无机结合料课件

一、土的来源和组成

土的来源天然岩石→分化、剥离、搬运、沉积→土

土的组成母岩、自然演化过程→土的组成气、固、液三相组成、粒度组成、化学组成、矿物组成第六章无机结合料稳定类混合料6.1有关土的基本知识1、粒度划分细粒土、中粒土、粗粒土2、矿物组成

（1）原生矿物性能特点：颗粒粗大，物理、化学性质稳定，抗水性和抗风化能力较强，亲水性弱或较弱。（2）次生矿物分为：“可溶性次生矿物”、“不可溶性次生矿物

“可溶性次生矿物”——又称溶盐矿物——可结晶析出在土颗粒表面，在土中起暂时性胶结作用“不可溶性次生矿物”

游离氧化物：多呈凝胶状，颗粒极为细小，性质稳定，亲水性弱，胶结能力强可在粒间起稳定的胶结作用

粘土矿物：

高岭石、伊利石、蒙脱石高岭石→伊利石→蒙脱石，吸水性↑，膨胀性和压缩性↑

(3)有机质分解不完全的植物残体——泥炭

分解完全的动、植物残骸——腐殖质工程上俗称的软土(包括淤泥、淤泥质土)、泥炭土富含有机质有机质导致土塑性增强，压缩性增高，渗透性减小，强度降低抗剪强度的影响因素外在因素：↑，抗剪强度↑内在因素：

C↑、Φ↑，抗剪强度↑土的种类、结构、矿物组成、含水量等

土体的变形变形的本质荷载作用下，土的孔隙体积的变化影响因素土颗粒间联结越弱，土的孔隙含量越高，压力作用下，土中水分和空气越易排出，土的变形就越大。三、有关土的几个重要概念液限、塑限和塑性指数液限WL：粘性土流动状态与可塑状态的界限含水量，可塑状态的上限含水量。塑限WP：粘性土可塑状态与半固体状态的界限含水量，可塑状态的下限含水量。塑性指数IP：液限与塑限的差值

土粒越细，IP↑

压实操作的有关指标1）压实的目的减小孔隙，增加密度，提高结构强度和承载能力

2）压实效果的影响因素压实能量、土的种类、土的结构、土的含水量

3）最佳含水量与最大干密度（粘性土）

一定的压实功下，能使土最容易压实，并能达到最大密实度时的含水量称为土的最优含水量WOP，

对应的干密度为最大干密度ρmax。——无粘性土无最佳含水量4）压实度

——现场施工时，应达到压实度的要求道路的层次结构及性能

道路层次结构

6.3无机结合料稳定材料及技术性质一、石灰类稳定材料（石灰土）

概念石灰稳定各类矿质混合料的简称。石灰土：用石灰稳定细粒土得到的混合料石灰稳定集料：石灰砂砾土和石灰碎石土

强度形成机理

1、机械压实作用

2、离子交换反应

Ca2+与Na+、H+交换→土颗粒结合水膜变薄→固结、团粒

——1、2是石灰土初期强度的主要来源

强度影响因素

1、石灰剂量和质量相同龄期下，一定范围内，剂量↑，强度↑存在最佳剂量，超过最佳剂量，28d强度趋于稳定石灰越细，活性越高，稳定效果越好土的分散度越高，石灰最佳剂量越大生石灰效果优于熟石灰

2、土或集料的品种

土中粘土矿物含量高，稳定效果好

——塑性指数15～20的粘土，宜采用石灰稳定无粘性或无塑性指数的集料，单纯用石灰稳定的效果远不如用石灰土稳定的效果

3、含水量最佳含水量下，石灰稳定土达到最大密实度。石灰掺人，使土的最佳含水量增加、最大密实度降低4、养生条件和龄期养生温度高，有利石灰土的强度形成

适当的湿度为火山灰反应提供了必要的结晶水，湿度过大影响新生物凝胶的结晶硬化，影响石灰土强度的形成。180d后，石灰稳定土的强度才趋于稳定

强度指标

直径为5cm（≯10mm），10cm（≯25mm）或15mm（≯40mm）圆柱型试件，高径比1：1。在标准条件下养生后，试验前一天浸水Id，然后测试无侧限抗压强度值。

（1）干缩机理失水时，“毛细管张力作用”、“吸附水及分子间力作用”、“矿物晶体或凝胶体的层间水作用”的变化失水次序：自由水→毛细水→吸附水→层间水（2）影响因素相对湿度：相对湿度↓→干缩↑石灰剂量：塑性指数相同，剂量↑→干缩↓土的矿物组成：粘土矿物↓、原生矿物↑→干缩↓

——石灰稳定集料干缩小于石灰稳定土稳定土强度：稳定土强度↑→抵抗作用强→干缩↓

收缩特征及其影响因素收缩包括：温度胀缩、干燥收缩→路面开裂

耐久性

1、石灰土干缩系数大，易产生严重收缩裂缝

2、潮湿路段的石灰土易产生冻融破坏

3、石灰土强度较低，发展慢，水稳定性较差

——禁止用作高等级路面的基层，只宜作为高等级路面的底基层，或一般交通量道路的基层和底基层

二、石灰工业废渣稳定材料（稳定土）

概念石灰与工业废渣为结合料，稳定各类矿质混合料的简称石灰工业废渣稳定土：石灰工业废渣稳定的细粒土石灰工业废渣稳定集料：石灰工业废渣砂砾土和石灰碎石土采用粉煤灰时，分别称为二灰土、二灰集料

耐久性强度、刚度、水稳定性、抗冻性：二灰稳定类大于石灰稳定类温度、干燥收缩：二灰稳定类小于石灰稳定类二灰稳定集料性能优于二灰土

——二灰土禁止用作高级沥青路面的基层

——二灰稳定集料可适用于各级公路的基层和底基层收缩特征及其影响因素影响因素：粒料含量、石灰剂量、粉煤灰含量、粘粒含量特征：石灰土>石灰砂砾>石灰粉煤灰土>二灰砂砾

——粉煤灰有约束收缩作用

悬浮式二灰粒料明显大于密实式二灰粒料

——集料有约束收缩作用三、水泥稳定材料（稳定土）

概念水泥稳定各类矿质混合料的简称。水泥土：用水泥稳定细粒土得到的混合料水泥稳定集料：水泥砂砾土和水泥碎石土

强度形成机理

（1）机械压实作用（2）离子交换反应（3）粘土矿物的火山灰反应（4）填充密实作用

（5）水泥水化产物的胶结作用

——水泥稳定材料强度的主要来源强度影响因素

水泥剂量、石灰剂量、土质、含水量、养生温度和龄期、延迟时间

小结：无机结合料稳定材料性能分析的基本要点

强度石灰结合料：粉质粘土>砂质砾石土>砂质粘土>均匀砂

——石灰只能与粘土矿物发生火山灰反应，离子交换固结作用，使C↑——石灰稳定粗粒土（无粘性）时，加入一定量粘土更为有效水泥结合料：砂质砾石土>粉质粘土>砂质粘土>均匀砂

——水泥的自身水化、或与粘土矿物的火山灰反应，均可使C↑二灰结合料：与水泥类似同等条件下，提高C的作用，取决于结合料的胶结性能：水泥稳定>二灰稳定>石灰稳定但塑性指数高的粘性土，水泥水化受影响，宜采用石灰

收缩变形基本规律：（1）细孔含量高、含水量大的土，收缩大（2）土颗粒越粗，含量越高，约束收缩作用越大

——细粒土>中粒土>粗粒土（3）粉煤灰有约束收缩作用（4）结合料干燥收缩性能有差别

——石灰>二灰>水泥

水稳定性基本规律：（1）土体本身水稳定性好，稳定后水稳定性好。

——粗粒土>中粒土>细粒土（2）无粘性土>粘性土（3）结合料水化生成水硬性胶凝材料越多，水稳定性越好

——水泥>二灰>石灰结合料相同，水稳定性次序为：粗粒土>中粒土>细粒土，即稳定集料大于稳定土土体相同，水泥稳定材料>二灰稳定材料>石灰稳