道路建筑材料,精品

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1、道路建筑材料,课 题:建筑材料的基本内容及性质。 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:材料的物理性质、水理性质、 力学性质、加工性和耐久性等。,绪 论,课前介绍： 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。 一、本课程的研究内容与任务 （一）内容： 本课程中主要学习以下几种建筑材料： 1、砂石材料 （1）天然的 （1）块状石料：简称：石料 （2）人工轧制的 （2）料状石料：简称：集料 2、无机结合料及其制品 无机结合料：通常分为以下几种： （1）石灰 （2）水泥 （3）石膏,无机

2、结合料制品： （1）水泥混凝土 （2）半刚性路面材料 3、有机结合料及其混合料 沥青材料主要指沥青类材料，如：石油沥青，煤沥青等。 有机结合料混合料： （1）沥青混凝土 （2）沥青碎石等 （3）各种新型沥青混合料 4、高分子聚合物材料： 主要包括塑料、合成橡胶、合成纤维等。 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。 5、钢材和木材 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。 木材较少直接用于修筑桥梁，目前主要用作混凝土工程的拱架和模板。,（二）课程学习任务：1、论述材料组成、结构、技术性质与它们之间的关系；2、论述材料的检验方法（举例水泥凝结时间测定方法）；

3、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）。 （三）课程学习目的：1、掌握各种材料的技术性能，包括： 力学性质、物理性质、化学性质及工艺性质等；2、选择、鉴定材料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；3、能正确使用材料（如石灰的消化、水泥应用贮存等）,二、建筑材料应具备的工程性质 1、力学性质各种强度指标及耐磨、抗变形指标。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。 2、物理性质 （1）物质指标：如材料的密度、孔隙率、含水量 （2）温度稳定性：如沥青软化点、脆点等。

4、 （3）水稳定性等：如沥青混合料的残留稳定度等。 3、化学性质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。 4、工艺性质混凝土的流动性 材料四个性质之间是相互制约、相互联系的。,三、建筑材料与路桥工程的关系 1、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。 2、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。 3、新材料与新结构、新工艺之间的关系 用桥梁跨径的变化及路面材料的变化来分析 四、道路建筑材料的检验方法和

5、技术标准 （一）检验方法：室内、室外及模拟试验方法。 （二）检验内容：包括四个方面 1、物理性质试验； 2、力学性质试验；,3、化学性质试验； 4、工艺性质试验。 （三）质量检验的标准化与技术标准 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： GB指国家标准 JTJ交通部门基本建设方面的规范 JC建材行业标准 SH石油化工行业标准 五、本课程的要求 本课程为考试课、完成学习后将有两门成绩，即理论成绩和实操成绩。 建筑材料课在本专业中的位置：是路桥专业的重点课程,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

6、课。,第一章 砂石材料,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,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 3）、工业冶金矿渣,11 岩石,一、岩石的技术性质 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,因 固 测定方法：李氏比重瓶法

7、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。,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。,3）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(-15 ,4h)、融(202 ,4h)循环，质量损失

8、不超过5%，抗压强度不超过25%的次数。 (二)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1.7mm(方筛)的筛余质量,按SiO2含量，将石料划分为 酸性岩 SiO265% 中性岩 52%= SiO2O65% 碱性岩 SiO252%,（三）化学性质,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

9、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。,二、道路和桥涵用石料制品,（一）道路用石料制品,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。,（二）桥梁建筑用主要石料制品,第二节 集料,课题:集粒的技术性质 教具用品: 相关试验仪器 教学目的:了解集料的各项技术性质及测定方法 重点难点:集料的级配、表观密度及装填密度,1物理常数 1）表

10、观密度,一、粗集料的技术性质,（一）物理性质,矿质实体,Vs,V,Vi,质量m,体积V,开口孔隙,闭口孔隙,空隙,Vv,2)毛体积密度3）松方密度 堆积密度 振实密度用于水泥混凝土 捣实密度用于沥青混合料 4）空隙率,2级配 粗集料中各组成颗粒的分级和搭配成为级配 级配通过筛分试验确定 （1）筛分试验标准及取样量,有关参数计算 通过0.075筛孔的集料含量 分计筛余百分率 累计筛余百分率 通过百分率,3.坚固性用Na2SO4溶液干湿循环5次后，测定试样质量损失。,碎石标准筛,（二）力学性质,1.粗集料压碎值,压碎指标仪,2.粗集料磨光值,测定方法：先将试样磨光，再测定摆值，经换算后得磨光值PS

11、V,要求：一级公路、高速公路 PSV42其它公路 PSV35,磨光值越高，表示其抗滑性能越好,3.粗集料的冲击值,测定方法：将9.513.2mm的试样，分三层装入试模，用13.75kg的锤，自380mm处自由落下，连续冲击 15次后，过2.36mm的筛，用下式计算冲击值AIV：,4.集料磨耗值AAV,测定方法： 用集料按一定的方法排列并固定，用磨耗仪磨500圈，用下式计算集料磨耗值：,式中：AAV集料的磨耗值；m1磨耗前试样总质量(g)；m2磨耗后试样总质量(g)；ps集料饱和面干密度（g/cm3）。,磨耗值越大表示集料的耐磨性越差，高速公路、一级公路抗滑层用料的AAV值应不大于14,课后小结

12、：粗集料主要指碎石，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。,二、细集料的技术性质,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。,按照来源砂可以分为：天然砂：由岩石在自然条件下风化形成的。（1）河砂：性质较好，多用。（2）山砂：含泥量及有机杂质多。（3）海砂：混有贝壳和盐分等有害杂质。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。,上述几种细集料中，一般工程上多使用河砂。,集料的质量与体积的关系见图所示：,

13、（一）物理性质,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_集料中空隙的体积（cm）； V0_集料中孔隙的体积（cm）；,（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,（二）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

14、. 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,振筛机,（三）粗度,粗度是评价砂的粗细程度的一种指标，用细度模数表示,砂的粗度分类：,为细砂,为粗砂,为中砂,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。,第三节 矿质混合料的组成设计,课题:矿质混合料的组成设计 教具用品: 相关试验仪器 教学目的:了解矿质混合料的组成设计原理及设计方法 重点难点:图解法及级配曲綫的绘制,一、矿质混合料的级配理论,（一）级配类型,1、连续级配,是

15、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。,2、间断级配,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, 粒子干涉理论Y连续、间断级配 1、富勒理论2、泰波理论通常取 n=0.30.6,（二）级配理论,1.最大密实度曲线理论Y连续级配,3、我国简化公式一般取i=0.70.8 x为级数 当d=D时,x=1当d=1/2D时,x=2当d=1/4D时,x=3 4、魏矛斯粒子干涉理论,二、级配曲线范围的绘制 必须采用半对数坐标即横坐标用对数坐标（解释原因） 建立对数坐标的方法： 1、先求出各颗粒粒径的对数 2、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,3、求出间距系数K 4、选定横坐标长度，各颗粒间距 5、计算出各颗粒粒径在横坐标上的位置 6、确定横坐标，以Pi为纵横坐标，即为对数坐标 7、建立好坐标后，画级配范围,三、矿质混合料的组成设计方法 设计依据：各种集料的筛分结果按规范要求的级配范围即标准级配 1、试算法 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。 2、图解法 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。 步骤 绘制级配曲线图确定各种集料的用量比例：两线相叠、两线相接、两线相离。校核及调整 作业：完成第一章课后习题第一至第四个题的计算,