石灰與土的離子交換作用

㈠ 石灰土最大幹密度

摘 要：通過室內試驗，分析石灰穩定土最大幹密度與齡期的關系，提出了不同齡期石灰穩定土的最大幹密度標准，為石灰穩定土的TRANBBS施工、檢測、質量評定提供指導。
關鍵詞：石灰土 干密度 齡期 試驗

1 前言
石灰土施工目前已基本形成了一套較為成熟的施工工藝，通常的程序為「取土坑悶生石灰→降低含水量→改善土性→運至路基→二次加灰→粉碎晾曬、碾壓成型」，但石灰土的最大幹密度、灰劑量隨著悶灰時間的長短而發生變化，給質量檢測帶來了一定的難度，即如何合理地確定各種悶灰齡期石灰土的最大幹密度、灰劑量標准。我們根據目前石灰土施工的通常情況，通過試驗，得到了部分石灰土的最大幹密度以及灰劑量隨時間變化的關系。
2 工程實況
蘇嘉杭高速公路（江蘇段）先導試驗段位於吳江市，全長5公里，沿線取土坑土的部分TRANBBS技術參數見表1。
3 石灰土施工工藝簡介
石灰土施工，首先在取土坑挖方、摻3％～5％的生石灰、打堆悶料，時間一般在7～20天左右，過濕土和石灰發生反應，使土體顆粒鬆散，土的性質改變，土的含水量、塑性指數降低，土體易於粉碎，然後悶灰土運至路基，根據灰劑量檢測，確定是否滿足TRANBBS設計灰劑量，若石灰衰減前的灰劑量小於設計劑量，則需進行第二次加灰，加灰時必須均勻地播撒，然後及時完成路基處理及成型。
4 石灰土成型機理
石灰穩定土中的火山灰反應是土中活性硅、鋁物質與石灰提供的游離鈣之間的化學反應。石灰與土的離子交換作用、絮凝團聚作用，加上石灰本身的剝離、結晶和碳化作用，使穩定土在結構上發生了明顯的變化，土顆粒「叢生」在一起，成為顆粒較大的「聚集體」，穩定土的密度也隨之發生了變化。
5 室內試驗及結果分析
通常規范表述的室內石灰土最大幹密度試驗是將稱量好的石灰與土在室內拌和並悶料處理24小時後即進行擊實試驗，而實際施工中，石灰土從摻灰、成型至質量檢測的時間通常是不相同的，一般有以下幾種影響因素：
(1)取土坑過濕土進行了悶生石灰處理。
(2)路基土摻灰後，沒有及時碾壓成型。
(3)由於氣候、土質等的原因，摻灰土降低含水量的時間較長。
(4)摻灰土返工。
(5)質量檢測的時間較長。
顯然，施工中石灰與土拌和超過一段時間後，其最大幹密度與室內試驗所標定的最大幹密度存在差異，室內干密度一般高於現場灰土的最大幹密度，這種現場施工與室內試驗的差異導致現場壓實度較難達到壓實標准。在目前尚無相關規范可遵照執行的情況下，筆者圍繞兩方面的內容做了一些試驗，以尋求石灰土灰劑量隨時間衰減及最大幹密度隨時間降低的規律。
為了保證最大幹密度隨時間降低曲線的正確性，在對各層次的土取樣後，對各層次的土樣深度按土層厚度比例摻入，比例為1：1：2，在含水量達到14％～20％左右摻入5％、6％、10％的石灰悶料，按不同的悶灰天數，即1天、7天、10天、15天、20天、30天，在悶灰到期前1天，用EDTA滴定石灰劑量，即可得出5％灰土的灰劑量隨時間衰減的曲線，為了保證曲線的准確性，還應做3％石灰土的衰減試驗，試驗結果見表2和圖1。在悶灰到期後，分別做標准擊實試驗，試驗結果見表3和圖2。
為了檢驗最大幹密度隨時間降低的正確性，筆者針對K83＋153～K83＋400路段（90區）在現場准備了5％、6％、10％灰土樣品進行室外露天條件下悶灰，悶灰時間為30天，30天後進行標准擊實，試驗結果見表4。通過對表4中兩種條件下的30天悶灰齡期最大幹密度的比較，可以看出施工現場悶灰30天的石灰土?熏其最大幹密度發生了一定程度的降低，即比室內悶灰30天的最大幹密度要小。究其原因主要是由於室外自然條件下悶灰與室內塑料簿膜悶灰相差較大，土性變化情況不盡相同。
6 質量控制與檢測
目前，規范中通常的檢測方法是，對施工現場成型好的石灰土，按環刀法或灌砂法隨機抽查幾處壓實度，同時從取樣中取適量灰土，用作制備溶液，進行灰劑量測定，然後將實測結果，即干密度、灰劑量與最大幹密度、設計灰劑量進行比較計算，從而判定該石灰土施工段落合格與否，其中不考慮灰土成型的周期長短和灰劑量的衰減。
本次試驗的目的是希望質量監督、建設、監理、施工單位統一標准。建議日常檢測中，灰劑量衰減可以參考表2的結果?熏密度檢測應根據該灰土悶灰起始日及檢測日期來確定最大幹密度標准，目前，石灰土從悶灰至成型的周期長短不一，短則10天，長則30天左右，造成了各級檢測部門在質量抽查時，難以掌握灰土干密度標准。從本次試驗看，一般來說，對於悶灰齡期達到10、15、20、30天的石灰土，建議其最大幹密度標准應分別降低1％、2．5％、3．7％、4．5％。對於某一悶灰齡期石灰土的灰劑量、干密度標准也可通過查圖1和圖2用內插法確定，這在一定程度上提供了科學、合理的檢測依據。
7 小結
本次試驗結果僅代表部分路基施工路段，對於諸如砂性土或其他土質是否適用，不能一概而論。筆者建議，若能將該類試驗交由專門檢測機構或科研院校作專題研究或試驗，以更好地尋找規律，掌握科學准確的數據，為工程建設提供准確的指導意見，那無論對提高工程質量、加快工程進度，還是控制建設費用，均將產生積極的影響。

㈡ 石灰加入土中後，主要發生的物理化學作用，和石灰土形成過程中主要發生的物理化學作用兩道題答案不同

石灰加土加沙子形成了三合土

㈢ 灰土樁起什麼作用

土樁和灰土樁的施工方法是利用打入鋼套管（或振動沉管）在地基中成孔、通過擠壓作用，使地基上得到加密，然後在孔內分層填人素土（或灰土、粉煤灰加石灰）後夯實而成土樁或灰土樁。回填土料一般採用過篩（篩孔不大於20mm）的粉質黏土，並不得含有有機質物質；粉煤灰採用含水量為30%～50%濕粉煤灰；石灰用塊灰消解3～4d形成的粗粒粒徑不大於5mm的熟石灰。灰土（體積比例2：8或3：7）或二灰土應拌和均勻至顏色一致後及時回填夯實。
土樁擠密地基由樁間擠密土和分層填夯的素土樁組成，土樁面積約佔地基面積的10%～23%。土樁樁體和樁間土均為被機械均勻擠密的同類土料，因此，土樁擠密地基可視為厚度較大的素土墊層。
在灰土樁擠密地基中，由於灰土樁的變形模量遠大於樁間土的變形模量，因此只佔地基面積約20%的灰土樁可以承擔總荷載的l/2.而佔地基總面積80%的樁間上僅承擔其餘1/2.這樣就大大降低了基礎底面以下一定深度內土中的應力，消除了持力層內產生大量壓縮變形和濕陷變形的不利因素。同時，由於灰土樁對樁間土能起到側向約束作用，限制土的側向移動，樁問土只產生豎向壓密，使壓力與沉降始終呈線性關系。
除了上述土樁和灰土樁外，還有單獨採用石灰加固軟弱地基的石灰樁。石灰樁的成孔也是採用鋼套管法成孔，然後在孔內灌入新鮮生石灰塊，或在石灰塊中摻人適量的水硬性摻和料粉煤灰和火山灰，一般的經驗配合比為8：2或7：3.在拔管的同時進行振搗或搗密。利用生石灰吸取樁周土體中水分進行水化反應，生石灰的吸水、膨脹、發熱以及離子交換作用，使樁周土體的含水量降低，孔隙比減小，使土體擠密和樁柱體硬化。柱和樁間共同承受荷載，成為一種復合地基。
深層攪拌法施工
深層攪拌法是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特製的深層攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑（漿液或粉體）強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理一化學反應，使軟土硬結成具有整體性的並具有一定承載力的復合地基。
深層攪拌法適宜於加固各種成因的淤泥質土、黏土和粉質黏土等，用於增加軟土地基的承載能力，減少沉降量，提高邊坡的穩定性和各種坑槽工程施工時的擋水帷幕。
施工前，應依據工程地質勘察資料，進行室內配合比試驗，結合設計要求，選擇最佳水泥摻入比，確定攪拌工藝。
用於深層攪拌的施工工藝目前有兩種，一種是用水泥漿和地基土攪拌的水泥漿攪拌（簡稱旋噴樁），另一種是用水泥粉或石灰粉和地基土攪拌的粉體噴射攪拌（簡稱粉噴樁）。

㈣ 為什麼把石灰與土混在一起鋪在樹旁

（1）生石灰與粘土通過攪拌均勻，遇水很快產生水化作用，形成 Ca（OH)2 。

（2）熟石灰的Ca2+離子在水的作用下與軟土顆粒產生絮凝反應作用，這一反應過程使軟土顆粒結合水膜厚度減簿，土的塑性降低，土粒間的粘結力增加，土體強度和水穩定性提高。

上述兩種化學反應過程，主要發生在生石灰與土攪拌混合後的數小時內，是石灰對軟粘土的早期基本作用。

（3）熟石灰與粘土顆粒中的活性硅鋁礦物進一步緩慢地產生化學作用，過程中又吸收熟石灰漿中的水分，形成結晶和生成鋁酸鹽和水化硅酸鈣，改變了粘土的結構。這一反應過程將持續數年，是石灰對軟粘土的後期作用。

㈤ 石灰土基層是什麼

石灰土基層就是公路路面基層施工中的最基礎的墊層，也就是基層。
在石灰土基層施工前，應取所定土場中有代表性的土樣進行以下試驗：顆粒分析（在施工中，土粒應盡可能粉碎，越細越好，土塊最大尺寸不應大於15mm。灰土強度與土顆粒的大小有直接關系）、塑性指數（規范中規定：塑性指數15～20的粘性土。對所採用的土源既要考慮到符合規范指標和強度要求，還要考慮到因地制宜、就地取材。為了保證工程質量，對不同的區域、不同的土質，應通過技術處理的手段，使其滿足灰土施工的指標要求）。
石灰中氧化鈣和氧化鎂含量是檢驗的重點。
（1）石灰質量對石灰土強度影響很大。石灰應符合《公路路面基層施工技術規范》中Ⅲ級以上石灰的技術指標。在施工中應盡量選用等級高的石灰。
（2）石灰的存放時間對石灰的質量有極大的影響。石灰土強度的形成主要是石灰與細粒土的相互作用。石灰土初期強度形成的主要原因是離子交換，而其後期強度增長的主要原因是碳酸化反應。
（3）消解石灰的質量對石灰土強度有著直接的影響。有些路段使用了未充分消解的消石灰，灰土層碾壓成型後在養生過程中，未充分消解的石灰塊遇水繼續消解，引起局部爆裂崩解，造成灰土層裂縫、鬆散而破壞，影響灰土層的強度和平整度。

㈥ 在石灰土中,摻入碎石,其主要作用是什麼

想省石灰，效果不會好。因為灰土靠二氧化碳慢慢硬化，而且收縮厲害。無法和水泥的混凝土來比。不過是想當然而已。

㈦ 石灰的作用是什麼

石灰一種以氧化鈣為主要成分的氣硬性無機膠凝材料。石灰是用石灰石、白雲石、白堊、貝殼等碳酸鈣含量高的原料，經900～1100℃煅燒而成。石灰是人類最早應用的膠凝材料。石灰在土木工程中應用范圍很廣，在我國還可用在醫葯用途。為此，古代流傳下以石灰為題材的詩詞，千古吟頌。
石灰在土木工程中應用范圍很廣，主要用途如下：
（1）石灰乳和砂漿
消石灰粉或石灰膏摻加大量粉刷。用石灰膏或消石灰粉可配製石灰砂漿或水泥石灰混合砂漿，用於砌築或抹灰工程。
（2）石灰穩定土
將消石灰粉或生石灰粉摻人各種粉碎或原來鬆散的土中，經拌合、壓實及養護後得到的混合料，稱為石灰穩定土。它包括石灰土、石灰穩定砂礫土、石灰碎石土等。石灰穩定土具有一定的強度和耐水性。廣泛用作建築物的基礎、地面的墊層及道路的路面基層。
（3）硅酸鹽製品
以石灰(消石灰粉或生石灰粉)與硅質材料(砂、粉煤灰、火山灰、礦渣等)為主要原料，經過配料、拌合、成型和養護後可製得磚、砌塊等各種製品。因內部的膠凝物質主要是水化硅酸鈣，所以稱為硅酸鹽製品，常用的有灰砂磚、粉煤灰磚等。
石灰的臨床應用
①治療慢性氣管炎
取石灰0.5斤，加凈水5斤，攪拌後沉澱24小時，取上清液，過濾。日服3次，每次20～30毫升。或再取
黃芩0.5斤，水煎兩次去渣，將葯液濃縮至200毫升左右，加入石灰液中，使成2000毫升，黃芩含量約10%。日服3次，每次20～30毫升。
②治療下肢潰瘍
取陳石灰去浮污後研威細末，撒布創面。用時先將創面清洗干凈；上葯後再用硼酸油膏敷料外貼。如創口濕水淋漓，單用葯粉即可。對久不收口的外傷，破爛的凍傷、燙傷等亦有療效。

㈧ 影響石灰穩定土強度的因素有哪些

1．土質


塑性指數小於l0的土不宜用石灰穩定，塑性指數大於l5的黏性土更宜於水泥石灰綜合穩定。有機物含量超過l0％的土，不宜用石灰來穩定。

2．灰質

石灰存放時間過長不宜摻入到石灰土中，若要摻人需加大石灰劑量；採用磨細的生石灰作石灰穩定土，其效果優於消石灰穩定土。

3．石灰劑量

石灰劑量是指石灰乾重占干土重的百分率。

4．含水量

水是石灰土組成部分。水促使石灰土發生一系列物理化學變化，形成強度；施工有水，便於土的粉碎拌和與壓實，且有利於養護。石灰穩定土的含水量以達到最佳含水量為好。

5．密實度

石灰穩定土的強度隨密實度的增加而增長。實踐證明，石灰土的密實度每增減l％，強度約增減4％，而且密實的灰土，其抗凍性、水穩性也好，縮裂現象也少。

(8)石灰與土的離子交換作用擴展閱讀：

石灰穩定土強度形成原理

1、離子交換作用

2、結晶作用

3、火山灰作用

4、碳酸化作用

歸納：初期，離子交換，結合水膜減薄，IP減小，wo提高，ρdmax下降；後期，結晶結構不斷形成，板結、強度和穩定性提高。

石灰穩定土類材料宜在冬期開始前30-45天完成施工。石灰土成型後常見病害與防治 石灰土碾壓成型時常會出現局部彈簧、鬆散並有大面積起皮及擁包現象。為防止上述這些病害出現，在施工過程中應注意以下幾點：

（1）土塊要充分粉碎，其最大粒徑不應超過15mm。

（2）控制好原材料（土、石灰）及混合料含水量，拌和好的混合料含水量應控制在最佳含水量的±1%范圍之內，且要拌和均勻。

（3）碾壓過程中，石灰土表面應始終保持濕潤狀態，但不得粘輪。

（4）嚴禁薄層貼補，特別是50mm以下的灰土貼補不牢。這種薄層貼補現象在灰土驗收時比較多見，主要是施工單位對標高控制不嚴所致。為此要做到攤鋪時「寧高勿低，寧刨勿補」，平地機最後整平時「下刀不宜過深」，測量人員始終跟蹤監控。

（5）碾壓時，壓路機手應遵循「先輕後重」，「先邊後中」，「先慢後快」。

石灰主要用途：

（1）石灰乳和砂漿

消石灰粉或石灰膏摻加大量粉刷。用石灰膏或消石灰粉可配製石灰砂漿或水泥石灰混合砂漿，用於砌築或抹灰工程。

（2）石灰穩定土

將消石灰粉或生石灰粉摻人各種粉碎或原來鬆散的土中，經拌合、壓實及養護後得到的混合料，稱為石灰穩定土。它包括石灰土、石灰穩定砂礫土、石灰碎石土等。石灰穩定土具有一定的強度和耐水性。廣泛用作建築物的基礎、地面的墊層及道路的路面基層。

（3）硅酸鹽製品

以石灰(消石灰粉或生石灰粉)與硅質材料(砂、粉煤灰、火山灰、礦渣等)為主要原料，經過配料、拌合、成型和養護後可製得磚、砌塊等各種製品。因內部的膠凝物質主要是水化硅酸鈣，所以稱為硅酸鹽製品，常用的有灰砂磚、粉煤灰磚等。

建築：三合土、石灰漿.刷牆壁（Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O）

注意：

1.二氧化碳使澄清石灰水變渾濁

2.新刷的牆壁會「出汗」

3.盛放石灰水的瓶子打開時間久了，會形成一層白膜（碳酸鈣），可以用鹽酸清洗 農業：配製波爾多液作為農葯（Ca(OH)2+CuSO4=CaSO4+Cu(OH)2↓硫酸鈣微溶於水）

注意：配製時，不能在鐵制的容器中進行，也不能用鐵棒進行攪拌

㈨ 請問專家，生石灰對土地有什麼用

生石灰的作用

1、中和酸性，PH5以下的酸性土壤溶液，含有大量的能抑制植物生長的鋁和錳，要使植物能正常生長，就需要改良，生石灰可以用來改良土壤酸性，提高PH值。

2、增加土壤有效養分。酸性土壤PH值提高以後，常能加強有益微生物如硝化細菌、纖維分解細菌、固N蘭藻等的活動，從而增加土壤的有效氮。磷和鉬可減少酸性土壤的固定，並增加有機磷的釋放。

3、改善土壤的物理性。能促使土壤膠體凝聚，有利於土壤形成良好的結構。

4、減少病害。作物病害多數是由真菌引起的。酸性土壤有利真菌滋生，施生石灰，提高PH值，減少真菌的發生而增加有益微生物活動，可以減少病害。如施生石灰可以減輕番茄枯萎病、大白菜根腫病等。
總之，施生石灰的好處很多，但過量施用也會帶來不良後果。一是有機質過度分解，腐殖質積累減少，土壤板結；二是磷有效性降低；三是硼、鋅等微量元素的有效性降低；四是養料離子易淋失。

二、生石灰的施用方法和用量

1、施用方法。以撒施為好。撒施然後通過耕耙使生石灰和有機肥與土壤盡可能混勻。

2、施用量。調節15cm酸性耕層土壤，每畝用生石灰120公斤/畝即可。

㈩ 石灰穩定土是不是簡稱灰土

不是。

石灰穩定土，又稱石灰土，即在土中摻入一定量的石灰（一般為土質量的3%~5.5%）和水均勻攪拌而成，包括石灰土、石灰穩定砂礫土、石灰碎石土等。具有一定的強度和耐水性，廣泛用作建築物的基礎、地面的墊層及道路的路面基層。

灰土是用黏土、石灰加水拌和夯實成的礦質土壤，具有灰化淀積層，組成灰土的兩種基本成分是土壤和石灰。灰土強度在一定范圍內隨含灰量的增加而增加，但超過限度後，灰土的強度反而會降低。

(10)石灰與土的離子交換作用擴展閱讀

影響石灰穩定土強度的因素

1、土質

粘粒含量越高，則石灰與土的相互作用程度越高，石灰土的強度和水穩性越好，因細粒土才有離子交換等作用，但是塑性太大，不易粉碎，效果也不好。一般以IP=15~20的粘性土為宜。

2、灰質

石灰品質越好，其活性成分CaO+MgO含量越高，磨細度越好，則土與石灰的相互作用越顯著，灰土的強度和水穩定性就越高 。

3、石灰劑量

石灰劑量較低（小於3～4％）時，石灰主要起穩定作用，土的塑性、膨脹、吸水量減小，使土的密實度、強度得到改善。生產實踐中常用的最佳劑量范圍，對於粘性土及粉性土為8～14％，對砂性土則為9～16％。

4、含水量

水促使石灰土發生物理化學變化，形成強度，便於土的粉碎、拌和與壓實，並且有利於養生。在利於壓實的最佳含水量下，可滿足灰、土發生化學反應的需要，同時又可得到最大密實度，強度高，水穩定性好，含水量過大過小都不好。

5、密實度

石灰土的強度隨密實度的增加而提高。實踐證明，石灰土的密實度每增減1%，強度約增減4%左右。而密實的石灰土，其抗凍性、水穩定性也好，縮裂也少。

6、石灰土的齡期

石灰土強度具有隨齡期增長的特點。一般石灰土初期強度低，前期1～2個月增長速率較後期為快，1個月抗壓強度達到約30％，3個月達到約60％，設計齡期為6個月。

7、養生條件

溫度高時，物理化學反應、硬化、強度增長快，反之強度增長慢，因此應盡量在熱季施工，不宜在臨近冬季或在冬季施工。而一定潮濕條件下，養生強度的形成比在一般空氣中養生要好。