石灰粉煤灰稳定土

石灰粉煤灰稳定土

中文名 石灰粉煤灰稳定土
原料 石灰、粉煤灰
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概述

    石灰粉煤灰稳定土是将石灰、粉煤灰与其他掺入材料(土、集料)按适当比例、最佳含水量、合理工艺(拌合、压实及养护)制成的混合料,简称二灰稳定土,常见于道路结构的基层、底基层。目前在石灰工业废渣稳定土中,应用最广的为石灰粉煤灰稳定土。

特性与分类

    石灰粉煤灰稳定土,是一种缓凝性硅酸盐材料,具有良好的力学性能,用它作道路基层将会结成整体层。在一定温度、湿度下其强度随着龄期二增长。结硬后具有良好的板体性、水稳定性、抗冻性与隔温性能。但早期强度较低,耐磨性差,由于干缩、冷缩,会发生一定程度的收缩裂缝。在道路工程中,可视道路等级、交通情况、材料来源、施工季节、施工机具、设计要求和技术经济原则等,选用其不同种类的二灰稳定土。

    石灰粉煤灰稳定土为总称,视原料的不同主要品种分类如下:

    用石灰粉煤灰稳定细粒土得到的混合料称为石灰粉煤灰土,简称二灰土。

    用石灰粉煤灰稳定粗粒土和中粒土得到的混合料,视所用原材料而定。原材料为天然砂砾石、级配砂砾(砂砾中无土)称为石灰粉煤灰砂砾,简称二灰砂砾;原材料为天然碎石、级配碎石(包括为筛分碎石)称为石灰粉煤灰碎石。简称二灰碎。

    用石灰粉煤灰稳定矿渣得到的混合料称为石灰粉煤灰矿渣,简称二灰矿渣等。

    其中砂砾、碎石、矿渣、煤矸石等可能是中粒土,也可能是粗粒土,统称为集料。

组成材料

石灰

配制二灰稳定土的石灰宜选低镁石灰。因石灰类混合料中主要要求CaO的含量,石灰中的活性氧化钙能与火山灰质的粉煤灰、煤渣等起缓慢的水硬作用,形成水化的硅酸钙、铝酸钙等。其次,低镁石灰熟化反应较快,容易保证消化质量。

石灰质量应符合表1-1,表1-2,表1-3规定的合格品生石灰或合格品消石灰的技术指标,并不得混有杂质。

建筑生石灰的技术指标

表1-1
项目 钙质,生石灰 镁质生石灰
优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品
CaO+MgO含量,%不小于 90 85 80 85 80 75
未消化残渣含量(5mm圆孔筛余),%不大于 5 10 15 5 10 15
CO2,%不大于 5 7 9 6 8 10
产浆量,L/kg,不小于 2.8 2.3 2.0 2.8 2.3 2.0

建筑生石灰粉的技术指标

表1-2
项目 钙质生石灰粉 镁质生石灰粉
优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品
CaO+MgO含量,%不小于 80 80 75 80 75 70
CO2,含量%不大于 7 9 11 8 10 12
细度 0,90mm筛的筛余,%不大于 0.2 0.5 1.5 0.2 0.5 1.5
0,125mm筛的筛余,%不大于 7.0 12.0 18.0 7.0 12.0 18.0

建筑消石灰粉的技术指标

表1-3
项目 钙质消石灰粉 镁质消石灰粉 白云石,消石灰粉
优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品
CaO+MgO含量,%不小于 70 65 60 65 60 55 65 60 55
游离水 0,4~2 0,4~2 0,4~2 0,4~2 0,4~2 0,4~2 0,4~2 0,4~2 0,4~2
体积安定性 合格 合格 --- 合格 合格 --- 合格 合格 ---
细度 0,90mm筛的筛余,%不大于 0 0 0.5 0 0 0.5 0 0 0.5
0,125mm筛的筛余,%不大于 3.0 10.0 15.0 3.0 10.0 15.0 3.0 10.0 15.0

粉煤灰

我国粉煤灰的主要化学成分的含量,见下表

我国粉煤灰的化学成分范围与均值

化学成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O SO3
(%) 33,9~59,7 16,5~35,1 1,5~19,7 0,8~10,4 0,7~1,9 0,2~1,1 0,6~2,9 0~1,1
平均值(%) 50.6 27.1 7.1 2.8 1.2 0.5 1.3 0.3

粉煤灰中的主要氧化物为SiO2、Al2O3、Fe2O3。粉煤灰的活性主要来源于SiO2和Al2O3,活性组分越多,粉煤灰活性也越高。另外,与粉煤灰的细度有关,粉煤灰越细,表面能越大,参加化学反应的作用面越多,其活性也越高。因此,细颗粒粉煤灰的活性较好,对混合料的加固有利,但过细对水的敏感性较强,有时会增加施工难度。所以粉煤灰的细度应符合标注规定。

粉煤灰中的烧失量主要指未燃尽碳,它是挥发已逸去的焦炭,质轻而多孔,吸水性强。它是有害成分,烧失量过大将会明显降低混合料的强度。

有关二灰稳定土中粉煤灰的主要性能应符合下表的规定。

粉煤灰主要性能指标

项目 指标
密度(g/cm) 平均值 范围 2.08 1,77~2,43
堆积密度(kg/m3) 平均值 735 516~1073
密实度,(%) 平均值 35 26~44
SiO2,Al2O3,Fe2O3总量不小于(%) 70
烧失量不大于(%) 20
比表面积,透气法不小于(cm2/g) 2500
湿灰,含水率,不大于(%) 35
颜色 干燥 灰白,浅灰
潮湿 灰,灰褐

配制二灰稳定土,干粉煤灰和湿粉煤灰均可以使用。对过湿的粉煤灰应堆高沥干,过干的粉煤灰应洒水以防止飞扬造成环境污染。对于凝固的粉煤灰块,使用时应将灰块打碎或过筛,并应注意清除有害物质。

按照土中单个颗粒(指碎石、砾石和砂颗粒)的粒径大小和组成,将土分为下列三种:细粒土、中粒土、粗粒土,详见下表。稳定土中的土指细粒土而言,一般粗粒土、中粒土视为集料。

名称 颗粒最大粒径,小于(mm) 其中小于规定粒径(mm)的颗粒含量(%)
细粒土 10 〈2mm的颗粒含量〉90%
中粒土 30 〈20mm的颗粒含量〉85%
粗粒土 50 〈50mm的颗粒含量〉85%

二灰稳定土中的细粒土宜采用塑性指数为12~20的粘性土(亚粘土)。土中土块的最大尺寸不应大于15mm,有机质含量应小于10%。

中粒土和粗粒土应少含或不含有塑性指数的土。

集料

根据当地料原可采用碎石、砾石、碎砖及稳定的矿渣等集料。有关集料的一般物理性质见表1-4。

若采用级配集料配制二灰稳定土时,集料的最大粒径不宜大于50mm,集料颗粒的组成范围应符合表1-5的规定。集料应具有足够的强度,不得采用风化石及山皮石,不同等级路面基层、底基层用集料的强度(以压碎值表示)见表1-6。

集料的一般物理性质

表1-4
种类 规格(mm) 干堆积密度(kg/m3) 毛体积密度(kg/m3) 密度(kg/m3) 吸水率(%) 孔隙率(%)
碎石 20~50 1350~1400 2750 2780 约2,0 51~49
50 1400~1450 49~47
砂砾 5~50 1700~1750 2600~2750 2770 1,0~1,5 37~35
碎砖 20~50 800~900 1740 2500~2700 约13,5 54~48
5~50 850~950 51~45
钢,铁渣 50 1500~1600 2700~3200 3300~3500 约2,0 49~46
25~75 1700~1800 42~39
<,5 1450~1650 7 51~47
高炉,重矿渣 <,50 1100~1300 2300~2400 2900~3000 2~4 52~44

路面基层及底基层用集料组成范围

表1-5
代号 通过下列筛孔(方孔筛,mm)的质量百分率(%)
40 30 20 10 5 2 1 0.5 0.075
b5 100 90~100 60~85 50~70 40~60 27~47 20~40 10~30 0~15
b6 --- 100 90~100 55~80 40~65 28~50 20~40 10~20 0~10

路面基层及底基层用集料的强度

表1-6
基层类型 压碎值不大于%
二灰稳定土用碎石或砾石
二级以下公路底基层 40
二级和二级以下公路基层 35
一级和高速公路基层 30

可饮用的水,均可用于拌合二灰稳定土。

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