道路建筑材料(路橋11-3、4)

1、道路建筑材料道路建筑材料建筑工程技術(shù)學(xué)院建筑工程技術(shù)學(xué)院建筑材料教研室建筑材料教研室顧中杰顧中杰1808679027318086790273道路建筑材料道路建筑材料 課課 題題:建筑材料的基本內(nèi)容及性質(zhì)。教學(xué)目的教學(xué)目的:了解本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容、方 法、要求及應(yīng)用。重點難點重點難點:材料的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、 力學(xué)性質(zhì)、加工性和耐久性等。緒緒 論論v課前介紹：課前介紹：v本課程是路橋?qū)I(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，本課程是路橋?qū)I(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，本學(xué)期要求學(xué)習(xí)完教材內(nèi)容，能熟練掌握課本學(xué)期要求學(xué)習(xí)完教材內(nèi)容，能熟練掌握課堂理論教學(xué)內(nèi)容及試驗課的實踐內(nèi)容。堂理論教學(xué)內(nèi)容及試驗課的實踐內(nèi)容。v成

2、績評定包括幾方面：成績評定包括幾方面：v1、平時作業(yè)完成情況及考勤；、平時作業(yè)完成情況及考勤；v2、期中考試及期末考試成績；、期中考試及期末考試成績；v3、試驗操作完成情況等。、試驗操作完成情況等。v一、本課程的研究內(nèi)容與任務(wù)一、本課程的研究內(nèi)容與任務(wù)v（一）內(nèi)容：（一）內(nèi)容：v本課程中主要學(xué)習(xí)以下幾種建筑材料：本課程中主要學(xué)習(xí)以下幾種建筑材料：v1 1、砂石材料、砂石材料v（1 1）天然的）天然的v（2 2）人工軋制的）人工軋制的v塊狀石料：簡稱塊狀石料：簡稱石料石料v料狀石料：簡稱料狀石料：簡稱集料集料v2 2、無機(jī)結(jié)合料及其制品、無機(jī)結(jié)合料及其制品v無機(jī)結(jié)合料：通常分為以下幾種：無機(jī)結(jié)合

3、料：通常分為以下幾種：v（1 1）石灰）石灰v（2 2）水泥）水泥v（3 3）石膏）石膏v無機(jī)結(jié)合料制品無機(jī)結(jié)合料制品v（1 1）水泥混凝土）水泥混凝土v（2 2）半剛性路面材料）半剛性路面材料v3 3、有機(jī)結(jié)合料及其混合料、有機(jī)結(jié)合料及其混合料v瀝青材料主要指瀝青類材料，如：石油瀝青，煤瀝瀝青材料主要指瀝青類材料，如：石油瀝青，煤瀝青等。青等。v有機(jī)結(jié)合料混合料：有機(jī)結(jié)合料混合料：v（1 1）瀝青混凝土）瀝青混凝土v（2 2）瀝青碎石等）瀝青碎石等v（3 3）各種新型瀝青混合料）各種新型瀝青混合料v4 4、高分子聚合物材料：、高分子聚合物材料：v主要包括塑料、合成橡膠、合成纖維等。主要包括塑

4、料、合成橡膠、合成纖維等。v功能：主要用以改善軟土地基、水泥混凝土、瀝青功能：主要用以改善軟土地基、水泥混凝土、瀝青混合料的性能?；旌狭系男阅堋5 5、鋼材和木材、鋼材和木材v鋼材是橋梁結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土鋼材是橋梁結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的重要材料。結(jié)構(gòu)的重要材料。v木材較少直接用于修筑橋梁，目前主要用作混凝土木材較少直接用于修筑橋梁，目前主要用作混凝土工程的拱架和模板。工程的拱架和模板。v（二）課程學(xué)習(xí)任務(wù)：（二）課程學(xué)習(xí)任務(wù)：v1 1、論述材料組成、結(jié)構(gòu)、技術(shù)性質(zhì)與它們之、論述材料組成、結(jié)構(gòu)、技術(shù)性質(zhì)與它們之間的關(guān)系；間的關(guān)系；v2 2、論述材料的檢驗方法（

5、舉例水泥凝結(jié)時間、論述材料的檢驗方法（舉例水泥凝結(jié)時間測定方法）；測定方法）；v3 3、利用測驗評定其技術(shù)性質(zhì)（舉例水泥對初、利用測驗評定其技術(shù)性質(zhì)（舉例水泥對初凝、終凝時間的要求及規(guī)范的規(guī)定）。凝、終凝時間的要求及規(guī)范的規(guī)定）。v（三）課程學(xué)習(xí)目的：（三）課程學(xué)習(xí)目的：v1 1、掌握各種材料的技術(shù)性能，包括：、掌握各種材料的技術(shù)性能，包括：v力學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及工藝性質(zhì)等；力學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及工藝性質(zhì)等；v2 2、選擇、鑒定材料、選擇、鑒定材料v能夠結(jié)合工程實際情況，合理地選擇材料，如水泥能夠結(jié)合工程實際情況，合理地選擇材料，如水泥混凝土組成材料的選擇、瀝青混合料對組成材

6、料的混凝土組成材料的選擇、瀝青混合料對組成材料的選擇及鑒別與評定；選擇及鑒別與評定；v3 3、能正確使用材料（如石灰的消化、水泥應(yīng)用貯、能正確使用材料（如石灰的消化、水泥應(yīng)用貯存等）存等）v二、建筑材料應(yīng)具備的工程性質(zhì)二、建筑材料應(yīng)具備的工程性質(zhì)v1 1、力學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)v各種強(qiáng)度指標(biāo)及耐磨、抗變形指標(biāo)。如，水泥混凝各種強(qiáng)度指標(biāo)及耐磨、抗變形指標(biāo)。如，水泥混凝土的抗壓、抗折強(qiáng)度；瀝青混合料的穩(wěn)定度、流值；土的抗壓、抗折強(qiáng)度；瀝青混合料的穩(wěn)定度、流值；石料的磨耗度等。石料的磨耗度等。v2 2、物理性質(zhì)、物理性質(zhì)v（1 1）物質(zhì)指標(biāo)：如材料的密度、孔隙率、含水量）物質(zhì)指標(biāo)：如材料的密度、孔隙率、

7、含水量v（2 2）溫度穩(wěn)定性：如瀝青軟化點、脆點等。）溫度穩(wěn)定性：如瀝青軟化點、脆點等。v（3 3）水穩(wěn)定性等：如瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度等。）水穩(wěn)定性等：如瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度等。v3 3、化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)v各種材料的化學(xué)成分及其變化規(guī)律。各種材料的化學(xué)成分及其變化規(guī)律。v如，水泥的各種成分與自然界之間的變?nèi)纾嗟母鞣N成分與自然界之間的變化；瀝青的化學(xué)成分及其變化規(guī)律?；粸r青的化學(xué)成分及其變化規(guī)律。v4 4、工藝性質(zhì)、工藝性質(zhì)混凝土的流動性混凝土的流動性v材料四個性質(zhì)之間是相互制約、相互聯(lián)材料四個性質(zhì)之間是相互制約、相互聯(lián)系的。系的。v三、建筑材料與路橋工程的關(guān)系三、建筑材料與路橋工程

8、的關(guān)系v1 1、材料是工程結(jié)構(gòu)物的物質(zhì)基礎(chǔ)：其中材料質(zhì)量、材料是工程結(jié)構(gòu)物的物質(zhì)基礎(chǔ)：其中材料質(zhì)量的好壞直接決定著工程質(zhì)量的等級。的好壞直接決定著工程質(zhì)量的等級。v2 2、材料與工程造價之間的密切關(guān)系：工程建筑材、材料與工程造價之間的密切關(guān)系：工程建筑材料占工程造價的料占工程造價的6060至至7070，甚至，甚至8080，因此，如，因此，如何合理地降低造價、節(jié)省開支，均與材料之間有著何合理地降低造價、節(jié)省開支，均與材料之間有著密不可分的關(guān)系。密不可分的關(guān)系。v3 3、新材料與新結(jié)構(gòu)、新工藝之間的關(guān)系、新材料與新結(jié)構(gòu)、新工藝之間的關(guān)系v用橋梁跨徑的變化及路面材料的變化來分析用橋梁跨徑的變化及路面

9、材料的變化來分析v四、道路建筑材料的檢驗方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)四、道路建筑材料的檢驗方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)v（一）檢驗方法（一）檢驗方法v室內(nèi)、室外及模擬試驗方法。室內(nèi)、室外及模擬試驗方法。v（二）檢驗內(nèi)容（二）檢驗內(nèi)容v包括四個方面包括四個方面v1 1、物理性質(zhì)試驗；、物理性質(zhì)試驗；v2 2、力學(xué)性質(zhì)試驗；、力學(xué)性質(zhì)試驗；v3 3、化學(xué)性質(zhì)試驗；、化學(xué)性質(zhì)試驗；v4 4、工藝性質(zhì)試驗。、工藝性質(zhì)試驗。v（三）質(zhì)量檢驗的標(biāo)準(zhǔn)化與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（三）質(zhì)量檢驗的標(biāo)準(zhǔn)化與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)v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)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)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)四個等級。其中：準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企

10、業(yè)標(biāo)準(zhǔn)四個等級。其中：vGBGB指國家標(biāo)準(zhǔn)指國家標(biāo)準(zhǔn)vJTJJTJ交通部門基本建設(shè)方面的規(guī)范交通部門基本建設(shè)方面的規(guī)范vJCJC建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)vSHSH石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)v五、本課程的要求五、本課程的要求v本課程為考試課、完成學(xué)習(xí)后將有兩門本課程為考試課、完成學(xué)習(xí)后將有兩門成績，即理論成績和實操成績。成績，即理論成績和實操成績。v道路建筑材料課在本專業(yè)中的位置：是道路建筑材料課在本專業(yè)中的位置：是路橋?qū)I(yè)的重點課程。路橋?qū)I(yè)的重點課程。v課后小結(jié)：緒論課是每一門課的開場白，課后小結(jié)：緒論課是每一門課的開場白，學(xué)生能否對該課程有一個全面、正確的學(xué)生能否對該課程有一個全面、

11、正確的認(rèn)識，關(guān)鍵的一點是講好緒論課。認(rèn)識，關(guān)鍵的一點是講好緒論課。第一章第一章 砂石材料砂石材料v課題課題: :石材的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)要求石材的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)要求v教具用品：相關(guān)試驗儀器教具用品：相關(guān)試驗儀器 v教學(xué)目的教學(xué)目的: :了解砂石材料的類別，石料的技術(shù)了解砂石材料的類別，石料的技術(shù)性質(zhì)及其應(yīng)用性質(zhì)及其應(yīng)用v重點、難點重點、難點: :石料的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)石料的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 砂石材料的技術(shù)性質(zhì)砂石材料的技術(shù)性質(zhì)v砂石材料按形狀分類砂石材料按形狀分類v1 1）塊狀石料：簡稱石料）塊狀石料：簡稱石料如塊石、片石等；如塊石、片石等；v2 2）粒狀石料：簡稱集料）粒狀石料：

12、簡稱集料v粗集料：如碎石、卵石粗集料：如碎石、卵石v細(xì)集料：如砂、石屑細(xì)集料：如砂、石屑v砂石材料按來源分類砂石材料按來源分類v1 1）天然石料）天然石料v2 2）人工軋制的集料）人工軋制的集料v3 3）工業(yè)冶金礦渣）工業(yè)冶金礦渣一、石料的技術(shù)性質(zhì)一、石料的技術(shù)性質(zhì)v1 1、物理性質(zhì)：、物理性質(zhì)：v包括物理常數(shù)、吸水性和耐候性等。包括物理常數(shù)、吸水性和耐候性等。v1 1）物理常數(shù)）物理常數(shù)v真密度：是石料在規(guī)定條件下，烘干石料礦質(zhì)單真密度：是石料在規(guī)定條件下，烘干石料礦質(zhì)單位體積的質(zhì)量，用位體積的質(zhì)量，用 t t 表示。表示。v則則sstvmv因因 固固 v測定方法：李氏比重瓶法測定，將石料磨

13、細(xì)至全部測定方法：李氏比重瓶法測定，將石料磨細(xì)至全部過過0.25mm0.25mm的篩孔，然后將其裝入比重瓶中，利用已的篩孔，然后將其裝入比重瓶中，利用已知比重的液體置換石料的體積。知比重的液體置換石料的體積。v毛體積密度毛體積密度v測定方法：用靜水稱量法，亦可用蠟封法測定。測定方法：用靜水稱量法，亦可用蠟封法測定。MmsstvMVMvvvminssbv孔隙率孔隙率v2)2)吸水性：指石料在規(guī)定條件下吸水的能力。吸水性：指石料在規(guī)定條件下吸水的能力。v(1)(1)吸水率：吸水率：202022和大氣壓狀態(tài)下，吸和大氣壓狀態(tài)下，吸水質(zhì)量的百分率。水質(zhì)量的百分率。1001100)/1 (100)1 (

14、1000tbbtsmmvvvvn1001mmmWnv(2)(2)飽水率：飽水率：202022，真空條件下，吸水，真空條件下，吸水質(zhì)量的百分率質(zhì)量的百分率v飽水系數(shù)當(dāng)飽水系數(shù)當(dāng) sr90%sr90%時，抗凍性較差。時，抗凍性較差。v通常認(rèn)為在常壓下測定的吸水率，此時水分通常認(rèn)為在常壓下測定的吸水率，此時水分只充填部分孔隙，而當(dāng)石料開口孔隙內(nèi)部空只充填部分孔隙，而當(dāng)石料開口孔隙內(nèi)部空氣被排空時，水分幾乎充滿開口孔隙的全部氣被排空時，水分幾乎充滿開口孔隙的全部體積。體積。1002mmmWsav3 3）耐候性）耐候性v目前主要考慮抗凍性，常用抗凍性等級目前主要考慮抗凍性，常用抗凍性等級表示，測定經(jīng)過凍

15、表示，測定經(jīng)過凍(-15,4h)(-15,4h)、融、融(20(202,4h)2,4h)循環(huán)，質(zhì)量損失不超過循環(huán)，質(zhì)量損失不超過5%5%，抗壓強(qiáng)度不超過，抗壓強(qiáng)度不超過25%25%的次數(shù)。的次數(shù)。2 2、力學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)v1 1）單軸抗壓強(qiáng)度）單軸抗壓強(qiáng)度 v試驗條件要求：試件形狀、尺寸、吸水飽和、加荷試驗條件要求：試件形狀、尺寸、吸水飽和、加荷速度等。速度等。v2 2）磨耗性：指石料抵抗撞擊、邊緣剪力和磨擦等聯(lián)）磨耗性：指石料抵抗撞擊、邊緣剪力和磨擦等聯(lián)合作用的性質(zhì)。合作用的性質(zhì)。v洛杉磯式磨耗試驗洛杉磯式磨耗試驗Y Y標(biāo)準(zhǔn)方法標(biāo)準(zhǔn)方法v5kg5kg石料石料+12+12個個5kg5kg的鋼

16、球，磨的鋼球，磨500500轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)v測定過測定過2mm2mm或或1.6mm(1.6mm(方篩方篩) )的篩余質(zhì)量的篩余質(zhì)量APR 100121mmmQ磨v狄法爾法磨耗試驗狄法爾法磨耗試驗 代用方法代用方法v用用100100塊塊505070mm70mm的試件分兩份，每份磨的試件分兩份，每份磨1000010000轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。v兩種方法相比較，顯然洛杉磯法具有省時、省工，兩種方法相比較，顯然洛杉磯法具有省時、省工，石料按一定規(guī)格組成等優(yōu)點，故能全面反映石料的石料按一定規(guī)格組成等優(yōu)點，故能全面反映石料的磨耗性。磨耗性。v3 3、化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)v按按SiO2SiO2含量，將石料劃分為含量，將石料劃分為v酸

17、性巖酸性巖 SiOSiO2 265% 65% v中性巖中性巖 52%SiO52%SiO2 265%65%v堿性巖堿性巖 SiOSiO2 252%52%v（2 2）石料的技術(shù)要求）石料的技術(shù)要求v1 1、路用石料的技術(shù)分級：分、路用石料的技術(shù)分級：分4 4級級v級級最堅強(qiáng)的巖石最堅強(qiáng)的巖石v級級堅強(qiáng)的巖石堅強(qiáng)的巖石v級級中等堅強(qiáng)的巖石中等堅強(qiáng)的巖石v級級較軟的巖石較軟的巖石v2 2、路用石料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：見下表、路用石料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：見下表v二、道路和橋涵用石料制品二、道路和橋涵用石料制品v（一）道路用石料制品（一）道路用石料制品v1 1、高級鋪砌用整齊塊石：經(jīng)精鑿加工而成。、高級鋪砌用整齊塊石：經(jīng)

18、精鑿加工而成。v2 2、路面鋪砌用整齊塊石：粗鑿成的方塊石或條石。、路面鋪砌用整齊塊石：粗鑿成的方塊石或條石。v3 3、鋪砌用不整齊塊石：又稱拳石，要求頂面為一、鋪砌用不整齊塊石：又稱拳石，要求頂面為一平面，底面與頂面基本平行。平面，底面與頂面基本平行。v4 4、錐形塊石：又稱大塊石，用于路面底基層，是、錐形塊石：又稱大塊石，用于路面底基層，是由片石進(jìn)一步加工而得的粗打石料。由片石進(jìn)一步加工而得的粗打石料。v（二）橋梁建筑用主要石料制品（二）橋梁建筑用主要石料制品v1 1、片石：粗打石料，其形狀不限制，但薄片、片石：粗打石料，其形狀不限制，但薄片者不得使用。者不得使用。v2 2、塊石：有兩個較

19、大的平行面、塊石：有兩個較大的平行面v3 3、方塊石：在塊石中選擇形狀比較整齊者稍、方塊石：在塊石中選擇形狀比較整齊者稍加修整。加修整。v4 4、粗料石：表面凹凸不大于、粗料石：表面凹凸不大于10mm10mm，砌縫寬度，砌縫寬度小于小于20mm20mm。v5 5、細(xì)料石：表面凹凸不大于、細(xì)料石：表面凹凸不大于5mm5mm，砌縫，砌縫寬度小于寬度小于15mm15mm。v6 6、鑲面石：一般應(yīng)選用較好的石料。、鑲面石：一般應(yīng)選用較好的石料。v課后小結(jié)：天然砂石材料在地表分布廣課后小結(jié)：天然砂石材料在地表分布廣泛，物理、力學(xué)性質(zhì)好，在工程中被廣泛，物理、力學(xué)性質(zhì)好，在工程中被廣泛應(yīng)用。泛應(yīng)用。v石料

20、的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)要求是本次課的石料的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)要求是本次課的重點內(nèi)容。重點內(nèi)容。v課題課題: :細(xì)集粒的技術(shù)性質(zhì)v教具用品教具用品: : 相關(guān)試驗儀器 v教學(xué)目的教學(xué)目的: :了解細(xì)集料的各項技術(shù)性質(zhì)及測定方法v重點難點重點難點: :細(xì)集料的級配、表觀密度及裝填密度三、集料的技術(shù)性質(zhì)三、集料的技術(shù)性質(zhì)v工程上以粒徑的大小為界，通常將集料分為粗集料工程上以粒徑的大小為界，通常將集料分為粗集料及細(xì)集料；其中在瀝青混合料中，以及細(xì)集料；其中在瀝青混合料中，以2.36mm2.36mm為界，為界，在水泥混凝土中以在水泥混凝土中以4.75mm4.75mm為界。為界。v（一）細(xì)集料的技術(shù)性質(zhì)（一）細(xì)集料

21、的技術(shù)性質(zhì)v定義：在瀝青混合料中，指粒徑小于定義：在瀝青混合料中，指粒徑小于2.36mm2.36mm天然砂，天然砂，人工砂及石屑。人工砂及石屑。v在水泥混凝土中，指粒徑小于在水泥混凝土中，指粒徑小于4.75mm4.75mm的天然砂、人的天然砂、人工砂。工砂。v分類：分類：v1 1、天然砂：由巖石在自然條件下風(fēng)化形成的。、天然砂：由巖石在自然條件下風(fēng)化形成的。v天然砂通常包括以下幾種類型：天然砂通常包括以下幾種類型：v（1 1）河砂：性質(zhì)較好，多用。）河砂：性質(zhì)較好，多用。v（2 2）山砂：含泥量及有機(jī)雜質(zhì)多。）山砂：含泥量及有機(jī)雜質(zhì)多。v（3 3）海砂：混有貝殼和鹽分等有害雜質(zhì)。）海砂：混有貝

22、殼和鹽分等有害雜質(zhì)。v2 2、人工砂：由巖石軋碎而成的顆粒，表面有棱角，、人工砂：由巖石軋碎而成的顆粒，表面有棱角，較潔凈，但價格較高，無特殊情況多不采用。較潔凈，但價格較高，無特殊情況多不采用。v上述幾種細(xì)集料中，一般工程上多使用河砂。上述幾種細(xì)集料中，一般工程上多使用河砂。v1 1、物理性質(zhì)、物理性質(zhì)v集料的質(zhì)量與體積的關(guān)系見圖所示：集料的質(zhì)量與體積的關(guān)系見圖所示：體積質(zhì)量空隙開口孔隙閉口孔隙礦質(zhì)實體0ViVvVnVsVV0msmmv圖中：圖中：mm集料的總質(zhì)量（集料的總質(zhì)量（g g）；）；vm ms s集料中礦質(zhì)實體質(zhì)量（集料中礦質(zhì)實體質(zhì)量（g g）；）；vVV集料的總體積（集料的總體積

23、（cmcm）；）；vVsVs集料中礦質(zhì)實體的體積（集料中礦質(zhì)實體的體積（cmcm）；）；vVnVn集料中閉口孔隙的體積（集料中閉口孔隙的體積（cmcm）；）；vViVi集料中開口孔隙的體積（集料中開口孔隙的體積（cmcm）；）；vVvVv集料中空隙的體積（集料中空隙的體積（cmcm）；）；vV V0 0集料中孔隙的體積（集料中孔隙的體積（cmcm）；）；v（1 1）表觀密度）表觀密度v測定方法：比重瓶法測定方法：比重瓶法v（2 2）毛體積密度）毛體積密度v（3 3）松方密度）松方密度裝填密度：堆積密度（松裝密裝填密度：堆積密度（松裝密度）、緊裝密度度）、緊裝密度v（4 4）空隙率）空隙率ans

24、savmvvmvmvvvvmvinssvmvvvmsinssb001001anv2 2、級配、級配v用篩分法測定砂的級配；標(biāo)準(zhǔn)篩如下用篩分法測定砂的級配；標(biāo)準(zhǔn)篩如下v5 5、2.52.5、1.251.25、0.630.63、0.3150.315、0.16mm(0.16mm(圓孔圓孔) )v4.754.75、2.362.36、1.181.18、0.60.6、0.30.3、0.15mm(0.15mm(方孔方孔) )v篩分后，計算相關(guān)參數(shù)如下：篩分后，計算相關(guān)參數(shù)如下：v（1 1）分計篩余百分率）分計篩余百分率v（2 2）累計篩余百分率）累計篩余百分率v（3 3）通過百分率）通過百分率100Mmai

25、iiiaaaA 21iiAp100振篩機(jī)振篩機(jī)v3 3、粗度、粗度v砂的粗度分類砂的粗度分類v粗砂粗砂:Mx=3.7:Mx=3.73.13.1v中砂中砂:Mx=3.0:Mx=3.02.32.3v細(xì)砂細(xì)砂:Mx=2.2:Mx=2.21.61.675. 475. 415. 03 . 06 . 018. 136. 21005)(AAAAAAAMxv課后小結(jié)：細(xì)集料主要指砂，它廣泛應(yīng)課后小結(jié)：細(xì)集料主要指砂，它廣泛應(yīng)用于水泥混凝土及瀝青混合料中，學(xué)生用于水泥混凝土及瀝青混合料中，學(xué)生必須掌握好其各項技術(shù)指標(biāo)、測定方法必須掌握好其各項技術(shù)指標(biāo)、測定方法及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從而達(dá)到保證材料質(zhì)量的及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從而達(dá)

26、到保證材料質(zhì)量的目的。目的。 課題課題: :粗集粒的技術(shù)性質(zhì)粗集粒的技術(shù)性質(zhì)v教具用品教具用品 :相關(guān)試驗儀器 v教學(xué)目的教學(xué)目的: :了解粗集料的物理、力學(xué)性質(zhì)的含義及測定、評價方法v重點難點重點難點: :粗集料的表觀密度、堆積密度及篩分試驗v三、集料的技術(shù)性質(zhì)三、集料的技術(shù)性質(zhì)v（二）粗集料的技術(shù)性質(zhì)（二）粗集料的技術(shù)性質(zhì)v1 1、物理性質(zhì)：粗集料內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征與細(xì)集料的一、物理性質(zhì)：粗集料內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征與細(xì)集料的一致，故其質(zhì)量與體積之間的關(guān)系圖與細(xì)集料的一致，故其質(zhì)量與體積之間的關(guān)系圖與細(xì)集料的一致，下列各符號的含義亦與細(xì)集料的相同。致，下列各符號的含義亦與細(xì)集料的相同。v1 1）物理常數(shù)）

27、物理常數(shù)v（1 1）表觀密度）表觀密度nssavvmv用吊籃法測定：用吊籃法測定：v1 1、試樣取料量由集料最大粒徑確定、試樣取料量由集料最大粒徑確定v2 2、須做兩次平行試驗、須做兩次平行試驗v3 3、平行試驗容許誤差為、平行試驗容許誤差為0.02g/m0.02g/m3 3v4 4、試樣須浸水、試樣須浸水24h24hv(2)(2)毛體積密度毛體積密度v（3 3）松方密度）松方密度v堆積密度堆積密度v振實密度振實密度用于水泥混凝土用于水泥混凝土v搗實密度搗實密度用于瀝青混合料用于瀝青混合料v（4 4）空隙率）空隙率inssbvvvmvinssvvvvm001001anv2 2）級配）級配v（1

28、 1）篩分試驗標(biāo)準(zhǔn)及取樣量）篩分試驗標(biāo)準(zhǔn)及取樣量公稱公稱量大量大粒徑粒徑（mmmm）方方孔孔 75 75 63 63 5353 37.537.5 31.5 31.5 26.5 26.5 19 19 16 16 9.5 9.5 4.75 4.75 試樣質(zhì)試樣質(zhì)量不少量不少于（于（kgkg） 10 10 8 85 54 42.52.52 21 11 10.50.5v(2)(2)篩分試樣須備兩份：水洗法（混凝土可省去水篩分試樣須備兩份：水洗法（混凝土可省去水洗法）、干篩法洗法）、干篩法v（3 3）必須除去超粒徑部分顆粒后，再進(jìn)行篩分試）必須除去超粒徑部分顆粒后，再進(jìn)行篩分試驗驗v（4 4）有關(guān)參數(shù)計

29、算）有關(guān)參數(shù)計算v通過通過0.0750.075篩孔的集料含量篩孔的集料含量v分計篩余百分率分計篩余百分率v累計篩余百分率累計篩余百分率100121075. 0mmmp100100075. 0pmmaioiiiaaaA 21碎石標(biāo)準(zhǔn)篩碎石標(biāo)準(zhǔn)篩v通過百分率通過百分率v3)3)堅固性堅固性v用用NaNa2 2SOSO4 4溶液干濕循環(huán)溶液干濕循環(huán)5 5次后，測定試樣質(zhì)量損失。次后，測定試樣質(zhì)量損失。v2 2、力學(xué)性質(zhì)：壓碎值、磨耗度、抗滑表層三項指、力學(xué)性質(zhì)：壓碎值、磨耗度、抗滑表層三項指標(biāo)標(biāo)v1 1）粗集料壓碎值）粗集料壓碎值v瀝青路面：取試樣：粒徑瀝青路面：取試樣：粒徑13.2mm13.2mm

30、16mm16mm；質(zhì)量；質(zhì)量 3kg3kg；在；在400kN400kN的壓力下，持續(xù)加壓的壓力下，持續(xù)加壓10min10min后，將試后，將試樣過樣過2.36mm2.36mm篩，稱其篩余質(zhì)量。篩，稱其篩余質(zhì)量。iiAp100壓碎指標(biāo)儀壓碎指標(biāo)儀v混凝土路面混凝土路面v取試樣：粒徑取試樣：粒徑10mm10mm20mm20mm；質(zhì)量；質(zhì)量 2.5kg2.5kg；在；在3 35min5min內(nèi)加壓至內(nèi)加壓至200kN200kN，保持，保持5s5s，將試樣過，將試樣過2.5mm2.5mm篩，篩，稱其通過篩的質(zhì)量。稱其通過篩的質(zhì)量。v 壓碎值計算公式如下：壓碎值計算公式如下：v式中：式中： 壓碎值壓碎值

31、v m m0 0 試樣總質(zhì)量試樣總質(zhì)量v m m1 1 試樣通過試樣通過2.36mm2.36mm篩孔的質(zhì)量篩孔的質(zhì)量10001mmQaaQv2 2）粗集料磨光值）粗集料磨光值v測定方法：先將試樣磨光，再測定擺值，測定方法：先將試樣磨光，再測定擺值，經(jīng)換算后得磨光值經(jīng)換算后得磨光值PSVPSVv要求：要求：v一級公路、高速公路一級公路、高速公路 PSVPSV4242v其它公路其它公路 PSVPSV3535v3 3）粗集料的沖擊值）粗集料的沖擊值A(chǔ)IVAIVv測定方法：測定方法：v將將9.59.513.2mm13.2mm的試樣，分三層裝入試的試樣，分三層裝入試模，用模，用13.75kg13.75k

32、g的錘，自的錘，自380mm380mm處自由落處自由落下，連續(xù)沖擊下，連續(xù)沖擊1515次后，過次后，過2.36mm2.36mm的篩，的篩，用下式計算沖擊值用下式計算沖擊值A(chǔ)IVAIV：1001mmAIVv式中：式中：AIVAIV 集料沖擊值集料沖擊值vm m1 1 試樣過篩質(zhì)量試樣過篩質(zhì)量vm m 試樣總質(zhì)量試樣總質(zhì)量v4 4）集料磨耗值）集料磨耗值A(chǔ)AVAAVv測定方法：測定方法：v用集料按一定的方法排列并固定，用磨耗儀磨用集料按一定的方法排列并固定，用磨耗儀磨500500圈，用下式計算集料磨耗值：圈，用下式計算集料磨耗值：SmmAAV)(321v課后小結(jié)：粗集料主要指碎石，它廣泛課后小結(jié)：

33、粗集料主要指碎石，它廣泛應(yīng)用于水泥混凝土及瀝青混合料中，學(xué)應(yīng)用于水泥混凝土及瀝青混合料中，學(xué)生必須掌握好其各項技術(shù)指標(biāo)、測定方生必須掌握好其各項技術(shù)指標(biāo)、測定方法及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從而達(dá)到保證材料質(zhì)量法及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從而達(dá)到保證材料質(zhì)量的目的。的目的。課題課題: :礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計v教具用品教具用品: : 相關(guān)試驗儀器相關(guān)試驗儀器 v教學(xué)目的教學(xué)目的: :了解礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計原理及了解礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計原理及設(shè)計方法設(shè)計方法v重點難點重點難點: :圖解法及級配曲綫的繪制圖解法及級配曲綫的繪制第二節(jié)第二節(jié) 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計v礦質(zhì)混合料顆粒級配應(yīng)滿足的

34、基本要求：礦質(zhì)混合料顆粒級配應(yīng)滿足的基本要求：v1 1、最小空隙率：即使不同粒徑的各級礦質(zhì)集料按、最小空隙率：即使不同粒徑的各級礦質(zhì)集料按一定的比例搭配后，應(yīng)有最大密實度。一定的比例搭配后，應(yīng)有最大密實度。v2 2、最大磨擦力：各級礦質(zhì)集料在進(jìn)行比例搭配時，、最大磨擦力：各級礦質(zhì)集料在進(jìn)行比例搭配時，應(yīng)使各級集料排列緊密，形成一個多級空間骨架結(jié)應(yīng)使各級集料排列緊密，形成一個多級空間骨架結(jié)構(gòu)，且具有最大的摩擦力。構(gòu)，且具有最大的摩擦力。v礦質(zhì)混合料組成設(shè)計內(nèi)容：礦質(zhì)混合料組成設(shè)計內(nèi)容：v1 1、級配理論和級配范圍的確定、級配理論和級配范圍的確定v2 2、基本組成的設(shè)計方法、基本組成的設(shè)計方法v一

35、、礦質(zhì)混合料的級配理論一、礦質(zhì)混合料的級配理論v（一）級配類型（一）級配類型v先講級配曲線先講級配曲線v1 1、連續(xù)級配、連續(xù)級配v是采用標(biāo)準(zhǔn)篩對某一混合料進(jìn)行篩分試驗，所得級是采用標(biāo)準(zhǔn)篩對某一混合料進(jìn)行篩分試驗，所得級配曲線平順圓滑，具有連續(xù)性。配曲線平順圓滑，具有連續(xù)性。v2 2、間斷級配、間斷級配v是在礦質(zhì)混合料中剔除其中一個分級或幾個分級而是在礦質(zhì)混合料中剔除其中一個分級或幾個分級而形成的不連續(xù)的混合料。形成的不連續(xù)的混合料。v（二）級配理論（二）級配理論v最大密實度曲線理論最大密實度曲線理論Y Y連續(xù)級配連續(xù)級配v粒子干涉理論粒子干涉理論Y Y連續(xù)、間斷級配連續(xù)、間斷級配v1 1、富

36、勒理論、富勒理論v2 2、泰波理論、泰波理論v通常取通常取 n=0.3n=0.30.60.6Ddpkdp1002nDdp100v3 3、我國簡化公式、我國簡化公式v一般取一般取i=0.7i=0.70.80.8vx x為級數(shù)為級數(shù) 當(dāng)當(dāng)d=Dd=D時時,x=1,x=1v 當(dāng)當(dāng)d=1/2Dd=1/2D時時,x=2,x=2v 當(dāng)當(dāng)d=1/4Dd=1/4D時時,x=3,x=3v4 4、魏矛斯粒子干涉理論、魏矛斯粒子干涉理論 1100 xipDDDt1310v二、級配曲線范圍的繪制二、級配曲線范圍的繪制v必須采用半對數(shù)坐標(biāo)即橫坐標(biāo)用對數(shù)坐標(biāo)（解釋原必須采用半對數(shù)坐標(biāo)即橫坐標(biāo)用對數(shù)坐標(biāo)（解釋原因）因）v建

37、立對數(shù)坐標(biāo)的方法：建立對數(shù)坐標(biāo)的方法：v1 1、先求出各顆粒粒徑的對數(shù)、先求出各顆粒粒徑的對數(shù)v2 2、求出各顆粒粒徑間的對數(shù)間距、求出各顆粒粒徑間的對數(shù)間距 ，并計算出各顆粒對數(shù)間距的總和并計算出各顆粒對數(shù)間距的總和idlog1loglogiidd1loglogiiddv3 3、求出間距系數(shù)、求出間距系數(shù)K Kv4 4、選定橫坐標(biāo)長度，各顆粒間距、選定橫坐標(biāo)長度，各顆粒間距v5 5、計算出各顆粒粒徑在橫坐標(biāo)上的位置、計算出各顆粒粒徑在橫坐標(biāo)上的位置v6 6、確定橫坐標(biāo)，以、確定橫坐標(biāo)，以PiPi為縱橫坐標(biāo)，即為對為縱橫坐標(biāo)，即為對數(shù)坐標(biāo)數(shù)坐標(biāo)v7 7、建立好坐標(biāo)后，畫級配范圍、建立好坐標(biāo)后，

38、畫級配范圍11lglglglgiiiiddddKKLLiv三、礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計方法三、礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計方法v設(shè)計依據(jù)：各種集料的篩分結(jié)果設(shè)計依據(jù)：各種集料的篩分結(jié)果v按規(guī)范要求的級配范圍即標(biāo)準(zhǔn)級配按規(guī)范要求的級配范圍即標(biāo)準(zhǔn)級配v1 1、試算法、試算法v因目前工程單位用的較多的是圖解法，因目前工程單位用的較多的是圖解法，故試算法由學(xué)生自習(xí)。故試算法由學(xué)生自習(xí)。v2 2、圖解法、圖解法 v又稱修正平衡面積法，是目前工程單位用的較多的又稱修正平衡面積法，是目前工程單位用的較多的一種方法。一種方法。v步驟繪制級配曲線圖步驟繪制級配曲線圖v 確定各種集料的用量比例：兩線相疊、兩線確定各種集料的用

39、量比例：兩線相疊、兩線相接、兩線相離。相接、兩線相離。v 校核及調(diào)整校核及調(diào)整v作業(yè)：完成第一章課后習(xí)題第一至第三個題的計算作業(yè)：完成第一章課后習(xí)題第一至第三個題的計算v課后小結(jié)：礦質(zhì)混合料級配的好壞，直課后小結(jié)：礦質(zhì)混合料級配的好壞，直接地影響著水泥混凝土或瀝青混合料的接地影響著水泥混凝土或瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)，因此學(xué)生必須掌握礦料的級技術(shù)性質(zhì)，因此學(xué)生必須掌握礦料的級配理論及設(shè)計方法。圖解法是本次課的配理論及設(shè)計方法。圖解法是本次課的重點。重點。課題課題: :無機(jī)膠凝材料無機(jī)膠凝材料v教具用品教具用品 : :樣品樣品 v教學(xué)目的教學(xué)目的: :了解石灰、石膏等常用無機(jī)了解石灰、石膏等常用無機(jī)

40、氣硬膠凝材料氣硬膠凝材料v重點難點重點難點: :石灰、石膏的技術(shù)性質(zhì)和用石灰、石膏的技術(shù)性質(zhì)和用途途v概述概述v定義：能夠通過自身的物理化學(xué)作用，從漿體變成定義：能夠通過自身的物理化學(xué)作用，從漿體變成堅硬的固體，并能把散?；驂K塊材料膠結(jié)成為一個堅硬的固體，并能把散?；驂K塊材料膠結(jié)成為一個整體的材料，稱為膠凝材料整體的材料，稱為膠凝材料v分類分類v1 1、按化學(xué)成分、按化學(xué)成分v有機(jī)膠凝材料：如瀝青類、橡膠類等；有機(jī)膠凝材料：如瀝青類、橡膠類等；v無機(jī)膠凝材料：如石灰、石膏、水泥等。無機(jī)膠凝材料：如石灰、石膏、水泥等。v2 2、無機(jī)膠凝材料按硬化條件、無機(jī)膠凝材料按硬化條件v氣硬性膠凝材料：只能

41、在大氣中硬化，并氣硬性膠凝材料：只能在大氣中硬化，并且只能在大氣中保持一定的強(qiáng)度。且只能在大氣中保持一定的強(qiáng)度。v如石灰、石膏。如石灰、石膏。v水硬性膠凝材料：既能用在大氣中，又能水硬性膠凝材料：既能用在大氣中，又能用在水中的膠凝材料。用在水中的膠凝材料。v典型的代表是水泥。典型的代表是水泥。 第一節(jié)第一節(jié) 石灰石灰v一、石灰的生產(chǎn)工藝概述一、石灰的生產(chǎn)工藝概述v主要原料：石灰石，其主要化學(xué)成分主要原料：石灰石，其主要化學(xué)成分CaCOCaCO3 3和和MgCOMgCO3 3以及雜質(zhì)以及雜質(zhì)v生產(chǎn)過程：生產(chǎn)過程：CaCOCaCO3 3在在10001000下加熱生成下加熱生成CaOCaO和和COC

42、O2 2v生石灰分類生石灰分類v1 1、優(yōu)質(zhì)生石灰：、優(yōu)質(zhì)生石灰：v潔白或帶灰色，密度輕，一般潔白或帶灰色，密度輕，一般8008001000kg/m1000kg/m3 3v2 2、過火石灰：、過火石灰：v水化速度慢，體積膨化，產(chǎn)生水化速度慢，體積膨化，產(chǎn)生“崩裂崩裂”現(xiàn)象，過火石灰表面有裂縫或玻璃狀的現(xiàn)象，過火石灰表面有裂縫或玻璃狀的外殼，體積收縮明顯，顏色呈灰黑色，外殼，體積收縮明顯，顏色呈灰黑色，密度大密度大v3 3、欠火石灰：含有未燒透的內(nèi)核，效、欠火石灰：含有未燒透的內(nèi)核，效率低，粘結(jié)力差，顏色呈深灰色。率低，粘結(jié)力差，顏色呈深灰色。v二、石灰的熟化二、石灰的熟化v1 1、熟化過程、熟

43、化過程vCaO+HCaO+H2 2O Ca(OH)O Ca(OH)2 2+64.9KJ/mol+64.9KJ/molv熟化過程應(yīng)注意加水量、安全、燒傷、燙傷等熟化過程應(yīng)注意加水量、安全、燒傷、燙傷等v2 2、有關(guān)陳伏的概念、有關(guān)陳伏的概念v石料熟化后，必須在隔絕空氣的條件下，放置兩個石料熟化后，必須在隔絕空氣的條件下，放置兩個星期以上的時間，方可使用。星期以上的時間，方可使用。v這個過程叫做陳伏。石灰陳伏的目的是為了消除過這個過程叫做陳伏。石灰陳伏的目的是為了消除過火石灰的危害?；鹗业奈：?。v3 3、加水量不同，將會得到不同的熟石灰、加水量不同，將會得到不同的熟石灰v熟石灰粉：加水適量，消化

44、不結(jié)團(tuán)熟石灰粉：加水適量，消化不結(jié)團(tuán)v石灰膏：加水量較多，熟石灰呈半固態(tài)。石灰膏：加水量較多，熟石灰呈半固態(tài)。v石灰乳：加水量更多一些，熟石灰呈流態(tài)。石灰乳：加水量更多一些，熟石灰呈流態(tài)。v4 4、將生石灰磨細(xì)成生石灰粉，則可不必預(yù)先、將生石灰磨細(xì)成生石灰粉，則可不必預(yù)先熟化、陳狀，可直接使用，可節(jié)約場地，改熟化、陳狀，可直接使用，可節(jié)約場地，改善施工環(huán)境，但成本高，存期不能過長善施工環(huán)境，但成本高，存期不能過長v三、石灰的硬化三、石灰的硬化v1 1、干燥硬化和結(jié)晶硬化、干燥硬化和結(jié)晶硬化v石灰中水分不斷揮發(fā)，形成熟石灰結(jié)晶。石灰中水分不斷揮發(fā)，形成熟石灰結(jié)晶。v在該過程中，石灰強(qiáng)度增長不明顯

45、在該過程中，石灰強(qiáng)度增長不明顯v2 2、碳化硬化、碳化硬化vCa(OH)Ca(OH)2 2+CO+CO2 2+nH+nH2 2O CaCOO CaCO3 3+(n+1)H+(n+1)H2 2O Ov該反應(yīng)必須有水分存在時才能進(jìn)行，且反應(yīng)該反應(yīng)必須有水分存在時才能進(jìn)行，且反應(yīng)速度緩慢速度緩慢v四、石灰的技術(shù)要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)四、石灰的技術(shù)要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)v（一）技術(shù)要求（一）技術(shù)要求v1 1、有效、有效CaOCaO和和MgOMgO的含量的含量v2 2、生石灰產(chǎn)漿量和未消化顆粒含量、生石灰產(chǎn)漿量和未消化顆粒含量v3 3、二氧化碳（、二氧化碳（COCO2 2）含量）含量v即未分解的即未分解的CaCOCaC

46、O3 3的含量的含量v4 4、消石灰粉游離水含量、消石灰粉游離水含量 游離水可使石灰碳化，游離水可使石灰碳化，從而影響質(zhì)量從而影響質(zhì)量v5 5、細(xì)度：用、細(xì)度：用0.9mm0.9mm及及0.125mm0.125mm的篩進(jìn)行篩分試驗，的篩進(jìn)行篩分試驗，測定篩余量測定篩余量v（二）石灰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（二）石灰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)v見教材中表見教材中表2-12-1、2-22-2、2-32-3、2-42-4v五、石灰的應(yīng)用及儲存五、石灰的應(yīng)用及儲存v（一）石灰的特點（一）石灰的特點v1 1、可塑性好、可塑性好v2 2、強(qiáng)度低：、強(qiáng)度低：28d28d的強(qiáng)度只有的強(qiáng)度只有0.20.20.5MPa0.5MPav3 3、耐

47、水性差：因、耐水性差：因Ca(OH)Ca(OH)2 2易溶于水易溶于水v4 4、體積收縮大、體積收縮大v水分揮發(fā)，體積收縮，故石灰一般不宜單獨使用，水分揮發(fā)，體積收縮，故石灰一般不宜單獨使用，必須摻入骨料（如砂）或纖維材料等，起到抗收縮必須摻入骨料（如砂）或纖維材料等，起到抗收縮開裂的作用開裂的作用v（二）石灰的應(yīng)用（二）石灰的應(yīng)用v1 1、制作石灰乳：作用室內(nèi)粉刷涂料、制作石灰乳：作用室內(nèi)粉刷涂料v2 2、配制砂漿：一般不用消石灰粉、配制砂漿：一般不用消石灰粉v3 3、配制灰土或三合土：是良好的建筑物基礎(chǔ)和道、配制灰土或三合土：是良好的建筑物基礎(chǔ)和道路熱層路熱層v（三）石灰的儲存（三）石灰的

48、儲存v1 1、防潮，不同易燃物品混存、混運、防潮，不同易燃物品混存、混運v2 2、如需要較長時間貯存生石灰，則應(yīng)將其消化后、如需要較長時間貯存生石灰，則應(yīng)將其消化后存放，并使表面隔絕空氣，以防碳化。存放，并使表面隔絕空氣，以防碳化。v課后小結(jié)：石灰及石膏均是無機(jī)結(jié)合料，課后小結(jié)：石灰及石膏均是無機(jī)結(jié)合料，屬氣硬性材料，只能用于大氣中，而不屬氣硬性材料，只能用于大氣中，而不能用于水中。能用于水中。w課題課題:水泥水泥 教具用品教具用品: 相關(guān)試驗儀相關(guān)試驗儀器器 w教學(xué)目的教學(xué)目的:了解水泥的常見品種、水泥生產(chǎn)制了解水泥的常見品種、水泥生產(chǎn)制造過程及主要礦物成分造過程及主要礦物成分w重點難點重點

49、難點:水泥的主要礦物成分特征及其對水水泥的主要礦物成分特征及其對水泥技術(shù)性質(zhì)的影響泥技術(shù)性質(zhì)的影響22 水泥 w水泥概述w1、水泥歷史不長，只100多年的歷史，但發(fā)展驚人w2、水泥品種w1）按化學(xué)成分為：w硅酸鹽類水泥 w 有六大類：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥。w鋁酸鹽類水泥w無熟料（少熟料）類水泥w2）按用途分為：w普通水泥w特殊水泥w目前，在道路工程中，仍以硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥為主，故本節(jié)著重介紹這兩個品種的水泥。此外，由于道路路面對水泥的特殊要求，近年來已生產(chǎn)了道路水泥。w特殊水泥是為了滿足一些特殊工程所生產(chǎn)的水泥

50、，如：快硬水泥、早強(qiáng)水泥、膨脹水泥等。w一、硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥w定義：凡由硅酸鹽水泥熟料、05%的石灰石或?；郀t礦渣，適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥。即國外的波特蘭水泥 Portland cement 分為不摻混合材料PI和摻不超過5%混合材料PIIw(一)硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝概述w1、生產(chǎn)原料w石灰質(zhì)原料 提供CaOw粘土質(zhì)原料 提供SiO2 Al2O3 Fe2O3等w校正材料 一般為鐵礦，用來補充原材料中鐵質(zhì)的不足。w2、生產(chǎn)工藝w按比例配生料并磨細(xì)w將以上三種原材料按一定的比例配好，并并磨細(xì)制成生產(chǎn)水泥的生料。w窯中煅燒至1450C，形成熟料。w在高溫煅燒過程中

51、，原材料之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成各種有用物質(zhì)，尤其是1450C時最關(guān)鍵，它是水泥中最重要的成分硅酸三鈣生成的溫度。w加入石膏磨細(xì)制成水泥。w即“兩磨一燒”。w（二）硅酸鹽水泥的化學(xué)成分與礦物組成w1、硅酸鹽水泥的礦物組成w原料 礦物組成w石灰質(zhì) CaO 3 CaO SiO2 C3Sw粘土質(zhì) SiO2 2 CaO SiO2 C2Sw Al2O3 2 CaO Al2O3 C3Aw Fe2O3 4 CaO Al2O3 Fe2O3 C4AFw2、水泥熟料主要礦物組成的性質(zhì)wC3S是主要成分，含量50%左右，水化速度快，水化熱高，且早期強(qiáng)度高，水化物對水泥早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度起主要作用。wC2S含量1040

52、%，水化速度慢，水化熱低，早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高，耐化學(xué)侵蝕性和干縮性較好。wC3A含量在15%以下，水化速度最快，水化熱最高，耐化學(xué)侵蝕性差，干縮性大。wC4AF含量515%，水化速度較快，水化熱較高，強(qiáng)度 低，但對于抗折強(qiáng)度起重要作用，耐化學(xué)侵蝕性好，干縮性小。w3、水泥熟料主要成分特性比較（由高至低排列）w1）反應(yīng)速度 C3A C3S C4AF C2Sw2）釋熱量 C3A C3S C4AF C2Sw3）強(qiáng)度 C3S C2S C3A不高 C4AF對抗強(qiáng)度有利w4）耐侵蝕性 C4AF C2S C3S C3Aw5）干縮性 C3A最大 C3S居中 C4AF C2S最小 w4、礦物組成對水泥性能的

53、影響w不同的礦物成分，表現(xiàn)出不同的特性。水泥是由多種礦物成分組w成的，改變各種礦物成分的含量比例以及它們之間的匹配，則可w以生產(chǎn)出性能各異的水泥。如：w大壩水泥：降低C3A C3S的含量，提高C2S的含量。w道路水泥：提高C3S和C4AF的含量。w高強(qiáng)水泥：提高C3S的含量。w課后小結(jié)：水泥的發(fā)展歷史只有100多年，但是由于其自身的良好工程性質(zhì)，因而被普遍地應(yīng)用于種類建筑物中。本次課重點學(xué)習(xí)水泥的礦物組成、特點及其對水泥的技術(shù)性質(zhì)的影響。100cwmmPv課題課題: 穩(wěn)定土穩(wěn)定土 教具用品教具用品: 無無 v教學(xué)目的教學(xué)目的:了解穩(wěn)定土的組成材料的種類及了解穩(wěn)定土的組成材料的種類及技術(shù)性質(zhì)與組

54、成設(shè)計技術(shù)性質(zhì)與組成設(shè)計v重點難點重點難點:穩(wěn)定土的強(qiáng)度試驗方法及結(jié)合料穩(wěn)定土的強(qiáng)度試驗方法及結(jié)合料劑量確定方法劑量確定方法v一、概述v1、定義：穩(wěn)定土是在粉碎的或原來松散的土中，摻入足量的石灰、水泥、工業(yè)廢渣、瀝青及其它材料后，經(jīng)拌合、壓實及養(yǎng)生后，得到的具有較高后期強(qiáng)度，整體性和水穩(wěn)定性均較好的一種材料。v2、適用范圍：v適用于路面的基層及底基層，不適用于路面的面層。v3、分類：按所用結(jié)合料可分為以下幾種：v 1）、石灰穩(wěn)定土；v 2）、水泥穩(wěn)定土；v 3）、瀝青穩(wěn)定土；v 4）、石灰穩(wěn)定工業(yè)廢渣；v 5）、綜合穩(wěn)定土等v二、穩(wěn)定土材料的組成v（一）穩(wěn)定土的基本材料v組成穩(wěn)定土的基本材料是

55、土，一般規(guī)定土的液限不大于40%，塑性指數(shù)不大于20%，且級配良好。v（二）穩(wěn)定土的外摻材料v1、石灰v各種化學(xué)組成的石灰均可用于穩(wěn)定土，石灰的最佳劑量，對粘性土和粉性土為干v土重的8%16%，對砂性土為干土重的10%18%。v石灰的穩(wěn)定效果：可使土粒膠結(jié)成整體，密實性提高，水穩(wěn)定性提高，強(qiáng)度提高。v2、水泥v各種水泥均可都可用于穩(wěn)定土，通常情況下硅酸鹽水泥比鋁酸鹽水泥的穩(wěn)定效果好。在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能降低水泥的用量。v3、粉煤灰v粉煤灰加入土中既能起填充的作用，又能與石灰反應(yīng)，生成起膠結(jié)作用的產(chǎn)物，從而達(dá)到改善穩(wěn)定土的水穩(wěn)定性、提高強(qiáng)度與密實度的目的。v4、瀝青v各種瀝青，包括：石油

56、瀝青、煤瀝青、乳化瀝青、瀝青膏漿等均可用于拌合穩(wěn)定土。一般情況下多用液體瀝青。v瀝青加入土或集料中，可分兩種類型：v結(jié)構(gòu)瀝青：有利于提高瀝青穩(wěn)定土的水穩(wěn)定與強(qiáng)度。v自由瀝青：在穩(wěn)定土壓實時起潤滑和填充的作用。v（一）、強(qiáng)度v1、強(qiáng)度形成原理v（1）、離子交換作用v所謂離子交換作用是指穩(wěn)定劑中高價陽離子在一定的條件下替換土中某些低價金屬離子等的作用。通過離子交換，使土粒凝聚而增強(qiáng)了粘聚力，并使其水穩(wěn)定性提高。能發(fā)生離子交換作用的穩(wěn)定劑有石灰、水泥等。v土+Na+、K+Ca2+土+ Ca2+ Na+（或K+）v（2）、碳酸化作用v碳酸化指消解石灰或水泥產(chǎn)物Ca(OH)2吸咐空氣中的CO2氣體，生成

57、碳酸鈣的過程，其化學(xué)反應(yīng)式如下：vCa(OH)2+CO2+nH2OCaCO3.+ (n+1)H2Ov（3）、結(jié)晶作用v當(dāng)土中Ca(OH)2濃度達(dá)到一定程度時，Ca(OH)2即會由飽和溶液轉(zhuǎn)變成過飽和溶液，形成晶體，其化學(xué)反應(yīng)式如下：vCa(OH)2+nH2OCa(OH)2. nH2Ov由此作用，使土的密實度得以改善，強(qiáng)度提高，水穩(wěn)定性也因晶體Ca(OH)2溶解度比非晶體Ca(OH)2小而改善。v（4）、火山灰反應(yīng)v火山灰反應(yīng)指活性SiO2和Al2O3在Ca(OH)2激發(fā)下產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，生成類似硅酸鹽水泥的水化產(chǎn)物，即水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣的過程，其反應(yīng)式如下：vmCa(OH)2+SiO2+(

58、n-1)H2O mCaO.SiO2. nH2OvmCa(OH)2+ Al2O3+(n-1)H2O mCaO. Al2O3 nH2Ov（5）、硬凝反應(yīng)v此作用主要是水泥水化生成膠結(jié)性很強(qiáng)的各種物質(zhì)，能夠?qū)⑺缮⒌念w粒膠結(jié)成整體材料，提高材料的穩(wěn)定性能。v（6）、吸咐作用v某些穩(wěn)定劑加入土中后能吸咐于土顆粒表面，使土顆粒表面具有憎水性或使土顆粒表面粘結(jié)性增加，如瀝青材料。v2、影響穩(wěn)定土強(qiáng)度的因素v（1）、土質(zhì)v對于石灰穩(wěn)定土和石灰粉煤灰穩(wěn)定土，用塑性指數(shù)為10%20%的粘性土較適宜，不適宜用塑性指數(shù)小于10%的低塑性土及重粘土。v對于水泥穩(wěn)定土，可用各種砂礫、粉土和粘土，但級配良好的粗、中顆粒的土

59、比單純粘性土較適宜。v（2）、穩(wěn)定劑品種及用量v當(dāng)采用石灰穩(wěn)定劑時，必須測定石灰中有效氧化鈣和氧化鎂的含量，宜用技術(shù)等級為3級以上的石灰。v用水泥穩(wěn)定時，硅酸鹽水泥比鋁酸鹽水泥效果好一些，不宜采用快硬或早強(qiáng)水泥。v水泥穩(wěn)定土的強(qiáng)度隨水泥劑量增加而增加，石灰穩(wěn)定土的強(qiáng)度則存在一個最佳石灰劑量值，超過或低于此值，石灰穩(wěn)定土的強(qiáng)度則降低。v（3）、含水量v存在一個最佳含水量。v（4）、密實度v希望密實度越大越好。v（5）、施工時間長短的影響v主要針對水泥穩(wěn)定土，要求其從開始加水到完全壓實的時間盡可能短，一般不要超過6h。v（6）、養(yǎng)生條件v穩(wěn)定土必須在適當(dāng)?shù)臏囟?、濕度下養(yǎng)護(hù)，其強(qiáng)度才會不斷提高。v（

60、二）、穩(wěn)定土材料的變形性能v1、縮裂特性v干縮：隨著無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土強(qiáng)度的不斷形成，水分逐漸消耗以及蒸發(fā)，體積發(fā)生收縮，收縮變形受到約束時，逐漸產(chǎn)生裂縫，即為干縮裂縫。v溫縮：無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土具有熱脹冷縮性質(zhì)，隨著氣溫的降低，穩(wěn)定土?xí)a(chǎn)生冷卻收縮變形，收縮變形受到約束時，逐漸形成裂縫，即為溫縮裂縫。v2、裂縫防治措施v（1）、改善土質(zhì)：穩(wěn)定土用土越粘，則縮裂越嚴(yán)重。v（2）、控制含水量及壓實度。v（3）、摻加粗粒料。v（三）穩(wěn)定土材料的疲勞特性v石灰粉煤灰穩(wěn)定材料的抗疲勞性能優(yōu)于水泥砂礫，但水泥穩(wěn)定土的強(qiáng)度因素對提高疲勞壽命也有利。v（四）、穩(wěn)定土材料水穩(wěn)定性和冰凍穩(wěn)定性v可用浸水強(qiáng)度試驗和凍