土木工程材料多媒體課件

1、土木工程材料多媒體土木工程材料96年至今從事工程材料的教學(xué)聯(lián)系電話：土木工程材料多媒體緒緒 論論 要求：要求：掌握本課程在專業(yè)中的作用與地位。建材的分類。掌握學(xué)習(xí)方法土木工程材料多媒體 （一）、定義 凡是用于地基、地面、墻體、屋頂?shù)母鞣N構(gòu)件和結(jié)構(gòu)體 并最終構(gòu)成建筑物的材料都屬于建筑材料。也就是建筑工程中所使用的各種材料及其制品的總稱。它是一切建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ)。土木工程材料多媒體（二）、分類分類的方法很多，如按化學(xué)組成、使用性能等劃分簡單了解一下使用性能的分類，可劃分為如下三類：建筑結(jié)構(gòu)材料：構(gòu)成建筑物受力構(gòu)件和結(jié)構(gòu)所用的材料，如梁、板、柱等，建筑業(yè)對其技術(shù)性能要求主要是強(qiáng)度和耐久性。我國建筑

2、工程中的主要結(jié)構(gòu)材料，原因如下：原材料豐富、便宜、節(jié)能、產(chǎn)品耐壓強(qiáng)度高、耐久性能好。墻體材料：凡是最終構(gòu)成建筑物墻體的材料，就是墻體材料?？煞譃槌兄貕头浅兄貕深悺Ｎ覈壳坝玫淖疃嗟氖歉鞣N磚類，主要是粘土磚，中國90 %、美國9 %、日本3 %。建筑功能材料：擔(dān)負(fù)某些建筑功能的非承重的材料，如裝潢、采光、防水、隔熱、隔音、保溫、吸聲等材料，花樣繁多，功能各異。土木工程材料多媒體 （三）、建筑材料的地位 （四）、建筑材料的發(fā)展趨勢： 輕質(zhì)、高強(qiáng)、防火、無毒、多能、適用、量大、耐久、價廉。 （五）、建筑物的要求：（1）可靠性與安全度：取決于建筑結(jié)構(gòu)材料與結(jié)構(gòu)體系。土木工程材料多媒體（2）使用功能

3、與建筑質(zhì)量：取決于建筑功能材料。（六）、建材的發(fā)展 人類最初的穴居、到會燒磚、瓦，用巖石燒石灰、石膏，到18、19世紀(jì)資本主義興起，鋼材、水泥、混凝土等的相繼問世，到功能材料、特殊材料的問世，到智能材料的出現(xiàn)。（七）、建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)：國家標(biāo)準(zhǔn)、部級標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。隨著我國的入世，有國際標(biāo)準(zhǔn)、外國標(biāo)準(zhǔn)。土木工程材料多媒體本課程的基本要求：本課程的基本要求： 掌握工業(yè)和民用建筑中常用建筑材料的品種、規(guī)格性能及應(yīng)用，了解材料在儲運(yùn)、驗收中的有關(guān)問題。掌握常用建筑材料的主要性質(zhì)、材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，了解建筑材料的原料、生產(chǎn)工藝過程及其對性質(zhì)的影響。了解節(jié)約材料、改善性能及防護(hù)處理的

4、原則。熟悉常用建筑材料的試驗方法。了解建筑材料發(fā)展的動向。土木工程材料多媒體 （八）“如何教學(xué)”的個人感受 同學(xué)們上課要認(rèn)真聽課、做好筆記。對所學(xué)內(nèi)容要聯(lián)系實際來記憶，多記憶。對本課程的學(xué)習(xí)態(tài)度必須端正。做好實驗。 本課程作為工程類專業(yè)的基礎(chǔ)課，將通過課堂教學(xué)，結(jié)合現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以工程材料的性能及合理使用為中心，進(jìn)行系統(tǒng)講述。同時還安排有實驗課。在學(xué)習(xí)過程中，要注意了解事物的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系。如學(xué)習(xí)某種材料的性質(zhì)時，不能只滿足了解該材料的具有哪些性質(zhì)，更要了解它為什么具有這些性質(zhì)、這些性質(zhì)之間有什么相互關(guān)系。 土木工程材料多媒體緒論（道橋）一、道路建筑材料的主要類型（1）、道路工程結(jié)構(gòu)對材料的

5、要求（2）、道路建筑材料的主要類型二、道路建筑材料的研究內(nèi)容（1）、道路建筑材料的基本組成與結(jié)構(gòu)（2）、道路建筑材料的基本技術(shù)性能（3）、混合料的組成設(shè)計方法三、道路建筑材料的性能檢測與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）、材料的性能檢測（2）、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)土木工程材料多媒體一、道路建筑材料的主要類型1、路橋工程結(jié)構(gòu)對材料的要求、路橋工程結(jié)構(gòu)對材料的要求（掌握）（掌握）（1）、道路工程結(jié)構(gòu)用材料由于行車荷載和自然因素對道路路面結(jié)構(gòu)的作用程度隨深度的增加而逐漸減弱，對建筑材料的強(qiáng)度、承載能力和穩(wěn)定性要求也隨深度的增加而逐漸降低。因此，根據(jù)這一特點，將路面結(jié)構(gòu)由上而下分為面層、基層和墊層等多層體系，并分別采用不同質(zhì)量、不同

6、規(guī)格的材料。如下：土木工程材料多媒體A、面層因直接承受行車荷載作用，并暴露于大氣層，溫度與濕度會直接影響，故對其有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性和良好的表面特性的要求。常用材料：瀝青混合料、水泥混凝土、粒料、塊料B、基層主要作用是承載并分散面層傳遞下來的豎向應(yīng)力，因此應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度、剛度和擴(kuò)散應(yīng)力的能力。另外，還應(yīng)該有足夠的水穩(wěn)定性和耐沖刷性。常用材料：結(jié)合料穩(wěn)定類混合料、碎石或礫石混合料、天然沙礫、碾壓混凝土和貧混凝土、瀝青穩(wěn)定集料等。C、墊層主要作用是改善路基的濕度和溫度狀況，分散基層傳遞的荷載應(yīng)力，保證面層和基層的穩(wěn)定和抗凍能力。要求要有足夠的水穩(wěn)定性。常用材料：碎石或礫石混合料、結(jié)合料穩(wěn)

7、定類混合料等土木工程材料多媒體（2）橋梁工程結(jié)構(gòu)用材料（掌握）（掌握）橋梁的墩、樁結(jié)構(gòu)要求：足夠的強(qiáng)度和承載能力、良好的抗?jié)B、抗凍和抗腐蝕能力。橋梁的上部結(jié)構(gòu)直接受行車荷載、自然環(huán)境的作用，因此應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、抗沖擊性、耐久性。常用材料：鋼材、水泥混凝土、鋼筋混凝土、橋面瀝青混合料、各種防水材料土木工程材料多媒體2、道路建筑材料的主要類型、道路建筑材料的主要類型（掌握）（掌握）由上面的知識可以知道，道路建筑材料的主要類型可分為：1、石料與集料 2、結(jié)合料與聚合物類 3、瀝青混合料 4、水泥混凝土與砂漿 5、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類混合料6、其它道路建筑材料土木工程材料多媒體二、道路建筑材料的研究內(nèi)容（

8、1）、道路建筑材料的基本組成與結(jié)構(gòu)）、道路建筑材料的基本組成與結(jié)構(gòu)材料的礦物組成或化學(xué)成分及其組成結(jié)構(gòu)決定了材料的基本特性。舉幾個例子：A、花崗巖與大理石前者的主要礦物組成是二氧化硅，后者的主要礦物組成是碳酸鈣，其性質(zhì)相差甚遠(yuǎn)B、鋼材與木材、石灰與混凝土的化學(xué)成分完全不同，性質(zhì)也完全不同C、瀝青混凝土與水泥混凝土的組成結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)差異就很大土木工程材料多媒體（2）、道路建筑材料的基本技術(shù)性能）、道路建筑材料的基本技術(shù)性能只有全面掌握材料的性能影響因素、變化規(guī)律，才能正確評價材料的性能、才可能合理選擇和使用材料，保證工程質(zhì)量。要求我們掌握材料的基本技術(shù)性能主要有： （掌握）（掌握）A、基本的物

9、理性質(zhì)比如密度、孔隙率、吸水率等，它們與材料的性質(zhì)密切相關(guān)。B、基本的力學(xué)性質(zhì)比如強(qiáng)度、脆性、塑性、韌性、硬度、耐磨性等。C、耐久性比如溫度變化、凍融循環(huán)、氧化、酸堿腐蝕、紫外線照射等。D、工藝性是指材料是否適合于按一定工藝要求加工的性能。比如鋼材，其栓接、鉚接、焊接、冷彎加工。土木工程材料多媒體（3）、混合料的組成設(shè)計方法）、混合料的組成設(shè)計方法混合料的組成結(jié)構(gòu)對其性能有重大影響，而其組成結(jié)構(gòu)取決于所選的原材料及其用量比例。因此，必須掌握所選原材料的性能，并掌握用量比例對混合料性能的影響，才能正確設(shè)計混合料的組成，保證工程質(zhì)量。土木工程材料多媒體三、道路建筑材料的性能檢測與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）、材

10、料的性能檢測）、材料的性能檢測材料的基本技術(shù)性質(zhì)是通過適當(dāng)?shù)臋z測手段來確定的，比如材料的密度、吸水率、強(qiáng)度、耐久性等。根據(jù)工程的重要性與材料的試驗規(guī)模，材料的檢測分為三個層次：A、實驗室原材料與混合料的性能測定B、實驗室模擬結(jié)構(gòu)物的性能測定C、現(xiàn)場足尺寸結(jié)構(gòu)物的性能測定（三個層次要記?。┩聊竟こ滩牧隙嗝襟w（2）、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)目前我國建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)分為：國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等四類。國際上較有影響的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有：國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）、美國材料試驗學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)（ASTM）、日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）、英國標(biāo)準(zhǔn)（BS）等土木工程材料多媒體第一章、石料與集料 內(nèi)容提要： 本章介紹石料巖石學(xué)特征、主要技

11、術(shù)性能（物理性能、力學(xué)性能）及主要評價方法與評價指標(biāo)；集料的級配概念與級配理論；混合料配合比設(shè)計方法；石料與集料在道路工程中的應(yīng)用。土木工程材料多媒體第一節(jié) 石料 道路工程中所使用的石料一般是天然石料，開采出來未經(jīng)加工就直接使用的叫毛石。這一節(jié)里，介紹了四個方面的內(nèi)容：一、石料的巖石學(xué)內(nèi)容二、石料的物理性質(zhì)三、石料的力學(xué)性質(zhì)四、石料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)土木工程材料多媒體（一）、天然石料的特點（一）、天然石料的特點（了解）（了解）1、蘊(yùn)藏量豐富，分布廣便于就地取材；、蘊(yùn)藏量豐富，分布廣便于就地取材；2、石材結(jié)構(gòu)致密，抗壓強(qiáng)度高，可達(dá)、石材結(jié)構(gòu)致密，抗壓強(qiáng)度高，可達(dá)aMpa以上；以上；3、耐水性好；、耐水性

12、好；4、耐磨性好；、耐磨性好；5、裝飾性好，紋理自然，質(zhì)感穩(wěn)重、莊嚴(yán)，雄偉、裝飾性好，紋理自然，質(zhì)感穩(wěn)重、莊嚴(yán)，雄偉的藝術(shù)感；的藝術(shù)感；6、耐久性好，可達(dá)、耐久性好，可達(dá)a年以上。年以上。 缺點：質(zhì)地堅硬，加工困難，自重大，開采運(yùn)缺點：質(zhì)地堅硬，加工困難，自重大，開采運(yùn)輸不方便。輸不方便。土木工程材料多媒體（二）、巖石的形成與分類（二）、巖石的形成與分類（了解）（了解）各種造巖礦物在不同的地質(zhì)條件下形成不同類型的巖石，分為三類：各種造巖礦物在不同的地質(zhì)條件下形成不同類型的巖石，分為三類：火成巖：火成巖：又分為：又分為： 深成巖：深成巖：如花崗巖；如花崗巖； 噴出巖：噴出巖：如玄武巖；如玄武巖；

13、 火山巖：火山巖：如火山灰、浮石等。如火山灰、浮石等。 花崗巖的特點：距地表深，致密度高，比重大，強(qiáng)度高，吸水花崗巖的特點：距地表深，致密度高，比重大，強(qiáng)度高，吸水小，抗凍，耐磨，耐久。小，抗凍，耐磨，耐久。沉積巖：沉積巖：如石灰?guī)r（青石）；如石灰?guī)r（青石）； 石灰?guī)r的特點：離地表淺，易開采，結(jié)構(gòu)致密性較差，比重小強(qiáng)石灰?guī)r的特點：離地表淺，易開采，結(jié)構(gòu)致密性較差，比重小強(qiáng)度較低，耐久性差，孔隙率及吸水率均較大。度較低，耐久性差，孔隙率及吸水率均較大。 變質(zhì)巖變質(zhì)巖: 是由原生的火山巖或變質(zhì)巖，經(jīng)地殼內(nèi)部高溫、高壓作用后形是由原生的火山巖或變質(zhì)巖，經(jīng)地殼內(nèi)部高溫、高壓作用后形成的。如花崗巖變質(zhì)成

14、片麻巖，易分層剝落，耐久性變差；但沉成的。如花崗巖變質(zhì)成片麻巖，易分層剝落，耐久性變差；但沉積巖變質(zhì)后，性能變好更致密耐久，如石灰?guī)r變成大理石。積巖變質(zhì)后，性能變好更致密耐久，如石灰?guī)r變成大理石。土木工程材料多媒體（三）、常見的造巖礦物及其顏色、特征（三）、常見的造巖礦物及其顏色、特征（了解）（了解）造巖礦物造巖礦物顏顏 色色特特 性性長石長石白、淺灰、桃紅、紅、青、白、淺灰、桃紅、紅、青、暗灰暗灰風(fēng)化慢風(fēng)化慢石英石英無色透明無色透明性能穩(wěn)定性能穩(wěn)定云母云母無色透明至黑色無色透明至黑色易裂成薄片易裂成薄片角閃石、輝綠石、角閃石、輝綠石、橄欖石橄欖石深綠、棕色、黑色深綠、棕色、黑色開光性好、耐久

15、性好開光性好、耐久性好方解石方解石白色、灰色白色、灰色開光性好，易溶于含開光性好，易溶于含COCO2 2的水的水中中白云石白云石白色、灰色白色、灰色同上同上黃鐵礦黃鐵礦金黃色（二氧化硫）金黃色（二氧化硫）為有害雜質(zhì)，遇水及氧生成為有害雜質(zhì)，遇水及氧生成硫酸，污染及破壞巖石硫酸，污染及破壞巖石土木工程材料多媒體（四）、常用的巖石類型（記?。?、花崗巖2、玄武巖3、輝長巖4、石灰?guī)r5、砂巖6、石英巖7、片麻巖土木工程材料多媒體二、石料的物理性質(zhì)（掌握）1、物理常數(shù)A、密度真實密度（絕對密度）表觀密度（除去開口孔的密度）毛體積密度（包括開口孔的密度）致密度（毛體積密度與真實密度的比值）孔隙率（1-

16、致密度）B、吸水率（飽和吸水的重量與干燥材料質(zhì)量之比）C、抗凍性土木工程材料多媒體材料在飽和水的狀態(tài)下，能夠經(jīng)受反復(fù)凍融而不破壞，并不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性能叫抗凍性。測定方法有直接凍融法和堅固性試驗，步驟如下： 試件制作并測定：試件制作并測定： 將石料制作成邊長為5cm的立方體或直徑與高均為5cm的圓柱體，并在1055的溫度下烘干至恒溫，再在干燥器內(nèi)冷卻至室溫，稱重（m0；g）；測定其強(qiáng)度（R0；MPa）土木工程材料多媒體 試驗試驗A、直接凍融法先使試件飽和吸水，在-15 的冰箱中冷凍4h，再在20 5的水中溶解4h,這叫做一個凍融循環(huán)。經(jīng)歷規(guī)定的次數(shù)（5、10、15、25、50次）后計算質(zhì)量損失

17、率Q凍和凍融系數(shù)K。 B、堅固性試驗將試件在飽和硫酸鈉溶液中浸泡20h后，再在105 -110的烘箱中烘烤4h，這叫做一個循環(huán)。冷卻至室溫后進(jìn)行第二個循環(huán)。從第二個循環(huán)開始，每次浸泡和烘烤時間均為4h；完成5次后計算質(zhì)量損失率。 計算計算公式：Q凍=（ m0 m1 ） m0a% K= R1 R0a% 標(biāo)定標(biāo)定 一般以質(zhì)量損失率及強(qiáng)度損失率分別不超過5%和25%為準(zhǔn)土木工程材料多媒體三、石料的力學(xué)性質(zhì) 總體來說，石料要求有一定的抗壓、抗剪、抗沖擊、抗摩擦的能力，其中，以抗壓和抗摩擦作為評價石料技術(shù)等級的指標(biāo)。 抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度 A、路面用石料的尺寸為邊長為50.2cm的立方體或直徑與高均為50.

18、2cm的圓柱體 B、橋梁用石料尺寸為70.2cm的立方體 計算：R=P/A 影響因素：礦物組成、結(jié)構(gòu)、孔隙特征、吸水率 磨耗率磨耗率 有洛杉磯磨耗試驗、狄法爾磨耗試驗、道瑞磨耗試驗（P12頁），一般采用第三種方法。 計算：Q磨=（ m0 m1 ） m0a%土木工程材料多媒體四、石料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求大家記?。?1、路用石料分巖漿巖類、石灰?guī)r類、砂巖與片麻巖類、礫巖四類 2、每類按飽水抗壓強(qiáng)度、洛杉磯法和狄法爾磨耗率三個指標(biāo)分成四個等級 3、一級為最堅強(qiáng)巖石、二級為堅強(qiáng)巖石、三級為中等強(qiáng)度巖石、四級為較軟巖石根據(jù)工程實際選用巖石。土木工程材料多媒體第二節(jié) 集料 集料由不同粒徑的礦質(zhì)顆粒組成的混合料，

19、包括天然砂、人工砂、卵石和碎石、工業(yè)廢渣等。 粗、細(xì)集料的粒徑界限，水泥混凝土為4.75mm，瀝青混凝土為2.36mm。 軟質(zhì)巖石、風(fēng)化巖石不能做集料。 粗細(xì)集料分別起骨架和填充作用，技術(shù)要求因此也有所不同。土木工程材料多媒體一、集料的物理性質(zhì)包括如下內(nèi)容：1、物理常數(shù)2、級配3、顆粒形狀與表面特征4、含泥量和泥塊含量土木工程材料多媒體1、物理常數(shù)包括表觀密度、毛體積密度、表干密度、堆積密度、空隙率、粗集料骨架間隙率、細(xì)集料的棱角性等 表觀密度、毛體積密度與石料中的概念相同 表干密度：又叫飽和面干密度，即開口孔吸水飽和擦干表面的總重（料+水）除以包括開口孔的表觀體積 堆積密度：即傳統(tǒng)的一個概念

20、 空隙率：與傳統(tǒng)概念稍有不同，即傳統(tǒng)的空隙體積還要加上開口孔的體積后再除以總體積 粗集料骨架間隙率：即傳統(tǒng)的空隙率 細(xì)集料的棱角性：就是西集料的空隙率，用堆積密度除以其毛體積密度土木工程材料多媒體2、級配 級配的含義 級配的工程效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效應(yīng) 以上略講，后面還要詳細(xì)講的土木工程材料多媒體3、顆粒形狀與表面特征 形狀：有球形、方形、片狀形、針形等，其中球形最好，有利于混凝土的工作性、強(qiáng)度 表面特征：表面光滑、潔凈程度。表面光滑，則便于施工，但不利于膠結(jié)；土木工程材料多媒體4、含泥量和泥塊含量 未做完，要做的土木工程材料多媒體二、粗集料的力學(xué)性質(zhì)包括如下內(nèi)容：1、壓碎值2、磨光值3、沖擊值4、磨耗

21、值注：只要求記住以上四個內(nèi)容，具體實驗方法不作要求。土木工程材料多媒體1、壓碎值是指按規(guī)定的方法測得石料抵抗壓碎的能力。計算：Q=m1m0a%Q：壓碎指標(biāo)m1：壓碎后通過了2.36mm的細(xì)粉質(zhì)量m0：壓碎前的試樣總質(zhì)量土木工程材料多媒體2、磨光值 方法：選取10-15mm集料試樣，密排于試模中，先用砂填密集料空隙，然后再用環(huán)氧樹脂砂漿固結(jié)，經(jīng)養(yǎng)護(hù)24h后即制得試件。每種集料要制備4塊試件。將試件安裝于加速磨光機(jī)的道路輪上，開動電機(jī)，轉(zhuǎn)速為640 10 r/min，在輪間加水和金剛砂，先用30號金剛砂磨3h，再用280號金剛砂磨3h，總共6h，取下試件，沖洗金剛砂，用擺式摩擦系數(shù)儀測定試件的摩擦

22、系數(shù)值，乘以折算系數(shù)及按標(biāo)準(zhǔn)試件磨光平均值換算后，即可得到石料磨光值。土木工程材料多媒體3、沖擊值 石料抵抗沖擊荷載的能力。 方法：采用9.5-13.2mm的干燥集料顆粒，按標(biāo)準(zhǔn)方法分三層裝入量筒中，稱取集料試樣質(zhì)量。將其裝入圓形鋼筒中厚置于沖擊試驗儀上，用搗實桿單獨搗實25次，調(diào)整錘擊高度，讓錘從380 5mm高度自由落下，連續(xù)錘擊集料15次，每次間隔不少于1s。用2.36mm篩篩分，再計算：LSV=m1m0a%LSV：壓碎指標(biāo)m1：沖擊后通過了2.36mm的細(xì)粉質(zhì)量m0：沖擊前的試樣總質(zhì)量土木工程材料多媒體4、磨耗值石料表面抵抗磨損的能力。方法：采用道瑞磨耗試驗。將9.5-13.2mm 的

23、石料顆粒以單層金迷排列在試模中，用環(huán)氧樹脂砂漿填模成型，經(jīng)養(yǎng)護(hù)后脫模制得試件。同種石料2個試件為一組，試件用金屬托盤固定于道瑞機(jī)的圓平板上，按28 30 r/min轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)a轉(zhuǎn)，同時不斷向磨盤上均勻撒規(guī)定細(xì)度的石英砂，停機(jī)觀察，如無異常，再轉(zhuǎn)400轉(zhuǎn)，停機(jī)稱量計算： AAV=3（m0-m1） a% 式中 AAV：道瑞磨耗率 m0 ：磨耗前的質(zhì)量 m1 ：磨耗后的質(zhì)量 ：集料的表干密度土木工程材料多媒體三、巖石集料的技術(shù)要求 包括粗集料的技術(shù)要求和細(xì)集料的技術(shù)要求 按技術(shù)指標(biāo)，粗細(xì)集料均分為三級。 粗集料的技術(shù)指標(biāo)包括：壓碎指標(biāo)、泥和泥塊含量、針片狀顆粒含量、有機(jī)物含量、SO3含量、堅固性、抗壓強(qiáng)

24、度、密度與空隙率、堿集料反應(yīng) 細(xì)集料的技術(shù)要求包括：壓碎指標(biāo)、泥和泥塊含量、Cl-含量、云母含量、有機(jī)物含量、 SO3含量、輕物質(zhì)含量、堅固性、密度與空隙率。 注：技術(shù)指標(biāo)只要求大家記住項目，具體數(shù)據(jù)不作要求。土木工程材料多媒體四、工業(yè)礦渣集料 略，不要求大家掌握土木工程材料多媒體第三節(jié) 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計概述 組成粗細(xì)集料的顆粒，大小越平均，則其空隙率就越大，那么結(jié)合料（如水泥、瀝青等）的需要量就越大，成本就越高，拌合物的流動性就越差，施工困難，硬化時收縮越大，越不利于抑制裂縫。因此，粗細(xì)集料均應(yīng)有粗有細(xì)，緊密鑲嵌，這就是級配的意義。 本節(jié)的主要內(nèi)容：1、混合料的級配理論和級配范圍的確定2

25、、混合料配合比設(shè)計方法及例題土木工程材料多媒體一、級配理論和級配范圍的確定一）篩子篩子的篩孔有疏有密，我們所使用的是標(biāo)準(zhǔn)套篩，每個篩子的孔徑不同，把這些篩子上下疊起來，從上到下，孔徑分別為70mm，63mm，53mm，37.5mm，31.5mm，26.5mm，19mm，16mm，13.2mm，9.5mm，4.75mm，2.36mm，1.18mm，0.6mm，0.3mm，0.15mm，0.075mm，這就是一套標(biāo)準(zhǔn)篩。土木工程材料多媒體二）級配1、一堆集料，其顆粒有大有小，把集料倒入套篩的最上面的篩上，篩分，我們將把集料按顆粒的大小分開來，每一等級的集料所占的比例不同，集料就是由這些大小不同的顆

26、粒組成的，這就叫這個集料的級配。2、分計篩余率與累計篩余率 假設(shè)一堆集料的總質(zhì)量為m0，第i個篩上留下的集料質(zhì)量為mi，則ai= mi m0 叫做i篩的分計篩余率；而Ai=a1 + a2 + a3 +- + ai叫做i篩的累計篩余率。3、通過率：第i篩的通過率=1 Ai%4、細(xì)集料的細(xì)度模數(shù)：它是描述細(xì)集料粗細(xì)的參數(shù)， =【（A2.36 + A1.18 + A0.60 + A0.30 + A0.15） 5A4.75】 （a A4.75）土木工程材料多媒體 例題：分析某細(xì)集料的級配組成并計算其細(xì)度模數(shù)篩孔尺寸（mm）9.54.752.361.180.60.30.150.075篩底總計篩余質(zhì)量m（

27、%）015639910511575226a分計篩余率ai（%）累計篩余率Ai（%）通過率Pi（%）細(xì)度模數(shù)Mf土木工程材料多媒體5、密度曲線 以孔徑的半對數(shù)為橫坐標(biāo)，以通過率為縱坐標(biāo)，將各孔徑對應(yīng)的通過率描在坐標(biāo)系中，并連成圓滑的曲線，這就是密度曲線。見教材P23頁的圖1-3b6、連續(xù)粒級、間斷粒級、單粒級 用標(biāo)準(zhǔn)套篩篩分時，每個篩上都有篩余物就是連續(xù)粒級，其密度曲線為圓滑曲線；若有篩上無篩余物就是間斷粒級，其密度曲線有折線，并較為水平；但粒級就是只有某一個等級顆粒的集料。土木工程材料多媒體7、配合比設(shè)計 每種集料雖然說有級配，但自身的搭配不一定是最好的，也就是說不一定是最密實的，這就不符合工

28、程要求，因此我們應(yīng)想辦法由兩種或多種集料按比例搭配，以使得混合料最為密實，這就是混合料的配合比設(shè)計。8、最大密度曲線理論 要配制出最密實的混合料，首先要知道什么樣的級配才是最密實的。研究結(jié)果是： “礦質(zhì)混合料的顆粒級配曲線越接近拋物線，則其密實度越大”，這就是最大密度曲線理論。 此拋物線可以表示為p2=kd，其中，k為常數(shù)，di 為孔徑，pi為該孔徑的通過百分率；因為d=D時，p=a，所以k=a2/D，即pi 2=a2 di /D，一般采用對數(shù)式：lg pi = （2 0.5lgD） +0.5lg di 土木工程材料多媒體 例題：按最大密度曲線公式計算：當(dāng)?shù)V質(zhì)最大粒徑為40mm時各級粒徑的通過

29、百分率。 分級順序 N12345678910粒徑比DD/2D/4D/8D/16D/32D/64D/128D/256D/512理論粒徑di（mm）40201052.51.250.630.3150.160.08最大密度級配曲線通過率（%）n=0.5級配范圍曲線通過率（%）n=0.3n=0.7土木工程材料多媒體9、級配曲線范圍 又有人研究指出：礦質(zhì)混合料的級配曲線應(yīng)該允許在一定范圍內(nèi)波動，最密曲線對數(shù)公式中n不一定要等于0.5，可以在0.30.7之間就行。 lg pi = （2 0.3lgD） +0.3lg di lg pi = （2 0.7lgD） +0.7lg di 這就是說，判斷某集料的級配時

30、，只要pi 在pi 和 pi 之間就證明其級配良好。 注：書中P25頁的“多級嵌擠密級配的分析法”不作要求。土木工程材料多媒體二、基本組成的設(shè)計方法 現(xiàn)在已經(jīng)知道了對于某一最大粒徑的集料，其級配應(yīng)按什么比例搭配才能使混合料最密實，但一般的天然或人工集料并非最密實，需要我們將多種不同級配的集料按比例混合才能制備出最密實的混合料。 我們現(xiàn)在的問題就是要找出按什么比例將不同級配的集料混合才能制備出要求的最密實的混合料，這就是混合料配合比設(shè)計。 也許大家想到一個方法：用最密曲線公式先計算出最密時的級配，然后把集料篩分成單粒徑，按計算結(jié)果配制就行。這是對的，但問題是太麻煩，在實際工程中極為不便。 我們的

31、方法是：通過篩分掌握各集料的級配情況，通過數(shù)解法或圖解法，直接將各集料混合即可得到較密實的混合料。土木工程材料多媒體一）數(shù)解法 不管是數(shù)解法或是圖解法，只有知道了級配要求和集料的級配，就可以配制出符合要求的混合料。 數(shù)解法包括試算法和正規(guī)方程法。1、試算法：適合3-4種集料配制混合料，簡 單，但不是很精確；2、正規(guī)方程法：也叫規(guī)劃求解法，適合多種集料配制混合料，復(fù)雜，但精確；3、圖解法：簡單易行，但不精確。土木工程材料多媒體 （1）試算法例題：已知碎石A、石屑B、礦粉C的級配，其分計篩余（%）如下表的2-4列，用試算法設(shè)計出符合第五列的混合料配合比篩孔篩孔尺寸尺寸原材料各分計篩余結(jié)果原材料各分

32、計篩余結(jié)果所要求的混合料的設(shè)計級配范圍及中值所要求的混合料的設(shè)計級配范圍及中值 a A a Ba C通過率范圍通過率范圍通過率中值通過率中值累計篩余中值累計篩余中值分計篩余中值分計篩余中值1234567813.20.8-95-a97.52.52.59.543.6-78-88792118.54.7549.9-48-685842212.364.425.0-36-5344.555.513.51.181.322.6-24-4132.567.5120.6-15.8-18-3024768.50.3-16.1-17-2219.580.54.50.15-8.948-1312887.50.075-11.110.

33、74-86946以下以下-0.585.3-0a6土木工程材料多媒體解：1、計算通過率中值：即是取通過率范圍的平均值。如95-a范圍的平均值為97.5。得到第6列。2、計算累計篩余中值：因為通過率+累計篩余率=a%，因此累計篩余中值=a 通過率中值。得到第7列。3、計算分計篩余率：從篩分試驗中各篩的累計篩余率的意義可知，某篩的分計篩余率=自身的累計篩余率上一級的累計篩余率。比如9.5mm篩的分計篩余率=自身的累計篩余率21 上一級13.2mm的累計篩余率2.5=18.5。得到第8列。土木工程材料多媒體4、設(shè)A、B、C的摻量分別為x%、y%、z%，在混合料中任意取某一級i，其分計篩余率為ami，而

34、A、B、C中這一級的分計篩余率分別為aAi、aBi、aCi， 則 x+ y + z = a % 式（1） x aAi + y aBi + z aCi= ami 式（2）5、假定各集料中A在這一級中占絕對優(yōu)勢，含量最大，而B、C中不含這一級，即含量為0，則由式（2）得： x = （ami aAi）a% 式（3）6、從表中可看出，A的4.75mm級含量最高，為49.9%，對應(yīng)混合料中該級的含量為21%，由式（3）得： x = （2149.9）a%=42.1%7、同理，從表中可看出，C的0.075mm以下級含量最高，為85.3%，對應(yīng)混合料中該級的含量為6%，由式（3）得： z = （685.3）a

35、%=7.0%土木工程材料多媒體8、由此可得到y(tǒng) = a % x z= 50.9%9、故礦質(zhì)混合料各集料的比例為： 碎石A :石屑B :石粉C=x : y : z=42.1 : 50.9 : 7.010、按此比例計算混合料的級配，結(jié)果見下頁 其中，2、5、8列為三種集料自身的級配，按上述比例混合后占混合料的份數(shù)分別為4、7、10列，混合料各粒級的比例就為4、7、10列之和，列在11列，這是各級占混合料總量的百分比，因此是分計篩余率。11、為了跟題目給出的通過率范圍（第14列）要求對照，故需要計算出累計篩余率并進(jìn)而計算出通過率（第13列） ，判斷是否符合要求。12、經(jīng)過對照，此比例配制的混合料符合

36、級配要求。土木工程材料多媒體篩孔碎石級配（%）石屑級配（%）石粉級配（%）混合料合成級配要求級配A分比例占混率B分比例占混率C分比例占混率分計累計通過率12345678910 1112 13 1413.20.842.1%0.3-0.30.399.795-a9.543.618.4-18.418.781.378-884.7549.921.0-21.039.760.348-682.364.41.925.050.9%12.7-14.654.345.736-531.181.30.522.611.5-12.166.333.724-410.6-15.88.0-8.074.425.618-300.3-16.1

37、8.2-8.282.617.417-220.15-8.94.547.0%0.34.887.412.68-130.075-11.15.610.70.76.493.86.24-8以下以下-0.50.385.36.06.2a0土木工程材料多媒體13、假如對照不符合，則要調(diào)整配比；還有可能是用試算法怎么也配不出符合要求的混合料，則應(yīng)考慮采用單粒級。14、以上是3種集料來配混合料，4種集料也可以采用這個方法，但多了就不行，要采用正規(guī)方程法。土木工程材料多媒體（2）正規(guī)方程法 只要求大家理解就行 試算法大家已經(jīng)學(xué)過了，它只重視占絕對優(yōu)勢的粒級，完全忽略了其他集料中的同等粒級的含量，所以結(jié)果較粗糙，很可能不

38、符合混合料的要求，結(jié)果往往需要調(diào)整。 如果要精確符合混合料的要求，就需要多種集料來配，而不僅僅只有3種或4種，那么，我們可以先把所有集料過篩，剔除混合料中沒有的太粗或太細(xì)的粒級，再來列方程求配合比，方法是：土木工程材料多媒體 假如有n種集料，我們假設(shè)各集料的摻量分別為x、y、z-，混合料中每一級的摻量等于各集料相應(yīng)粒級含量乘以摻量后的總和，混合料有多少個粒級，就列出了多少個方程，然后求解，這樣計算出來的結(jié)果可以一步到位，不需要再調(diào)整，缺點就是計算量較大，可以利用Excel解決。 這就就正規(guī)方程法土木工程材料多媒體（3）圖解法土木工程材料多媒體第二章 瀝青材料 概述一、瀝青的分類 天然瀝青天然瀝

39、青 地瀝青地瀝青 石油瀝青石油瀝青 瀝青材料瀝青材料 煤瀝青煤瀝青 焦油瀝青焦油瀝青 木瀝青木瀝青 泥炭瀝青泥炭瀝青 頁巖瀝青頁巖瀝青土木工程材料多媒體 地瀝青 它是由天然產(chǎn)或石油精制加工得到的瀝青材料。按產(chǎn)源可分為：1、天然瀝青： 地下原油通過巖石裂縫滲透到地表后并長期暴露在大氣中，所含輕質(zhì)部分蒸發(fā)而殘留物經(jīng)氧化后就成為天然瀝青。2、石油瀝青：石油經(jīng)精制加工其它油品后，最后加工而得到的產(chǎn)品。 焦油瀝青 各種有機(jī)物（煤、泥炭、木材、頁巖）經(jīng)干餾加工得到的焦油，再加工而得到的產(chǎn)品，分別叫做煤瀝青等。土木工程材料多媒體二、瀝青在工程中的應(yīng)用 目前工程中應(yīng)用最多的是石油瀝青和煤瀝青。在使用瀝青時，一

40、般要經(jīng)過調(diào)制，通常有以下幾種方式：1、將瀝青加熱，使其溶化至液體，除去水分和雜質(zhì)，趁熱涂刷，或加入預(yù)熱的骨料、填充料，制成各種瀝青制品。2、用溶劑（汽油、柴油、工業(yè)苯）等將瀝青稀釋為所需的使用稠度，用做直接涂刷或制作冷用制品。3、通過機(jī)械作用，同時加入乳化劑，使瀝青分散成微小顆粒，均勻分布在溶有乳化劑的水中，制成冷用的瀝青乳液。4、用幾種不同規(guī)格的瀝青摻配，或加入其它物料，得到改性瀝青。土木工程材料多媒體三、瀝青的屬性與應(yīng)用 瀝青屬于有機(jī)膠結(jié)材料，是高分子碳?xì)浠衔锛胺墙饘伲ㄑ酢⒘颉⒌龋┭苌锝M成的復(fù)雜混合物。 在常溫下呈固態(tài)、半固態(tài)或粘稠液態(tài)，有一定的黏性和良好的憎水性，不透水，不導(dǎo)電，耐

41、酸堿腐蝕，并有受熱軟化、冷后變硬的特點，有一定的塑性，能適應(yīng)基材的變形。 因此在工程中廣泛應(yīng)用于道路工程、水工建筑、防水、防潮、防腐、耐酸、絕緣等工程。土木工程材料多媒體四、本章內(nèi)容第一節(jié)、石油瀝青的組成第二節(jié)、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)第三節(jié)、改性瀝青第四節(jié)、乳化瀝青第五節(jié)、煤瀝青土木工程材料多媒體第一節(jié) 石油瀝青一、石油瀝青的元素組成由多種碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘伲ㄑ酢⒘?、氮）的衍生物組成的混合物。它的主要組成是：碳80%-87% 氫10%-15% 氧、硫、氮不超過3% 還有極微量的金屬元素鎳、釩、鐵、錳、鈣、鎂、鈉等土木工程材料多媒體二、石油瀝青的組分 瀝青的化學(xué)組成極為復(fù)雜，分析十分困難，不清楚其

42、元素含量與路用性能之間的關(guān)系。并且，由于其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，將其分離為純粹的化合物單體也十分困難，也沒有必要。因此，目前的做法是將瀝青分離為化學(xué)性質(zhì)相似，而且與路用性能有一定聯(lián)系的幾個組，這些組就稱為“組分”或“組叢”。 這種分離方法目前分為三組分、四組分、五組分和多組分分析法。土木工程材料多媒體1、三組分分析法 三組分分析法是將石油瀝青分離為： 油分、樹脂和地瀝青質(zhì)3個組分。 我國石油的油分中往往含有蠟，應(yīng)將其分離出去。因為蠟組分對瀝青的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、與集料的粘附性等都有一定的影響。 三組分分離法兼用了選擇性溶解和選擇性吸附的方法，所以又叫溶解-吸附法。土木工程材料多媒體 三組分的主要

43、特征 不同組分對瀝青性能的影響A、油分：賦予瀝青流動性B、樹脂：賦予瀝青良好的塑性和粘結(jié)性C、地瀝青質(zhì)：決定瀝青的耐熱性、粘性和脆性，含 量越多，軟化點越高，粘性越大，越硬脆。組分組分狀態(tài)狀態(tài)顏色顏色比密度比密度分子量分子量含量，含量，%油分油分油狀液體淡黃-紅褐色小于1300-50040-60樹脂樹脂粘稠狀物體黃-黑色略大于1600-100015-30地瀝青質(zhì)地瀝青質(zhì)無定刑固體粉末深褐-黑色大于1大于100010-30土木工程材料多媒體 三組分法的優(yōu)缺點： 優(yōu)點是組分界限明確，組成在一定程度上能說明它的路用性能，缺點是分析流程復(fù)雜，分析時間長。 石油瀝青的結(jié)構(gòu) 在瀝青中，油分與樹脂互溶，樹脂

44、侵潤地瀝青質(zhì)。因此石油瀝青的結(jié)構(gòu)是以地瀝青質(zhì)為核心，周圍吸附部分樹脂和油分，構(gòu)成膠團(tuán)，無數(shù)膠團(tuán)分散在油分中形成膠體結(jié)構(gòu)?？杉?xì)分為三種結(jié)構(gòu)：A、地瀝青質(zhì)含量較少，油分和樹脂較多時，膠團(tuán)外膜較厚，膠團(tuán)之間相對運(yùn)動較自由，這就屬于溶膠結(jié)構(gòu)溶膠結(jié)構(gòu)。這種瀝青粘性小，流動性大，溫度穩(wěn)定性較差。B、地瀝青質(zhì)含量較多，油分和樹脂較少，膠團(tuán)外膜較薄，膠團(tuán)密集因而移動困難，這就屬于凝膠結(jié)構(gòu)凝膠結(jié)構(gòu)。這種瀝青彈性好，粘結(jié)性好，溫度穩(wěn)定性好，但塑性較差。C、介于上述兩種結(jié)構(gòu)之間的情況，這種瀝青就屬于溶膠溶膠-凝凝膠結(jié)構(gòu)膠結(jié)構(gòu)。其性質(zhì)也介于兩者之間。 土木工程材料多媒體2、四組分分析法 四組分分析法將瀝青分離為： 飽

45、和分、芳香分、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)共4個組分。 其主要性狀如下：組分組分外觀特征外觀特征相對密度相對密度平均分子量平均分子量飽和分飽和分無色液體0.89625芳香分芳香分黃色至紅色液體0.99730膠質(zhì)膠質(zhì)棕色粘稠液體1.09970瀝青質(zhì)瀝青質(zhì)深棕色至黑色固體1.153400土木工程材料多媒體 膠體結(jié)構(gòu)膠體結(jié)構(gòu) 現(xiàn)代膠體理論認(rèn)為：瀝青的膠體結(jié)構(gòu)，是以固態(tài)超細(xì)微粒的瀝青質(zhì)為分散相。瀝青質(zhì)分子量很高，不能直接膠溶于分子量很低的芳香分和飽和分中，瀝青之所以能形成穩(wěn)定的膠體，是因為強(qiáng)極性的瀝青質(zhì)吸附了極性較強(qiáng)的膠質(zhì)，膠質(zhì)中極性最強(qiáng)的部分吸附在瀝青質(zhì)表面，然后逐步向外擴(kuò)散，極性逐漸減小，芳香度也逐漸減弱，距離瀝

46、青質(zhì)越遠(yuǎn)，則極性越弱，直至與芳香分接近，甚至到幾乎沒有極性的飽和分。這樣，在瀝青膠體結(jié)構(gòu)中，從瀝青質(zhì)到膠質(zhì)，乃至芳香分和飽和分，它們的極性是逐步減弱，沒有明顯的分界線。所以，只有在各組分的化學(xué)組成和相對含量相匹配時，才能形成穩(wěn)定的膠體。 這比三組分分析法的膠體結(jié)構(gòu)分析更接近于瀝青實際。土木工程材料多媒體第二節(jié)、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)技術(shù)性質(zhì)包括如下內(nèi)容： 1、密度2、體膨脹系數(shù)3、介電常數(shù)4、粘滯性5、低溫性能6、感溫性7、粘附性8、耐久性9、粘彈性除此之外，還介紹了我國道路石油瀝青的技術(shù)要求土木工程材料多媒體一、密度一、密度 規(guī)定為15 時單位體積的瀝青質(zhì)量。單位：g/cm3或Kg/m3。也可用

47、相對密度表示：即規(guī)定溫度下瀝青質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量之比。：質(zhì)量與體積之間的換算瀝青混合料配合比設(shè)計的數(shù)據(jù)瀝青使用、貯存、運(yùn)輸、銷售和設(shè)計瀝青容器的數(shù)據(jù) 密度=（1.06 + 8.5 10-4AT - 7.2 10-4R-8.7 10-5A - 1.6 10-3 S） 水密度 S：飽和分含量、R：膠質(zhì)含量 A ：芳香分含量 AT ：瀝青質(zhì)含量 土木工程材料多媒體二、體膨脹系數(shù)二、體膨脹系數(shù) 瀝青在溫度上升時體積會膨脹。體膨脹系數(shù)是瀝青儲罐的設(shè)計和作為填縫、密封材料時的重要數(shù)據(jù)，與路用性能也很有關(guān)系。系數(shù)越大，瀝青路面在夏季易泛油，冬季易收縮產(chǎn)生裂縫。測定公式： A=(DT2 - DT1) (DT

48、1 (T1 - T2) 式中A：瀝青的體膨脹系數(shù) DT1、 DT2：分別為溫度為T1 、 T2時的密度 T1 、 T2：密度測試溫度土木工程材料多媒體三、介電常數(shù)三、介電常數(shù) 介電常數(shù)與瀝青對氧、雨、紫外線的耐候性有關(guān)，現(xiàn)在進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)與瀝青路面的抗滑性也很有關(guān)系。計算公式： =瀝青作為介質(zhì)時平行板的電容真空作為介質(zhì)時的平行板電容土木工程材料多媒體四、粘滯性四、粘滯性（至此）（至此） 瀝青的粘滯性又叫粘性，它反映了瀝青內(nèi)部阻礙其相對流動的一種特性，通俗的說，它反映了瀝青軟硬、稀稠的程度。粘滯性與瀝青路面的力學(xué)性能最密切，為防止路面出現(xiàn)車轍，瀝青的粘滯性是首要考慮的參數(shù)，因此，粘滯性是瀝青等級（標(biāo)

49、號）劃分的主要依據(jù)。瀝青粘滯性的表示方法：瀝青粘滯性的表示方法： 對粘稠（固體或半固體）的石油瀝青采用針入度表示，此值越小，則粘度越大；對液體石油瀝青用粘滯度表示。在25 的規(guī)定溫度下，以規(guī)定質(zhì)量100g的標(biāo)準(zhǔn)針，在規(guī)定時間5s內(nèi)貫入試樣中的深度（每深入0.1mm為1度）表示。是石油瀝青的重要指標(biāo)之一。PT,m,t如P 25 ,100g,5s將一定量的液體瀝青，在某一溫度t（20 、25 、30 、60 ）下經(jīng)一定直徑d的小孔（3mm、4mm、5mm、10mm）流出50cm3所需的時間T（秒）。用CdtT表示，如C325300土木工程材料多媒體五、低溫性能五、低溫性能 瀝青的低溫性能與瀝青路面

50、的低溫抗裂性有密切的關(guān)系，瀝青的低溫延性與低溫脆性是重要的性能，多以瀝青的低溫延度試驗和脆點試驗來表征。 把瀝青制成字形標(biāo)準(zhǔn)試件（中間最小截面積為1cm2），在規(guī)定的拉伸速度（50.25cm/min）和規(guī)定溫度（ 25 ）下拉斷時的伸長長度，以cm為單位。 將0.4g瀝青試樣在一個標(biāo)準(zhǔn)的金屬片上涂成薄層，一起置于有冷卻設(shè)備的脆點儀內(nèi)，搖動曲柄能使其彎曲，溫度以1 /min的速度下降到某一溫度時，瀝青薄膜在規(guī)定彎曲條件下產(chǎn)生斷裂時的溫度，叫脆點。 脆點是測量瀝青在低溫不引起破壞時的溫度。（略，不作要求）土木工程材料多媒體六、感溫性六、感溫性 瀝青的粘滯性與延性隨溫度的不同會產(chǎn)生明顯的變化，這就是

51、瀝青的感溫性。以軟化點作為其指標(biāo)，軟化點是瀝青又一重要技術(shù)指標(biāo)。 瀝青沒有固定的固化點和液化點，實際是采用“環(huán)球法”，將瀝青試樣裝入規(guī)定尺寸的銅環(huán)內(nèi)，頂面上放置一標(biāo)準(zhǔn)鋼球，浸入水或甘油中，在規(guī)定的溫升速度下，試樣軟化下垂至規(guī)定高度時的溫度即為軟化點。土木工程材料多媒體七、粘附性七、粘附性 瀝青中有極性組分和芳香分結(jié)構(gòu)，特別是瀝青中的表面活性物質(zhì)，如瀝青酸和酸酐等與堿性集料接觸時，就會產(chǎn)生很強(qiáng)的化學(xué)吸附作用，粘附力很大，粘附牢固。而當(dāng)瀝青與酸性集料接觸時較難產(chǎn)生化學(xué)吸附，分子間的作用力只是由于范德華力的物理吸附，這比化學(xué)吸附力要小得多因此瀝青中表面活性物質(zhì)的存在及含量與粘附性有重要關(guān)系。同時，集

52、料的性質(zhì)，如礦物組成、表面紋理、孔隙率、含塵量、表面積、吸收性能、含水量、形狀、風(fēng)化程度等對粘附性也有一定程度的影響。另外，道路由于受交通荷載的反復(fù)作用使路面變形，瀝青混合料空隙增大，集料松散，浸水使瀝青膜與集料剝離，導(dǎo)致瀝青路面破壞。 瀝青與粗集料粘附性試驗方法規(guī)定：根據(jù)瀝青混合料的最大粒徑?jīng)Q定，13.2mm者采用水煮法，13.2mm者采用水浸法。水煮法是選取粒徑為13.2 19mm形態(tài)接近立方體的規(guī)則集料5個，經(jīng)瀝青裹覆后，在蒸餾水中沸煮3min，按瀝青膜剝落的情況分為5個等級來評價瀝青與集料的粘附性；水浸法是選取粒徑為9.5 13.2mm的集料ag與5.5g的瀝青在規(guī)定溫度下拌合成混合料

53、，冷卻后浸入80 的蒸餾水中保持30min，然后按剝落面積百分率來評價瀝青與集料的粘附性。土木工程材料多媒體八、耐久性八、耐久性 路用瀝青在使用過程中受到儲運(yùn)、加熱、拌合、攤鋪、碾壓、交通荷載以及自然因素的作用，而使瀝青發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化，逐漸改變了其原有性能（粘度、低溫性能）而變硬變脆，這種變化就是瀝青的老化。抑制老化的性能就是瀝青的耐久性。 溫度與氧化作用、光和水的作用、自然硬化、滲流硬化等，這些變化都是不可逆的，均導(dǎo)致瀝青的劣化。 將50g瀝青試樣放入直徑140mm、深9.5mm的不銹鋼盛樣皿中，此時瀝青膜的厚度約為3.2mm，在163 的通風(fēng)烘箱的條件下以5.5r/min的速率旋

54、轉(zhuǎn)，經(jīng)過5h，然后計算瀝青試樣的質(zhì)量損失，并測試針入度、粘度等指標(biāo)的變化。土木工程材料多媒體九、粘彈性九、粘彈性 路用瀝青多為溶-凝膠型瀝青，在低溫時表現(xiàn)為彈性，高溫時表現(xiàn)為粘性，在相當(dāng)寬的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)為彈性和粘性并存，是一種典型的粘彈性物體。在外力作用下產(chǎn)生變形，但形變滯后于作用力，作用力去除后形變并不完全恢復(fù)，經(jīng)過一段時間后蔡逐漸恢復(fù)，表現(xiàn)為復(fù)雜的粘彈性性質(zhì)，蠕變（即徐變）和松弛現(xiàn)象就是這種特性的表現(xiàn)。在應(yīng)力不變的情況下，應(yīng)變隨時間而增加的現(xiàn)象叫蠕變；在應(yīng)變不變的情況下，自身應(yīng)力隨時間而逐漸減小的現(xiàn)象叫應(yīng)力松弛。 兩者均是由于瀝青膠體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部大分子在長時間力的作用下產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形或位移而

55、產(chǎn)生的現(xiàn)象。 用勁度模量表示，相當(dāng)于彈性模量，不同之處在于前者還取決于溫度T和荷載的作用時間t。 S=（/）t,T土木工程材料多媒體十、安全性十、安全性 瀝青材料在使用時必須加熱，當(dāng)加熱至一定溫度時，瀝青揮發(fā)的油分蒸汽與周圍空氣組成混合氣體，此混合氣體遇火則易發(fā)生閃火；若繼續(xù)加熱，油分蒸汽的飽和度增加，這種混合氣體遇火極易燃燒。為此，必須測定瀝青加熱閃火和燃燒的溫度，即所謂的閃點和燃點。 規(guī)定對粘稠石油瀝青采用克利夫蘭開口杯法（簡記為COC法） ；對液體石油瀝青采用泰格開口杯法（簡記為TOC法）； COC法是將瀝青試樣盛于標(biāo)準(zhǔn)杯中，按規(guī)定加熱速度進(jìn)行加熱，當(dāng)加熱到某一溫度時，點火器掃拂過瀝青試

56、樣任何一部分表面，出現(xiàn)一瞬即滅的藍(lán)色火焰狀閃光時，此溫度即為閃火點；按規(guī)定加熱速度繼續(xù)加熱，至達(dá)點火器掃拂過瀝青試樣表面發(fā)生燃燒火焰，并持續(xù)5s以上，此溫度即為燃燒點。土木工程材料多媒體我國道路石油瀝青的技術(shù)要求 我國道路石油瀝青分為粘稠石油瀝青和液體石油瀝青。 粘稠石油瀝青按質(zhì)量又分為“重交通道路石油瀝青（代號AH）”和“中、輕交通道路石油瀝青（代號A）”。他們再按針入度又分為5個等級，如AH-130、A-200。 針入度、軟化點、延度是路用瀝青的三個主要的技術(shù)指標(biāo)，但隨著對瀝青路面要求的提高，又加入了閃點、含蠟量、密度、溶解度、抗老化指標(biāo)等。 液體石油瀝青按凝結(jié)速度分為快凝（AL（R）、中

57、凝（AL（M）、慢凝（AL（S）三個等級，又按粘度把前者分為2個標(biāo)號，即 AL（R）-1和AL（R）-2；后二者分為6個標(biāo)號，即AL（M）-1AL（M）-6、及AL（S）-1 AL（S）-6 。土木工程材料多媒體第三節(jié) 改性瀝青 一、概述 不同的工程，對瀝青往往有不同的要求，如力學(xué)性能、粘附性能、耐老化性能、低溫下的彈性與塑性性能、變形的適應(yīng)性和耐疲勞性、高溫下的強(qiáng)度和穩(wěn)定性能等。石油加工廠制備的瀝青不一定能全面滿足這些要求，為此常用橡膠、樹脂和礦物填料等摻入瀝青以改變?yōu)r青性能，這種瀝青就是改性瀝青，摻入的這些物質(zhì)叫改性材料。土木工程材料多媒體二、分類 合成橡膠 高溫穩(wěn)定性 熱塑性橡膠 改善力

58、學(xué)性能 耐疲勞性（聚合物） 熱塑性塑料 低溫抗裂性 廢橡膠粉、廢塑料 改善粘附性（抗剝落劑）：金屬皂（有機(jī)錳等）、有機(jī)胺、消石灰等改性瀝青 抗老化劑： 受阻酚、胺阻胺等 改善耐老化性 礦物填料：炭黑、硫磺、石棉、木質(zhì)素纖維等 調(diào)和瀝青 摻加天然瀝青（湖瀝青、巖石瀝青、海底瀝青）土木工程材料多媒體三、工程中常見的改性瀝青 目前，對瀝青性能改變較多的是流變性能、粘附性能和耐久性能和力學(xué)性能。從改性材料上常見的有橡膠、樹脂和填料三大類，分述如下：土木工程材料多媒體（一）橡膠改性瀝青橡膠是重要的改性材料，優(yōu)點是：與瀝青混溶性好、高溫變形性小、低溫柔性好。A、氯丁橡膠改性瀝青特點：摻入后氣密性、低溫柔性

59、、耐化學(xué)腐蝕性、耐氣候性等大為改善。制備方法：有溶劑法和水乳法。溶劑法是先將氯丁橡膠溶于一定的溶劑中形成溶液，然后摻入瀝青中，混合均勻即成為氯丁橡膠改性瀝青；水乳法是將橡膠和石油瀝青分別制成乳液，再混合均勻即可使用。用途：氯丁橡膠改性瀝青可用于路面的稀漿封層和制作密封材料和涂料等。土木工程材料多媒體B、丁基橡膠改性瀝青特點：具有有一點耐分解性，并有較好的低溫抗裂性和耐熱性能。制備方法：將丁基橡膠碾切成小片，于攪拌條件下把小片加到a 的溶劑中（不得超過110 ），制成濃溶液。同時將瀝青加熱脫水熔化成液體狀瀝青。通常在a 左右把兩種液體按比例混合攪拌均勻進(jìn)行濃縮15 20min，達(dá)到要求性能指標(biāo)。

60、丁基橡膠在混合物中的含量一般為2% 4%。同樣也可以分別將丁基橡膠和瀝青制備成乳液，然后再按比例把兩種乳液混合即可使用。用途：多用于道路路面工程和制作密封材料和涂料。土木工程材料多媒體C、熱塑性彈性體（簡稱SBS）改性瀝青 SBSS 熱塑性彈性體苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，它兼具橡膠和樹脂的特性，常溫下具有橡膠的彈性，高溫下又能像樹脂那樣熔融流動而成為可塑材料。改性瀝青的特點：良好的耐高溫性、優(yōu)異的低溫柔性和耐疲勞性，是目前應(yīng)用最成功和用量最大的一種改性瀝青。制備方法：可采用膠體磨法或高速剪切法生產(chǎn)， SBS的摻量一般為3% 10% 。用途：多用于制作防水卷材和鋪筑高等級公路路面工程。土木工程材