公路养护常用材料-石灰、水泥

单元一公路路基路面养护常用材料本单元主要内容第一节砂石材料第二节石灰、水泥第三节沥青第二节石灰、水泥胶凝材料是指能以自身的物理化学作用，从浆体变为坚固的石状体，并能将松散材料（如碎石、砂等）胶结成为具有一定强度的整体结构的材料。胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料：沥青、树脂气硬性胶凝材料：石灰、石膏水硬性胶凝材料：水泥第二节石灰、水泥气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化、保持或继续提高强度的胶凝材料。水硬性胶凝材料如各种水泥，则不仅能在空气中硬化、而且能更好的在水中硬化，且可在水中或适宜的环境中保持并继续提高速度。一、石灰（一）石灰的原料及生产石灰是一种气硬性胶凝材料，它是将碳酸钙为主要成分的材料（主要为石灰石）经过900~1200℃的高温煅烧，尽可能的分解与排出CO2，得到以CaO主要成份的生石灰，它是一种多孔结构材料。原料：石灰石、白垩、贝壳等。一、石灰（一）石灰的原料及生产分类：钙质生石灰—MgO≤5%镁质生石灰—MgO＞5%次品原因缺点欠烧石灰温度过低，时间不足，块料过大有未分解，利用率低过烧石灰温度过高，时间太长，块料太小石灰过烧，活性降低“欠火石灰”颜色发青，内部有未烧透的内核，使用时不能完全消化，有效氧化钙和氧化镁含量低，缺乏粘结力；“过火石灰”表面出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，块体密度大，消化缓慢，用于建筑结构物中仍能继续消化，以致引起体积膨胀，导致产生裂缝等破坏现象，危害极大。一、石灰（一）石灰的原料及生产一、石灰（二）石灰的特性1可塑性好在水泥砂浆中掺入石灰膏，配成混合砂浆，可显著提高砂浆的和易性。2硬化较慢、强度低3耐水性差受潮后石灰中的氧化钙及氢氧化钙会溶解，强度更低，在水中还会溃散。所以，石灰不宜在潮湿的环境中使用，也不宜单独用于建筑物的基础。一、石灰（二）石灰的特性4硬化时体积收缩大除调成石灰乳作粉刷外，不宜单独使用，工程上通常要掺入砂、纸筋、麻刀等材料以减小收缩，并节约石灰。4生石灰吸湿性强储存生石灰不仅要防止受潮，而且也不宜储存过久。石灰砂浆主要用于地面以上部分的砌筑工程，并可用于抹面等装饰工程。01加固软土地基，在软土地基中打入生石灰桩，可利用生石灰吸水产生膨胀对桩周土壤起挤密作用，利用生石灰和粘土矿物间产生的胶凝反应使周围的土固结，从而达到提高地基承载力的目的。02（三）石灰的应用石灰和粘土按一定比例拌和制成石灰土或与粘土、砂石、炉渣制成三合土，用于道路工程的垫层。03在道路工程中，随着半刚性基层在高等级路面中的应用，石灰稳定土、石灰粉煤灰稳定土及其稳定碎石等广泛用于路面基层。04（三）石灰的应用水泥是一种多级分的人造矿物粉料，与水拌和后成为塑性胶体，既能在空气中硬化，也能在水中硬化，并能将砂石等材料的结合成具有一定强度的整体，水泥是水硬性无机胶凝材料。常用的水泥有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。二、水泥把几种原材料按适当比例配合在磨机中磨成生料；将制备好的生料入窑进行煅烧，至1450℃左右生成以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥“熟料”；为调节水泥的凝结速度，在烧成的熟料中加入质量３％左右的石膏共同磨细，即为硅酸盐水泥。因此，硅酸盐水泥生产工艺概括起来为“两磨一烧”。二、水泥（一）硅酸盐水泥的生产工艺石灰石(Cao)粘土(Al03、Fe203、Sio2)生料熟料煅烧水泥磨细石膏辅料混合磨细二、水泥（二）硅酸盐水泥的矿物组成1硅酸盐水泥的原料与生料的化学组成生料主要化学成分：，，

和

。2硅酸盐水泥熟料的矿物组成（1）经高温煅烧后，以上四种化学成分化合为熟料中的主要矿物组成：硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙简式为简式为简式为简式为2、硅酸盐水泥熟料的矿物组成（2）四种矿料的特性

a.（硅酸三钙）水泥中主要矿物组成，含量通常为50﹪左右，对硅酸盐水泥影响大。水化速度较快，水化热高，早期强度高。

b.（硅酸二钙）水化速度较慢，水化热很低。早期强度较低而后期强度较高。耐化学侵蚀较高，干缩性较小。2、硅酸盐水泥熟料的矿物组成（2）四种矿料的特性

c.（铝酸三钙）水化反应速度最快，水化热最高。早期强度较高，但强度绝对值小。耐化学腐蚀性差，干缩性大。（注：其含量决定水泥的凝结速度和释放热量，通常为调节水泥凝结速度，需掺加石膏或硅酸三钙与石膏形成的水化产物）。

d.（铁铝酸四钙）遇水反应较快，水化热较高。强度较低，对水泥抗折强度和抗冲击性能起重要作用。耐化学腐蚀性好，干缩性小。（三）硅酸盐水泥的技术指标1细度水泥颗粒的粗细程度对水泥的使用有重要影响。水泥颗粒粒径一般在7～200μm范围内。2标准稠度用水量稠度是水泥浆达到一定流动度时的需水量。“标准稠度”是人为规定的稠度，其用水量采用水泥标准稠度测定仪测定。硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般在24％～33％之间。（三）硅酸盐水泥的技术指标3凝结时间水泥从加水开始到失去其流动性，即从液体状态发展到较致密的固体状态的过程称为水泥的凝结过程。这个过程所需要的时间称为凝结时间。（三）硅酸盐水泥的技术指标4体积安定性水泥浆体硬化后体积变化的均匀性称为水泥的体积安定性。即水泥硬化浆体能保持一定形状，不开裂，不变形，不溃散的性质。（三）硅酸盐水泥的技术指标5强度强度是评价硅酸盐水泥质量的又一个重要指标。根据水泥胶砂的3天和28天强度测试结果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。（三）硅酸盐水泥的技术指标（四）混凝土碳化对构件的影响空气中CO2气体渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化。