水泥穩(wěn)定土

水泥穩(wěn)定土的缺點(diǎn)包括：(1)強(qiáng)度可調(diào)節(jié)范圍不大，抗拉強(qiáng)度較低；(2)塑指小的土，達(dá)不到好的穩(wěn)定效果；(3)收縮系數(shù)大，易產(chǎn)生收縮裂縫；(4)遇水易軟化：(5)施工期短；(6)水穩(wěn)性和冰凍性比其它兩類半剛性材料差。1．水泥在水泥穩(wěn)定土中所起的作用　　 水泥加入土中并加水拌和后，水泥中的各種成分與土中的水分發(fā)生強(qiáng)烈的水解和水化反應(yīng)，同時(shí)從溶液中分解出氫氧化鈣，并形成其它水化物。水泥的水化物需要在強(qiáng)堿介質(zhì)中才能硬化。當(dāng)水泥穩(wěn)定含粉粒和粘粒較多和塑性指數(shù)較大的粘性土?xí)r，氫氧化鈣首先與粉粒和粘粒作用致使堿性介質(zhì)不能順利形成，從而妨礙水泥水化物的正常硬化。在這種情況下，添加部分石灰或用部分石灰替代部分水泥，可以明顯增加水泥土的強(qiáng)度；將水泥加在粒料土中時(shí)，膠結(jié)現(xiàn)象很像混凝土中的現(xiàn)象，只是水泥并沒有填滿土顆粒間的孔隙，即膠結(jié)作用主要靠硅酸鈣和鋁酸鈣與礦質(zhì)顆粒表面的結(jié)合；用水泥穩(wěn)定細(xì)粒土?xí)r，膠結(jié)作用包括機(jī)械結(jié)合和化學(xué)結(jié)合兩部分?；瘜W(xué)結(jié)合包括水泥和土顆粒表面的相互作用。土中的粉粒和粘粒含量增加時(shí)，顆粒的表面積也大大增加，水化水泥和顆粒表面間的化學(xué)作用的機(jī)會(huì)也大大增加。水化過程中產(chǎn)生的石灰在此化學(xué)作用過程中起著明顯的作用。首先，它與顆粒表面附著的離子有交換作用。其次，石灰與硅土(和鋁土)作用，在硅土顆粒表面形成輔助的含水硅酸鈣(和鋁酸鈣)。這種離子交換作用使土的塑性減小，并使士對(duì)水分變化的敏感性變小。輔助的含水硅酸鈣是膠結(jié)物，它進(jìn)一步使顆粒相互結(jié)合。土中細(xì)料含量愈多，粘粒愈多，這種輔助作用愈重要?！　?土中的水泥增加時(shí)，自由的粉粒和粘粒的數(shù)量明顯減少，得到一種持水能力低、體積穩(wěn)定性增加、承載能力增加的粗顆?！@是水泥改善土。水泥繼續(xù)增加時(shí)，粗顆粒的數(shù)量也增加，直到全部土顆粒都保持在同一個(gè)固體內(nèi)，像是一種結(jié)構(gòu)——這是水泥穩(wěn)定土?！　?用水泥穩(wěn)定粘性土?xí)r，粘性土中的單個(gè)顆粒較水泥顆粒小得多，因此，水泥不可能包覆土顆粒。實(shí)際上，粘性土被粉碎后成為一個(gè)一個(gè)小土塊，小土塊被水泥漿包覆，然后在壓實(shí)作用下被壓縮成一整體。用水泥穩(wěn)定非粘性土?xí)r，由于非粘性土的單個(gè)土顆粒的尺寸大于水泥顆粒，水泥有可能全部地或部分地包覆單個(gè)土顆粒。如單個(gè)土顆粒被水泥包覆，并通過壓實(shí)使顆粒緊密接觸，當(dāng)水泥硬化時(shí)，它們將膠結(jié)在一起。膠結(jié)使非粘性土具有明顯的粘性，并使它能夠抵抗交通荷載或溫度應(yīng)力所引起的形變。混合料中膠結(jié)面積增加，能夠改善材料的強(qiáng)度。增加水泥劑量，選擇接觸點(diǎn)最多的級(jí)配材料以及壓實(shí)都能使接觸面積增加。　　 許多天然土是粘粒、粉粒、砂(有時(shí)可能還有礫石)的混合料。在礫石顆粒較少的情況下，礫石如“填料”一樣懸浮在細(xì)的穩(wěn)定土中。包含少量粉土和粘土的砂礫和砂比“清潔”的材料更容易穩(wěn)定，因?yàn)樗恼麄€(gè)級(jí)配好?！　?缺乏細(xì)料的粗顆粒材料，可能需要過量的水泥，以保證形成一個(gè)滿意的水泥穩(wěn)定層。對(duì)這種材料，實(shí)際上該添加砂及其它較細(xì)材料改善其級(jí)配組成。級(jí)配好的材料經(jīng)壓實(shí)后，本身就?有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，添加若干水泥更能增加其強(qiáng)度和穩(wěn)定性?！　?水泥在穩(wěn)定土中的作用卞要是：改變上的塑性，增加土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。水泥加入塑性土中后能大大降低土的塑性。水泥穩(wěn)定土的齡期愈長(zhǎng)，其塑性指數(shù)愈小，同時(shí)，將大大增加土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，而且水泥劑量愈大，穩(wěn)定上的強(qiáng)度愈高，穩(wěn)定性愈好?！　?2．適宜水泥穩(wěn)定土的類型　　　 從理論上講，除有機(jī)質(zhì)含量大及硫酸鹽含量大的土外，只要土中的最大顆粒的粒徑不超過規(guī)定的路面基層材料的最大粒徑，幾乎各種類型的土都可以用水泥穩(wěn)定。但并不足各種類型的土用水泥穩(wěn)定都是經(jīng)濟(jì)合理的?！　?考慮到經(jīng)濟(jì)性和施工的可能性，實(shí)際上各國(guó)對(duì)適宜用水泥穩(wěn)定的土的顆粒組成范圍都有一定的限制。例如，美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)表明，含有10％～35％粉粒和粘粒的砂土和砂礫土，用水泥穩(wěn)定最佳。在英國(guó)認(rèn)為，液限大于45％，塑性指數(shù)大廠20％以上，用水泥穩(wěn)定是不經(jīng)濟(jì)的。挪威對(duì)水泥穩(wěn)定基層所有集料作了如下規(guī)定：　　 最大粒徑：31．5mm　　 ≥19mm顆粒含量 ≤25％　　 ≥2mm顆粒含量 ≤75％　　 水泥加集料中小于0．075mm的含量 ≥10％?！　?在我國(guó)《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ034--2000)中，對(duì)水泥穩(wěn)定土用作路面底基層和基層時(shí)，分別作了如下規(guī)定：　　 (1)水泥穩(wěn)定土用做底基層時(shí)，顆粒的最大粒徑(方孔篩)不應(yīng)超過50nan(高等級(jí)道路不宜超過40mm)。土的顆粒組成應(yīng)在表2-1所列范圍內(nèi)，同時(shí)土的均勻系數(shù)應(yīng)大于5，土的液限不應(yīng)超過40，塑性指數(shù)不應(yīng)超過20。實(shí)際工作中，宜選用均勻系數(shù)大于10，塑性指數(shù)小于12的土。(2)水泥穩(wěn)定土用做基層時(shí)，土的最大粒徑不應(yīng)超過40mm(高等級(jí)道路宜為30mm)。土的顆粒組成宜在圖2-1所列曲線范圍內(nèi)，并應(yīng)為較平順的曲線。圖上曲線所示的顆粒組成范圍很寬，這是為了對(duì)于一般公路的路面基層可以盡可能多地選用當(dāng)?shù)夭牧稀！　?將水泥穩(wěn)定土用做高等級(jí)道路的基層時(shí)，應(yīng)該采用級(jí)配碎石或級(jí)配砂礫，其顆粒組成范圍摘列在表2-2中。表中1號(hào)級(jí)配用做底基層和二級(jí)公路的基層，2號(hào)級(jí)配用做基層。

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