【文章內(nèi)容簡介】 度低于 30℃ 時，水化生成水化鋁酸鈣（ CAH10）、水化鋁酸二鈣（ C2AH8）、氫氧化鋁凝膠（ AH3）。鋁酸鹽水泥的硬化過程與硅酸鹽水泥基本相似。 CAH C2AH8都屬六方晶系，其晶體呈片狀或針狀，互相交錯攀附，重疊結合，可形成堅強的結晶共生體，使水泥獲得很高的強度。氫氧化鋁凝膠又填充于晶體骨架的空隙，所以能形成比較致密的結構。 ? 當溫度高于 30℃ 時，水化生成立方晶系的水化鋁酸三鈣（ C3AH6）、氫氧化鋁凝膠（ AH3）。此時形成的水泥石孔隙率很大，強度較低。因而鋁酸鹽水泥不宜在高于 30℃ 的條件下養(yǎng)護。 OHOAlOHOAlC a OOHOAlC a O 232232232 38211)(2 ???????水化鋁酸二鈣 氫氧化鋁凝膠 一、鋁酸鹽水泥 ? 鋁酸鹽水泥的技術要求 ? 細度 比表面積不小于 300 m2/kg或 20%。 ? 凝結時間 按 GB2012022規(guī)定的標準稠度膠砂測得的凝結時間應符合如下要求： CA50、 CA70、 CA80鋁酸鹽水泥的初凝時間不早于30min，終凝時間應不遲于 6ｈ； CA60鋁酸鹽水泥的初凝時間不早于 60min，終凝時間應不遲于 18ｈ。 ? 強度 鋁酸鹽水泥按照 Al2O3含量分為四類。各類型鋁酸鹽水泥的不同齡期強度值不得低于 GB2012022的規(guī)定。 ? 鋁酸鹽水泥受到高溫作用時，由于產(chǎn)生了固相反應，燒結結合代替了水化結合，因而具有良好的耐高溫性能。 一、鋁酸鹽水泥 ? 鋁酸鹽水泥的特性與應用 ?早期強度很高，故適用于工期緊急的工程。 ?抗?jié)B性、抗凍性好。 ?抗硫酸鹽腐蝕性好。 ?水化放熱極快且放熱量大，不得應用于大體積混凝土工程。 ?耐熱性好。高溫下產(chǎn)生燒結作用，具有良好的耐高溫性能，較高的強度，故適合耐熱工程。 ?長期強度降低較大，不適合長期承載結構。 其他品種水泥 ? 一、道路硅酸鹽水泥 ? 定義 以道路硅酸鹽水泥熟料，０～１０％活性混合材料和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料稱為道路硅酸鹽水泥，簡稱道路水泥。 ? 技術要求 道路水泥中鋁酸三鈣含量不大于 ％，鐵鋁酸四鈣含量不小于％，游離 CaO含量不大于 ％ 。 ? 特性 道路硅酸鹽水泥強度較高，特別是抗折強度高、耐磨性好、干縮率低，抗沖擊性、抗凍性和抗硫酸鹽侵蝕能力比較好。 ? 應用 適用于水泥混凝土路面、機場跑道、車站及公共廣場等工程的面層混凝土中應用。 二、中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣硅酸鹽水泥 ? 中熱硅酸鹽水泥 由適當成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，磨細制成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料，稱為中熱硅酸鹽水泥。 ? 低熱礦渣硅酸鹽水泥 由適當成分的硅酸鹽水泥熟料，加入礦渣、適量石膏，磨細制成的具有低水化熱的水硬性膠凝材料，稱為低熱礦渣硅酸鹽水泥，簡稱低熱礦渣水泥。 三、白色硅酸鹽水泥和彩色硅酸鹽水泥 ?白色硅酸鹽水泥的組成、性質與硅酸鹽水泥基本相同，所不同的是在配料和生產(chǎn)過程中嚴格控制著色氧化物（ Fe2O MnO、 Cr2O TiO2等）的含量。 ?彩色硅酸鹽水泥簡稱彩色水泥。它是用白水泥熟料，適量石膏和耐堿礦物顏料共同磨細而制成的。 ?白水泥和彩色水泥廣泛地應用于建筑裝修中。如制作彩色水磨石、飾面磚、錦磚、玻璃馬賽克以及制作水刷石、斬假石、水泥花磚等。 本章小結 （ 1）水泥按性能和用途分為通用水泥、專用水泥和特性水泥三大類； （ 2）通用水泥主要包括七大品種； （ 3）通用水泥的細度、凝結時間、體積安定性和強度，是評定水泥質量的技術指標。 （ 4）通用水泥的定義、主要技術性質、特性及應用、驗收和保管等內(nèi)容，是本章的重點內(nèi)容。 （ 5）專用水泥和特性水泥，了解其特性及應用。 第三節(jié) 穩(wěn)定土 材料 霍 軼 珍 內(nèi)蒙古河套大學土木工程學院 本節(jié)教學目標 知識教學點 穩(wěn)定土的組成材料的種類 穩(wěn)定土技術性質與組成設計 穩(wěn)定土的強度試驗方法 能力訓練點 穩(wěn)定土的強度試驗方法 及結合料劑量確定方法 本章內(nèi)容要點 ? 和 及 組成材料 ? ☆ ? 3. 相關知識拓展 ? 4. 結構定位及功能 ☆ ? 5. 力學性能 ? ☆ ? ☆ 一 .穩(wěn)定土的定義及組成材料 ? 定義：在各種粉碎或原來松散的土 、 或礦質碎（ 礫 ） 石 、 或工業(yè)廢渣中 ， 摻入一定數(shù)量的無機結合料 （ 如石灰 、 水泥 ） 及水 ， 經(jīng)拌和得到的混合料 ， 經(jīng)壓實及養(yǎng)生后 ， 具有一定的強度和穩(wěn)定性 ， 在廣義上統(tǒng)稱為無機結合料穩(wěn)定類混合料 ， 或無機結合料穩(wěn)定土 。 ★ 無機結合料穩(wěn)定材料又稱為“半剛性材料” ? 組成材料 ? （一）穩(wěn)定土的基本材料 ? 組成穩(wěn)定土的基本材料是土，一般規(guī)定土的液限不大于 40%，塑性指數(shù)不大于 20%，且級配良好。 ? （二）穩(wěn)定土的外摻材料 ? 石灰：各種化學組成的石灰均可用于穩(wěn)定土，石灰的最佳劑量，對粘性土和粉性土為干土重的8%~16%，對砂性土為干土重的 10%~18%。 ? 石灰的穩(wěn)定效果：可使土粒膠結成整體，密實性提高，水穩(wěn)定性提高，強度提高。 一、 穩(wěn)定土材料的定義組成 ? 水泥：各種水泥均可都可用于穩(wěn)定土，通常情況下硅酸鹽水泥比鋁酸鹽水泥的穩(wěn)定效果好。在保證質量的前提下，應盡可能降低水泥的用量。 ? 粉煤灰：粉煤灰加入土中既能起填充的作用，又能與石灰反應，生成起膠結作用的產(chǎn)物，從而達到改善穩(wěn)定土的水穩(wěn)定性、提高強度與密實度的目的。 ? 瀝青：各種瀝青，包括：石油瀝青、煤瀝青、乳化瀝青、瀝青膏漿等均可用于拌合穩(wěn)定土。一般情況下多用液體瀝青。 ? 瀝青加入土或集料中，可分兩種類型： 結構瀝青：利于提高瀝青穩(wěn)定土的水穩(wěn)定與強度。 自由瀝青：在穩(wěn)定土壓實時起潤滑和填充的作用。 二 . 穩(wěn)定土使用范圍及分類 ? 使用范圍： 適用于路面的基層及底基層，不適用于路面的面層。 ? 穩(wěn)定土分類： 按所用結合料可分為以下幾種： 1）石灰穩(wěn)定土； 2）水泥穩(wěn)定土； 3）瀝青穩(wěn)定土； 4）石灰穩(wěn)定工業(yè)廢渣； 5）綜合穩(wěn)定土等 二 . 穩(wěn)定土適用范圍及分類 ☆ 按結合料類型分： ? 水泥穩(wěn)定材料 （水泥穩(wěn)定碎石等） ? 石灰穩(wěn)定材料 （石灰土等） ? 石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定材料 （石灰粉煤灰碎石，簡稱二灰碎石） ☆ 按土的顆粒組成分： ? 穩(wěn)定粗粒土 （二灰穩(wěn)定碎石等，常用做基層） ? 穩(wěn)定中粒土 （水泥穩(wěn)定砂礫等，常用做基層） ? 穩(wěn)定細粒土 （二灰穩(wěn)定土等，常用做底基層） ? 分類： 無機結合料穩(wěn)定混合料 半剛性基層材料 石灰 水泥 工業(yè)廢渣 砂礫土 碎石土 礦渣集料 細粒土 中粒土 粗粒土 ★ 路面基層材料的類型 ? 粒料類：級配型集料 、 填隙碎石 ? 結合料穩(wěn)定類： 有機結合料 —— 瀝青混和料 無機結合料： ? 石灰穩(wěn)定類 ? 水泥穩(wěn)定類 ? 水泥石灰穩(wěn)定類 ? 石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定類 三、相關知識拓展 三、相關知識拓展 ? 無機結合料穩(wěn)定材料 ? 在破碎的或原來松散的土（包括各種粗、中、細粒土）中，摻入足量的 水泥 、石灰或工業(yè)廢渣材料 和水，經(jīng)拌和得到的混合料，在壓實和養(yǎng)生后， 抗壓強度符合規(guī)定要求的混合料。 ? 半剛性材料 ? 用水泥、石灰等無機結合料處治的土或碎（礫）石及含有水硬性結合料的工業(yè)廢渣鋪筑的基層，前期具有柔性路面的性質，后期強度和剛度有大幅度的增長，但仍遠小于水泥混凝土。 ☆ 強度來源 ☆ 強度特征 三、相關知識拓展 ? “ 半剛性 ” 的由來 瀝青混合料、級配碎石 無機結合料穩(wěn)定材料 水泥混凝土 1200MPa 柔性 1300－ 1700 半剛性 25000 剛性 ☆ 由于無機結合料穩(wěn)定材料的剛度介于柔性和剛性之間，因此也被稱為“ 半剛性材料 ”。 四、 結構定位 及功能 ☆ 大多用做瀝青路面或水泥路面的基層或底基層。 面層 瀝青混凝土 水泥混凝土 基層 無機結合料穩(wěn)定材 料 底基層 無機結合料穩(wěn)定材 料 土基 壓實土 改善土 最適合這兩個層次的工作！ 四、 結構定位 及功能 ☆ 承受車輛荷載的作用，起主要承重層的作用； ☆ 優(yōu)化材料設計，盡量減小路面的反射裂縫； ☆ 優(yōu)化材料設計，增強抵抗水損害的能力。 面層 瀝青混凝土 水泥混凝土 基層 無機結合料穩(wěn)定材 料 底基層 無機結合料穩(wěn)定材 料 土基 壓實土 改善土 四、 結構定位 及主要功能 路面裂縫 基層開裂 ☆ 在荷載和溫度的反復作用下，無機結合料基層上的裂縫逐漸向上反射，形成瀝青路面的裂縫。 ☆ 無機結合料穩(wěn)定材料基層為什么會開裂？ ☆ 為什么說反射裂縫不可避免？ 瀝青路面主要病害之一： 反射裂縫 四、 結構定位 及功能 ☆ 在瀝青路面上產(chǎn)生反射裂縫后，水沿裂縫面逐漸滲入基層頂面，在高速車載的作用下，高壓水流不斷沖刷無機結合料穩(wěn)定材料基層上的細小顆粒，逐漸泵吸到路面，形成唧泥。 路面唧泥 ☆ 為什么無機結合料穩(wěn)定材料基層瀝青路面上的水損害比較嚴重？ ☆ 采取哪些措施可以 盡量避免這種破壞的發(fā)生？ 瀝青路面主要病害之二： 水損害 五、 力學性能 ? a（ 水泥穩(wěn)定材料 ） ?（ 1）水泥水化作用 ?（ 2）離子交換作用 ?（ 3） 化學激發(fā)作用 ?（ 4） 碳酸化作用 五、力學性能 ? a（ 水泥穩(wěn)定材料 ） ?（ 1）水泥水化作用 硅酸三鈣 3CaOSiO2 （ C3S） 硅酸二鈣 2CaOSiO2 （ C2S） 鋁酸三鈣 3CaOAl2O3 （ C3A） 鐵鋁酸四鈣 4CaOAl2O3Fe2O3 （ C4AF） CHHSCOHSC 362 32323 ???CHHSCOHSC ??? 32322 426323 6 AHCOHAC ??7424 7 A F HCOHAFC ??☆ 強度形成的主要來源。 水泥成分 五、力學性能 硅酸鹽水泥主要礦物組成與特性 礦物組成 硅酸三鈣 （ C3S） 硅酸二鈣 （ C2S） 鋁酸三鈣 （ C3A） 鐵鋁酸四鈣 （ C4AF） 與水反應速度 中 慢 快 中 水 化 熱 中 低 高 中 對強度的作用 早 期 良 差 良 良 后 期 良 優(yōu) 中 中 耐化學侵蝕 中 良 差 優(yōu) 干縮性 中 小 大 小 大致含量（％） 35～ 65 10～ 40 0～ 15 5～ 15 五、力學性能 ? a（ 水泥穩(wěn)定材料 ） ☆ 兩種水泥水化作用的區(qū)別（水泥穩(wěn)定土 VS 水泥混凝土） ?土具有非常高的比表面積和親水性； ?水泥穩(wěn)定土中的水泥含量較少； ?土對水泥的水化產(chǎn)物具有強烈的吸附性； ?在一些土中常存在酸性介質環(huán)境。 pause4 五、力學性能 ? a（ 水泥穩(wěn)定材料 ） ?（ 2）離子交換作用 ? 水泥水化產(chǎn)物中的 Ca(OH)2含量很高，易形成富含 Ca2+的堿性溶液環(huán)境； ? 當溶液中富含 Ca2+時，因為 Ca2+的電價高于 K+、 Na+等離子，因此與電位離子的吸引力較強，從而取代了 K+、 Na+，成為反離子，同時 Ca2+使雙電層電位的降低速度加快。 Ca2+ K+、 Na+ ☆ 增加強度