1、1道路建筑材料道路建筑材料 课课 题题:建筑材料的基本内容及性质。教学目的教学目的:了解本课程的学习内容、方 法、要求及应要求。重点难点重点难点:材料的物理性质、水理性质、 力学性质、加工性和耐久性等。2绪绪 论论v课前介绍：v本课程是路桥专业的一门重要的专业基础课，是一门考试课程，本学期要求学习完教材内容，能熟练掌握课堂理论教学内容及试验课的实践内容。v成绩评定包括几方面：v1、平时作业完成情况及考勤；v2、期中考试及期末考试成绩；v3、试验操作完成情况等。v一、本课程的研究内容与任务v（一）内容：v本课程中主要学习以下几种建筑材料：v1、砂石材料 （1）天然的 （1）块状石料：简称：石料v
2、（2）人工轧制的 （2）料状石料：简称：集料v2、无机结合料及其制品v无机结合料：通常分为以下几种：v（1）石灰v（2）水泥v（3）石膏3v无机结合料制品： （1）水泥混凝土v（2）半刚性路面材料v3、有机结合料及其混合料v沥青材料主要指沥青类材料，如：石油沥青，煤沥青等。v有机结合料混合料：v（1）沥青混凝土v （2）沥青碎石等v （3）各种新型沥青混合料v4、高分子聚合物材料：v主要包括塑料、合成橡胶、合成纤维等。v功能：主要用以改善软土地基、水泥混凝土、沥青混合料的性能。v5、钢材和木材v钢材是桥梁结构及钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土结构的重要材料。v木材较少直接用于修筑桥梁，目前主要用作
3、混凝土工程的拱架和模板。4v（二）课程学习任务：v1、论述材料组成、结构、技术性质与它们之间的关系；v 2、论述材料的检验方法（举例水泥凝结时间测定方法）；v 3、利用测验评定其技术性质（举例水泥对初凝、终凝时间的要求及规范的规定）。v（三）课程学习目的：v1、掌握各种材料的技术性能，包括：v 力学性质、物理性质、化学性质及工艺性质等；v 2、选择、鉴定材料v 能够结合工程实际情况，合理地选择材料，如水泥混凝土组成材料的选择、沥青混合料对组成材料的选择及鉴别与评定；v 3、能正确使用材料（如石灰的消化、水泥应用贮存等）5v二、建筑材料应具备的工程性质v1、力学性质v 各种强度指标及耐磨、抗变形
4、指标。如，水泥混凝土的抗压、抗折强度；沥青混合料的稳定度、流值；石料的磨耗度等。v2、物理性质v（1）物质指标：如材料的密度、孔隙率、含水量v（2）温度稳定性：如沥青软化点、脆点等。v（3）水稳定性等：如沥青混合料的残留稳定度等。v3、化学性质v 各种材料的化学成分及其变化规律。如，水泥的各种成分与自然界之间的变化；沥青的化学成分及其变化规律。v4、工艺性质混凝土的流动性v材料四个性质之间是相互制约、相互联系的。6v三、建筑材料与路桥工程的关系v1、材料是工程结构物的物质基础：其中材料质量的好坏直接决定着工程质量的等级。v2、材料与工程造价之间的密切关系 工程建筑材料占工程造价的60至70，甚
5、至80，因此，如何合理地降低造价、节省开支，均与建筑材料之间有着密不可分的关系。v3、新材料与新结构、新工艺之间的关系v用桥梁跨径的变化及路面材料的变化来分析v四、道路建筑材料的检验方法和技术标准v（一）检验方法：室内、室外及模拟试验方法。v（二）检验内容：包括四个方面v1、物理性质试验；v2、力学性质试验；7v3、化学性质试验；v4、工艺性质试验。v（三）质量检验的标准化与技术标准v目前我国建筑材料的标准分为：国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四个等级。其中：vGB指国家标准vJTJ交通部门基本建设方面的规范vJC建材行业标准vSH石油化工行业标准v五、本课程的要求v本课程为考试课、完成
6、学习后将有两门成绩，即理论成绩和实操成绩。v建筑材料课在本专业中的位置：是路桥专业的重点课程8v课后小结：课后小结：绪论课是每一门课的开场白，学生能否对该课程有一个全面、正确的认识，关键的一点是讲好绪论课。9课题:石材的技术性质和技术要求教具用品 相关试验仪器 教学目的:了解砂石材料的类别，石料的技术性质及其应用重点难点:石料的物理性质、力学性质10i11 砂石材料的技术性质砂石材料的技术性质概述：砂石材料按形状分类1）、块状石料：简称石料 如块石、片石等；2）、粒状石料：简称集料 集料又按大小分为： 粗集料：如碎石、卵石 细集料：如砂、石屑砂石材料按来源分类1）、天然石料2）、人工轧制的集料
7、3）、工业冶金矿渣11一、石料的技术性质1、物理性质：包括物理常数、吸水性和耐候性等。1）物理性质真密度：是石料在规定条件下，烘干石料矿质单位体积的质量，用t 表示。 则sstvm12因 固 测定方法：李氏比重瓶法测定，将石料磨细至全部过0.25mm的筛孔，然后将其装入比重瓶中，利用已知比重的液体置换石料的体积。毛体积密度测定方法：用静水称量法，亦可用蜡封法测定。MmsstvMVMvvvminssh13孔隙率2)吸水性：指石料在规定条件下吸水的能力。(1)吸水率：20E2和大气压状态下，吸水质量的百分率。(2)饱水率：200E20C ，真空条件下，吸水质量的百分率饱水系数当 sr90%时，抗冻
8、性较差。通常认为在常压下测定的吸水率，此时水分只充填部分孔隙，而当石料开口孔隙内部空气被排空时，水分几乎充满开口孔隙的全部体积。10011000thvvn100112mmmWx100112mmmWx143）耐候性：目前主要考虑抗冻性，常用抗冻性标号表示，测定经过冻(-150C,4h)、融(200E20C,4h)循环，质量损失不超过5%，抗压强度不超过25%的次数。2、力学性质1）单轴抗压强度 试验条件要求：试件形状、尺寸、吸水饱和、加荷速度等。2）磨耗性：指石料抵抗撞击、边缘剪力和磨擦等联合作用的性质。洛杉矶式磨耗试验Y标准方法5kg石料+12个5kg的钢球 磨500转测定过2mm或1.6mm
9、(方筛)的筛余质量APR 100121mmmQ磨15狄法尔法磨耗试验 代用方法用100块50-70mm的试件分两份，每份磨10000转。两种方法相比较，显然洛杉矶法具有省时、省工，石料按一定规格组成等优点，故能全面反映石料的磨耗性。3、化学性质按SiO2含量，将石料划分为酸性岩 SiO265% 中性岩 52%= SiO2O65%碱性岩 SiO252%16（2）石料的技术要求1、路用石料的技术分级：分4级 级最坚强的岩石级坚强的岩石级中等坚强的岩石级较软的岩石2、路用石料的技术标准：见表1-1二、道路和桥涵用石料制品（一）道路用石料制品1、高级铺砌用整齐块石：经精凿加工而成。2、路面铺砌用整齐块
10、石：粗凿成的方块石或条石。3、铺砌用不整齐块石：又称拳石，要求顶面为一平面，底面与顶面基本平行。4、锥形块石：又称大块石，用于路面底基层，是由片石进一步加工而得的粗打石料。17（二）桥梁建筑用主要石料制品1、片石：粗打石料，其形状不限制，但薄片者不得使用。2、块石：有两个较大的平行面3、方块石：在块石中选择形状比较整齐者稍加修整。4、粗料石：表面凹凸不大于10mm，砌缝宽度小于20mm。5、细料石：表面凹凸不大于5mm，砌缝宽度小于15mm。6、镶面石：一般应选用较好的石料。课后小结：天然砂石材料在地表分布广泛，物理、力学性质好，在工程中被广泛应用。石料的技术性质和技术要求是本次课的重点内容。
11、18 课题课题:细集粒的技术性质 教具用品教具用品: 相关试验仪器 教学目的教学目的:了解细集料的各项技术性质及测定方法 重点难点重点难点:细集料的级配、表观密度及装填密度19 三、集料的技术性质 工程上以粒径的大小为界，通常将集料分粗集料及细集料；其中在沥青混合料中，以 2.36mm为界，在水泥混凝土中以5mm为界。 （一）细集料的技术性质 定义：在沥青混合料中，指粒径小于2.36mm天然砂，人工砂及石屑。 在水泥混凝土中，指粒径小于5mm的天然砂、人工砂。 分类： 1、天然砂：由岩石在自然条件下风化形成的。 天然砂通常包括以下几种类型： （1）河砂：性质较好，多用。 （2）山砂：含泥量及有
12、机杂质多。 （3）海砂：混有贝壳和盐分等有害杂质。 2、人工砂：由岩石轧碎而成的颗粒，表面有棱角，较洁净，但价格较高，无特殊情况多不采用。20 上述几种细集料中，一般工程上多使用河砂。 1、物理性质 集料的质量与体积的关系见图所示：体 积质 量空 隙开 口 孔 隙闭 口 孔 隙矿 质 实 体0ViVvVnVsVV0msmm21 图中：m_集料的总质量（g）； m0_集料中矿质实体质量（g）； ms_集料中孔隙及空隙部分的质量（g）； V_集料的总体积（cm）； Vs_集料中矿质实体的体积（cm）； Vn_集料中闭口孔隙的体积（cm）； Vi_集料中开口孔隙的体积（cm）； Vv_集料中空隙的体
13、积（cm）； V0_集料中孔隙的体积（cm）；22 （1）表观密度 测定方法：比重瓶法 （2）毛体积密度 （3）松方密度装填密度：堆积密度（松装密度）、紧装密度 （4）空隙率anssavmvvmhshvmvivnvmvmvvvmvs001001an23 2、级配 用筛分法测定砂的级配 标准筛：5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16mm(圆孔) 4.75 2.36 1.18 . 0.6 . 0.3 0.15mm(方孔) 筛分后，计算相关参数如下： （1）分计筛余百分率 （2）累计筛余百分率 （3）通过百分率 100MmaiiiiaaaA 21iiAp10024振筛机25 3、粗度
14、(水泥混凝土用砂) （沥青路面及各种路面的基层、底层用砂） 砂的粗度分类 为粗砂 为中砂 为细砂5516. 0315. 063. 025. 15 . 21005AAAAAAAMx10015. 03 . 06 . 02 . 136. 275. 4AAAAAAMx1 . 37 . 3xM3 . 20 . 3xM6 . 12 . 2xM26 课后小结：细集料主要指砂，它广泛应用于水泥混凝土及沥青混合料中，学生必须掌握好其各项技术指标、测定方法及技术标准，从而达到保证材料质量的目的。 2728nssavvm29vivvmnsshvsvvvm001001an3031100121075. 0mmmp100
15、100075. 0pmmaioiiiaaaA 213233iiAp100343510001mmmQoa361001mmLSV37SSDmmAAV)( 3213839w课题课题:矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计 教具用品教具用品: 相相关试验仪器关试验仪器 w教学目的教学目的:了解矿质混合料的组成设计原理及了解矿质混合料的组成设计原理及设计方法设计方法w重点难点重点难点:图解法及级配曲綫的绘制图解法及级配曲綫的绘制4012 矿质混合料的组成设计w概述w矿质混合料颗粒级配应满足的基本要求：w1、最小空隙率：即使不同粒径的各级矿质集料按一定的比例搭配后，应有最大密实度。w2、最大磨擦力：各级
16、矿质集料在进行比例搭配时，应使各级集料排列紧密，形成一个多级空间骨架结构，且具有最大的摩擦力。w矿质混合料组成设计内容：w1、级配理论和级配范围的确定w2、基本组成的设计方法41w一、矿质混合料的级配理论w（一）级配类型w先讲级配曲线w1、连续级配w 是采用标准筛对某一混合料进行筛分试验，所得级配曲线平顺圆滑，具有连续性。w2、间断级配w 是在矿质混合料中剔徐其中一个分级或几个分级而形成的不连续的混合料。42w（二）级配理论w最大密实度曲线理论Y连续级配w粒子干涉理论Y连续、间断级配w1、富勒理论w2、泰波理论w 通常取 n=0.30.6Ddpkdp1002nDdp10043w3、我国简化公式
17、w 一般取i=0.70.8wx为级数 当d=D时,x=1w 当d=1/2D时,x=2w 当d=1/4D时,x=3w4、魏矛斯粒子干涉理论 1100 xipDDDt131044w二、级配曲线范围的绘制w必须采用半对数坐标即横坐标用对数坐标（解释原因）w建立对数坐标的方法：w1、先求出各颗粒粒径的对数w2、求出各颗粒粒径间的对数间距 ，并计算出各颗粒对数间距的总和idlog1loglogiidd1loglogiidd45w3、求出间距系数Kw4、选定横坐标长度，各颗粒间距w5、计算出各颗粒粒径在横坐标上的位置w6、确定横坐标，以Pi为纵横坐标，即为对数坐标w7、建立好坐标后，画级配范围11lglg
18、lglgiiiiddddKKLLi46w三、矿质混合料的组成设计方法w设计依据：各种集料的筛分结果w 按规范要求的级配范围即标准级配w1、试算法w因目前工程单位用的较多的是图解法，故试算法由学生自习。w2、图解法 w又称修正平衡而积法，是目前工程单位用的较多的一种方法。w步骤 绘制级配曲线图w 确定各种集料的用量比例：两线相叠、两线相接、两线相离。w 校核及调整w作业：完成第一章课后习题第一至第四个题的计算47w课后小结：矿质混合料级配的好坏，直接地影响着水泥混凝土或沥青混合料的技术性质，因此学生必须掌握矿料的级配理论及设计方法。图解法是本次课的重点。48n课题课题:无机胶凝材料无机胶凝材料
19、教具用品教具用品 :样品样品 n教学目的教学目的:了解石灰、石膏等常用无机气硬胶了解石灰、石膏等常用无机气硬胶凝材料凝材料n重点难点重点难点:石灰、石膏的技术性质和用途石灰、石膏的技术性质和用途49n概述n定义：能够通过自身的物理化学作用，从浆体变成坚硬的固体，并能把散粒或块块材料胶结成为一个整体的材料，称为胶凝材料n分类n1、按化学成分n有机胶凝材料：如沥青类、橡胶类等；n无机胶凝材料：如石灰、石膏、水泥等。n2、无机胶凝材料按硬化条件n气硬性胶凝材料：只能在大气中硬化，并且只能在大气中保持一定的强度。如石灰、石膏。n水硬性胶凝材料：既能用在大气中，又能用在水中的胶凝材料。典型的代表是水泥。
20、 502-1 石灰n一、石灰的生产工艺概述n主要原料：石灰石，其主要化学成分CaCO3 MgCO3以及杂质n生产过程：CaCO3在1000下加热生成 CaO和CO2Zn生石灰分类n1、优质生石灰：n洁白或带灰色，密度轻，一般8001000kg/m3n2、过火石灰：n水化速度慢，体积膨化，产生“崩裂”现象，过火石灰表面有裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，密度大n3、欠火石灰：含有未烧透的内核，效率低，粘结力差，颜色呈深灰色。51n二、石灰的熟化n1、熟化过程nCaO+H2O Ca(OH)2+64.9KJ/moln熟化过程应注意加水量、安全、烧伤、烫伤等n2、有关陈伏的概念n石料熟化
21、后，必须在隔绝空气的条件下，放置两个星期以上的时间，方可使用。这个过程叫做陈伏。石灰陈伏的目的是为了消除过火石灰的危害。52n3、加水量不同，将会得到不同的熟石灰n熟石灰粉：加水适量，消化不结团n石灰膏：加水量较多，熟石灰呈半固态。n石灰乳：加水量更多一些，熟石灰呈流态。n4、将生石灰磨细成生石灰粉，则可不必预先熟化、陈状，可直接使用，可节约场地，改善施工环境，但成本高，存期不能过长53n三、石灰的硬化n1、干燥硬化和结晶硬化n石灰中水分不断挥发，形成熟石灰结晶。n在该过程中，石灰强度增长不明显n2、碳化硬化nCa(OH)2+CO2+nH2O Ca CO3+(n+1) H2On该反应必须有水分
22、存在时才能进行，且反应速度缓慢54n四、石灰的技术要求和技术标准n（一）技术要求n1、有效CaO和MgO的含量n2、生石灰产浆量和未消化颗粒含量n3、二氧化碳（CO2）含量n即未分解的CaCO3的含量n4、消石灰粉游离水含量 游离水可使石灰碳化，从而影响质量n5、细度 用0.9mm及0.125mm的筛进行筛分试验，测定筛余量55n（二）石灰的技术标准n见教材中表2-1、2-2、2-3、2-4n五、石灰的应用及储存n（一）石灰的特点n1、可塑性好n2、强度低 28d的强度只有0.20.5mpan3、耐水性差 因Ca(OH)2易溶于水n4、体积收缩大n水分挥发，体积收缩，故石灰一般不宜单独使用，必
23、须掺入骨料（如砂）或纤维材料等，起到抗收缩开裂的作用56n（二）石灰的应用n1、制作石灰乳 作用室内粉刷涂料n2、配制砂浆 一般不用消石灰粉n3、配制灰土或三合土： 是良好的建筑物基础和道路热层n（三）石灰的储存n1、防潮，不同易燃物品混存、混运n2、如需要较长时间贮存生石灰，则应将其消化后存放，并使表面隔绝空气，以防碳化。57n课后小结：石灰及石膏均是无机结合料，属气硬性材料，只能用于大气中，而不能用于水中。58w课题课题:水泥水泥 教具用品教具用品: 相关试验仪相关试验仪器器 w教学目的教学目的:了解水泥的常见品种、水泥生产制了解水泥的常见品种、水泥生产制造过程及主要矿物成分造过程及主要矿
24、物成分w重点难点重点难点:水泥的主要矿物成分特征及其对水水泥的主要矿物成分特征及其对水泥技术性质的影响泥技术性质的影响5922 水泥 w水泥概述w1、水泥历史不长，只100多年的历史，但发展惊人w2、水泥品种w1）按化学成分为：w硅酸盐类水泥 w 有六大类：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。w铝酸盐类水泥w无熟料（少熟料）类水泥60w2）按用途分为：w普通水泥w特殊水泥w目前，在道路工程中，仍以硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥为主，故本节着重介绍这两个品种的水泥。此外，由于道路路面对水泥的特殊要求，近年来已生产了道路水泥。w特殊水泥是为了
25、满足一些特殊工程所生产的水泥，如：快硬水泥、早强水泥、膨胀水泥等。61w一、硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥w定义：凡由硅酸盐水泥熟料、05%的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。即国外的波特兰水泥 Portland cement 分为不掺混合材料PI和掺不超过5%混合材料PII62w(一)硅酸盐水泥生产工艺概述w1、生产原料w石灰质原料 提供CaOw粘土质原料 提供SiO2 Al2O3 Fe2O3等w校正材料 一般为铁矿，用来补充原材料中铁质的不足。w2、生产工艺w按比例配生料并磨细w将以上三种原材料按一定的比例配好，并并磨细制成生产水泥的生料。63w窑中煅烧至
26、1450C，形成熟料。w在高温煅烧过程中，原材料之间发生化学反应，生成各种有用物质，尤其是1450C时最关键，它是水泥中最重要的成分硅酸三钙生成的温度。w加入石膏磨细制成水泥。w即“两磨一烧”。64w（二）硅酸盐水泥的化学成分与矿物组成w1、硅酸盐水泥的矿物组成w原料 矿物组成w石灰质 CaO 3 CaO SiO2 C3Sw粘土质 SiO2 2 CaO SiO2 C2Sw Al2O3 2 CaO Al2O3 C3Aw Fe2O3 4 CaO Al2O3 Fe2O3 C4AF65w2、水泥熟料主要矿物组成的性质wC3S是主要成分，含量50%左右，水化速度快，水化热高，且早期强度高，水化物对水泥早
27、期强度和后期强度起主要作用。wC2S含量1040%，水化速度慢，水化热低，早期强度低，后期强度高，耐化学侵蚀性和干缩性较好。66wC3A含量在15%以下，水化速度最快，水化热最高，耐化学侵蚀性差，干缩性大。wC4AF含量515%，水化速度较快，水化热较高，强度 低，但对于抗折强度起重要作用，耐化学侵蚀性好，干缩性小。67w3、水泥熟料主要成分特性比较（由高至低排列）w1）反应速度 C3A C3S C4AF C2Sw2）释热量 C3A C3S C4AF C2Sw3）强度 C3S C2S C3A不高 C4AF对抗强度有利w4）耐侵蚀性 C4AF C2S C3S C3A68w5）干缩性 C3A最大
28、C3S居中 C4AF C2S最小 w4、矿物组成对水泥性能的影响w不同的矿物成分，表现出不同的特性。水泥是由多种矿物成分组w成的，改变各种矿物成分的含量比例以及它们之间的匹配，则可w以生产出性能各异的水泥。如：w大坝水泥：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高强水泥：提高C3S的含量。69w课后小结：水泥的发展历史只有100多年，但是由于其自身的良好工程性质，因而被普遍地应用于种类建筑物中。本次课重点学习水泥的矿物组成、特点及其对水泥的技术性质的影响。81828384100cwmmP8586878889909192939495969798127
29、课题课题:普通水泥混凝土对组成材料要求普通水泥混凝土对组成材料要求 教具用品教具用品 :无无 教学目的教学目的:了解混凝土组成材料的种类及技术了解混凝土组成材料的种类及技术要求要求重点难点重点难点:水泥品种与强度等级选用水泥品种与强度等级选用128第三章第三章 水泥混凝土和砂浆水泥混凝土和砂浆定义：水泥混凝土是由水泥和水组成的水泥浆体，为粘结介质，将分散其间的不同粒径的粗、细集料胶结起来，在一定条件下，硬化成为具有一定力学性能的一种人工石材。分类：1、按表观密度分为普通混凝土 轻混凝土 重混凝土 1292、按强度分为低强度混凝土 中强度混凝土 高强度混凝土 2、按流动性分为塑性混凝土低流动性混
30、凝土干硬性混凝土混凝土的优缺点优点：1、抗压强度较高，耐久性好，耐火性好，养护费用极少； 2、新拌混凝土具有良好塑性，可加工成任何形状； 3、材料来源广泛，便于就地取材，价格便宜； 4、可以根据工程要求改变材料配合比来满足需要。缺点：1、抗拉强度低； 2、由于干缩，易出现裂缝； 3、施工日期长； 4、自重较大； 5、结构拆除比较困难。13031普通水泥混凝土普通水泥混凝土 一、普通水泥混凝土组成材料1、水泥2、水 此两者组成水泥浆，起流动胶结作用3、粗集料4、细集料此两者起骨架作用各种材料所占比例见下表所示：131混凝土组成及各组分材料绝对体积比 组成成分 水泥 水 砂 石 空气 占混凝土总体
31、积的（%） 1015 1520 2033 3548 13 2235 6648 13 132（一）水泥1、水泥品种选择：应根据工程特点、气候与环境条件选择；2、水泥强度等级：考虑混凝土抗压强度（低强度时1.5-2.0倍，高强度时,0.9-1.5倍）。（二）细集料具体要求1、有害杂质含量（1）含泥量及泥块含量d1.25mm 手捏后可破碎成小于颗粒者称为泥块（2）云母含量 2.4d平均片状颗粒：厚度d膨胀值 约3060%v（3）温度变形v2）荷载的变形：弹性变形、塑性变形、徐变形v（三）混凝土的耐久性v1、抗冻性 100mmx100mmx400mm的棱柱体v-170C50C 冻融循环，测定混凝土试件
32、所能承受的循环次数，有确定其抗冻能力：v抗冻标号等级：D25 D50 D100 D150 D200 D300156v2、耐磨性v测定150mmx150mmx150mm试件，养护17d 60C烘干后，在200N负荷下磨50转，测其单位面积质量损失v3、碱集料反应v我国现行规范用最大水比灰及最水水泥来控制混凝土的耐久性，见教材表3-18所示v课后小结：硬化后的水泥混凝土的技术性质主要包括强度及变形两个方面，影响强度的因素有很多，水泥的强度等级及水灰比是最重要的因素。157v课题课题:普通混凝土的组成设计普通混凝土的组成设计 v教具用品教具用品: 挂图挂图v教学目的教学目的:掌握普通水泥混凝土配合比
33、设计的掌握普通水泥混凝土配合比设计的方法、基本要求及步骤方法、基本要求及步骤v重点难点重点难点:试配强度与设计强度的关系试配强度与设计强度的关系1583-1 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 v三、普通水泥混凝土的组成设计： v（一）概述v混凝土各组成材料用量之比即为混凝土的配合比，混凝土配合比设计的内容，包括选料和配料两部分，本节重点讲解配料方面的内容。v1、混凝土配合比表示方法v（1）单位用量表示法：以1m3混凝土中各种材料的用量表示v水泥：水：砂：石=X：Y：Z：Av（2）相对用量表示法v以水泥质量为1，并按水泥：细集料：粗集料；水灰比的顺序表示。v2、混凝土配合比设计的基本要求159v1）
34、满足结构设计强度的要求v试配强度设计强度v2)满足施工工作性的要求v3)满足环境耐久性的要求v设计配合比时，应考虑最大水灰比、最小水泥用量v4）满足经济性的要求v在满足前三项的前提下，尽量节约水泥，合理使用材料，以降低成本。v3、水泥混凝土配合比设计的三个参数：v水灰比W/Cv砂率 单位用水量（水泥浆与集料的关系）160v4、混凝土配合比设计的步骤v（1）计算初步配合比 v（2）提出基准配合比 v（3）确定试验室配合比 v（4）换算工地配合比 gvsvwvcvmmmm：gasawacammmm：gbsbwbcbmmmm：gswcmmmm：161v（二）普通混凝土配合比设计方法（以抗压强度为指标
35、）v1、初步配合比计算v1）确定试配强度 fcu,0v 式中：645. 1,0 ,kcucuff112,2nfnfnicuicu162v2）计算水灰比v按强度计算 v式中： v 复核耐久性 v按砝码耐久性要求，复核水灰比不得大于表中的规定。v3）选定单位用水量mw0v根据粗集料品种、粒径及施工要求的混凝土稠度，查表选择。cebacuceafffCW0 .kceccefrf,163v4）计算单位水泥用水量 复核耐久性v5）选定砂率 v方法一：查表确定（坍落度、粗集料品种、最大粒径及水灰比）v方法二：对坍落度大于60mm的混凝土，查表后应作调整。v方法三：坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验
36、确定。v6）计算粗、细集料单位用量（mgo mso）comCWmmwocos164v质量法v体积法sgososocpgosowocommmmmmmm100sgossggsswwccmmmmmmm100100010000000165v2、试配、调整提出基准配合比v1）试配：按初步配合比称取相应的材料作工作性及强度试验v2）校核工作性，确定基准配合比v3、检验强度，确定试验室配合比v1）制作试件，检验强度v三组试件：一组为基准配合比，一组试件水灰比为 ，第三组试件的水灰比为 v2）确定试验室配合比v测定强度与湿表观密度v选择既满足强度要求，工作性又满足要求的配合比作为试验室配合比。05.0cw05
37、. 0cw166v4、施工配合比换算v设施工现场砂、石含水率分别为a%、b%，则施工配合比中各材料单位用量为：bccmm%1ammbss%1bmmbgg%bmammmgbbsbww167v课后小结：水泥混凝土配合比设计共分四大步骤：初步配合比设计、基准配合比设计、试验室配合比设计及施工配合比设计。正确掌握各个步骤的实质是本节课的关键。3/10. 3mgc1 . 1c3/65. 2mgs3/70. 2mggMpaffkcuocu2 .385645. 130645. 10,Mpaffkcecce75.465 .421 . 1,54. 075.4607. 046. 02 .3875.4646. 0,
38、cebaocuceafffcw3/34354. 0185/mkgcwmmwocos%33S3/2400mkgmcpcpwocogosommmmmsgososommm1253432400gosomm33. 0gososommm3/618cmkgmso3/1254cmkgmgo6941011851 . 334310070. 265. 2gosomm33. 0gososommm3/cmkg3/cmkg3/19405. 01185mkgmwb3/35355. 0194mkgmcb28d立方体抗压强度f(MPa)201.5302540354550混 凝 土 28d抗 压 强 度 与 灰 水 比 关 系
39、曲 线灰 水 比 （ C/W)1.61.71.81.92.02.16821011941 . 3353100070. 215. 2gbsbmm33. 0gbsbsbmmm604sbm1226gbmec,tc,ectc,3/360mkgmc%514155sm%111255gm%11255%55 . 6198wm182课题课题:路面混凝土配合比设计路面混凝土配合比设计 教具用品教具用品: 无无教学目的教学目的:了解掌握路面混凝土配合比设计方了解掌握路面混凝土配合比设计方法法重点难点重点难点:水灰比及单位用水量计算公式水灰比及单位用水量计算公式1833-1 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 三、普通混凝土
40、配合比设计方法（三）路面水泥混凝土配合比设计方法（以抗弯拉强度为指标的设计方法）基本要求：施工工作性、抗弯拉强度、耐久性（包括耐磨性）、经济合理性1、计算初步配合比（1）确定配制强度k为系数，施工水平较高者取1.10，一般者取1.15kcfcfkff,0 ,184（2）计算水灰比（w/c）对碎石混凝土对于卵石混凝土规范规定，路面混凝土水灰比一般不小于0.40，不大于0.505684. 1)3485. 00079. 1(,fceocfffwc2684. 1)4565. 05492. 1(,fceocfffwc185（3）计算单位用水量（ ）对于碎石混凝土对于卵石混凝土确定砂率 查表3-25 P9
41、4(4)计算单位水泥用量规范规定：路面混凝土单位水泥用量一般不小于300kg/m3，不大于360kg/m3swowcHm61. 0/27.1109. 397.104womswowcHm00. 1/24.1170. 389.86cwmmwoco186（5）计算砂石材料单位用量( ， )，用绝对体积法2、试拌调整，提出基准配合比（1）试拌 一般拌制30L混合料（2）测工作性（3）调整配合比流动性不合格：增减水泥浆用量保水性、粘聚性不合格：应调整砂率somgom1000wwggossoccommmmsgososommm100187（4）提出基准配合比3、强度测定，确定试验室配合比三组试件，水灰比相差
42、0.03测定强度，养护28d后，测定混凝土的抗折强度。选定既符合强度要求，且最经济的配合比4、换算工地配合比根据施工现场材料性质，砂石材料颗粒表面含水率，对理论配合比进行换算，最后得出施工配合比。换算时注意，试验室配合比是以砂石材料饱和面干含水率为准188课后小结：路面混凝土配合比设计相对于普通混凝土有较大的区别，且集料均以饱和面干状态作为标准状态进行计算，因此，在换算施工配合比时，不能算错。189v课题课题:混凝土的质量控制混凝土的质量控制 v教具用品教具用品: 无无v教学目的教学目的:了解混凝土质量的影响因素及质量了解混凝土质量的影响因素及质量控制方法控制方法v重点难点重点难点:混凝土抗压
43、强度的质量评定方法混凝土抗压强度的质量评定方法1903-1 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 v四、普通水泥混凝土的质量控制v（一）混凝土质量的波动v影响混凝土质量的因素有：v1、原材料的质量和配合比v原材料中对质量影响最大的是水泥v配合比：现场含水率变化时，应及时调整施工配合比v 防止杂质混入v 配合比应得到正确、准确地执行v 称料容许误差：水、水泥为1%v 砂、石2%191v2、施工工艺v拌合方式：人工、机械v运输时间：应考虑水泥的水化反应速度对运输时间的限制。v浇灌或振捣情况v养护时间、湿度v3、养护方法v保湿：覆盖、洒水v保温：保证水泥能在正常的温度范围内水化。192v4、试验条件v取样方
44、法：试件成型，养护条件等v浇注一般体积的结构物（如基础，墩石等）时每一单元结构物应制取2组试件v连续浇注大体积结构时，每80200m3或第一工作班应制取2组v上部结构，主要构件长16m以下应制取1组，1630m制取2组，3150m制取3组，50m以上者不少于5组，小型构件批或第工作班至少应制取2组v每根钻孔桩至少应制取2组，桩长20m以上者不少于3组，桩径大、浇注时间长时，不少于4组，如换班工作时，每工作班应制取2组v构筑物（小桥涵、挡土墙）每座，每处或每工作班制取不少于2组v另取n组作为施工阶段的强度依据193v（二）混凝土质量评定方法v混凝土质量评定一般以抗压强度作为评定指标v1、统计方法
45、（已知标准差方法）v当强度等级C20时，尚应满足07 . 0kfmcnfm0,min,7 . 0kmmffkmmff,min,85. 0kmmff,min,9 . 0niimfm1,059.0194v2、统计方法（未知标准差方法） n=10组v v 为验收系数，见P99 表3-28v vSfm必须=0.6fm,kv3、非统计方法：n10组时，vn20时，允许有一组R0.85RS2 但不得小于0.75RS2，高速、一级路均不得小于0.85RS2vN=20 k 0.75 0.70 0.65 205. 1SRR 285. 0siRR 196v课后小结：水泥混凝土质量控制于许多因素，且在有关质量统计时
46、，具体方法随试样数量的不同而异。 645. 02, ffomceomcffQ,1000CADQQQ205n课题课题:沥青材料的概述及组分沥青材料的概述及组分 教具用品教具用品: 无无n教学目的教学目的:了解沥青材料的主要类别及石油沥了解沥青材料的主要类别及石油沥青的结构与组分青的结构与组分n重点难点重点难点:石油沥青的化学组分及结构类型石油沥青的化学组分及结构类型206第四章第四章 沥青材料沥青材料n定义：沥青材料是一种有机胶凝材料，其内部组成是一些十分复杂的碳氢化合物及其非金属衍生物的混合物。n分类：n1、地沥青：包括天然沥青和石油沥青n2、焦油沥青：包括煤沥青、页岩沥青和木沥青2074-1
47、 石油沥青石油沥青 n一、石油沥青的生产和分类n（一）石油沥青生产工艺概述n原油提炼成汽油、煤油、柴油和润清油，然后再加工成沥青材料n（二）石油沥青的分类n1、按原油成分分类n石蜡基沥青n环烷基沥青n中间基沥青n2、按加工方法分类n直馏沥青：常压基馏减压蒸馏或深拔装置208n氧化沥青：吹入250300空气，数小时产生氧化反应n溶剂沥青：用溶剂提取一部分石蜡n3、按沥青在常温下的稠度分类n针入度300，液体沥青n针入度=300，粘稠沥青，n又分为固体沥青（40）和半固体沥青(40-300)209n二、石油沥青的组成和结构n（一）元素组成 Cn。H n+aObScNd n其中C占8087%，H占1
48、0%-15%n（二）石油沥青的化学组分n1、三组分分析法n将沥青分为油分、树脂、沥青质三个组分n2、四组分分析法n将沥青分为沥青质、饱和分、环烷芳香分和酸性芳香分（胶质）n化学组分对路用性能的影响n油分：使沥青具有流动性n树脂：使沥青具有塑性n酸性树脂：是一种表面活性物质，能增强沥青与砂质材料表面的粘附性n沥青质：能提高沥青的粘结性和热稳定性210n3、含蜡量n高温时，石蜡变软，导致沥青路面的高温稳定性降低，出现车辙，另一方面，低会使沥青变脆硬，导致路面低温抗裂性降低，出现裂缝，且蜡会使石料与沥青之间的粘附性降低，使路面石子与沥青产生剥落，石蜡的存在还会降低沥青路面的抗滑性能n（三）石油沥青的
49、结构n1、胶体理论n沥青是分散相，油分和是分散介质沥青质吸附胶质形成胶团后分散于芳香分和饱和分中211n2、胶体的结构类型n（1）溶胶结构：n沥青质含量少，油和树脂多。这种结构的特点是粘滞性小，流动性大，塑性好，温度稳定性差，是液体沥青特有的结构类型。n（2）溶凝胶结构：n沥青质适中，油和树脂亦适中。在常温下，这种结构的沥青处于溶胶型结构与凝胶型结构之间，其性质亦介于两者之间。n（3）凝胶结构：n沥青质较多，油分和树脂料少。这种结构的特点是弹性和粘性较高，温度敏感性较小，流动性、塑性低。212n3、胶体结构类型的判定n胶体结构类型与沥青路用性能之间有密切的关系，一般工程中用针入度指数PI划分沥
50、青的胶体结构：n 当PI+2 凝胶型n 当-2PI+2 溶凝胶型213n课后小结：石油沥青是建筑工程中应用广泛的建筑材料，其化学组分包括：油分、树脂、沥青质及石腊（国产沥青含量较高），沥青的结构有三种类型，溶凝胶型结构是一种理想结构。dvAF225w课题课题:石油沥青的技术性质及标准石油沥青的技术性质及标准 w教具用品教具用品: 相关仪器相关仪器w教学目的教学目的:了解石油沥青的加热稳定性及技术了解石油沥青的加热稳定性及技术标准标准w重点难点重点难点:石油沥青的技术标准及标号划分石油沥青的技术标准及标号划分226三、石油沥青的技术性质三、石油沥青的技术性质w（四）加热稳定性w1、中、轻交通量：
