水泥的凝结和硬化熟料矿物的水化反应硅酸三钙2（3CaO·SiO2）＋6H2O==3CaO·2SiO2·3H2O＋3Ca（OH）2硅酸二钙2（2CaO·SiO2）＋4H2O==3CaO·2SiO2·3H2O＋Ca（OH）2

铝酸三钙3CaO·Al2O3＋H2O==3CaO·Al2O3·6H2O3CaO·Al2O3·6H2O＋3（CaSO4·2H2O）＋19H2O==3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3＋7H2O==3CaO·Al2O3·6H2O＋CaO·Fe2O3·H2O三、硅酸盐水泥的凝结和硬化熟料矿物的水化反应19三、硅酸盐水泥的凝结和硬化熟料矿物的水化反应过程水化初期熟料矿物与水反应的速度较快，使水化产物不断地从液相中析出并聚集在水泥颗粒表面，形成以水化硅酸钙凝胶为主体的凝胶薄膜，大约在1h左右即在凝胶薄膜外侧及液相中形成粗短的针状钙矾石晶体。水化中期以水化硅酸钙（C－S－H）和氢氧化钙的快速形成为特征。水化后期由于新生成的水化产物的压力，水泥颗粒薄膜的凝胶薄膜破裂，使水进入未水化水泥颗粒的表面，水化反应继续进行。水化产物之间互相交叉连生，不断密实，固体之间的空隙不断减小，网状结构不断加强，结构逐渐紧密。三、硅酸盐水泥的凝结和硬化熟料矿物的水化反应过程20三、硅酸盐水泥的凝结和硬化A——凝胶体（C－S－H凝胶，水化硅酸钙凝胶）；B——晶体（氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙）；C——孔隙（毛细孔、凝胶孔、气孔等）；D——未水化的水泥颗粒水泥石的结构

1、水泥石主要由凝胶体、晶体、孔隙、水、空气和未水化的水泥颗粒等组成，存在固相、液相和气相。2、硬化后的水泥石是一种多相多孔体系。3、水泥石的结构（水化产物的种类及相对含量、孔的结构）对其性能影响最大。三、硅酸盐水泥的凝结和硬化A——凝胶体水泥石的结构2122教学过程设计本节重点生产原料水化产物生产工艺熟料组成凝结硬化检查提问讲解新课强化训练22教学过程设计本节重点生产原料水化产物生产工艺熟料组成凝结1、下列那项不是生产硅酸盐水泥的原料（B）A、石灰质原料（CaO）B、铁铝酸四钙(C4AF)C、粘土质原料（SiO2、Al2O3、Fe2O3）。

D、铁矿粉（Fe2O3）E、石膏（CaSOS4）2、硅酸盐水泥的生产工艺可以概括为（）3、由硅酸盐水泥熟料，6%~15%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为（B）A、硅酸盐水泥B、普通硅酸盐水泥C、矿渣硅酸盐水泥D、石灰石硅酸盐水泥温故而知新1、下列那项不是生产硅酸盐水泥的原料（B）温故而234、在生产水泥时必须掺入适量石膏是为了（B）A、提高水泥产量B、延缓水泥凝结时间C、防止水泥石产生腐蚀D、提高强度5、硅酸盐水泥熟料的四个主要矿物组成中（C）水化反应速度最快，（B）的早期强度高，（A）后期强度高。（D）对水泥抗折强度起重要作用。A、C2SB、C3SC、C3AD、C4AF6、水泥熟料水化产物主要有那些？注意Ca(OH)27、简述凝结硬化的概念的概念。8、简述水泥石的组成成分和基本结构？温故而知新4、在生产水泥时必须掺入适量石膏是为了（B）温故24四、硅酸盐水泥的主要技术性质

新课教学目标1.掌握硅酸盐水泥的主要技术性质2.掌握硅酸盐水泥主要技术性质的检测方法（试验）四、硅酸盐水泥的主要技术性质2521.2特殊情况下，招标代理机构可于投标有效期满之前以书面形式要求投标人延长有效期。投标人应以书面形式答复招标代理机构的上述要求。若投标人拒绝上述要求，可在原定的投标有效期满后收回其投标保证金；若投标人接受招标代理机构的延期要求，投标文件继续有效，且不允许修改，但需相应延长投标保证金的有效期。台积电的企业文化可以概括为四个信条：坚持高度的职业道德，维护企业机密，忠于职守，专注于积电制造服务本业。这四个信条的核心含义是：忠于顾客、忠于企业、忠于专业、忠于自我。1．遇心服务技巧具体的技巧有以下几条：4.1.2安全生产管理的基本知识、方法与安全生产，有关行业安全生9.4.3成交供应商无正当理由不与采购人签订政府采购合同的；环境评估是对竞争信息、消费意识、顾客需求、消费心理和消费行为的广泛调研，是规划和决策的基础。动态服务的美姿美仪35.3接受最终审查的中标候选人，必须如实回答和受理有关询问或考察，并提供所需的有关资料。22.5在仲裁期间，除正在进行仲裁的部分外，本合同其它部分应继续履行。3相关文件4.2.5事故现场的勘查技术以及应急处理措施；

硅酸盐水泥的主要技术性质1.细度细度是指水泥颗粒的粗细程度。水泥颗粒的粗细，直接影响其水化反应速度、活性和强度。国家标准中规定，水泥的细度用筛析法和比表面积法来测定。硅酸盐水泥的细度为其比表面积大于300m2/kg。见水泥细度试验（负压筛析仪）21.2特殊情况下，招标代理机构可于投标有效期满之前以书26水泥细度检测

一、实验目的：检验普通水泥的细度是否达到国家标准规定的要求二、主要仪器：负压筛析仪三、试验步骤：称试样25g筛分（负压４０００ＭＰａ～６０００ＭＰａ筛2分钟）称筛余量（RS

）计算筛余百分数四、试验结果判定：筛余百分数<10%,细度合格

水泥细度检测一、实验目的：检验普通水泥的27

硅酸盐水泥的主要技术性质2.凝结时间凝结时间分为初凝时间和终凝时间。初凝时间是从加水至水泥浆开始失去塑性的时间；终凝时间是从加水至水泥浆完全失去塑性的时间。水泥初凝时间不宜过早，终凝时间不宜过迟。国家标准GB175－1999规定：硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于6.5h。硅酸盐水泥的主要技术性质2.凝28

硅酸盐水泥的主要技术性质3.体积安定性体积安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的稳定性。水泥在硬化过程中体积变化不稳定，即为体积安定性不良。水泥安定性不良的原因：熟料中含有过量的游离氧化钙（f－CaO），或含有过量的游离氧化镁（f－MgO）；生产水泥时掺入的石膏过量。国家标准GB175－1999规定，硅酸盐水泥的安定性用沸煮法检验必须合格。体积安定性不良的水泥严禁用于工程中。硅酸盐水泥的主要技术性质3.体29

硅酸盐水泥的主要技术性质4.强度及强度等级（1）胶砂强度国家标准《规定，水泥和标准砂按1：3.0质量比混合，加入规定量的水（水灰比为0.50），经标准试验方法搅拌成型。制成40mm×40mm×160mm的标准试件，在标准条件（1d温度为20±1℃，相对湿度90％以上的空气中带模养护；1d以后拆模，放入20±1℃的水中养护）下养护。根据水泥品种不同，分别测定3d、28d的抗折强度和抗压强度，即为水泥的胶砂强度。硅酸盐水泥的主要技术性质4.30

硅酸盐水泥的主要技术性质（2）强度等级根据水泥的胶砂强度划分的级别称为强度等级。硅酸盐水泥的强度等级划分为42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R共六个等级。表的规定。强度等级抗压强度，MPa抗折强度，MPa3d28d3d28d42.542.5R52.552.5R62.562.5R17.022.023.027.028.032.042.542.552.552.562.562.53.54.04.05.05.05.56.56.57.07.08.08.0注：R型为早强型，主要是3d强度较高。硅酸盐水泥的主要技术性质（2）31

硅酸盐水泥的主要技术性质6.水化热水泥的水化热是指在水化过程中的放热量，单位为kJ/kg。水化热的高低与熟料矿物的相对含量有关。铝酸三钙、硅酸三钙的水化热高，而铁铝酸四钙、硅酸二钙的水化热较低。因此要降低水化热，可适当减少铝酸三钙和硅酸三钙的含量。水化热主要对大体积混凝土工程有影响。对于大体积混凝土工程，应选择水化热较低的水泥，或者采取特殊措施降低水化热的危害。硅酸盐水泥的主要技术性质6321、水泥中的石膏掺量过多时，会导致（C）。

A、缓凝B、快凝C、体积安定性不良D、水泥石收缩2、国家标准规定：普通硅酸盐水泥初凝（C）45min，终凝（D）6.5hA、等于B、小于C、不得小于D、大于等于3、引起水泥安定性不良的原因有（B）、（C）和（D）。

A、石膏掺量不足B、石膏掺量过多

C、游离氧化钙含量超标D、游离氧化镁含量超标强化训练1、水泥中的石膏掺量过多时，会导致（C）。强化训练334、普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥的细度指标是（B）

A、80μm方孔筛筛余量B、比表面积

C、0.2mm方孔筛筛余量D、破碎指标5、水泥的体积安定性用（A）检测必须合格。

A沸煮法B坍落度法C维勃稠度法D筛分析法6、根据水泥品种不同，分别测定（C），即为水泥的胶砂强度。

A、3d、7d、28d抗压强度B、7d、28d抗压强

C、3d、28d抗折强度和抗压强度D、28d抗压强度强化训练4、普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥的细度指标是（B）强化训练34

一、名词解释：1、水泥标准稠度2、初凝时间3、终凝时间4、体积安定性二、简答题：1、如何测定水泥的标准稠度用水量？如何测定初凝时间、终凝时间？用到那些仪器设备？2、水泥那些技术性质不合格为废品，水泥那些技术性质不合格为不合格品？课后作业一、名词解释：课后作业35

课后思考及作业题3、影响水泥体积安定性的主要因素有那些？如何检验体积安定性？4、简述硅酸盐水泥的技术标准。课后思考及作业题3、影响水36四、硅酸盐水泥的主要技术性质1.密度、堆积密度和各成分含量技术性质质量标准密度，kg/m33100～3200堆积密度，kg/m31300～1600不溶物Ⅰ型：不溶物不得超过0.75％；Ⅱ型：不溶物不得超过1.50％烧失量Ⅰ型：烧失量不得大于3.0％；Ⅱ型：烧失量不得大于3.5％氧化镁水泥中氧化镁含量不宜超过5.0％。如果水泥经压蒸法检验安定性合格，则水泥中氧化镁含量可放宽至6.0％三氧化硫3.5％碱含量水泥中碱含量按Na2O＋0.658K2O计算值来表示。若使用活性集料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量不得大于0.60％或由供需双方商定注：表中百分数均为质量百分数。四、硅酸盐水泥的主要技术性质1.密度、堆积密度和各成分含量技37五、水泥石的腐蚀及防止水泥石腐蚀的方式（1）软水侵蚀（溶出性侵蚀）（2）酸的腐蚀（溶解性化学腐蚀）一般酸的腐蚀碳酸水的腐蚀（3）硫酸盐腐蚀（膨胀性化学腐蚀）（4）强碱腐蚀防止水泥石腐蚀的措施（1）根据工程的环境特点，合理选择水泥品种。（2）提高混凝土的密实度。（3）在水泥石结构的表面设置保护层。五、水泥石的腐蚀及防止水泥石腐蚀的方式38（三）、“业务管理”菜单本招标文件的最终解释权归采购代理机构，当对一个问题有多种解释时以采购代理机构的书面解释为准。招标文件未做须知明示，而又有相关法律、法规规定的，采购代理机构对此所做解释以相关的法律、法规规定为依据。④做药店营业员的工作。2.2叙述统计方法：指统计工作的初步阶段。主要运用搜集和显示这两种方法，目的在于描述事物观测结果；如果您作为一家观光饭店的经理，为了向客人提供差异化的服务，您将如何做？请简要阐述您的设想。7.2月报：生产月报于每月1日上午书面报生产部，生产部每月1日下午将相关报表报给分管领导、及各部门；能源（包括电力、柴油、原材料等）消耗与库存月报于每月2日12：00前报生产部；劳动工资月报及主要经济指标月报于每月10日前报生产部。生产部按公司及统计局规定时间按期报出。（2）对招标文件规定的招标人的权利和投标人的义务作实质性修改；2．导购的服务礼仪（二）管理活动的基础3.5组织维修人员搞好设备的保养工作。投标文件有下列情况之一的，为未能对招标文件做出实质性响应，按无效投标处理：6、推荐对象须在35周岁以下，关键岗位和重要岗位推荐重点为25-30周岁的优秀青年，领导岗位推荐的重点为30-35周岁的优秀青年；大排档是南京餐饮业的一大风景。在南京大排档中，餐厅服务员以年轻女性居多，因为年轻、靓丽的服务员能让顾客眼前一亮，有助于招揽顾客。但是，有一家大排档店却反其道而行之，这家餐厅的产品口味都很古老，而且聘用的服务员以老年男子为主。这些老年男服务员戴着瓜皮帽，穿着布褂，走起路来很轻，给顾客的印象非常深刻。这家餐厅的老板认为：老年男子对工资的要求低，而且这些老年人找到工作时感到很满意。六、硅酸盐水泥的特性及应用凝结硬化快，早期及后期强度均高，适用于有早强要求的工程。抗冻性好，适合水工混凝土和抗冻性要求高的工程。耐腐蚀性差，因水化后氢氧化钙和水化铝酸钙的含量较多。水化热高，不宜用于大体积混凝土工程。但有利于低温季节蓄热法施工。抗碳化性好。因水化后氢氧化钙含量较多，故水泥石的碱度不易降低，对钢筋的保护作用强。适用于空气中二氧化碳浓度高的环境。耐热性差。因水化后氢氧化钙含量高。不适用于承受高温作用的混凝土工程。耐磨性好，适用于高速公路、道路和地面工程。（三）、“业务管理”菜单六、硅酸盐水泥的特性及应用凝结硬化快39掺混合材料的硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥40混合材料及其分类

混合材料为了改善水泥性能、提高水泥的产量，在生产时掺入的天然或人工矿物质材料。活性混合材料

具有潜在水硬性或火山灰特性，或者兼具有潜在水硬性和火山灰特性的混合材料。粒化高炉矿渣；粉煤灰；火山灰质混合材料非活性混合材料不具有潜在水硬性或质量活性指标不能达到规定要求的混合材料。如磨细石灰石粉、磨细石英砂等。混合材料及其分类混合材料为了改善41一、普通硅酸盐水泥（代号P·O）定义硅酸盐水泥熟料＋6％～1５％的混合材料＋适量石膏技术性质要求（与硅酸盐水泥相比）相同点MgO含量、SO3含量、初凝时间、安定性的技术要求相同。不同点细度：80μm方孔筛筛余量不超过10.0%；终凝时间：不迟于10h；烧失量：不得大于5.0%；一、普通硅酸盐水泥（代号P·O）定义42一、普通硅酸盐水泥强度等级：普通硅酸盐水泥分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级。各龄期的强度不低于下表的规定。强度等级抗压强度，MPa抗折强度，MPa3d28d3d28d32.532.5R42.542.5R52.552.5R11.016.016.021.022.026.032.532.542.542.552.552.52.53.53.54.04.05.05.55.56.56.57.07.0一、普通硅酸盐水泥强度等级：普通硅酸盐水泥分为32.5、3243一、普通硅酸盐水泥主要特性（1）早期强度略低，后期强度高。（2）水化热略低。（3）抗渗性好，抗冻性好，抗碳化能力强。（4）抗侵蚀、抗腐蚀能力稍好。（5）耐磨性较好；耐热性能较好。应用普通硅酸盐水泥的应用范围和硅酸盐水泥相同。一、普通硅酸盐水泥主要特性44二、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥定义技术性质要求（与普通水泥相比）相同点MgO含量、细度、凝结时间、安定性的技术要求相同。不同点熟料＋适量石膏＋20%～70%粒化高炉矿渣20%～40%粉煤灰20%～50%火山灰质混合材料矿渣水泥（P·O）粉煤灰水泥（P·S）火山灰水泥（P·P）磨细磨细磨细二、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥定义熟料＋适量石膏＋2045二、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥三氧化硫含量：矿渣水泥不超过4.0％；火山灰质水泥、粉煤灰水泥不得超过3.5％。强度等级：强度等级划分为32.5，32.5R，42.5，42.5R，52.5，52.5R共六个等级。各龄期的强度要求见下表。密度：水泥的密度为2800～3000kg/m3。强度等级抗压强度，MPa）抗折强度，MPa3d28d3d28d32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0二、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥三氧化硫含量：矿渣水泥不46二、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥主要特性（与硅酸盐水泥、普通水泥相比）三种水泥的共同特性凝结硬化较慢，早强强度较低，后期强度增长较快；水化热较低，放热速度慢；抗硫酸盐腐蚀和抗水性较好；蒸汽养护适应性好；抗冻性、耐磨性及抗碳化性能较差。三种水泥各自特性矿渣水泥的抗渗性较差，但耐热性好，可用于温度不高于200℃的混凝土工程中。火山灰水泥的抗渗性好，但干缩较大，不适用于长期处于干燥环境中的混凝土工程。粉煤灰水泥干缩小，抗裂性好。二、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥主要特性（与硅酸盐水泥、47三、复合硅酸盐水泥和石灰石硅酸盐水泥

复合硅酸盐水泥（P·C）与硅酸盐水泥相比，由于掺入了两种或两种以上的混合材料，复合水泥的水化热较低；早期强度较高，其强度要求与普通水泥的强度要求相同。石灰石硅酸盐水泥（P·L）凡由硅酸盐水泥熟料和石灰石、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为石灰石硅酸盐水泥。石灰石硅酸盐水泥的技术要求应符合相应标准的规定。三、复合硅酸盐水泥和石灰石硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥（P·C48四、通用水泥的验收和保管四、通用水泥的验收和保管49(一)、通用水泥的验收包装标志和数量的验收包装标志的验收包装有袋装和散装两种袋装水泥在包装袋上应清楚地标明产品名称、代号、净含量、强度等级、生产许可证编号、生产者名称和地址、出厂编号、执行标准号、包装年月日等主要包装标志。掺火山灰质混合材料的普通硅酸盐水泥，必须在包装上标上“掺火山灰”字样。包装袋两侧应印有水泥名称和强度等级。印刷字体颜色：硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥——红色；矿渣硅酸盐水泥——绿色；火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥——黑色。散装水泥供应时须提交与袋装水泥标志内容相同的卡片。(一)、通用水泥的验收包装标志和数量的验收50(一)、通用水泥的验收数量的验收袋装水泥每袋净含量为50kg，且不得少于标志质量的98％；随机抽取20袋总质量不得少于1000kg。质量的验收检查出厂合格证和试验报告；复验；仲裁检验。(一)、通用水泥的验收数量的验收51(一)、通用水泥的验收废品及不合格品的规定废品凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一项不符合相应标准规定的通用水泥，均为废品。不合格品对于通用水泥，凡有下列情况之一者，均为不合格品。硅酸盐水泥，普通水泥：凡不溶物、烧失量、细度、终凝时间中任一项不符合标准规定者；矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥：凡细度、终凝时间中任一项不符合标准规定者。掺混合材料硅酸盐水泥混合材料掺量超过最大限值或强度低于商品强度等级规定的指标者。水泥出厂的主要包装标志中水泥品种、强度等级、工厂名称和出厂编号不全者。(一)、通用水泥的验收废品及不合格品的规定52(二)、通用水泥的保管不同品种和不同强度等级的水泥要分别存放，不得混杂。防水防潮，做到“上盖下垫”。堆垛不宜过高，一般不超过10袋，场地狭窄时最多不超过15袋。储存期不能过长，通用水泥不超过三个月。水泥储存期超过三个月，水泥会受潮结块，强度大幅度降低，会影响水泥的使用。(二)、通用水泥的保管不同品种和不同强度等级的水泥要分别存放53高铝水泥高铝水泥54一、铝酸盐水泥定义以石灰岩和矾土为主要原料，配制成适当成分的生料，烧至全部或部分熔融所得以铝酸钙为主要矿物的熟料，经磨细而成的水硬性胶凝材料，代号CA。主要矿物成分铝酸一钙（CaO·Al2O3简写CA）凝结正常，硬化迅速，为铝酸盐水泥强度的主要来源。二铝酸一钙（CaO·2Al2O3简写CA2），其特点是凝结硬化慢，早期强度较低，后期强度高。此外还有少量水化极快、凝结迅速而强度不高的七铝酸十二钙（Ｃ12Ａ7）以及胶凝性极差的铝方柱石（C2AS）、六铝酸一钙（CA6）等矿物。一、铝酸盐水泥定义55一、铝酸盐水泥铝酸盐水泥的水化与硬化当温度低于30℃时，水化生成水化铝酸钙（CAH10）、水化铝酸二钙（C2AH8）、氢氧化铝凝胶（AH3）。铝酸盐水泥的硬化过程与硅酸盐水泥基本相似。CAH10、C2AH8都属六方晶系，其晶体呈片状或针状，互相交错攀附，重叠结合，可形成坚强的结晶共生体，使水泥获得很高的强度。氢氧化铝凝胶又填充于晶体骨架的空隙，所以能形成比较致密的结构。当温度高于30℃时，水化生成立方晶系的水化铝酸三钙（C3AH6）、氢氧化铝凝胶（AH3）。此时形成的水泥石孔隙率很大，强度较低。因而铝酸盐水泥不宜在高于30℃的条件下养护。水化铝酸二钙氢氧化铝凝胶一、铝酸盐水泥铝酸盐水泥的水化与硬化水化铝酸二钙56一、铝酸盐水泥铝酸盐水泥的技术要求细度比表面积不小于300m2/kg或0.045mm筛余不大于20%。凝结时间按GB201-2000规定的标准稠度胶砂测得的凝结时间应符合如下要求：CA-50、CA-70、CA-80铝酸盐水泥的初凝时间不早于30min，终凝时间应不迟于6ｈ；CA-60铝酸盐水泥的初凝时间不早于60min，终凝时间应不迟于18ｈ。强度铝酸盐水泥按照Al2O3含量分为四类。各类型铝酸盐水泥的不同龄期强度值不得低于GB201-2000的规定。铝酸盐水泥受到高温作用时，由于产生了固相反应，烧结结合代替了水化结合，因而具有良好的耐高温性能。一、铝酸盐水泥铝酸盐水泥的技术要求57一、铝酸盐水泥铝酸盐水泥的特性与应用早期强度很高，故适用于工期紧急的工程。抗渗性、抗冻性好。抗硫酸盐腐蚀性好。水化放热极快且放热量大，不得应用于大体积混凝土工程。耐热性好。高温下产生烧结作用，具有良好的耐高温性能，较高的强度，故适合耐热工程。长期强度降低较大，不适合长期承载结构。一、铝酸盐水泥铝酸盐水泥的特性与应用58

其他品种水泥一、道路硅酸盐水泥定义以道路硅酸盐水泥熟料，０～１０％活性混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为道路硅酸盐水泥，简称道路水泥。技术要求道路水泥中铝酸三钙含量不大于5.0％，铁铝酸四钙含量不小于16.0％，游离CaO含量不大于1.0％。特性道路硅酸盐水泥强度较高，特别是抗折强度高、耐磨性好、干缩率低，抗冲击性、抗冻性和抗硫酸盐侵蚀能力比较好。应用适用于水泥混凝土路面、机场跑道、车站及公共广场等工程的面层混凝土中应用。其他品种水泥一、59二、中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥中热硅酸盐水泥由适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料，称为中热硅酸盐水泥。低热矿渣硅酸盐水泥由适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入矿渣、适量石膏，磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料，称为低热矿渣硅酸盐水泥，简称低热矿渣水泥。二、中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥中热硅酸盐水泥60三、白色硅酸盐水泥和彩色硅酸盐水泥白色硅酸盐水泥的组成、性质与硅酸盐水泥基本相同，所不同的是在配料和生产过程中严格控制着色氧化物（Fe2O3、MnO、Cr2O3、TiO2等）的含量。彩色硅酸盐水泥简称彩色水泥。它是用白水泥熟料，适量石膏和耐碱矿物颜料共同磨细而制成的。白水泥和彩色水泥广泛地应用于建筑装修中。如制作彩色水磨石、饰面砖、锦砖、玻璃马赛克以及制作水刷石、斩假石、水泥花砖等。三、白色硅酸盐水泥和彩色硅酸盐水泥白色硅酸盐水泥的组成、性质61本章小结（1）水泥按性能和用途分为通用水泥、专用水泥和特性水泥三大类；（2）通用水泥主要包括七大品种；（3）通用水泥的细度、凝结时间、体积安定性和强度，是评定水泥质量的技术指标。（4）通用水泥的定义、主要技术性质、特性及应用、验收和保管等内容，是本章的重点内容。（5）专用水泥和特性水泥，了解其特性及应用。本章小结（1）水泥按性能和用途分为通用水泥、专用水泥和特性水62第三节稳定土材料

霍轶珍内蒙古河套大学土木工程学院第三节稳定土材料63

本节教学目标

知识教学点稳定土的组成材料的种类稳定土技术性质与组成设计稳定土的强度试验方法

能力训练点

稳定土的强度试验方法及结合料剂量确定方法

本节教学目标64本章内容要点1.定义和及组成材料2.适用范围及分类☆3.

相关知识拓展4.

结构定位及功能☆5.力学性能

6.配合比设计☆8.施工工艺及控制6.综合性能☆本章内容要点1.定义和及组成材料6.综合性能☆65

一.稳定土的定义及组成材料

定义：在各种粉碎或原来松散的土、或矿质碎（砾）石、或工业废渣中，掺入一定数量的无机结合料（如石灰、水泥）及水，经拌和得到的混合料，经压实及养生后，具有一定的强度和稳定性，在广义上统称为无机结合料稳定类混合料，或无机结合料稳定土。

★无机结合料稳定材料又称为“半刚性材料”一.稳定土的定义及组成材66组成材料（一）稳定土的基本材料组成稳定土的基本材料是土，一般规定土的液限不大于40%，塑性指数不大于20%，且级配良好。（二）稳定土的外掺材料1、石灰：各种化学组成的石灰均可用于稳定土，石灰的最佳剂量，对粘性土和粉性土为干土重的8%~16%，对砂性土为干土重的10%~18%。石灰的稳定效果：可使土粒胶结成整体，密实性提高，水稳定性提高，强度提高。

一、稳定土材料的定义组成组成材料一、稳定土材料的定义组672、水泥：各种水泥均可都可用于稳定土，通常情况下硅酸盐水泥比铝酸盐水泥的稳定效果好。在保证质量的前提下，应尽可能降低水泥的用量。3、粉煤灰：粉煤灰加入土中既能起填充的作用，又能与石灰反应，生成起胶结作用的产物，从而达到改善稳定土的水稳定性、提高强度与密实度的目的。4、沥青：各种沥青，包括：石油沥青、煤沥青、乳化沥青、沥青膏浆等均可用于拌合稳定土。一般情况下多用液体沥青。沥青加入土或集料中，可分两种类型：结构沥青：利于提高沥青稳定土的水稳定与强度。自由沥青：在稳定土压实时起润滑和填充的作用。2、水泥：各种水泥均可都可用于稳定土，通常情况下硅酸盐水泥比68

二.稳定土使用范围及分类使用范围：适用于路面的基层及底基层，不适用于路面的面层。稳定土分类：按所用结合料可分为以下几种：

1）石灰稳定土；

2）水泥稳定土；

3）沥青稳定土；

4）石灰稳定工业废渣；

5）综合稳定土等二.稳定土使用范围及分类69二.稳定土适用范围及分类☆按结合料类型分：水泥稳定材料（水泥稳定碎石等）石灰稳定材料（石灰土等）石灰工业废渣稳定材料（石灰粉煤灰碎石，简称二灰碎石）☆按土的颗粒组成分：稳定粗粒土（二灰稳定碎石等，常用做基层）稳定中粒土（水泥稳定砂砾等，常用做基层）稳定细粒土（二灰稳定土等，常用做底基层）分类：二.稳定土适用范围及分类☆按结合料类型分：☆按土的颗粒组70无机结合料稳定混合料半刚性基层材料石灰水泥工业废渣砂砾土碎石土矿渣集料细粒土中粒土粗粒土无机结合料稳定混合料半刚性基层材料石灰水泥工业废渣砂砾土碎石71★路面基层材料的类型粒料类：级配型集料、填隙碎石结合料稳定类：

有机结合料——沥青混和料无机结合料：石灰稳定类水泥稳定类水泥石灰稳定类石灰工业废渣稳定类

三、相关知识拓展★路面基层材料的类型72

三、相关知识拓展无机结合料稳定材料在破碎的或原来松散的土（包括各种粗、中、细粒土）中，掺入足量的水泥、石灰或工业废渣材料和水，经拌和得到的混合料，在压实和养生后，抗压强度符合规定要求的混合料。半刚性材料用水泥、石灰等无机结合料处治的土或碎（砾）石及含有水硬性结合料的工业废渣铺筑的基层，前期具有柔性路面的性质，后期强度和刚度有大幅度的增长，但仍远小于水泥混凝土。☆强度来源☆强度特征三、相关知识73

三、相关知识拓展“半刚性”的由来沥青混合料、级配碎石无机结合料稳定材料水泥混凝土<1200MPa柔性1300－1700半刚性>25000刚性☆由于无机结合料稳定材料的刚度介于柔性和刚性之间，因此也被称为“半刚性材料”。三、相关知识拓展“74

四、结构定位及功能☆大多用做沥青路面或水泥路面的基层或底基层。面层沥青混凝土水泥混凝土基层无机结合料稳定材料底基层无机结合料稳定材料土基压实土改善土最适合这两个层次的工作！四、结构定位及75四、结构定位及功能☆承受车辆荷载的作用，起主要承重层的作用；☆优化材料设计，尽量减小路面的反射裂缝；☆优化材料设计，增强抵抗水损害的能力。面层沥青混凝土水泥混凝土基层无机结合料稳定材料底基层无机结合料稳定材料土基压实土改善土四、结构定位及功能☆承受车辆荷载的作用，起主要承重层的作用；76四、结构定位及主要功能路面裂缝基层开裂☆在荷载和温度的反复作用下，无机结合料基层上的裂缝逐渐向上反射，形成沥青路面的裂缝。☆无机结合料稳定材料基层为什么会开裂？☆为什么说反射裂缝不可避免？沥青路面主要病害之一：反射裂缝四、结构定位及主要功能路面裂缝基层开裂☆在荷载和温度的反复作77四、结构定位及功能☆在沥青路面上产生反射裂缝后，水沿裂缝面逐渐渗入基层顶面，在高速车载的作用下，高压水流不断冲刷无机结合料稳定材料基层上的细小颗粒，逐渐泵吸到路面，形成唧泥。路面唧泥☆为什么无机结合料稳定材料基层沥青路面上的水损害比较严重？☆采取哪些措施可以尽量避免这种破坏的发生？沥青路面主要病害之二：水损害四、结构定位及功能☆在沥青路面上产生反射裂缝后，水沿裂缝面逐78五、力学性能1.强度作用原理a（水泥稳定材料）（1）水泥水化作用

（2）离子交换作用

（3）化学激发作用

（4）碳酸化作用五、力学性能1.强度作用原理a（水泥稳定材料）79五、力学性能1.强度作用原理a（水泥稳定材料）（1）水泥水化作用硅酸三钙

3CaO·SiO2（C3S）硅酸二钙

2CaO·SiO2（C2S）铝酸三钙

3CaO·Al2O3（C3A）铁铝酸四钙

4CaO·Al2O3·Fe2O3（C4AF）☆强度形成的主要来源。水泥成分五、力学性能1.强度作用原理a（水泥稳定材料）☆强度形成的主80五、力学性能硅酸盐水泥主要矿物组成与特性矿物组成硅酸三钙（C3S）硅酸二钙（C2S）铝酸三钙（C3A）铁铝酸四钙（C4AF）与水反应速度中慢快中水化热中低高中对强度的作用早期良差良良后期良优中中耐化学侵蚀中良差优干缩性中小大小大致含量（％）35～6510～400～155～15五、力学性能硅酸盐水泥主要矿物组成与特性矿物组成硅酸三钙硅酸81五、力学性能1.强度作用原理a（水泥稳定材料）

☆两种水泥水化作用的区别（水泥稳定土VS水泥混凝土）土具有非常高的比表面积和亲水性；水泥稳定土中的水泥含量较少；土对水泥的水化产物具有强烈的吸附性；在一些土中常存在酸性介质环境。pause4五、力学性能1.强度作用原理a（水泥稳定材料）pause482五、力学性能1.强度作用原理a（水泥稳定材料）（2）离子交换作用水泥水化产物中的Ca(OH)2含量很高，易形成富含Ca2+的碱性溶液环境；当溶液中富含Ca2+时，因为Ca2+的电价高于K+、Na+等离子，因此与电位离子的吸引力较强，从而取代了K+、Na+，成为反离子，同时Ca2+使双电层电位的降低速度加快。

Ca2+K+、Na+☆增加强度和稳定度。五、力学性能1.强度作用原理a（水泥稳定材料）☆增加强度和稳83五、力学性能1.强度作用原理a（水泥稳定材料）（3）化学激发作用Ca2+的化学激发作用当粘土颗粒周围介质的PH值增加到一定程度时，粘土矿物中的部分SiO2和Al2O3的活性将被激发出来，与溶液中的Ca2+进行反应，生成新的矿物，这些矿物主要是硅酸钙和铝酸钙系列，如4CaO·5SiO2·5H2O、4CaO·Al2O3·19H2O、3CaO·Al2O3·16H2O、CaO·Al2O3·10H2O等。☆增加强度和水稳定性。五、力学性能1.强度作用原理a（水泥稳定材料）☆增加强度和水84五、力学性能1.强度作用原理a（水泥稳定材料）（4）碳酸化作用水泥水化生成的Ca(OH)2，除了可与粘土矿物发生化学反应外，还可以进一步与空气中的CO2发生碳化反应并生成碳酸钙晶体。☆反应缓慢，作用较弱。五、力学性能1.强度作用原理a（水泥稳定材料）☆反应缓慢，作85五、力学性能1.强度作用原理b（石灰稳定材料）生石灰的主要成分：

氧化钙CaO和氧化镁MgO生石灰的熟化和硬化：

熟化：（消石灰或熟石灰）

CaO＋H2O→Ca(OH)2＋65.9kJ/mol

硬化：

结晶和碳酸化五、力学性能1.强度作用原理b（石灰稳定材料）86石灰的技术指标(JTJ034-2000,表类别与指标项目钙质生石灰镁质生石灰钙质消石灰镁质消石灰IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII有效钙加氧化镁（%）858070807565656055605550未消解残渣（5mm圆孔筛的筛余）（%）

71117101420含水量（%）444444细度0.71mm方孔筛筛余（%）

0110110.125mm方孔筛累计筛余（%）

13201320钙镁石灰的分类界限，MgO含量(%)5544石灰的技术指标(JTJ034-2000,表类别与指标钙质生87五、力学性能1.强度作用原理b（石灰稳定材料）（1）离子交换作用（初期强度）（2）碳酸化反应（后期强度）（3）火山灰反应（中后期强度）（4）氢氧化钙的结晶反应

☆强度主要来源。五、力学性能1.强度作用原理b（石灰稳定材料）☆强度主要来源88五、力学性能1.强度作用原理c（工业废渣稳定材料）（1）常用材料：粉煤灰（2）粉煤灰的相关参数：

密

度：1900～2400kg/m3（常见）

2500～2800kg/m3（高钙15％）

比表面积：2700～3500cm2/g

最佳粒径：5～30μm[湿排灰、干排灰]五、力学性能1.强度作用原理c（工业废渣稳定材料）891、土质对于石灰稳定土和石灰粉煤灰稳定土，用塑性指数为10%~20%的粘性土较适宜，不适宜用塑性指数小于10%的低塑性土及重粘土。对于水泥稳定土，可用各种砂砾、粉土和粘土，但级配良好的粗、中颗粒的土比单纯粘性土较适宜。2、稳定剂品种及用量当采用石灰稳定剂时，必须测定石灰中有效氧化钙和氧化镁的含量，宜用技术等级为3级以上的石灰。用水泥稳定时，硅酸盐水泥比铝酸盐水泥效果好一些，不宜采用快硬或早强水泥。水泥稳定土的强度随水泥剂量增加而增加，石灰稳定土的强度则存在一个最佳石灰剂量值，超过或低于此值，石灰稳定土的强度则降低。

六、影响稳定土强度的因素1、土质六、影响稳定土强度的903.含水量存在一个最佳含水量。4.密实度希望密实度越大越好。5.施工时间长短的影响主要针对水泥稳定土，要求其从开始加水到完全压实的时间尽可能短，一般不要超过6h。6.养生条件稳定土必须在适当的温度、湿度下养护，其强度才会不断提高。3.含水量91七、无机结合料力学性能特点无机结合料稳定材料力学性能特点具有较大的抗压强度和一定的抗拉强度强度随龄期逐渐增长，但后期增加幅度较小环境温度对半刚性材料强度的形成和发展有很大影响无机结合料稳定材料强度的时-温转换特性无机结合料稳定材料的刚度介于刚性材料和柔性材料之间pause4七、无机结合料力学性能特点无机结合料稳定材料力学性能特点pa92

小结1.强度作用原理水泥稳定材料：水泥水化作用、离子交换作用、化学激发作用和碳酸化作用石灰稳定材料：离子交换作用、碳酸化反应、火山灰反应和氢氧化钠的结晶反应工业废渣稳定材料（粉煤灰）：与石灰稳定材料类似，但不能自行水化2.温度和时间对强度的影响在环境温度达到5℃以上时，随着养护时间（龄期）的增加，无机结合料稳定材料的强度逐渐增长，但后期增幅较小。3.力学性能的特点温度和时间对无机结合料的力学性能影响很大；无机结合料稳定材料的时－温转换特性。小结1.强度作用原931、缩裂特性干缩：随着无机结合料稳定土强度的不断形成，水分逐渐消耗以及蒸发，体积发生收缩，收缩变形受到约束时，逐渐产生裂缝，即为干缩裂缝。温缩：无机结合料稳定土具有热胀冷缩性质，随着气温的降低，稳定土会产生冷却收缩变形，收缩变形受到约束时，逐渐形成裂缝，即为温缩裂缝。2、裂缝防治措施（1）、改善土质：稳定土用土越粘，则缩裂越严重。（2）、控制含水量及压实度。

七、稳定土材料的变形性能七、稳定土材料的变形性能94（3）、掺加粗粒料。（三）稳定土材料的疲劳特性石灰粉煤灰稳定材料的抗疲劳性能优于水泥砂砾，但水泥稳定土的强度因素对提高疲劳寿命也有利。（四）稳定土材料水稳定性和冰冻稳定性可用浸水强度试验和冻融循环试验来评价。影响稳定土材料水稳定性和冰冻稳定性的因素有：土类、稳定剂种类及剂量、密实度及龄期。（3）、掺加粗粒料。95

相关知识拓展（收缩性能）1.两种主要收缩类型干缩：

干燥收缩是无机结合料稳定材料因内部含水量变化而引起的体积收缩现象。温缩：

由于温度的交替而引起的无机结合料稳定材料收缩的现象。关系：

通常干缩是主要的收缩类型，干缩可达到温缩的4～10倍以上。材料名称干缩系数（×10－6）/%温缩系数（×10－6）/℃1/2最大失水量最大失水量－5℃－15℃石灰土二灰土水泥土石灰土粒料二灰粒料（悬浮式）二灰粒料（密实式）水泥粒料680～93019～104386～5452313.5～15.55.3～8420～48484～172304～384104～12210955～6541～8325.6～35.77.3～15.47.9～17.97.74.27.0～1263.5～78.729.5～50.631.2～36.416.7161210～16相关知识拓展（收缩性能）1.962.收缩的测试（1）干缩的测试百分表测试应变片测试

（2）温缩的测试应变片测试小梁试件支架百分表玻璃板☆在被测试件的适宜位置粘贴应变片，采用专用仪器测试应变片电阻的变化。2.收缩的测试（1）干缩的测试（2）温缩的测试小梁试件支973.收缩指标（1）干缩指标干缩应变：

失水率：

干缩系数：平均干缩系数：

（2）温缩指标温缩应变：

平均温缩系数：

3.收缩指标（1）干缩指标（2）温缩指标984.干缩特性4.1干缩特性表现形式：常为横向裂缝，间距3～10m；常用材料的干缩应变：

石灰土：（1200～1500）×10-6（失水量2.5%）

将引起基层裂缝，导致“反射裂缝的产生”。

水泥砂砾：（13～18）×10-6（50％最大失水量）

密实式二灰砂砾：（25～37）×10-6（失水量2.5%）

如果处理得当，将大大延缓裂缝的产生。4.干缩特性4.1干缩特性994.干缩特性4.2干缩特性影响因素（1）结合料含量☆存在最佳水泥用量，一般为5％左右；二灰剂量一般为15～25％。4.干缩特性4.2干缩特性影响因素☆存在最佳水泥用量，一般为1004.干缩特性4.2干缩特性影响因素（2）细料含量☆随着粘粒含量的增加，干缩应变减少率减小，即干缩应变不断增加。在实际应用中应尽量减少粘粒含量。4.干缩特性4.2干缩特性影响因素☆随着粘粒含量的增加，干缩1014.干缩特性4.2干缩特性影响因素（3）含水量☆对二灰砂砾的干缩来说，存在最不利含水量，在施工控制中应尽量避免。2~7%4.干缩特性4.2干缩特性影响因素☆对二灰砂砾的干缩来说，存1024.干缩特性4.2干缩特性影响因素（4）养护龄期龄期平均干缩系数灰土砂砾二灰砂砾水泥砂砾1264.3099.077124.3249.2534.128110.3041.1329.49095.2635.7027.018090.0132.2034.5☆随着养护龄期的增加，二灰砂砾的干缩性逐渐减小，在施工中应尽量增加养护时间。4.干缩特性4.2干缩特性影响因素龄期平均干缩系数灰土砂砾二1034.干缩特性4.3干缩机理干燥收缩是无机结合料稳定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”、“碳化脱水作用”而引起的整体宏观体积的变化。4.干缩特性4.3干缩机理1044.干缩特性4.3干缩机理（1）毛细管张力作用

当水分蒸发时，毛细管水分下降，弯液面的曲率半径变小，致使毛细管压力增大，从而产生收缩。（2）吸附水及分子间力作用

毛细水蒸发完结后，随着相对湿度的继续变小，无机结合料稳定材料中的吸附水开始蒸发，使颗粒表面水膜变薄，颗粒间距变小，分子力增大，导致其宏观体积进一步收缩。这一阶段的收缩量比毛细管作用的量大得多。4.干缩特性4.3干缩机理1054.干缩特性4.3干缩机理（3）矿物晶体或胶凝体的层间水作用

随着相对湿度的继续变小，无机结合料稳定材料中的层间水开始蒸发，使晶格间距变小，导致其宏观体积进一步收缩。（4）碳化脱水作用

碳化脱水作用是Ca(OH)2和CO2反应生成CaCO3中析出水而引起体积收缩。4.干缩特性4.3干缩机理1065.温缩特性5.1温缩特性表现形式：常为横向裂缝，间距3～15m；缝宽3～30mm（冬季），小于1mm（夏季）。常用材料的温缩应变：

石灰土：（30～80）×10-6

如处理不当将引起基层裂缝。

水泥砂砾：（5～10）×10-6

密实式二灰砂砾：（6～15）×10-6

如果处理得当，将大大延缓裂缝的产生。pause55.温缩特性5.1温缩特性pause51075.温缩特性5.2两种温缩试验方法封闭状态下的温缩试验（1）在饱水状态下，温度收缩系数在高温区（T>10℃）变化不大；而在低温区，在其相应的冰点附近出现负收缩（膨胀）现象，除水泥砂砾出现在0℃附近外，其余材料均发生在-10℃附近；（2）含水量对温度收缩系数影响极大，饱水、风干状态最小；约在最佳含水量与半风干区间，温度收缩系数在温度T=0～10℃区间最大；当含水量低于风干含水量时，一般在T=0～-10℃温度区间有极小值，随后又有不同程度的回升。

自由状态下的温缩试验5.温缩特性5.2两种温缩试验方法1085.温缩特性5.3温缩特性影响因素☆水泥剂量在5％时，水泥砂砾的温缩系数较小；在常用掺量范围内，二灰含量对二灰砂砾的温缩系数影响不大。5.温缩特性5.3温缩特性影响因素☆水泥剂量在5％时，水泥砂1095.温缩特性5.4温缩机理（1）固相外观胀缩性就组成矿物的颗粒而言，原生矿物一般有较小的热胀缩性，其中粘土矿物的热胀缩性较大，粉煤灰的热胀缩性最小；而新生成胶结物（次生矿物）的热胀缩性较大。

晶体势能曲线5.温缩特性5.4温缩机理晶体势能曲线1105.温缩特性5.4温缩机理（2）水的影响

无机结合料稳定材料内部广泛分布有空隙，包括大空隙、毛细孔和胶凝孔。重力水存在于大空隙中，毛细水存在于毛细孔和胶凝孔中；表面结合水存在于一切固体表面；层间水存在于晶胞和凝胶物层间；结构水和结晶水存在于矿物晶体结构内部。5.温缩特性5.4温缩机理1115.温缩特性5.4温缩机理（2）水的影响☆扩张作用：水有相当大的热胀缩系数（常温下达70*10-6/℃），比固相部分的热胀缩系数大4～7倍。☆毛细管张力：毛细管张力只有当含水量在一定范围内时才存在，当材料过干或过湿时，毛细管张力消失，因此，在干燥和饱和状态下，材料的温缩系数较小。☆冰冻作用：各空隙中的水在其冰点温度以下冻结时，体积增大9%，从而引起膨胀。5.温缩特性5.4温缩机理1126.小节（1）两种主要的收缩类型干缩是主要的收缩类型，干缩可达到温缩的4～10倍以上。（2）收缩性能的测试常采用百分表和应变片进行干缩和温缩的测试。（3）收缩指标干缩：干缩应变、失水率、干缩系数和平均干缩系数温缩：温缩应变和平均温缩系数6.小节（1）两种主要的收缩类型1136.小节（4）干缩的主要影响因素结合料含量、细料含量、含水量和养护龄期（5）干缩机理“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”和“碳化脱水作用”（6）温缩机理固体外观胀缩性和水的作用6.小节（4）干缩的主要影响因素114四、水稳定性1水稳定性研究的目的增强无机结合料稳定材料抵抗水损害的能力，减少唧泥现象。2水稳定性的分类抗冲刷性

测试：冲刷试验

指标：冲刷率（常为5min内的冲刷速率）抗冻性

测试：冻融试验

指标：耐冻系数四、水稳定性1水稳定性研究的目的1153.抗冲刷性3.1抗冲刷性的测试设备旋转刷振动台MTS试验装置高压冲洗法☆评价：均能反映无机结合料稳定材料抵抗水侵蚀的能力，但均无法完美模拟现场有压水冲刷的现象，且冲刷机理不一。3.抗冲刷性3.1抗冲刷性的测试设备☆评价：均能反映无机结合1163.抗冲刷性3.2水泥、二灰稳定材料抗冲刷性对比☆主要结论：二灰稳定材料28d以内的抗冲刷性远小于水泥稳定材料；90d以后两者的抗冲刷性能相差不大。在实际使用中应优先采用水泥稳定材料。3.抗冲刷性3.2水泥、二灰稳定材料抗冲刷性对比☆主要结论：1174.抗冻性材料配合比抗压强度（MPa）冻融抗压强度（MPa）耐冻系数28d90d28d90d28d90d水泥砂砾3：972.623.821.782.330.680.615：953.484.251.922.550.550.60二灰碎石5：15：801.863.720.571.970.310.538：32：602.794.830.331.940.120.40注：1。耐冻系数＝冻融强度/抗压强度；2。试件尺寸Φ5×15cm，平行试验个数为9个。☆主要结论：水泥稳定材料的抗冻性要优于二灰稳定材料；材料的抗冻性与其抗压强度之间不存在绝对的对应关系。4.抗冻