《道路建筑材料》教学教案—02石灰水泥稳定土.docVIP

学习情境二 石灰、水泥、稳定土性能检测与分析 工程上用来将松散材料（如沙或石子）粘结为一个整体的材料，统称为胶凝材料（或胶材料），胶材料分为两大类：有机胶凝材料（沥青和树脂）和无机胶凝材料。无机胶凝材料按其硬化条件不同可分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料只能在大气中硬化，并且只能在大气中保持一定的强度(如石灰、石膏)。水硬性胶凝材料既能用在大气中，又能用在水中的胶凝材料（如水泥）。 胶凝材料根据化学成分分为无机胶凝材料和有机胶凝材料两大类。 石膏 石灰 气硬性胶凝材料 水玻璃 镁质胶凝材料 无机胶凝材料 胶凝材料 水硬性胶凝材料 有机胶凝材料： 沥青、树脂、橡胶等 情景导入：石灰广泛应用于公路与城市道路的基层与底基层中，水泥则大量应用与路面面层，桥梁工程中，水泥石灰的技术性质直接影响施工质量。 教学单元一 石灰的技术性质及应用 学习目标：通过本章的学习要求掌握石灰的生产，石灰的技术要求和技术标准以及石灰的应用和储存。 教学内容：阐述石灰的生产工艺，石灰的分类，石灰的消化和硬化，有效氧化钙和有效氧化镁的含量，石灰的应用与储存。 重点难点：石灰技术性能检测，及“欠火石灰”和“过火石灰”对施工影响。 在道路工程中，随着半刚性基层在高等级路面中的应用，近年来石灰稳定土、石灰粉煤灰稳定土及其稳定碎石等广泛用于路面基层。在桥梁工程中，石灰砂浆、石灰水泥砂浆、石灰粉煤灰砂浆广泛用于圬工砌体。石灰是建筑上最早使用的气硬性胶凝材料之一，根据成品加工方法的不同，可分为： 根据成品加工方法的不同，可分为 （1） 块状生石灰 由原料煅烧而成的原产品，主要成分为CaO； （2） 生石灰粉 由块状生石灰磨细而得到的细粉，其主要成分亦为CaO； （3） 消石灰 将生石灰用适量的水消化而得到的粉末，亦称熟石灰，其主要成分为Ca(OH)2； （4） 石灰浆 将生石灰加多量的水（约为石灰体积的3～4倍）消化而得可塑性浆体，称为石灰膏，主要成分为Ca(OH)2和水。如果水分加得更多，则呈白色悬浊液，称为石灰乳。 一、石灰的生产工艺概述 将主要成分为碳酸钙和碳酸镁的岩石经高温煅烧（加热至900℃以上），逸出CO2气体，得到白色或灰白色的块状材料即为生石灰，其主要化学成分为氧化钙（CaO 学反应如下： ↑ 优质的石灰，色质洁白或略带灰色，质量较轻，其堆积密度为（800～1000）kg/m3。石灰在烧制过程中，由于石灰石原料尺寸过大或窑中温度不均等原因，使得石灰中含有未烧透的内核，这种石灰即称为“欠火石灰”。欠火石灰的颜色发青且未消化残渣含量高，有效氧化钙和氧化镁含量低，使用时缺乏粘结力。 另一种情况是由于煅烧温度过高，时间过长而使石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，块体密度大，消化缓慢，这种石灰称“过火石灰”。“过火石灰”使用时消解缓慢，甚至用于建筑结构物中仍能继续消化，以致引起体质膨胀，导致灰层表面剥落或产生裂缝等破坏现象，故危害极大。 二、石灰的消化和硬化 1 、石灰的消化 烧制成的生石灰为块状的，在使用前必须加水消解，这一过程称为“消化”或“熟化”。消化后的石灰称为“消石灰”或“熟石灰”。其化学反应式如下： /mol “过火石灰”的危害 “陈伏” 2、石灰的硬化 石灰的硬化过程包括干燥硬化和碳化硬化两部分。 三、石灰的技术要求和技术标准 （一）技术要求 用于道路或桥梁工程的石灰，应符合下列技术要求： 1、有效氧化钙和氧化镁含量 石灰中产生粘结性的有效成分是活性氧化钙和氧化镁。其含量愈多，活性愈高，质量也愈好。有效氧化钙和氧化镁含量的测定方法，按我国现行行业标准《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94规定），有效氧化钙含量用中滴定法测定，氧化镁含量用络合滴定法测定。 2、生石灰产浆量和未消化残渣含量 产浆量是单位质量（1kg）的生石灰经消化后，所产石灰浆体的体积（L）。石灰产浆量愈高，则表示其质量越好。 测定产浆量时，试样的准备、取样及消解与未消化残渣含量的测定方法相同。残渣含量愈多