石灰水泥和稳定土学习教案.ppt

会计学1石灰水泥石灰水泥(shun)和稳定土和稳定土第一页，共38页。何谓胶凝材料？何谓胶凝材料？在在建建筑筑工工程程中中，能能以以自自身身的的物物理理化化学学作作用用将将松松散散(sngsn)材材料料胶胶结结成成为为具具有有一一定定强强度度的的整整体体结结构的材料，统称为胶凝材料。构的材料，统称为胶凝材料。何谓稳定土？何谓稳定土？在在粉粉碎碎(fn su)的的或或原原来来松松散散的的土土中中，掺掺入入足足量量的的石石灰灰、水水泥泥、工工业业废废渣渣及及其其它它材材料料后后，经经拌拌和和、压压实实及及养养生生后后，得得到到的的具具有有较较高高后后期期强强度度，整体性较好的材料称为稳定土。，整体性较好的材料称为稳定土。第1页/共37页第二页，共38页。胶凝材料胶凝材料胶凝材料胶凝材料(cilio)(cilio)的分类：的分类：的分类：的分类：胶凝材料胶凝材料(cilio)有机有机(yuj)胶凝材料胶凝材料无机胶凝材料无机胶凝材料气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料按化学成分分按化学成分分按硬化条件分按硬化条件分（石灰、石膏、菱苦土、水玻璃）（各种水泥）（各种沥青和树脂）气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，保持或继续提高强度。气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，保持或继续提高强度。水硬性胶凝材料不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中进行硬化保持并继续提高强度。水硬性胶凝材料不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中进行硬化保持并继续提高强度。第2页/共37页第三页，共38页。一、石灰的生产工艺概述一、石灰的生产工艺概述(i sh)将主要成分为碳酸钙和碳酸镁的岩石经高温煅烧（加热至将主要成分为碳酸钙和碳酸镁的岩石经高温煅烧（加热至900以以上），逸出上），逸出CO2气体，得到白色或灰白色的块状材料即为生石灰。气体，得到白色或灰白色的块状材料即为生石灰。化学反应式：化学反应式：CaCO3 CaO+CO2第一节第一节 石石 灰灰根据根据(gnj)成品加工方法的不同，石灰可分为：成品加工方法的不同，石灰可分为：（1）块状生石灰：主要成分为）块状生石灰：主要成分为CaO；（2）生石灰粉：是块状生石灰磨细所得到的粉末，）生石灰粉：是块状生石灰磨细所得到的粉末，主要成分为主要成分为CaO；（3）消石灰（熟石灰）：在生石灰中加入适量水）消石灰（熟石灰）：在生石灰中加入适量水而得到的粉状物质，主要成分为而得到的粉状物质，主要成分为Ca(OH)2；（4）石灰浆：在生石灰中加入多量水而得到的可）石灰浆：在生石灰中加入多量水而得到的可塑性浆体物质，主要成分为塑性浆体物质，主要成分为Ca(OH)2。第3页/共37页第四页，共38页。二、石灰的消化二、石灰的消化(xiohu)和硬化和硬化1、石灰的消化、石灰的消化(xiohu)生生石石灰灰在在使使用用前前加加水水消消解解的的过过程程称称为为消消化化(xiohu)。消消化化(xiohu)后的石灰称为熟石灰。后的石灰称为熟石灰。化学反应式：化学反应式：石灰的硬化过程包括干燥硬化过程和碳酸化两部分(b fen)1）石灰浆的干燥硬化石灰浆中的水逐渐蒸发，氢氧化钙从中结晶析出，强度也随之提高。反应式为：2）硬化石灰浆的碳化氢氧化钙与空气中的二氧化碳作用(zuyng)生成碳酸钙晶体。反应式为：Ca(OH)2+CO2+H2O CaCO3+(n+1)H2OCaO+H2O Ca(HO)2+热量Ca(OH)2+n H2O Ca(OH)2 n H2O2、石灰的硬化第4页/共37页第五页，共38页。三、石灰的技术要求三、石灰的技术要求(yoqi)和技术标准和技术标准1、技术要求、技术要求(yoqi)1）有效氧化钙和氧化镁含量）有效氧化钙和氧化镁含量石石灰灰中中活活性性氧氧化化钙钙和和氧氧化化镁镁的的含含量量是是评评价价石石灰灰质质量量的的主主要要指指标标，其其含含量量愈愈多多，活活性性愈愈高高，质质量量也也愈愈好好。我我国国现现行行行行业业标标准准公公路路工工程程无无机机结结合合料料稳稳定定材材料料试试验验规规程程（JTJ 05794）规规定定，有有效效氧氧化化钙钙含含量量用用中中和和滴滴定定法法测测定定，氧氧化化镁镁含含量量用络合滴定法测定。用络合滴定法测定。2）生石灰产浆量和未消化残渣含量）生石灰产浆量和未消化残渣含量石石灰灰产产浆浆量量愈愈高高，则则表表示示其其质质量量越越好好。未未消消化化残残渣渣含含量量愈愈多，石灰质量愈差，须加以限制。多，石灰质量愈差，须加以限制。第5页/共37页第六页，共38页。3）二氧化碳含量CO2含量越高，表示未分解完全的碳酸盐含量越高，则（CaO+MgO）含量相对降低，导致石灰(shhu)的胶结性能下降。4）消石灰(shhu)游离水含量游离水含量影响石灰(shhu)的使用质量，因此对消石灰(shhu)的游离水含量需加以限制。5）细度细度与石灰(shhu)的质量有密切联系，过量的筛余物影响石灰(shhu)的粘结性。现行标准规定的试验方法是：称取试样50g，倒入0.9mm、0.125mm套筛内进行筛分，分别称量筛余物，按原试样计算其筛余百分率。第6页/共37页第七页，共38页。2、技术标准、技术标准建建筑筑石石灰灰按按现现行行标标准准建建筑筑生生石石灰灰（JC/T 47992）、建建筑筑生生石石灰灰粉粉（JC/T 48092）和和建建筑筑消消石石灰灰粉粉（JC/T 48192）的的规规定定，按按其其氧氧化化镁镁含含量量(hnling)划划分分为钙质石灰和镁质石灰两类，见表为钙质石灰和镁质石灰两类，见表2.1。钙钙质质石石灰灰和和镁镁质质石石灰灰分分类类界界限限 表表2.11）生石灰技术标准见书P33。交通土建高职高专统编教材(jioci)道路建筑材料姜志青主编，人民交通出版社出版。2）生石灰粉技术标准见书P33。交通土建高职高专统编教材(jioci)道路建筑材料姜志青主编，人民交通出版社出版。3）消石灰粉技术标准见书P33。交通土建高职高专统编教材(jioci)道路建筑材料姜志青主编，人民交通出版社出版。455镁质石灰455钙质石灰消石灰粉生石灰粉生石灰 品种 氧化镁含量（%）类别第7页/共37页第八页，共38页。四、石灰的应用和储存四、石灰的应用和储存1、石灰的应用、石灰的应用（1）石石灰灰砂砂浆浆。石石灰灰砂砂浆浆主主要要用用于于地地面面以以上上部部分分的的砌筑工程，并可用于抹面等装饰工程。砌筑工程，并可用于抹面等装饰工程。（2）加固软土地基。）加固软土地基。（3）石石灰灰和和粘粘土土按按一一定定比比例例拌拌和和制制成成石石灰灰土土，用用于于道路工程的垫层。道路工程的垫层。（4）在在道道路路工工程程中中广广泛泛(gungfn)用用于于路路面面基基层层；在桥梁工程中广泛在桥梁工程中广泛(gungfn)用于污工砌体。用于污工砌体。2、石灰的储存、石灰的储存（1）储存于干燥仓库内，采取严格防水措施。）储存于干燥仓库内，采取严格防水措施。（2）将将其其消消解解成成石石灰灰浆浆，使使表表面面隔隔绝绝空空气气，以以防防碳碳化。化。第8页/共37页第九页，共38页。第二节第二节 水水 泥泥 水泥是一种水硬性胶凝材料，也是建水泥是一种水硬性胶凝材料，也是建筑工程中用量最大的建筑材料之一。筑工程中用量最大的建筑材料之一。道路和桥梁工程中通常应用的水泥有：道路和桥梁工程中通常应用的水泥有：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥和复合(fh)硅酸盐水泥等硅酸盐水泥等六大通用水泥。目前在道路建筑工程中六大通用水泥。目前在道路建筑工程中以硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥为主。以硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥为主。第9页/共37页第十页，共38页。一、硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥凡凡由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料，05%石石灰灰石石或或粒粒化化高高炉炉(gol)矿矿渣渣，适适量量石石膏膏磨磨细细制制成成的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料，称为硅酸盐水泥。称为硅酸盐水泥。不不掺掺加加混混合合材材料料的的称称I型型硅硅酸酸盐盐水水泥泥，代代号号PI；掺掺加加石石灰灰石石或或粒粒化化高高炉炉(gol)矿矿渣渣混混合合材材料料（不不超超过过水水泥泥质量的质量的5%）称）称II型硅酸盐水泥，代号型硅酸盐水泥，代号PII。（一）硅酸盐水泥生产工艺概述（一）硅酸盐水泥生产工艺概述(i sh)1、硅酸盐水泥生产原料、硅酸盐水泥生产原料生生产产硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的原原料料，主主要要是是石石灰灰质质原原料料和和粘粘土土质原料。质原料。第10页/共37页第十一页，共38页。2、硅酸盐水泥(shun)生产工艺概述硅酸盐水泥(shun)生产流程见示意图2.1。第11页/共37页第十二页，共38页。（二）硅酸盐水泥的化学（二）硅酸盐水泥的化学(huxu)成分和矿物组成成分和矿物组成1、硅酸盐水泥的矿物组成、硅酸盐水泥的矿物组成硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的主主要要化化学学(huxu)成成分分是是氧氧化化钙钙、氧氧化化硅硅、氧氧化化铝铝和和氧化铁。氧化铁。硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料中中的的主主要要矿矿物物化化学学(huxu)组组成成是是硅硅酸酸三三钙钙（C3S）、硅硅酸酸二二钙钙（C2S）、铝铝酸酸三三钙钙（C3A）和和铁铁铝铝酸酸四四钙钙（C4AF）。）。2、水泥熟料主要矿物组成的性质、水泥熟料主要矿物组成的性质1）硅硅酸酸三三钙钙是是硅硅酸酸盐盐水水泥泥中中最最主主要要的的矿矿物物组组成成成成分分，其其含含量量通通常常在在50%左左右右。硅硅酸酸三三钙钙水水化化速速度度较较快快，水水化化热热高高，早早期期强强度度高高，28d强强度可达一年强度的度可达一年强度的70%80%。2）硅硅酸酸二二钙钙在在硅硅酸酸盐盐水水泥泥中中的的含含量量约约为为10%40%，亦亦为为主主要要矿矿物物组组成成成成分分。遇遇水水反反应应较较慢慢，水水化化热热很很低低，早早期期强强度度较较低低而而后后期期强强度度高。高。3）铝铝酸酸三三钙钙在在硅硅酸酸盐盐水水泥泥中中含含量量通通常常在在15%以以下下。遇遇水水反反应应较较快快，水化热较高。水化热较高。4）铁铁铝铝酸酸四四钙钙在在硅硅酸酸盐盐水水泥泥中中含含量量通通常常为为5%15%。遇遇水水反反应应较较快，水化热较高，强度较低，耐化学快，水化热较高，强度较低，耐化学(huxu)侵蚀性好，干缩性小。侵蚀性好，干缩性小。第12页/共37页第十三页，共38页。硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shun)熟料矿物组成与特性熟料矿物组成与特性 表表2.3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3、水泥熟料主要矿物(kungw)组成的性质比较硅酸盐水泥(shun)熟料矿物组成的主要特性见表2.3。第13页/共37页第十四页，共38页。（三）硅酸盐水泥的凝结（三）硅酸盐水泥的凝结(nngji)和硬化和硬化 1、水泥(shun)的水化作用2、硅酸盐水泥的凝结(nngji)和硬化（1）初始反应期；（2）诱导期；（3）凝结期；（4）硬化期硅酸盐水泥的凝结和硬化过程见示意图 第14页/共37页第十五页，共38页。（四）硅酸盐水泥的技术性质（四）硅酸盐水泥的技术性质(xngzh)和技术标准和技术标准1、技术性质、技术性质(xngzh)按按照照我我国国现现行行国国家家标标准准硅硅酸酸盐盐水水泥泥、普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥（GB1751999）规规定定，硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的技技术术性性质质(xngzh)包包括括下下列列项目。项目。1）化学性质）化学性质(xngzh)（1）氧化镁含量）氧化镁含量我我国国现现行行标标准准硅硅酸酸盐盐水水泥泥、普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥（GB1751999）规定，水泥中氧化镁含量不宜超过）规定，水泥中氧化镁含量不宜超过5.0%。（2）三氧化硫含量）三氧化硫含量我我国国现现行行标标准准硅硅酸酸盐盐水水泥泥、普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥（GB1751999）规定，水泥中三氧化硫含量不得超过）规定，水泥中三氧化硫含量不得超过3.5%。（3）烧失量）烧失量我我国国现现行行标标准准硅硅酸酸盐盐水水泥泥、普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥（GB1751999）规规定定，I型型硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的烧烧失失量量不不得得大大于于3.0%；II型型硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的烧烧失失量量不不得得大大于于3.5%；普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的烧烧失失量量不不得得大大于于5.0%。（4）不溶物）不溶物我我国国现现行行标标准准硅硅酸酸盐盐水水泥泥、普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥（GB1751999）规规定定，I型型硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的不不溶溶物物不不得得超超过过0.75%；II型型硅硅酸酸盐盐水水泥的不溶物不得超过泥的不溶物不得超过1.5%。第15页/共37页第十六页，共38页。2）物理性质）物理性质（1）细度）细度 水水泥泥细细度度是是指指水水泥泥颗颗粒粒粗粗细细的的程程度度。细细度度愈愈细细，水水泥泥与与水水起起反反应应的的面面积积愈愈大大，水水化化愈愈充充分分，水水化化速速度度愈愈快快。水水泥泥细细度度有有两两种种表表示方法，即：示方法，即：筛筛析析法法 以以80m方方孔孔筛筛上上的的筛筛余余量量百百分分率率表表示示。我我国国现现行行行行业业标标准准公公路路工工程程水水泥泥及及水水泥泥混混凝凝土土试试验验规规程程（JTG E302005）规定，采用）规定，采用(ciyng)负压筛法测定为准。负压筛法测定为准。比比表表面面积积法法 我我国国现现行行标标准准硅硅酸酸盐盐水水泥泥、普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥（GB 1751999）规定，采用）规定，采用(ciyng)勃氏透气法测定。勃氏透气法测定。（2）水泥净浆标准稠度）水泥净浆标准稠度 我我国国行行业业标标准准公公路路工工程程水水泥泥及及水水泥泥混混凝凝土土试试验验规规程程（JTG E30 T05052005）规规定定，水水泥泥净净浆浆标标准准稠稠度度的的标标准准测测定定方方法法为为试试杆筛法。杆筛法。（3）凝结时间）凝结时间 水水泥泥的的凝凝结结时时间间对对水水泥泥混混凝凝土土的的施施工工有有重重要要意意义义。初初凝凝时时间间太太短短，将将影影响响混混凝凝土土拌拌和和料料的的运运输输和和浇浇灌灌；终终凝凝时时间间过过长长，则则影影响响混混凝凝土土工工程程的的施施工工进进度度。我我国国现现行行标标准准硅硅酸酸盐盐水水泥泥、普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥（GB 1751999）规规定定，硅硅酸酸盐盐水水泥泥初初凝凝时时间间不不得得早早于于45min，终终凝凝时时间间不不得得迟迟于于6.5h；普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥初初凝凝时时间间不不得得早早于于45min，终凝时间不得迟于，终凝时间不得迟于10h。第16页/共37页第十七页，共38页。（4）体积安定性水泥体积安定性是反映水泥浆在凝结、硬化过程中，体积膨胀变形的均匀程度。水泥体积安定性不良，影响工程质量。按我国现行行业标准(biozhn)公路工程水泥及水泥混凝土试验规程（JTG E302005）规定，检验水泥体积安定性的标准(biozhn)为雷氏法，目前以试饼法代用。（5）强度强度是水泥技术要求中最基本的指标，也是水泥的重要技术性质之一。按我国现行行业标准(biozhn)公路工程水泥及水泥混凝土试验规程（JTG E302005）规定，用水泥胶砂强度法作为水泥强度的标准(biozhn)检验方法。水泥的强度等级，在规定各龄期的抗压强度和抗折强度均符合某一强度等级的最低强度值要求时，以28d抗压强度值（MPa）作为强度等级。第17页/共37页第十八页，共38页。硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shun)的强度指标的强度指标品种强度等级抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）3d28d3d28d硅酸盐水泥42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0第18页/共37页第十九页，共38页。2、技术标准、技术标准硅硅酸酸盐盐水水泥泥(shun)的的技技术术标标准准，按按我我国国现现行行标标准准硅硅酸酸盐盐水水泥泥(shun)、普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥(shun)（GB 1751999）的的有有关规定列表。关规定列表。硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shun)的技术标准的技术标准技术标准细度比表面积(m2/kg)凝结时间(min)安定性(沸煮法)抗压强度(MPa)不溶物(%)水泥中MgO(%)水泥中SO3(%)烧失量(%)水泥中碱含量(%)初凝终凝I型II型I型II型指标30045390必须合格见表50.751.55.03.53.03.50.60试验方法GB/T8074GB/T-1346GB/T750GB/T17671-99GB/T176第19页/共37页第二十页，共38页。（六）普通（六）普通(ptng)硅酸盐水泥硅酸盐水泥凡凡由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料，6%15%混混合合材材料料，适适量量石石膏膏磨磨细细制制成成的水硬性胶凝材料，称为普通的水硬性胶凝材料，称为普通(ptng)硅酸盐水泥，代号硅酸盐水泥，代号P0。普通普通(ptng)(ptng)硅酸盐水泥的技术指标硅酸盐水泥的技术指标技术性能细度(80m方孔筛)的筛余量(%)凝结时间安定性(沸煮法)强度(MPa)水泥中MgO(%)水泥中SO3(%)烧失量(%)碱含量(%)初凝(min)终凝(h)指标104510必须合格见表85.03.55.00.60试验方法GB/T1345GB/T1346GB/T1346GB/T750GB/T17671GB/T176普通硅酸盐水泥各龄期强度普通硅酸盐水泥各龄期强度(qingd)(qingd)指标指标品种强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d普通硅酸盐水泥32.511.032.52.55.532.5R16.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.552.522.052.54.07.052.5R26.052.55.07.0第20页/共37页第二十一页，共38页。二、掺混合材料的硅酸盐水泥二、掺混合材料的硅酸盐水泥为了改善硅酸盐水泥的某些性能，同时达到增加产量和降低为了改善硅酸盐水泥的某些性能，同时达到增加产量和降低成本的目的，在硅酸盐水泥熟料中掺加适量的各种混合材料与成本的目的，在硅酸盐水泥熟料中掺加适量的各种混合材料与石膏共同磨细的水硬性胶凝材料，称为掺混合材料的硅酸盐水石膏共同磨细的水硬性胶凝材料，称为掺混合材料的硅酸盐水泥。泥。（一）混合材料（一）混合材料1、活性混合材料、活性混合材料掺入的材料能与水泥中的矿物成分起化学反应，生成具有胶掺入的材料能与水泥中的矿物成分起化学反应，生成具有胶凝能力的水化产物，且既能在水中又能在空气中硬化的称为活凝能力的水化产物，且既能在水中又能在空气中硬化的称为活性混合材料。性混合材料。常用的活性混合材料有粒化高炉矿渣常用的活性混合材料有粒化高炉矿渣(kun zh)、火山灰质、火山灰质混合材料和粉煤灰。混合材料和粉煤灰。2、非活性混合材料、非活性混合材料掺入水泥中不具有或只具有微弱的化学活性，在水泥水化中掺入水泥中不具有或只具有微弱的化学活性，在水泥水化中基本上不参加化学反应，仅起提高产量、调节水泥强度等级、基本上不参加化学反应，仅起提高产量、调节水泥强度等级、节约水泥熟料的作用，称为非活性混合材料，又称为填充性混节约水泥熟料的作用，称为非活性混合材料，又称为填充性混合材料。合材料。第21页/共37页第二十二页，共38页。（二）矿渣硅酸盐水泥（二）矿渣硅酸盐水泥1、矿渣硅酸盐水泥的定义、矿渣硅酸盐水泥的定义(dngy)凡凡由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料和和粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣，适适量量石石膏膏磨磨细细制制成的水硬性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥，代号成的水硬性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥，代号PS。2、矿渣硅酸盐水泥的水化和硬化、矿渣硅酸盐水泥的水化和硬化矿矿渣渣硅硅酸酸盐盐水水泥泥加加水水后后，首首先先是是熟熟料料矿矿物物水水化化，生生成成水水化化物物；其其次次Ca(OH)2起起着着碱碱性性激激发发剂剂的的作作用用，与与矿矿渣渣中中的的活活性性SiO2和和活活性性Al2O3作作用用形形成成具具有有胶胶凝凝性性能能的的水水化化硅硅酸酸钙钙和和水化铝酸钙等水化产物。水化铝酸钙等水化产物。矿矿渣渣硅硅酸酸盐盐水水泥泥中中加加入入的的石石膏膏，一一方方面面可可调调节节水水泥泥熟熟料料的的凝凝结结时时间间，另另一一方方面面也也是是矿矿渣渣的的硫硫酸酸盐盐激激发发剂剂，与与水水化化铝铝酸酸钙钙结结合合，生生成成水水化化硫硫铝铝酸酸钙钙。掺掺量量适适当当可可加加速速矿矿渣渣的的水水化化，掺量过多，会降低水泥的质量。掺量过多，会降低水泥的质量。3、矿渣硅酸盐水泥的性能和应用、矿渣硅酸盐水泥的性能和应用1）抗抗软软水水及及硫硫酸酸盐盐腐腐蚀蚀的的能能力力较较强强；适适用用于于要要求求耐耐淡淡水水腐蚀和耐硫酸盐侵蚀的水工或海港工程。腐蚀和耐硫酸盐侵蚀的水工或海港工程。2）水化热低；适宜大体积工程。）水化热低；适宜大体积工程。3）早早期期强强度度低低，后后期期强强度度高高；不不适适宜宜用用在在温温度度太太低低，养养生条件差的工程。生条件差的工程。4）耐耐热热性性较较强强；适适用用于于受受热热（200以以下下）的的混混凝凝土土工工程。程。5）干缩性较大，养护不当则易产生裂缝。）干缩性较大，养护不当则易产生裂缝。第22页/共37页第二十三页，共38页。（三）火山灰质硅酸盐水泥（三）火山灰质硅酸盐水泥1、火山灰质硅酸盐水泥的定义、火山灰质硅酸盐水泥的定义凡凡由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料和和火火山山灰灰质质混混合合材材料料，适适量量石石膏膏磨磨细细制制成成的水硬性胶凝材料称为火山灰质硅酸盐水泥，代号的水硬性胶凝材料称为火山灰质硅酸盐水泥，代号PP。2、火山灰质硅酸盐水泥的水化和硬化、火山灰质硅酸盐水泥的水化和硬化水水泥泥加加水水后后，首首先先是是熟熟料料矿矿物物水水化化，水水化化生生成成(shn chn)的的Ca(OH)2再再与与火火山山灰灰质质混混合合材材料料中中的的活活性性SiO2和和活活性性Al2O3等等产产生生二二次次反反应应，生生成成(shn chn)以以水水化化硅硅酸酸钙钙为为主主的的一一系系列列水水化化产产物物。随着混合材料、硬化环境和水泥熟料的不同而发生硬化过程。随着混合材料、硬化环境和水泥熟料的不同而发生硬化过程。3、火山灰质硅酸盐水泥的性能和应用、火山灰质硅酸盐水泥的性能和应用1）火火山山灰灰水水泥泥凝凝结结硬硬化化缓缓慢慢，早早期期强强度度低低，后后期期强强度度高高；不不宜宜用于有早强要求及低温工程中。用于有早强要求及低温工程中。2）火火山山灰灰水水泥泥具具有有良良好好的的抗抗渗渗性性、耐耐水水性性及及一一定定的的抗抗腐腐蚀蚀能能力力；宜用于抗渗性要求较高的工程。宜用于抗渗性要求较高的工程。3）火火山山灰灰水水泥泥保保水水性性差差，在在干干燥燥环环境境中中将将由由于于失失水水而而使使水水化化反反应应停停止止，强强度度不不再再增增长长，且且由由于于水水化化硅硅酸酸钙钙凝凝胶胶的的干干燥燥将将产产生生收收缩缩和和内内应应力力，使使水水泥泥石石产产生生很很多多细细小小的的裂裂缝缝；不不宜宜用用于于干干燥燥环环境境中中的的地上工程。地上工程。4）火山灰水泥具有较低的水化热，适用于大体积工程。）火山灰水泥具有较低的水化热，适用于大体积工程。第23页/共37页第二十四页，共38页。（四）粉煤灰硅酸盐水泥 1、粉煤灰硅酸盐水泥的定义 凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥，代号PF。2、粉煤灰硅酸盐水泥的水化和硬化 粉煤灰硅酸盐水泥的水化和硬化过程与矿渣水泥相似，不同之处是粉煤灰的活性组分主要是玻璃体，比较稳定，结构紧密，不易水化。3、粉煤灰硅酸盐水泥的性能和应用(yngyng)1）粉煤灰水泥的凝结硬化慢，早期强度低，后期强度高甚至可以赶上或明显超过硅酸盐水泥；宜用于承受荷载较迟的工程。2）粉煤灰内比表面积较小，吸附水的能力较小，因而这种水泥干缩小，抗裂性较强。3）粉煤灰水泥泌水较快，易引起失水裂缝，故应在硬化早期加强养护，并采取一定的工艺措施。粉煤灰水泥除同样能用于工业与民用建筑外，还非常适用于大体积水工混凝土以及水中结构、海港工程等。第24页/共37页第二十五页，共38页。（五）复合(fh)硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料，两种或两种以上规定的混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为复合(fh)硅酸盐水泥，代号PC。复合硅酸盐水泥各龄期复合硅酸盐水泥各龄期(ln q)强度强度强度等级抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）3d28d3d28d32.511.032.52.55.532.5R16.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.552.522.052.54.07.052.5R26.052.55.07.0第25页/共37页第二十六页，共38页。三、其它品种水泥三、其它品种水泥（一）道路硅酸盐水泥（一）道路硅酸盐水泥以以适适当当成成分分的的生生料料烧烧至至部部分分熔熔融融，所所得得以以硅硅酸酸钙钙为为主主要要成成分分和和较较多多量量的的铁铁铝铝酸酸钙钙的的硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料，称为道路硅酸盐水泥熟料。称为道路硅酸盐水泥熟料。道道路路水水泥泥是是一一种种强强度度高高、特特别别是是抗抗折折强强度度高高，耐耐磨磨性性好好，干干缩缩性性小小，抗抗冲冲击击性性好好，抗抗冻冻性性和和抗抗硫硫酸酸性性比比较较好好的的专专用用水水泥泥。适适用用于于道道路路路路面面、机机场场跑跑道道道面，城市广场等工程。道面，城市广场等工程。（二）快硬硅酸盐水泥（二）快硬硅酸盐水泥凡凡以以硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料和和适适量量石石膏膏磨磨细细制制成成，以以3d抗抗压压强强度度表表示示强强度度等等级级的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料，称称为为快快硬硅酸盐水泥。硬硅酸盐水泥。快快硬硬硅硅酸酸盐盐水水泥泥具具有有早早期期(zoq)强强度度增增进进率率高高的的特特点点，其其3d抗抗压压强强度度可可达达到到强强度度等等级级，后后期期强强度度仍仍有有一一定定增增长长。适适用用于于紧紧急急抢抢修修工工程程、冬冬季季施施工工工工程程和和制制造造预预应应力力钢钢筋筋混混凝凝土土或或混混凝凝土土预预制制构构件件，不不宜用于大体积工程。宜用于大体积工程。第26页/共37页第二十七页，共38页。（三）铝酸硅酸盐水泥（矾土水泥）（三）铝酸硅酸盐水泥（矾土水泥）以以铝铝酸酸钙钙为为主主的的铝铝酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料，磨磨细细制制成成的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料，称为铝酸盐水泥，代号料，称为铝酸盐水泥，代号(diho)CA。铝铝酸酸盐盐水水泥泥的的特特点点是是早早期期强强度度增增长长快快，强强度度高高。主主要要用用于于紧紧急急抢抢修修和和早早期期强强度度要要求求高高的的工工程程和和冬冬季季施施工工的的工工程程，也也适适用用于于处处于于海海水水或或其其它它侵侵蚀蚀介介质质作作用用的的重重要要工工程程，以以及及制制作作耐耐热热混混凝凝土土、制造膨胀水泥等。制造膨胀水泥等。（四）膨胀水泥（四）膨胀水泥膨膨胀胀水水泥泥是是硬硬化化过过程程中中不不产产生生收收缩缩、而而具具有有一一定定膨膨胀胀性性能能的的水泥。水泥。在在道道桥桥工工程程中中，膨膨胀胀水水泥泥常常用用于于水水泥泥混混凝凝土土路路面面、机机场场道道面面或或桥桥梁梁修修补补混混凝凝土土，还还可可在在越越江江隧隧道道或或山山区区隧隧道道用用于于配配制制防防水水混混凝土、自应力混凝土以及堵漏工程、修补工程等。凝土、自应力混凝土以及堵漏工程、修补工程等。第27页/共37页第二十八页，共38页。（五）抗硫酸盐硅酸盐水泥（五）抗硫酸盐硅酸盐水泥以以适适当当成成分分的的生生料料烧烧至至部部分分熔熔融融，所所得得以以硅硅酸酸钙钙为为主主的的特特定定矿矿物物组组成成的的熟熟料料，称称为为道道路路硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料。加加入入适适量量石石膏膏磨磨细细制制成成的的具具有有一一定定抗抗硫硫酸酸盐盐侵侵蚀蚀性性能能的的水水硬硬性性胶胶凝材料凝材料(cilio)，称为抗硫酸盐硅酸盐水泥。，称为抗硫酸盐硅酸盐水泥。抗抗硫硫酸酸盐盐水水泥泥除除具具有有抗抗硫硫酸酸盐盐侵侵蚀蚀的的特特点点外外，而而且且水水化化热热低低。适适用用于于一一般般受受硫硫酸酸盐盐侵侵蚀蚀的的海海港港、水水利利、地地下下、隧隧道、引水、道路和桥涵基础等工程。道、引水、道路和桥涵基础等工程。（六）中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥（六）中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥(大坝水泥大坝水泥)以以适适当当成成分分的的硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料，加加入入适适量量石石膏膏磨磨细细制制成成的的具具有有中中等等水水化化热热的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料(cilio)，称称为为中中热热硅酸盐水泥。硅酸盐水泥。以以适适当当成成分分的的硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料，加加入入矿矿渣渣和和适适量量石石膏膏磨磨细细制制成成的的具具有有低低水水化化热热的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料(cilio)，称称为为低热矿渣硅酸盐水泥。低热矿渣硅酸盐水泥。中中热热硅硅酸酸盐盐水水泥泥和和低低热热矿矿渣渣硅硅酸酸盐盐水水泥泥主主要要适适用用于于要要求求水化热较低的大坝和大体积混凝土工程。水化热较低的大坝和大体积混凝土工程。第28页/共37页第二十九页，共38页。第三节第三节 稳定土材料（简述）稳定土材料（简述）一、概述一、概述 稳定土是在粉碎的或原来松散的土（包括各稳定土是在粉碎的或原来松散的土（包括各种粗、中、细粒土）中，掺入足够种粗、中、细粒土）中，掺入足够(zgu)量的量的石灰、水泥、工业废渣、沥青及其它材料后，经石灰、水泥、工业废渣、沥青及其它材料后，经半和、压实及养生后，得到的具有较高后期强度，半和、压实及养生后，得到的具有较高后期强度，整体性和水稳定性均较好的一种材料。这种材料整体性和水稳定性均较好的一种材料。这种材料不适宜作为路面的面层，常用作路面的基层和底不适宜作为路面的面层，常用作路面的基层和底基层。它包括石灰稳定土、水泥稳定土、石灰稳基层。它包括石灰稳定土、水泥稳定土、石灰稳定工业废渣和综合稳定土。定工业废渣和综合稳定土。第29页/共37页第三十页，共38页。二、稳定土材料的组成二、稳定土材料的组成（一）稳定土的基本材料（一）稳定土的基本材料土土 按按照照土土中中单单个个颗颗粒粒的的粒粒径径大大小小和和组组成成，将将土土分分为为粗粗粒土、中粒土和细粒土。粒土、中粒土和细粒土。粗粗粒粒土土是是指指颗颗粒粒的的最最大大粒粒径径小小于于37.5mm，且且其其中中小小于于31.5mm的颗粒含量不少的颗粒含量不少(b sho)于于90%。中中粒粒土土是是指指颗颗粒粒的的最最大大粒粒径径小小于于26.5mm，且且其其中中小小于于19mm的颗粒含量不少的颗粒含量不少(b sho)于于90%。细细粒粒土土是是指指颗颗粒粒的的最最大大粒粒径径小小于于9.5mm，且且其其中中小小于于2.36mm的颗粒含量不少的颗粒含量不少(b sho)于于90%。一一般般规规定定土土的的液液限限不不大大于于40%，塑塑性性指指数数不不大大于于20%。级级配配良良好好的的土土用用无无机机结结合合料料稳稳定定时时，既既可可节节约约无无机机结结合合料料用用量量，又又可可取取得得满满意意的的效效果果。级级配配良良好好的的卵卵石石 砂砂粘土稳定效果最佳。粘土稳定效果最佳。第30页/共37页第三十一页，共38页。（二）稳定土的外掺材料（二）稳定土的外掺材料(cilio)1、石石灰灰：石石灰灰的的最最佳佳剂剂量量，对对粘粘性性土土和和粉粉性性土土为为干干土土质质量量的的8%16%，对对砂砂性性土土为为干干土土质质量量的的10%18%。2、水泥：各种类型的水泥都可用于稳定土。、水泥：各种类型的水泥都可用于稳定土。3、粉粉煤煤灰灰：石石灰灰粉粉煤煤灰灰可可用用来来稳稳定定各各种种粒粒料料和和土土（二灰土）。（二灰土）。第31页/共37页第三十二页，共38页。四、稳定类材料组成设计四、稳定类材料组成设计稳稳定定类类材材料料组组成成设设计计，根根据据对对某某种种材材料料规规定定的的技技术术要要求求，选选择择合合适适的的原原材材料料，掺掺配配用用料料，确确定定结结合合料料的的种种类类和和数数量量及混合料的最佳及混合料的最佳(zu ji)含水量。含水量。（一）设计标准（一）设计标准我我国国公公路路路路面面基基层层施施工工技技术术规规范范（JTJ 0342000）规规定定：对对石石灰灰粉粉煤煤灰灰集集料料（或或土土）混混合合料料进进行行组组成成设设计计时时，采用无侧限抗压强度为设计标准。采用无侧限抗压强度为设计标准。（二）材料组成设计步骤（二）材料组成设计步骤1、原材料试验、原材料试验对对于于粗粗粒粒土土和和中中粒粒土土应应做做筛筛分分或或压压碎碎值值试试验验，对对于于稳稳定定剂剂主主要要测测定定石石灰灰的的钙钙、镁镁含含量量和和水水泥泥的的胶胶砂砂强强度度及及凝凝结结时时间间。各各种种无无机机结结合合料料稳稳定定土土的的强强度度标标准准（按按7d龄龄期期）初初步步建议值见表建议值见表2.11。第32页/共37页第三十三页，共38页。无机结合料稳定无机结合料稳定(wndng)类材料的抗压强度类材料的抗压强度 表表2.11公路等级二级和二级以下公路高速公路和一级公路水泥稳定类材料基层2.5 3.03.0 5.0底基层1.5 2.01.5 2.5石灰稳定类材料基层0.8底基层0.5 0.70.8二灰稳定类材料基层0.6 0.80.8 1.1底基层0.50.6第33页/共37页第三十四页，共38页。石灰剂量石灰剂量(jling)推荐范围推荐范围 表表2.12 结构层位 土的类型石灰剂量（%）基层底基层砂卵石土和碎石土3，4，5，6，7塑性指数小于12的粘性土10，12，13，14，168，10，11，12，14塑性指数大于12的粘性土5，7，9，11，135，7，8，9，11水泥水泥(shun)剂量推荐范围剂量推荐范围 表表2.13 结构层位 土的类型石灰剂量（%）基层底基层中粒土和粗粒土3，4，5，6，73，4，5，6，7塑性指数小于12的粘性土5，7，8，9，114，5，6，7，9其它细粒土8，10，12，14，166，8，9，10，122、拟定、拟定(ndng)混合料配合混合料配合（1）选定石灰或水泥的剂量，按规范见表2.12、表2.13。第34页/共37页第三十五页，共38页。最少的试件数量最少的试件数量(shling)表表2.14稳定土类型下列偏差系数时的试验数量10%10%15%15%20%细粒土6中粒土69粗粒土913 对于石灰粉煤灰稳定土，采用石灰粉煤灰土做基层(jcng)或底基层(jcng)时，石灰与粉煤灰的比例常用1214；石灰粉煤灰与细粒土的比例可以是30701090；采用石灰粉煤灰集料作基层(jcng)时，石灰与粉煤灰的比例常用1214；石灰粉煤灰与级配集料的比例应是20801585。（2）通过击实试验确定混合料的最佳含水量和最大干密度。（3）按最佳含水量和计算得的干密度制备试件进行强度试验，试件数应符合表2.14中的规定。第35页/共37页第三十六页，共38页。3、试件的强度试验 试件在规定温度下保温养生6d，浸水1d后，进行无侧限抗压强度(kn y qin d)试验，计算试验结果的平均值和偏差系数。4、选定石灰或水泥剂量 根据试验结果和强度标准，选定合适的水泥或石灰剂量。平均抗压强度(kn y qin d)R应符合下式的要求。工地实际采用的石灰