道路建筑材料全部

1、蘇廣鑫道路建筑材料 古代橋梁集錦古代橋梁集錦 中國(guó)現(xiàn)存最早，并且保存良好的是隋代趙州安濟(jì)橋又稱趙州橋。橋?yàn)槌ㄩg圓弧石拱石拱，凈跨37.02m。 古代橋梁集錦古代橋梁集錦 北京宛平盧溝橋在北京廣安門(mén)外30里，跨永定河。橋全長(zhǎng)212.2m,共11孔，凈跨不等，自11.4m至13.45，橋?qū)?.3m 世界十大預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋 法國(guó)諾曼底大橋法國(guó)諾曼底大橋 日本多多羅大橋日本多多羅大橋世界建筑材料的發(fā)展趨勢(shì) 高性能材料。 復(fù)合化、多功能化。 利用地方資源和工業(yè)廢渣。 節(jié)能材料。二、道路工程主要的建筑材料（道路建筑材料的研究?jī)?nèi)容與任務(wù)）道路建筑材料砂石材料無(wú)機(jī)結(jié)合料及其制品有機(jī)結(jié)合料石料及石料制品 集料

2、水泥、石灰混凝土有機(jī)結(jié)合料混合料高分子聚合物材料鋼材和木材土工布等土工布等瀝青混合料瀝青混合料建筑鋼材、木材建筑鋼材、木材 三、建筑材料應(yīng)具備的工程性質(zhì) 1、力學(xué)性質(zhì) 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；石料的磨耗度等。 2、物理性質(zhì) （1）物質(zhì)指標(biāo)：如材料的密度、孔隙率、含水量 （2）溫度穩(wěn)定性：如瀝青軟化點(diǎn)、脆點(diǎn)等。 （3）水穩(wěn)定性等：如瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度等。 3、化學(xué)性質(zhì) 各種材料的化學(xué)成分及其變化規(guī)律。如，水泥的各種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。 4、工藝性質(zhì)混凝土的流動(dòng)性 材料四個(gè)性質(zhì)之間是相互制約、相互

3、聯(lián)系的。四. 建筑材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)均有相應(yīng)的代號(hào)，其表示方法由標(biāo)準(zhǔn)名稱、標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)、發(fā)布順序號(hào)和發(fā)布年號(hào)組成。例如： 燒結(jié)普通磚GB/T 51011998標(biāo)準(zhǔn)名稱：燒結(jié)普通磚標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)：GB推薦標(biāo)準(zhǔn)：T發(fā)布順序號(hào)：5101發(fā)布年號(hào)：1998年 各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)代號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別標(biāo) 準(zhǔn) 代 號(hào) 及 名 稱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；GBJ建筑工程國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；GB/T推薦國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（部分）JGJ建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；JC國(guó)家建材局行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；JT交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；YB冶金部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；SD水電部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；LY林業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)DB地方標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)第一章 砂石材料 課題:石材的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)要求教具用

4、品 相關(guān)試驗(yàn)儀器 教學(xué)目的:了解砂石材料的類別，石料的技術(shù)性質(zhì)及其應(yīng)用 重點(diǎn)難點(diǎn):石料的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì) 11 砂石材料的技術(shù)性質(zhì)砂石材料的技術(shù)性質(zhì) 概述： 砂石材料按形狀分類 1）、塊狀石料：簡(jiǎn)稱石料 如塊石、片石等； 2）、粒狀石料：簡(jiǎn)稱集料 集料又按大小分為： 粗集料：如碎石、卵石 細(xì)集料：如砂、石屑 砂石材料按來(lái)源分類 1）、天然石料 2）、人工軋制的集料 3）、工業(yè)冶金礦渣 1.1.1 、巖石的技術(shù)性質(zhì)（一）、物理性質(zhì)：包括物理常數(shù)、吸水性和耐候性等。1物理常數(shù)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t 表示。 則sstvm空氣中稱量空氣中稱量m0=0m0=0 因

5、 固 測(cè)定方法：密度瓶法測(cè)定，將石料磨細(xì)至全部過(guò)0.25mm的篩孔，然后將其裝入瓶中，利用已知比重的液體置換石料的體積。 毛體積密度 測(cè)定方法：用靜水稱量法，亦可用蠟封法測(cè)定。MmsstvMVMvvvminssh孔隙率2.吸水性：指石料在規(guī)定條件下吸水的能力。 (1)吸水率：202和大氣壓狀態(tài)下，吸水質(zhì)量的百分率。 (2)飽水率： 202 ，真空（100kPa），吸水質(zhì)量的百分率 飽水90%時(shí)，抗凍性較差。10011000thvvn1001mmma1001mmma 3.抗凍性：（1）直接凍融法：飽水后，測(cè)定經(jīng)過(guò)凍(-15 ,4h)、融(205,4h)循環(huán)，質(zhì)量損失不超過(guò)5%，抗壓強(qiáng)度不超過(guò)25

6、%的次數(shù)。100121mmmQ凍100)(mofrmofrffK（2）堅(jiān)固性實(shí)驗(yàn)： 浸泡飽和硫酸鈉溶液20h后， (105-110,4h)；之后浸泡飽和硫酸鈉溶液4h后， (105-110,4h)循環(huán)。 注意：-15 ，巖石吸水率大于0.5%時(shí)候需要抗凍性實(shí)驗(yàn)。 （二）力學(xué)性質(zhì)1.單軸抗壓強(qiáng)度 試驗(yàn)條件要求：試件形狀、尺寸、吸水飽和、加荷速度等。2.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)。 洛杉磯式磨耗試驗(yàn)：5kg石料+12個(gè)5kg的鋼球 磨500轉(zhuǎn)測(cè)定APR 100121mmmQ磨 （三）、化學(xué)性質(zhì) 按SiO2含量，將石料劃分為 酸性巖 SiO265% 中性巖 52% SiO

7、265% 堿性巖 SiO252% 1.1.2 、集料的技術(shù)性質(zhì) （一）粗集料的技術(shù)性質(zhì) 1、物理性質(zhì) 1）物理常數(shù) （1）表觀密度 用網(wǎng)籃法測(cè)定：nssavvm (2)毛體積密度 （3）堆積密度 （4）空隙率inssbvvvmvnissvvvvm001001an 2）級(jí)配 分計(jì)篩余百分率 累計(jì)篩余百分率 通過(guò)百分率 3)堅(jiān)固性 用Na2SO4溶液干濕循環(huán)5次后，測(cè)定試樣質(zhì)量損失。碎石標(biāo)準(zhǔn)篩2、力學(xué)性質(zhì)：（1）壓碎值 取試樣：粒徑9.5mm13.2mm； 質(zhì)量 3kg；在400kN的壓力下，持續(xù)加壓5s后，將試樣過(guò)2.36mm篩，稱其篩余質(zhì)量。 壓碎值計(jì)算公式如下：式中： 壓碎值 m0 試樣總質(zhì)

8、量 m1 試樣篩余質(zhì)量10001mmQa壓碎指標(biāo)儀 （2）粗集料磨光值 測(cè)定方法：先將試樣磨光，再測(cè)定擺值，經(jīng)換算后得磨光值PSV 要求：一級(jí)公路、高速公路 PSV42 其它公路 PSV35 3）粗集料的沖擊值A(chǔ)IV 測(cè)定方法： 將9.513.2mm的試樣，分三層裝入試模，用13.75kg的錘，自380mm處自由落下，連續(xù)沖擊 15次后，過(guò)2.36mm的篩，用下式計(jì)算1001mmAIV（4）集料磨耗值A(chǔ)AV 測(cè)定方法： 用集料按一定的方法排列并固定，用磨耗儀磨500圈，用下式計(jì)算集料磨耗值： 式中：AAV 集料的磨耗值； 磨耗前試樣總質(zhì)量(g)； 磨耗后試樣總質(zhì)量(g)； 集料飽和面干密度（g

9、/cm3）。SSDmmAAV)( 321 （二）細(xì)集料的技術(shù)性質(zhì) 定義：在瀝青混合料中，指粒徑小于2.36mm天然砂，人工砂及石屑。 在水泥混凝土中，指粒徑小于4.75mm的天然砂、人工砂。 分類： 1、天然砂：由巖石在自然條件下風(fēng)化形成的。 天然砂通常包括以下幾種類型： （1）河砂：性質(zhì)較好，多用。 （2）山砂：含泥量及有機(jī)雜質(zhì)多。 （3）海砂：混有貝殼和鹽分等有害雜質(zhì)。 2、人工砂：由巖石軋碎而成的顆粒，表面有棱角，較潔凈，但價(jià)格較高，無(wú)特殊情況多不采用。 上述幾種細(xì)集料中，一般工程上多使用河砂。 1、物理常數(shù) 集料的質(zhì)量與體積的關(guān)系見(jiàn)圖所示：體 積質(zhì) 量空 隙開(kāi) 口 孔 隙閉 口 孔 隙

10、礦 質(zhì) 實(shí) 體0ViVvVnVsVV0msmm 2、級(jí)配 用篩分法測(cè)定砂的級(jí)配 標(biāo)準(zhǔn)篩：5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16mm(圓孔) 4.75 2.36 1.18 . 0.6 . 0.3 0.15mm(方孔) 篩分后，計(jì)算相關(guān)參數(shù)如下： （1）分計(jì)篩余百分率 （2）累計(jì)篩余百分率 （3）通過(guò)百分率 100MmaiiiiaaaA 21iiAp100振篩機(jī) 3、粗度 (水泥混凝土用砂) （瀝青路面及各種路面的基層、底層用砂） 砂的粗度分類 為粗砂 為中砂 為細(xì)砂75. 475. 415. 03 . 06 . 018. 136. 21005)(AAAAAAAMx1 . 37 .

11、3xM3 . 20 . 3xM6 . 12 . 2xM12 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì) 概述 礦質(zhì)混合料顆粒級(jí)配應(yīng)滿足的基本要求： 1、最小空隙率：即使不同粒徑的各級(jí)礦質(zhì)集料按一定的比例搭配后，應(yīng)有最大密實(shí)度。 2、最大磨擦力：各級(jí)礦質(zhì)集料在進(jìn)行比例搭配時(shí)，應(yīng)使各級(jí)集料排列緊密，形成一個(gè)多級(jí)空間骨架結(jié)構(gòu)，且具有最大的摩擦力。 礦質(zhì)混合料組成設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、級(jí)配理論和級(jí)配范圍的確定 2、基本組成的設(shè)計(jì)方法 1.2.1、礦質(zhì)混合料的級(jí)配理論1.級(jí)配類型（1）、連續(xù)級(jí)配 是采用標(biāo)準(zhǔn)篩對(duì)某一混合料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，所得級(jí)配曲線平順圓滑，具有連續(xù)性。（2）、間斷級(jí)配 是在礦質(zhì)混合料中剔徐其中一個(gè)分級(jí)或幾個(gè)分級(jí)而形

12、成的不連續(xù)的混合料。2 2 礦質(zhì)混合料的級(jí)配理論礦質(zhì)混合料的級(jí)配理論 ( (1).1).最大密度曲線理論（富勒理論）最大密度曲線理論（富勒理論） 觀點(diǎn)：觀點(diǎn)：礦質(zhì)混合料的顆粒級(jí)配曲線愈接近拋物線，則其密度愈大。礦質(zhì)混合料的顆粒級(jí)配曲線愈接近拋物線，則其密度愈大。 當(dāng)?shù)V質(zhì)混合料的級(jí)配曲線為拋物線時(shí)，具有最大密實(shí)度。當(dāng)?shù)V質(zhì)混合料的級(jí)配曲線為拋物線時(shí)，具有最大密實(shí)度。a a） b b）a a）常坐標(biāo)；）常坐標(biāo)； b b）半對(duì)數(shù)坐標(biāo)）半對(duì)數(shù)坐標(biāo)理想最大密度級(jí)配曲線理想最大密度級(jí)配曲線 最大密度級(jí)配曲線公式：最大密度級(jí)配曲線公式： 可用礦料顆粒粒徑可用礦料顆粒粒徑（d d）與通過(guò)量與通過(guò)量（p p）表示

13、表示 。式中：式中：d d 礦質(zhì)混合料各級(jí)顆粒粒徑，礦質(zhì)混合料各級(jí)顆粒粒徑，mmmm； p p 各級(jí)顆粒粒徑集料的通過(guò)量，各級(jí)顆粒粒徑集料的通過(guò)量，% %； k k 常數(shù)。常數(shù)。kdp 2 (2).(2).最大密度曲線最大密度曲線n n冪公式（泰波理論）冪公式（泰波理論） 觀點(diǎn)：觀點(diǎn)：最大密度曲線是一種理論的級(jí)配曲線，實(shí)際上，級(jí)配最大密度曲線是一種理論的級(jí)配曲線，實(shí)際上，級(jí)配 曲線應(yīng)該有一定的波動(dòng)范圍。曲線應(yīng)該有一定的波動(dòng)范圍。 公式：公式： 式中：式中： p p、d d 和和 D D 意義同前；意義同前；n n 實(shí)驗(yàn)指數(shù)。實(shí)驗(yàn)指數(shù)。 實(shí)際研究認(rèn)為：實(shí)際研究認(rèn)為：在瀝青混合料中應(yīng)用，當(dāng)在瀝青混

14、合料中應(yīng)用，當(dāng)n=0.45n=0.45時(shí)密度最大；時(shí)密度最大； 在水泥混凝土中應(yīng)用，當(dāng)在水泥混凝土中應(yīng)用，當(dāng)n=0.25n=0.250.450.45時(shí)工作性較好。時(shí)工作性較好。 通常使用的礦質(zhì)混合料的級(jí)配范圍通常使用的礦質(zhì)混合料的級(jí)配范圍（包括密級(jí)配和開(kāi)級(jí)配包括密級(jí)配和開(kāi)級(jí)配）n=0.3n=0.30.70.7 nDdp100 1.2.2、級(jí)配曲線范圍的繪制 必須采用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)即橫坐標(biāo)用對(duì)數(shù)坐標(biāo) 方法： 1、先確定橫坐標(biāo)長(zhǎng)度S 2、求出間距系數(shù) K 3、計(jì)算出各顆粒粒徑在橫坐標(biāo)上的位置minmaxlglgddSK 1.2.3 、礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì)方法 設(shè)計(jì)依據(jù)：各種集料的篩分結(jié)果 按規(guī)范要求的

15、級(jí)配范圍即標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配 (一)、試算法 1 1）按題意作下列）按題意作下列兩點(diǎn)假設(shè)兩點(diǎn)假設(shè)： 設(shè)設(shè)A A、B B、C C三種集料在混合料三種集料在混合料M M中的用量比例分別為中的用量比例分別為X X、Y Y、Z Z，則，則 100ZYX 又設(shè)混合料又設(shè)混合料M M中某一級(jí)粒徑（中某一級(jí)粒徑（i i）要求的含量為）要求的含量為M M（i i），A A、B B、C C三種集料三種集料 中該粒徑的含量分別為中該粒徑的含量分別為 A(i)A(i)、 B(i)B(i) 、 C(i)C(i) 。則：。則： )()()()(iMiCiBiAaZaYaXa 2 2）計(jì)算步驟計(jì)算步驟 計(jì)算計(jì)算A A集料在礦質(zhì)混合

16、料中的用量比例集料在礦質(zhì)混合料中的用量比例 首先，找出首先，找出A A集料占優(yōu)勢(shì)含量的某一粒徑，如粒徑（集料占優(yōu)勢(shì)含量的某一粒徑，如粒徑（i i），而忽略），而忽略B B、C C 集料在此粒徑的含量，即集料在此粒徑的含量，即B B集料和集料和C C集料該粒徑的含量集料該粒徑的含量a aB(iB(i) )和和a aC(iC(i) )均等于零。均等于零。 A A集料在混合料中的用量：集料在混合料中的用量： 100)()(iAiMaaX 計(jì)算計(jì)算C C集料在礦質(zhì)混合料中的用量比例集料在礦質(zhì)混合料中的用量比例 原理同前，設(shè)原理同前，設(shè)C C集料的優(yōu)勢(shì)粒徑為集料的優(yōu)勢(shì)粒徑為j j（mmmm），則），則A

17、 A集料和集料和B B集料在該粒徑的集料在該粒徑的含量含量a aA(jA(j) )和和a aB(jB(j) )均等于零。均等于零。 C C集料在混合料中的用量：集料在混合料中的用量： 計(jì)算計(jì)算B B集料在礦質(zhì)混合料中的用量比例集料在礦質(zhì)混合料中的用量比例 由前式得出由前式得出B B集料在礦質(zhì)混合料中的用量：集料在礦質(zhì)混合料中的用量： 100)()(jCjMaaZ)(100ZXY 校核調(diào)整校核調(diào)整 按以上計(jì)算的配合比計(jì)算合成級(jí)配，如不在要求的級(jí)配范圍內(nèi)，應(yīng)調(diào)整。按以上計(jì)算的配合比計(jì)算合成級(jí)配，如不在要求的級(jí)配范圍內(nèi)，應(yīng)調(diào)整。 重新計(jì)算和復(fù)核配合比，經(jīng)幾次調(diào)整，直到符合要求為止。重新計(jì)算和復(fù)核配合

18、比，經(jīng)幾次調(diào)整，直到符合要求為止。 如經(jīng)計(jì)算確不能滿足級(jí)配要求時(shí)，可摻加某些單粒級(jí)集料，或調(diào)換其它如經(jīng)計(jì)算確不能滿足級(jí)配要求時(shí)，可摻加某些單粒級(jí)集料，或調(diào)換其它 原始集料。原始集料。 2.2.圖解法圖解法 （1 1）基本原理）基本原理 通常級(jí)配曲線圖采用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖繪制，所繪出的級(jí)配范圍中值為一通常級(jí)配曲線圖采用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖繪制，所繪出的級(jí)配范圍中值為一 拋物線。圖解法中，為使要求級(jí)配中值呈一直線，采用縱坐標(biāo)的通過(guò)量（拋物線。圖解法中，為使要求級(jí)配中值呈一直線，采用縱坐標(biāo)的通過(guò)量（P Pi i） 為算術(shù)坐標(biāo)，而橫坐標(biāo)的粒徑采用篩孔尺寸表示，則繪出的級(jí)配曲線中值為直線。為算術(shù)坐標(biāo)，而橫坐標(biāo)的粒徑

19、采用篩孔尺寸表示，則繪出的級(jí)配曲線中值為直線。 如圖：如圖：（2 2）計(jì)算步驟）計(jì)算步驟 1 1）繪制級(jí)配曲線坐標(biāo)圖繪制級(jí)配曲線坐標(biāo)圖 2 2）確定各種集料用量確定各種集料用量 兩相鄰級(jí)配曲線重疊，等分；兩相鄰級(jí)配曲線重疊，等分； 兩相鄰級(jí)配曲線相接，連分；兩相鄰級(jí)配曲線相接，連分； 兩相鄰級(jí)配曲線相離，平分。兩相鄰級(jí)配曲線相離，平分。 3 3）校核校核 按圖解所得的各種集料用量，校核計(jì)算所得合成級(jí)配是否按圖解所得的各種集料用量，校核計(jì)算所得合成級(jí)配是否 符合要求。如不能符合要求，即超出級(jí)配范圍，應(yīng)調(diào)整各集料符合要求。如不能符合要求，即超出級(jí)配范圍，應(yīng)調(diào)整各集料 的用量。的用量。礦質(zhì)混合料配合

20、比設(shè)計(jì)工程實(shí)例礦質(zhì)混合料配合比設(shè)計(jì)工程實(shí)例 試采用圖解法設(shè)計(jì)某高速公路用細(xì)粒式瀝青混凝土的礦質(zhì)混合料配合比。試采用圖解法設(shè)計(jì)某高速公路用細(xì)粒式瀝青混凝土的礦質(zhì)混合料配合比。 1.1.原始資料原始資料（1 1）現(xiàn)有碎石、石屑、砂和礦粉四種礦質(zhì)集料，現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行篩分如下表：）現(xiàn)有碎石、石屑、砂和礦粉四種礦質(zhì)集料，現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行篩分如下表：材料名稱材料名稱篩孔尺寸（方篩孔）篩孔尺寸（方篩孔）/mm/mm16.O16.O 13.213.29.59.54.754.75 2.362.36 1.181.180.60.60.30.30.150.150.0750.075通過(guò)百分率通過(guò)百分率/%/%碎碎 石石100

21、10094942626O OO OO OO OO OO OO O石石 屑屑100100100100100100808040401717O OOO OO O砂砂10010010010010010010010094949090767638381717O O礦礦 粉粉1001001001001001001001001001001001001001001001001001008383（2 2）確定礦質(zhì)混合料的工程級(jí)配范圍如下表：）確定礦質(zhì)混合料的工程級(jí)配范圍如下表： 級(jí)配類型級(jí)配類型篩孔尺寸篩孔尺寸( (方孔篩方孔篩)/mm)/mm16.O16.O13.213.29.59.54.754.752.362

22、.361.181.180.60.60.30.30.150.150.0750.075細(xì)粒式瀝青混細(xì)粒式瀝青混凝土（凝土（AC-13AC-13）10010095951001007070888848486868363653532424414118183030121222228 816164 48 8 級(jí)配中值級(jí)配中值10098795745 3324 17 12 6 2.2.設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟（1 1）繪制級(jí)配曲線圖，在縱坐標(biāo)上按算術(shù)坐標(biāo)繪出通過(guò)百分率）繪制級(jí)配曲線圖，在縱坐標(biāo)上按算術(shù)坐標(biāo)繪出通過(guò)百分率P Pi i，如下圖如下圖。（2 2）連對(duì)角線）連對(duì)角線OOOO作為級(jí)配范圍通過(guò)率中值。在縱坐標(biāo)上找出

23、各個(gè)篩孔通過(guò)作為級(jí)配范圍通過(guò)率中值。在縱坐標(biāo)上找出各個(gè)篩孔通過(guò)率中值作水平線，通過(guò)與對(duì)角線率中值作水平線，通過(guò)與對(duì)角線OOOO的交點(diǎn)作垂線，與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)，即的交點(diǎn)作垂線，與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)，即為相應(yīng)的篩孔在橫坐標(biāo)上的位置。為相應(yīng)的篩孔在橫坐標(biāo)上的位置。（3 3）將碎石、石屑、砂和礦粉四種集料的級(jí)配曲線繪于下圖。）將碎石、石屑、砂和礦粉四種集料的級(jí)配曲線繪于下圖。（4 4）從碎石、石屑、砂和礦粉四條級(jí)配曲線依次分析，均為重疊的位置關(guān)系。）從碎石、石屑、砂和礦粉四條級(jí)配曲線依次分析，均為重疊的位置關(guān)系。在其重疊部分分別作垂線在其重疊部分分別作垂線AAAA、BBBB、CCCC與對(duì)角線與對(duì)角線OOOO依

24、次相交于依次相交于M M、N N、R R；過(guò)；過(guò)M M、N N、R R分別引水平線，可以確定分別引水平線，可以確定 碎石碎石: :石屑石屑: :砂砂: :礦粉礦粉 = 36%:31%:25%:8%= 36%:31%:25%:8%。1001009090808070706060505040403030202010100 0Pi(%)didi（mmmm）989879795757454533332424171712126 616.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075碎石碎石石屑石屑砂砂礦粉礦粉碎石碎石 36%石屑石屑 31%砂砂 25%礦粉礦粉 8%A AAAB BB

25、BC CCCM MN NR R級(jí)配中值線級(jí)配中值線 3.3.校核校核 （1 1）計(jì)算得合成級(jí)配結(jié)果，并繪制合成級(jí)配曲線；）計(jì)算得合成級(jí)配結(jié)果，并繪制合成級(jí)配曲線； （2 2）調(diào)整配合比。）調(diào)整配合比。 配合比調(diào)整原則：配合比調(diào)整原則： 對(duì)高速公路和一級(jí)公路，宜在工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍內(nèi)計(jì)算對(duì)高速公路和一級(jí)公路，宜在工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍內(nèi)計(jì)算 1 13 3組粗細(xì)不同的配合比，繪制設(shè)計(jì)級(jí)配曲線，分別位于工程組粗細(xì)不同的配合比，繪制設(shè)計(jì)級(jí)配曲線，分別位于工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的上方、中值及下方。設(shè)計(jì)合成級(jí)配不得有太多設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的上方、中值及下方。設(shè)計(jì)合成級(jí)配不得有太多 的鋸齒形交錯(cuò)，且在的鋸齒形交錯(cuò)，且在0.30

26、.30.6mm0.6mm范圍內(nèi)不出現(xiàn)范圍內(nèi)不出現(xiàn)“鴕峰鴕峰”。當(dāng)反。當(dāng)反復(fù)調(diào)整不能滿意時(shí)，宜更換材料設(shè)計(jì)。復(fù)調(diào)整不能滿意時(shí)，宜更換材料設(shè)計(jì)。（1 1）計(jì)算合成級(jí)配結(jié)）計(jì)算合成級(jí)配結(jié)果表果表 （2 2）繪制級(jí)配曲線，并調(diào)整配合比）繪制級(jí)配曲線，并調(diào)整配合比 從圖中可以看出，計(jì)算的合成級(jí)配曲線接近級(jí)配范圍中值。由于高速公路從圖中可以看出，計(jì)算的合成級(jí)配曲線接近級(jí)配范圍中值。由于高速公路交通量大、軸載重，為使瀝青混合料具有較高的高溫穩(wěn)定性，合成級(jí)配曲線應(yīng)交通量大、軸載重，為使瀝青混合料具有較高的高溫穩(wěn)定性，合成級(jí)配曲線應(yīng)偏向級(jí)配曲線范圍的下限，因此需要調(diào)整。偏向級(jí)配曲線范圍的下限，因此需要調(diào)整。 經(jīng)

27、調(diào)整，各種材料用量為碎石經(jīng)調(diào)整，各種材料用量為碎石: :石屑石屑: :砂砂: :礦粉礦粉=41%:36%:15%:8%=41%:36%:15%:8%。按此結(jié)果重新計(jì)算合成級(jí)配，計(jì)算結(jié)果如表按此結(jié)果重新計(jì)算合成級(jí)配，計(jì)算結(jié)果如表3.4(3.4(表中括號(hào)部分表中括號(hào)部分) )并繪圖，可見(jiàn)調(diào)整后的合成級(jí)配曲線光滑、平順，且接近級(jí)配并繪圖，可見(jiàn)調(diào)整后的合成級(jí)配曲線光滑、平順，且接近級(jí)配曲線的下限。曲線的下限。結(jié)結(jié) 論論 概述 定義：能夠通過(guò)自身的物理化學(xué)作用，從漿體變成堅(jiān)硬的固體，并能把散粒或塊塊材料膠結(jié)成為一個(gè)整體的材料，稱為膠凝材料 分類 1、按化學(xué)成分 有機(jī)膠凝材料：如瀝青類、橡膠類等； 無(wú)機(jī)膠

28、凝材料：如石灰、石膏、水泥等。 2、無(wú)機(jī)膠凝材料按硬化條件 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。如石灰、石膏。 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。典型的代表是水泥。 2-1 石灰 2.1.1、石灰的生產(chǎn)工藝概述 主要原料：石灰石，其主要化學(xué)成分CaCO3 MgCO3以及雜質(zhì) 生產(chǎn)過(guò)程：CaCO3在1000下加熱生成 CaO和CO2 生石灰分類 1、優(yōu)質(zhì)生石灰： 潔白或帶灰色，密度輕，一般8001000kg/m3 2、過(guò)火石灰： 水化速度慢，體積膨化，產(chǎn)生“崩裂”現(xiàn)象，過(guò)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，密度大 3、欠

29、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。 2.1.2、石灰的消化和硬化 1、熟化過(guò)程 CaO+H2O Ca(OH)2+64.9KJ/mol 熟化過(guò)程應(yīng)注意加水量、安全、燒傷、燙傷等。避免“過(guò)燒”、“過(guò)冷”現(xiàn)象。 有關(guān)陳伏的概念 石料熟化后，必須在隔絕空氣的條件下，放置兩個(gè)星期以上的時(shí)間，方可使用。這個(gè)過(guò)程叫做陳伏。石灰陳伏的目的是為了消除過(guò)火石灰的危害。 加水量不同，將會(huì)得到不同的熟石灰 熟石灰粉：加水適量，消化不結(jié)團(tuán) 石灰膏：加水量較多，熟石灰呈半固態(tài)。 石灰乳：加水量更多一些，熟石灰呈流態(tài)。 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(chǎng)地，改善施工

30、環(huán)境，但成本高，存期不能過(guò)長(zhǎng) 2、石灰的硬化 （1）干燥硬化和結(jié)晶硬化 石灰中水分不斷揮發(fā)，形成熟石灰結(jié)晶。 在該過(guò)程中，石灰強(qiáng)度增長(zhǎng)不明顯 (2)、碳化 Ca(OH)2+CO2+nH2O Ca CO3+(n+1) H2O 該反應(yīng)必須有水分存在時(shí)才能進(jìn)行，且反應(yīng)速度緩慢 2.1.3、石灰的技術(shù)要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （一）技術(shù)要求 1、有效CaO和MgO的含量 2、生石灰產(chǎn)漿量和未消化顆粒含量 3、二氧化碳（CO2）含量 即未分解的CaCO3的含量 4、消石灰粉游離水含量 游離水可使石灰碳化，從而影響質(zhì)量 5、細(xì)度 用0.9mm及0.125mm的篩進(jìn)行篩分試驗(yàn)，測(cè)定篩余量 6、體積穩(wěn)定性 （二）石灰的

31、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 見(jiàn)教材中表2-1、2-2、2-3、2-4 2.1.4、石灰的應(yīng)用及儲(chǔ)存 （一）石灰的特點(diǎn) 1、可塑性好 2、強(qiáng)度低 28d的強(qiáng)度只有0.20.5mpa 3、耐水性差 因Ca(OH)2易溶于水 4、體積收縮大 水分揮發(fā)，體積收縮，故石灰一般不宜單獨(dú)使用，必須摻入骨料（如砂）或纖維材料等，起到抗收縮開(kāi)裂的作用 （二）石灰的應(yīng)用 1、制作石灰乳 作用室內(nèi)粉刷涂料 2、配制砂漿 一般不用消石灰粉 3、配制灰土或三合土： 是良好的建筑物基礎(chǔ)和道路熱層 （三）石灰的儲(chǔ)存 1、防潮，不同易燃物品混存、混運(yùn) 2、如需要較長(zhǎng)時(shí)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。 課題課題:水

32、泥水泥 教具用品教具用品: 相關(guān)試驗(yàn)相關(guān)試驗(yàn)儀器儀器 教學(xué)目的教學(xué)目的:了解水泥的常見(jiàn)品種、水泥生產(chǎn)了解水泥的常見(jiàn)品種、水泥生產(chǎn)制造過(guò)程及主要礦物成分制造過(guò)程及主要礦物成分 重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn):水泥的主要礦物成分特征及其對(duì)水泥的主要礦物成分特征及其對(duì)水泥技術(shù)性質(zhì)的影響水泥技術(shù)性質(zhì)的影響22 水泥 2.2.1水泥概述水泥歷史不長(zhǎng)，只100多年的歷史，但發(fā)展驚人1、水泥品種1）按化學(xué)成分為：硅酸鹽類水泥 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。鋁酸鹽類水泥無(wú)熟料（少熟料）類水泥 2）按用途分為： 普通水泥 特殊水泥 目前，在道路工程中

33、，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(gè)品種的水泥。此外，由于道路路面對(duì)水泥的特殊要求，近年來(lái)已生產(chǎn)了道路水泥。 特殊水泥是為了滿足一些特殊工程所生產(chǎn)的水泥，如：快硬水泥、早強(qiáng)水泥、膨脹水泥等。2、硅酸鹽水泥定義：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(guó)外的波特蘭水泥 Portland cement 分為不摻混合材料PI和摻不超過(guò)5%混合材料PII3.硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝概述1)、生產(chǎn)原料石灰質(zhì)原料 提供CaO粘土質(zhì)原料 提供SiO2 Al2O3 Fe2O3等校正材料 一般為鐵礦，用來(lái)補(bǔ)充原材料中鐵質(zhì)的不足。2)、

34、生產(chǎn)工藝按比例配生料并磨細(xì)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。 熟料煅燒：窯中煅燒至1450C，形成熟料。在高溫煅燒過(guò)程中，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(shí)最關(guān)鍵，它是水泥中最重要的成分硅酸三鈣生成的溫度。 水泥粉磨：加入石膏磨細(xì)制成水泥。 即“兩磨一燒”。2.2.2硅酸鹽水泥的礦物組成及特性 1硅酸鹽水泥的化學(xué)成分與礦物組成 原料 礦物組成 石灰質(zhì) CaO 3 CaOSiO2 C3S 粘土質(zhì) SiO2 2 CaO SiO2 C2S Al2O3 3 CaO Al2O3 C3A Fe2O3 4 CaO Al2O3Fe2O3 C4AF 2、水泥

35、熟料主要礦物組成的性質(zhì) C3S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(duì)水泥早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度起主要作用。 C2S含量1040%，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。 C3A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。 C4AF含量515%，水化速度較快，水化熱較高，強(qiáng)度 低，但對(duì)于抗折強(qiáng)度起重要作用，耐化學(xué)侵蝕性好，干縮性小。 3、水泥熟料主要成分特性比較（由高至低排列） 1）反應(yīng)速度 C3A C3S C4AF C2S 2）釋熱量 C3A C3S C4AF C2S 3）強(qiáng)度 C3S C2S C3A不高

36、 C4AF對(duì)抗強(qiáng)度有利 4）耐侵蝕性 C4AF C2S C3S C3A 5）干縮性 C3A最大 C3S居中 C4AF C2S最小 4、礦物組成對(duì)水泥性能的影響 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 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 以生產(chǎn)出性能各異的水泥。如： 大壩水泥：降低C3A C3S的含量，提高C2S的含量。 道路水泥：提高C3S和C4AF的含量。 高強(qiáng)水泥：提高C3S的含量。 2.2.3硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化理論 概念 凝結(jié)：水泥加水后成為可塑的水泥漿體，由于水泥的水化作用，水泥逐漸變稠失去流動(dòng)性和可塑性和未具強(qiáng)度 的過(guò)程，稱為水泥的凝結(jié)。 硬

37、化：水泥凝結(jié)后產(chǎn)生強(qiáng)度，逐漸發(fā)展成為堅(jiān)硬大道石的過(guò)程稱為水泥的“硬化”(一).水化反應(yīng)2(3CaO.SiO2)+6H2O3CaO.2SiO2.3H2O+ ( 水化硅酸鈣凝膠) 3Ca(OH)22(2CaO.SiO2)+4H2O3CaO.2SiO2.3H2O+ Ca(OH)2 3CaO.Al2O3+6H2O3CaO.Al2O3.6H2O (水化鋁酸三鈣晶體)4CaO.AlO3.Fe2O3+7H2O 3CaO.Al2O3.6H2O+ CaO.Fe2O3.H2O(水化鐵酸鈣凝膠) C3A 3CaO Al2O3+6 H2O 3 CaO Al2O3 6H2O 水化鋁酸鈣在石膏激發(fā)下，發(fā)生水化反應(yīng) 3Ca

38、O Al2O3+3Ca SO4 2H2O+26 H2O 3CaO Al2O3 3Ca SO4 32H2O 水化硫鋁酸鈣、AFt、鈣礬石 C4AF4 CaO Al2O3 Fe2O37 H2O CaO Al2O3 6H2O+ CaO Fe2O3 H2O石膏存在的情況下，繼續(xù)反應(yīng)4 CaO Al2O3 Fe2O3+3 Ca SO4 2 H2O+26 H2O 3CaO(Al2O3 Fe2O3) 3 Ca SO4 32 H2O三硫型水化鐵鋁酸鈣無(wú)論是C3A還是C4AF，在水泥中石膏消耗完畢后，水泥中尚未消化的C3A或C4AF將與其三硫型水化物反應(yīng)，生成單硫化物：3 CaO Al2O3 3 CaSO4 3

39、2H2O +23 CaO Al2O3+4H2O 33CaO Al2O3 Ca SO4 12 H2OAFm硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物的化學(xué)組成序號(hào) 水化產(chǎn)物名稱 化學(xué)組成 常用縮寫(xiě) 含量 1水化碳酸鈣 xCaOSiO2yH2O C-S-H 70% 2氫氧化鈣 Ca(OH)2 CH 20% 3三硫型水化硫鋁酸鈣（鈣礬石） 3CaO(Al2O3 Fe2O3) 3 Ca SO4 32 H2O C3A3CSH32 7% 4單硫型水化硫鋁酸鈣（單硫鹽） CaO(Al2O3Fe2O3) CaSO412H2O C3A3CSH12 5三硫型水化鐵鋁酸鈣 3CaO Al2O3 3CaSO4 12 H2O C3（AF）3

40、CSH32 小于3%6單硫型水化鐵鋁酸鈣 3CaO Al2O3 Ca SO4 12 H2OC3（AF）CSH12 (二).凝結(jié)和硬化 1.凝結(jié)硬化過(guò)程 1）初始反應(yīng)期 水化反應(yīng)開(kāi)始，水泥顆粒分散，保持塑性。 2）誘導(dǎo)期 水泥顆粒表面覆蓋CSH為主的滲透膠，水化反應(yīng)慢，水泥顆粒仍然分散，保持塑性。 3）凝結(jié)期 滲透臘破裂，水泥進(jìn)一步水化，生成大量CSH，水泥顆粒間接觸點(diǎn)增多，趨近密實(shí)，逐漸失去可塑性 4）硬化期 水泥繼續(xù)水化，且C4AF亦開(kāi)始水化，孔隙進(jìn)一步被充填，逐漸產(chǎn)生強(qiáng)度 2.石膏對(duì)水泥凝結(jié)、硬化的影響 水泥中加入適量的石膏，起到緩凝的作用，提高了水泥的應(yīng)用性能。過(guò)量的石膏將會(huì)與水化鋁酸鈣

41、反應(yīng)，生成過(guò)多的水化硫鋁酸鈣，引起水泥石結(jié)構(gòu)破壞。 2.2.4硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1、技術(shù)性質(zhì) 1）化學(xué)性質(zhì) 氧化鎂的含量： 指水泥中游離的MgO含量，其水化反應(yīng)速度慢，體積膨脹，引起水泥體積不安定。規(guī)定5.0% 三氧化硫酸含量 過(guò)多時(shí)，亦引起體積膨脹，不安定，規(guī)定3.5% 燒失量 由于受潮或煅燒不佳引起的，要求PI3.0%, PII3.5% PO5.0% 不溶物 用鹽酸溶解后的不溶殘?jiān)?規(guī)定 PI0.75%, PII1.50% 2）物理性質(zhì) 細(xì)度：指水泥顆粒的粗細(xì)程度 細(xì)度對(duì)水泥的影響：越細(xì)則凝結(jié)快，早期強(qiáng)度高；過(guò)細(xì)，則干縮性大 測(cè)定方法：1、篩析法：負(fù)壓篩、水篩，適用于其它幾種

42、水泥 2、比表面積法：適用于硅酸鹽水泥 規(guī)定：硅酸鹽水化比表面積大于300m2/kg，其它幾種水泥在80方孔篩篩余10% 水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)的用水質(zhì)量占水泥質(zhì)量百分比 計(jì)算公式如下： 式中：mw水泥達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)的用水量（g） mc水泥質(zhì)量（g） 測(cè)定方法：1、標(biāo)準(zhǔn)法 試桿法，試桿沉至距底板6mmE1mm 2、代用法：a、固定水量法(p=33.40.185s)。 b、調(diào)整水量法 s=28mmE2mm 即測(cè)定水泥的錐入深度達(dá)到要求時(shí)的水質(zhì)量100cwmmP 凝結(jié)時(shí)間 定義：水泥從加水到失去可塑性所需的時(shí)間 其測(cè)定方法只有標(biāo)準(zhǔn)方法，沒(méi)在代用方法： 分為1、初凝時(shí)間 試針沉入距底板：

43、4mmE1mm 2、終凝時(shí)間 試針沉入試樣：0.5mm 凝結(jié)時(shí)間對(duì)公路施工的影響：初凝不能太快，終凝不能太慢 規(guī)定：1、對(duì)硅酸鹽水泥，其初凝不早于45min的，終凝不遲過(guò)6.5h（390min）水泥凈漿攪拌機(jī)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度及凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀 2、對(duì)普通硅酸鹽水泥，其初凝不早于45min的，終凝不遲過(guò)10h 體積安定性 定義：反映水泥漿在凝結(jié)、硬化過(guò)程中，體積變化的均勻程度。 影響因素：三氧化鎂含量、三氧化硫含量 測(cè)定：煮沸法（試餅法、雷氏夾法） 強(qiáng)度 ：水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)， ISO法 水泥：標(biāo)準(zhǔn)砂：水=1：3：0.5 制成試件40G40G160mm，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，經(jīng)養(yǎng)護(hù)后，測(cè)定3d、28d的抗折、抗

44、壓強(qiáng)度 A 強(qiáng)度等級(jí)：42.5 42.5R 52.5 52.5R 62.5 62.5R B 水泥型號(hào)：普通型、早強(qiáng)型水泥沸煮箱雷氏夾水泥膠砂攪拌機(jī)水泥膠砂振實(shí)臺(tái)水泥膠砂試模標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱水泥膠砂抗折機(jī)水泥抗壓夾具 2、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 見(jiàn)教材表211及相應(yīng)規(guī)定 其中規(guī)范規(guī)定： 廢品水泥：MgO、SO2，初凝，安定性，不合格時(shí) 不合格品水泥：細(xì)度，終凝，不溶物，燒失量及混合料過(guò)多，強(qiáng)度過(guò)低 2.2.5硅酸鹽水泥的腐蝕與防治 水泥制品長(zhǎng)期處于某些腐蝕性液體或氣體介質(zhì)中，使得水泥石結(jié)構(gòu)遭到破壞，強(qiáng)度降低，甚至整個(gè)工程遭到破壞，這種現(xiàn)象稱為水泥石腐蝕。 1、腐蝕原因 （1）淡水的腐蝕（溶析性侵蝕）Ca（OH）2溶

45、于水中，不斷溶解，導(dǎo)致水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣的分解。（2）硫酸鹽的腐蝕（3）鎂鹽的腐蝕Ca(OH)2+MgSO4+2H2OCaSO42H2O+Mg(OH)2無(wú)膠凝能力（4）碳酸腐蝕Ca(OH)2+CO2+H2OCaCO3+2H2OCaCO3+CO2+H2OCa（HCO3）2 2、措施 （1）合理選用水泥品種； （2）提高水泥石的密實(shí)度（控制W/C）； （3）敷設(shè)耐蝕防護(hù)層。 硅酸鹽水泥泥的應(yīng)用 宜用于：要求早期強(qiáng)度高、冬季施工及嚴(yán)寒地區(qū)遭受反復(fù)冰凍的工程。 不宜用于：大體積混凝土工程、耐熱工程。 硅酸鹽水泥的運(yùn)輸和保管 儲(chǔ)存運(yùn)輸時(shí)要防潮、防水； 保管時(shí)要（1）通風(fēng)、防潮（2）存期不要超過(guò)3個(gè)月

46、，過(guò)期水泥應(yīng)重新標(biāo)號(hào)（3）不同標(biāo)號(hào)、不同品種的水泥應(yīng)分開(kāi)堆放。 2.3、摻混合材料水泥 定義：在硬硅酸鹽水泥熟料中摻入適量的混合料，與石膏共同磨細(xì)制成的不同品種的硅酸鹽水泥。 2.3.1混合材料的類型 1、活性混合料 粒化高爐礦渣 火山灰質(zhì)混合材料 粉煤灰 2、非活性混合料（又稱填充性混合材料），如：石英砂、石灰石、粘土等，以及不符合技術(shù)要求的?；郀t礦渣、粉煤灰及火山灰質(zhì)混合材料。 2.3.2普通硅酸鹽水泥 凡由硅酸鹽水泥熟料摻入6-15%混合材料與適量石膏共同磨細(xì)生成的水硬性膠凝材料，稱為普通水泥，代號(hào)PO。 強(qiáng)度等級(jí)有：32.5、32.5R 42.5、42.5R、52.5、52.5R、共

47、六級(jí)。2.3.3摻混合材料水泥 1混合水泥種類 （1）、礦渣硅酸鹽水泥由硅酸鹽水泥熟料和2070的?；郀t礦渣及適量石膏混合磨細(xì)而成的水硬性膠凝材料，稱為礦渣硅酸鹽水泥(簡(jiǎn)稱礦渣水泥)，代號(hào)P.S。 （2）、 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥： 由硅酸鹽水泥熟料和2050的火山灰質(zhì)混合材料及適量石膏混合磨細(xì)而成的水硬性膠凝材料，稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥(簡(jiǎn)稱火山灰水泥)，代號(hào)P.P。（3)、 粉煤灰硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料和2040的粉煤灰及適量石膏混合磨細(xì)而成的水硬性膠凝材料稱為粉煤灰硅酸鹽水泥(簡(jiǎn)稱粉煤灰水泥)，代號(hào)P.F。 2、摻混合材料的硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化： （1）凝結(jié)硬化原理硅酸鹽水泥熟料與水

48、發(fā)生反應(yīng)，生成的產(chǎn)物與硅酸鹽水泥相同，隨后是熟料礦物水化析出的氫氧化鈣和摻入水泥中的石膏分別作為堿性激發(fā)劑和硫酸鹽激發(fā)劑，與活性混合材料的活性成分發(fā)生二次水化反應(yīng)，生成水化產(chǎn)物，亦叫“火山灰反應(yīng)”。與硅酸鹽水泥相比， Ca（OH）2含量相對(duì)較少，水化硅酸鈣和鈣礬石含量高，水化硅酸鈣凝膠結(jié)構(gòu)更加致密。 （2） 水化速度慢，早期強(qiáng)度低，但后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較多，甚至可超過(guò)同強(qiáng)度等級(jí)的硅酸鹽水泥或普通水泥。故這三種水泥不宜用于有早強(qiáng)要求的工程 化學(xué)穩(wěn)定性高。 水化放熱速度慢，放熱量低宜用大體積混凝土工程 抗凍性差這三種水泥早期強(qiáng)度低受凍易損害，且混合材料加入需水量大，又因?yàn)楸Ｋ圆?，易在水泥?nèi)產(chǎn)生孔隙通道

49、，抗凍性差。故不宜用于嚴(yán)寒地區(qū)，特別是嚴(yán)寒地區(qū)水位經(jīng)常變動(dòng)的部位 3、摻混合材料的硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)：1、細(xì)度：80um方孔篩，篩余量不得超過(guò)10.0%。2、凝結(jié)時(shí)間：初凝時(shí)間不得早于45min，終凝時(shí)間不得遲于10h。3、體積安定性：除了礦渣水泥中三氧化硫含量不得超過(guò)4.0%外，其他技術(shù)要求均與硅酸鹽水泥相同。4、強(qiáng)度及強(qiáng)度等級(jí)：強(qiáng)度等級(jí)有強(qiáng)度等級(jí)有32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。 4、摻混合材料水泥的應(yīng)用： （1）礦渣硅酸鹽水泥 應(yīng)用于大體積工程、濕熱處理、耐腐蝕、耐火的場(chǎng)合；不適合抗凍性、抗?jié)B性的場(chǎng)合。 （2）火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥 應(yīng)用于大體積工程；不適

50、合干燥。（3）粉煤灰硅酸鹽水泥 適用于大體積水工建筑及水中結(jié)構(gòu)和海港工程；不適合抗凍性2.4其他品種水泥 1.道路硅酸鹽水泥 由較高鐵鋁酸鈣含量的道路硅酸鹽水泥熟料，010活性混合材和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為道路硅酸鹽水泥（簡(jiǎn)稱道路水泥）。水泥的粉磨細(xì)度增加，雖可提高強(qiáng)度，但水泥的細(xì)度增加，收縮增加很快，從而易產(chǎn)生微細(xì)裂縫，使道路易于破壞。適當(dāng)提高水泥中的石膏加入量，可提高水泥的強(qiáng)度和降低收縮，對(duì)制造道路水泥是有利的。另外，為了提高道路混凝土的耐磨性，可加入5以下的石英砂。2、快硬硅酸鹽水泥 凡以硅酸鹽水泥熟料和石膏磨細(xì)制成，以3 d抗壓強(qiáng)度表示標(biāo)號(hào)的水硬性膠凝材料，稱為快硬硅酸

51、鹽水泥（簡(jiǎn)稱快硬水泥）。 快硬水泥以3d強(qiáng)度確定其標(biāo)號(hào)。制造過(guò)程與硅酸鹽水泥基本相同，只是適當(dāng)增加了熟料中硬化快的礦物，即硅酸三鈣含量達(dá)50一60，鋁酸三鈣為8一14，兩者總量應(yīng)不少于60一65。同時(shí)適當(dāng)增加石膏摻量(達(dá)8)，并提高水泥的粉磨細(xì)度，通常比表面積達(dá)450m2kg。 快硬硅酸鹽水泥水化放熱速率快，水化熱較高，早期強(qiáng)度高，但干縮率較大。主要用于配制早強(qiáng)混凝土，適用于緊急搶修工程和低溫施工工程。3.膨脹水泥和自應(yīng)力水泥 硅酸鹽膨脹水泥是以硅酸鹽水泥為主，外加高鋁水泥和石膏配制而成。膨脹源均來(lái)自于在水泥石中形成鈣礬石產(chǎn)生體積膨脹而致。膨脹水泥適用于補(bǔ)償混凝土收縮的結(jié)構(gòu)工程，作防滲層或防滲

52、混凝土；填灌構(gòu)件的接縫及管道接頭；結(jié)構(gòu)的加因與修補(bǔ)；固結(jié)機(jī)器底座及地腳螺絲等。自應(yīng)力水泥適用于制造自應(yīng)力鋼筋混凝土壓力管及其配件。 使水泥產(chǎn)生膨脹的反應(yīng)主要有三種：Ca0水化生成Ca(OH)2、Mg0水化生成Mg(OH)2以及形成鈣礬石，因?yàn)榍皟煞N反應(yīng)產(chǎn)生的膨脹不易控制，目前廣泛使用的是以鈣礬石為膨脹組分的各種膨脹水泥。 自應(yīng)力硅酸鹽水泥:以適當(dāng)比例的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥、高鋁水泥和天然二水石膏磨制而成的膨脹性的水硬性膠凝材料稱為自應(yīng)力硅酸鹽水泥。自應(yīng)力鋁酸鹽水泥:自應(yīng)力鋁酸鹽水泥是以一定量的高鋁水泥熟料和二水石膏粉磨而成的大膨脹率膠凝材料。按1 ：2標(biāo)準(zhǔn)砂漿28 d自應(yīng)力值分為3.0，

53、4.5和6.0三個(gè)級(jí)別。膨脹硫鋁酸鹽水泥: 凡以適當(dāng)成分的生料，經(jīng)煅燒所得以無(wú)水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物成分的熟料，加入適量二水石膏磨細(xì)制成的具有可調(diào)膨脹性能的水硬性膠凝材料，稱為膨脹硫鋁酸鹽水泥。第三章第三章 水泥混凝土和砂漿水泥混凝土和砂漿 定義：水泥混凝土是由水泥和水組成的水泥漿體，為粘結(jié)介質(zhì)，將分散其間的不同粒徑的粗、細(xì)集料膠結(jié)起來(lái)，在一定條件下，硬化成為具有一定力學(xué)性能的一種人工石材。 分類： 1、按表觀密度分為 普通混凝土 輕混凝土 重混凝土 2、按強(qiáng)度分為 低強(qiáng)度混凝土 中強(qiáng)度混凝土 高強(qiáng)度混凝土 3、按流動(dòng)性分為 塑性混凝土低流動(dòng)性混凝土干硬性混凝土 混凝土的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：

54、 1、抗壓強(qiáng)度較高，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用極少； 2、新拌混凝土具有良好塑性，可加工成任何形狀； 3、材料來(lái)源廣泛，便于就地取材，價(jià)格便宜； 4、可以根據(jù)工程要求改變材料配合比來(lái)滿足需要。 缺點(diǎn)：1、抗拉強(qiáng)度低； 2、由于干縮，易出現(xiàn)裂縫； 。31普通水泥混凝土普通水泥混凝土 一、普通水泥混凝土組成材料 1、水泥 2、水 此兩者組成水泥漿，起流動(dòng)膠結(jié)作用 3、粗集料 4、細(xì)集料 此兩者起骨架作用 各種材料所占比例見(jiàn)下表所示： 混凝土組成及各組分材料絕對(duì)體積比 組成成分 水泥 水 砂 石 空氣 占混凝土總體積的（%） 1015 1520 2033 3548 13 2235 6648 13 （一）水泥 1、水泥

55、品種選擇：應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、氣候與環(huán)境條件選擇； 2、水泥強(qiáng)度等級(jí)：考慮混凝土抗壓強(qiáng)度（低強(qiáng)度時(shí)1.1-1.6倍，高強(qiáng)度時(shí),0.7-1.2倍）。 （二）細(xì)集料 具體要求 1、有害雜質(zhì)含量 （1）含泥量及泥塊含量 （2）云母含量 2.4d平均 片狀顆粒：厚度d膨脹值 約3060% （3）溫度變形 2）荷載的變形：彈性變形、塑性變形、徐變形 （三）混凝土的耐久性 1、抗凍性 100mmx100mmx400mm的棱柱體 -170C50C 凍融循環(huán)，測(cè)定混凝土試件所能承受的循環(huán)次數(shù)，有確定其抗凍能力： 抗凍標(biāo)號(hào)等級(jí)：D25 D50 D100 D150 D200 D300 2、耐磨性 測(cè)定150mmx15

56、0mmx150mm試件，養(yǎng)護(hù)17d 60C烘干后，在200N負(fù)荷下磨50轉(zhuǎn)，測(cè)其單位面積質(zhì)量損失 3、堿集料反應(yīng) 我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范用最大水比灰及最水水泥來(lái)控制混凝土的耐久性，見(jiàn)教材表3-18所示 課后小結(jié)：硬化后的水泥混凝土的技術(shù)性質(zhì)主要包括強(qiáng)度及變形兩個(gè)方面，影響強(qiáng)度的因素有很多，水泥的強(qiáng)度等級(jí)及水灰比是最重要的因素。 課題課題:普通混凝土的組成設(shè)計(jì)普通混凝土的組成設(shè)計(jì) 教具用品教具用品: 掛圖掛圖 教學(xué)目的教學(xué)目的:掌握普通水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)掌握普通水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)的方法、基本要求及步驟的方法、基本要求及步驟 重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn):試配強(qiáng)度與設(shè)計(jì)強(qiáng)度的關(guān)系試配強(qiáng)度與設(shè)計(jì)強(qiáng)度的關(guān)系3-1 普通

57、水泥混凝土普通水泥混凝土 三、普通水泥混凝土的組成設(shè)計(jì)： （一）概述 混凝土各組成材料用量之比即為混凝土的配合比，混凝土配合比設(shè)計(jì)的內(nèi)容，包括選料和配料兩部分，本節(jié)重點(diǎn)講解配料方面的內(nèi)容。 1、混凝土配合比表示方法 （1）單位用量表示法：以1m3混凝土中各種材料的用量表示 水泥：水：砂：石=X：Y：Z：A （2）相對(duì)用量表示法 以水泥質(zhì)量為1，并按水泥：細(xì)集料：粗集料；水灰比的順序表示。 2、混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求 1）滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求 試配強(qiáng)度設(shè)計(jì)強(qiáng)度 2)滿足施工工作性的要求 3)滿足環(huán)境耐久性的要求 設(shè)計(jì)配合比時(shí)，應(yīng)考慮最大水灰比、最小水泥用量 4）滿足經(jīng)濟(jì)性的要求 在滿足前三

58、項(xiàng)的前提下，盡量節(jié)約水泥，合理使用材料，以降低成本。 3、水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)的三個(gè)參數(shù)： 水灰比W/C 砂率 單位用水量（水泥漿與集料的關(guān)系） 4、混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟 （1）計(jì)算初步配合比 （2）提出基準(zhǔn)配合比 （3）確定試驗(yàn)室配合比 （4）換算工地配合比 0000gswcmmmm：gasawacammmm：gbsbwbcbmmmm：gswcmmmm： （二）普通混凝土配合比設(shè)計(jì)方法（以抗壓強(qiáng)度為指標(biāo)） 1、初步配合比計(jì)算 1）確定試配強(qiáng)度 fcu,0 式中：645. 1,0 ,kcucuff112,2nfnfnicuicu 2）計(jì)算水灰比 按強(qiáng)度計(jì)算 式中： 復(fù)核耐久性 按砝碼耐久性要

59、求，復(fù)核水灰比不得大于表中的規(guī)定。 3）選定單位用水量mw0 根據(jù)粗集料品種、粒徑及施工要求的混凝土稠度，查表選擇。cebacuceafffCW0 .kceccefrf, 4）計(jì)算單位水泥用水量 復(fù)核耐久性 5）選定砂率 方法一：查表確定（坍落度、粗集料品種、最大粒徑及水灰比） 方法二：對(duì)坍落度大于60mm的混凝土，查表后應(yīng)作調(diào)整。 方法三：坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。 6）計(jì)算粗、細(xì)集料單位用量（mgo mso）comCWmmwocos 質(zhì)量法 體積法sgososocpgosowocommmmmmmm100sgossggsswwccmmmmmmm1001000100000

60、00 2、試配、調(diào)整提出基準(zhǔn)配合比 1）試配：按初步配合比稱取相應(yīng)的材料作工作性及強(qiáng)度試驗(yàn) 2）校核工作性，確定基準(zhǔn)配合比 3、檢驗(yàn)強(qiáng)度，確定試驗(yàn)室配合比 1）制作試件，檢驗(yàn)強(qiáng)度 三組試件：一組為基準(zhǔn)配合比，一組試件水灰比為 ，第三組試件的水灰比為 2）確定試驗(yàn)室配合比 測(cè)定強(qiáng)度與濕表觀密度 選擇既滿足強(qiáng)度要求，工作性又滿足要求的配合比作為試驗(yàn)室配合比。05.0cw05. 0cw 4、施工配合比換算 設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)砂、石含水率分別為a%、b%，則施工配合比中各材料單位用量為：bccmm%1ammbss%1bmmbgg%bmammmgbbsbww3-1 普通水泥混凝土的技術(shù)性質(zhì)普通水泥混凝土的技術(shù)性