石灰稳定类材料强度形成原理

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石灰稳定类材料包括：石灰土、石灰砂砾土、石灰碎石土等。其强度形成主要指石灰与细粒土的相互作用。
强度形成原理：
（1）土中掺入适量的石灰，并在最佳含水量下压实后，既发生了一系列的物理力学作用，也发生了一系列的化学与物理化学作用。在这一系列作用发生的同时，形成了石灰土基层的强度。
（2）由于石灰与土之间发生了一系列相互作用，从而使土的性质发生根本的改变。与原素土相比，在初期，主要表现在土的结团、塑性降低、最佳含水量增大和最大密度的减小等。后期变化主要表现在结晶结构的形成，从而提高土的强度与稳定性。
（3）石灰加入土中发生的物理与化学反应主要有离子交换、Ca(OH)2的结晶、碳酸化和火山灰反应。其结果使粘土胶粒絮凝，生成晶体Ca(OH)2、CaCO3（碳酸钙）和含水硅、铝酸钙等胶结物，这些胶结物逐渐由胶凝状态向晶体状态转化，致使石灰土的刚度不断增大，强度与水稳定性不断提高。
名词解释：
（1）离子交换反应：是指石灰加入土中，在水的参与下易离解成Ca2＋和(OH)－离子，Ca2＋可与粘土胶体颗粒反离子层上的K＋、Na＋离子发生离子交换，其结果使得胶体吸附层减薄，从而使粘土胶体颗粒发生聚结，土的湿坍性得到改善。离子交换是石灰土初期强度形成的主要原因。Ca(OH)2的结晶反应是石灰吸收水分形成含水晶体，所生成的晶体相互结合，并与土粒结合起来形成共晶体，把土粒结成整体，从而使石灰土的水稳性得到提高。
（2）碳酸化反应：是指Ca(OH)2与空气中的CO2反应生成CaCO3的过程，试验表明，碳酸化反应只是在有水的条件下才能进行。当用干燥碳酸气作用于完全干燥的石灰粉末时，这反应几乎完全停止进行。因为碳酸化时，石灰和碳酸气的作用需要水。CaCO3是坚硬的结晶体，具有较高的强度和水稳性，它对土的胶结作用使土得到了加固。由于CO2可能由混合料的孔隙渗入，也可能由土本身产生，当石灰土的表层碳酸化后，则形成一层硬壳，而阻碍CO2进一步渗入，因而Ca(OH)2的碳化是一个相当长的反应过程，也是形成石灰土后期强度的主要原因之一。火山灰反应是指土中的活性硅铝矿物在石灰的碱性激发下解离，在水的参与下与Ca(OH)2反应生成含水的硅酸钙和铝酸钙的过程，所生成新的化合物与水泥水解后的产物相类同，是一种水稳性良好的结合料。
（3）火山灰反应：是在不断吸收水分的情况下逐渐发生的，因而具有水硬性质。碳酸化与火山灰反应对提高石灰土的强度与稳定性起着决定性作用。