《道路施工建设培训》PPT课件.ppt

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1、道路建筑材料道路建筑材料云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院建筑材料：建筑材料：是用于建筑物各个部位的各种构是用于建筑物各个部位的各种构件和结构体并最终构成建筑物的材料。件和结构体并最终构成建筑物的材料。道路建筑材料：道路建筑材料：是用于路桥建筑物各个部位是用于路桥建筑物各个部位的各种构件和结构体并最终构成路桥的材料。的各种构件和结构体并最终构成路桥的材料。一、课程性质一、课程性质道路建筑材料道路建筑材料是道路与桥梁工程的一门专业技是道路与桥梁工程的一门专业技术基础课，是研究道路与桥梁用材料术基础课，是研究道路与桥梁用材料组成、性能和应组成、性能和应用用的一门课程的一门课程。二、课程结构二

2、、课程结构、组成：理论课试验课、组成：理论课试验课 课程设计：水泥砼配合比设计课程设计：水泥砼配合比设计 沥青混合料配合比设计沥青混合料配合比设计、内容、内容石料与集料石料与集料砂石材料是公路桥梁工程中用量最大的一种建筑材料砂石材料是公路桥梁工程中用量最大的一种建筑材料砂石材料砂石材料经过人工开采的岩石或轧制碎石以及地经过人工开采的岩石或轧制碎石以及地壳岩层岩石经天然风化而得到的松散材料。壳岩层岩石经天然风化而得到的松散材料。用途：用途： 直接用于铺道路或各种桥梁结构物直接用于铺道路或各种桥梁结构物 作为集料来配制水泥砼和沥青混合料作为集料来配制水泥砼和沥青混合料无机结合料及制品无机结合料及制

3、品石灰、水泥、水泥砼是桥梁建筑中钢筋砼和石灰、水泥、水泥砼是桥梁建筑中钢筋砼和预应力砼结构的主要材料预应力砼结构的主要材料有机结合料及其混合料有机结合料及其混合料沥青、沥青混合料沥青、沥青混合料土土高聚物材料高聚物材料钢材和木材钢材和木材材料的组成材料的组成性能性能指标指标试验试验应用应用贮贮 存、运输存、运输力学性质力学性质物理性质物理性质化学性质化学性质工艺性质工艺性质三、材料的技术性质三、材料的技术性质、检验方法、检验方法常用的检验方法有三种：常用的检验方法有三种：试验室原始材料性能检测试验室原始材料性能检测试验室内模拟机构检验测定试验室内模拟机构检验测定现场修筑试验性机构物测定现场修筑

4、试验性机构物测定、技术标准见教材、技术标准见教材3 3四、检验方法与技术标准四、检验方法与技术标准四项技术性质四项技术性质第一章第一章 砂石材料砂石材料 第一节第一节 砂石材料的技术性质砂石材料的技术性质砂石材料砂石材料: :集料（粒料）集料（粒料）+ +石料（岩石）石料（岩石）一、岩石一、岩石的技术性质的技术性质（物理、力学、化学）（物理、力学、化学）石石料料：应应符符合合设设计计规规定定的的类类别别和和强强度度等等级级，石石质质均均匀匀、不不易风化、无裂缝和良好耐久性能的岩石。易风化、无裂缝和良好耐久性能的岩石。 物理常数物理常数各种密度和孔隙性各种密度和孔隙性石料物理性质石料物理性质 吸

5、水性吸水性含水量的程度含水量的程度 耐候性耐候性抗风化性、抗冻性等抗风化性、抗冻性等物理性质物理性质 不包括孔隙（开、闭）不包括孔隙（开、闭） 测量方法：密度瓶法。测量方法：密度瓶法。 体积测定：石料磨粉体积测定：石料磨粉真实密度：石料在规定条件下，单位真实体积的质量。真实密度：石料在规定条件下，单位真实体积的质量。公式公式: :1 1）物理常数）物理常数一块砌体一块砌体空气中称量空气中称量m0=0m0=0 毛体积密度：毛体积密度：定定义义：在在规规定定条条件件下下，烘烘干干岩岩石石单单位位体体积积的的质质量量。（包包括括孔孔隙体积）隙体积） 体积测定：体积测定：量积法量积法吸水饱和吸水饱和2

6、424小时，称其质量（体积），小时，称其质量（体积）， 蜡封法蜡封法测毛体积。测毛体积。单单位位：g/cmg/cm3 3、kg/mkg/m3 3 。一块砌体一块砌体公式：公式： 孔隙率：孔隙率：定义：石料孔隙体积占总体积的百分率。定义：石料孔隙体积占总体积的百分率。 问题：问题：孔隙率和空隙率不同点？孔隙率和空隙率不同点？ 是否孔隙率大吸水率就大？（构造有关）是否孔隙率大吸水率就大？（构造有关）（% %）2 2）吸水性）吸水性石料的吸水性是石料在规定的条件下吸水的能力。采用石料的吸水性是石料在规定的条件下吸水的能力。采用吸吸水率水率和和饱和吸水率饱和吸水率两项指标来表征石料的吸水性。两项指标来

7、表征石料的吸水性。（1 1）吸水率）吸水率 在规定条件下（室内常温在规定条件下（室内常温202和大气压条件下）和大气压条件下），岩石试样最大的吸水质量与烘干岩石试件质量之比，以，岩石试样最大的吸水质量与烘干岩石试件质量之比，以百分率表示。百分率表示。吸水率公式吸水率公式w wa a岩石吸水率岩石吸水率( % )( % ) m m烘至恒重时的试件质量烘至恒重时的试件质量( g )( g ) m m1 1吸水至恒重时的试件质量吸水至恒重时的试件质量( g )( g )（2 2）饱和吸水率）饱和吸水率 在室内常温（在室内常温（202202）和真空抽气（抽至真空度）和真空抽气（抽至真空度为残压为残压2

8、.67Kpa2.67Kpa）后的条件下，石料最大吸水的质量占烘）后的条件下，石料最大吸水的质量占烘干石料试件质量的百分率。我国规范采用真空抽气法和煮干石料试件质量的百分率。我国规范采用真空抽气法和煮沸法测定。沸法测定。饱和吸水率公式饱和吸水率公式w wsasa岩石饱和吸水率岩石饱和吸水率( % )( % ) m m烘至恒重时的试件质量烘至恒重时的试件质量( g )( g ) m m2 2试件经强制饱和后的质量试件经强制饱和后的质量( g )( g ) 饱和吸水率大于吸水率（吸水率、饱和吸水率能有效饱和吸水率大于吸水率（吸水率、饱和吸水率能有效地反映岩石微裂隙的发育程度，可用来判断岩石的抗冻性地

9、反映岩石微裂隙的发育程度，可用来判断岩石的抗冻性和抗风化等性能）和抗风化等性能）（3）水对岩石工程性能的影响）水对岩石工程性能的影响A、石料饱水系数（、石料饱水系数（Kb ） Kb =Wa / WSa Kb1，石料抗冻性能差，石料抗冻性能差，Kb0.85寒冷地区不用。寒冷地区不用。B、石料软化系数（、石料软化系数（Kr ） Kr = Rb/Rg Rb同种石料吸水饱和时抗压强度；石料吸水饱和时抗压强度；Rg同种石料石料干燥时抗压强度干燥时抗压强度 Kr 1，石料石料耐水性好，耐水性好，石料强度受水影响小，石料强度受水影响小， Kr0.6不用，不用，Kr0.75不用于重要工程。不用于重要工程。3

10、3）抗冻性）抗冻性 抗冻性是指石料在抗冻性是指石料在饱水状态饱水状态下，能抵抗多次冻结和下，能抵抗多次冻结和融化作用而不破坏，强度不严重降低的性能。融化作用而不破坏，强度不严重降低的性能。 我国现行抗冻性的试验方法是采用直接冻融法，该方法是我国现行抗冻性的试验方法是采用直接冻融法，该方法是将石料加工为规则的块状试样，在常温条件下（将石料加工为规则的块状试样，在常温条件下（205205），），采用逐渐浸水的方法，使开口孔隙吸饱水分，然后置于负温采用逐渐浸水的方法，使开口孔隙吸饱水分，然后置于负温（通常采用（通常采用-15-15）的冰箱中冻结）的冰箱中冻结4h4h，最后在常温（，最后在常温（205

11、205）的水中融解的水中融解4h4h，如此为一冻融循环。经过，如此为一冻融循环。经过1010、1515、2525或或5050次循次循环后，（环后，（D15D15、D20 D20 为岩石的抗冻标号，其中为岩石的抗冻标号，其中1515、2020表示的是表示的是冻融循环次数）观察其外观破坏情况并加以记录。采用经过规冻融循环次数）观察其外观破坏情况并加以记录。采用经过规定冻融循环后的质量损失百分率表征其抗冻性。定冻融循环后的质量损失百分率表征其抗冻性。 定义：定义：R = P/AR = P/A（抵抗撞击、边缘剪力和摩擦联合作用的性能）（抵抗撞击、边缘剪力和摩擦联合作用的性能） 磨耗率磨耗率 Q=Q=（

12、m m1 1-m-m2 2）/m/m1 1 100 1002.力学性质力学性质1 1）单轴抗压强度）单轴抗压强度2 2）磨耗性）磨耗性3.化学性质化学性质 1)1)、化学成分对化学性质影响化学成分对化学性质影响2)2)、矿物成分对化学性质影响矿物成分对化学性质影响3)3)、岩石酸碱性（石灰岩为碱性岩石，岩浆岩为酸性岩、岩石酸碱性（石灰岩为碱性岩石，岩浆岩为酸性岩石）石） 岩浆岩的酸性根据岩浆岩的酸性根据S Si iO O2 2的含量，岩浆岩石可分为：的含量，岩浆岩石可分为： 酸性岩石（大于酸性岩石（大于65%65%） 中性岩石（中性岩石（52%52%65%65%） 基性、超基性岩石（小于基性、

13、超基性岩石（小于52%52%） 道路路面建筑用岩石制品道路路面建筑用岩石制品 高级铺砌用整齐块石高级铺砌用整齐块石 路面铺砌用半整齐块石路面铺砌用半整齐块石 铺砌用不半整齐块石铺砌用不半整齐块石 锥形块石锥形块石 桥梁建筑用主要岩石制品桥梁建筑用主要岩石制品片石片石 块石块石 方块石方块石粗料石粗料石 细料石细料石 镶面石镶面石 二、道路和桥涵用岩石制品二、道路和桥涵用岩石制品三、集料的技术性质三、集料的技术性质 集料集料: :为在混合料中起骨架或填充作用的粒料。分粗、细集料，为在混合料中起骨架或填充作用的粒料。分粗、细集料，有天然、机制、工业废料有天然、机制、工业废料概述：粗集料是概述：粗集

14、料是在混合料中起骨架作用的粒料在混合料中起骨架作用的粒料。有人工轧制的。有人工轧制的碎石；天然碎石；天然风化而成风化而成卵砾石。沥青混合料中粗集料粒径大于卵砾石。沥青混合料中粗集料粒径大于2.36mm2.36mm，水泥混凝土粗，水泥混凝土粗集料粒径大于集料粒径大于4.75mm4.75mm。粗集料的技术性质粗集料的技术性质物理性质物理性质 1 1）物理常数）物理常数表观密度：单位表观体积的质量。表观密度：单位表观体积的质量。 VsVsVnVn（闭口）闭口）公式公式：( g / 3)表观体积测定：表观体积测定：网蓝法。网蓝法。称量称量完全干燥完全干燥道路使用的集料规定：密实道路使用的集料规定：密实

15、不包括开口孔隙。不包括开口孔隙。试验：试验：毛体积密度毛体积密度：定义：粗集料在规定条件下，单位毛体积的质量。定义：粗集料在规定条件下，单位毛体积的质量。 公式：测定方法：浸测定方法：浸24h24h饱水饱水后，用湿毛巾擦干后而求得饱和面干质后，用湿毛巾擦干后而求得饱和面干质量。然后用排水法求得水中的质量。量。然后用排水法求得水中的质量。饱和面干饱和面干堆堆积积密密度度：集集料料装装填填于于容容器器中中包包括括集集料料空空隙隙和和孔孔隙隙在在内内单单位体积的质量。位体积的质量。体积确定：容积升（自然堆积密度）体积确定：容积升（自然堆积密度）松方密度松方密度：公式：公式：振动堆积密度振动堆积密度细

16、集料堆积密度及紧装密度试验细集料堆积密度及紧装密度试验空隙率：空隙率：集料集料在自然堆集时的空隙占总体积的百分率。在自然堆集时的空隙占总体积的百分率。 空隙率空隙率 公式：公式： 问题：空隙率和孔隙率有什么不同？问题：空隙率和孔隙率有什么不同？2 2）级配）级配 标准筛为方孔筛，筛孔孔径为标准筛为方孔筛，筛孔孔径为70mm70mm、63mm63mm、53mm53mm、37.5mm37.5mm、31.5mm31.5mm、26.5mm26.5mm、19mm19mm、16mm16mm、13.2mm13.2mm、9.5mm9.5mm、4.75mm4.75mm、2.36mm2.36mm、1.18mm1.

17、18mm、0.6mm0.6mm、0.3mm0.3mm、0.15mm0.15mm、0.075mm0.075mm。其余性质同细集料。其余性质同细集料3）坚固性坚固性 按规范规定，对已轧制成的碎石或天然卵石用硫酸钠溶按规范规定，对已轧制成的碎石或天然卵石用硫酸钠溶液进行干湿循环试验。经液进行干湿循环试验。经5 5次循环后，观察其表面破坏情况，次循环后，观察其表面破坏情况，用质量损失百分率计算其坚固性。用质量损失百分率计算其坚固性。2 2、力学性质、力学性质力学性质力学性质压碎值压碎值磨光值磨光值冲击值冲击值磨耗值磨耗值1）压碎值）压碎值定义：定义：讨论与分析：讨论与分析：集料在逐渐增加的荷载下，抵抗

18、压碎的能力。集料在逐渐增加的荷载下，抵抗压碎的能力。 将将9.59.5-13.2mm-13.2mm集料试样集料试样3Kg3Kg装入压碎值测定仪的钢制圆装入压碎值测定仪的钢制圆筒内，放在压力机上，在筒内，放在压力机上，在10min10min左右时间内均匀的加荷载至左右时间内均匀的加荷载至400KN400KN，稳压，稳压5s5s，立即卸载，称其通过，立即卸载，称其通过2.36mm2.36mm的筛余质量。的筛余质量。按下式计算按下式计算试验前试样质量（试验前试样质量（g g） 试验后通过试验后通过2.36mm2.36mm筛孔筛孔的细料质量（的细料质量（g g）石料压碎值（石料压碎值（% %）2）磨光

19、值（）磨光值（PSV）讨论与分析：讨论与分析： 表示集料抵抗车轮磨光作用的能力，是保证路面（特别是表示集料抵抗车轮磨光作用的能力，是保证路面（特别是高速公路、一级公路）具有足够抗滑性能的重要力学性质，可高速公路、一级公路）具有足够抗滑性能的重要力学性质，可采用加速磨光机和摆式摩擦系数测定仪测定。石料磨光值越高，采用加速磨光机和摆式摩擦系数测定仪测定。石料磨光值越高，表示其抗滑性越好。表示其抗滑性越好。 3）冲击值（）冲击值（AIV）定义：定义：讨论与分析：讨论与分析：集料在逐渐增加的荷载下，抵抗压碎的能力。集料在逐渐增加的荷载下，抵抗压碎的能力。试样总质量（试样总质量（g g） 冲击破碎后通过

20、冲击破碎后通过2.36mm2.36mm的试样质量（的试样质量（g g）集料冲击值（集料冲击值（% %）4）磨耗值（）磨耗值（AAV）定义：定义：讨论与分析：讨论与分析：集料在逐渐增加的荷载下，抵抗压碎的能力。集料在逐渐增加的荷载下，抵抗压碎的能力。集料表干密度（集料表干密度（g/cmg/cm3 3） 磨耗前试件的质量（磨耗前试件的质量（g g）集料道瑞磨耗值集料道瑞磨耗值（% %）磨耗后试件的质量（磨耗后试件的质量（g g）（一）细集料的技术性质（一）细集料的技术性质概述：产源：概述：产源： 天然砂天然砂山砂、河砂、山砂、河砂、 人工砂人工砂提高粘结力提高粘结力 废废 料料废模型砂废模型砂 （

21、砂（砂细碎如砂的物质，砂砾）细碎如砂的物质，砂砾） （沙（沙极细碎的石砾，沙漠、风沙）极细碎的石砾，沙漠、风沙）主要起填充主要起填充作用作用考虑：产源、考虑：产源、粒径、物理、粒径、物理、酸碱性、级配酸碱性、级配 总结：总结：沥青混合料中的细集料是指粒径沥青混合料中的细集料是指粒径小于小于2.36mm2.36mm; ; 水泥混凝土中的细集料是指粒径水泥混凝土中的细集料是指粒径小于小于4.75mm4.75mm。 物理常数物理常数（同粗集料）（同粗集料） 分析：分析：与粗集料不同点与粗集料不同点粒径小、粒径小、 量少；量少； 要求要求干净的（含泥量、杂质量、有机干净的（含泥量、杂质量、有机质）质）

22、级配：级配：是砂各级粒径颗粒的分配情况。是砂各级粒径颗粒的分配情况。 方法：方法：采用筛析法（方孔筛采用筛析法（方孔筛一套标准筛）一套标准筛） 分析：分析：级配级配目的：提高密实（耐久性好）目的：提高密实（耐久性好） 细度模数细度模数目的：控制抗折强度、节约水泥目的：控制抗折强度、节约水泥 总结：总结：砂子的级配两方面控制。同时满足要求。砂子的级配两方面控制。同时满足要求。（旧筛方孔）（旧筛方孔）5.0 mm5.0 mm4.75mm 4.75mm （新）新） 2.5 mm2.5 mm 2.36mm2.36mm 1.25 mm1.25 mm1.18mm1.18mm 0.63 mm0.63 mm0

23、.6mm 0.6mm 控制粒径控制粒径 0.315 mm0.315 mm0.3mm0.3mm 0.16 mm0.16 mm0.15mm0.15mm 级配级配总称量总称量500g500g筛析法：一套标准筛筛析法：一套标准筛。0.6mm 0.6mm 粒径的含量粒径的含量决定它的区间决定它的区间。有关级配的重要参数有关级配的重要参数存存留留量量 ：mimi； 总总量量：M=500gM=500g分计筛余百分率分计筛余百分率 累计筛百分率累计筛百分率通过百分率通过百分率目的：求目的：求100g100g砂中各砂中各筛上存留量筛上存留量. .粗粗度度：粗粗度度是是评评价价砂砂粗粗细细的的一一种种指指标标。用

24、用细细度度模模数数表表示示，是是各各号号筛筛的的累累计计筛筛余余百百分分率率之之和和除除以以100100之之商。商。公式：公式：规定：规定：砂的细度模数分为三级。砂的细度模数分为三级。 MXMX =3.7=3.73.13.1 粗砂粗砂 MX =3.0MX =3.02.3 2.3 中砂中砂 MX =2.2MX =2.21.6 1.6 细砂细砂“%”不代入计不代入计算算A1A1：不是砂子不是砂子细度模数细度模数水泥裹覆着集料平均粒径组成水泥裹覆着集料平均粒径组成; ; 分析：分析： 粒径差太大，粒径差太大，拌合困难拌合困难； 粒径差太小，细小颗粒多粒径差太小，细小颗粒多受力易断裂；受力易断裂； 细

25、级料粒径过小表面积大，浪费水泥；细级料粒径过小表面积大，浪费水泥； 完全是完全是一种一种颗粒的砂，密实度颗粒的砂，密实度不够不够。 还必须考虑颗粒的级配。还必须考虑颗粒的级配。总结（总结（1 1）：）：问题：问题：粗、中、细砂如何确定？粗、中、细砂如何确定？砂的粗细程度确定的指标有哪两项？砂的粗细程度确定的指标有哪两项？颗粒级配：颗粒级配：级配级配好好密实密实耐久性好耐久性好强度高强度高。混凝土用。混凝土用砂的级配按砂的级配按建筑用砂建筑用砂（GB/T 146842001GB/T 146842001）的规的规定划分为定划分为 3 3个个级配区有：级配区有：粗砂、中砂、细砂。粗砂、中砂、细砂。完

26、全粗的不行，完全粗的不行，小颗粒的也需要。要符合小颗粒的也需要。要符合3-33-3规定。规定。从级配来说，就是填满骨架的空隙。从级配来说，就是填满骨架的空隙。详见砂的分区及级配范围表详见砂的分区及级配范围表3-33-3：总结（总结（2 2）：）：级级配配区区筛孔筛孔尺寸（尺寸（mm）9.54.752.361.180.60.30.15累计筛余（累计筛余（%）（粗）（粗）010035565358571958010090（中）（中）010025050107041927010090（细）（细）01001502504016855510090 砂砂的的分区及级配范围分区及级配范围 表表3-3说明：说明：区

27、砂属于粗砂区砂属于粗砂采用较采用较区大的砂率（不易捣实）；区大的砂率（不易捣实）；区砂属于中砂区砂属于中砂由中砂和一部分偏粗砂的细砂组成由中砂和一部分偏粗砂的细砂组成；区砂属于细砂区砂属于细砂采用较采用较区小的砂率（易捣实）。区小的砂率（易捣实）。0102030405060708090100累累计计筛筛余余百百分分率率(%)上限上限下限下限P62控制粒径偏粗偏粗偏细偏细中砂区砂样粗砂粗砂区区细砂细砂区区规定：必须同时规定：必须同时 满足满足级配级配和和MxMx两项指标。两项指标。砂样砂样注意：砂样的曲线砂样的曲线完全在标准区间完全在标准区间之内，且之内，且MxMx符合规定符合规定二者统二者统一

28、一，如：都属于二区，该项砂是中砂；，如：都属于二区，该项砂是中砂；除除5.0mm5.0mm和和6.0mm6.0mm筛孔外筛孔外, ,允许超出分界线，但其总量不应允许超出分界线，但其总量不应大于大于5%5%；如何选择细集料属于哪个级配区？如何选择细集料属于哪个级配区？先先计算细度模数，但超出量符合规定，来确定。计算细度模数，但超出量符合规定，来确定。若若有一方面不符合规定有一方面不符合规定，该集料，该集料不符合不符合要求。要求。若给定的集料不符合规定，可取用若给定的集料不符合规定，可取用二种以上集料二种以上集料组合级组合级配，直到符合要求为止。配，直到符合要求为止。集料一定要干净，集料一定要干净

29、，符合符合有害杂质含量的规定。有害杂质含量的规定。 砂子类别确定的设计步骤砂子类别确定的设计步骤例：已知砂子筛分的存留量例：已知砂子筛分的存留量设计步骤：设计步骤： 计算分计筛余量计算分计筛余量计算重要参数：计算重要参数： 计算累计筛余量计算累计筛余量 计算通过百分率计算通过百分率计算细度模数（结果）计算细度模数（结果）用标准级配确定砂子的级配范围（结果）用标准级配确定砂子的级配范围（结果）结论（根据细度模数和级配范围）。结论（根据细度模数和级配范围）。 四、冶金矿渣集料四、冶金矿渣集料指黑色金属冶金矿渣集料指黑色金属冶金矿渣集料 （高炉重矿渣、钢渣）（高炉重矿渣、钢渣）在空气中冷却形成坚硬的

30、材料在空气中冷却形成坚硬的材料路用、集料路用、集料冶金矿渣的化学成分冶金矿渣的化学成分酸、中、碱酸、中、碱矿渣物理性质矿渣物理性质相对密度相对密度2.972.973.32g/cm3.32g/cm (2.67 (2.672.7g/cm)2.7g/cm) 堆积密度约堆积密度约900900/m/m3 3力学性质力学性质强度较高（相当于花岗岩）强度较高（相当于花岗岩） 压碎值压碎值 磨光值磨光值 磨耗值磨耗值符合要求符合要求应应用用：稳稳定定的的矿矿渣渣集集料料可可应应用用于于各各种种路路面面的的基层和垫层。基层和垫层。类宜用于强度等级大于类宜用于强度等级大于C60C60的混凝土；的混凝土；类宜用于强

31、度等级类宜用于强度等级C30-C60C30-C60及抗冻、抗渗或其它要求及抗冻、抗渗或其它要求的混凝土；的混凝土； 类宜用于强度等级小于类宜用于强度等级小于C30C30的混凝土和建筑砂浆。的混凝土和建筑砂浆。砂子的用途砂子的用途第二节第二节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计道路与桥梁用砂石材料，大我数是以矿质混合料的形式与各种道路与桥梁用砂石材料，大我数是以矿质混合料的形式与各种结合料（如水泥或沥青等）组成混合料使用。然而在矿质混合料结合料（如水泥或沥青等）组成混合料使用。然而在矿质混合料中各档集料是相互搭配使用的，欲使混合料具备优良的性能，除中各档集料是相互搭配使用的，欲使混合料具备

32、优良的性能，除各种矿质集料的技术性质应符合技术要求外，矿质混合料还必须各种矿质集料的技术性质应符合技术要求外，矿质混合料还必须满足最小空隙率和最大摩擦力的基本要求。满足最小空隙率和最大摩擦力的基本要求。 1 1、矿质混合料级配优良的标准：、矿质混合料级配优良的标准： (1)(1)、最大密实度、空隙率最小；、最大密实度、空隙率最小； (2)(2)、充分发挥粗矿料骨架支撑作用、形成最大磨擦力；、充分发挥粗矿料骨架支撑作用、形成最大磨擦力； (3)(3)、矿料表面积不太大，结合料（胶结材料）省。、矿料表面积不太大，结合料（胶结材料）省。 2 2 、矿质混合料进行组成设计，其主要内容包括：、矿质混合料

33、进行组成设计，其主要内容包括： (1)(1)级配理论和级配范围的确定；级配理论和级配范围的确定； (2)(2)基本组成的设计方法。基本组成的设计方法。一、矿质混合料的级配理论一、矿质混合料的级配理论（一）级配类型（一）级配类型 典型级配：连续级配和间断级配。典型级配：连续级配和间断级配。1.1.连续级配：筛孔尺寸由大到小，逐级粒径均有，按比例互连续级配：筛孔尺寸由大到小，逐级粒径均有，按比例互相搭配组成的矿质混合料。相搭配组成的矿质混合料。2.2.间断级配：在矿质混合料中剔除其一个或几个分级而形成间断级配：在矿质混合料中剔除其一个或几个分级而形成一种不连续的混合料。一种不连续的混合料。（二）级

34、配理论（二）级配理论1.1.富勒（富勒（W.B.FullerW.B.Fuller）理论：理论： P P2 2= =kdkd P=100(d/D) P=100(d/D)0.50.5 式中：式中：PP欲计算的某级粒欲计算的某级粒径径d d（mmmm）的通过百分率（的通过百分率（% %）；）； dd欲计算的某级粒径欲计算的某级粒径d d（mmmm）；）； DD矿质混合料的最大粒径（矿质混合料的最大粒径（mmmm）。）。2.2.泰波（泰波（A.N.TalbalA.N.Talbal）理论：理论：P=100(d/D)P=100(d/D)n n式中：式中：PP欲计算的某级粒径欲计算的某级粒径d d（mmmm

35、）的通过百分率（的通过百分率（% %）；）； nn试验指数；试验指数；dd欲计算的某级粒径欲计算的某级粒径d d （mmmm）；）； DD矿质矿质混合料的最大粒径（混合料的最大粒径（mmmm） 。3.3.魏茅斯魏茅斯( (C.A.G.WeymouthC.A.G.Weymouth) )粒子干涉理论粒子干涉理论 魏矛斯提出的粒子干涉理论，认为颗粒之间的空魏矛斯提出的粒子干涉理论，认为颗粒之间的空隙，应由次小一级颗粒所填充；其所余空隙又由再次小颗隙，应由次小一级颗粒所填充；其所余空隙又由再次小颗粒所填充，但填隙的颗粒不得大于其间隙之距离，否则大粒所填充，但填隙的颗粒不得大于其间隙之距离，否则大小颗粒

36、粒子之间势必发生干涉现象。为避免干涉起见，大小颗粒粒子之间势必发生干涉现象。为避免干涉起见，大小粒子之间应按一定数量分配，并从临界干涉的情况下可小粒子之间应按一定数量分配，并从临界干涉的情况下可导出前分级粒度的间距计算公式：导出前分级粒度的间距计算公式：二、级配曲线范围的绘制二、级配曲线范围的绘制理论级配曲线：以级配理论公式计算出的通过百分率（理论级配曲线：以级配理论公式计算出的通过百分率（% %）为纵）为纵坐标，以粒径（坐标，以粒径（mmmm）为横坐标绘制而成的曲线。为横坐标绘制而成的曲线。 级配曲线范围：由于矿料在轧制过程中的不均匀性，以及混合级配曲线范围：由于矿料在轧制过程中的不均匀性，

37、以及混合料配制时的误差等，所配制的混合料必须在一定的范围内波动。料配制时的误差等，所配制的混合料必须在一定的范围内波动。若为常坐标，级配曲线明显造成前密后疏，不便绘制和查阅，所若为常坐标，级配曲线明显造成前密后疏，不便绘制和查阅，所以一般采用半对数坐标进行绘制。这种方法是用半对数坐标绘制以一般采用半对数坐标进行绘制。这种方法是用半对数坐标绘制级配曲线。半对数坐标就是以对数坐标为横坐标，以常坐标为纵级配曲线。半对数坐标就是以对数坐标为横坐标，以常坐标为纵坐标所绘制的坐标网。坐标所绘制的坐标网。 建立半对数坐标的一般方法如下：建立半对数坐标的一般方法如下： 1 1、先计算出各颗粒粒径的对数、先计算

38、出各颗粒粒径的对数lgdilgdi 2 2、求出各颗粒粒径间的对数间距，即求出各颗粒粒径间的对数间距，即lgdi-lgdi-1lgdi-lgdi-1（精确到精确到0.010.01），并计算出各颗粒粒径对数间距的总和，即），并计算出各颗粒粒径对数间距的总和，即（lgdi-lgdi-lgdi-1lgdi-1） 3 3、按下式求出各颗粒粒径的间距系数按下式求出各颗粒粒径的间距系数K K：应校核颗粒间距系数总和，调整使应校核颗粒间距系数总和，调整使K=1.00K=1.004 4、选定横坐标长度、选定横坐标长度L L，各颗粒粒径间距，各颗粒粒径间距lili=KL=KL5 5、计算出各颗粒粒径在横坐标上的

39、位置（即距原点的、计算出各颗粒粒径在横坐标上的位置（即距原点的距离）距离）6 6、根据各颗粒粒径在横坐标上的位置确定横坐标，以、根据各颗粒粒径在横坐标上的位置确定横坐标，以通过百分率为纵坐标，即为半对数坐标。通过百分率为纵坐标，即为半对数坐标。 建立好坐标网后建立好坐标网后, ,将按泰波实验指数（将按泰波实验指数（n1n1和和n2n2）计算所得的各颗粒粒径（计算所得的各颗粒粒径（didi）的）的通过百分率（通过百分率（pipi）绘于坐标图上，再将各点连接为光）绘于坐标图上，再将各点连接为光滑的曲线，两条级配曲线之滑的曲线，两条级配曲线之间所包括的范围通常用阴影部分表示，即为级配曲线间所包括的范

40、围通常用阴影部分表示，即为级配曲线范围。范围。三、矿质混合料的组成设计方法三、矿质混合料的组成设计方法在生产中，天然的或人工轧制的单一集料的级配一般很难完全在生产中，天然的或人工轧制的单一集料的级配一般很难完全符合某一合适级配范围的要求。其中天然的集料往往是通过多种天符合某一合适级配范围的要求。其中天然的集料往往是通过多种天然集料搭配使集料级配符合规范级要求，如在级配碎石中往往是砾然集料搭配使集料级配符合规范级要求，如在级配碎石中往往是砾石和砂相掺配而达到要求。而人工轧制的碎石则往往是通过将碎石石和砂相掺配而达到要求。而人工轧制的碎石则往往是通过将碎石加工成几种不同规格（粒度）后再进行搭配，使

41、其混合级配符合规加工成几种不同规格（粒度）后再进行搭配，使其混合级配符合规范要求。范要求。 相对应的，我们对不同规格的集料用不同的名字。通俗的叫相对应的，我们对不同规格的集料用不同的名字。通俗的叫法有：寸半子、寸子、瓜子片、石屑。法有：寸半子、寸子、瓜子片、石屑。 正式的文件名称用该集料的最大公称粒径与最小颗粒直径正式的文件名称用该集料的最大公称粒径与最小颗粒直径表示，如：表示，如：“10mm31.5mm10mm31.5mm碎石碎石”是指这种集料的最大公称粒径为是指这种集料的最大公称粒径为31.5mm31.5mm，最小颗粒粒径为最小颗粒粒径为10mm10mm的碎石。的碎石。 矿质混合料的设计方

42、法主要采用试算法和图解法。在应用矿质混合料的设计方法主要采用试算法和图解法。在应用设计方法时应具备以下两项条件：设计方法时应具备以下两项条件： （1 1）各种集料的筛析结果）各种集料的筛析结果 （2 2）按技术规范（或理论级配）要求矿质混合料的级配范围）按技术规范（或理论级配）要求矿质混合料的级配范围（一）试算法（一）试算法数解法设计步骤数解法设计步骤1、建立基本计算方程、建立基本计算方程设有A、B、C三种集料在某一筛孔上的分计筛余百分率分别为A() ) 、B B() ) 、 C C() )，打算配制矿质混合料M，混合料M在相应筛孔上的分计筛余百分率为M() )。设A、B、C三种集料在混合料中

43、的比例分别是X、Y、Z，则得到下面两式：X+Y+Z=100（123）A() ) .X +B B() ) .Y + C C() ) .Z=M() )（124）2、基本假设、基本假设在矿质混合料中，假定混合料中某一级粒径的颗粒仅由三种集料中的一种集料来提供，而其它两种集料中不含有这一粒径的颗粒，此时这两种集料相应的分计筛余百分率为0。例如设在粒级上仅集料在此粒级上存在分计筛余，其它两个集料和的分计筛余全部是0，从而简化计算过程。3、计算、计算1）计算）计算A集料在混合料中所占的比例集料在混合料中所占的比例根据上述假设，（124）式成为：A() ) .X =M M() )则A集料在混合料中所占的比例

44、为：X =M M() )/A() ) （125）2）计算计算C集料在混合料中所占的比例集料在混合料中所占的比例同理，按此假设在计算集料在混合料中的比例时，在粒级上其它两种则C集料和在该粒径上的分计筛余百分率也是0，则有：C(j j) ) .X =M M(j j) )即C集料在混合料中比例是：Z =M M(j j) )/C(j j) ) （126）3）最后计算）最后计算B集料在混合料中的比例：集料在混合料中的比例：Y=100(X+Z)（127）4、校核调整对以上计算得到的各集料的比例即配合比进行验算，如得到的合成级配不在所要求的级配范围，应调整初步配合比重新验算，直到满足级配要求为止。如经数次调

45、整仍不能达到要求，可掺加单粒级集料或调换其它集料。1.1.试算法：试算法： 例题例题1-2P251-2P25材料名称材料名称 配合比配合比 13.213.24.754.752.362.361.181.180.600.600.300.300.150.150.0750.0750.070.075 5原原材材料料筛筛分分碎石碎石100%100%0.80.860.060.023.523.514.414.41.31.30 00 00 00 0砂砂100%100%0 00 010.510.522.122.119.419.436.036.07.07.03.03.02.02.0矿粉矿粉100%100%0 00

46、00 00 04.04.04.04.05.55.53.23.283.383.3级级配配情情况况碎石碎石49%49%0.40.429.429.411.511.57.17.10.60.60 00 00 00 0砂砂30%30%0 00 03.23.26.66.65.85.810.810.82.12.10.90.90.60.6矿粉矿粉21%21%0 00 00 00 00.80.80.80.81.21.20.70.717.517.5合合成成级级配配a ai i(%)(%)100%100%0.40.429.429.414.714.713.713.77.27.211.611.63.33.31.61.61

47、8.118.1A Ai i(%)(%)100%100%0.40.429.829.844.544.558.258.265.465.477.077.080.380.381.981.9100100P Pi i(%)(%)100%100%99.699.670.270.255.555.541.841.834.634.623.023.019.719.718.118.10 0标标准准级级配配范围范围100%100%100100637863784063406330533053224522451531535 512301230102510250 0中值中值100%100%10010070.570.551.551

48、.541.541.533.533.52525212117.517.50 0（二）图解法设计步骤（二）图解法设计步骤1、准备工作、准备工作(1)对所用的各集料筛分，并计算出各自的通过量百分率。(2)明确设计标准级配要求的级配范围。(3)并计算出该要求标准级配范围的中值。2、绘制框图、绘制框图（1）绘制一矩形框图：通常纵横边各为100mm和150mm，从左下向右上引对角线作为合成级配的中值。图1-8。（2）标纵坐标：按算数坐标标通过量百分率刻度（%）。（3）标横坐标：表示筛孔位置（单位mm），方法各筛孔的具体位置则根据合成级配要求的通过量百分率中值，在纵坐标上找出该值的位置，然后从纵坐标引平行线与

49、对角线相交，再从交点处向下作垂线，垂线与横坐标的相交点即为各筛孔相应位置。绘制框图坐标体系（图绘制框图坐标体系（图1-8）3、绘制各集料级配曲线（图、绘制各集料级配曲线（图1-9） 将参与级配合成的各集料通过量绘制在框图中，用折线的形式连成级配曲线。4、确定各集料的用量比例、确定各集料的用量比例 根据框图中相邻两条曲线关系，确定各集料在混合料中的掺配比例，有三种情况：1）重叠关系：）重叠关系：相邻两条曲线相互重叠，图18中集料的级配曲线下部与集料的级配曲线上部搭接。在两条级配曲线之间引一条垂线，要求该垂线与集料、的级配曲线截距相等，即。此时垂线与对角线相交于点，再通过点作一水平线与纵坐标交于点

50、，线段的几何长度（以mm计）就是集料的用量比例（%）。2）相接关系：）相接关系：相邻两条曲线首尾相接，图42中集料的末端与集料的首端正好相接。此时只需从集料的首端向集料的末端引垂线，该垂线与对角线相交于点，过点作水平线与纵坐标交于点，则线段的几何长度就是集料的用量（%）。3）分离关系：）分离关系：相邻两条曲线分离，图42中集料的级配曲线与集料的级配曲线在水平方向彼此分离。此时作一条垂线平分这段水平距离，要求。垂线与对角线交于点，通过该点作一水平线与纵坐标交于点，则线段的几何长度就代表集料的用量（%）。剩余的即为集料的用量。可以说，框图中相邻集料级配曲线的关系只可能是这三种情况，但实际操作过程中

51、以第一种关系即重叠关系为最常见。5、校核与调整、校核与调整根据图解求得的各集料用量比例，计算出合成级配的结果，合成级配超出级配范围时，要调整各集料的用量，直到满足设计级配的要求为止。如经数次调整仍不能达到要求，可掺加单粒级集料或调换其它集料。确定各集料的用量比例（图确定各集料的用量比例（图1-9）2.2.图解法图解法材料名称材料名称 配合比配合比 通过下列筛孔通过下列筛孔(mm)(mm)的百分率（的百分率（% %）16.016.013.213.29.59.54.754.752.362.361.181.180.600.600.300.300.150.150.0750.075原原材材料料筛筛分分碎

52、石碎石100%100%1001009595636328288 82 21 10 0砂砂100%100%10010010010010010010010010010090906060353510101 1矿粉矿粉100%100%10010010010010010010010010010010010010010010010097978888级级配配情情况况碎石碎石61%61%616157.957.938.438.417.117.14.94.91.21.20.60.60 0砂砂29%29%2929292929292929292926.126.117.417.410.210.22.92.90.20.2矿

53、粉矿粉10%10%101010101010101010101010101010109.79.78.88.8碎石碎石63%63%636359.959.939.739.715.815.85.05.01.31.30.60.60 0砂砂30%30%3030303030303030303027.027.018.018.010.510.53.03.00.30.3矿粉矿粉7%7%7 77 77 77 77 77 77 77 76.86.86.26.2合成级配合成级配100%100%10010097.097.077.477.456.156.143.943.937.337.328.028.020.220.212

54、.612.69.19.1100%100%10010096.996.976.776.753.653.642.042.035.335.325.625.617.517.59.89.86.56.5标标准准级级配配范围范围100%100%10010095100951007088708848684868365336532441244118301830122212228168164848中值中值100%100%10010097.597.57979585844.544.532.532.52424171712126 6第二章第二章 石灰和水泥石灰和水泥思考:什么是石灰? 石灰在工程中有什么用途？ 工程用石灰怎么

55、选择？工地现场石灰堆放工地现场石灰堆放工地现场石灰过筛工地现场石灰过筛内容提要及知识要点内容提要及知识要点1.本章阐述了石灰的消化、硬化过程和质量检验评定指标；本章阐述了石灰的消化、硬化过程和质量检验评定指标；2.通过学习，要求学生能够：通过学习，要求学生能够：1.具有石灰消化与硬化、硅酸盐水泥熟料各矿物成分具有石灰消化与硬化、硅酸盐水泥熟料各矿物成分特性方面的知识；特性方面的知识；2.具有石灰、技术性质的知识，并能进行检验；具有石灰、技术性质的知识，并能进行检验；3.能根据工程情况合理选用石灰。能根据工程情况合理选用石灰。胶凝材料胶凝材料有机胶凝材料无机胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料第

56、一节第一节 石灰石灰1.石灰：石灰：为石灰石经高温煅烧而获得的产品。2.石灰基本类型：石灰基本类型：钙石灰：MgO5% 镁石灰：MgO 5%3 3.石灰类型石灰类型1）生）生石灰石灰：（1）块状生石灰（2）生石灰粉2）消石灰）消石灰：（1）消生石灰粉（2）石灰浆石灰膏石灰乳 石灰根据化学成分的不同分为生石灰和熟石灰。石灰的主要石灰根据化学成分的不同分为生石灰和熟石灰。石灰的主要化学成分是化学成分是CaOCaO，熟石灰的主要成分是，熟石灰的主要成分是Ca(OH)2Ca(OH)2。根据成品加工。根据成品加工方法的不同，可分为块状生石灰、生石灰粉、消石灰粉、石灰方法的不同，可分为块状生石灰、生石灰粉

57、、消石灰粉、石灰浆、石灰乳。浆、石灰乳。一、石灰的生产工艺概述一、石灰的生产工艺概述 石灰是由富含碳酸钙的岩石石灰是由富含碳酸钙的岩石( (如石灰石、白云石、白垩如石灰石、白云石、白垩等等) )为主，亦可应用含有氧化钙和部分氧化镁的岩石经过为主，亦可应用含有氧化钙和部分氧化镁的岩石经过煅烧，逸出二氧化碳气体后得到的块状材料。煅烧过程中，煅烧，逸出二氧化碳气体后得到的块状材料。煅烧过程中，碳酸钙的分解需要吸收热量，通常需加热至碳酸钙的分解需要吸收热量，通常需加热至900900以上，以上，其化学反应可表示如下：其化学反应可表示如下：CaCOCaCO3 3 CaO+CO CaO+CO2 2（178k

58、J/mol178kJ/mol）900178kJ/mol1 1、优质的石灰、优质的石灰：色质洁白或带灰色，多孔，质量较轻。石灰在烧制过程中，往：色质洁白或带灰色，多孔，质量较轻。石灰在烧制过程中，往2 2、欠火石灰：、欠火石灰：未烧透石灰，质量大，色显白、硬度大未烧透石灰，质量大，色显白、硬度大 。3 3、过火石灰：、过火石灰：烧制的温度过高或时间过长，石灰表面出现玻璃状的外壳，体积烧制的温度过高或时间过长，石灰表面出现玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，块体密度大，消化缓慢收缩明显，颜色呈灰黑色，块体密度大，消化缓慢1414天。天。4 4、过火石灰危害及防治：、过火石灰危害及防治：用于建

59、筑结构物中仍能继续消化，以致引起成型的结用于建筑结构物中仍能继续消化，以致引起成型的结构物体体积膨胀，导致结构物表面产生鼓包、隆起、起皮、剥落或产生裂缝等破构物体体积膨胀，导致结构物表面产生鼓包、隆起、起皮、剥落或产生裂缝等破坏现象，故危害极大。防治方法坏现象，故危害极大。防治方法“陈伏陈伏”1515天。天。灰浆在陈伏期间，在其表面应有灰浆在陈伏期间，在其表面应有一层水分，使之与空气隔绝，以防止碳化。一层水分，使之与空气隔绝，以防止碳化。二、石灰的消化和硬化二、石灰的消化和硬化1.1.石灰的消化石灰的消化 烧制成的生石灰，在使用时必须加水使其烧制成的生石灰，在使用时必须加水使其“消化消化”成为

60、成为“消石灰消石灰”，这一过程亦称，这一过程亦称“熟化熟化”，故消石灰亦称，故消石灰亦称“熟石灰熟石灰”其化学反应为：其化学反应为：CaO+HCaO+H2 20 0Ca(OH)Ca(OH)2 2+64.9kJ/mol+64.9kJ/mol 消石灰主要化学成分为氢氧化钙消石灰主要化学成分为氢氧化钙Ca(OH)2Ca(OH)2。上式理论需水量仅为石。上式理论需水量仅为石灰的灰的3232，但是由于石灰消化是一个放热反应过程，实际加水量达，但是由于石灰消化是一个放热反应过程，实际加水量达7070以上。根据加水量的不同，可以得到不同形态的熟石灰，加水量恰好完以上。根据加水量的不同，可以得到不同形态的熟石

61、灰，加水量恰好完成上述反应，可得到细粉状的熟石灰即消石灰粉；加入超过上述反应所成上述反应，可得到细粉状的熟石灰即消石灰粉；加入超过上述反应所需的水，可得石灰浆；加入更多的水稀释石灰浆可得到石灰乳。需的水，可得石灰浆；加入更多的水稀释石灰浆可得到石灰乳。 消解速度：消解速度：块状石灰从加水至产生热量达到块状石灰从加水至产生热量达到最高温度所需的时间。在石灰消化时，应注最高温度所需的时间。在石灰消化时，应注意加水速度。对消解速度快、活泼性大的石意加水速度。对消解速度快、活泼性大的石灰，如加水过慢，水量不够，则已消化的石灰，如加水过慢，水量不够，则已消化的石灰颗粒生成灰颗粒生成Ca(OH)2Ca(O

62、H)2包围于未消化颗粒周围，包围于未消化颗粒周围，使内部石灰不易消化，这种现象称为使内部石灰不易消化，这种现象称为“过烧过烧”现象；相反，对于消解速度慢、活泼性差现象；相反，对于消解速度慢、活泼性差的石灰，如加水过快，则发热量少，水温过的石灰，如加水过快，则发热量少，水温过低，增加了未消化颗粒，这种现象称为低，增加了未消化颗粒，这种现象称为“过过冷冷”现象。现象。 2 2石灰的硬化石灰的硬化 石灰的硬化过程包括干燥硬化和碳酸化两部分。石灰的硬化过程包括干燥硬化和碳酸化两部分。2)2)石灰浆的干燥硬化石灰浆的干燥硬化( (结晶作用结晶作用) ) 石灰浆体干燥过程，由于水分蒸发形成网状孔隙，这石灰

63、浆体干燥过程，由于水分蒸发形成网状孔隙，这时滞留在孔隙中的自由水由于表面张力的作用而产生毛细时滞留在孔隙中的自由水由于表面张力的作用而产生毛细管压力，使石灰粒子更加密实，而获得管压力，使石灰粒子更加密实，而获得“附加强度附加强度”。此。此外，由于水分的蒸发，引起外，由于水分的蒸发，引起Ca(OHCa(OH) )：。溶液过饱和而结晶：。溶液过饱和而结晶析出，并产生析出，并产生“结晶强度结晶强度”。但从溶液中析出。但从溶液中析出Ca(OH)Ca(OH)2 2数数量极少，因此强度增长不显著。其反应为：量极少，因此强度增长不显著。其反应为： Ca(OH)Ca(OH)2 2+nH+nH2 2O OCa(

64、OH)Ca(OH)2 2nHnH2 2O O2)2)硬化石灰浆的碳化硬化石灰浆的碳化( (碳化作用碳化作用) ) 氢氧化钙与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙晶体，氢氧化钙与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙晶体，为熟石灰的为熟石灰的“碳化碳化”，石灰浆体经碳化后获得的最终强度，石灰浆体经碳化后获得的最终强度，称为称为“碳化强度碳化强度”。其化学反应式为：。其化学反应式为： Ca(OH)Ca(OH)2 2+C0+C02 2+nH+nH2 20 0CaCOCaCO3 3+(n+1)H+(n+1)H2 2O O 该反应主要发生在与空气接触的表面，当浆体表该反应主要发生在与空气接触的表面，当浆体表面生成一层

65、面生成一层CaCOCaCO3 3薄膜后，碳化进程减慢，同时内部的水薄膜后，碳化进程减慢，同时内部的水分不易蒸发，所以石灰的硬化速度随时间增长逐渐减慢。分不易蒸发，所以石灰的硬化速度随时间增长逐渐减慢。结晶碳化三、石灰的技术要求和技术标准三、石灰的技术要求和技术标准1.技术要求技术要求1)1)有效氧化钙和氧化镁含量有效氧化钙和氧化镁含量 （理论内容理论内容） 石灰中产生粘结性的有效成分是活性氧化钙和氧化镁。它们的含量是评价石石灰中产生粘结性的有效成分是活性氧化钙和氧化镁。它们的含量是评价石灰质量的主要指标，其含量愈多，活性愈高，质量也愈好。有效氧化钙和氧灰质量的主要指标，其含量愈多，活性愈高，质

66、量也愈好。有效氧化钙和氧化镁含量的测定方法，按我国现行行业标准化镁含量的测定方法，按我国现行行业标准公路工程无机结合料稳定材料公路工程无机结合料稳定材料试验规程规定，有效氧化钙含量用中和滴定法测定，氧化镁含量用络合滴定试验规程规定，有效氧化钙含量用中和滴定法测定，氧化镁含量用络合滴定法测定。法测定。2)2)生石灰产浆量和未消化残渣含量生石灰产浆量和未消化残渣含量 （理论内容理论内容） 产浆量是单位质量产浆量是单位质量(1kg)(1kg)的生石灰经消化后，所产石灰浆体的体积的生石灰经消化后，所产石灰浆体的体积(L)(L)。石灰。石灰产浆量愈高，则表示其质量越好。未消化残渣含量是生石灰消化后，未能

67、消产浆量愈高，则表示其质量越好。未消化残渣含量是生石灰消化后，未能消化而存留在化而存留在5mm5mm圆孔筛上的残渣占试样的百分率。其含量愈多，石灰质量愈差，圆孔筛上的残渣占试样的百分率。其含量愈多，石灰质量愈差，须加以限制。须加以限制。 按现行标准按现行标准建筑石灰物理试验方法建筑石灰物理试验方法(JC/T478.192)(JC/T478.192)规定，取石灰试规定，取石灰试样样1kg1kg，倒人装有，倒人装有2500mL(2052500mL(205) )清水的标准产浆桶内的筛筒中，盖上盖子，清水的标准产浆桶内的筛筒中，盖上盖子，静置消化静置消化20min20min，用圆木棒连续搅动，用圆木棒

68、连续搅动2min2min，继续静置消化，继续静置消化40 min40 min，再搅动，再搅动2 2 minmin。提取筛筒，用清水冲洗筛筒内残渣，至水流不浑浊，冲洗残渣的清水仍。提取筛筒，用清水冲洗筛筒内残渣，至水流不浑浊，冲洗残渣的清水仍倒入产浆桶内，水的总体积控制在倒入产浆桶内，水的总体积控制在3000 3000 mLmL。将残渣在。将残渣在100100105C105C烘箱烘干至烘箱烘干至恒重，冷却至室温后用恒重，冷却至室温后用5mm5mm圆孔筛筛分，称量筛余物，计算未消化残渣含量。圆孔筛筛分，称量筛余物，计算未消化残渣含量。 石灰浆体在产浆桶中静置石灰浆体在产浆桶中静置24h24h后，用

69、钢尺量出浆体高度，计算产浆量。后，用钢尺量出浆体高度，计算产浆量。 2.石灰的技术标准石灰的技术标准 建筑石灰按现行标准建筑石灰按现行标准建筑生石灰建筑生石灰(JC/T 479(JC/T 47992)92)、建筑生石灰粉建筑生石灰粉(JC/T 480(JC/T 48092)92)和和建筑消石建筑消石灰粉灰粉(JC/T 481(JC/T 48192)92)的规定，按其氧化镁含量划分为的规定，按其氧化镁含量划分为钙质石灰和镁质石灰两类，其分类界限按下表的规定。钙质石灰和镁质石灰两类，其分类界限按下表的规定。生石灰生石灰生石灰粉生石灰粉消石灰粉消石灰粉钙质石灰钙质石灰5 5 5 5 4 5 5 5

70、5 4 4 1)1)生石灰技术标准生石灰技术标准 根据氧化镁含量按表根据氧化镁含量按表2-12-1分为钙质生石灰和分为钙质生石灰和镁质生石灰两类，然后再按有效氧化钙和氧化镁镁质生石灰两类，然后再按有效氧化钙和氧化镁含量、产浆量、未消解残渣和含量、产浆量、未消解残渣和COCO2 2含量等含量等4 4个项目个项目的指标分为优等品、一等品和合格品的指标分为优等品、一等品和合格品3 3个等级，个等级，如下表如下表 项项 目目 钙质生石灰钙质生石灰 镁质生石灰镁质生石灰 优等品优等品 一等品一等品 合格品合格品 优等品优等品 一等品一等品 合格品合格品 1.(CaO+Mg0)1.(CaO+Mg0)含量含

71、量( () ) 不小于不小于 9090858580808585808075752.2.未消化残渣含未消化残渣含量量(5mm)(5mm)圆孔筛筛圆孔筛筛余量余量( () )不大于不大于 5 5101015155 5101015153.C02(3.C02() ) 不大于不大于 5 57 79 96 68 810104.4.产浆量产浆量(L(Lkg) kg) 不小于不小于2.82.82.32.32.02.02.82.82.32.32.02.02)2)生石灰粉技术标准生石灰粉技术标准 根据氧化镁含量分为钙质石灰和镁质石灰两根据氧化镁含量分为钙质石灰和镁质石灰两类后，再按类后，再按( (CaO+MgOC

72、aO+MgO) )含量、含量、COCO2 2含量和细度等项含量和细度等项目的指标，分为优等品、一等品和合格品目的指标，分为优等品、一等品和合格品3 3个等个等级，如下表级，如下表 项项 目目 钙质生石灰钙质生石灰 镁质生石灰镁质生石灰 优等品优等品 一等品一等品 合格品合格品 优等品优等品 一等品一等品 合格品合格品 1.(CaO+Mg0)1.(CaO+Mg0)含量含量( () ) 不小于不小于 8585808075758080757570702.C02(2.C02() ) 不大于不大于7 79 911118 810101212细度细度0.9mm0.9mm筛筛筛筛余余( () ) 不不大于大于

73、 0.20.20.50.51.51.50.20.20.50.51.51.50.125mm0.125mm筛筛筛余筛余( () ) 不大于不大于 7.07.012.012.018.018.07.07.012.012.018.018.03)3)消石灰粉技术标准消石灰粉技术标准 消石灰粉按氧化镁含量消石灰粉按氧化镁含量44时称为钙质消石时称为钙质消石灰粉，灰粉，4 4氧化镁含量氧化镁含量2424时称为镁质时称为镁质消石灰粉，消石灰粉，2424氧化镁含量氧化镁含量3030时称为白云时称为白云石消石灰粉。按等级分为优等品、一等品和合格石消石灰粉。按等级分为优等品、一等品和合格品等品等3 3个等级，如下表。

74、个等级，如下表。项目项目钙质生石灰钙质生石灰 镁质生石灰镁质生石灰 白云石消石灰白云石消石灰 优等优等品品一等品一等品合格品合格品优等品优等品一等品一等品合格品合格品优等品优等品一等品一等品合格品合格品1 1( (CaO+MgoCaO+Mgo) )含量含量( () ) 不小于不小于 7070656560606565606055556565606055552 2游离水游离水( () ) 0.40.42.02.00.40.42.02.00.40.42.02.0 3 3体积安定性体积安定性 合格合格合格合格-合格合格合格合格-合格合格合格合格-4.4.细细度度0.9mm0.9mm筛筛余筛筛余( ()

75、 ) 不大于不大于 0 00 00.50.50 00 00.50.50 00 00.50.50.125mm0.125mm筛余筛余( () ) 不大于不大于 3 3101015153 3101015153 310101515四、石灰石的应用和储存四、石灰石的应用和储存1.1.石灰的应用石灰的应用 （1 1）石灰砂浆：）石灰砂浆：主要用于地面以上部分的砌筑工程，并可用主要用于地面以上部分的砌筑工程，并可用于抹面等装饰工程。在桥梁工程中，石灰砂浆、石灰水泥砂浆、于抹面等装饰工程。在桥梁工程中，石灰砂浆、石灰水泥砂浆、石灰粉煤灰砂浆广泛用于圬工砌体。石灰粉煤灰砂浆广泛用于圬工砌体。 （2 2）加固软土

76、地基：）加固软土地基：在软土地基中打人生石灰桩，可利用生在软土地基中打人生石灰桩，可利用生石灰吸水产生膨胀对桩周土壤起挤密作用，利用生石灰和粘土石灰吸水产生膨胀对桩周土壤起挤密作用，利用生石灰和粘土矿物间产生的胶凝反应使周围的土固结，从而达到提高地基承矿物间产生的胶凝反应使周围的土固结，从而达到提高地基承载力的目的。载力的目的。 （3 3）三合土：）三合土：石灰和粘土按一定比例拌和制成石灰土或与粘石灰和粘土按一定比例拌和制成石灰土或与粘土、砂石、炉渣制成三合土，用于道路工程的垫层。土、砂石、炉渣制成三合土，用于道路工程的垫层。 （4 4）稳定土：）稳定土：在道路工程中，随着半刚性基层在高等级路

77、面在道路工程中，随着半刚性基层在高等级路面中的应用，石灰稳定土、石灰粉煤灰稳定土及其稳定碎石等广中的应用，石灰稳定土、石灰粉煤灰稳定土及其稳定碎石等广泛用于路面基层。泛用于路面基层。2.2.石灰的储存石灰的储存 （1 1）磨细的生石灰粉应储存于干燥仓库内，采取严格防水措）磨细的生石灰粉应储存于干燥仓库内，采取严格防水措施。施。 （2 2）如需较长时间储存生石灰，最好将其消解成石灰浆，并）如需较长时间储存生石灰，最好将其消解成石灰浆，并使表面隔绝空气，以防碳化。使表面隔绝空气，以防碳化。石灰试验石灰试验石灰有效氧化钙试验石灰有效氧化钙试验试验目的及适用范围试验目的及适用范围 石灰的质量主要取决于

78、有效氧化钙和氧化镁的含量，它石灰的质量主要取决于有效氧化钙和氧化镁的含量，它们的含量愈高，则石灰粘结力愈好。们的含量愈高，则石灰粘结力愈好。 本方法适用于测定各种石灰的有效氧化钙含量。本方法适用于测定各种石灰的有效氧化钙含量。 注：石灰中的有效氧化钙是指游离的氧化钙，它不同于注：石灰中的有效氧化钙是指游离的氧化钙，它不同于总钙量，因为有效氧化钙不包括碳酸钙、硅酸钙以及其他总钙量，因为有效氧化钙不包括碳酸钙、硅酸钙以及其他钙盐中的钙。石灰中氧化钙的含量，以能溶解于蔗糖溶液钙盐中的钙。石灰中氧化钙的含量，以能溶解于蔗糖溶液中，并能与盐酸作用生成蔗糖钙的钙含量占石灰原试样的中，并能与盐酸作用生成蔗糖

79、钙的钙含量占石灰原试样的重量的百分率表示。重量的百分率表示。试验仪器试验仪器试验过程试验过程水泥混凝土路面水泥混凝土路面拉法基水泥厂一角拉法基水泥厂一角拉法基水泥厂一角拉法基水泥厂一角拉法基水泥厂一角拉法基水泥厂一角思考：思考：什么叫水泥什么叫水泥? ?水泥有些什么技术要求水泥有些什么技术要求? ?水泥品种如何选择水泥品种如何选择? ? l第二节第二节 水水 泥泥内容提要及知识要点内容提要及知识要点本章重点阐述了硅酸盐水泥熟料的矿物组成、凝结硬本章重点阐述了硅酸盐水泥熟料的矿物组成、凝结硬化机理和技术性质。同时也简要介绍了掺混合料的硅酸盐化机理和技术性质。同时也简要介绍了掺混合料的硅酸盐水泥和

80、其他品种水泥。水泥和其他品种水泥。 通过学习，要求学生应掌握石灰消化、硬化过程，质通过学习，要求学生应掌握石灰消化、硬化过程，质量评定方法；重点掌握硅酸盐水泥熟料各矿物成分特性、量评定方法；重点掌握硅酸盐水泥熟料各矿物成分特性、凝结硬化的机理和技术性质的检验测定方法，以及其他水凝结硬化的机理和技术性质的检验测定方法，以及其他水泥的特性和应用。泥的特性和应用。 水泥的分类水泥的分类按化学成分分类按化学成分分类按用途和性能分类按用途和性能分类硅酸盐类水泥硅酸盐类水泥铝酸盐类水泥铝酸盐类水泥硫铝酸盐类水泥硫铝酸盐类水泥铁铝酸盐类水泥铁铝酸盐类水泥氟铝酸盐类水泥氟铝酸盐类水泥通用水泥通用水泥专用水泥专

81、用水泥特性水泥特性水泥 水泥是一种水硬性胶凝材料，也是建筑工程中用量最大水泥是一种水硬性胶凝材料，也是建筑工程中用量最大的建筑材料之一。的建筑材料之一。1.1.硅酸盐水泥硅酸盐水泥的生产工艺可概括为三个阶段：的生产工艺可概括为三个阶段：1.11.1生料制备。以石灰石、粘土和铁矿粉为主要原料生料制备。以石灰石、粘土和铁矿粉为主要原料( (有时需加入校正原料有时需加入校正原料) )，将其按一定比例配合、磨，将其按一定比例配合、磨细，制得具有适当化学成分、质量均匀的生料。细，制得具有适当化学成分、质量均匀的生料。1.21.2熟料煅烧。将生料在水泥窑内经熟料煅烧。将生料在水泥窑内经14501450高温

82、煅烧至高温煅烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料。熟料。1.31.3水泥粉磨。将熟料加适量石膏和水泥粉磨。将熟料加适量石膏和0505的石灰石或的石灰石或粒化高炉矿渣共同磨细，即得到硅酸盐水泥。粒化高炉矿渣共同磨细，即得到硅酸盐水泥。 生产示意图（含化学成分及矿物组成）生产示意图（含化学成分及矿物组成）一、硅酸盐水泥与普通硅酸盐水一、硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥泥（一）硅酸盐水泥生产工艺概述（一）硅酸盐水泥生产工艺概述1.1.硅酸盐水泥的矿物组成硅酸盐水泥的矿物组成生料主要化学成分：，和。生料主要化学成分：，和。经高温煅烧后，以上四种化学

83、成分化合为经高温煅烧后，以上四种化学成分化合为熟料中的主要熟料中的主要矿物组成矿物组成：硅酸三钙简式为硅酸三钙简式为硅酸二钙简式为硅酸二钙简式为铝酸三钙简式为铝酸三钙简式为铁铝酸四钙简式为铁铝酸四钙简式为（二）硅酸盐水泥的化学成分和矿物组成（二）硅酸盐水泥的化学成分和矿物组成2.2.水泥孰料水泥孰料主要组成矿物的性质主要组成矿物的性质1 1）硅酸三钙硅酸三钙水泥中主要矿物组成，含量通常为水泥中主要矿物组成，含量通常为5050左右，对硅酸盐左右，对硅酸盐水泥影响大。水泥影响大。水化速度较快，水化热高，早期强度大。水化速度较快，水化热高，早期强度大。2 2）硅酸二钙硅酸二钙水化速度较慢，水化热很低

84、。水化速度较慢，水化热很低。早期强度较低而后期强度较高（但仍然低于）。早期强度较低而后期强度较高（但仍然低于）。耐化学侵蚀和干缩性较好。耐化学侵蚀和干缩性较好。3 3）铝酸三钙铝酸三钙水化反应速度最快，水化热最高。水化反应速度最快，水化热最高。耐化学腐蚀性差，干缩性大。耐化学腐蚀性差，干缩性大。（注：的含量决定水泥的凝结速度和释放热量，通常（注：的含量决定水泥的凝结速度和释放热量，通常为调节水泥凝结速度，需掺加石膏或硅酸三钙与石膏形成为调节水泥凝结速度，需掺加石膏或硅酸三钙与石膏形成的水化产物）。的水化产物）。4 4）铁铝酸四钙铁铝酸四钙遇水反应较快，水化热较高。遇水反应较快，水化热较高。强度

85、较低，对水泥抗折强度和抗冲击性能起重要作用。强度较低，对水泥抗折强度和抗冲击性能起重要作用。耐化学腐蚀性好，干缩性小。耐化学腐蚀性好，干缩性小。（注：道路水泥应提高的含量）（注：道路水泥应提高的含量）3.3.水泥熟料主要矿物组成的性质比较水泥熟料主要矿物组成的性质比较）水化反应速度）水化反应速度）水化热）水化热）抗压强度早期）抗压强度早期后期后期可见，和是水泥强度的主要来源。可见，和是水泥强度的主要来源。）对抗折强度有利。）对抗折强度有利。）耐化学腐蚀性）耐化学腐蚀性）干缩性）干缩性 小，小， 中，中， 大。大。（三）硅酸盐水泥的凝结和硬化（三）硅酸盐水泥的凝结和硬化1.水泥的水化作用水泥的水

86、化作用1)硅酸三钙硅酸三钙:3CaO.SiO2+mH2O3CaO.SiO2.H2O+(m-1)Ca(OH)2反应快反应快2)硅酸二钙硅酸二钙：2CaO.SiO2+nH2O2CaO.SiO2.nH2O 反应慢反应慢3)3)铝酸三钙：铝酸三钙：3CaO.Al2O3+6H2O3CaO.Al2O3.6H2O 反应极快，凝结硬化极快，使水泥反应极快，凝结硬化极快，使水泥“闪凝闪凝”，来不及施工，加石，来不及施工，加石膏调凝，减缓凝结硬化速度。膏调凝，减缓凝结硬化速度。3CaO.Al2O3.6H2O+3(CaSO4.2H2O)+19H2O3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O含水含水铝酸三钙与石膏

87、再反应生成钙矾石（水泥杆铝酸三钙与石膏再反应生成钙矾石（水泥杆菌）菌）4)铁铝酸四钙铁铝酸四钙4CaO.Al2O3.Fe2O3+7H2O3CaO.Al2O3.6H2O+CaO.Fe2O3.H2O反应条件反应条件Ca(OH)2达到饱和；达到饱和；石膏被反应完。石膏被反应完。2、硅酸盐水泥的凝结和硬化阶段、硅酸盐水泥的凝结和硬化阶段1)溶解阶段（初始反应期）溶解阶段（初始反应期） 需要几十分钟。需要几十分钟。1)初凝阶段（诱导期、潜伏期）初凝阶段（诱导期、潜伏期） 需要一小时左右，开始失去可塑性。需要一小时左右，开始失去可塑性。1)终凝阶段（凝结期、加速期）终凝阶段（凝结期、加速期） 需要六小时左

88、右，最终失去可塑性。需要六小时左右，最终失去可塑性。1)硬化阶段（硬化期）硬化阶段（硬化期） 需要若干年，为强度逐渐生成过程。需要若干年，为强度逐渐生成过程。3、国家标准国家标准(GB 175-2007)规定规定（1）凡氧化镁、三氧化硫、凝结时间、安定）凡氧化镁、三氧化硫、凝结时间、安定性中任一项不符合标准规定性中任一项不符合标准规定(表表211)时，均时，均为为不合格品（废品水泥）不合格品（废品水泥）。（2）凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中）凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任一项不符合标准规定或混合材料掺加量超的任一项不符合标准规定或混合材料掺加量超过最大限量和强度低于商品强度等级的指

89、标时过最大限量和强度低于商品强度等级的指标时为为不合格品不合格品。（3）水泥包装标志中水泥品种、强度等级、）水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号不全的也属于生产者名称和出厂编号不全的也属于不合格品不合格品。废品水泥严禁在工程中使用。废品水泥严禁在工程中使用。硅酸盐水泥硬化后形成的水泥石，在正常环境条硅酸盐水泥硬化后形成的水泥石，在正常环境条件下将继续硬化，强度不断增长。但在某些腐蚀性液件下将继续硬化，强度不断增长。但在某些腐蚀性液体或气的长期作用下，水泥石就会受到不同程度的腐体或气的长期作用下，水泥石就会受到不同程度的腐蚀，严重时会使水泥石强度明显降低，甚至完全破坏。蚀，严重

90、时会使水泥石强度明显降低，甚至完全破坏。这种现象称为水泥石的腐蚀。这种现象称为水泥石的腐蚀。（五）硅酸盐水泥石的腐蚀和防治（五）硅酸盐水泥石的腐蚀和防治1 1. .水泥石的腐蚀类型水泥石的腐蚀类型：1 1）淡水侵蚀）淡水侵蚀 ；2 2）各种盐侵蚀：）各种盐侵蚀：常见常见（1 1）硫酸盐侵蚀；）硫酸盐侵蚀；（2 2）镁盐侵蚀。）镁盐侵蚀。3 3）各种酸侵蚀。）各种酸侵蚀。2.2.水泥石的腐蚀原因水泥石的腐蚀原因：1 1）内因：）内因：（1 1）具能被侵蚀水化物。）具能被侵蚀水化物。（2 2）水泥石中裂隙。）水泥石中裂隙。（3 3）水泥石中孔隙。）水泥石中孔隙。2 2）外因：）外因：环境中存在有侵

91、蚀能力的各种侵蚀介质，如环境中存在有侵蚀能力的各种侵蚀介质，如淡水、盐、酸。淡水、盐、酸。 （六）、普通硅酸盐水泥（代号（六）、普通硅酸盐水泥（代号PO）P43表2-12、131定义：定义：P46615%、窑灰5%、非活性10%2强度等级：强度等级：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R强度等级。 在水泥生产过程中加人的人工的或天然的矿物材料称在水泥生产过程中加人的人工的或天然的矿物材料称为水泥混合材料。为改善硅酸盐水泥的某些性能，同时达为水泥混合材料。为改善硅酸盐水泥的某些性能，同时达到增加产量降低成本的目的，在硅酸盐水泥熟料中掺加适到增加产量降低成本的目的，在硅酸

92、盐水泥熟料中掺加适量的各种混合材料与石膏共同磨细制得的水硬性胶凝材料，量的各种混合材料与石膏共同磨细制得的水硬性胶凝材料，称为掺混合材料水泥。称为掺混合材料水泥。5.1 5.1 水泥混合材料水泥混合材料5.2 5.2 掺混合材料的硅酸盐水泥的水化特点掺混合材料的硅酸盐水泥的水化特点5.3 5.3 几种主要的掺混合料的硅酸盐水泥几种主要的掺混合料的硅酸盐水泥5.45.4几种主要的掺混合料的硅酸盐水泥性质比较几种主要的掺混合料的硅酸盐水泥性质比较三、掺混合料的硅酸盐水泥三、掺混合料的硅酸盐水泥（一） 混合材料混合材料 混合材料按其在水泥中所起的作用，分为活性混合材料和非混合材料按其在水泥中所起的作

93、用，分为活性混合材料和非活性混合材料。活性混合材料。1.1.活性混合材料活性混合材料 在常温条件下，能与在常温条件下，能与Ca(OH)2Ca(OH)2或水泥发生水化反应的混或水泥发生水化反应的混合材料称为活性混合材料。活性混合材料能参与水泥的水合材料称为活性混合材料。活性混合材料能参与水泥的水化反应，明显改善水泥的性能。化反应，明显改善水泥的性能。 常用的活性混合材料有粒化高炉矿渣、火山灰质混合常用的活性混合材料有粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰。材料和粉煤灰。2.2.非活性混合材料非活性混合材料 在常温条件下，不能与在常温条件下，不能与Ca(OH)2Ca(OH)2或水泥发生水化反应的或

94、水泥发生水化反应的混合材料称为非活性混合材料。非活性混合材料不参与水混合材料称为非活性混合材料。非活性混合材料不参与水泥的水化反应，仅起到提高产量、降低成本、调整水泥强泥的水化反应，仅起到提高产量、降低成本、调整水泥强度等级、降低水化热和改善新拌混凝土和易性的作用，所度等级、降低水化热和改善新拌混凝土和易性的作用，所以也称为填充性混合材料。磨细的石灰石、石英砂、粘土、以也称为填充性混合材料。磨细的石灰石、石英砂、粘土、慢冷矿渣及各种废渣都属于非活性混合材料。慢冷矿渣及各种废渣都属于非活性混合材料。1.1.活性混合材料活性混合材料1）粒化高炉矿渣）粒化高炉矿渣来源：炼铁矿渣高温经水淬急冷，疏松多

95、孔。组成：CaO+SiO2+AI2O3.90%、CaO与SiO240%、MnO4.0%、S3.6%、未淬化块渣70%、CaO、MgO少。特性：活性高、具火山灰活性、自凝性、细具填充性、密实。2.非活性混合材料：( 二二 ) 矿渣硅酸盐水泥（代号矿渣硅酸盐水泥（代号P. S）1、矿渣硅酸盐水泥的定义、矿渣硅酸盐水泥的定义凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细成的水硬性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥。2070%、非8%。2、矿渣水泥的水化和硬化过程、矿渣水泥的水化和硬化过程（水化反应分两步进行）（1）熟料水化；（2）矿渣（SiO2+AI2O3.）与Ca（OH）2反应。3、矿渣水泥的性能和应用、

96、矿渣水泥的性能和应用矿渣水泥的性能和应用具有下列特点：（1）抗软水及硫酸盐腐蚀的能力较强；（2）水化热低；（3）早期强度低，后期强度高；（4）耐热性较强；（5）干缩性较大。（ 三三 ） 火山灰质硅酸盐水泥（代号火山灰质硅酸盐水泥（代号P. P） 1、火山灰质硅酸盐水泥的定义、火山灰质硅酸盐水泥的定义凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合料材料，适合石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称。2050%、非8%。 2、火山灰质硅酸盐水泥的水化和硬化过程（同上）、火山灰质硅酸盐水泥的水化和硬化过程（同上）3、火山灰质硅酸盐水泥的性能和应用、火山灰质硅酸盐水泥的性能和应用（1）火山灰水泥凝结硬化缓慢，早期强度低，后期

97、强度高。（2）火山灰水泥具有良好的抗渗性、耐水性及一定的抗腐蚀能力。（3）火山灰水泥保水性差，在干燥环境中将由于失水而使水化反应停止，强度不在增长，且由于水化硅酸钙凝胶的干燥将产生收缩和内应力，使水泥石产生很多细小裂缝。（4）火山灰水泥具有较底的水化热，适用于大体积工程。（5）这种水泥需水量大，收缩大，抗冻性差，使用时需引起注意。（四）（四） 粉煤灰硅酸盐水泥（代号粉煤灰硅酸盐水泥（代号P.F） 1、粉煤灰硅酸盐水泥的定义、粉煤灰硅酸盐水泥的定义凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥）。水泥中粉煤灰掺量按质量百分比计为20%40%。 2

98、、粉煤灰硅酸盐水泥的水化和硬化过程、粉煤灰硅酸盐水泥的水化和硬化过程粉煤灰水泥的活性是玻璃体，这种玻璃体比较稳定而且结构致密，不易水化。 3、粉煤灰硅酸盐水泥的性能和应用、粉煤灰硅酸盐水泥的性能和应用（1）粉煤灰水泥的凝结硬化慢，早期强度低，后期强度高，甚至可以赶上或明显超过硅酸盐水泥。（2）粉煤灰内比表面积较小，吸附水的能力较小，因而这种水泥干缩小，抗裂性较强。（3）粉煤灰水泥泌水较快，易引起失水裂缝，在硬化早期故应加强养护，并采取一定的工艺措施。掺混合材料的硅酸盐水泥强度等级：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R强度等级，强度值及技术指标如P47表2-14、15

99、。常用五大水泥特性及适用范围如P47表2-16。（五）复合硅酸盐水泥（五）复合硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料，两种或两种以上规定的混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥（简称复合水泥），代号为P.C。水泥中混合材料总掺加量按质量百分比计应大于15%，但不超过50%。强度值如P52表2-17 四、其它品种水泥四、其它品种水泥 （一）道路硅酸盐水泥（一）道路硅酸盐水泥以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分较多量的铁铝酸钙的硅酸盐水泥熟料称为道路硅酸盐水泥熟料。适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。1.技术要求技术要求1）在道路水泥或熟料中对下列有害成分必须加以限制）

100、在道路水泥或熟料中对下列有害成分必须加以限制氧化镁含量：道路水泥中氧化镁含量不得超过5.0%。三氧化硫含量：道路水泥中三氧化硫不得超过3.5%。烧失量：道路水泥中的烧失量不得大于3.0%。游离氧化钙含量：道路水泥熟料中游离氧化钙含量，旋窘生产不得大于1.0%；立窘生产不得大于0.6%。碱含量：按水泥混凝土路面施工及验收规范（GBJ9794）规定，碱含量不得大于0.6%。 2）、矿物组成）、矿物组成（1）铝酸三钙道路水泥熟料中铝酸三钙的喊来年感不得大于5.0%。（2）铁铝酸四钙道路水泥熟料中铁铝酸四钙的含量不得小于16.0%。 3）物理力学性质）物理力学性质细度筛余量不得大于10%。凝结时间初凝

101、不得早于1h，终凝时间不得迟于10h。安定性安定性用沸煮法经验，必须合格。干缩性道路水泥的28d干缩率不得大于0.10%。耐磨性道路水泥的磨损率不得大于3.60kg/m。强度道路水泥各强度等级值不抵于规定的数值。2.工程应用工程应用道路水泥是一种强度高、特别是抗折强度高，耐磨性好，干缩性小，抗冲击性好，抗冻性和抗硫酸性比较好的专用水泥。（二）快硬硅酸盐水泥（二）快硬硅酸盐水泥凡以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成，以3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料称为硅酸盐水泥（简称快硬水泥）。主要成分分为硅酸三钙、铝酸三钙。1.技术要求技术要求1）化学性质（1）氧化镁含量熟料中氧化镁含量不得超过5.0

102、%。（2）三氧化硫水泥中三氧化硫含量不得超过4.0%。2）物理力学性质（1）细度筛余量不得大于10%。（2）凝结时间初凝不早于45min、终凝不得迟于10h。（3）安定性沸煮法经验必须合格。（4）强度以3d强度表示强度等级，各龄期不得低于规定数值。 2.工程应用工程应用（三）铝酸盐水泥（三）铝酸盐水泥是以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料磨细制成的水硬性胶凝材料，称为铝酸盐水泥（简称矾土水泥）。1、技术性质、技术性质（1）细度；（2）凝结时间；（3）强度。2、工程应用、工程应用铝酸盐特点：早期强度增长快，强度高，主要用于紧急抢修和早期强度要求高的工程、冬季施工的工程。（四）膨胀水泥（四）膨胀水泥是硬化

103、过程中不产生收缩、而具有一定膨胀性能的水泥。通常由胶凝材料和膨胀剂混合而成。1、分类、分类 1）按胶结材料不同可分为：）按胶结材料不同可分为：（1）硅酸盐型膨胀水泥；（2）铝酸盐型膨胀水泥；（3）硫铝酸盐型水泥。 2）按膨胀值分为）按膨胀值分为：（1）收缩补偿水泥；（2）自应立水泥。2、技术性质、技术性质技术指标检验项目包括：比表面积、凝结时间、膨胀率、强度。3、工程应用、工程应用膨胀水泥常用于混凝土路面、机场道面及桥梁修补工程。还可在越江隧道或山区隧道工程中用于配制防水混凝土、自应力混凝土，用以堵和工程修补。（五）抗硫酸盐硅酸盐水泥（五）抗硫酸盐硅酸盐水泥以适当成分的生料，烧至部分熔融，所得

104、以硅酸钙为主的特定矿物组成的熟料，加入适量石膏磨细制成的具有一定抗硫酸侵蚀性能的水硬性胶凝材料称为抗硫酸盐硅酸盐水泥（简称抗硫酸盐水泥）。（六）中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥（六）中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥（大坝水泥）（大坝水泥）以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料称为中热硅酸盐水泥（简称中热水泥）。l第三节第三节 稳定土材料稳定土材料 一、概述一、概述 、概念：在粉碎的或原来松散的土中（包、概念：在粉碎的或原来松散的土中（包括各种粗、中、细粒土）掺入足量的石灰、水泥、工括各种粗、中、细粒土）掺入足量的石灰、水泥、工业废渣、沥青及其它材

105、料后，经拌和、压实及养生后，业废渣、沥青及其它材料后，经拌和、压实及养生后，得到的具有较高后期强度，整体性和水稳性均较好的得到的具有较高后期强度，整体性和水稳性均较好的一种材料。一种材料。 、特点：水稳性较差，不宜作路面面层，、特点：水稳性较差，不宜作路面面层，常用作路面的基层和底基层稳定土材料具有较大的抗常用作路面的基层和底基层稳定土材料具有较大的抗变形能力，称为半刚性基层。变形能力，称为半刚性基层。 、稳定土材料包括：石灰稳定土、水泥稳、稳定土材料包括：石灰稳定土、水泥稳定土、沥青稳定土、石灰稳定工业废渣和综合稳定土。定土、沥青稳定土、石灰稳定工业废渣和综合稳定土。二、稳定土材料的组成二、

106、稳定土材料的组成（一）稳定土的基本材料（一）稳定土的基本材料土土 土的矿物成分对稳定土性质具有重要影响，各类砂土、土的矿物成分对稳定土性质具有重要影响，各类砂土、砂砾土、粉土和粘土均可用无机结合料稳定。一般规定土砂砾土、粉土和粘土均可用无机结合料稳定。一般规定土的液限不大于的液限不大于4040，塑性指数不大于，塑性指数不大于2020。、级配良好的土用无机结合料稳定时，可节约无机、级配良好的土用无机结合料稳定时，可节约无机结合料用量，可取得满意效果；结合料用量，可取得满意效果；、重粘土中粘土颗粒含量多，不易粉碎和拌和；、重粘土中粘土颗粒含量多，不易粉碎和拌和；、粉质粘土的稳定效果最佳；、粉质粘土

107、的稳定效果最佳；、级配良好的砂、砾石、粘土稳定效果最佳。、级配良好的砂、砾石、粘土稳定效果最佳。（二）稳定土的外掺材料（二）稳定土的外掺材料、石灰、石灰作用：石灰可使土粒胶结成为整体，密实性提作用：石灰可使土粒胶结成为整体，密实性提高，水稳性提高。高，水稳性提高。各种化学组成石灰均可用于稳定土，在剂量不大各种化学组成石灰均可用于稳定土，在剂量不大的情况下，钙质石灰比镁质石灰稳定土的初期强度大。的情况下，钙质石灰比镁质石灰稳定土的初期强度大。用量为最佳剂量，粘土、粉土用量为最佳剂量，粘土、粉土6-8%，砂土，砂土10-18%。、水泥、水泥各种类型的水泥都可以用于稳定土，硅酸盐水泥各种类型的水泥都

108、可以用于稳定土，硅酸盐水泥比铝酸盐水泥稳定效果好。在保证土的性质能根本变比铝酸盐水泥稳定效果好。在保证土的性质能根本变化，且能保证稳定土达到所规定的强度和稳定性的前化，且能保证稳定土达到所规定的强度和稳定性的前提下，取尽可能低的水泥用量。提下，取尽可能低的水泥用量。用量为经济剂量用量为经济剂量3-6%、粉煤灰、粉煤灰本身不具有或有很小的粘结性，但它以细分散状本身不具有或有很小的粘结性，但它以细分散状态与水和消石灰或水泥混合，可以发生反应形成具有态与水和消石灰或水泥混合，可以发生反应形成具有粘结性的化合物。粘结性的化合物。 作用：加入土中起填充作用，与石灰反应的产物作用：加入土中起填充作用，与石

109、灰反应的产物也起胶结作用。由此改善稳定土的水稳定性，提高强也起胶结作用。由此改善稳定土的水稳定性，提高强度与密实度。度与密实度。、沥青、沥青由与集料或土表面距离远近分为：结构沥青与自由沥青。由与集料或土表面距离远近分为：结构沥青与自由沥青。结构沥青结构沥青有利于提高沥青稳定土的水稳性和强度。有利于提高沥青稳定土的水稳性和强度。自由沥青自由沥青在压实时起润滑和填充作用。在压实时起润滑和填充作用。三、稳定土的性质三、稳定土的性质（一）强度（一）强度、强度形成原理、强度形成原理）离子交换作用）离子交换作用离子交换作用指稳定剂中高价阳离子在一定条件下替换离子交换作用指稳定剂中高价阳离子在一定条件下替换

110、土中某些低价金属离子的作用（通过离子交换作用使土粒凝土中某些低价金属离子的作用（通过离子交换作用使土粒凝聚而增强粘聚力，并使水稳性提高）。聚而增强粘聚力，并使水稳性提高）。）碳酸化作用）碳酸化作用 碳酸化作用指消解石灰或水泥水化产物氢氧化钙吸碳酸化作用指消解石灰或水泥水化产物氢氧化钙吸附空气中的气体，生成碳酸钙的过程。附空气中的气体，生成碳酸钙的过程。）结晶作用）结晶作用 土中氢氧化钙浓度达到一定时，氢氧化钙即会由饱土中氢氧化钙浓度达到一定时，氢氧化钙即会由饱和溶液转变成为过饱和溶液，形成晶体。（由此土的密和溶液转变成为过饱和溶液，形成晶体。（由此土的密实度得以改善，强度提高，水稳性也因晶体氢

111、氧化钙溶实度得以改善，强度提高，水稳性也因晶体氢氧化钙溶解质比氢氧化钙小而改善）。解质比氢氧化钙小而改善）。）火山灰作用）火山灰作用由和在氢氧化钙激发下产生的化学反应，由和在氢氧化钙激发下产生的化学反应，生成类似水泥的水化产物生成类似水泥的水化产物水化硅酸钙和水化铝酸钙。火山水化硅酸钙和水化铝酸钙。火山灰作用的水化产物和结晶氢氧化钙在团粒外围形成一层稳定的灰作用的水化产物和结晶氢氧化钙在团粒外围形成一层稳定的保护膜，具有很强的粘结力。同时保护膜的隔离作用阻止水分保护膜，具有很强的粘结力。同时保护膜的隔离作用阻止水分进入，使水的稳定性提高。进入，使水的稳定性提高。 ）硬凝反应）硬凝反应硬凝反应使

112、水泥水化反应生成胶结性很强的各种物质。硬凝反应使水泥水化反应生成胶结性很强的各种物质。）吸附作用）吸附作用某些稳定剂加入土中后能吸附于土颗粒表面，使土颗粒表某些稳定剂加入土中后能吸附于土颗粒表面，使土颗粒表面具有憎水性。面具有憎水性。、影响土强度的因素、影响土强度的因素）土质）土质 ）稳定剂品种及其用量）稳定剂品种及其用量用石灰作稳定剂时，须测定石灰中有效和的用石灰作稳定剂时，须测定石灰中有效和的含量。含量。用水泥作稳定剂时，硅酸盐水泥比铝酸盐水泥效果好用水泥作稳定剂时，硅酸盐水泥比铝酸盐水泥效果好且不宜采用快硬和早强水泥。且不宜采用快硬和早强水泥。水泥稳定土的强度随水泥剂量增加而增加（石灰稳

113、定水泥稳定土的强度随水泥剂量增加而增加（石灰稳定土的强度一般存在最佳剂量，超过或低于此值石灰稳定土强土的强度一般存在最佳剂量，超过或低于此值石灰稳定土强度降低）。度降低）。 ）含水量）含水量一般在最佳含水量下压实的干密度较大的试件强度也提高。一般在最佳含水量下压实的干密度较大的试件强度也提高。 ）密实度）密实度密实度越大，材料有效受荷面积越大，强度越高。密实度越大，材料有效受荷面积越大，强度越高。）施工时间长短）施工时间长短施工时间长短的影响主要针对水泥稳定土而言，水泥稳定施工时间长短的影响主要针对水泥稳定土而言，水泥稳定土开始加水拌和到完全压实的时间要尽可能短，一般不超过土开始加水拌和到完全

114、压实的时间要尽可能短，一般不超过小时。若碾压时间或湿拌时间过长，水泥会部分结硬，影响水小时。若碾压时间或湿拌时间过长，水泥会部分结硬，影响水泥稳定土的压实度。泥稳定土的压实度。 ）养生条件）养生条件稳定土强度发展需适当的温度湿度。稳定土强度发展需适当的温度湿度。（二）稳定土材料的变形性能（二）稳定土材料的变形性能、缩裂特性、缩裂特性）干缩；）干缩； 随着无机结合料稳定土强度的不断形成，水分逐渐消耗以及蒸发，体随着无机结合料稳定土强度的不断形成，水分逐渐消耗以及蒸发，体积发生收缩，收缩变形受到约束时，逐渐产生裂缝，称为干缩裂缝。干缩积发生收缩，收缩变形受到约束时，逐渐产生裂缝，称为干缩裂缝。干缩

115、系数的大小排序则为：石灰土石灰砂砾二灰土二灰砂砾水泥砂砾。系数的大小排序则为：石灰土石灰砂砾二灰土二灰砂砾水泥砂砾。）温缩）温缩 具有热胀冷缩性质。随着气温的降低，稳定土会产生冷却具有热胀冷缩性质。随着气温的降低，稳定土会产生冷却收缩变形，收缩变形收缩变形，收缩变形 时，逐渐形成裂缝，称为干缩裂缝。温时，逐渐形成裂缝，称为干缩裂缝。温缩系数的大小排序则为：石灰土石灰砂砾二灰土水泥砂缩系数的大小排序则为：石灰土石灰砂砾二灰土水泥砂砾二灰砂砾。砾二灰砂砾。2、裂缝防治措施（1）改善土质。稳定土用土愈粘，则缩裂愈严重。（2）控制含水量及压实度。（3）掺加粗粒度。掺入一定数量（掺入量60%70%）的粗

116、粒料，如砂、碎石、砾石等。（三）稳定土材料的疲劳特性（三）稳定土材料的疲劳特性在重复荷载作用下材料的强度与其静力极限强度相比则有所下降。（四）稳定土材料水稳定性和冰冻稳定性（四）稳定土材料水稳定性和冰冻稳定性（1）土类细土含量多，塑性指数大的土，水稳定性、抗冰冻能力差。（2）稳定剂种类及剂量石灰粉煤灰粒料和水泥粒料的水稳性最好，由液体沥青稳定的土（包括砂土）水稳性较差。（3）密实度密实度大时，透水能力降低，水稳定性增强。（4）龄期由于某些稳定剂如水泥、石灰或二灰的强度形成需要一定的时间，因此这类稳定土其水稳定性随龄期的增长而增大。四、稳定材料组成设计四、稳定材料组成设计稳定材料组成设计，也称配

117、合比设计，即根据规范要求，选择合适的原材料。设计具以下步骤：图解法进行矿质混合料组成设计用料（矿质混合料掺配）；确定结合料（水泥）用量；确定混合料的最佳含水量。（一）设计标准（一）设计标准稳定土混合料组成设计目前依据的标准有强度和耐久性。（二）材料组成设计步骤（二）材料组成设计步骤1、原材料试验主要包括基础材料（各种土）和稳定剂性质试验。2、确定矿质混合料标准级配范围，用图解法进行矿质混合料组成设计。3、拟定混合料配合比（确定结合料（水泥）用量和混合料的最佳含水量）：拟订混合料配合比，按以下步骤要求进行：（1）选定不同的石灰（或水泥）剂量，制备同一种土样的混合料试件若干个。石灰（或水泥）剂量按

118、P59表2-27及P59表2-28选用。（2）通过击实试验确定混合料的最佳含水量和最大干密度。3组（3）按最佳含水量和计算得的干密度试件（试件数量P58表2-25）（4）试件的强度试试件在规定温度下保温养生6d,浸水1d后，进行无侧限抗压强度试验，计算试验结果的平均值和偏差系数。（5 5）选定石灰或水泥剂量）选定石灰或水泥剂量此剂量试件的的室内试验结果的平均抗压强度应符合下式的要求： :平均抗压强度；Rd-设计抗压强度；Za-保证率系数，保证率95% ，Za=1.645,保证率90% ,Za=1.282；Cv-试验结果的偏差系数；0-标准差。 (6)稳定材料组成设计结果稳定材料组成设计结果 满

119、足以上条件时的最佳用水量和水泥剂量为设计合格的配合比。 工地实际采用的石灰（或水泥）剂量应比室内确定的剂量多0.5%-1.0%，二灰土多2%-3%1 1、水泥混凝土定义：、水泥混凝土定义：P63P63是由水泥、水和粗、细集料是由水泥、水和粗、细集料按适当比例配合、拌制成拌和物，经一定时间硬化按适当比例配合、拌制成拌和物，经一定时间硬化而成的人造石材。而成的人造石材。2.2.组成材料组成材料: :粗粒式水泥混凝土：水泥粗粒式水泥混凝土：水泥+ +粗粗+ +细细+ +水水+ +外加剂外加剂细粒式水泥混凝土：水泥细粒式水泥混凝土：水泥+ +细粒骨料细粒骨料+ +水水+ +外加剂外加剂砂浆：水泥砂浆：

120、水泥+ +砂子砂子+ +水（粗、中、细）水（粗、中、细）3.3.优缺点：抗压强度高、耐用久性好、可塑性，就地优缺点：抗压强度高、耐用久性好、可塑性，就地取材，等造价低、水硬性。抗拉强度低、温度湿度取材，等造价低、水硬性。抗拉强度低、温度湿度变化易引起变形，易开裂、自重大、拆除困难。变化易引起变形，易开裂、自重大、拆除困难。一般占水泥质量的一般占水泥质量的1%1%2%2%第三章第三章 水泥混凝土和砂浆水泥混凝土和砂浆4、水泥混凝土可按如下分类：、水泥混凝土可按如下分类：1）按照表观密度可分为：）按照表观密度可分为：（1）普通混凝土）普通混凝土（干表观密度为（干表观密度为2400立方米）立方米）（

121、2）轻混凝土）轻混凝土（干表观密度（干表观密度1900千克立方米）千克立方米）（3）重混凝土）重混凝土（干表观密度可达（干表观密度可达3200千克立方米）千克立方米）2）按强度可分为：）按强度可分为：（1）低强度混凝土）低强度混凝土（抗压强度小于（抗压强度小于20MPa）、）、（2）中强度混凝土）中强度混凝土（抗压强度（抗压强度2050MPa）、）、（3）高强度混凝土）高强度混凝土（抗压强度大于（抗压强度大于50MPa）。）。3）按混凝土流动性可分为：）按混凝土流动性可分为：塑性混凝土、低流动混凝塑性混凝土、低流动混凝土、干硬性混凝土；土、干硬性混凝土；4）按用途可分为：）按用途可分为：道路混

122、凝土、高聚物改性混凝土、道路混凝土、高聚物改性混凝土、纤维增强混凝土、补偿收缩混凝土、防水混凝土、水纤维增强混凝土、补偿收缩混凝土、防水混凝土、水下混凝土、防辐射混凝土、耐高温混凝土等。下混凝土、防辐射混凝土、耐高温混凝土等。一、普通水泥混凝土的组成材料一、普通水泥混凝土的组成材料 组组成成材材料料的的作作用用：组组成成材材料料主主要要为为四四种种：水水泥泥10-15%10-15%、水水15-20%15-20%、水水泥泥集集料料35-48%35-48%、细细集集料料20-33% 20-33% 。 水泥浆（水泥浆（22-35%22-35%）：）： 凝结前凝结前润滑、润滑、 硬化后硬化后胶结和填充

123、；胶结和填充；粗粗细骨料（粗粗细骨料（66-78%66-78%）：）：骨架作用（级配）及填充；骨架作用（级配）及填充；外外加加剂剂（用用量量水水泥泥质质量量1-2%1-2%） ：外外加加剂剂改改变变混混凝凝土土性能，外加剂不是必加材料，据具体情况选用。性能，外加剂不是必加材料，据具体情况选用。 减水、起泡、早强、缓凝等。减水、起泡、早强、缓凝等。l第一节第一节 普通水泥混凝土普通水泥混凝土（一）水泥（一）水泥1 1、水泥品种选用：、水泥品种选用： 依据依据工程性质、特点、气候、环境、施工工程性质、特点、气候、环境、施工条件选用水泥品种条件选用水泥品种。 例：路面抢修工程例：路面抢修工程硅酸盐水

124、泥，路面不用不硅酸盐水泥，路面不用不耐磨耐磨 的矿渣水泥、火山灰水泥等的矿渣水泥、火山灰水泥等 高温车间路面和抗硫酸盐高温车间路面和抗硫酸盐矿渣水泥矿渣水泥 水库大坝水库大坝火山灰水泥、粉煤灰水泥火山灰水泥、粉煤灰水泥 2 2、水泥强度等级选用、水泥强度等级选用：（应与要配制水泥砼等级相适应）（应与要配制水泥砼等级相适应）1 1）普通（一般）普通（一般）混凝土：混凝土：水泥强度为混凝土强度水泥强度为混凝土强度1.5-2.01.5-2.0倍。倍。2 2）高强度混凝土）高强度混凝土：水泥强度为混凝土强度水泥强度为混凝土强度0.91.50.91.5倍。倍。 当水泥强度等级过高：水泥用量过低，和易性和

125、耐久性当水泥强度等级过高：水泥用量过低，和易性和耐久性差；当水泥强度等级过低差；当水泥强度等级过低水泥用量太多，降低水泥混水泥用量太多，降低水泥混 凝土品质，收缩率加大。凝土品质，收缩率加大。（二）细集料（二）细集料(4.75mm)(4.75mm)1.1.有害杂质有害杂质（1）、含泥量和泥块含量：泥）、含泥量和泥块含量：泥0.075mm、泥块泥块1.18mm，捏碎可至，捏碎可至0.6mm。（2）、云母含量：小于）、云母含量：小于12%。（3）、轻物质含量：相对密度小于）、轻物质含量：相对密度小于2.0，小，小于于1%，1.952.0重液。重液。（4）、有机质含量：）、有机质含量：（5）、硫化物

126、和硫酸盐含量：）、硫化物和硫酸盐含量：SO3小于小于0.5%。P64 表表3-22.2.压碎值和坚固性压碎值和坚固性(P64)(P64)表表3-23-2 采用机制砂或山砂时，或所采用河砂或采用机制砂或山砂时，或所采用河砂或海砂的软弱颗粒较多时，应进行压碎指标实海砂的软弱颗粒较多时，应进行压碎指标实验。验。C30C30以上和抗冻、抗渗混凝土压碎值以上和抗冻、抗渗混凝土压碎值35%35%、C30C30以下以下50%4.75mm)(4.75mm)1.1.强度和坚固性强度和坚固性P66表表3-43-41 1）强度和压碎值）强度和压碎值（1 1）强度：）强度：强度比强度比= =岩石标准试件抗压极限强度岩

127、石标准试件抗压极限强度/ /混凝土设计强度混凝土设计强度强度比要求：混凝土设计强度强度比要求：混凝土设计强度C30C30，强度比，强度比22；混凝土设计强度；混凝土设计强度C301.51.5。各岩类抗压极限强度要求：岩浆岩各岩类抗压极限强度要求：岩浆岩80MPa80MPa、变质岩、变质岩60MPa60MPa、沉积岩、沉积岩30MPa30MPa。（2 2）压碎值：）压碎值：压碎值要求与混凝土强度等级有关（表压碎值要求与混凝土强度等级有关（表3-43-4）。）。2 2）坚固性：）坚固性：P66表表3-43-42.2.有害杂质含量：有害杂质含量： P66表表3-43-43.3.最大粒径及颗粒级配最大

128、粒径及颗粒级配1 1）最大粒径）最大粒径: :公称粒径的上限。公称粒径的上限。 规范规定：规范规定：粗集料的最大粒径不得超过结构物最小断面尺寸的粗集料的最大粒径不得超过结构物最小断面尺寸的1/41/4和钢筋最小净距的和钢筋最小净距的3/4,3/4,但最大粒径不得超过但最大粒径不得超过40mm40mm。 允许采允许采用最大粒径为用最大粒径为1/21/2板厚的颗粒级配，但最大粒径不得超过板厚的颗粒级配，但最大粒径不得超过50mm50mm。2 2）颗粒级配）颗粒级配P68表表3-53-5减少空隙率，增强密实性，节约水泥。减少空隙率，增强密实性，节约水泥。粗集料级配分类：粗集料级配分类： 连续连续各尺

129、寸上均有筛余量。各尺寸上均有筛余量。 单粒级单粒级不连续有空档。不连续有空档。 4.4.颗粒形状及表面特征颗粒形状及表面特征 碎石较卵石好，接近立方体，表面粗糙。碎石较卵石好，接近立方体，表面粗糙。针状针状长长2.42.4片状片状厚厚0.40.4 影响强度影响强度, ,限制含量。限制含量。5.5.碱活性检验碱活性检验( (膨胀膨胀) )( (四四) )混凝土拌种用水混凝土拌种用水P689表表3-63-6 可用可用: :饮用水，井水。饮用水，井水。 不能用不能用: :海水只能拌素砼。海水只能拌素砼。硬化前硬化前新拌砼满足和易性（工作性）新拌砼满足和易性（工作性）硬化后硬化后力学性质、变形和耐久性

130、力学性质、变形和耐久性(一一)新拌水泥混凝土的工作性（和易性）新拌水泥混凝土的工作性（和易性）1.1.新拌混凝土工作性的概念：新拌混凝土工作性的概念： 是是指指混混凝凝土土拌拌和和物物易易于于施施工工操操作作（拌拌和和、运运输输、浇浇筑筑、振振捣捣）且且成成型型后后质质量量均均匀匀、密密实实的的性性能能。 是是一一个个综综合合指指标标，其中包括：其中包括： 流动性、粘聚性、保水性等三方面含义。流动性、粘聚性、保水性等三方面含义。 和易性和易性施工难易程度，砼质量优劣，经济性好坏施工难易程度，砼质量优劣，经济性好坏三方面性能三方面性能二、普通水泥砼的技术性质二、普通水泥砼的技术性质2.2.新拌混

131、凝土工作性的测定方法新拌混凝土工作性的测定方法（1 1）坍落度试验：）坍落度试验： 适用于塑性混凝土（坍落度大于适用于塑性混凝土（坍落度大于10 mm10 mm）、）、最大粒径小于最大粒径小于31.5mm31.5mm。试验时分三层装样，每层插捣。试验时分三层装样，每层插捣2525次。次。 试验时直接测混凝土下沉量（试验时直接测混凝土下沉量（mmmm）得坍落度）得坍落度流动流动性，然后间接观察粘聚性、保水性。性，然后间接观察粘聚性、保水性。（2 2）维勃稠度）维勃稠度( (工作度）试验：工作度）试验：适用于干硬性混凝土（坍适用于干硬性混凝土（坍落度小于落度小于10 mm10 mm）、最大粒径小于

132、）、最大粒径小于31.5mm31.5mm。 试验时测混凝土开始震动到水泥浆布满的时间（试验时测混凝土开始震动到水泥浆布满的时间（s)s)为维勃稠度。为维勃稠度。3 .3 .新拌混凝土工作性的选择新拌混凝土工作性的选择1 1）、公路桥涵用混凝土拌和物工作性的选择）、公路桥涵用混凝土拌和物工作性的选择 选择新拌混凝土的坍落度，应根据结构物构件断面选择新拌混凝土的坍落度，应根据结构物构件断面尺寸、钢筋疏密、气候、工程性质和振捣方式来确定。尺寸、钢筋疏密、气候、工程性质和振捣方式来确定。2 2）、道路混凝土拌和物的工作性选择）、道路混凝土拌和物的工作性选择 坍落度坍落度10-25mm10-25mm；维

133、勃稠度；维勃稠度10-30s10-30s（坍落度小于（坍落度小于10 10 mmmm）。）。坍落度试验坍落度试验单位：单位：mm单位：单位：S（秒）秒）4.4.影响新拌砼的工作性的因素影响新拌砼的工作性的因素（1 1）水泥浆的数量及和集浆比）水泥浆的数量及和集浆比（2 2）水灰比的影响）水灰比的影响（3 3）单位用水量）单位用水量（4 4）砂率：砂率是指混凝土中砂（或细集料）砂率：砂率是指混凝土中砂（或细集料）用量占砂石（或粗细集料）总用量的百分率。用量占砂石（或粗细集料）总用量的百分率。（5 5）水泥的品种和集料的性质）水泥的品种和集料的性质（6 6）外加剂）外加剂（7 7）温度与搅拌时间：

134、温度上升）温度与搅拌时间：温度上升1010度，坍落度度，坍落度减小减小20-40mm20-40mm；搅拌时间；搅拌时间1-3min1-3min。（8 8）集料级配、表面特征、针片状颗粒含量。）集料级配、表面特征、针片状颗粒含量。（9 9）水泥品种。）水泥品种。5 .5 .改善新拌混凝土工作性的主要措施改善新拌混凝土工作性的主要措施（1 1）设计优秀混凝土配合比。）设计优秀混凝土配合比。（2 2）根据施工情况）根据施工情况调节混凝土的材料组成：调节混凝土的材料组成：水水灰比、灰比、集浆比、砂率。集浆比、砂率。（3 3）保证集料级配，减少粗集料针片状颗粒含）保证集料级配，减少粗集料针片状颗粒含量。

135、量。（4 4）根据施工环境、气候特点、施工条件选择）根据施工环境、气候特点、施工条件选择水泥的品种水泥的品种（5 5）根据施工要求选用外加剂。）根据施工要求选用外加剂。（6 6）按要求进行混凝土施工：搅拌时间）按要求进行混凝土施工：搅拌时间1-3min1-3min、运输时间小于运输时间小于30min30min，浇灌高度小于，浇灌高度小于1.2m1.2m，振捣时不欠振更要避免超振。振捣时不欠振更要避免超振。（7 7）保证施工质量。）保证施工质量。（二）硬化后砼的力学性质（二）硬化后砼的力学性质1.1.强度：强度：1 1）抗压强度）抗压强度（1 1）立方体抗压强度（）立方体抗压强度（fcufcu）

136、 P72P72表表3-73-7试件要求试件要求 150 mm150 mm（100=0.95100=0.95、200=1.05200=1.05）、）、20C2C20C2C、90%90%、28 d28 d、3 3试件试件/ /组。组。 （3-13-1） （2 2）、立方体抗压强度标准值（）、立方体抗压强度标准值（fcu,kfcu,k）：）： 150 mm150 mm、28 d28 d、保证率、保证率95%95%。（3 3）、强度等级）、强度等级 普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为：普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为：C7.5C7.5、C10C10、C15C15、C20C20、C25C25、

137、C30C30、C35C35、C40C40、C45C45、C50C50、C55C55、C60C60等等1212个强度等级。个强度等级。2 2）抗弯拉强度（）抗弯拉强度（抗折强度抗折强度） （ff） 试件尺寸：试件尺寸：150mm150mm550mm150mm150mm550mm 养护养护2828测强度。测强度。方法：三分加荷方式方法：三分加荷方式 F-F-荷载（）荷载（）L-L-支座间距（支座间距（mmmm）B-B-试件宽度（试件宽度（mmmm）H-H-试件高度（试件高度（mmmm）f ff f- -抗弯拉强度（抗弯拉强度（MPaMPa）2 2影响砼强度的影响因素影响砼强度的影响因素1）材料组成

138、对水泥混凝土强度的影响）材料组成对水泥混凝土强度的影响(1)(1)水泥强度等级和水灰比水泥强度等级和水灰比水泥实际强度：水泥实际强度： 水泥强度富余系数：水泥强度富余系数： 经验公式：经验公式：和和骨料有骨料有关的系数关的系数（查表）（查表） 混凝土强度与水灰比、水泥实际强度三者之间的关系，混凝土强度与水灰比、水泥实际强度三者之间的关系，可以用下式表示：可以用下式表示：a aa a、a ab b: :回归系数，值按回归系数，值按P74P74表表3-83-8选用。选用。 （2 2）集料特征）集料特征（3 3）浆集比）浆集比2 2）养护温度和湿度）养护温度和湿度:混凝土拌和物浇捣完毕后，必须保持适

139、当的温度和湿度，使水泥充分水化，以保证混凝土强度不断提高。3 3）龄期）龄期 : :混凝土在正常养护条件下（保证一定温度和湿度），强度随龄期的增长而提高，初期增长较快，后期增长较缓慢，但是在空气中养护时，其强度后期有所下降。在标准养护条件下，混凝土强度及龄期的对数大致成正比。工程中经常利用混凝土早期强度，估算后期强度，用下式表示:砼强度和龄期关系（用砼强度和龄期关系（用a a天推天推2828天抗压强度天抗压强度）：）：标标准养护条件下（准养护条件下（3 3天），砼的强度和龄期关系成正比。天），砼的强度和龄期关系成正比。3 a 28n=28n=28天天a3a3天天fcu,afcu,a为为3 3天

140、的抗压强度（天的抗压强度（MPaMPa）。）。fcu,nfcu,n为天的抗压强度（为天的抗压强度（MPaMPa）例例: :试验室进行水泥砼强度试验，某试验室进行水泥砼强度试验，某C C5555砼，砼，测得测得3 3 天的抗压强度分别为天的抗压强度分别为16MPa16MPa，18MPa18MPa，20MPa20MPa，试初估该批砼，试初估该批砼2828天的强度是否天的强度是否达到要求的强度等级。达到要求的强度等级。解解: :3 3天的抗压强度。天的抗压强度。结论结论: :初估该批砼初估该批砼2828天的强度等级为天的强度等级为:C55:C55。4 4）试验条件对混凝土强度的影响）试验条件对混凝土

141、强度的影响 : :3.3.提高砼强度的措施提高砼强度的措施1 1）选用高强度等级水泥和早强型水泥）选用高强度等级水泥和早强型水泥2 2）采用低水灰比和集浆比）采用低水灰比和集浆比3 3）掺加砼外加剂和掺合料）掺加砼外加剂和掺合料4 4）采用湿热处理）采用湿热处理蒸汽和蒸压养护蒸汽和蒸压养护5 5）增加混凝土的密实度增加混凝土的密实度6）按要求）按要求搅拌、振捣、浇灌搅拌、振捣、浇灌7 7）保证集料质量）保证集料质量8 8）保证施工质量。）保证施工质量。4.4.变形：变形：1 1） 非荷载作用变形非荷载作用变形（1 1）化学变形）化学变形：（：（-0.05+0.05 mm/m-0.05+0.05

142、 mm/m） 混凝土拌和物由于水泥水化产物的体积比反应混凝土拌和物由于水泥水化产物的体积比反应前的物质的总体积要小，因而产生收缩，称为化学前的物质的总体积要小，因而产生收缩，称为化学收缩。这种收缩随着龄期增长而增加，收缩。这种收缩随着龄期增长而增加，40d40d以后渐趋以后渐趋稳定，化学收缩不能恢复，一般对结构没有影响。稳定，化学收缩不能恢复，一般对结构没有影响。（2 2）干湿变形）干湿变形：（：（0.15-0.20mm/m0.15-0.20mm/m） 这种变形主要表现为湿胀、干缩（表面大，微这种变形主要表现为湿胀、干缩（表面大，微裂隙缝）裂隙缝）（3 3）温度变形：）温度变形：（升降（升降1

143、C0.01mm/m1C0.01mm/m） 内胀外缩将产生微裂缝，混凝土具有热胀冷缩内胀外缩将产生微裂缝，混凝土具有热胀冷缩的性质。的性质。 2 2） 荷载作用变形荷载作用变形（1 1）弹）弹塑性变形与弹性模量塑性变形与弹性模量（P76图图3-8）弹弹塑性变形：塑性变形：荷载作用下产生可恢复的弹性变形和不荷载作用下产生可恢复的弹性变形和不可恢复永久变形可恢复永久变形弹性模量（弹性模量（EcEc ）：）：砼的抗压强度的砼的抗压强度的40%40%的割线模量作为的割线模量作为砼的弹性模量。砼的弹性模量。 fcu,kfcu,k- -混凝土混凝土2828天立方体抗压强度标准值。天立方体抗压强度标准值。（2

144、 2）、徐变）、徐变(0.3-1.5mm/m(0.3-1.5mm/m） 混凝土在持续荷载作用下，随时间增加的变形称为混凝土在持续荷载作用下，随时间增加的变形称为徐变，也称蠕变。混凝土无论是受压、受拉或受弯时，徐变，也称蠕变。混凝土无论是受压、受拉或受弯时，均有徐变现象。均有徐变现象。（三）砼的耐久性（三）砼的耐久性(P77)(P77)1.1.抗渗性：抗渗性：抗渗标号抗渗标号S2S2、 S4 S4 、S6 S6 、 S8S8、 S10S10、 S12S122.2.抗冻性：抗冻性：混凝土抗冻性是指混凝土在饱水作用状态下，能经受多次融冻循混凝土抗冻性是指混凝土在饱水作用状态下，能经受多次融冻循环作用

145、而不破坏的性能，一般以抗冻标号表示。环作用而不破坏的性能，一般以抗冻标号表示。D25 D300D25 D3003.3.耐磨性：耐磨性：150 mm150 mm、27 d27 d、6060度烘干、度烘干、200N200N负荷负荷5050转，计算单位面积磨损量。转，计算单位面积磨损量。4.4.碱碱集料反应：集料反应：水泥混凝土中水泥的碱与某些碱活性集料发生化学反应。水泥混凝土中水泥的碱与某些碱活性集料发生化学反应。集料反应有三种类型：集料反应有三种类型：（1 1） 碱碱硅反应；硅反应；（2 2） 碱碱碳酸盐反应；碳酸盐反应；（3 3） 碱碱硅酸盐反应硅酸盐反应 。 碱碱集料反应必须具备三个条件；集

146、料反应必须具备三个条件；（1 1）混凝土中的集料具有活性；）混凝土中的集料具有活性；（2 2）混凝土中含有一定量的可溶性碱；）混凝土中含有一定量的可溶性碱；（3 3）有一定湿度。）有一定湿度。5.5.抗腐蚀性：抗腐蚀性：类型有淡水、盐、酸类腐蚀。类型有淡水、盐、酸类腐蚀。6 .6 .抗机械破坏性：抗机械破坏性： 三、普通水泥砼的组成设计三、普通水泥砼的组成设计（一）概述（一）概述1.1.混凝土配合比定义：混凝土配合比定义：混凝土中各组成材料用量之比。混凝土中各组成材料用量之比。2.2.混凝土配合比设计定义：混凝土配合比设计定义：正确、合理地选择混凝土配正确、合理地选择混凝土配合比。合比。3.3

147、.砼配合比的表示方法：砼配合比的表示方法：1 1）单位用量表示方法）单位用量表示方法：（：（1 m1 m3 3砼）砼）水泥：水：砂子：石子水泥：水：砂子：石子= = m mcoco：m mwowo：m msoso：m mGoGo=330=330：150150：706706：126412642 2）相对用量表示方法）相对用量表示方法：水泥质量为水泥质量为1 1：m mcoco：m msoso： m mGoGo = 330/330 = 330/330：706/330706/330：1264/3301264/330 =1 =1：2.142.14：3.82 W/C=0.5 3.82 W/C=0.5 1

148、 1）满足结构物设计强度的要求（配制强度）满足结构物设计强度的要求（配制强度）2 2）满足施工和易性的要求（工作度试验）满足施工和易性的要求（工作度试验）3 3）满足环境耐久性的要求）满足环境耐久性的要求 检验复核（检验复核（1 1）最大水灰比）最大水灰比W/CW/C； （2 2）最小水泥用量。）最小水泥用量。4 4）满足经济性要求）满足经济性要求 满足强度情况下水泥用量少，施工耗能情况。满足强度情况下水泥用量少，施工耗能情况。4.4.基本要求基本要求比设计强度提高比设计强度提高10%10%15%15%。5.5.水泥砼设计步骤水泥砼设计步骤1）计算计算“初步配合比初步配合比”原始资料，现行的方

149、法原始资料，现行的方法水泥：细集料：粗集料：水水泥：细集料：粗集料：水= =m mco:mso:mgo:mwoco:mso:mgo:mwo2 2）提出）提出“基准配合比基准配合比”满足和易性（坍落度）满足和易性（坍落度）水泥：细集料：粗集料：水水泥：细集料：粗集料：水= =mcamca : :msa:mga:mwamsa:mga:mwa3 3）确确定定“试试验验配配合合比比”调调整整W/CW/C且且适适合合工工作作性性，制制备备试件，强度，即符合强度、又符合工作性。试件，强度，即符合强度、又符合工作性。水泥：细集料：粗集料：水水泥：细集料：粗集料：水= =mcbmcb : :msb:mgb:m

150、wbmsb:mgb:mwb4 4）换算）换算“施工配合比施工配合比”工地实际含水率进行修正。工地实际含水率进行修正。水泥：细集料：粗集料：水水泥：细集料：粗集料：水=mc :=mc :ms:mg:mwms:mg:mw=1: ms/ =1: ms/ mCmC: mg/ : mg/ mCmC :mw/ :mw/ mCmC6.6.砼配合比的设计方法砼配合比的设计方法 体积法体积法质量法质量法查表法查表法假设假设找方程找方程（二）普通砼配合比的设计方法（二）普通砼配合比的设计方法（以抗压强度为（以抗压强度为指标的计算方法）指标的计算方法）1.初步配合比的计算 1） 确定混凝土的配制强度 P=50%,t

151、=0 ;P=70%,t=-0.524; P=84.1%,t= -1;P=85%,t=-1.04;P=90%,t=-1.282; P=95%,t=-1.645 P=99.9%,t=-3（1）计算混凝土标准差（）值： （2）直接取值：按P79 表3-9规定取用2 2）计算水灰比（）计算水灰比（W/CW/C）(1)(1)按经验公式计算水灰比（按经验公式计算水灰比（W/CW/C）：）： 根据根据： 得：得： 式中: 、 查P74表3-8取用,碎石： =0.46, =0.07;卵石 =0.48, =0.33; -水泥实际强度,无法取得时用 计算 -水泥强度等级标准值； -混凝土试配强度； -水泥富余系数

152、1.00-1.13 （2 2）. .按耐久性校核水灰比：按耐久性校核水灰比：P80 表3-10 3 3）、选定单位用水量（）、选定单位用水量（m mwowo）（1）水灰比为0.40-0.80时，按P81 表3-11 P81 表3-12选用mwo。（2）水灰比小于0.40及特殊成型工艺试验确定。（3）流动性、大流动性按表3-12中90mm用水量为基础，坍落度每增大20mm用水量增加5kg。掺外加剂按P81公式3-13计算用水量. m mwadwad- -掺外加剂混凝土单位用水量； m mwo-未掺外加剂混凝土单位用水量； ad-ad-外加剂减水率（%）4 4）、计算单位水泥用量（）、计算单位水泥

153、用量（mcomco）（1）按强度要求计算单位水泥用量mco= mwo/(W/C) (3-14)（2）.按耐久性要求校核单位用水量：P80 表3-10 5 5）、选定砂率（）、选定砂率（ss）（1）坍落度为10mm-60mm按P82表3-13选用（2）坍落度大于60mm，可按经验确定；也可在 P82表3-13的基础上坍落度每增大20mm砂率增加1%（3）坍落度小于10mm，试验确定。（4）计算砂率。sg砂、碎石松散堆积密度(kg/L);ng-碎石空隙率；a-砂富余系数取1.1-1.46)6)、计算粗、细集料单位用量（、计算粗、细集料单位用量（m mgogo,m,msoso） 粗、细集料的单位用量

154、，可用质量法或体积法求得。（1 1）体积法（绝对体积法）体积法（绝对体积法 ）该法是假定混凝土拌和物的体积等于各组成材料绝对体积和混凝土拌和物中所含空气体积之总和。mso/(mso+mgo) 100=sc-水泥密度2.9-3.1g/cm，一般用3.1g/cm；s、g-细、粗表观密度，g/cm；w -水的密度为1g/cm； a含气量=1000a%=10 a，取1。 若c、 s、g、w单位为kg/m时 mco/c+mwo/w +mso/s +mgo/g+0.1a=1 mso/(mso+mgo) 100=s （1 1）质量法（表观密度法）质量法（表观密度法） 该法是假定混凝土拌和物的表观密度为一固定

155、值，混凝土拌和物各组成材料的单位用量之和即为其表观密度。 mco+mso+mgo+mwo=mcp mso/(mso+mgo) 100=smco、mso、mgo、mwo每立方米各材料用量（kg/m）。mcp混凝土假定表观密度（kg/m），按P82 表3-14 选用。得混凝土初步配合比 水泥：细集料：粗集料：水=mco:mso:mgo:mwo2.2.试配、调整提出基准配合比试配、调整提出基准配合比1 1）试配）试配: :（1）试配材料要求:按初步配合比称样，要与实际工程使用的材料相同，粗、细集料的称量均以干燥状态为基准。（2）搅拌方法和拌和物数量混凝土搅拌方法，应尽量与生产时方法相同。拌和物数量按

156、P83 表3-15选用。2 2）校核工作性，确定基准配合比）校核工作性，确定基准配合比 在水灰比不变的情况下，调整用水泥浆用量或砂率，直到达要求的坍落度，确定出基准配合比：水泥：细集料：粗集料：水 =mca:msa:mga:mwa3.3.检验强度、确定试验室配合比检验强度、确定试验室配合比 1)1)制制作作试试件件、检检验验强强度度（拟拟定定三三个个配配合合比比) )：测强度、密度符合要求。 制作试件方法有：（1）以基准配合比配一组，W/C在此基础上增加或减少0.05（或0.10）。 例：如基准配合比W/C为0.45，在此基础上增加或减少0.05则为：0.40 0.45 0.50（2）在用水量

157、不变（W/C）的情况下调整砂率（1%） 例基准配合砂率为0.34则：0.33 0.34 0.45 测定：坍落度、表观密度、28天的强度是否合格 2 2）确定试验室配合比）确定试验室配合比（1 1）按强度检验结果修正配合比）按强度检验结果修正配合比确定用水量（确定用水量（mwbmwb）：取基准配合比中用）：取基准配合比中用水量（水量（mwamwa）并根据强度制样测坍落度值）并根据强度制样测坍落度值调整。调整。确定水泥用量（确定水泥用量（mcbmcb）：取用水量乘以由）：取用水量乘以由“强度强度- -灰水比灰水比”关系的为达到的配制强关系的为达到的配制强度（度（fcu,ofcu,o）所必须的灰水比

158、。）所必须的灰水比。确定粗、细集料用量（确定粗、细集料用量（msbmsb和和mgbmgb）：）：取基准配合比中粗、细集料用量，并按取基准配合比中粗、细集料用量，并按定的出水灰比调整定的出水灰比调整（2 2）按实测拌和物湿表观密度值修正配合比）按实测拌和物湿表观密度值修正配合比根据强度检验结果校正后定出的混凝土配合根据强度检验结果校正后定出的混凝土配合比，计算出混凝土的比，计算出混凝土的“计算湿表观密度计算湿表观密度”（c,cc,c）, ,即即c,cc,c = = mcbmcb + +mwb+msb+mgbmwb+msb+mgb将混凝土的实测表观密度值（将混凝土的实测表观密度值（c,tc,t）除

159、以计）除以计算湿表观密度值（算湿表观密度值（c,cc,c）得出得出“校正系数校正系数”，即，即当当二二者者之之差差超超过过2%2%时时或或用用质质量量法法设设计计时时，应应将将配配合合比比（基基准准配配合合比比）各各材材料料乘乘以以校校正正系系数数，则得试验室配合比设计值。，则得试验室配合比设计值。应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数，即得最终确定的实验室配合比设计值mcb= mcb msb= msb mgb= mgb mwb= mwb 即mcb:msb: mgb:mwb=1: (msb/ mcb) : (mgb/ mcb) : (mwb/ mcb)为最终实验室配合比。 混凝土实验室配合比计

160、算用料是以饱和面干骨料混凝土实验室配合比计算用料是以饱和面干骨料为基准的，但实际工地使用的骨料常含有一定的水分，为基准的，但实际工地使用的骨料常含有一定的水分，因此必须将实验室配合比进行换算，换算成扣除骨料因此必须将实验室配合比进行换算，换算成扣除骨料中水分后、工地实际施工用的配合比。中水分后、工地实际施工用的配合比。 设施工现场实测砂、石含水率分别为设施工现场实测砂、石含水率分别为a%a%、b%b%。则。则施工配合比的各种材料单位用量：施工配合比的各种材料单位用量： m mc c = =mmcbcb m ms s = = mmsbsb（1+a%1+a%） m mg g= = mmgbgb（1

161、+b%1+b%） m mw w = =mmwbwb- -（ mmsbsb a%+ a%+ mmsbsb b%b%）施工配合比为：施工配合比为：m mc c:m:ms s:m:mg g:m:mw w=1:X:Y=1:X:Y=1:1:（m ms s/ m/ mc c）: :（ m mg g/ m/ mc c ）：（）：（m mw w/ m/ mc c） W/CW/C4. 4. 混凝土施工配合比换算混凝土施工配合比换算5.5.施工现场拌和料计算（按拌和机容量大小拌混施工现场拌和料计算（按拌和机容量大小拌混凝土各材料用量）凝土各材料用量）1 1）按制成系数拌混凝土）按制成系数拌混凝土（1 1）制成系数

162、（）制成系数（）计算：）计算： 式中式中: :- -制成系数（制成系数（0.55-0.750.55-0.75）: :m、mS 、 mg-施工中每立方米水泥、砂、施工中每立方米水泥、砂、碎石用量；碎石用量； c 、s 、g-水泥、砂、水泥、砂、碎石松散堆积密度。碎石松散堆积密度。 c=1300g/m3。（2 2）每次拌合混凝土体积（）每次拌合混凝土体积（V V）：）： V=V=拌合机容量拌合机容量制成系数（制成系数（） 拌合机容量拌合机容量: :可在要用拌合机上查得。可在要用拌合机上查得。（3 3）施工）施工拌合拌合每盘各材料称量：每盘各材料称量：水泥用量水泥用量 = = mV V 砂砂用量用量

163、 = = mS V V 碎石用量碎石用量 = = mg V V 水用量水用量= = mwV V m、mS 、mg 、 mw -施工中每立方米水泥、砂、施工中每立方米水泥、砂、碎石、水用量。碎石、水用量。2 2）按水泥包数为基数拌混凝土按水泥包数为基数拌混凝土（1 1）水泥用量水泥用量= =水泥包数水泥包数5050kgkg（2 2）砂砂用量用量 =水泥用量水泥用量砂比例数砂比例数（3 3）碎石用量碎石用量 =水泥用量水泥用量碎石碎石比例数比例数（4 4）水用量水用量 =水泥用量水泥用量水灰比水灰比四、普通水泥混凝土的质量控四、普通水泥混凝土的质量控（一）混凝土质量的波动混凝土是由水泥、水、细集料

164、和粗集料组成的一种非匀质材料，其质量受到下列因素的影响而发生波动。1.原材料的质量和配合比2.施工工艺3.养护方法4.试验条件（三）混凝土生产质量水平（三）混凝土生产质量水平1.1.统计方法（已知标准差方法）统计方法（已知标准差方法） 当混凝土生产条件在较长时间内能保持一致，且同一品种混凝土的强度变异性能保持稳定时，应由连续的三组试件代表一个验收批。其强度应同时符合式（3-21）（3-22）（3-23）（3-24）的要求。 适用条件：m15批，3组/批，3块/组 mfcu fcu,k+0.70 （3-21） fcu,min fcu,k-0.70 （3-22）1）当混凝土强度等级不高于C20时，

165、其强度最小值尚应满足（3-23）要求：fcu,min0.85fcu,k（3-23）2）当混凝土强度等级高于C20时，其强度最小值尚应满足（3-24）的要求：fcu,min0.90fcu,k（3-24）式中：mfcu同一验收批混凝土强度的平均值（MPa）；fcu,k设计的混凝土强度标准值（MPa）fcu,min同一验收批混凝土强度的最小值（MPa）。0验收批混凝土强度的标准差（验收批混凝土强度的标准差（MPa）验收批混凝土强度标准差0，应根据前一个检验期（不超过三月）内同一品种混凝土试件强度的数据，按（3-25）确定：(3-25)式中：fcu,i前一批验期第i验收批混凝土试件中强度最大值与最小值

166、之差（MPa）；m前一检验起期内验收的总批数（m不小于15）2.2.统计方法（未知标准差方法）统计方法（未知标准差方法）当混凝土生产条件不满足前述规定，或在前一个检验期内的同一品种混凝土没有足够的数据用以确定验收批混凝土确定的标准差时，应由不少于10组的试件代表一个验收批，其强度应同时符合（3-26）（3-27）的要求： mfcu-1Sfcu 0.9fcu,k (3-26) fcu,min 2fcu,k (3-27) 当Sfcu小于0.06 fcu,k时取Sfcu=0.06 fcu,k 验收批混凝土强度的标准差Sfcu可按式（3-28）计算： 3.3.非统计方法非统计方法对零星生产的预制构件的

167、混凝土或现均搅拌批量不大的混凝土，按非统计方法评定混凝土强度时，其所保留强度应同时满足式（3-29）和（3-30）的要求： mfcu1.15 fcu,k （3-29） fcu,min 0.95fcu,k （3-30） 式中符号含义同前。（三）混凝土生产质量水平（三）混凝土生产质量水平 混凝土强度按规定进行合格评定外，还应对一个统计周期内的相同等级和龄期的混凝土进行统计分析，统计计算强度均值(mfcu)标准差（）和强度不低于要求强度等级的百分率（P），以确定企业的生产管理水平。 混凝土强度标准差按下式计算： 式中:fcu,i统计周期内第i组混凝土试件的立方体抗压强度值（MPa）; N统计周期内相

168、同等级的混凝土试件组数，不得少于25组; fcu统计周期内N组混凝土试件立方体抗压强度平均值（MPa）； N0统计周期内试件强度不低于要求强度等级值的组数。强度等级百分率按下式计算：强度等级百分率按下式计算：五、混凝土外加剂五、混凝土外加剂 混凝土外加剂分类及使用效果混凝土外加剂分类及使用效果类别类别使用效果使用效果碱碱水水剂剂普通碱水剂普通碱水剂碱水、提高强度或改善和易性碱水、提高强度或改善和易性高效碱水剂（流动剂或超塑高效碱水剂（流动剂或超塑剂）剂）配制流动混凝土或早强高强混凝土配制流动混凝土或早强高强混凝土引气剂引气剂增加含气量，改善和易性，提高抗冻增加含气量，改善和易性，提高抗冻性性调

169、调凝凝剂剂缓凝剂缓凝剂延缓凝结时间，降低水化热延缓凝结时间，降低水化热早强剂（促凝剂）早强剂（促凝剂）提高混凝土早期强度提高混凝土早期强度速凝剂速凝剂速凝、提高混凝土早期强度速凝、提高混凝土早期强度防冻剂防冻剂使混凝土在负温下水化，达预期强度使混凝土在负温下水化，达预期强度防水剂防水剂提高混凝土抗渗性、防潮气渗透提高混凝土抗渗性、防潮气渗透膨胀剂膨胀剂减少干缩减少干缩六、路面水泥混凝土六、路面水泥混凝土（一）路面水泥混凝土的组成材料（一）路面水泥混凝土的组成材料1.水泥：水泥： P94表表3-23（1）高等级道路混凝土常用水泥为道路硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、普通水泥；（2）水泥抗弯拉强度、抗压强

170、度高，弹性模量低，强度等级42.5级以上；（3）耐磨耗和耐久性好；（4）温度、湿度变化混凝土体积变化小；（5）早期干缩、收缩小；（6）水泥初凝时间长、一般初凝大于1.5小时；（7）化学收缩小。2.粉煤灰：粉煤灰：P95表表3-243.粗集料：粗集料：为获得密实、高强、耐久性好、耐磨耗的混凝土，粗集料必须具耐磨耗能力高，强度高，抗压碎性能好，有足够的坚固性、表面特征好、针片状颗粒少和良好的级配。1）.质量要求质量要求粗集料的强度应不低于3级，或者不低于混凝土的设计抗压强度等级的2倍。2）最大公称粒径及级配）最大公称粒径及级配A、需2-4个粒级集料掺配，B、最大公称粒径P95,C、级配：P95表表

171、3-25。4.细集料：细集料：1）.质量要求，2）级配和细度5.水：水：拌合水和养护水P96表表3-266.外加剂外加剂（二）道路混凝土的技术性质（二）道路混凝土的技术性质路面水泥混凝土既要受车辆荷载的反复作用，又要受到大自然、气候的直接影响，因而需要具备优良的技术性质，主要包括：1.1.抗折强度抗折强度（P96 表3-27）道路混凝土主要是以混凝土的抗折强度（抗弯拉强度）为设计标准。2.2.工作性（和易性）工作性（和易性）（P97 表3-28、P97 表3-29）3.3.耐久性耐久性（P97 表3-30） ( (三三) )、路面水泥混凝土配合比设计方法、路面水泥混凝土配合比设计方法 （以抗弯

172、拉强度为指标的设计）（以抗弯拉强度为指标的设计） 路面水泥混凝土配合比设计，应满足施工工作性、抗弯拉强度、耐久性（包括耐磨性）和经济合理的要求。 1 1、配制抗弯拉强度、配制抗弯拉强度fc K=1.13K=1.13（1.10-1.151.10-1.15） fc -配制抗弯拉强度； fcm - 设计抗弯拉强度； s-标准差；t-保证率（P98 表3-31）； CV-变异系数（P98表3-32）2 2、水灰比（、水灰比（W/CW/C）计算、校核及确定）计算、校核及确定1 1）按混凝土弯拉强度计算水灰比（）按混凝土弯拉强度计算水灰比（W/CW/C）（1 1）碎石混凝土）碎石混凝土 (3-34）（2

173、2）砾（卵）石混凝土）砾（卵）石混凝土 （3-35） 路面混凝土水灰比一般不小于0.40，不大于0.50。式中：fS水泥实际抗弯拉强度（28天抗折强度）； fc混凝土配制抗弯拉强度2）水胶比）水胶比W / C+F计算（采用超量取代法计算）计算（采用超量取代法计算）3）耐久性校核确定水灰比（）耐久性校核确定水灰比（W/C）（P97表3-30）3、选取砂率、选取砂率s（P99表3-33）4、 计算单位用水量计算单位用水量（mwo）混凝土拌和物每1立方米的用水量按照下式计算：1）不掺外加剂和掺合料）不掺外加剂和掺合料（1）碎石混凝土：）碎石混凝土： mwo=104.97+0.309SL+11.27（

174、）+0.61s（2）卵石混凝土：）卵石混凝土：mwo=96.89+0.370SL+11.24（）+1.00s按照上式计算得的用水量是按集料为饱和面干含水量计算的用水量。砂为粗砂或细砂时，用水量应该酌情减少或增加5Kg。2）掺外加剂和掺合料：）掺外加剂和掺合料：mw.ad=mwo（1-ad）5 5、计算单位水泥用量（、计算单位水泥用量（ m mcoco）混凝土拌和物每1立方米水泥用量（Kg）按下式计算： m mcoco = mwo(C/W) 路面混凝土单位水泥用量一般不小于300Kg每立方米，不大于360 Kg每立方米。6、单位粉煤灰用量单位粉煤灰用量P99P997 7、计算砂石材料单位用量（、

175、计算砂石材料单位用量（m msoso , ,m mgogo）砂石材料单位用量可按前述绝对体积法按下式确定。 m mcoco/c+mwo/w+mso/s+mgo/g+10=1000mso/(mso+ mgo)*100=s（四）试拌调整、提出基准配合比（四）试拌调整、提出基准配合比1.试拌2.测定工作性3.调整配合比4.提出基准配合比5.强度测定，确定实验室配合比6.制备抗弯拉强度试件7.抗弯拉强度测定8.确定实验室配合比9.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，对理论配比进行换算，最后得出施工配合比。第三节第三节 建筑砂浆建筑砂浆1 1、建筑砂浆定义：、建筑砂浆定义：胶凝材

176、料、细集料、掺合料和水按适当比例拌和而成的材料。2 2、分类：、分类：（1 1）按胶凝材料分）按胶凝材料分水泥砂浆石灰砂浆混合砂浆； （2 2）按用途分）按用途分砌筑砂浆抹面砂浆一、砌筑砂浆一、砌筑砂浆 （一）组成材料（一）组成材料1.1.水泥：水泥：强度等级低一些，32.5级,水泥强度等级为砂浆强度等级4-5倍。水泥砂浆采用水泥，其强度等级不宜大于32.5级，水泥混合砂浆采用水泥，其强度等级不宜大于42.5级。水泥用量不应小于200Kg/m3，总掺加料用量宜为300350Kg/m3。2.2.掺合料：掺合料：石灰、粘土、粉煤灰（和易性）掺合料：石灰膏沉入度12cm；粘土膏沉入度14-15cm3

177、.3.砂：砂：中、粗砂，砂含泥量和有机质应符合要求，泥量小于5%，M2.5砂含泥量小于10%；对于毛石砌体：砂的最大粒径不得大于砂浆厚度的1/41/5；砖石砌体：-2.54.4.水：水：清洁水。5 5、外加剂：、外加剂：塑化剂良好的效果。（二）技术性质（二）技术性质新拌砂浆应保证有较好的和易性，硬化后有足够的强度。1.1.新拌砂浆的和易性新拌砂浆的和易性 砂浆的组成中没有粗集料，因此和易性包括流动性及保水性两方面要求。1 1）流动性）流动性：是指新拌砂浆在自重或外力作用下，易于产生流动的性质。砂浆的流动性用沉入度表示（4-7cm）。P109表3-352 2）保水性）保水性：是指新拌砂浆在运输和

178、施工过程中保持水分不流失和各组分不分离的能力，用分层度表示（小于3cm）。2.2.硬化后砂浆的强度硬化后砂浆的强度（1 1）试验方法：）试验方法：砂浆硬化后应具有足够的强度。试样尺寸：棱长7.07 cm立方体； 养护条件:20C2C，相对湿度;混合砂浆60-80%，水泥砂浆90%,测28d抗压强度为砂浆强度等级。（2 2）强度等级：）强度等级：旧：旧：M15M15、M10M10、M7.5M7.5、M5M5、M2.5M2.5、M1M1、M0.4M0.4。新：新：M20M20、M15M15、M10M10、M7.5M7.5、M5.0M5.0、M2.5M2.5。（。（6 6个）个） 3 3. .粘结力

179、粘结力 砂浆应具有较强的粘结力，以便将砌体材料牢固粘结成为一个整体。 4 4. .耐久性耐久性 提高砂浆的耐久性，主要是提高其密实度。（三）砌筑砂浆的配合比计算（三）砌筑砂浆的配合比计算 1.1.水泥混合沙浆配合比计算水泥混合沙浆配合比计算 1 1）计算砂浆试配强度）计算砂浆试配强度f fm,om,o（MPaMPa） fm,o=f f2 2 +0.645=f f2 21.15f f2 2-砂浆抗压强度平均值；求标准差（）方法：（1 1）有统计资料时：）有统计资料时：fifi第组试件强度；第组试件强度； - -组强度平均值；组强度平均值；：总组数：总组数：2525。（2 2）无统计资料时：）无统

180、计资料时：按P111表3-36选用。2 2）水泥用量的计算）水泥用量的计算 （1 1）每立方米砂浆中的水泥用量（）每立方米砂浆中的水泥用量（QcQc）按下式计算：）按下式计算： fm,o试配强度；fce水泥实际强度；、 砂浆特征系数，其中=3.03, =-15.09。砂浆现场强度标准差砂浆现场强度标准差取值参考表取值参考表3-363-36砂浆强度等级施工水平M2.5M5M7.5M10M15M20优良0.50 1.00 1.50 2.00 3.00 4.00一般0.62 1.25 1.88 2.50 3.75 5.00较差0.75 1.50 2.25 3.00 4.50 6.00(2)(2)在无

181、法取得水泥的实测强度值时，按下式计算：在无法取得水泥的实测强度值时，按下式计算： fce=cfce，3 3）水泥混合砂浆的掺合料用量：）水泥混合砂浆的掺合料用量：应按下式计算： QD=QA-QC（ QA水泥和掺合料总用量） 4 4）每立方米砂浆中的砂子用量：）每立方米砂浆中的砂子用量：应 按 干燥状态（含水率小于0.5%）堆积密度值作为计算值（kg）。1立方米砂浆=1立方米中、粗砂5 5）每立方米砂浆中的用水量）每立方米砂浆中的用水量：根据砂浆稠度要求，可为240-310kg 。6 6）砂浆配合比）砂浆配合比( (体积比）：水泥体积比）：水泥: :掺合料掺合料: :砂砂= =C:C:QD:S=

182、:S=Vc:Vc:QD/ /D.V:1= 1:.V:1= 1:QD/ /D.Vc:1/Vc.Vc:1/VcVcVc- -水泥体积水泥体积= =水泥质量水泥质量/ /水泥毛体积密度水泥毛体积密度= =（C/1300C/1300kg/M3 ）;D-掺合料密度（掺合料密度（13001300kg/M3 ） 2.2.配合比试配、调整与确定配合比试配、调整与确定（1）得基准配合比：试验调整；（2）制样；（3）测强度得配合比。3.3.水泥砂浆配合比选用：水泥砂浆配合比选用：按P112表3-37选用。4.4.试验方法确定砂浆配合比试验方法确定砂浆配合比二、抹面砂浆二、抹面砂浆 涂抹于建筑物或建筑构件表面的砂浆

183、称为抹面砂浆。按使用要求的不同抹面砂浆又分为普通抹面砂浆和防水抹面砂浆。第四章 沥青材料沥青：是一种有机胶凝材料，其内部组成是一些十分是一种有机胶凝材料，其内部组成是一些十分复杂的碳化物及非金属（氧、硫等）和金属（钠、钾复杂的碳化物及非金属（氧、硫等）和金属（钠、钾等）的衍生物的混合物。常温下一般呈固体或半固体，等）的衍生物的混合物。常温下一般呈固体或半固体，也有少数品种的沥青呈粘性液体状态，可溶于二氧化也有少数品种的沥青呈粘性液体状态，可溶于二氧化碳、四氯化碳、三氯甲烷和等有机溶剂，颜色为黑褐碳、四氯化碳、三氯甲烷和等有机溶剂，颜色为黑褐色或褐色。沥青可分为地沥青和焦油沥青两大类色或褐色。沥

184、青可分为地沥青和焦油沥青两大类。沥沥 青青焦油沥青焦油沥青地沥青地沥青石油沥青石油沥青天然沥青天然沥青煤沥青等煤沥青等粘稠石油沥青粘稠石油沥青液体石油沥青液体石油沥青第一节第一节 石油沥青石油沥青 Petroleum asphalt 油库（沥青罐）油库（沥青罐）一、石油沥青的生产和分类一、石油沥青的生产和分类 溶剂膜溶剂膜溶剂膜溶剂膜 溶剂沥青溶剂沥青溶剂沥青溶剂沥青原油原油原油原油 常压塔常压塔常压塔常压塔 减压塔减压塔减压塔减压塔 沥青沥青沥青沥青 直馏沥青直馏沥青直馏沥青直馏沥青 氧化塔氧化塔氧化塔氧化塔 氧化沥青氧化沥青氧化沥青氧化沥青 （二）、石油沥青的分类二）、石油沥青的分类1 1

185、、按原油成分：、按原油成分：（1 1）石蜡石蜡基沥青：基沥青：石蜡石蜡5%5%；（；（2 2）沥青基沥青沥青基沥青（环烷基）石蜡（环烷基）石蜡2%2%（3）中间基沥青（混合基）：石蜡）中间基沥青（混合基）：石蜡 2%- 5%2%- 5%。2 2、按加工方法、按加工方法 （1 1）直馏沥青；（直馏沥青；（2 2）氧化沥青；（）氧化沥青；（3 3）溶剂沥青；）溶剂沥青；（4 4）蒸馏沥青；（）蒸馏沥青；（5 5）裂化沥青。）裂化沥青。3 3、按沥青在常温下的稠度、按沥青在常温下的稠度（1 1）粘稠沥青：常温下针入度粘稠沥青：常温下针入度300；（2）液体沥青：常温下针入度常温下针入度300。4 4

186、、按用途分类：、按用途分类：道路沥青、建筑沥青、防腐沥青等。道路沥青、建筑沥青、防腐沥青等。（一）石油沥青的生产工艺概述（一）石油沥青的生产工艺概述 二、石油沥青的组成和结构二、石油沥青的组成和结构（一）元素组成（一）元素组成 石油沥青是由多种碳氢化合物及其非金属（氧、硫、氮等）石油沥青是由多种碳氢化合物及其非金属（氧、硫、氮等）与金属（钾、纳等）的衍生物组成的混合物。与金属（钾、纳等）的衍生物组成的混合物。（二）石油沥青的化学组分（二）石油沥青的化学组分1 1、沥青化学组分（组分）定义、沥青化学组分（组分）定义：利用沥青中各种化合物在不同：利用沥青中各种化合物在不同有机溶剂中的选择性溶解或在

187、不同吸附剂上的选择性吸附，将有机溶剂中的选择性溶解或在不同吸附剂上的选择性吸附，将沥青所含各类化合物中物理和化学性质相近的成分归类而划分沥青所含各类化合物中物理和化学性质相近的成分归类而划分的若干的若干“组组”。2 2、沥青化学组分：、沥青化学组分：沥青质、树脂、油分、蜡、沥青酸和沥青酸沥青质、树脂、油分、蜡、沥青酸和沥青酸酐、沥青碳和似碳物。酐、沥青碳和似碳物。3 3、沥青各化学组分特性：沥青各化学组分特性：4 4、划分方法划分方法（1）三组分分析法：三组分分析法：油分、树脂、沥青质。油分、树脂、沥青质。（2 2）四组分分析法：）四组分分析法：饱和分、芳香分、胶质、沥青质。饱和分、芳香分、胶

188、质、沥青质。（3 3）蜡含量：）蜡含量：高温时发软、高温时发软、车撤、泛油车撤、泛油等；低温脆裂；沥青粘等；低温脆裂；沥青粘附性差；路面抗滑能力差附性差；路面抗滑能力差 。（三）、石油沥青的胶体结构（三）、石油沥青的胶体结构1 1、胶体理论：、胶体理论： 沥青质（胶核）为分散相，油分（饱和分和芳香分）为分沥青质（胶核）为分散相，油分（饱和分和芳香分）为分散介质，树脂（胶质）为散介质，树脂（胶质）为稳定物质（稳定物质（“胶溶剂胶溶剂”）。）。 2 2、胶体结构类型（三种）、胶体结构类型（三种） （1 1）溶胶结构；（）溶胶结构；（2 2）溶）溶凝胶结构；（凝胶结构；（3 3）凝胶结构。）凝胶结构

189、。 a a、溶胶型结构、溶胶型结构 b b、溶凝胶型结构、溶凝胶型结构 c c、凝胶型结构、凝胶型结构3 3、胶体结构类型的判定胶体结构类型的判定 沥青的胶体结构与其路用性能有密切的关系。为了沥青的胶体结构与其路用性能有密切的关系。为了使工程的应用方便，使工程的应用方便，胶体结构的评价方法胶体结构的评价方法通常采用针入通常采用针入度指数法度指数法（PIPI） 。沥青的针入度指数沥青的针入度指数沥青胶体结构类型沥青胶体结构类型2 2溶胶溶胶2 2 2 2溶凝胶溶凝胶 2 2凝胶凝胶沥青的针入度指数和胶体结构类型沥青的针入度指数和胶体结构类型三、石油沥青的技术性质三、石油沥青的技术性质（一）粘滞性

190、（一）粘滞性（粘性）：稠度和粘接力（粘性）：稠度和粘接力1 1）沥青绝对粘度（动力粘度）沥青绝对粘度（动力粘度） 2 2）沥青相对粘度（条件粘度）沥青相对粘度（条件粘度）（1 1）针入度）针入度（粘稠石油沥青）粘稠石油沥青） 粘稠石油沥青针入度仪测定）粘稠石油沥青针入度仪测定） 测定方法：测定方法：T:25CT:25C（15C15C、30C30C、5C5C）；）； 标准针重：标准针重：100g100g；针入时间：；针入时间：5s5s； 单位：单位：1=0.011=0.01（1/10)mm1/10)mm。表示方法：表示方法：P PT,m,tT,m,t或或P P。意义意义: :A A划分粘稠石油沥

191、青技术等级（标号或牌号）；划分粘稠石油沥青技术等级（标号或牌号）；B B判断粘滞性，针入度小沥青粘稠大，判断粘滞性，针入度小沥青粘稠大，针入度针入度大沥青稀。大沥青稀。 沥青绝对粘度概念图沥青绝对粘度概念图 3）针入度试验仪器：针入度试验仪器：（1 1）针入度试验仪器）针入度试验仪器示意图：示意图： 适用于测定粘稠适用于测定粘稠石油沥青稠度，针入石油沥青稠度，针入度划分沥青标号度划分沥青标号T为试验温度，m为荷载重，t为贯入时间 P为针入度， P的的 单位为单位为0.1mm沥青针入度试验示意图沥青针入度试验示意图 （2 2）试验仪器：）试验仪器： 针入度仪针入度仪 电脑针入度仪电脑针入度仪（2

192、 2）粘度）粘度（液体沥青标准粘度计测定）（液体沥青标准粘度计测定） 粘度又称粘滞度，是测定液体沥青粘滞性的常粘度又称粘滞度，是测定液体沥青粘滞性的常用技术标准，采用标准粘度计测定。用技术标准，采用标准粘度计测定。测定方法：测定方法： T=60CT=60C（20C20C、25C 25C 、30C30C、60C60C）；）； d=5 mm d=5 mm （3 3、4 4、5 5、10 m m10 m m）；）； 装装50ml50ml沥青所需的时间（单位：沥青所需的时间（单位：s s）。）。表示方法：表示方法：C TC T、d, C60d, C60、5=100 s5=100 s意义意义: :A A

193、划分液体石油沥青技术等级（标号或牌号）；划分液体石油沥青技术等级（标号或牌号）；B B判断粘滞性，粘度大沥青粘稠大，小稀。判断粘滞性，粘度大沥青粘稠大，小稀。试验方法仪器：试验方法仪器：道道路标准粘度计法路标准粘度计法 适用于测定液体石油沥青、煤沥青和乳化沥青等的粘度。结论结论： 相同的温度和相同的温度和流孔条件下，流出时流孔条件下，流出时间越长，表示沥青粘间越长，表示沥青粘度越大度越大（二）塑性（二）塑性1 1、定义：、定义：塑性是指沥青在外力作用下发生变形而不破坏的能力。影响塑性大小的因素与沥青的组分及温度有关。沥青中树脂含量多，油分及沥青质量适当，则塑性较大。当温度升高，塑性增大，沥青膜

194、层愈厚则塑性愈高。2 2、测定方法：、测定方法：用延度仪测定，“”试件中间1cm；速度5cm/min；用15C（10C）时拉断时长度（厘米）表示。3 3、意义：、意义：沥青的延度越大，塑性越好，柔性和抗裂性越好。4、试验仪器：延度仪、试验仪器：延度仪延延度度试试件件（三）温度稳定性（感温性）（三）温度稳定性（感温性）1 1、定义：、定义：是指沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。当温度升高时，沥青由固态或半固态逐渐软化成粘流状态。2 2、表示方法：、表示方法：T=T软-T脆 T越大沥青温度稳定性越好。3 3、测定方法：、测定方法：（1）软化点（T软）表示高温敏感性：环球法软化点仪测定，钢球

195、重3.5g,加温速度5C/min；两隔板距离25.4 mm。（2）脆点（T脆）表示低温抗裂性：弗拉斯法测定。（3 3）温度稳定性试验仪器）温度稳定性试验仪器1 1）高温敏感性（）高温敏感性（软化点测定软化点测定） 测定方法：环球法软化点仪测定方法：环球法软化点仪环球法的软化点仪环球法的软化点仪2 2）低温抗裂性（）低温抗裂性（脆点测定脆点测定） 测定方法：弗拉斯脆点仪测定方法：弗拉斯脆点仪（四）加热稳定性（四）加热稳定性 沥青在过热或过长时间加热过程中，会发生轻质馏分挥发、氧化、裂化、聚合等一系列物理及化学变化，使沥青的化学组成及性质相应地发生变化，这种性质称为沥青加热稳定性。1.1.沥青蒸发

196、损失试验：沥青蒸发损失试验：样50g；样筒R55mm、H35mm；加热163C；时间5h，测沥青质量蒸发损失质大小。2.2.沥青薄膜加热试验：沥青薄膜加热试验：样50g；样筒R140mm、H9.5-10mm；制成标准薄膜厚3.2mm薄膜；在标准薄膜烘箱加热至163C；加热5h，测定质量损失。并测残留物针入、延度。3.3.液体石油沥青蒸馏试验：液体石油沥青蒸馏试验：馏分225C、316C、360C，测各温度馏分数量。（五）安全性（五）安全性1 1、定义：、定义：沥青材料在使用时必须加热，当加热至一定温度时，沥青材料在使用时必须加热，当加热至一定温度时，沥青材料中挥发的油分蒸气与周围空气组成混合气

197、体，此混合沥青材料中挥发的油分蒸气与周围空气组成混合气体，此混合气体遇火焰则发生闪火，引起燃烧。气体遇火焰则发生闪火，引起燃烧。2 2、指标、指标（1 1）闪点（闪火点）：闪点（闪火点）：加热至发生蓝色闪火时的温度，闪点测加热至发生蓝色闪火时的温度，闪点测定方法克利夫兰开口杯法（简称定方法克利夫兰开口杯法（简称COCCOC）；）；（2 2）燃点（着火点）燃点（着火点）加热至蓝色闪火持续加热至蓝色闪火持续5 5秒以上时的温度，秒以上时的温度，闪点与燃点相差闪点与燃点相差10C10C。闪点测定方法克利夫兰开口杯法（简称。闪点测定方法克利夫兰开口杯法（简称COCCOC）（六）溶解度（六）溶解度 沥青

198、的溶解度是指石油沥青在三氯也乙烯中溶解的百分率沥青的溶解度是指石油沥青在三氯也乙烯中溶解的百分率（即有效物质含量），溶解度要求在（即有效物质含量），溶解度要求在99.5%99.5%以上。以上。（七）含水量（七）含水量 沥青中含有水分，施工中挥发太慢，影响施工速度，所沥青中含有水分，施工中挥发太慢，影响施工速度，所以以要求沥青中水量不宜过多。过多要求沥青中水量不宜过多。过多“溢锅溢锅”。（八）（八）非常规的其它性能指标非常规的其它性能指标1 1、针入度指数、针入度指数1 1）定义：）定义：应用经验的针入度应用经验的针入度和软化点试验结果，提出一种和软化点试验结果，提出一种能表征沥青的感温性和胶体

199、结能表征沥青的感温性和胶体结构的指标称构的指标称“针入度指数针入度指数”。2 2）针入度与温度关系曲线）针入度与温度关系曲线（1 1）温度与针入度关系式：）温度与针入度关系式： lgP=AT+KlgP=AT+K （2 2）直线）直线 lgP=AT+KlgP=AT+K斜率斜率( (温温度感应性系数度感应性系数A A）计算公式：）计算公式： 针入度温度关系图针入度温度关系图 3 3）计算针入度指数（）计算针入度指数（P.IP.I）（1 1）根据温度感应性系数（）根据温度感应性系数（A A）计算针入度指数）计算针入度指数（P.IP.I）（2 2）根据）根据诺模图查诺模图查针入度指数（针入度指数（P.

200、IP.I）（）（P123P123图图4-114-11）。）。4 4）用针入度指数表征沥青感温性和划分沥青胶体结构：）用针入度指数表征沥青感温性和划分沥青胶体结构：（P133P133表表4-24-2）溶胶结构PI+2。2.2.劲度摸量劲度摸量 劲度摸量是表示沥青的粘性和弹性联合效应的指标。劲度模量可以表示为： Sb=（/）t. T 查劲度摸量P125例4-13.3.粘附性粘附性（P125） 粘附剂是路用沥青重要性能之一，其直接影响沥青路面的使用质量和耐久性。4.4.老化老化（P125） 沥青在自然因素（热、氧化、光和水）的作用下，产生“不可逆”的化学变化，导致路用性能劣化，通常称之为“老化”。四

201、、石油沥青的技术标准四、石油沥青的技术标准（一）道路石油沥青的技术标准（一）道路石油沥青的技术标准1 1、道路石油沥青分级：、道路石油沥青分级： 道路石油沥青分为道路石油沥青分为A A级、级、B B级、级、C C级及适用范围查阅级及适用范围查阅（P127P127表表4-34-3）。）。2 2、道路用石油沥青标号：、道路用石油沥青标号： 按针入度划分按针入度划分160160、130130、110110、9090、7070、5050、3030号号七个标号，同时对标号沥青的延度、软化点、闪点、含七个标号，同时对标号沥青的延度、软化点、闪点、含蜡量、薄膜加热试验等技术指标也提出相应的要求。蜡量、薄膜加

202、热试验等技术指标也提出相应的要求。（P128-129P128-129表表4-54-5）（二）、道路用液体石油沥青的技术标准（二）、道路用液体石油沥青的技术标准 道路用液体石油沥青的技术要求，按液体沥青的凝道路用液体石油沥青的技术要求，按液体沥青的凝结速度而分为快凝、中凝、慢凝三个等级。（结速度而分为快凝、中凝、慢凝三个等级。（P127P127表表4-4-4 4）第二节第二节 煤煤 沥沥 青青煤沥青（俗称柏油）煤沥青（俗称柏油）是用煤干馏炼焦和制煤气的副产品煤焦油炼制而成。一、煤沥青的化学组成和结构特点一、煤沥青的化学组成和结构特点1.1.煤沥青化学组成煤沥青化学组成 煤沥青组成主要是芳香组族碳

203、氢化合物及其氧、硫和氮的衍生物的混合物，其元素组成主要为C、H、O、S和N。1）游离碳；2）树脂（1）硬树脂（2）软树脂；3）油分2.2.煤沥青的结构煤沥青的结构 煤沥青和石油沥青想类似，也是复杂的胶体分散系，游离碳和硬树脂组成的胶体微粒为分散相，油分为分散介质，而软树脂为保护物质，它吸附于固态分散胶粒周围，逐渐向外扩散，并溶解与油分中，使分散系形成稳定的胶体物系。二、煤沥青的技术性质与技术标准二、煤沥青的技术性质与技术标准1. 1. 煤沥青的技术性质煤沥青的技术性质1 1）温度稳定性差）温度稳定性差 由于可溶性树脂含量多，受热易软化，故温度稳定性差。2 2）大气稳定性差）大气稳定性差 由于煤

204、沥青中含有较多不饱和碳氢化合物，在热、阳光、氧气等长期综合作用下，煤沥青的组分变化比较大易老化变脆。3 3）塑性较差）塑性较差 因含有较多的游离碳，所以在使用时易因受力变形而变形。4 4）煤沥青与矿质材料表面吸附性能好）煤沥青与矿质材料表面吸附性能好 煤沥青组分中含有酸碱等表面活性物质，故与矿质材料表面粘结力较强。5 5）防腐性能好）防腐性能好 由于煤沥青中含有酚、蒽、萘油等成分，所以防腐性能好，故宜用于低下防水层及防腐材料等。2.煤沥青的技术标准1）粘度：粘度表示煤沥青的稠度。2）蒸馏试验的馏分含量及残渣性质：煤沥青中含有各沸点的油分，这些油分的蒸发将影响其性质170、270、300。3）煤

205、沥青焦油酸含量 4）含萘量5）甲苯不溶物6）水分3.道路用煤沥青技术要求：P132表4-7鉴别方法鉴别方法石油沥青石油沥青煤沥青煤沥青相对密度相对密度接近接近1.0 1.25 1.28燃烧燃烧烟少，无色，有松香味，无毒烟少，无色，有松香味，无毒烟多，黄色，臭味大，有毒烟多，黄色，臭味大，有毒气味气味常温下无刺激性气味常温下无刺激性气味常温下有刺激性臭味常温下有刺激性臭味颜色颜色呈辉亮褐色呈辉亮褐色浓黑色浓黑色溶解试验溶解试验可溶于汽油或煤油可溶于汽油或煤油难溶于汽油或煤油难溶于汽油或煤油捶击捶击韧性较好，不易碎韧性较好，不易碎韧性差，较脆韧性差，较脆大气稳定性大气稳定性较高较高较低较低康腐蚀性

206、康腐蚀性差差强强石油沥青和煤沥青的简易鉴别方法石油沥青和煤沥青的简易鉴别方法第三节第三节 乳乳 化化 沥沥 青青一、概述一、概述1 1、乳化沥青定义：、乳化沥青定义： 是指沥青的颗粒微粒，在机械破碎搅拌力的作用下，使沥青以微粒粒状均匀稳定地分散在水溶液之中乳状液（亦称沥青乳液），其外观为茶褐色，在常温下具有较好的流动性。2 2、沥青乳化特点、沥青乳化特点（P132）（1）可冷态施工。（2）与湿集料拌合，具有足够的粘结力。（3）无毒、无嗅保护环境，减少污染，施工安全。（4）节省资源、降低成本、增加结构沥青。（5）稳定性差，贮存期不超过半年，贮存温度在0以上。（6）乳化沥青修筑路面，成型期较长。

207、二、乳化沥青的组成材料二、乳化沥青的组成材料乳化沥青呈乳状液的沥青水分散系，沥青为分散相；水为分散介质；乳化剂为表面活性物质；稳定剂为增加密度物质。1 1沥青沥青 沥青占55%70%，首先要考虑它的易乳化性，选择作为乳化沥青用的沥青针入度大，稠度小。2 2乳化剂乳化剂 乳化剂是乳化沥青形成的关键材料,占1%3%。乳化沥青按其亲水基在水中是否电离而分为离子型和非离子型两大类。分类：（1）阴离子型乳化剂；（2）阳离子型乳化剂；（3）两性离子型乳化剂；（4）非离子型乳化剂；3 3稳定剂稳定剂 为使乳液具有良好的贮存稳定性，增加密度阻力防碰撞,以及在施工喷洒或拌和的机械作用下的稳定剂，必要时加入适量的

208、稳定剂,占0.1%0.15%。稳定剂可分为两类：（1）有机稳定性；（2）无机稳定剂。4 4水水 水是乳化沥青的主要组成部分。起着润湿、溶解及化学反应的作用占,30%45%。三、乳化沥青的形成机理三、乳化沥青的形成机理沥青能够均匀稳定地分散在乳化剂水溶液中的原因主要是：（1 1）乳化剂降低界面能的作用）乳化剂降低界面能的作用 由于沥青与水的表面张力相差较大，在一般情况下是不能互溶的。（2 2）界面膜的保护作用）界面膜的保护作用 乳化剂分子的亲油基吸附在沥青微滴的表面，在沥青水界面上形成界面膜。（3 3）界面电荷稳定作用）界面电荷稳定作用 四、乳化沥青技术性质与技术要求四、乳化沥青技术性质与技术要

209、求 乳化沥青在使用中，与砂石骨料拌和成型后，在空气中逐渐脱水，水膜变薄，使沥青微粒靠拢，将乳化剂薄膜挤裂而成连续的沥青粘结膜层。（P135表4-8）五、乳化沥青的生产五、乳化沥青的生产1）乳化剂水溶液的调制：水加热60-70C,加乳化剂、稳定剂；2）沥青加热及贮存：加热120-140C；3）沥青与水比例控制机构；4）乳化：常用设备为胶体磨或其它同类设备。混合温度80C5）乳液成品贮存。 六、乳化沥青在沥青集料表面分裂机理六、乳化沥青在沥青集料表面分裂机理 分裂是指从乳液中分裂出来的沥青微滴在集料表面聚结成一层连续的沥青薄膜，称为分裂（俗称破乳）。（1）乳液与集料表面的吸附作用：1）阴离子型乳化

210、剂；2）阳离子型乳化剂。（2）水分的蒸发：80%-90%时开始破乳凝结。七、乳化沥青的应用七、乳化沥青的应用乳化沥青用于修筑路面，不论是阳离子型乳化沥青或阴离子型乳化沥青有两种施工方法：（P136表4-9）1 1）洒布法：）洒布法： 如透层、粘层、表面处治或贯入式如透层、粘层、表面处治或贯入式沥青碎石路面。沥青碎石路面。2 2）拌和法：）拌和法： 如沥青碎石或沥青混合料路面。如沥青碎石或沥青混合料路面。第四节第四节 改性沥青改性沥青一、概述一、概述 是指掺加橡胶、树脂、高分子聚合物，磨细的橡胶粉或其它填料等外掺剂，或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青的性能得以改善而制成的沥青结合料。二、改性

211、沥青的分类及其特征（二、改性沥青的分类及其特征（ 分类）分类）1.热塑性橡胶类改性沥青；2.橡胶类改性沥青：3.热塑性树脂类改性沥青：4.掺加天然沥青的改性沥青：5.其它改性沥青：（1）多价金属皂化物；（2）碳黑；（3）波纤格栅。 三三、改性沥青的技术要求改性沥青的技术要求 改性沥青的技术要求（P138表4-10） 四、改性沥青的应用和发展四、改性沥青的应用和发展五、改性沥青的生产方法五、改性沥青的生产方法1 1）机械搅拌法）机械搅拌法2 2）溶剂法）溶剂法3 3）胶磨粉法）胶磨粉法4 4）胶体磨法）胶体磨法 改性沥青生产厂改性沥青生产厂第五章第五章 沥青混合料沥青混合料第一节第一节 概概 述

212、述一、沥青混合料的特点一、沥青混合料的特点1 1、沥青混合料定义、沥青混合料定义：是经人工合理选择级配组成的矿质混合料（如碎石、石屑、砂等），与适量沥青材料，在一定温度下经拌和而成的高级路面材料。2 2、沥青混合料基本类型：、沥青混合料基本类型：（1 1）沥青混凝土混合料：）沥青混凝土混合料：由适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符合规定级配的矿料，与沥青拌和而制成的符合技术标准的沥青混合料，孔隙率10%，简称AM。何为沥青何为沥青何为沥青何为沥青混合料混合料混合料混合料? ?地方道路地方道路高速公路高速公路城市道路城市道路（1 1）沥青混合料是一种粘弹性材料，具有良好的力学性能，）沥青混合料

213、是一种粘弹性材料，具有良好的力学性能，铺筑的路面平整无缝，振动小，噪音低，行车舒适。铺筑的路面平整无缝，振动小，噪音低，行车舒适。（2 2）路面平整且有一定的粗糙度，耐磨好，无强烈）路面平整且有一定的粗糙度，耐磨好，无强烈反光，有利于行车反光，有利于行车安全。安全。（3 3）施工方便，施工时不需要养护，能及时开通交通。）施工方便，施工时不需要养护，能及时开通交通。（4 4）维修简单，旧沥青混合料可再生利用。）维修简单，旧沥青混合料可再生利用。（1 1）沥青路面容易）沥青路面容易“老化老化”。（2 2）温度稳定性差温度稳定性差。 但是但是！3 3、沥青混合料的特点、沥青混合料的特点老化定义？老化

214、定义？在长期的大气因素作用下，因沥青塑性降在长期的大气因素作用下，因沥青塑性降低，脆性增强，粘聚力减小，导致路面表低，脆性增强，粘聚力减小，导致路面表面产生松散，引起路面破坏。面产生松散，引起路面破坏。（1）沥青混合料路面）沥青混合料路面“老化老化”沥青路面老化现象沥青路面老化现象 夏季高温沥青易软化，路面易夏季高温沥青易软化，路面易产生车辙、波浪；冬季低温时易脆产生车辙、波浪；冬季低温时易脆裂，在车辆重复作用下易产生开裂。裂，在车辆重复作用下易产生开裂。波浪波浪车辙车辙泛油泛油（2 2）温度稳定性差的表现：）温度稳定性差的表现：）温度稳定性差的表现：）温度稳定性差的表现：二、沥青混合料的分类

215、二、沥青混合料的分类1 1按胶凝材料的种类按胶凝材料的种类（1）石油沥青混合料（2）煤沥青混合料。2 2按矿料公称最大粒径分类按矿料公称最大粒径分类（1）特粗式沥青混合料:公称最大粒径等于或大于31.5mm；（2）粗粒式沥青混合料：公称最大粒径等于26.5mm；（3）中粒式沥青混合料：公称最大粒径为16mm或19mm；（4）细粒式沥青混合料：公称最大粒径为9.5mm或13.2mm；（5）砂粒式沥青混合料：公称最大粒径小于9.5mm。3.按矿质材料的级配类型分：（1）连续级配和沥青混合料；（2）间断级配沥青混合料。4. 连续级配和沥青混合料按其密度分：（1）密级配沥青混合料；（2）半开级配沥青混

216、合料；（3）开级配沥青混合料。5.按沥青混合料施工温度分：（1）热拌热铺沥青混合料;（2）热拌冷铺沥青混合料; （3）冷拌热铺沥青混合料。热拌沥青混合料种类第二节第二节 热拌沥青混合料热拌沥青混合料热拌沥青混合料是经人工组配的矿质混合料与粘稠沥青在专门设备中加热拌和而成，用保温运输工具运送至施工现场，并在热态下进行摊铺和压实的混合料，通称“热拌热铺沥青混合料”，简称“热拌沥青混合料”。一、沥青混合料的组成结构和强度理论一、沥青混合料的组成结构和强度理论 （一）沥青材料的组成结构 矿质骨架矿质骨架粗骨料、细骨料粗骨料、细骨料作用：作用： 结合料结合料沥青沥青 填料填料( (矿粉矿粉)填充和提高沥

217、青的粘结填充和提高沥青的粘结。1.1.组成结构理论组成结构理论 表面理论表面理论 组成结构理论组成结构理论 胶体理论胶体理论1）表面理论：表面理论： 密密实实级级配配矿矿料料形形成成骨骨架架，利利用用沥沥青青胶胶结结料料在在矿矿料料 形形成成粘粘结结，压压实实后后形形成成强强度度，理理论论强强调调矿矿料料骨骨架架提提供供强度。强度。2 2）胶体理论：）胶体理论： 沥青混合料为多级空间网络状结构的多级分散系沥青混合料为多级空间网络状结构的多级分散系（多级分散系：分散相、分散介质）（多级分散系：分散相、分散介质），理论强调沥青，理论强调沥青粘接力。粘接力。 （1 1）粗分散系：分散在）粗分散系：分

218、散在沥青砂浆沥青砂浆的介质中。的介质中。 （2 2）细分散系：分散在）细分散系：分散在沥青胶浆沥青胶浆的介质中。的介质中。 （3 3）微分散系：分散在）微分散系：分散在高稠度高稠度沥青的介质中。沥青的介质中。2.2.沥青混合料组成结构类型沥青混合料组成结构类型1 1）悬浮）悬浮密实结构：密实结构： 细集料多，依靠沥青粘结力；细集料多，依靠沥青粘结力； 特点：特点：密实度好，耐久性好；强度低、热稳定差密实度好，耐久性好；强度低、热稳定差2 2）骨架）骨架孔隙结构：孔隙结构： 粗骨料多，形成骨架；不密实。粗骨料多，形成骨架；不密实。 特点：特点： 强度高、热稳定性好、耐久性不好。强度高、热稳定性好

219、、耐久性不好。 3 3）骨架）骨架密实结构：密实结构： 级配为理想的最佳级配级配为理想的最佳级配特点：特点：强度高、热稳定性好、耐久性好。强度高、热稳定性好、耐久性好。 原因：具有较高的粘聚力和内摩阻角。原因：具有较高的粘聚力和内摩阻角。 沥青玛蹄脂碎石混合料沥青玛蹄脂碎石混合料SMASMA是典型的骨架是典型的骨架- -密实结构。密实结构。沥青混合料的典型组成结构示意图沥青混合料的典型组成结构示意图（二）（二） 沥青混合料的强度理论沥青混合料的强度理论1 1、沥青混合料温度与强度的关系：、沥青混合料温度与强度的关系：（1）高温时，塑性大，强度低。（2）低温时，强度高，但脆、易开裂。2 2、沥青

220、混合料受力破坏特点：、沥青混合料受力破坏特点： 沥青混合料受力破坏前具塑性，破坏时为剪切破坏，因此用抗剪强度（）大小代表强度大小。3 3、影响抗剪强度（、影响抗剪强度（）因素）因素( (抗剪强度参数抗剪强度参数) )： = f= f（c,c,） = c+tan= c+tan（c,c,） 抗剪强度大小：主要取决于粘聚力C、摩擦角 主要高温时由于抗剪强度不足，塑性变形过剩而产推挤等现象。（破坏现象：波浪、拥包） ，以及低温脆裂（三）影响沥青混合料抗剪强度的因素（三）影响沥青混合料抗剪强度的因素（影响（影响c c，值的因素）值的因素）1.1.沥青对沥青混合料抗剪强度影响沥青对沥青混合料抗剪强度影响（

221、1）沥青稠度大粘聚力(C)大，内摩阻角随着沥青粘度的提高稍有提高,抗剪强度也随粘度的提高增大；（2）沥青延度大沥青混合料抗剪强度大；（3）沥青中沥青质、树脂质多沥青混合料抗剪强度大；（4）沥青中沥青酸和沥青酸酐多沥青混合料抗剪强度大（使用碱性矿料时）；（4）沥青蜡、沥青碳和似碳物多沥青混合料抗剪强度低；2.2.沥青与矿料在界面上交互作用（结构沥青形成）沥青与矿料在界面上交互作用（结构沥青形成）（1 1）沥青与矿料的物理吸附作用（沥青质、树脂多）沥青与矿料的物理吸附作用（沥青质、树脂多吸附强，吸附强，C C大）大） 主要取决与沥青中的表面活性物质及矿料与沥青主要取决与沥青中的表面活性物质及矿料与

222、沥青分子亲和性的大小。活性物质含量愈多，矿料与沥青分子亲和性的大小。活性物质含量愈多，矿料与沥青分子亲和性就愈大，则物理吸附作用就愈强，混合料分子亲和性就愈大，则物理吸附作用就愈强，混合料粘结也愈高。粘结也愈高。（2 2）沥青与矿料的化学吸附（碱性矿料才有，沥青）沥青与矿料的化学吸附（碱性矿料才有，沥青酸、沥青酸酐多吸附强，酸、沥青酸酐多吸附强，C C大）大） 沥青与矿料相互产生化学作用后，形成化合物，沥青与矿料相互产生化学作用后，形成化合物，沥青在矿料表面形成一层扩散结构膜，沥青与矿料为沥青在矿料表面形成一层扩散结构膜，沥青与矿料为化学键结合。化学键结合。（3 3）矿料表面电场吸附（碱性矿料

223、才有）矿料表面电场吸附（碱性矿料才有）（4 4）矿料表面毛细孔吸附）矿料表面毛细孔吸附3.3.沥青与矿粉的用量比例（加矿粉增加结构沥青沥青与矿粉的用量比例（加矿粉增加结构沥青（1 1）结构沥青：）结构沥青：由各种吸附作用吸附到矿料表面受矿料约束的沥青，其粘结力较原沥青有很大提高的沥青。 （2 2）自由沥青：）自由沥青：不受矿料约束可自由移动的沥青，粘结力不变。 （3 3）沥青薄膜：）沥青薄膜：由结构沥青在矿料表面形成的包裹矿料的薄膜，薄膜性能与沥青和矿粉的性质、用量有关，较薄结构沥青薄膜粘结力强，粘聚力大，薄膜厚粘聚力小。 （4 4）沥青与矿粉的用量比例与结构沥青（薄膜）的关系：）沥青与矿粉的

224、用量比例与结构沥青（薄膜）的关系： 沥青用量不足：矿粉的用量不足难以形成结构沥青（包裹），不足以形成结构沥青薄膜粘结矿料颗粒表面，沥青粘聚力差。 沥青用量过多：矿料被推开形成自由沥青，降低了沥青粘结力、粘聚力，并不是沥青用量多粘结力高和强度高。 （5 5）矿料比面的影响：）矿料比面的影响：沥青膜薄较薄形成结构沥青比例愈大，粘聚力大。比表面积（比薄膜面）：矿料总表面积比表面积（比薄膜面）：矿料总表面积/ /单位质量集料单位质量集料 （6 6）沥青混合料中加矿粉作用：）沥青混合料中加矿粉作用：增大矿料比表面积，增加结构沥青的数量 （7 7）最佳沥青用量）最佳沥青用量：在沥青混合料足以形成结构沥青薄

225、膜、并能充分粘附矿粉颗粒表面，形成结构沥青，使沥青胶浆具有最佳粘结力的沥青用量。 在矿粉表面形成一层厚度为在矿粉表面形成一层厚度为oo的的吸附溶剂吸附溶剂膜膜，在此膜厚度以内的沥青称为，在此膜厚度以内的沥青称为“结构沥青结构沥青”，在此膜厚度以，在此膜厚度以外外的沥青称为的沥青称为“自由沥青自由沥青”。碱性岩石（石灰岩等）对石油沥青的吸附性强。加矿粉碱性岩石（石灰岩等）对石油沥青的吸附性强。加矿粉膜变薄膜变薄。保持沥青初保持沥青初始内聚力始内聚力结构沥青结构沥青膜较薄膜较薄, ,粘度较高粘度较高, ,与矿料之与矿料之间有较强间有较强的粘结力。的粘结力。4.4.矿料的级配类型及表面性质对沥青混合

226、料抗剪强度的影响矿料的级配类型及表面性质对沥青混合料抗剪强度的影响 （1 1）级配影响：级配影响：级配良好沥青混合料抗剪强度高。 采用级配主要有：密级配、开级配、间断级配。 （2 2）粗度和形状：粗度和形状： 颗粒有棱角，近正立方体，沥青混合料内摩阻角大、沥青混合料抗剪强度。5.5.温度及加荷载速度对沥青混合料抗剪强度的影响温度及加荷载速度对沥青混合料抗剪强度的影响 1 1）温度对沥青混合料抗剪强度的影响）温度对沥青混合料抗剪强度的影响 （1）随着温度升高粘聚力值减小，变形能力增强。 （2）随着温度降低粘聚力值提高，变形能力降低，强度增加，过低会使路面开裂。 2）加荷载速度对沥青混合料抗剪强度

227、的影响加荷载速度对沥青混合料抗剪强度的影响 （1）加荷速度快，沥青混合料抗剪强度高； （2）加荷速度慢，沥青混合料抗剪强度低。二、沥青混合料的技术性质和技术标准二、沥青混合料的技术性质和技术标准（一）沥青路面使用性能的气候分区沥青路面使用性能的气候分区（P145表5-2）（二）沥青混合料的技术性质1.1.高温稳定性高温稳定性1）定义（P145）沥青混合料的高温稳定性是指混合料在高温条件下，经车辆荷载长期重复作用后，不产生车撤和波浪等病害的性能。2 2）检验方法）检验方法（1 1）马歇尔稳定度试验方法）马歇尔稳定度试验方法：击实制样测（60C）时马歇尔指标（1 1）稳定度：）稳定度：沥青混合料高

228、温（60C）时最大破坏荷载（单位MS：kN）；（2 2）流值：）流值：沥青混合料破坏时最大垂直变形值（单位FL：0.1 mm）（3 3）密度：）密度：沥青混合料单位体积质量单位（单位g / cm）；（4 4）孔隙率：）孔隙率：沥青混合料残留孔隙占试样总体积百分率（%）；（5 5）饱和度（沥青填隙率）：）饱和度（沥青填隙率）：沥青填满孔隙的百分率（%）。 马歇尔稳定度试验用途马歇尔稳定度试验用途：（：（1）判别沥青混合料高温稳定性；）判别沥青混合料高温稳定性；（2）用于沥青混合料配合比设计：确定最佳沥青用量；（）用于沥青混合料配合比设计：确定最佳沥青用量；（3）工地用）工地用于沥青混合料质量检测

229、。于沥青混合料质量检测。（2 2）车辙试验方法：）车辙试验方法：（动稳定度：次（动稳定度：次/mm/mm） 制3 00mm300mm 50mm样，测60C时，试件变形1 mm试验车轮行车次数（动稳定度）高速、城市快速路800次/mm；一级、城市主干路600次/mm。（P146表5-3）3 3）影响因素：）影响因素：沥青的用量、沥青的粘度、矿料的级配、矿料的尺寸、形状。2.2.低温抗裂性（低温抗裂性（P146P146） 沥青混合料随着温度的降低，变形能力下降。路面由于低温而收缩以及行车荷载的作用，在薄弱部位产生裂缝，从而影响道路的正常使用。3.3.耐久性（耐久性（P146P146） 是指长期的荷

230、载作用和自然因素条件下，保持正常使用状态而不出现剥落和松散等损坏的能力。4.4.抗滑性（抗滑性（P147P147） 由于高等级公路沥青路面的沥青混合料，其表面应具一定的抗滑性，才能保证汽车能高速行驶的安全性。沥青混合料路面抗滑行与矿质集料的微表面性质、混合料的级配组成以及沥青用量等因素有关。5.5.施工和易性（施工和易性（P147P147） 和易性指沥青混合料在施工过程中是否容易拌和、摊铺和压实的性能，主要决定矿料的级配、沥青的品种及用量，以及施工环境条件等。 （二）热拌沥青混合料的技术标准该标准按交通性质可分为三个等级：1）高速公路、一级公路、城市快速路、主干道；2）其它等级公路和城市道路；

231、3）行人道路。（P147 表5-4、P148 表5-5）三、沥青混合料组成材料的技术要求三、沥青混合料组成材料的技术要求1.1.沥青材料沥青材料 在选择沥青材料的时候，要考虑到交通量、气候条件、施工方法、沥青面层类型、材料来源等各种情况。较热的气候区应采用稠度较高的沥青，反之，应采用稠度较低的沥青。（P127 表4-4， P128-129表4-5）2.2.粗集料粗集料1）沥青混合料的粗集料技术要求：P148表5-6通常采用碎石、卵石及冶金钢渣等。沥青混合料的粗集料要求干净、干燥、无风化、无杂质，并且具有足够的强度和耐磨性，形状要接近立方体，针片状颗粒的含量低，且要求表面粗糙，有一定的棱角。2）

232、级配要求（规格）：P149表5-73）粘附性、磨光值技术要求：P149表5-83.3.细集料细集料热拌沥青混合料的细集料一般采用天然砂或人工砂，在缺少砂的地区，也可以用石屑代替。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，质地坚硬、有棱角，并且与沥青具有良好粘结力。1 1）技术要求：）技术要求：P149表5-9、2 2）级配要求（规格）：）级配要求（规格）：P150表5-102 2）沥青混合料用机制砂或石屑规格：）沥青混合料用机制砂或石屑规格：P150表5-114.4.填料（矿粉）填料（矿粉） 矿粉应采用缄性石料磨制的石粉，如石灰石、白云石等，也可以由石灰、水泥、粉煤灰代替，但用这些物质作填料时，其用

233、量不宜超过矿料总量的2%，其中粉煤灰的用量不宜超过填料总量的50%。 矿粉应具足够的细度，故小于0.075的石粉应大于80%，并要求石粉干净、疏松、不结团、含水量和亲水系数小于1。P150表5-12。四、沥青混合料配合比设计四、沥青混合料配合比设计（一）（一） 沥青混合料配合比设计包括三个阶段：沥青混合料配合比设计包括三个阶段： 1）目标配合比设计； 2）生产配合比设计和拌和 3）生产配合比验证。（二）（二）目标配合比设计目标配合比设计包括方面：包括方面：1）矿质混合料配合组成设计；2）沥青最佳用量确定。（三）（三）沥青混合料配合比（组成）设计方法沥青混合料配合比（组成）设计方法1.1.矿质混

234、合料的配合比组成设计矿质混合料的配合比组成设计 目的：是选配一个具有足够密实度，并且有较高的内摩阻力的矿质混合料。1 1）确定沥青混合料类型（）确定沥青混合料类型（P151P151表表5-135-13） 根据道路等级、路面类型、所出的结构层位，确定沥青混合料类型。2 2）确定沥青混合料的级配范围（）确定沥青混合料的级配范围（P151-152P151-152表表5-145-14）3）矿质混合料配合比计算（1）各矿料（集料）试验 根据现场取样、对粗集料、细集料和矿粉进行筛析试验，按筛析结果分别绘出各组成材料的筛分曲线。（2）计算各矿料（集料）组成配合比 根据各组成材料的筛析试验资料，采用图解法或试

235、算法，计算符合级配范围的各矿料用量比例。（3）校核调整矿质混合料配合比2.2.确定沥青混合料的最佳沥青用量（马歇尔法）步骤确定沥青混合料的最佳沥青用量（马歇尔法）步骤1 1）按设计合格矿合料配合比称料）按设计合格矿合料配合比称料2 2）制）制马歇尔试件：马歇尔试件：据规范推荐沥青石油比中值按一定级差（0.5%）选用5个以上石油比沥青用量各制一组马歇尔试件。3 3）进行马歇尔试验：）进行马歇尔试验：按规定测试件的稳定度、流值、密度并计算孔隙率、饱和度（沥青填隙率）及矿料间隙率。4 4）绘制沥青用量与马歇尔五项指标关系图）绘制沥青用量与马歇尔五项指标关系图。5 5）确定最佳沥青用量（）确定最佳沥青

236、用量（OACOAC）（1 1）确定沥青用量初始值）确定沥青用量初始值OACOAC1 1 根据稳定度、密度、孔隙率、沥青饱和度确定沥青用量初始值OAC1OAC1=（a1+a2+ a3+ a4 ）/4a1-密度最大、a2-稳定度最大、a3- 孔隙率中值、a4饱和度中值根据稳定度、密度、孔隙率确定沥青用量初始值OACOAC1 1（选用沥青用量未含盖饱和度的要求范围） OAC1=（a1+a2+a3）/3a1-密度最大、a2-稳定度最大、a3- 孔隙率中值。选用沥青用量范围稳定度、密度没峰值时a3为OAC1 ，但OAC1必须介于OACmin和OACmax之间。（2 2）确定符合各项技术指标的沥青用量范围

237、的最佳沥青用）确定符合各项技术指标的沥青用量范围的最佳沥青用量初始值量初始值OAC2OAC2。沥青用量范围的最小值OACmin ；OACmax最大值。OAC2= （OACmin+OACmax）/2（3 3）按最佳沥青用量的初始值（）按最佳沥青用量的初始值（OAC1 OAC1 、OAC2OAC2）确定）确定OACOAC一般情况： OAC=（OAC1+OAC2）/2 当OAC1和OAC2差值大，不能取平均值，根据水稳定性、高温稳定性试验确定。热区及高速、一级、城市快速和主干道：减0.10.5%寒区、旅游区道路：增0.10.3%6 6）配合比设计检验）配合比设计检验（1 1）各种性能检验）各种性能检

238、验（3 3）高温稳定性（抗车辙能力检验）表）高温稳定性（抗车辙能力检验）表5-35-3 决定矿料级配和沥青用量，经反复调整及综合以上试验结果，并参考以往工程经验，综合决定矿料级配和最佳沥青用量。（3 3）水稳定性检验）水稳定性检验 按沥青最佳用量制作马歇尔试件进行侵水马歇尔试验（或真空饱水马歇尔试验）；检验其残留稳定度是否合格。P155表5-15（4 4）低温抗裂性能检验）低温抗裂性能检验（5 5）渗水系数检验）渗水系数检验第三节第三节 其他沥青混合料其他沥青混合料一、沥青玛蹄脂碎石混合料（一、沥青玛蹄脂碎石混合料（SMASMA） 它是由高含量粗集料、高含量矿粉、较大沥青用量、低含量中间粒径颗

239、粒组成的骨架密实结构型沥青混合料。SMA具有以下的优点：（1）抗车撤能力高。（2）优良的抗裂性能。（3）良好的耐久性能。（4）较好的抗滑性能。（5）经济效益好。（6）摊铺和压实性能好。1.1.组成材料要求组成材料要求1 1）集料）集料 最大粒径为1619mm，甚至高达25mm，形状接近正方体，表面粗糙，通过4.75mm筛孔控制在25%28%范围内，严格限制软石量。2 2）矿质填料）矿质填料 0.075 mm通过率在8%13%之间，细于0.02 mm颗粒的质量应限制在填料的20%以内。3 3）沥青）沥青 SMA混合料采用的沥青较粘稠，以适应其高沥青含量的低流畅性。一般使用针入度等级在AH90以下

240、的道路石油沥青。4 4）稳定剂）稳定剂纤维纤维 稳定剂在SMA中的作用，一是稳定沥青，二是改善低温路面性质抗滑性。纤维的用量一般为集料质量的0.3%0.6%。2.SMA2.SMA配合比设计配合比设计 就是确定骨架和玛蹄脂部分各种材料的规格和比例，以便保证真正形成粗集料骨架，骨架间又恰到好处地填充玛蹄脂，玛蹄脂也能真正发挥使混合料成为整体的胶结作用。SMA配合比设计分为五个阶段进行：（1）SMA材料选择；（2）确定具有良好嵌挤的粗集料的级配；（3）确定所选择级配的最小VMA及最小沥青用量；（4）选择最佳沥青用量OAC，确认混合料空隙率；（5）评价SMA的水稳定性析漏情况。3.SMA3.SMA混合

241、料的施工混合料的施工 SMA混合料试件的击实温度高于普通混凝土，同样，SMA混合料摊铺后的压实温度也要高，一般出料温度在160C170C，终压温度为140C150C。第七章第七章 建筑钢材建筑钢材 第一节第一节 钢的冶炼和分类钢的冶炼和分类一、钢的冶炼、定义及优缺点一、钢的冶炼、定义及优缺点1 1、钢材冶炼及定义：、钢材冶炼及定义：生铁经炼铁炼钢和轧钢生产过程获得生铁经炼铁炼钢和轧钢生产过程获得的产品。的产品。2 2、钢材优缺点、钢材优缺点：（：（1 1）力学性能好，各强度高；（）力学性能好，各强度高；（2 2）加热）加热具塑性，可制不同形状和大小构件；（具塑性，可制不同形状和大小构件；（3

242、3）好装配，可焊接、）好装配，可焊接、铆接、切割；（铆接、切割；（4 4）安全性好；（）安全性好；（5 5）易锈蚀，维修费用大。）易锈蚀，维修费用大。3 3、钢的化学偏析：、钢的化学偏析：炼钢时造成元素在钢材中不均匀现象。炼钢时造成元素在钢材中不均匀现象。二、二、钢的分类钢的分类 1 1、按化学成分的不同可分为、按化学成分的不同可分为1 1）碳素钢）碳素钢 （按含碳量分为）：（按含碳量分为）： （1 1）低碳钢）低碳钢0.25%(0.02-0.25%)0.60%0.60%（碳（碳2.062.06）。）。2 2）合金钢（按合金元素含量可分为）：）合金钢（按合金元素含量可分为）：（1 1）低合金钢

243、）低合金钢10%。 2 2、按冶炼时脱氧程度分类、按冶炼时脱氧程度分类(1)(1)沸腾钢沸腾钢（F F）：脱氧不充分，钢液沸腾。(2)(2)镇静钢镇静钢（Z Z）：脱氧充分，钢液平静，钢液纯净。(3)(3)半镇静钢半镇静钢（b b）：脱氧程度、钢液质量介于两者之间。(4)(4)特殊镇静钢特殊镇静钢（TZTZ）：脱氧更充分，质量优于镇静钢。 3 3、按质量分类、按质量分类（1 1）普通碳素钢）普通碳素钢：S、P含量分别0.045-0.050%和0.045%；（2 2）优质碳素钢）优质碳素钢：S、P含量均应0.035%；（3 3）高级碳素钢（高或）高级碳素钢（高或A ) A ) ：S、P含量分别0

244、.025%和0.025%；（4 4）特殊优质钢（）：）特殊优质钢（）：S、P含量分别0.015%和0.025%； 4 4、按用途分类、按用途分类（1 1）结构钢；（）结构钢；（2 2）工具钢；（）工具钢；（3 3）特殊钢。）特殊钢。 5 5、按冶炼设备分为、按冶炼设备分为（1）转炉钢转炉钢；（2）平炉钢平炉钢；（3）电炉钢电炉钢。 6 6、按成型方法分类、按成型方法分类（1）铸造钢；（2）锻造钢；（3）扎压钢；（4）冷拔钢 7 7、钢结构用各种型材、钢结构用各种型材（如工字钢、角钢、方钢、圆钢、扁钢等）与板材板材（如钢板等） 8 8、路桥用钢筋、钢丝、路桥用钢筋、钢丝、钢绞线钢绞线分类分类 1

245、 1）热轧钢筋：）热轧钢筋：（1 1）光面钢筋）光面钢筋；R235，低碳钢。（2 2）带肋钢筋）带肋钢筋（月牙肋、等高肋）HRB335、HRB400、 HRB400 。 2 2）冷轧带肋钢筋）冷轧带肋钢筋: :按抗拉强度分4个牌号，直径4-12mm。 （1） CRB550CRB550：普通砼用：普通砼用;（2)CRB650;(3)CRB8002)CRB650;(3)CRB800;(;(4)CRB9704)CRB970 。 3)3)余热处理钢筋：余热处理钢筋：KL400余热处理钢筋。 4 4）钢丝：）钢丝： （1 1）光面钢丝；（）光面钢丝；（2 2）螺旋肋钢丝（）螺旋肋钢丝（3 3）刻痕钢丝：

246、）刻痕钢丝：5 5）钢绞线：）钢绞线：用直径为9.0mm,11.1mm,12.7mm,15.2mm. 光面钢丝制成,常用:12(2股)，13（3股），17（7股） 6 6）精轧螺纹钢筋：）精轧螺纹钢筋：直径为18mm，25 mm，32 mm，40mm四个规格，强度高。三、建筑钢材的类属三、建筑钢材的类属 低碳素钢结构钢和低合金钢结构钢。第二节第二节 建筑钢材的技术性质建筑钢材的技术性质一、力学性质一、力学性质 1.1.抗拉性能抗拉性能 用低碳钢在拉伸试验中 的应力 应变曲线来描述。 低碳钢受拉过程可分为四 个阶段： 1 1）弹性阶段（）弹性阶段（O-AO-A段）段） 2 2）屈服阶段（）屈服阶

247、段（A-BA-B段）段） 3 3）强化阶段（）强化阶段（B-CB-C段）段） 4 4）颈缩阶段（）颈缩阶段（G-DG-D段）段）屈服强度和极限抗拉强度具有极为重要意义。 碳素钢受拉时的应力碳素钢受拉时的应力 应变曲线应变曲线2 2、塑性：、塑性：钢材在受力破坏前可以经受永久变形的性能称为塑性。工程应用中钢材塑性指标通常用伸长率和断面收缩率表示。1 1）伸长率）伸长率：（n，以%表示）按下式计算： 式中：L1试件拉段后标距部分的长度（mm）； L0试件的原标距长度（mm）； n长或短试件的标志，既试件长度与直径之比（试件直径10mm，标距长度为50mm时，n=5；若标距 长度 为100mm,n=

248、10）。2 2）断面收缩率）断面收缩率：（，以%表示） 收缩率是试件拉段后缩颈处横段面积的最大缩减量占横截面积的百分率。并按下式计算：式中：A0：试样的原横截面积（平方毫米）；A1：试样裂段（缩颈）处的横截面积（平方毫米）。 伸长率n与收缩率都反映了钢材的变形性能。3 3、冲击韧性、冲击韧性（1 1）冲击韧性：）冲击韧性：是钢材在瞬间荷载作用下，抵抗破坏的能力.能能较全面地反映钢材材质的优劣程度。较全面地反映钢材材质的优劣程度。 （2 2）时效：时效：随着时间的进展，钢材机械强度提高，而塑性和韧性降低的现象称为时效。（3）试验：试验：将钢材制成中面将钢材制成中面V V形槽口的试件，置于试验机上

249、，见形槽口的试件，置于试验机上，见图图7-4P1847-4P184。将试验机中的摆锤扬起后，使其自由下落以冲断试。将试验机中的摆锤扬起后，使其自由下落以冲断试件，试件单位面积上所消耗的功即为冲击韧性的指标。该指标值件，试件单位面积上所消耗的功即为冲击韧性的指标。该指标值越大说明钢材的冲击韧性越好。越大说明钢材的冲击韧性越好。4 4、耐疲劳性、耐疲劳性(1)(1)(1)(1)疲劳破坏疲劳破坏疲劳破坏疲劳破坏: : : :钢材在交变荷载反复作用下，往往会在应力远低于钢材在交变荷载反复作用下，往往会在应力远低于抗拉强度的情况下发生裂断现象。抗拉强度的情况下发生裂断现象。（2 2 2 2）疲劳强度：）

250、疲劳强度：）疲劳强度：）疲劳强度：在多次反复交变荷载的作用下不发生疲劳破坏在多次反复交变荷载的作用下不发生疲劳破坏时的最大应力称为疲劳强度。它是表明钢材耐疲劳性的指标。时的最大应力称为疲劳强度。它是表明钢材耐疲劳性的指标。(3)(3)(3)(3)疲劳极限：疲劳极限：疲劳极限：疲劳极限：通常取交变应力循环次数通常取交变应力循环次数N=107N=107时，试件不发生破时，试件不发生破坏的最大应力坏的最大应力n作为其疲劳极限。作为其疲劳极限。 5 5、硬度、硬度 硬度：一般理解为金属表面局部体积内抵抗更硬物体压入而引起塑性变形的能力。布式、洛式、维式三硬度法测试。二、工艺性能二、工艺性能1 1、冷弯

251、性能、冷弯性能 冷弯性能：冷弯性能：是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，是钢是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，是钢材的重要工艺性能，冷弯性能可以反映钢材内部组织是否存在材的重要工艺性能，冷弯性能可以反映钢材内部组织是否存在不均匀内应力和杂质等缺陷，不均匀内应力和杂质等缺陷，因此，也可以用冷弯的方法来检验钢的焊接质量。钢材在弯曲过程中，受弯部位产生局部不均匀塑性变形，这种变形在一定程度上比伸长率更能反映钢的内部组织状况。2 2、钢材冷加工、钢材冷加工概念：概念：概念：概念：将金属材料于常温下进行冷拉、冷拔或冷轧，使之产生将金属材料于常温下进行冷拉、冷拔或冷轧，使之产生一定的塑性变形，其强度可明

252、显提高，塑性和韧性有所降低，一定的塑性变形，其强度可明显提高，塑性和韧性有所降低，这个过程称为金属材料的冷加工强化。包括冷拉、冷拔和这个过程称为金属材料的冷加工强化。包括冷拉、冷拔和冷轧冷轧。1 1 1 1）冷拉）冷拉）冷拉）冷拉（1 1）钢筋经冷拉后，一般屈服点可提高）钢筋经冷拉后，一般屈服点可提高20%-30%20%-30%，冷拔钢丝的屈，冷拔钢丝的屈服点可提高服点可提高40%-60%40%-60%。 （2 2） 可适当减小钢筋混凝土结构设计截面，或减少混凝土中配可适当减小钢筋混凝土结构设计截面，或减少混凝土中配筋数量，从而达到节约钢材的目的。筋数量，从而达到节约钢材的目的。（3 3）钢筋

253、冷拉还有利于简化施工工序。冷拉盘条钢筋可省去开盘）钢筋冷拉还有利于简化施工工序。冷拉盘条钢筋可省去开盘和调直工序；冷拉直条钢筋则可与矫直、除锈等工序一并完成。和调直工序；冷拉直条钢筋则可与矫直、除锈等工序一并完成。2 2 2 2）冷拔：）冷拔：）冷拔：）冷拔： 是强力拉拔钢筋通过截面小于钢筋截面积的拔丝模。冷拔作用是强力拉拔钢筋通过截面小于钢筋截面积的拔丝模。冷拔作用比纯拉伸的作用强烈，钢筋不仅受拉，而且同时受到挤压作用。比纯拉伸的作用强烈，钢筋不仅受拉，而且同时受到挤压作用。 经过一次或多次冷拔后得到的冷拔低碳钢丝，其屈经过一次或多次冷拔后得到的冷拔低碳钢丝，其屈服点可提高服点可提高40%-

254、60%40%-60%，但失去软钢的塑性和韧性，而具有硬质钢材，但失去软钢的塑性和韧性，而具有硬质钢材的特点。的特点。3 3 3 3）冷轧：）冷轧：）冷轧：）冷轧： 是将圆钢在轧钢机上轧成断面形状规则的钢筋，可提高其强是将圆钢在轧钢机上轧成断面形状规则的钢筋，可提高其强度及与混凝土的粘接力。度及与混凝土的粘接力。 钢筋在冷轧时，纵向与横向同时产生变形，因而能钢筋在冷轧时，纵向与横向同时产生变形，因而能较好地保持其塑性和内部结构的均匀性。较好地保持其塑性和内部结构的均匀性。3 3、冷加工时效、冷加工时效 冷加工时效：冷加工时效：冷加工过钢材随着时间的进展，钢材屈服冷加工过钢材随着时间的进展，钢材屈

255、服强度与硬度还会继续提高，而塑性和韧性降低降低的现象强度与硬度还会继续提高，而塑性和韧性降低降低的现象。钢材冷加工产生一定的塑性变形，其强度可明显提高，塑性钢材冷加工产生一定的塑性变形，其强度可明显提高，塑性和韧性有所降低，这个过程称为金属材料的冷加工强化。和韧性有所降低，这个过程称为金属材料的冷加工强化。（1 1）自然时效：）自然时效：冷拉后的钢材，时效加快。若在常温下存放15-20天，完成的时效。（2 2）人工时效：）人工时效：若加热钢材至100-200度，则可以在更短时间内完成的时效。（3 3）时效强化：）时效强化：经时效处理后的钢材，若再受拉，屈服点进一步提高，抗拉强度也提高，塑性和韧

256、性进一步降低，弹性模量得到恢复现象。 建筑工地和混凝土构件厂，常利用冷拉和冷拔并时效处理方法，对钢材进行处理，提高钢材的机械强度，降低塑性，从而达到节约钢材的目的。冷拉并时效处理后钢筋，同时也被调直和除锈。当再冷拉时，要控制冷拉率及冷拉应力，使冷拉后的钢材性能符合规范规定。4 4、热处理：、热处理： 热处理方法有：淬火、回火、调质、退火和正火。1 1）淬火：）淬火：800900经保温烧透在水、油或其它介质中快速冷却至室温。 作用：钢的硬度、强度提高，但塑性、韧性降低（冷却愈快钢材愈硬，塑性愈差） 但含C在0.2%以下的钢,几乎不能淬火硬化。 焊缝附近相当于淬火,可能引起硬化和变脆,含碳0.2%

257、的低碳钢,不能淬火硬化,可焊性好.2)2)回火：回火：把已经淬火的钢又加热至一定温度，保持14小时后冷却至室温叫回火。 作用：消除内应力，减小脆性，恢复一部分塑性和韧性，而且保留相当的强度和硬度。例：冷拔钢丝、回火保留高的强度，恢复必要的塑性。3 3）调质：）调质：将淬火后经高温回火的双重热处理叫调质。高强度的普通低合金钢，一般都经过调质后使用。4 4）退火：）退火：将钢加热至750900经保温烧透后缓缓冷却，叫退火。 作用：降低硬度、提高塑性、便于加工、冷却缓缓慢，效果显著。5 5）正火：）正火：将钢加热到800900，经保温后，在常温空气中冷却，叫做正火。 作用：低碳钢正火后，相当于退火，

258、中碳钢正火后，略相当于调质（淬火+回火）主要作用： 提高钢材的塑性和韧性，使强度、塑性和韧性得到良好的配合。15MnV塑性提高，强度降低很小。 消除钢材在冷加工后由于天然或人工时效作用而发生脆化现象。5 5、钢材的焊接、钢材的焊接 在焊接中，由于高温作用和焊接后急剧冷却作用，焊缝在焊接中，由于高温作用和焊接后急剧冷却作用，焊缝及附近的过热区发生晶体组织及结构变化，产生局部变形及及附近的过热区发生晶体组织及结构变化，产生局部变形及内应力，使焊缝周围的钢材产生硬脆倾向，降低了焊接质量。内应力，使焊缝周围的钢材产生硬脆倾向，降低了焊接质量。低碳钢的可焊性很好，随着碳含量和合金含量的增加，钢材低碳钢的

259、可焊性很好，随着碳含量和合金含量的增加，钢材的可焊性减弱。焊接方法的可焊性减弱。焊接方法: :钢筋焊接用接触对焊；钢结构钢钢筋焊接用接触对焊；钢结构钢焊接用电弧焊。焊接用电弧焊。 钢中含硫也会使钢材在焊接时产生热脆性。钢中含硫也会使钢材在焊接时产生热脆性。 采用焊前预热和焊后热处理的方法，能提高可采用焊前预热和焊后热处理的方法，能提高可焊性差的钢材焊接质量。焊性差的钢材焊接质量。6 6、钢筋的弯钩、弯转和接头、钢筋的弯钩、弯转和接头1 1 1 1）弯钩）弯钩）弯钩）弯钩(P187(P187(P187(P187图图图图7-97-97-97-9图图图图a a a a、b b b b）2 2 2 2

260、）弯转）弯转）弯转）弯转(P187(P187(P187(P187图图图图7-97-97-97-9图图图图c c c c）3 3 3 3）接头）接头）接头）接头（1 1 1 1）绑扎接头）绑扎接头）绑扎接头）绑扎接头(P188(P188(P188(P188图图图图7-107-107-107-10、表、表、表、表7-17-17-17-1）（2 2 2 2）焊接接头）焊接接头）焊接接头）焊接接头(P188-189(P188-189(P188-189(P188-189表表表表7-27-27-27-2）三、化学成分对碳素钢技术性能的影响三、化学成分对碳素钢技术性能的影响1 1、碳（、碳（C):C):碳是

261、钢中除铁之外含量最多的元素，是决定钢性能的主要元素。随含碳量的增加，钢的强度和硬度相应提高，而塑性和韧性相应降低。但含碳量；但含碳量过高会增加钢的冷脆性和时效敏感性，降低抗大气腐蚀性和可焊性。2 2、硅、硅(Si):(Si):显著提高钢材的强度，但不明显降低塑性和韧性。硅大部分固溶于铁素体中，少量属于非金属夹杂物。硅含量在2%以内时，可提高钢的强度，对塑性和韧性影响不大3 3、锰、锰(Mn):(Mn):减少热脆性，有强化作用，但当锰含量超过1%后，塑性和韧性有所下降。固溶在铁素体中的锰，使钢的强度、硬度和韧性都提高。锰在非合金钢中含量为0.2%-0.8%，在低合金钢中含量一般为1%-2%。高锰

262、钢的耐磨性明显提高。4 4、磷、磷(P):(P):塑性和韧性显著降低，有冷脆现象，使钢冷加工性能降低，磷是铁原料中带入的杂质，磷使钢在常温下的强度和硬度增加，塑性和韧性显著降低。5 5、硫、硫(S):(S):属于有害杂质，让钢出现热脆现象，使钢热加工性能降低，硫含量增加，显著降低了钢的热加工性能和可焊性。硫和磷一样，易于偏析，含量过高时，会降低钢的韧性。 6 6、氧、氧(O):(O):会降低钢塑性和韧性、冷弯性能、可焊性、强度、疲劳强度，增加热脆性，氧氧不超过0.05% 。7 7、氮、氮(N):(N):可提高钢曲服点、抗拉强度、硬度；使钢塑性和韧性显著降低，增加钢时效敏感性和冷脆性；降低了钢的

263、可焊性、冷弯性能；氮不应超过0.008% 。8 8、钛、钛(Ti)(Ti)与钒与钒(V):(V):使钢材晶体细化、均匀，提高钢的强度和韧性，改善钢抗高频振动能力。第三节第三节 桥梁建筑用钢材及其制品桥梁建筑用钢材及其制品一、桥梁建筑用钢的技术要求一、桥梁建筑用钢的技术要求1 1）良好的综合力学性能）良好的综合力学性能2 2）良好的焊接性）良好的焊接性3 3）良好的抗蚀性）良好的抗蚀性二、桥梁建筑用主要钢材二、桥梁建筑用主要钢材（一）钢筋混凝土用钢材（一）钢筋混凝土用钢材1 1热轧钢筋热轧钢筋(P191(P191表表7-47-4）1 1）光圆钢筋：）光圆钢筋：钢牌号钢牌号HPB235HPB235

264、，直径，直径6-50mm6-50mm，低碳钢。，低碳钢。2 2）带肋钢筋：（）带肋钢筋：（月牙肋、等高肋）：直径月牙肋、等高肋）：直径6-50mm6-50mm。 （1 1）普通热轧钢筋：）普通热轧钢筋：HRB335HRB335、HRB400HRB400、HRB500HRB500。（2 2）细晶粒热轧钢筋：）细晶粒热轧钢筋：HRBF335HRBF335、HRBF400HRBF400、HRBF500HRBF500。（3 3）抗震结构用热轧钢筋：）抗震结构用热轧钢筋： HRB335EHRB335E、HRB400EHRB400E、HRB500E; HRB500E; HRBF335EHRBF335E、H

265、RBF400EHRBF400E、HRBF500EHRBF500E 。2 2、预应力钢筋混凝土用热处理钢筋、预应力钢筋混凝土用热处理钢筋(P191(P191表表7-57-5） 其为热轧螺纹钢筋经淬火和回火调质热处理钢筋。代号RB150,按螺纹外形分有纵肋好无纵肋钢筋，不可电焊切割与焊接。3 3、冷轧带肋钢筋、冷轧带肋钢筋: :表表7-67-6 按抗拉强度分4个牌号，直径4-12mm。1)CRB550：普通砼用；2)CRB650：3)CRB800：4)CRB970： 预应力预应力混凝土用混凝土用（三）预应力混凝土用钢丝和钢绞线（三）预应力混凝土用钢丝和钢绞线1 1、预应力混凝土用钢丝、预应力混凝土

266、用钢丝P193表7-7、7-81 1）预应力钢丝分类：）预应力钢丝分类：（1 1）预应力钢丝按外形分类：）预应力钢丝按外形分类：光圆钢丝(代号P)；刻痕钢丝(代号)； 螺旋肋钢丝(代号H)；（2 2）预应力钢丝按加工状态分类）预应力钢丝按加工状态分类： 冷拉钢丝(代号WCD)；消除应力钢丝 低松弛级钢丝(代号WLR)； 普通松弛级钢丝(代号WNR)。2 2）产品标记：）产品标记：P1943 3）应用：）应用：P1942 2、预应力混凝土用钢铰线、预应力混凝土用钢铰线（1 1）钢铰线规格：）钢铰线规格： 公称直径为9. .2mm、11. .1mm、12. .7mm、15. .2mm光面及刻痕钢丝

267、制成；（2 2）钢铰线分类）钢铰线分类： 12(2股)光面；13（3股）光面； 13（3股）刻痕； 17（7股）光面； 17（7股）光面经模拔；（3 3）产品标记：）产品标记：P194（4 4）应用：）应用：成盘供应不须接头，排列布置方便，易于锚固主要用于大跨径，大承载量的后张法预应力结构，强度高，粘结力好。钢筋混凝土和预应力用钢筋和钢丝钢筋混凝土和预应力用钢筋和钢丝第四节第四节 钢材的锈蚀及其防治钢材的锈蚀及其防治 钢材锈蚀：钢材锈蚀：钢材表面与周围环境中的气体和液体腐蚀介质接触时发生电化学和化学反应，使钢材腐蚀破坏的现象。造成应力截面减小，表面缺陷增多，承载力及冲击韧性降低，混凝土保护层遭受破坏，甚至造成脆性断裂。一、钢材一、钢材锈蚀锈蚀1 1、化学锈蚀化学锈蚀 为钢材表面与干燥空气及非电解质液体反应而产生的锈蚀。2 2、电化学锈蚀、电化学锈蚀 钢材与电解质液体产生电流，形成原电池而发生的锈蚀。二、防治二、防治锈蚀的方法锈蚀的方法1 1、保护层法、保护层法：（1）金属保护法 （2）非金属保护方法：2 2、制成合金钢：、制成合金钢：3 3、阴极保护法、阴极保护法：（1）牺牲阳极保护法（2）外加电流法