無(wú)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(yàn)室技術(shù)培訓(xùn)中建路橋集團(tuán)檢測(cè)科技有限公司澠西高速西淅段總承包管理部工地試驗(yàn)室第一節(jié)概述一、無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的概念無(wú)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(lái)松散的土中，摻入適量的無(wú)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(shí)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(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土。一般作為高等級(jí)公路路面基層、底基層。工程上用于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定的土，通常按照土中單個(gè)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(jí)配砂礫、級(jí)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(jí)配砂礫、級(jí)配碎石等。二、無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的分類（一）按無(wú)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(jí)配碎石、水泥穩(wěn)定級(jí)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(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土：用無(wú)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(jiǎn)稱二灰土）等。.無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料：用無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定中粒土或粗粒土而得到的混合料。可分為無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定砂粒和無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定碎石。三、無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的優(yōu)缺點(diǎn)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??；便于就地取材，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工，養(yǎng)護(hù)費(fèi)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(diǎn)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(wú)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(shí)間3h以上和終凝時(shí)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(jí)為32.5或42.5的水泥。（二）石灰高速公路和一級(jí)公路用的石灰應(yīng)不低于II級(jí)技術(shù)要求。對(duì)于高速公路和一級(jí)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?jiān)浚?mm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(shí)，稱為硅鋁粉煤灰；CaO含量為10%40%時(shí)，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(cè)項(xiàng)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(jí)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(jí)公路二級(jí)及二級(jí)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(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的技術(shù)性質(zhì)一、無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的壓實(shí)性壓實(shí)性一般采用重型擊實(shí)試驗(yàn)確定無(wú)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(shí)，為確定制備無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料強(qiáng)度試驗(yàn)和耐久性試驗(yàn)的試件應(yīng)該用的含水量和干密度，以及制備承載比試驗(yàn)試件的材料含水量。二、無(wú)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(jì)的主要指標(biāo)，抗壓強(qiáng)度是材料組成設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)。采用無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度指標(biāo)來(lái)表示穩(wěn)定

8、土的強(qiáng)度，不同公路等級(jí)、穩(wěn)定劑類型和公路層次的無(wú)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(wú)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(lái)穩(wěn)定。水泥穩(wěn)定級(jí)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(shí)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(shí)度：一般來(lái)講，密實(shí)度增加，其強(qiáng)度也會(huì)增加，水穩(wěn)性和抗凍性也會(huì)提高，縮裂現(xiàn)象亦會(huì)減少。因此要通過選材和施工工藝來(lái)控制密實(shí)度的大小。穩(wěn)定劑的品種和劑量：石灰的劑量對(duì)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(gè)最佳劑量，其最佳劑量隨土質(zhì)不同而異，同時(shí)也

9、與養(yǎng)生齡期有關(guān)。生產(chǎn)實(shí)踐中，最佳劑量的選用范圍，對(duì)于粘性土及粉性土為8%16%,對(duì)于砂性土為10%18%。當(dāng)采用水泥做穩(wěn)定劑時(shí)，水泥的礦物成分和分散度對(duì)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(shí)，其密實(shí)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(shí)的時(shí)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(huì)提高。同時(shí)也需要一定的溫度，養(yǎng)生溫度越高，強(qiáng)度增長(zhǎng)越快。三、無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土材料的縮裂特性無(wú)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(wú)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(shí)，逐漸會(huì)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(shí)含水量及壓實(shí)度壓實(shí)度小時(shí)產(chǎn)生的干縮要比壓實(shí)度大時(shí)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(shí)時(shí)含水率比最佳含水率略小為好，并盡可能達(dá)到最佳壓實(shí)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(shí)可以節(jié)約結(jié)合料和改善碾壓時(shí)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(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的組成設(shè)計(jì)所謂材料組成設(shè)計(jì)是指：根據(jù)對(duì)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(jì)，在鋪筑的路面在技術(shù)上可靠，經(jīng)濟(jì)上合理。注意：無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的組成設(shè)計(jì)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(jí)道路路面基層時(shí)，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(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的組成設(shè)計(jì)步驟（一）原材料試驗(yàn)原材料主要進(jìn)行下列試驗(yàn)：顆粒分析；液限和塑性指數(shù)；相

12、對(duì)密度；擊實(shí)試驗(yàn)；壓碎值穩(wěn)定劑性質(zhì)試驗(yàn)（包括測(cè)定石灰的鈣、鎂含量和水泥的強(qiáng)度等級(jí)及終凝時(shí)間）注意：有機(jī)質(zhì)含量和硫酸鹽含量（必要時(shí)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(shí)，石灰與粉煤灰的比例常用1:21:4（對(duì)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(shí)，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(gè)不同劑量混合料的擊實(shí)試驗(yàn)，即最小劑量、中

13、間劑量和最大劑量，其余兩個(gè)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(shí)度，分別計(jì)算不同劑量的試件應(yīng)有的干密度。4.按最佳含水率和計(jì)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(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn).計(jì)算試驗(yàn)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(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)條件的差別，工地實(shí)際采用的結(jié)合料劑量應(yīng)較室內(nèi)試驗(yàn)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(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料配合比設(shè)計(jì)例題【例題】某地區(qū)一級(jí)公路路面底基層設(shè)計(jì)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(jì)?！驹O(shè)計(jì)資料】該路面底基層設(shè)計(jì)為30cm厚石灰穩(wěn)定土，要求7d無(wú)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(shí)度指標(biāo)按95%控制?！驹O(shè)計(jì)步驟】（一）原材料檢驗(yàn)及選定.石灰材料：該路段沿線盛產(chǎn)鈣質(zhì)石灰，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)該土料的各項(xiàng)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(chǎng)的土質(zhì)為低塑限粘土，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)該土料的各項(xiàng)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?yàn)，石灰土的石灰劑量按8%、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(shí)試驗(yàn)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(cè)定7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度.制作試件：對(duì)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(gè)試件配制，工地壓實(shí)度按95%控制，現(xiàn)將制備試件所需的基本參數(shù)計(jì)算如下:（1）制備一個(gè)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(gè)試件所需的各種原材料的總量。首先測(cè)定風(fēng)干土和消石灰粉的原始含水率，分別為3%和2%。對(duì)于細(xì)粒土來(lái)講可以一次配制6個(gè)試件所需混合料，再按以