無(wú)機(jī)結(jié)合穩(wěn)定材料

無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的概念在經(jīng)過(guò)粉碎的或原來(lái)松散的土中，摻入足量的無(wú)機(jī)結(jié)合料（包括水泥、石灰、粉煤灰及其他工業(yè)廢渣等）和水，經(jīng)拌和得到的混合料，在壓實(shí)和養(yǎng)生后，當(dāng)其抗壓強(qiáng)度符合規(guī)定的要求時(shí)，稱為無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料。無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料亦稱為半剛性材料。無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的分類1.根據(jù)無(wú)機(jī)結(jié)合料的種類分類（1）水泥穩(wěn)定材料（2）石灰穩(wěn)定材料（3）綜合穩(wěn)定材料2.根據(jù)土的粒徑大小和組成分類（1）無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土（2）無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料1）無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定砂礫。2）無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定碎石。配合比設(shè)計(jì)步驟選取5個(gè)不同的水泥劑量確定最佳含水率和最大干密度按制備試件進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)計(jì)算平均值和偏差系數(shù)選定合適的水泥劑量穩(wěn)定材料主要試驗(yàn)項(xiàng)目：1.無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度2.灰劑量（EDTA）無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)分作試件制作、養(yǎng)生和力學(xué)試驗(yàn)三個(gè)階段。該試驗(yàn)具有過(guò)程復(fù)雜、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大，數(shù)據(jù)處理理論性強(qiáng)等特點(diǎn)，在無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料配合比設(shè)計(jì)及無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料施工質(zhì)量評(píng)定中有著重要的地位和作用。

本方法適用于測(cè)定無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料（包括穩(wěn)定細(xì)粒土、中粒土和粗粒土）的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)1.試驗(yàn)準(zhǔn)備（1）儀器準(zhǔn)備1)方孔篩：孔徑53mm、37.5mm、31.5mm、26.5mm、4.75mm和2.36mm的篩各一個(gè)。2)試模：細(xì)粒土，試模的直徑×高為φ50mm×50mm；中粒土，試模的直徑×高為φ100mm×100mm；粗粒土，試模的直徑×高為φ150mm×150mm。一套試模由一個(gè)試筒及上、下兩個(gè)墊塊組成。3)脫模器。4)路面強(qiáng)度試驗(yàn)儀和測(cè)力計(jì)。φ50mm×50mm試模φ100mm×100mm試模φ150mm×150mm試模5)鋼板尺：量程200mm或300mm，最小刻度1mm。6)游標(biāo)卡尺：量程200mm或300mm。7)電子天平：量程15kg，感量0.1g；量程4000g，感量0.01g。8)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室溫度20℃±2℃，相對(duì)濕度在95%以上。9)水槽：深度應(yīng)大于試件高50mm。10）壓力試驗(yàn)機(jī)：量程不小于2000kN，行程、速度可調(diào)11)其他：球形支座、量筒、拌和工具、搪瓷盤(pán)、漏斗、大小鋁盒、烘箱、機(jī)油等。（2）試料準(zhǔn)備①無(wú)機(jī)結(jié)合料無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試件的徑高比為1∶1，根據(jù)需要也可成型1∶15或1∶2的試件。試件的成型根據(jù)需要的壓實(shí)度水平，按照體積標(biāo)準(zhǔn)，采用靜力壓實(shí)法制備。②將具有代表性的風(fēng)干試料（必要時(shí)，也可在50℃烘箱內(nèi)烘干），用木錘或木碾搗碎，但應(yīng)避免破碎粒料的原粒徑。按照公稱粒徑的大一級(jí)篩，將土過(guò)篩并進(jìn)行分類。（2）試料準(zhǔn)備③在預(yù)定做試驗(yàn)的前一天，取有代表性的試料測(cè)定其風(fēng)干含水率。④根據(jù)擊實(shí)結(jié)果稱取一定質(zhì)量的風(fēng)干土，其質(zhì)量其數(shù)量隨試件大小而變。將準(zhǔn)備好的試料分別裝入塑料袋中備用。

⑤根據(jù)擊實(shí)結(jié)果和無(wú)機(jī)結(jié)合料的配合比計(jì)算每份料的加水量、無(wú)機(jī)結(jié)合料的質(zhì)量。（2）試料準(zhǔn)備⑥將稱好的土放在長(zhǎng)方盤(pán)內(nèi)，向土中加水拌料、悶料。將拌和均勻的試樣放在密閉容器或塑料袋（封口）內(nèi)浸潤(rùn)備用。預(yù)留對(duì)于3％（細(xì)粒土，對(duì)于中粒土，可按最佳含水率加水）或1%～2%（水泥穩(wěn)定類材料）。浸潤(rùn)時(shí)間要求為：黏性土12～24h；粉質(zhì)土6～8h；砂性土、砂礫土、紅土砂礫等可縮短到4h左右；含土很少的未篩分碎石、砂礫及砂可以縮短到2h。浸潤(rùn)時(shí)間一般不超過(guò)24h。（2）試料準(zhǔn)備⑦在試件成型前1h內(nèi)，加入預(yù)定數(shù)量的水泥并拌和均勻。在拌和過(guò)程中，應(yīng)將預(yù)留的水加入土中，使混合料達(dá)到最佳含水率。拌和均勻的加有水泥的混合料應(yīng)在1h內(nèi)按下述方法制成試件，超過(guò)1h的混合料應(yīng)該作廢。2.試驗(yàn)步驟（1）制備試件①可以用反力框架和液壓千斤頂制作試件，也可用以壓力試驗(yàn)機(jī)制作試件。②將試模配套的下墊塊放入試模的下部，但外露2cm左右；將稱量的規(guī)定數(shù)量m1的穩(wěn)定材料混合料分2～3次灌入試模中，每次灌入后用夯棒輕輕均勻插實(shí)。如制取φ50mm×50mm的小試件，則可以將混合料一次倒入試模中，然后將試模配套的上墊塊放入試模內(nèi)，也應(yīng)使其外露2cm左右（即上下墊塊露出試模外的部分應(yīng)該相等）。2.試驗(yàn)步驟（1）制備試件③將整個(gè)試模（連同上下墊塊）放到反力框架內(nèi)的千斤頂上（千斤頂上應(yīng)放一扁球座），以1mm/min的加載速率加壓，直到上下墊塊都?jí)喝朐嚹橹?，維持壓力2min。解除壓力后，取下試模，并放到脫模器上將試件頂出。用水泥穩(wěn)定有黏結(jié)性的材料（如黏質(zhì)土）時(shí)，制件后可以立即脫模；用水泥穩(wěn)定無(wú)黏結(jié)性細(xì)料土?xí)r，最好過(guò)2~4h再脫模；對(duì)于中、粗粒土的無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料，也最好2~6h脫模。2.試驗(yàn)步驟（1）制備試件④在脫模器上取試件時(shí)，應(yīng)用雙手抱住試件側(cè)面的中下部，然后沿水平方向輕輕旋轉(zhuǎn)，待感覺(jué)到試件移動(dòng)后，再將試件輕輕捧起，放置在試驗(yàn)臺(tái)上。切勿直接將試件向上捧起。

2.試驗(yàn)步驟（1）制備試件⑤稱試件的質(zhì)量m2，小試件精確至0.01g，中試件準(zhǔn)確到0.01g，大試件準(zhǔn)確到0.1g。然后用游標(biāo)卡尺量試件的高度h，準(zhǔn)確到0.1mm。檢查試件的高度和質(zhì)量，不滿足標(biāo)準(zhǔn)的試件作為廢件。2.試驗(yàn)步驟（2）養(yǎng)生試件稱量后，中試件和大試件應(yīng)立即放在塑料袋中封閉，并用潮濕的手巾覆蓋，移放至養(yǎng)生室。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生的溫度為20℃±2℃，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生的濕度為≥95%。試件應(yīng)放在鐵架或木架上，間距至少10~20cm。試件表面應(yīng)保持一層水膜，并避免用水直接沖淋。2.試驗(yàn)步驟（2）養(yǎng)生在養(yǎng)生期的最后一天，將試件取出，觀察試件的角有無(wú)磨損和缺塊，并量高稱質(zhì)量（m3）。然后將試件浸泡于20℃±2℃水中，應(yīng)使水面在試件頂上約2.5cm。在養(yǎng)生期間，試件如有明顯的邊角缺損，試件應(yīng)該作廢。質(zhì)量的損失（指含水率的減少）超過(guò)規(guī)定的，應(yīng)予作廢。養(yǎng)生7d的質(zhì)量損失（3）無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)①根據(jù)試驗(yàn)材料的類型的一般的工程經(jīng)驗(yàn)，選擇合適量程的測(cè)力計(jì)和壓力機(jī)，試件破壞荷載應(yīng)大于測(cè)力量程的20%且小于測(cè)力量程的80%。球形支座和上下頂板涂上機(jī)油，使球形支座能夠靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。②將已浸水一晝夜的試件從水中取出，用軟布吸去試件表面的水分，并稱試件的質(zhì)量（m4）。（3）無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)③用游標(biāo)卡尺量試件的高度h，精確到0.1mm。④將試件放到路面材料強(qiáng)度試驗(yàn)儀或壓力機(jī)上，并在升降臺(tái)上先放一扁球座（壓力機(jī)適用），進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)保持加載速率約為1mm/min。記錄試件破壞時(shí)的最大壓力P（N）。⑤從試件內(nèi)部取有代表性的樣品（經(jīng)過(guò)打破），用烘干法測(cè)定其含水率w。3．試驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度記錄表

試件號(hào)12345678910111213養(yǎng)生前試件質(zhì)量m2（g）6256.76238.46252.16238.26243.26238.86253.76240.26256.76232.66240.46232.96253.4浸水前試件質(zhì)量m3（g）62516233.56247.16234.96236.76233.86250.16237.86252.962266235.86230.86251.2浸水后試件質(zhì)量m4（g）6330.16316.86330.46318.66315.96317.86335.46317.76335.363056315.46312.86337.8養(yǎng)生期間質(zhì)量損失m2-m3（g）5.84.95.13.36.653.62.43.86.64.62.12.2吸水量m4-m3（g）6330.16316.86330.46318.66315.96317.86335.46317.76335.363056315.46312.86337.8養(yǎng)生前試件高度h1（cm）15.015.015.015.015.115.015.115.015.015.015.015.015.1浸水后試件高度h2（cm）15.015.015.015.015.115.015.115.015.015.015.015.015.1測(cè)力環(huán)讀數(shù)（mm）3.1583.2413.3242.8252.9913.0743.4073.1583.2413.3243.4073.1582.991試驗(yàn)的最大壓力P（N）45923476894945538858423904415651221459234768949455512214592342390無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度R（MPa）2.62.72.82.22.42.52.92.62.72.82.92.62.43．試驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理抗壓強(qiáng)度保留1位小數(shù)。同一組試件中，采用3倍均方差方法剔除異常值，小試件可允許有1個(gè)異常值，中試件1~2個(gè)異常值，大試件2~3個(gè)異常值。異常值數(shù)量超過(guò)上述規(guī)定的試驗(yàn)重做。小試件Cv≤6%；中試件Cv≤10%；大試件Cv≤15%。如不能保證試驗(yàn)結(jié)果的變異系數(shù)小于規(guī)定的值，則應(yīng)按允許誤差10%和90%概率重新計(jì)算所需的試件數(shù)量，增加試件數(shù)量并另做試驗(yàn)，新試驗(yàn)結(jié)果與老試驗(yàn)結(jié)果一并重新進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)定，直到變異系數(shù)滿足上述規(guī)定?；覄┝繙y(cè)定本方法適用于在工地快速測(cè)定水泥和石灰穩(wěn)定材料中水泥和石灰的劑量，并可用于檢查現(xiàn)場(chǎng)拌和和攤鋪的均勻性。本辦法適用于在水泥終凝之前的水泥含量測(cè)定，現(xiàn)場(chǎng)土樣的石灰劑量應(yīng)在路拌后盡快測(cè)試，否則需要用相應(yīng)齡期的EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗量的標(biāo)準(zhǔn)曲線確定?；覄┝繙y(cè)定1.試驗(yàn)準(zhǔn)備（1）儀器設(shè)備1)滴定管(酸式)：50mL，1支；2)滴定管支架：1個(gè)；3)滴定管夾：1個(gè)；4)大肚移液管：10mL、50mL，10支；5)錐形瓶(即三角瓶)：200mL，20個(gè)；6)燒杯：2000（或1000mL），1只；300mL，1只；7)容量瓶：1000mL，1個(gè)；8)搪瓷杯：容量大于1200mL，10只9)不銹鋼攪拌棒（或粗玻璃棒）：10根；10)量筒：100mL和5mL各1只，50mL，2只；11)棕色廣口瓶：60mL，1只(裝鈣紅指標(biāo)劑)；12)電子天平：量程不小于1500g，感量0.0.1g，一臺(tái)；13)秒表：1只；14)表面皿：φ9cm，10個(gè)；15)研缽：φ12~13cm，1個(gè)；16)洗耳球：1個(gè)；17)精密試紙：pHl2～14；18)聚乙烯桶：20L(裝蒸餾水和氯化銨及EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液)，3個(gè)；5L(裝氫氧化鈉)，1個(gè)；5L（大口桶），10個(gè)；19)其他：毛刷、去污粉、吸水管、塑料勺、特種鉛筆、厘米紙等；20)洗瓶（塑料）：500mL，10個(gè)。（2）試劑及配制1)0.1mol/m3乙二胺四乙酸二鈉（簡(jiǎn)稱EDTA二鈉）標(biāo)準(zhǔn)溶液。稱量溶解定容存入塑料桶稱取EDTA二鈉(分析純)37.23g，用40～50℃的無(wú)二氧化碳蒸餾水溶解，待全部溶解并冷卻至室溫后，定容至1000mL。2)10％氯化銨(NH4C1)溶液。稱量加氯化銨加水振蕩溶解將500g氯化銨(分析純或化學(xué)純)放在10L的聚乙烯桶內(nèi)，加蒸餾水4500mL，充分振蕩，使氯化銨完全溶解。也可以分批在1000mL的燒杯內(nèi)配制，然后倒入塑料桶內(nèi)搖勻。3)1.8%氫氧化鈉（內(nèi)含三乙醇胺）溶液。稱量氫氧化鈉加水溶解加入三乙醇胺存入塑料桶用電子天平稱18g氫氧化鈉（分析純），放入純潔干燥的1000mL燒杯中，加1000mL蒸餾水使其全部溶解，待溶液冷卻至室溫后，加入2mL三乙醇胺（分析純），攪拌均勻后儲(chǔ)于塑料桶中。4)鈣紅指示劑。烘干硫酸鉀鈣試劑與硫酸鉀混合研磨儲(chǔ)于棕色廣口瓶將0.2g鈣試劑與20g預(yù)先在105℃烘箱中烘1h的硫酸鉀混合。一起放入研缽中，研成極細(xì)極細(xì)粉末，貯于棕色廣口瓶中，以防吸潮。（3）準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)曲線

①取樣：取工地用石灰和土，風(fēng)干后用烘干法或酒精燃燒法測(cè)其含水率(如為水泥可假定其含水率為0％)。

②混合料組成的計(jì)算。干混合料質(zhì)量＝濕混合料質(zhì)量/（1+含水率）計(jì)算步驟如下：干混合料質(zhì)量＝濕混合料質(zhì)量/（1+最佳含水率）干土質(zhì)量＝干混合料質(zhì)量/（1+石灰或水泥劑量）干石灰或水泥質(zhì)量＝干混合料質(zhì)量－干土質(zhì)量濕土（濕集料）質(zhì)量＝干土質(zhì)量×（1+土的風(fēng)干含水率）濕石灰質(zhì)量＝干石灰質(zhì)量×（1+石灰的風(fēng)干含水率）石灰土中應(yīng)加入的水質(zhì)量=濕混合料質(zhì)量－濕土質(zhì)量－濕石灰質(zhì)量③準(zhǔn)備試樣

準(zhǔn)備5種試樣，每種2個(gè)樣品(以水泥穩(wěn)定料為例)，如為水泥穩(wěn)定中、粗粒土，每個(gè)樣品取1000g左右（如為細(xì)粒土，則可取300g左右）準(zhǔn)備試驗(yàn)。為了減少中、粗粒土的離散，宜按設(shè)計(jì)級(jí)配單價(jià)摻配的方式備料。5種混合料的水泥劑量應(yīng)為：水泥劑量為0、最佳水泥劑量左右、最佳水泥劑量±2%、最佳水泥劑量+4%，每種劑量取兩個(gè)（為濕質(zhì)量）試樣，共10個(gè)試樣，并分別放在10個(gè)大口聚乙烯桶（如為穩(wěn)定細(xì)粒土，可用搪瓷杯或1000mL具塞三角瓶；如為粗粒土，可用5L的大口聚乙烯桶）內(nèi)。土的含水率應(yīng)等于工地預(yù)期達(dá)到的最佳含水率，土中所加的水應(yīng)與工地所用的水相同。

④取一個(gè)盛有試樣的盛樣器，在盛樣器內(nèi)加入兩倍試樣質(zhì)量（濕料質(zhì)量）體積的10%氯化銨溶液（如濕料質(zhì)量為300g，則氯化銨溶液為600mL；如濕料質(zhì)量為1000g，則氯化銨溶液為2000mL）。料為300g，則攪拌3min(每分鐘攪110～120次)。料為1000g，則攪拌5min。如用1000mL具塞三角瓶，則手握三角瓶(瓶口向上)用力振蕩3min(每分鐘120次±5次)，以代替攪拌棒攪拌。

⑤放置沉淀10min(如10min后，得到的是混濁懸浮液，則應(yīng)增加放置沉淀時(shí)間，直到出現(xiàn)澄清懸浮液為止，并記錄所需時(shí)間。以后所有該種水泥或石灰穩(wěn)定土混合料的試驗(yàn)，均應(yīng)以同一時(shí)間為準(zhǔn))。然后將上部清液移到300mL燒杯內(nèi)，攪勻，加蓋表面皿待測(cè)。用移液管吸取上層懸浮液10mL放入200mL的三角瓶?jī)?nèi)用量筒量取1.8%氫氧化鈉（內(nèi)含三乙醇胺）溶液50mL，倒入錐形瓶中檢查pH值(12.5~13.0)加入鈣紅指示劑，搖勻，溶液呈玫瑰紅色記錄滴定管中EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V1滴定直到純藍(lán)色為終點(diǎn)，記錄滴定管中EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積V2平行試樣12平均EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗量（mL）劑量V1（mL）V2（mL）EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗量