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影響石灰土強(qiáng)度的因素及對(duì)材料的要求
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影響石灰土強(qiáng)度的因素:
(1)屬于內(nèi)因的有土質(zhì)、灰質(zhì)、石灰劑量、含水量與密實(shí)度等。
(2)屬于外因的有時(shí)間、溫度、濕度與機(jī)械壓實(shí)及行車作用等。
對(duì)材料的要求:
(1) 土質(zhì)
各種成因的亞砂土、亞粘土、粉土類土和粘土類土以及含有一定數(shù)量粘性土的中粒土和粗粒土都可以用石灰來(lái)穩(wěn)定。一般來(lái)說(shuō),粘土顆粒的活性強(qiáng)、比表面積大,表面能量也較大,故摻入石灰等活性材料后,所形成的離子交換、碳酸化作用、結(jié)晶作用和火山灰作用都比較活躍,故石灰土強(qiáng)度隨土的塑性指數(shù)增加而增大。但土質(zhì)過(guò)粘時(shí),不易粉碎和拌和,反而影響穩(wěn)定效果,且易形成縮裂。如土的塑性指數(shù)偏小,則施工時(shí)難以碾壓成型。因此,一般采用塑性指數(shù)15~20的土,易于粉碎均勻,便于碾壓成型,穩(wěn)定效果較好。
土中的某些鹽分及有機(jī)質(zhì)對(duì)石灰土有不良作用。對(duì)于硫酸鹽含量超過(guò)0.8%的土和有機(jī)質(zhì)含量超過(guò)10%的土不宜用石灰穩(wěn)定。
(2) 灰質(zhì)
各種化學(xué)組成的石灰均可用于穩(wěn)定土。鈣質(zhì)石灰比鎂質(zhì)石灰穩(wěn)定土的初期強(qiáng)度為高,特別是在劑量不大的情況下;但鎂石灰穩(wěn)定土的后期效果并不比鈣質(zhì)石灰差,尤其是在劑量較大時(shí),還優(yōu)于鈣石灰。
石灰的等級(jí)愈高時(shí),在同樣石灰劑量下有較多的CaO和MgO起作用,因而穩(wěn)定效果愈好。石灰的細(xì)度愈細(xì),其比表面積愈大,在相同劑量下與土粒的作用愈充分,因而效果愈好。因此,石灰的質(zhì)量應(yīng)符合三級(jí)(GB1594--79)或合格品(JC/T479--92,JC/T480--92,和JC/T481--92)以上標(biāo)準(zhǔn)。要盡量縮短石灰的存放時(shí)間。石灰在野外堆放時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),應(yīng)妥善覆蓋保管,不應(yīng)遭日曬雨淋。石灰質(zhì)量略低于三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),可根據(jù)活性氧化物的實(shí)際含量適當(dāng)提高石灰劑量,只要通過(guò)試驗(yàn),石灰土混合料的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求,就可以使用。
(3) 石灰劑量
所謂石灰劑量是以石灰質(zhì)量占全部粗細(xì)土顆粒(即礫石、砂粒、粉粒和粘粒)的干質(zhì)量的百分率表示,即石灰劑量=石灰質(zhì)量/干土質(zhì)量。石灰劑量較低時(shí)(小于3%~4%),石灰主要起穩(wěn)定作用,使土的塑性、膨脹、吸水量減小,土的密度、強(qiáng)度得到穩(wěn)定。隨著劑量增加,石灰土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性均提高。但當(dāng)劑量超過(guò)一定范圍,過(guò)多的石灰在土的空隙中以自由灰存在,將導(dǎo)致石灰土的強(qiáng)度下降。在生產(chǎn)中常用的石灰劑量應(yīng)不低于6%,不高于18%,而以10%~14%為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。具體劑量應(yīng)通過(guò)組成設(shè)計(jì)選定。
(4) 含水量
水分是石灰土的一個(gè)重要組成部分。在施工期間,土中水分可保證土團(tuán)得到最大限度的粉碎和均勻的拌和,并在最小壓實(shí)功能的情況下達(dá)到最佳密實(shí)度。石灰土的最佳含水量為素土的最佳含水量、拌和過(guò)程中蒸發(fā)所需的水量(約為1.5%)、與石灰反應(yīng)過(guò)程所需的水量(約為0.2×石灰劑量)三者之和。
石灰土在反應(yīng)過(guò)程中仍需要大量的水分。因此,在養(yǎng)生期間,除需保持石灰土中水不被蒸發(fā)散失外,還應(yīng)繼續(xù)補(bǔ)充適量的水分。
(5)時(shí)間
一般石灰土初期強(qiáng)度低,前期(1~2個(gè)月)增長(zhǎng)速率較后期為快,半年的強(qiáng)度約為一個(gè)月強(qiáng)度的一倍以上,并隨時(shí)間增長(zhǎng),逐漸穩(wěn)定。石灰土強(qiáng)度與齡期的關(guān)系可表示為:
Rt=R1tβ 度
式中 R1——為一個(gè)月齡期的抗壓強(qiáng)度;
Rt——為t個(gè)月齡期的抗壓強(qiáng)度;
β——系數(shù),約為0.1~0.5。
(6)濕度
石灰土是一種水硬性材料,其強(qiáng)度形成需要一定的濕度。在一定濕度養(yǎng)生時(shí),強(qiáng)度形成和增長(zhǎng)較快。
(7)溫度
溫度愈高,強(qiáng)度形成愈快,負(fù)溫時(shí)石灰土強(qiáng)度基本停止發(fā)展。
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