第七章无机结合料稳定材料
1 ．概述
定义：
在粉碎的或原来松散的土中掺入一定量的无机结合料(包括水泥、石灰或工业废渣等)和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定的要求的材料称为无机结合料稳定材料。以此修筑的路面称为无机结合料稳定路面。
特点：
无机结合料稳定路面具有稳定性好、抗冻性能好、结构本身自成板体等特点，但其耐磨性差。因此广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。
（1）具有一定的抗拉强度，且各种材料的抗拉强度有明显的不同。（2）环境温度对半刚性材料强度有很大的影响；
（3）强度和刚度都随龄期增长；
（4）刚度较柔性路面大，但比刚性路面小；
（5）承载能力和分布荷载能力大于柔性路面；
（6）容许弯沉小于柔性路面；
（7）容易产生收缩裂缝。
土种类：
粉碎的或原来松散的土按照土中单个颗粒(指碎石、砾石和砂颗粒)的粒径的大小和组成，将土分成细粒土、中粒土和粗粒土。
细粒土：颗粒的最大粒径小于10mm，且其中大于2mm的颗粒不少于90%。
中粒土：颗粒的最大粒径小于30mm，且其中大于20mm的颗粒不少于85%。
粗粒土：颗粒的最大粒径小于50mm，且其中大于40mm的颗粒不少于85%。
无机结合料稳定材料种类：
不同的土与无机结合料拌和得到不同的稳定材料。例石灰土、水泥土、水泥砂砾、石灰粉煤灰碎石等。
无机结合料稳定材料种类较多，其物理、力学性质各有特点，应根据结构要求，掺加剂和原材料的供应情况及施工条件，进行综合技术、经济比较后确定。
使用场合：
由于无机结合料稳定材料其刚度介于粒料和水泥混凝土之间，常称此为半刚性材料，以此修筑的基层或底基层亦称为半刚性基层。
2 ．无机结合料稳定材料的特性
无机结合料稳定材料的力学特征包括应力-应变关系、疲劳特性、收缩特性、温缩特性。
2．1无机结合料稳定材料的应力-应变特征
设计龄期
无机结合料稳定路面的重要特点之一是强度和模量随龄期的增长而不断增长，逐渐具有一定的刚性性质。一般规定水泥稳定类材料设计龄期为三个月，石灰或二灰稳定类材料设计龄期六个月。
试验方法：
半刚性材料应力-应变特征试验方法有顶面法、粘贴法，夹具法和承载板法等。
顶面法：直接在试件顶面用千分表测量回弹变形；
粘贴法：在柱体壁上两端各1/6高度处粘贴支架，用千分表测量中间2/3柱体的回弹变形；
夹具法：在柱体壁上两端各1/6高度处套一箍，在箍上伸出支架，用千分表测量中间2/3柱体的回弹变形；
承载板法：用小承载板在试件中间模拟野外测定方法。
试验结果表明：顶面法较合理。
试件有圆柱体试件和梁式试件。
试验内容有抗压强度、抗压回弹模量、劈裂强度和劈裂模量、抗弯拉强度和抗弯拉模量。
圆柱体试件：抗压、劈裂试验; 梁式试件：抗弯拉试验
【1】细粒土（最大粒径不大于10mm）：
试模直径*高=50*50mm
【2】中粒土（最大粒径不大于25mm）：
试模直径*高=100*100mm
【3】粗粒土（最大粒径不大于40mm）：
试模直径*高=150*150mm
名称矿料最大粒径(mm) 试件尺寸(cm)
大梁25～35 15*15*55
中梁15～25 10*10*40
小梁<15 5*5*24
通过各种试验方法的综合比较，认为抗压试验和劈裂试验较符合实际。
变异特性
由于材料的变异性和试验过程的不稳定性，同一种材料不同的试验方法、同一种试验方法不同的材料、同一种试验方法不同龄期试验结果存在差异性。
2．２无机结合料稳定材料的疲劳特性
概念：
材料的抗压强度试验用来进行材料组成设计。
无机结合料稳定材料的抗拉强度远小于其抗压强度，路面结构承受交通荷载的重复作用，因此路面结构设计必须评价材料的抗弯拉疲劳强度。
图1·轮印下弯拉应力变化规律
图2·轮隙下弯拉应力变化规律
图3·面层模量与轮隙弯沉变化规律
图5·面层模量与底基层弯应力变化规律
试验方法：
抗拉强度试验方法有直接抗拉试验、间接抗拉试验和弯拉试验。常用的疲劳试验有弯拉疲劳试验和劈裂疲劳试验。
数据处理：
无机结合料稳定材料的疲劳寿命主要取决于重复应力与极限强度之比(σｆ/σｓ)试验结果表明：当σｆ/σｓ小于50%，可经受无限次重复加荷次数而不会疲劳破裂。
疲劳性能通常用σｆ/σｓ与达到破坏时反复作用次数(N f)所绘所的散点图来说明。试验证明σｆ/σｓ与N ｆ之间关系通常用双对数疲劳方程(lgNｆ=a+blgσｆ/σｓ)及单对数疲劳方程(lgNｆ=a+bσｆ/σｓ)来表示。
影响因素：
在一定的应力条件下材料的疲劳寿命与取决于：
【1】材料的强度和刚度。强度愈大刚度愈小，其疲劳寿命就愈长。
【2】由于材料的不均性，无机结合料稳定材料的疲劳方程还与材料试验的变异性有关。不同的存活率(到达疲劳寿命时出现破坏的概率)能得出不同的疲劳方程。
【3】试验方法、试验操作。
2．３无机结合料稳定材料的干缩特性
原因：
无机结合料稳定材料经拌和压实后，由于蒸发和混合料内部发生水化作用，混合料的水份会不断减少。由于水的减少而发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用、材料矿物晶体或凝胶体间层间水的作用和碳化收缩作用等会引起半刚性材料产生体积收缩。
指标：
描述材料干缩主要用干缩应变、干缩系数、干缩量、失水量、失水率和平均干缩系数。
干缩应变(εｄ)是水份损失引起的试件单位长度的收缩量(×１０－６)；
平均干缩系数αｄ是某失水量时，试件的干缩应变与试件的失水率之比(×１０－６)
失水量是试件失去水份的重量(g)。
失水率是试件单位重量的失水量(%)。
干缩量是水份损失时试件的收缩量(10－３mm)
εｄ＝Δl／l
αｄ＝εｄ／ΔＷ
式中：Δl为含水量损失ΔW时，小梁试件的整体收缩量，l为试件的长度。
影响因素：
无机结合料稳定材料产生的干缩性(最大干缩应变和平均干缩系数)的大小与结合料的类型和剂量、被稳定材料的类别，粒料含量、小于的细颗粒的含量、试件含水量和龄期等有关。
【1】材料品种、含水量与平均干缩系数关系
半刚性材料的干缩系数是通过对试件经饱水后，在40℃恒温环境箱中随着水分的不断蒸发而测得的。（28天龄期）
图6
图7
图8
图9 【2】粒料含量与平均干缩系数关系
图10
龄期
平均干缩系数
灰土砂砾二灰砂砾水泥砂砾
1
7
28
90
180
含水量增加1%，干缩应变增加～%
【5】细料含量与干缩应变的关系
【6】无机结合料剂量对干缩结果的影响
水泥剂量从5%增加到6%和7%，干缩系数增加20%和30%。
总结
主要影响因素：
〖1〗细料含量；
〖2〗无机结合料剂量；
〖3〗含水量；
〖4〗暴露时间。
同一类半刚性材料干缩量的大小次序为：
稳定细粒土?稳定粒料土?稳定粒料;
对稳定细粒土，三类半刚性材料的干缩量的大小次序为：
石灰稳定土>水泥或水泥石灰土>石灰粉煤灰土;
对稳定粒料土，三类半刚性材料的干缩量的大小次序为：
石灰稳定类>水泥稳定类>石灰粉煤灰稳定类;
例如二灰(石灰+粉煤灰)：碎石=15:5(重量比)与二灰(石灰+粉煤灰)：碎石=20：80时，7天龄期的最大干缩应变和平均干缩系数为233×１０－６、２７３×１０－６和6５×１０－６、５５×１０－６。
2．４半刚性材料的温度收缩特性
定义：
半刚性材料是由固相(组成其空间骨架的原材料的颗粒和其间的胶结构)、液相(存在于固相表面与空隙中的水和水溶液)和气相(存在于空隙中的气体)组成。
半刚性材料的外观胀缩性是三相在降温过程中相互作用，使半刚性材料产生体积收缩，即为温度收缩。概念：
温度应变(εt)是温度变化引起的试件单位长度的变化量(×１０－６)；
平均温度收缩系数αt是某温度时，试件的温度应变与试件的温度变化之比(×１０－６/℃)
一般气相大部分与大气贯通，在综合效应中影响较小，可以忽略，原材料中砂粒以上颗粒的温度收缩系数较小；粉粒以下的颗粒温度收缩性较大。
影响因素：
【1】封闭状态下的温缩试验
封闭状态：保持含水量不变。
试验状态：饱水；最佳含水量；半风干状态（1/2最佳含水量）；风干状态（1/5最佳含水量）。
结论：
（1）对烘干的试件，温度收缩系数随龄期的增大而增大，初期较大，后期较慢，但各种材料差别不大。
（2）含水量对温度收缩系数影响极大，饱水；风干状态最小，约在最佳含水量最大。
（3）温度收缩的不利状态是：接近最佳含水量和0～-10℃温度区间。
【2】自由状态下的温缩试验
说明随着粒料含量的增加干缩+温度收缩系数减少。
【4】评价方法
抗裂系数表征半刚性材料对于温度或湿度变化时不致开裂的承受能力。
对于温缩抗裂：
二灰砂砾>石灰粉煤灰>灰土砂砾>水泥砂粒>石灰土
对于干缩抗裂：
石灰粉煤灰>二灰砂砾>水泥砂粒>灰土砂砾>石灰土
2．5半刚性材料收缩机理分析
温度收缩机理
半刚性材料是由固相（组成其空间骨架结构的原材料的颗粒和其间的胶结构）、液相（存在与固相表面与空隙中的水和水溶液）和气相（存在与空隙中的气体）组成。所以半刚性材料的外观胀缩性是由其基本体的固相、气相和液相的不同温度收缩性的综合效应结果。
一般气相与大气相通，在综合效应中影响较小。半刚性材料的外观胀缩性是由固相、液相胀缩和两者的综合作用组成。
干燥收缩机理
干燥收缩时半刚性材料因内部含水量变化而引起的体积收缩现象。
干燥收缩的基本原理是由于水分蒸发而发生的“毛细管张力作用”、“吸附水及分子间力作用”，“矿物晶体或胶凝体的层间水作用”；“炭化脱水作用”而引起的整体的宏观体积的变化。
三．半刚性路面面层
1．概述
半刚性路面是介于柔性路面与刚性路面之间的特殊路面形式，它最早出现于法国。早在1954年，法国就研制成功了“灌水泥浆开级配沥青混凝土路面施工法”(Salaiacim Paoement)，并在科涅克(Cognac)机场跑道上作为耐热用的道面进行了的试验铺装。七十年代初，英国、美国，苏前联等国，也相继对这一课题进行了研究。英国是在摊铺后的开级配沥青碎石路面空隙中灌入树脂—水泥灰浆。前苏联则把水泥砂浆作为第二结合料加入沥青混凝土中进行了拌和压实，结果证明能提高这种材料的温度稳定性。科威特的的研究表明，用水泥和置后的集料铺筑的沥青路面的强度和稳定性大大提高，路面泛油和抗水性能也有相当大的改善。美国切夫隆研究公司的和为提高乳化沥青的早期强度，在混合料中加入%的波特兰水泥，结果发现，在空气中养生一天后，材料的回弹模量比未加水泥的增加了大约五倍，养生60天后，回弹模量仍比未加水泥的度件提高两倍。但掺加水泥后材料的疲劳性能有所降低。R．W．Head对冷拌沥青混凝土的研究表明，当加入1%的水泥时，混合料的马歇尔稳定度能提高2．5-3．0倍。
半刚性路面于1961年传至日本，次年2月由日本道路公团在箱根新道上的立交枢纽部分铺筑了一千平方米的试验性路面。此后，这种路面结构在日本逐渐被采用，并在1978年作为一种特殊的施工方法正式列入《沥青路面施工规范》。八十年代以来，在大孔隙率的开级配沥青混凝土中灌注水泥(砂)浆的半刚性路面在日本有了广泛的应用与发展，每年的施工面积已超过二十万平方米，各大道路公司和研究所对半刚性路面都进行了试验研究，提出了这种特殊路面材料的力学性能与路面结构设计计算方法的研究论文，证实了该种材料提高了沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性，尤其是对抵抗永久性变形有较大程度的改善。特别适用于公共汽车站、停车场，收费站等车辙现象比较严重的场所。
2．施工
由于半刚性路面是由水泥砂浆和乳化沥青(渣油)两种结合料组成的新型路面结构，因而在施工技术上与热拌沥青混凝土和乳化沥青混凝土具有不同的特点，有着不同的特殊要求，必须根据这种新型路面材料的特性，掌握其施工规律和方法，才能保证施工质量，取得预期效果。在施工中应注意以下事项：
2．１拌和
半刚性路面材料有三道拌和工序，其顺序是水泥砂浆的拌制，水泥砂浆与矿料的拌和，以及水泥砂浆、乳化沥青(渣油)混合料的拌和。在这三次拌和中，水泥砂浆也可以用人工拌和，便必须保证质量要求。而最后一道拌和，则应选用强制式拌和机，因一般的自落式拌和机拌和能力差，出料慢。细料容易聚团或粘附在简壁上，使得混合料的质量不均匀。
混合料的拌和应在乳液破乳前结束，否则将因乳液的破乳而失去施工的和易性。一般拌和时间在乳液加入后不超过60秒。最佳拌和时间应根据施工现场使用的骨料级配情况，拌和机械性能，施工时的气候等条件通过试拌和确定。
2．２摊铺
拌制的水泥砂浆、乳化渣油混合料最好用摊铺机摊铺，条件不允许时，也可用人工摊铺，提人工摊铺时不得扬锹甩料，以避免混合料的离散。整平时也不能过多地用刮板摊料，防止沥青膜的剥落。
摊铺混合料的虚方厚度，需通过试验求出压实系数，根据骨料的级配情况及摊铺方式的相同，一般情况下压实系数为1．2～1．5，具体的数值应根据现场施工条件，并通过铺筑试验路段确定。
2．３碾压
当混合料摊铺整齐后，可立即进行初压，为防止初期碾压出现波浪、推移现象，开始应用6吨左右的轻型压路机碾压1-2遍，使混合料初步稳定后，再用轮胎压路机碾压1-2遍，碾压时应匀速退进，不得在碾压
路段上制动或启动，以免混合料发生局部拥包和搓板开裂。当碾压时有粘轮现象时，可在碾办引适当洒水或涂废机油。
当沥青(渣油)乳液开始破乳，混合料由褐色转为黑色时，用压路机复压，复压2-3遍后停止，待晾晒一般时间，待水分蒸发后再压实。
因半刚性路面材料中含中水泥砂浆，所以在水泥砂浆终凝前，一般5-8小时，用压路机再复压1-2遍。2．４早期养护
由于乳化沥青路面的早期强度较低，稳定性差，尤其大低温或阴湿的情况下表现得更为明显，因此要注意早期养护，一般应断绝交通2-6小时，在不断绝交通时，必须设专人指挥车辆慢速通过(不超过20km/h)，并严禁兽力车和铁轮车在未稳定成型的路段上行驶，如发现路面有局部破坏应及时予以修补。
为使半刚性路面能均匀地压实，应采用适当的交通措施控制车辆的行驶，让车辆沿整个路面宽度分散行驶，通过车辆荷载的补充压实提高路面的整体强度。
目前，国内对半刚性路面材料的研究还是处于起步阶段。七十年代末期沥青水泥砂浆曾被尝试作为渗漏建筑物的内粉刷材料用于人防工程中。直到八十年代中期，国内有些单位将含高分子聚合物的特种水泥砂砾，作为第二结合料，掺加到普通沥青混合料中，使用拌和法和灌浆法两种工艺制成特殊路面材料进行各种物理力学试验，对不同温度条件下的力学性质进行比较，并初步探讨了该种路面材料的使用性能与强度形成理论。此外，湖北、四川等省的公路管理部门，也结合当地的实际，对这种材料进行了尝试和初步研究，并取得了一定的成果。
２．结构设计与施工
国外试验表明，半刚性路面的应变和破坏次数的关系(即疲劳曲线)与普通沥青混凝土有着明显的差异，半刚性沥青混凝土的耐久性极限应变仅相当于普通沥青混凝直的十分之一到四分之一，因此在考虑到疲劳破坏时，直接采用普通沥青混凝土的路面结构设计方法是不适宜的。
半刚性沥青混凝土主要用于道路的维修与改建，在原有路面面层挖除后加铺罩面。则原有路面以下可按均匀体考虑，半刚性路面的厚度采用弹性双层体系进行计算。其方法是：根据疲劳试验结果，在20℃的条件下，设半刚性沥青混凝土的复合弹性模量Ｅ１为6000及10000MP，原有路面以下的平均弹性模量E２变化在50-1000MPs范围内，设半刚性层的厚度分别为5、10、15厘米时，计算出半刚性层底面的拉应变，并绘出用半刚性沥青混凝土弹性模量E１与其厚度h来表示的应变εｒ与原有路面以下弹性模量Ｅ１的函数关系。在E２－εｒ曲线上找出与疲劳曲线上相同的应变值，就可以知道原有路面以下的弹性模量E２。使用寿命的基础上，可以计算出作为罩面时所应铺筑的半刚性路面的厚度。
第1题 水泥剂量应在（）测定，石灰剂量应在路拌后尽快测试，否则应用相应龄期的标准曲线确定。 A.水泥终凝前 B.达7天龄期时 C.水泥稳定土硬化后 D.达规定龄期时 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第2题 配制0.1mol/l EDTA二钠标准溶液时，应准确称取（）EDTA二钠，定容至1000ml？ A.372.26g B.37.23g 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第3题 钙红指示剂应保存在无色试剂瓶中，EDTA和氯化铵溶液可用聚乙烯桶，滴定时采用碱式滴定管。以上说法有（）错误？ A.一处 B.两处 C.三处 D.0处 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第4题 水泥或石灰剂量测定时，如试样质量300g，则10%氯化铵的加入量应为（）。 A.600g
B.600ml C.300g D.300ml 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第5题 水泥或石剂量测定中，从加入钙红指示剂、滴定过程、滴定达到终点时的溶液颜色的变化过程（）。 A.紫色—玫瑰红色—纯蓝色 B.玫瑰红色—紫色—纯蓝色 C.纯蓝色—玫瑰红色—紫色 D.玫瑰红色—纯蓝色—紫色 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第6题 为防止滴定过量或滴定终点假像，滴定过程应边滴边摇、仔细观察颜色，溶液变为（）时放慢滴定速度。 A.蓝绿色 B.红色 C.纯蓝色 D.紫色 答案:D 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第7题 水泥或石剂量测定应进行两次平行试验，重复性误差不得大于均值的（），否则应重新试验。 A.2% B.3% C.1%
第七章无机结合料稳定材料 1 ．概述 定义： 在粉碎的或原来松散的土中掺入一定量的无机结合料(包括水泥、石灰或工业废渣等)和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定的要求的材料称为无机结合料稳定材料。以此修筑的路面称为无机结合料稳定路面。 特点： 无机结合料稳定路面具有稳定性好、抗冻性能好、结构本身自成板体等特点，但其耐磨性差。因此广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。 （1）具有一定的抗拉强度，且各种材料的抗拉强度有明显的不同。（2）环境温度对半刚性材料强度有很大的影响； （3）强度和刚度都随龄期增长； （4）刚度较柔性路面大，但比刚性路面小； （5）承载能力和分布荷载能力大于柔性路面； （6）容许弯沉小于柔性路面； （7）容易产生收缩裂缝。 土种类： 粉碎的或原来松散的土按照土中单个颗粒(指碎石、砾石和砂颗粒)的粒径的大小和组成，将土分成细粒土、中粒土和粗粒土。 细粒土：颗粒的最大粒径小于10mm，且其中大于2mm的颗粒不少于90%。 中粒土：颗粒的最大粒径小于30mm，且其中大于20mm的颗粒不少于85%。 粗粒土：颗粒的最大粒径小于50mm，且其中大于40mm的颗粒不少于85%。 无机结合料稳定材料种类： 不同的土与无机结合料拌和得到不同的稳定材料。例石灰土、水泥土、水泥砂砾、石灰粉煤灰碎石等。 无机结合料稳定材料种类较多，其物理、力学性质各有特点，应根据结构要求，掺加剂和原材料的供应情况及施工条件，进行综合技术、经济比较后确定。 使用场合： 由于无机结合料稳定材料其刚度介于粒料和水泥混凝土之间，常称此为半刚性材料，以此修筑的基层或底基层亦称为半刚性基层。 2 ．无机结合料稳定材料的特性 无机结合料稳定材料的力学特征包括应力-应变关系、疲劳特性、收缩特性、温缩特性。 2．1无机结合料稳定材料的应力-应变特征 设计龄期 无机结合料稳定路面的重要特点之一是强度和模量随龄期的增长而不断增长，逐渐具有一定的刚性性质。一般规定水泥稳定类材料设计龄期为三个月，石灰或二灰稳定类材料设计龄期六个月。 试验方法： 半刚性材料应力-应变特征试验方法有顶面法、粘贴法，夹具法和承载板法等。 顶面法：直接在试件顶面用千分表测量回弹变形； 粘贴法：在柱体壁上两端各1/6高度处粘贴支架，用千分表测量中间2/3柱体的回弹变形； 夹具法：在柱体壁上两端各1/6高度处套一箍，在箍上伸出支架，用千分表测量中间2/3柱体的回弹变形； 承载板法：用小承载板在试件中间模拟野外测定方法。 试验结果表明：顶面法较合理。 试件有圆柱体试件和梁式试件。 试验内容有抗压强度、抗压回弹模量、劈裂强度和劈裂模量、抗弯拉强度和抗弯拉模量。 圆柱体试件：抗压、劈裂试验; 梁式试件：抗弯拉试验 【1】细粒土（最大粒径不大于10mm）： 试模直径*高=50*50mm 【2】中粒土（最大粒径不大于25mm）： 试模直径*高=100*100mm 【3】粗粒土（最大粒径不大于40mm）： 试模直径*高=150*150mm
专 业 论 文 学校：天水师范学院 班级：2012级应化1班姓名：汪治华 学号：20122060155
几种新型无机材料简介 材料是人类生存和发展的物质基础，也是一切工程技术的基础。现代科学技术的发展对材料的性能不断提出新的更高的要求。材料科学是当前科学研究的前沿领域之一。以材料科学中的化学问题为研究对象的材料化学成为无机化学的重要学科之一。 材料主要包括金属材料、无机非金属材料、复合材料和高分子材料等各类化学物质。这里简单介绍几种新型无机材料。 ●氮化硅陶瓷材料 氮化硅（Ｓｉ３Ｎ４）陶瓷是一种高温结构陶瓷材料，属于无机非金属材料。在Ｓｉ３Ｎ４中，硅原子和氮原子以共价键结合，使Ｓｉ３Ｎ４具有熔点高、硬度大、机械强度高、热膨胀系数低、导热性好、化学性质稳定、绝缘性能好等特点。它在１２００℃的工作温度下可以维持强度不降低。氮化硅可用于制作高温轴承、制造无冷却式陶瓷发动机汽车、燃气轮机的燃烧室和机械密封环等，广泛应用于现代高科技领域。 工业上普遍采用高硅与纯氮在较高温度下非氧化气氛中反应制取Ｓｉ３Ｎ４： 3Si+2N2 Ｓｉ３Ｎ４ 采用化学气相沉积法也可以得到纯度较高的Ｓｉ３Ｎ４： 3SiCl4 +2N2 +6H2 Si3N4 +12HCl 除Ｓｉ３Ｎ４外，高温结构陶瓷还有SiC，ZrO2，Al2O3等。 ●砷化镓半导体材料 砷化镓（GaAs）是一种多用途的高技术材料。除了硅之外，GaAs已成为最重要的半导体材料。 砷化镓是亮灰色晶体，具有金属光泽，质硬而脆。GaAs的晶体结构与单质硅和金刚石相似。它在常温下比较稳定，不与空气中的氧气和水作用，也不与HCl，H2SO4等反应。 砷化镓是一种本征半导体，其禁带宽度比硅大，工作温度比硅高（50～250）℃，引入惨杂元素的GaAs可用于制作大功率电子元器件。GaAs中电子运动速度快，传递信息块，GaAs可用于制造速度更快、功能更强的计算机。GaAs中的被激发的电子回到基态是以光的形式释放能量，它具有将电能转换为光能的性能，可作为发光二极管的发光组分，也可以制成二极管激光器，用于在光纤光缆中传递红外光。 ●氧化锡气敏材料 气敏陶瓷是一类对气体敏感的陶瓷材料。早在1931年人们就发现Cu2O的电导率随水蒸气吸附而发生改变。现代社会对易燃、易爆、有毒、有害气体的检测、控制、报警提出了越来越高的要求，因此促进了气敏陶瓷的发展。1962年以后，日本、美国等首先对SnO2和ZnO半导体陶瓷气敏元件进行实用性研究，并取得突破性进展。
中国高新技术企业浅谈无机结合料稳定土基层试验与检测 文／秘国江 【摘要】无机结合料稳定类（也称半刚性类型）基层，在高等级路面结构中得到很广泛的应用。为保证基层的质量及安全，必须不断完善和加强试验检测工作。本文介绍了无机结合料稳定土的种类及在混合料组成设计阶段和施工阶段的试验检测项目。 【关键词】无机结合料基层试验检测 公路路面结构中，基层是设置在面层之下，与面层一起承受车轮荷载的反复作用，并传布到底基层、垫层、土基，起主要承重作用的层次。基层材料的强度指标应用较高的要求。基层本身应该有较高的强度和刚度才能保证路面结构的稳定，才能保证路面的正常使用。为保证基层的质量，必须搞好混合料组成设计阶段和施工过程中的试验、检测工作。 一、无机结合料稳定类基层种类 １、水泥稳定土：包括水泥稳定级配碎石、未筛分碎石、砂砾、碎石土、砂砾土、煤矸石、各种粒状矿渣。 ２、石灰稳定土：包括石灰稳定级配碎石、未筛分碎石、砂砾、碎石土、砂砾土、煤矸石、各种粒状矿渣。 ３、石灰工业废渣稳定土：可分为石灰粉煤灰类和石灰其它废渣类两大类。 二、对原材料的技术要求 １、水泥：普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥均可做结合料，但应初凝时间３小时以上，终凝时间较长（宜在６小时以上）的水泥。 ２、石灰应符合ＧＢ１５９４规定的Ⅲ级以上消石灰或生石灰。 ３、粉煤灰其中ＳｉＯ２、ＡＬ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３总含量应大于７０％，烧失量不宜大于２０％，比表面积宜大于２５００ＣＭ２。 ４、集料包括颗粒级配、液塑限、相对密度、压碎值、有机质含量（必要时做）、硫酸盐含量（必要时做）应符合规范要求。 三、组成设计阶段试验项目 半刚性基层的组成设计主要是根据设计强度标准要求，通过试验，选取合适的集料或土及其他原材料，确定必需的或最佳的结合料剂量，以确定混合料的最佳含水量和最大干密度。 ㈠原材料试验 １、水泥技术、强度指标试验：检验水泥强度等级和初、终凝时间，确定水泥质量。 ２、石灰化学分析试验：检验有效氧化钙和有效氧化镁含量，确定白灰质量。 ３、粉煤灰物理性能及化学分析试验：检验粉煤灰化学成份及烧失量、比表面积，确定粉煤灰是否适用。 ４、集料试验 ⑴检测含水量：确定原始含水量 ⑵颗粒分析：确定集料级配是否符合规范要求，确定材料配合比。 ⑶液限、塑限：确定土或级配碎（砾）石中０．５ｍｍ以下细土塑性指数审定集料是否符合规范规定。 ⑷相对毛体积密度、吸水率：评定粒料质量，计算固体体积率。 ⑸压碎值：评定石料的抗压碎能力是否符合要求。 ㈡混合料试验 １、不同稳定剂量混合料标准重型击实试验：确定不同剂量混合料最佳含水量和最大干密度。以规定工地碾压时的合适含水量和应该达到的最小干密度；确定制备强度试验和耐久性试验的试件所应用的含水量和干密度；确定制备承载比试件的材料含水量。 ２、承载比试验：求工地预期干密度下的承载比，确定材料是否适宜做基层。 ３、不同结合料剂量混合料无侧限抗压强度试验：进行材料组成 设计，选定最适宜用水泥或石灰稳定的土，规定施工中所用的结合 料剂量，为工地提供评定质量的标准。 ４、延迟时间试验：已定水泥剂量的混合料确定延迟时间对混合 料密度和抗压强度的影响，并据此确定施工允许的延迟时间。 ５、结合料剂量检测标准曲线试验：为施工检测混合料剂量提供 依据。 四、施工阶段试验检测项目 １、混合料含水量检测 为保证混合料能在最佳含水量时碾压并达到最大压实度。拌和 混合料时含水量应略大于最佳含水量；但不应超过２％。 ２、混合料结合料剂量检测 工地实际采用结合料剂量应比实验室确定的剂量多０．５—１％， 采用集中厂拌法施工可只增加０．５％，采用路拌法时宜增加１％。通 过ＥＤＴＡ滴定实验，与标准曲线比对，检验结合料剂量是否符合要求。 ３、混合料级配检测 拌和好的混合料按规定取样烘干后，用筛分法按规定筛孔逐级 筛分并计算各筛孔通过量，确定混合料级配是否符合规范要求。 ４、混合料无侧限抗压强度检测 按标准重型击实试验确定的最大干密度及工地要求达到的压实度 和试样检测得到的混合料含水量，计算每个试件所用混合料质量， 用静压法制备试件。每２０００Ｍ２或每工作班制备一组，不论稳定细粒土、中粒土、粗粒土，当多次偏差系数ＣＶ≤１０％时，可为６个试件； ＣＶ＝１０％—１５％时，可为９个试件；ＣＶ＞１５％时，则需１３个试件。将试 件以规定的温度下保湿养生６天，浸水１天，测其７天无侧限抗压 强度，并按《公路工程质量检验评定标准》要求评定混合料强度是否 符合设计要求。 ５、压实度检测 抽样检查，可以采用灌砂法、水袋法或钻孔取样蜡封法求算每一 测点的压实度。并按评定路段为单元，计算评定路段压实度代表值 以此来判定压实度合格情况。 ６、平整度检测 用３ｍ直尺每２００ｍ测２处×１０尺，测得最大间隙值，以判定平整 度是否合格。 ７、纵断高程检测 用水准仪按规定频率检测，测得最大偏差判断是否符合要求。 ８、宽度检测 用尺量，压实宽度应符合设计要求。 ９、厚度检测 按规定频率，采用挖验或钻取芯样测定厚度。按评定路段内结构 层厚度代表值和单个合格值的允许偏差进行判定。 １０、横坡检测 用水准仪，每２００ｍ测４个断面，计算最大偏差判定是否合格。 １１、外观检查 无机结合料稳定土基层表面平整密实、无坑洼。施工接茬平整、稳定。 （作者单位系平山交通局公路工程队） 工程建设与管理 １９９ －－
无机结合料稳定材料质量管理规定 第一章总则 第一条为适应道路工程建设和养护的需要，加强无机结合料稳定材料质量管理，保证路面基层工程质量，根据《建设工程质量管理条例》、《公路建设市场管理办法》等法律法规和有关标准规范，制定本规定。 第二条本规定适用于本市道路工程无机结合料稳定材料（以下称无机料）的生产、施工和质量管理。 第三条市交通路政部门主管本市无机料的监督管理工作，质量监督机构负责无机料的质量监督管理工作。 第四条无机料应按固定材料组成、参数和强度指标的定型产品组织生产。无机料生产单位（以下称无机料厂）应制定相应的产品企业标准，公布并报质量监督机构备查，质量监督机构将报备的无机料厂和标准名称向社会公布。 水泥稳定碎石、石灰与粉煤灰稳定碎石一般按设计抗压强度分为两个等级，分别为JSW1（不低于3MPa）、JSW2（不低于2MPa）和JEH1（不低于1MPa）、JEH2（不低于0.7MPa）。 第五条无机料厂和建设、监理、施工单位应按规定进行无机料生产、使用的质量管理、过程控制和检验检查，保证无机料质量。
对无机料的质量缺陷和问题，任何单位和个人都有权向质量监督机构投诉、举报。 第六条鼓励无机料厂采用新材料、新设备、新技术、新工艺，提高无机料生产质量和管理水平。 第二章机构和人员 第七条除在偏远地区施工现场设立的水稳材料拌和站外，无机料厂应具有独立法人资格并取得工商营业执照，依法生产经营。 第八条无机料厂应设置能够满足质量管理要求的组织机构，配备不少于3名相关专业技术人员和不少于1名专职安全员，并制定岗位职责、安全生产和事故报告等制度及安全操作规程。 第九条各岗位人员应经过培训，考核合格后方能上岗。国家规定的特殊工种须持证上岗。 第十条无机料厂应建立完善的质量管理体系，明确质量方针、质量目标、质量管理程序，并制定质量责任、质量检查、仪器设备管理和用户服务等制度。 第三章设备、设施
无机结合料稳定材料（每日一练） 单项选择题（共18 题) B ?A,600g ?B,600ml ?C,300g ?D,300ml 答题结果： 正确答案：B 2、水泥或石剂量测定中，从加入钙红指示剂、滴定过程、滴定达到终点时的溶液颜色的变化过程（）。 (B) ?A,紫色—玫瑰红色—纯蓝色 ?B,玫瑰红色—紫色—纯蓝色 ?C,纯蓝色—玫瑰红色—紫色 ?D,玫瑰红色—纯蓝色—紫色 答题结果： 正确答案：B 3、为防止滴定过量或滴定终点假像，滴定过程应边滴边摇、仔细观察颜色，溶液变为（）时放慢滴定速度。 (D) ?A,蓝绿色 ?B,红色 ?C,纯蓝色 ?D,紫色 答题结果： 正确答案：D 4、水泥或石剂量测定应进行两次平行试验，重复性误差不得大于均值的（），否则应重新试验。 (D)
?A,2% ?B,3% ?C,1% ?D,5% 答题结果： 正确答案：D 5、无机结合料稳定材料击实试验集料的应符合（）。 (A) ?A,公称最大粒径≤37.5mm ?B,最大粒径≤37.5mm ?C,公称最大粒径≤26.5mm ?D,最大粒径≤26.5mm 答题结果： 正确答案：A 6、无机结合料稳定材料击实后，测定含水量时，从试样内部取样，含水量计算和两个试样的含水量差（）。 (C) ?A,计算至0.1%，含水量差值不大于0.1% ?B,计算至1%，含水量差值不大于1% ?C,计算0.1%，含水量差值不大于1% ?D,计算1%，含水量差值不大于2% 答题结果： 正确答案：C 7、试样中超尺寸颗粒含量5%～30%时，应对最大干密度和最佳含水量作校正，校正时需要用到超尺寸颗粒的 （）实测指标。 (B) ?A,表观相对密度和吸水率 ?B,毛体积相对密度和吸水率 ?C,比重和吸水率 ?D,毛体积相对密度和含水率
1.课堂上主要介绍了哪些无机功能材料？ 答：纳米材料超导材料功能薄膜材料功能转换材料梯度材料生物医用材料 功能陶瓷磁性材料储氢材料 2.纳米材料有哪些基本性质？ 答：物理性能：表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应 化学性能：表面活性及敏感性、催化性能 表面效应：纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着粒子尺寸的减小而显著增加，粒子的表面能及表面张力随 着增加，物理、化学性质发生变 化。 小尺寸效应：随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会 引起颗粒性质的质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性 质的变化称为小尺寸效应。 量子尺寸效应：当粒子尺寸下降到某一值时，金属费 米能级附近的电子能级由准连续能级变为离散能级的现象和纳 米半导体微粒存在不连续的最高被占据轨道和最低被占据的分 子轨道能级，能隙变宽的现象。 宏观量子隧道效应：颗粒的一些宏观物理量，如微磁化 强度，量子相干器件中的磁通量等亦具有隧道效应，称其为宏 观量子隧道效应。 3.超导材料有哪些特性？以及超导材料的分类？ 超导体主要具有三个特性: 零电阻性超导材料处于超导态时电阻为零,如果用磁场 在超导环中引发感生电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。
完全抗磁性超导材料处于超导态时，只要外加磁场小于 临界磁场，磁场不能透入超导体内，超导材料内部的磁场恒为零。超导悬浮，就是利用超导体的完全抗磁性。 约瑟夫森效应当两超导体之间有一薄绝缘层（厚度约1nm）而形成低电阻连接时，会有电子对穿过绝缘层形成电流，而绝 缘层两侧没有电压，即绝缘层也成了超导体。当电流超过一定 值后，绝缘层两侧出现电压U（也可加一电压U），同时，直流 电流变成高频交流电，而且频率与电压成正比。 超导体的分类没有唯一的标准，最常用的分类如下： 由物理性质分类：可分成第一类超导体（若超导相变属于 一阶相变）和第二类超导体（若超导相变属于二阶相变）。 由超导理论来分类：可分成传统超导体（若超导机制可用BCS理论解释）和非传统超导体（若超导机制不能用BCS理论 解释）。 由超导相变温度来分类：可分成高温超导体（若可用液态 氮冷却就形成超导体）和低温超导体（若需要其他技术来冷却）。 由材料来分类：它们可以是化学元素（如汞和铅）、合金（如铌钛合金和铌锗合金）、陶瓷（如钇钡铜氧和二硼化镁） 或有机超导体（如富勒烯和碳纳米管，这可能都包括在化学元 素之内，因为它们是由碳组成）。 3.功能薄膜介绍了哪些？哪些类别？以及制造方法？ 答：按化学组成分：无机膜有机膜复合膜 按相组成分为：固体薄膜液体薄膜气体薄膜胶体薄膜 按晶体形态分：单晶膜多晶膜微晶膜纳米晶膜超晶格膜 按薄膜的功能及其应用领域分：电学薄膜光学薄膜硬质 膜、耐蚀膜、润滑膜有机分子膜装饰膜、包装膜
无机非金属材料性能 一、绪论（2学时） 1、无机非金属材料的特点 (1)化学组成上为无机化合物或非金属元素单质，包括传统的氧化物、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐等含氧酸盐、氮化物、碳化物、硅化物、硼化物、氟化物、硫系化合物、硅、锗及碳材料等。 (2)形态与形状上包括多晶、单晶、非晶、薄膜、纤维、复合材料等。 (3)晶体结构复杂。单个晶格可能包含多种元素的原子，晶格缺陷种类多。 (4)原子间结合力丰要为离子键、共价键或者离了—共价混合键，具有高的键能、大的极性。 (5)制备上通常要求高纯度、高细度原料，并在化学组成、添加物的数量和分布、晶体结构和材料微观结构上能精确控制。 (6)性能多样。具有高熔点高强度、耐磨损、高硬度、耐腐蚀及抗氧化，宽广的导电性能、导热性、透光件以及良好的铁电性、铁磁性和压电性等待殊性能；但大多数无机材料拉伸强度低，韧性差，脆性大。 (7)应用极其广泛。几乎在所有的领域都有无机材料的应用，尤其新型无机材料更是现代技术的发展基础、在电子信息技术、激光技术、光纤技术、光电子技术、传感技术、超导技术以及空间技术的发展中占有十分重要的地位。 2、传统无机非金属材料与新型无机非金属材料 传统无机材料一般是指以天然的硅酸盐矿物(粘土、石英、长石等)为主要原料，经高温窑烧制而成的一大类材料。故又称窑业材料，主要有陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四种，其化学组成均为硅酸盐，因此也称为硅酸盐材料。新型无机材料则是指应用于高科技领域的用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非属化合物经持殊的先进工艺制成的具有优异性能的无机新材料，包括特种陶瓷、特种玻璃、特性水泥、新型耐火材料、人工晶体、增导体材料等。 3、无机非金属材料的分类 无机材料种类繁多、性能各异。从传统硅酸盐材料到新型无机材料，众多门类的无机材料已经渗透到人类生活、生产的各个领域，需从多个角度对无机材料进行分类。无机材料按成分特点、可分为单质和化合物两大类；按结构特征，可
无机结合料稳定土的击实试验方法作业指导书 1 目的和适用范围 1.1本试验法适用于在规定的试筒内，对水泥稳定土(在水泥水化前)、石灰稳定土及石灰（或水泥）粉煤灰稳定土进行击实试验，以绘制稳定土的含水量-干密度关系曲线，从而确定其最佳含水量和最大干密度。 1.2试验集料的最大粒径宜控制在25mm以内，最大不得超过40mm （圆孔筛）。 1.3试验方法类别。本试验方法分三类，各类击实方法的主要参数列于表T0804-1中。 表T0804-1试验方法类别 类别锤的 质量 （kg ） 锤击 面 直径 （cm） 落高 （c m） 试筒尺寸 锤 击 层 数 每层 锤 击次 数 平均 单位 击实 功 容许 最大 粒径 （mm ） 内 径 （c m） 高 （c m） 容积 （cm3 ） 甲 4.5 5.0 45 10 12.7 997 5 27 2.687 25 乙 4.5 5.0 45 15.2 12.0 2177 5 59 2.687 25 丙 4.5 5.0 45 15.2 12.0 2177 3 98 2.687 40 2 仪器设备
2.1击实筒：小型，内径100mm，高127mm的金属圆筒，套环高50mm，底座；中型，内径152mm、高170mm的金属圆筒，套环高50mm，直径151mm和高50mm的筒内垫块，底座； 2.2击锤和导管：击锤的底面直径50mm，总质量为4.5kg。击锤在导管内的总行程为450mm。 2.3天平：感量0.01g。 2.4台秤：称量15kg，感量5g。 2.5圆孔筛：孔径40mm、25mm或20mm以及5mm的筛各一个。 2.6量筒：50mL、100mL和500mL的量筒各1个。 2.7直刮刀：长200~250mm、宽30mm和厚3mm，一侧开口的直刮刀，用以刮平和修饰粒料大试件的表面。 2.8刮土刀：长150~200mm、宽约20mm的刮刀。用以刮平和修饰小试件的表面。 2.9工字型刮平尺：30mm×50mm×310mm，上下两面和侧面均刨平。 2.10拌和工具：约400mm×600mm×70mm，的长方形金属盘，拌和用平头小铲等。 2.11脱模器。 2.12测定含水量用的铝盒、烘箱等其它用具。 3 试料准备 将具有代表性的风干试料（必要时，也可以在50℃烘箱内烘干）用木锤或木碾捣碎。土团均应捣碎到能通过5mm的筛孔。但应注意不使粒料的单个颗粒破碎或不使其破碎程度超过施工中拌和机械的破
无机结合料稳定土混合料配合比设计 一、分类： 水泥稳定土、石灰稳定土、石灰工业废渣稳定土、级配碎石、级配砾石和填隙碎石； 二、材料组成设计 三、水泥稳定土混合料配合比设计步骤 1、备样：水、砂、石； 2、配制剂量： （1）做基层用：中粒土和粗粒土：3%、4%、5%、6%、7%。 砂土：6%、8%、9%、10%、12%。 其他细粒土：8%、10%、12%、14%、16%。 （2）做底基层用：中粒土和粗粒土：2%、3%、4%、5%、6%。 砂土：4%、6%、7%、8%、10%。 其他细粒土：6%、8%、9%、10%、12%。 3、确定各种混合料的最佳含水量和最大干密度，至少做三组不同结合料剂量的混合料击实试验，即最小剂量、中间剂量和最大剂量。其他两个剂量混合料的最佳
含水量和最大干密度，用内插法确定。 4、按最佳含水量和计算得到的干密度（按规定的现场压实度计算）制备试件进行强度试验时，作为平行试验的试件数量应符合规定。 最少的试验数量 5、试件在规定温度（北方20±2℃，南方25±2℃）下保湿养生6d ，浸水1d ，然后进行无侧限抗压强度试验，并计算抗压强度试验结果的平均值和偏差系数。 水泥稳定土的强度标准表 6、根据强度标准，选定合适的结合料剂量。此剂量的试件室内试验结果的平均抗压强度7R （7d ）应符合： ()v a d C Z R R -≥1/7或()d v a R C Z R ≥-17 d R ——设计抗压强度； v C ——试验结果的偏差系数（以小数计） ； a Z ——标准正态分布表中随保证率而变的系数，重交通道路上应取保证率95%， 此时a Z =1.645；其他道路上应取保证率90%，此时a Z =1.282。 7、考虑到室内试验和现场条件的差别，工地实际采用的结合料剂量应较室内试验确定的剂量多0.5%～1.0%。采用集中厂拌法施工时，可只增加0.5%，采用路拌法
无机结合料稳定材料击实试验方法 1 适用范围 1.1 本方法适用于在规定的试筒内，对水泥稳定材料（在水泥水化前）、石灰稳定材料及石灰（或水泥）粉煤灰稳定材料进行击实试验，以绘制稳定材料的含水量—干密度关系曲线，从而确定其最佳含水量和最大干密度。 1.2 试验集料的公称最大粒径宜控制在37.5 mm以内（方孔筛）。 1.3 试验方法类别。本试验方法分三类，各类击实方法的主要参数列于表T 0804-1。 表T 0804-1 试验方法类别表 类别 锤 的 质 量 （k 锤 击 面 直 径 落 高 （c m） 试筒尺寸 锤 击 层 数 每 层 锤 击 次 平均 单位 击实 功（J） 容 许 最 大 公 内 径 （c m） 高 （c m） 容积 （cm 3）
g）（c m）数称 粒 径 （m m） 甲 4.5 5.0 45 10. 0 12. 7 997 5 27 2.687 19. 乙 4.5 5.0 45 15. 2 12. 2177 559 2.687 19. 丙 4.5 5.0 45 15. 2 12. 2177 598 2.677 37. 5 2 仪器设备 2.1 击实筒：小型，内径100mm、高127mm的金属圆筒，套环高50mm，底座；大型，内径152mm、高170mm的金属圆筒，套环高50mm，直径151mm和高50mm的筒内垫块，底座。 2.2 多功能自控电动击实仪：击锤的底面直径50mm，总质量4.5kg。击锤在导管内的总行程为450mm。可设置击实
次数，并保证击锤自由垂直落下，落高应为450mm，锤迹均匀分布于试样面。 2.3 电子天平：量程4OOOg，感量0.01g。 2.4 电子天平：量程15kg，感量0.lg。 2.5 方孔筛：孔径53mm、37.5 mm、26.5mm、19mm、4.75 mm、2.36mm的筛各1个。 2.6 量筒：50mL、1OOmL和500mL的量筒各1个。 2.7 直刮刀：长200～250mm、宽30mm和厚3mm，一侧开口的直刮刀，用以刮平和修饰粒料大试件的表面。 2.8 刮土刀：长150～200mm、宽约20mm的刮刀，用以刮平和修饰小试件的表面。 2.9 工字形刮平尺：30mm×50mm×310mm，上下两面和侧面均刨平。 2.10 拌和工具：约400mm×600mm×70mm的长方形金属盘、拌和用平头小铲等。 2.11 脱模器。 2.12 测定含水量用的铝盒、烘箱等其他用具。
石灰稳定土 石灰稳定土将消石灰粉或生石灰粉掺人各种粉碎或原来松散的土中，经拌合、压实及养护后得到的混合料，称为石灰稳定土。它包括石灰土、石灰稳定砂砾土、石灰碎石土等。石灰稳定土具有一定的强度和耐水性。广泛用作建筑物的基础、地面的垫层及道路的路面基层。 水泥稳定土 水泥稳定土是用水泥做结合料所得的混合料的一个广义的名称，它既包括用水泥稳定各种细粒土，也包括用水泥稳定各种中粒土和粗粒土。 在经过粉碎的或原来松散的土中，掺入足量的水泥和水，经拌和得到的混合料在压实和养生后，当其抗压强度符合规定的要求时，称为水泥稳定土。用水泥稳定细粒土得到的强度符合要求的混合料，视所用的土类而定，可简称为水泥土、水泥砂或水泥石屑等。用水泥稳定中粒土和粗粒土得到的强度符合要求的混合料，视所用原材料而定，可简称为水泥碎石、水泥砂砾等。 在稳定各种土时，时常根据设计强度和耐久性等要求，以及地方材料的供应情况，同时用水泥和石灰、水泥和粉煤灰稳定某种土得到的混合料，简称综合稳定土。 另外，仅使用少量水泥改善各种土的塑性指数或提高其强度(如cDR值)而达不到水泥稳定土规定的强度要求时，这种材料可称为水泥改善土。 水泥稳定土的适用围: 水泥稳定土可适用于各级公路的基层和底基层，但水泥土不得用做二级和二级以上公路高级路面的基层。水泥稳定中粒土和粗粒土用做基层时，水泥剂量不宜超过6%。必要时，应首先改善集料的级配，然后用水泥稳定。 在只能使用水泥稳定细粒土做基层时或水泥稳定集料的强度要求明显大于规定时，水泥剂量不受此限制。 水泥稳定土对土的要求:
对土的一般要易于破碎，满足一定的级配，便于碾压成型。高速公路工程上用于水泥稳定层的土，通常按照土中组成颗粒（包括碎石、砾石、砂颗粒，不包括土块和土团）的粒径大小和组成，将土分为下列三种： 细粒土：颗粒的最大粒径小于9.5mm，且其中小于2.36mm的颗粒含量不小于90%（如塑性指数不同的各种粘性土、粉性土、砂性土、砂和石屑等）。 中粒土：颗粒的最大粒径小于26.5mm，且其中小于19.0mm的颗粒含量不小于90%（如沙砾石、碎石土、级配沙砾、级配碎石等）。 粗粒土：颗粒的最大粒径小于37.5mm，且其中小于31.5mm的颗粒含量不小于90%（如沙砾石、碎石土、级配沙砾、级配碎石等）。 水泥稳定土结构层的施工: 水泥稳定土结构层宜在春末和气温较高季节组织施工。施工期的日最低气温应在5℃以上，在有冰冻的地区，并应在第1次重冰冻（-3~-5℃）到来之前半个月到一个月完成。 在雨季施工水泥稳定土，特别是水泥土结构层时，应特别注意气候变化，勿使水泥和混合料遭雨淋。降应时应停止施工，但已经摊铺的水泥混合料应尽快碾压密实。路拌法施工时，应采取措施排除下承层表面的水，勿使运到路上的集料过分潮湿。 水泥稳定土结构层施工时，应遵守下列规定： （1）土块应尽可能粉碎，土块最大尺寸不应大于15mm。 （2）配料应准确。 （3）路拌法施工时水泥应摊铺均匀。 （4）洒水、拌和均匀。 （5）应严格控制基层厚度和高程，其路拱横坡应与面层一致。 （6）应在混合料处于或略大于最佳含水量（气候炎热干燥时，基层混合料可大1%~2%）时进行碾压，直到达到下列按重型击实试验法确定的要求压实度（最低要求）。
路面设计原理与方法 第七章无机结合料稳定材料 1 ．概述 定义： 在粉碎的或原来松散的土中掺入一定量的无机结合料(包括水泥、石灰或工业废渣等)和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定的要求的材料称为无机结合料稳定材料。以此修筑的路面称为无机结合料稳定路面。 特点： 无机结合料稳定路面具有稳定性好、抗冻性能好、结构本身自成板体等特点，但其耐磨性差。因此广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。 （1）具有一定的抗拉强度，且各种材料的抗拉强度有明显的不同。（2）环境温度对半刚性材料强度有很大的影响； （3）强度和刚度都随龄期增长； （4）刚度较柔性路面大，但比刚性路面小； （5）承载能力和分布荷载能力大于柔性路面； （6）容许弯沉小于柔性路面； （7）容易产生收缩裂缝。 土种类： 粉碎的或原来松散的土按照土中单个颗粒(指碎石、砾石和砂颗粒)的粒径的大小和组成，将土分成细粒土、中粒土和粗粒土。 细粒土：颗粒的最大粒径小于10mm，且其中大于2mm的颗粒不少于90%。 中粒土：颗粒的最大粒径小于30mm，且其中大于20mm的颗粒不少于85%。 粗粒土：颗粒的最大粒径小于50mm，且其中大于40mm的颗粒不少于85%。 无机结合料稳定材料种类： 不同的土与无机结合料拌和得到不同的稳定材料。例石灰土、水泥土、水泥砂砾、石灰粉煤灰碎石等。 无机结合料稳定材料种类较多，其物理、力学性质各有特点，应根据结构要求，掺加剂和原材料的供应情况及施工条件，进行综合技术、经济比较后确定。 使用场合： 由于无机结合料稳定材料其刚度介于粒料和水泥混凝土之间，常称此为半刚性材料，以此修筑的基层或底基层亦称为半刚性基层。 2 无机结合料稳定材料的力学特征包括应力-应变关系、疲劳特性、收缩特性、温缩特性。 2．1无机结合料稳定材料的应力-应变特征 设计龄期 无机结合料稳定路面的重要特点之一是强度和模量随龄期的增长而不断增长，逐渐具有一定的刚性性质。一般规定水泥稳定类材料设计龄期为三个月，石灰或二灰稳定类材料设计龄期六个月。 试验方法： 半刚性材料应力-应变特征试验方法有顶面法、粘贴法，夹具法和承载板法等。 顶面法：直接在试件顶面用千分表测量回弹变形； 第97页
一、无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法 (T 0805-1994) （一）目的：本试验用于测定无机结合料稳定土试件的无侧限抗压强度。 （二）仪器材料：圆孔筛、试模、脱模器、反力框架、液压千斤顶、夯捶、导管、密封湿气箱或湿气池、水槽、200KN 以上压力机、天平、台称、量筒等。 （三）试验步骤： 1.备料：将原料放入50℃烘箱烘干、碾碎，并测含水量。 2.按（T0804-1994）击实确定无机结合料混和料的最佳含水量和最大干密度。 3.按施工技术规范要求制取试件（2000m2做一组）。 (细粒土一组为6个试件,每一个50mm×50mm试件约需干土180-210g、中粒土一组9个试件,每一个100mm×100mm试件约需干土1.7-1.9kg、粗粒土一组13个试件,每一个150mm ×150mm试件约需干土5.7-6.0kg。) 4. 闷料。将称好的土放在长方盘内按其最佳含水量（粘性土较最佳含水量小3%）拌和密封备用。浸润时间：粘性土12-24h;粉性土6-8h;砂性土、砂粒土、红土砂砾、级配砂砾4h;未筛分碎石、砂粒、砂2h。 5.待制成试件前1h内均匀加入水泥。 6.按预定的干密度用反力框架和液压千斤顶制件。脱模，称量试件重量m1，量取试件高度h1。 7.开始养生。养生条件：密封湿气箱和恒温室内、时间7d，温度20÷。在最后一天时，再次称量试件重量m2、量取高度h2，并浸泡水中24h。 8.测抗压强度。 将试件从水取出，吸去表面水并称重m3，并量试件高度h3。 将试件放到路面材料强度试验仪的升降台上,以速率1mm/min加荷，记录最大压力P。 9.计算公式： R C=P/A (A=π×d2/4) Rc-抗压强度 P-做大压力 A-面积 10.精确及允许误差：大于2.0Mpa采用一位小数。 C v偏差系数要求满足：大试件不大于20% 小试件不大于10% 中试件不大于15% 二、无机结合料稳定土的击实试验（T0804-94）（参照土的击实试验） 三、水泥或石灰稳定料中水泥或石灰剂量的测定方法 EDTA滴定法（T0809-94） （一）适用范围：本方法只适用于在工地快速测定水泥稳定料或石灰稳定料中水泥和石灰的剂量，并用以检查拌和的均匀性。 （二）主要仪器：滴定管（酸式）、搪瓷杯、量筒、天平等（三）方法步骤： 1.准备标准曲线 2.试样的配制：取样，样品风干后，分别过2.0或2.5mm 筛。5种试样（每种2个样品，共出10个样品）。 （1）按下公式计算混合料组成的计算：干料质量=湿料质量/（1+含水量） 干混合料质量=300/（1+最佳含水量） 干土质量=干混合料质量/（1+水泥（石灰）质量） 干水泥（石灰）质量=干混合料质量-干土质量 湿土质量=干土质量×（1+土的风干含水量） 湿石灰（水泥）质量=干石灰（水泥）×（1+石灰（水泥）的风干含水量） 土中应加入的水=300g-湿土质量-湿石灰质量 （2）举例：首先，制取试样10种，并放入搪瓷杯中备用。 1种：称2份300g集料，含水量为最佳含水量。 2种：水泥剂量为2%的水泥混合土2份300g，含水量为最佳含水量。 3种、4种、5种分别准备2份水泥剂量分别为4%、6%、8%的水泥土混合料，含水量为最佳含水量。 其次：将10个搪瓷杯中分别加入600毫升10%氯化铵溶液，充分搅拌3分钟（每分钟110-120次），放置沉淀4分钟，这样可得到澄清的悬浊液，将上部清液移到300毫升的烧杯内，搅匀，加盖待测。 3.滴定：用移液管吸取上层（液面下1-2cm）悬浊液10毫升，放入200毫升的三角瓶中，用量筒取10毫升1.8%氢氧化钠（内含三乙醇胺）溶液倒入三角瓶中，此时溶液PH值=12.5-13.0（用试纸检测）,然后加入钙红指示剂（黄豆粒大小），摇匀，溶液呈玫瑰红色。用EDTA二钠标准液滴定到纯蓝色为终点，记录EDAT二钠的耗量，以毫升计，读至0.1毫升。 4.其它试样均用同种方法滴定，记录结果。 5.绘图：以同一种水泥剂量混合料消耗EDAT二钠毫升数的平均数为纵坐标，以水泥剂量为横坐标制图。是一根顺滑的曲线。 四、水泥稳定土（砂砾）筛分试验：（参照粗集料筛分试验） 五、水泥稳定土（砂砾）液塑限试验：（参照土的液塑限试验） 《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000要求： 1、无机结合料稳定土不同基层、底基层材料的抗压强度标准：
无机功能材料 一、化学气相 1.1.5 对原料、产物和反应类型的要求 ①反应原料是气态或易于挥发成蒸气的液态或固态物质 ②反应易于生成所需要的沉积物, 副产品保留在气相中排出或易于分离 ③整个操作较易于控制 1.1.2 分类 化学气相沉积Chemical Vapor Deposition，CVD 物理气相沉积Physical Vapor Deposition，PVD 1.3 化学气相沉积法的技术装置 气源控制部件沉积反应室加热系统气体压强控制 = 特点：沉积温度低，应用范围拓宽 例通过化学转移反应的沉积……化学反应输运沉积 1\在气相沉积输运过程中，沉积位置不同所形成的晶体颗粒大小不同，其反应如下：2HgS(s) 2Hg(g)+S2(g) 2 原料物质本身不容易发生分解时，而需添加另一物质(称为输运剂)来促进输运中间气态产物的生成。例如2ZnS(s)+2I2(g)2ZnI2(g)+S2(g) 这类输运反应中通常是，T2>T1，即生成气态化合物的反应温度T2往往比重新反应沉积时的温度T1要高一些 3 有时沉积反应反而在较高温度的地方发生。例如碘钨灯(或溴钨灯)管工作时不断发生的化学输运过程就是由低温向高温方向进行的 W(s)+3I2(g)1400℃约3000℃WI6(g)不断地循环工作 巧妙地利用化学输运反应沉积原理，碘钨灯(或溴钨灯)的钨丝温度显著提高，寿命也大幅度地延长 主要制备的材料：半导体单晶外延薄膜：单晶，各向同性 多晶硅薄膜：沉积时间长，反复沉积 半绝缘的掺氧多晶硅薄膜 绝缘的二氧化硅 氮化硅：耐高温，超硬抗磨损 磷硅玻璃 硼磷硅玻璃薄膜：膜的稳定性与可靠性 金属钨薄膜：羰基钨的热分解，白色金属光泽，硬度大 第二章通常的水溶液中，金属离子可能有三种配体: 水（OH2） 羟基（OH-1） 氧基（＝O） 胶体工艺和聚合工艺主要区别：①反应的前驱体不同②反应介不同 CeO2的晶粒大小与烧结温度和烧结时间钠米CeO2粒子为球型 ●250℃时生成的纳米粒子的平均粒径为8 nm ●在250～800℃之间，均可生成单相的萤石型结构的CeO2纳米粒子材料 第三章水热与溶剂热合成法
4、无机结合料稳定土的无侧限抗压强度试验方法(T0805—94) 4.0.1 目的和适用范围 本试验方法适用于测定无机结合料稳定土(包括稳定细粒土、中粒土和粗粒土)试件的无侧限抗压强度。本试验方法包括:按照预定干密度用静力压实法制备试件以及用锤击法制备试件。试件都是高∶直径=1∶1的圆柱体。应该尽可能用静力压实法制备等干密度的试件①。其它稳定材料或综合稳定土的抗压强度试验应参照本法。 注①:用击锤制备最大干密度的试件往往会遇到困难。 4.0.2 仪器设备 (1)圆孔筛:孔径40mm、25mm(或20mm)及5mm的筛各一个。 (2)试模:适用于下列不同土的试模尺寸为:细粒土(最大粒径不超过10mm):试模的直径×高=50mm×50mm;中粒土(最大粒径不超过25mm):试模的直径×高=100mm×100mm;粗粒土(最大粒径不超过40mm):试模的直径×高=150mm×150mm。 (3)脱模器。 (4)反力框架:规格为400kN以上。 (5)液压千斤顶(200kN～1000kN)。 (6)夯锤和导管(同本规程3.0.2第(2)项)。 (7)密封湿气箱或湿气池放在能保持恒温的小房间内①。 (8)水槽:深度应大于试件高度50mm。 (9)路面材料强度试验仪或其它合适的压力机,但后者的规格应不大于200kN。 (10)天平:感量0.01g。 (11)台秤:称量10kg,感量5g。 (12)量筒、拌和工具、漏斗、大小铝盒、烘箱等。 注①:约6～8m2,高2m。热天用空调保持恒温,冷天用温度控制器和电炉保持恒温。 4.0.3 试料准备将具有代表性的风干试料(必要时,也可以在50℃烘箱内烘干),用木锤和木碾捣碎,但应避免破碎粒料的原粒径。将土过筛并进行分类。如试料为粗粒土,则除去大于40mm的颗粒备用;如试料为中粒土,则除去大于25mm或20mm的颗粒备用;如试料为细粒土,则除去大于10mm的颗粒备用。在预定做试验的前一天,取有代表性的试料测定其风干含水量。对于细粒土,试样应不少于100g;对于粒径小于25mm的中粒土,试样应不少于1000g;对于粒径小于40mm的粗粒土,试样的质量应不少于2000g。 4.0.4 按T0804—94确定无机结合料混合料的最佳含水量和最大干密度。 4.0.5 制试件 (1)对于同一无机结合料剂量的混合料,需要制相同状态的试件数量(即平行试验的数量)与土类及操作的仔细程度有关。对于无机结合料稳定细粒土,至少应该制6个试件;对于无机结合料稳定中粒土和粗粒土,至少分别应该制9个和13个试件。 (2)称取一定数量的风干土并计算干土的质量,其数量随试件大小而变。对于50mm×50mm的试件,1个试件约需干土180～210g;对于100mm×100mm的试件,1个试件约需干土1700～1900g;对于150mm×150mm的试件,1个试件约需干土5700～6000g。对于细粒土,可以一次称取6个试件的土;对于中粒土,可以一次称取3个试件的土;对于粗粒土,一次只称取一个试件的土。