水泥稳定土

水泥稳定土的缺点包括：(1)强度可调节范围不大，抗拉强度较低；(2)塑指小的土，达不到好的稳定效果；(3)收缩系数大，易产生收缩裂缝；(4)遇水易软化：(5)施工期短；(6)水稳性和冰冻性比其它两类半刚性材料差。1．水泥在水泥稳定土中所起的作用　　 水泥加入土中并加水拌和后，水泥中的各种成分与土中的水分发生强烈的水解和水化反应，同时从溶液中分解出氢氧化钙，并形成其它水化物。水泥的水化物需要在强碱介质中才能硬化。当水泥稳定含粉粒和粘粒较多和塑性指数较大的粘性土时，氢氧化钙首先与粉粒和粘粒作用致使碱性介质不能顺利形成，从而妨碍水泥水化物的正常硬化。在这种情况下，添加部分石灰或用部分石灰替代部分水泥，可以明显增加水泥土的强度；将水泥加在粒料土中时，胶结现象很像混凝土中的现象，只是水泥并没有填满土颗粒间的孔隙，即胶结作用主要靠硅酸钙和铝酸钙与矿质颗粒表面的结合；用水泥稳定细粒土时，胶结作用包括机械结合和化学结合两部分。化学结合包括水泥和土颗粒表面的相互作用。土中的粉粒和粘粒含量增加时，颗粒的表面积也大大增加，水化水泥和颗粒表面间的化学作用的机会也大大增加。水化过程中产生的石灰在此化学作用过程中起着明显的作用。首先，它与颗粒表面附着的离子有交换作用。其次，石灰与硅土(和铝土)作用，在硅土颗粒表面形成辅助的含水硅酸钙(和铝酸钙)。这种离子交换作用使土的塑性减小，并使士对水分变化的敏感性变小。辅助的含水硅酸钙是胶结物，它进一步使颗粒相互结合。土中细料含量愈多，粘粒愈多，这种辅助作用愈重要。　　 土中的水泥增加时，自由的粉粒和粘粒的数量明显减少，得到一种持水能力低、体积稳定性增加、承载能力增加的粗颗粒——这是水泥改善土。水泥继续增加时，粗颗粒的数量也增加，直到全部土颗粒都保持在同一个固体内，像是一种结构——这是水泥稳定土。　　 用水泥稳定粘性土时，粘性土中的单个颗粒较水泥颗粒小得多，因此，水泥不可能包覆土颗粒。实际上，粘性土被粉碎后成为一个一个小土块，小土块被水泥浆包覆，然后在压实作用下被压缩成一整体。用水泥稳定非粘性土时，由于非粘性土的单个土颗粒的尺寸大于水泥颗粒，水泥有可能全部地或部分地包覆单个土颗粒。如单个土颗粒被水泥包覆，并通过压实使颗粒紧密接触，当水泥硬化时，它们将胶结在一起。胶结使非粘性土具有明显的粘性，并使它能够抵抗交通荷载或温度应力所引起的形变。混合料中胶结面积增加，能够改善材料的强度。增加水泥剂量，选择接触点最多的级配材料以及压实都能使接触面积增加。　　 许多天然土是粘粒、粉粒、砂(有时可能还有砾石)的混合料。在砾石颗粒较少的情况下，砾石如“填料”一样悬浮在细的稳定土中。包含少量粉土和粘土的砂砾和砂比“清洁”的材料更容易稳定，因为它的整个级配好。　　 缺乏细料的粗颗粒材料，可能需要过量的水泥，以保证形成一个满意的水泥稳定层。对这种材料，实际上该添加砂及其它较细材料改善其级配组成。级配好的材料经压实后，本身就 有较高的强度和稳定性，添加若干水泥更能增加其强度和稳定性。　　 水泥在稳定土中的作用卞要是：改变上的塑性，增加土的强度和稳定性。水泥加入塑性土中后能大大降低土的塑性。水泥稳定土的龄期愈长，其塑性指数愈小，同时，将大大增加土的强度和稳定性，而且水泥剂量愈大，稳定上的强度愈高，稳定性愈好。　　 2．适宜水泥稳定土的类型　　　 从理论上讲，除有机质含量大及硫酸盐含量大的土外，只要土中的最大颗粒的粒径不超过规定的路面基层材料的最大粒径，几乎各种类型的土都可以用水泥稳定。但并不足各种类型的土用水泥稳定都是经济合理的。　　 考虑到经济性和施工的可能性，实际上各国对适宜用水泥稳定的土的颗粒组成范围都有一定的限制。例如，美国的经验表明，含有10％～35％粉粒和粘粒的砂土和砂砾土，用水泥稳定最佳。在英国认为，液限大于45％，塑性指数大厂20％以上，用水泥稳定是不经济的。挪威对水泥稳定基层所有集料作了如下规定：　　 最大粒径：31．5mm　　 ≥19mm颗粒含量 ≤25％　　 ≥2mm颗粒含量 ≤75％　　 水泥加集料中小于0．075mm的含量 ≥10％。　　 在我国《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034--2000)中，对水泥稳定土用作路面底基层和基层时，分别作了如下规定：　　 (1)水泥稳定土用做底基层时，颗粒的最大粒径(方孔筛)不应超过50nan(高等级道路不宜超过40mm)。土的颗粒组成应在表2-1所列范围内，同时土的均匀系数应大于5，土的液限不应超过40，塑性指数不应超过20。实际工作中，宜选用均匀系数大于10，塑性指数小于12的土。(2)水泥稳定土用做基层时，土的最大粒径不应超过40mm(高等级道路宜为30mm)。土的颗粒组成宜在图2-1所列曲线范围内，并应为较平顺的曲线。图上曲线所示的颗粒组成范围很宽，这是为了对于一般公路的路面基层可以尽可能多地选用当地材料。　　 将水泥稳定土用做高等级道路的基层时，应该采用级配碎石或级配砂砾，其颗粒组成范围摘列在表2-2中。表中1号级配用做底基层和二级公路的基层，2号级配用做基层。

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