道路建筑材料ppt课件

1、道路建筑材料道路建筑材料 课课 题题:道路建筑材料的基本内容及性质。道路建筑材料的基本内容及性质。教学目的教学目的:了解本课程的学习内容、方了解本课程的学习内容、方 法、要求及应用。法、要求及应用。重点难点重点难点:材料的力学性质、物理性质、化学性材料的力学性质、物理性质、化学性质、工艺性质等。质、工艺性质等。绪绪 论论v课前介绍：v本课程是路桥专业的一门重要的专业基础课，是一门考试课程，本学期要求学习完教材内容，能熟练掌握课堂理论教学内容及试验课的实践内容。v成绩评定包括几方面：v1、平时作业完成情况及考勤；v2、期末考试成绩；v3、试验操作完成情况等。v一、本课程的研究内容与任务v（一内容

2、：v本课程中主要学习以下几种道路建筑材料：v1、砂石材料 （1天然的 块状石料：简称：石料v（2人工轧制的 料状石料：简称：集料v2、石灰和水泥无机结合料及其制品）v无机结合料：通常分为以下几种：v（1石灰v（2水泥v（3石膏v无机结合料制品： （1水泥混凝土v（2半刚性路面材料v3、水泥混凝土和砂浆路面水泥混凝土配合比设计v4、沥青材料有机结合料及其混合料）v沥青材料主要指石油沥青，煤沥青等。v有机结合料混合料沥青混凝土v5、沥青混合料v （2沥青碎石等v （3各种新型沥青混合料v4、高分子聚合物材料：v主要包括塑料、合成橡胶、合成纤维等。v功能：主要用以改善软土地基、水泥混凝土、沥青混合料

3、的性能。v5、钢材：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。v（二课程学习任务：v1、论述材料组成、构造、技术性质与它们之间的关系；v 2、论述材料的检验方法举例水泥凝结时间测定方法）；v 3、利用测验评定其技术性质举例水泥对初凝、终凝时间的要求及规范的规定）。v（三课程学习目的：v1、掌握各种材料的技术性能，包括：v 力学性质、物理性质、化学性质及工艺性质等；v 2、选择、鉴定材料v 能够结合工程实际情况，合理地选择材料，如水泥混凝土组成材料的选择、沥青混合料对组成材料的选择及鉴别与评定；v 3、能正确使用材料如石灰的消化、水泥应用贮存等）v二、建筑材料应具备的工程性质v

4、1、力学性质v 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。v2、物理性质v（1物质指标：如材料的密度、孔隙率、含水量v（2温度稳定性：如沥青软化点、脆点等。v（3水稳定性等：如沥青混合料的残留稳定度等。v3、化学性质v 各种材料的化学成分及其变化规律。如，水泥的各种成分与自然界之间的变化；沥青的化学成分及其变化规律。v4、工艺性质混凝土的流动性v材料四个性质之间是相互制约、相互联系的。v三、建筑材料与路桥工程的关系v1、材料是工程结构物的物质基础：其中材料质量的好坏直接决定着工程质量的等级。v2、材料与工程造价之间的密切关系 工程

5、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。v3、新材料与新结构、新工艺之间的关系v用桥梁跨径的变化及路面材料的变化来分析v四、道路建筑材料的检验方法和技术标准v（一检验方法：室内、室外及模拟试验方法。v（二检验内容：包括四个方面v1、物理性质试验；v2、力学性质试验；v3、化学性质试验；v4、工艺性质试验。v（三质量检验的标准化与技术标准v目前我国建筑材料的标准分为：国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四个等级。其中：vGB指国家标准vJTJ交通部门基本建设方面的规范vJC建材行业标准vSH石油化工行业标准v五、本课程的

6、要求v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。v建筑材料课在本专业中的位置：是路桥专业的重点课程课题: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i11 砂石材料的技术性质砂石材料的技术性质概述：概述：砂石材料按形状分类砂石材料按形状分类1）、块状石料：简称石料）、块状石料：简称石料 如块石、片石等；如块石、片石等；2）、粒状石料：简称集料）、粒状石料：简称集料 集料又按大小分为：集料又按大小分为： 粗集料：如碎石、卵石粗集料：如碎石、卵石 细集料：如砂、石屑细集料：如砂、石屑砂石材

7、料按来源分类砂石材料按来源分类1）、天然石料）、天然石料2）、人工轧制的集料）、人工轧制的集料3）、工业冶金矿渣）、工业冶金矿渣一、石料的技术性质1、物理性质：包括物理常数、吸水性和耐候性等。1物理性质真密度：是石料在规定条件下，烘干石料矿质单位体积的质量，用t 表示。 那么sstvm因 固 测定方法：李氏比重瓶法测定，将石料磨细至全部过0.25mm的筛孔，然后将其装入比重瓶中，利用已知比重的液体置换石料的体积。毛体积密度测定方法：用静水称量法，亦可用蜡封法测定。MmsstvMVMvvvminssh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

8、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。10011000thvvn100112mmmWx100112mmmWx3耐候性：目前主要考虑抗冻性，常用抗冻性标号表示，测定经过冻(-150C,4h)、融(200E20C,4h)循环，质量损失不超过5%，抗压强度不超过25%的次数。2、力学性质1单轴抗压强度 试验条件要求：试件形状、尺寸、吸水饱和、加荷速度等。2磨耗性：指石料抵抗撞击、边缘剪力和磨擦等联合作用的性质。洛杉

9、矶式磨耗试验Y标准方法5kg石料+12个5kg的钢球 磨500转测定过2mm或1.6mm(方筛)的筛余质量APR 100121mmmQ磨狄法尔法磨耗试验 代用方法用100块50-70mm的试件分两份，每份磨10000转。两种方法相比较，显然洛杉矶法具有省时、省工，石料按一定规格组成等优点，故能全面反映石料的磨耗性。3、化学性质按SiO2含量，将石料划分为酸性岩 SiO2含量65% 中性岩 52% SiO2含量 65%碱性岩 SiO2含量52%（2石料的技术要求1、路用石料的技术分级：分4级 级最坚硬的岩石级坚硬的岩石级中等坚硬的岩石级较软的岩石2、路用石料的技术标准：见表1-1二、道路和桥涵用

10、石料制品（一道路用石料制品1、高级铺砌用整齐块石：经精凿加工而成。2、路面铺砌用整齐块石：粗凿成的方块石或条石。3、铺砌用不整齐块石：又称拳石，要求顶面为一平面，底面与顶面基本平行。4、锥形块石：又称大块石，用于路面底基层，是由片石进一步加工而得的粗打石料。（二桥梁建筑用主要石料制品1、片石：粗打石料，其形状不限制，但薄片者不得使用。2、块石：有两个较大的平行面3、方块石：在块石中选择形状比较整齐者稍加修整。4、粗料石：表面凹凸不大于10mm，砌缝宽度小于20mm。5、细料石：表面凹凸不大于5mm，砌缝宽度小于15mm。6、镶面石：一般应选用较好的石料。 三、集料的技术性质 工程上以粒径的大小

11、为界，通常将集料分粗集料及细集料；其中在沥青混合料中，以 2.36mm为界，在水泥混凝土中以5mm为界。 （一细集料的技术性质 定义：在沥青混合料中，指粒径小于2.36mm天然砂，人工砂及石屑。 在水泥混凝土中，指粒径小于5mm的天然砂、人工砂。 分类： 1、天然砂：由岩石在自然条件下风化形成的。 天然砂通常包括以下几种类型： （1河砂：性质较好，多用。 （2山砂：含泥量及有机杂质多。 （3海砂：混有贝壳和盐分等有害杂质。 2、人工砂：由岩石轧碎而成的颗粒，表面有棱角，较洁净，但价格较高，无特殊情况多不采用。 上述几种细集料中，一般工程上多使用河砂。 1、物理性质 集料的质量与体积的关系见图所

12、示：体 积质 量空 隙开 口 孔 隙闭 口 孔 隙矿 质 实 体0ViVvVnVsVV0msmm 图中：m_集料的总质量g）； ms_集料中矿质实体质量g）； m0_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anssavmvvmhshvmvivnvmvmvvvmvs001001an 2、级配 用筛

13、分法测定砂的级配 标准筛：5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16mm(圆孔) 4.75 2.36 1.18 . 0.6 . 0.3 0.15mm(方孔) 筛分后，计算相关参数如下： （1分计筛余百分率 （2累计筛余百分率 （3通过百分率 100MmaiiiiaaaA 21iiAp100振筛机 3、粗度 （沥青路面及各种路面的基层、底层用砂） 砂的粗度分类 粗砂 中砂 细砂5516. 0315. 063. 025. 15 . 21005AAAAAAAMx1 . 37 . 3xM3 . 20 . 3xM6 . 12 . 2xMnssavvmvivvmnssh1001Xna100121

14、075. 0mmmp100100075. 0pmmaioiiiaaaA 21iiAp10010001mmmQoa1001mmLSVSSDmmAAV)( 32112 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计l概述l矿质混合料颗粒级配应满足的基本要求：l1、最小空隙率：即使不同粒径的各级矿质集料按一定的比例搭配后，应有最大密实度。l2、最大磨擦力：各级矿质集料在进行比例搭配时，应使各级集料排列紧密，形成一个多级空间骨架结构，且具有最大的摩擦力。l矿质混合料组成设计内容：l1、级配理论和级配范围的确定l2、基本组成的设计方法l一、矿质混合料的级配理论l（一级配类型l先讲级配曲线l1、连续级配l 是采

15、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。l2、间断级配l 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。l（二级配理论l最大密实度曲线理论Y连续级配l粒子干涉理论Y连续、间断级配l1、富勒理论l2、泰波理论l 通常取 n=0.30.6Ddpkdp1002nDdp100l3、我国简化公式l 一般取i=0.70.8lx为级数 当d=D时,x=1l 当d=1/2D时,x=2l 当d=1/4D时,x=3l4、魏矛斯粒子干涉理论 1100 xipDDDt1310l二、级配曲线范围的绘制l必须采用半对数坐标即横坐标用对数坐标建立对数坐标的方法：l1、先求出各

16、颗粒粒径的对数l2、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idlog1loglogiidd1loglogiiddl3、求出间距系数Kl4、选定横坐标长度，各颗粒间距l5、计算出各颗粒粒径在横坐标上的位置l6、确定横坐标，以Pi为纵横坐标，即为对数坐标l7、建立好坐标后，画级配范围11lglglglgiiiiddddKKLLil三、矿质混合料的组成设计方法l设计依据：各种集料的筛分结果l 按规范要求的级配范围即标准级配l1、试算法l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。l2、图解法 l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。l步骤 绘制级配曲线图

17、l 确定各种集料的用量比例：两线相叠、两线相接、两线相离。l 校核及调整l作业：完成第一章课后习题第一至第四个题的计算 概述 定义：能够通过自身的物理化学作用，从浆体变成坚硬的固体，并能把散粒或块块材料胶结成为一个整体的材料，称为胶凝材料 分类 1、按化学成分 有机胶凝材料：如沥青类、橡胶类等； 无机胶凝材料：如石灰、石膏、水泥等。 2、无机胶凝材料按硬化条件 气硬性胶凝材料：只能在大气中硬化，并且只能在大气中保持一定的强度。如石灰、石膏。 水硬性胶凝材料：既能用在大气中，又能用在水中的胶凝材料。典型的代表是水泥。 2-1 石灰 一、石灰的生产工艺概述 主要原料：石灰石，其主要化学成分CaCO

18、3 MgCO3以及杂质 生产过程：CaCO3在1000下加热生成 CaO和CO2Z 生石灰分类 1、优质生石灰： 洁白或带灰色，密度轻，一般8001000kg/m3 2、过火石灰： 水化速度慢，体积膨化，产生“崩裂景象，过火石灰表面有裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，密度大 3、欠火石灰：含有未烧透的内核，效率低，粘结力差，颜色呈深灰色。 二、石灰的熟化 1、熟化过程 CaO+H2O Ca(OH)2+64.9KJ/mol 熟化过程应注意加水量、平安、烧伤、烫伤等 2、有关陈伏的概念 石料熟化后，必须在隔绝空气的条件下，放置两个星期以上的时间，方可使用。这个过程叫做陈伏。石灰陈伏的

19、目的是为了消除过火石灰的危害。 3、加水量不同，将会得到不同的熟石灰 熟石灰粉：加水适量，消化不结团 石灰膏：加水量较多，熟石灰呈半固态。 石灰乳：加水量更多一些，熟石灰呈流态。 4、将生石灰磨细成生石灰粉，则可不必预先熟化、陈状，可直接使用，可节约场地，改善施工环境，但成本高，存期不能过长 三、石灰的硬化 1、干燥硬化和结晶硬化 石灰中水分不断挥发，形成熟石灰结晶。 在该过程中，石灰强度增长不明显 2、碳化硬化 Ca(OH)2+CO2+nH2O Ca CO3+(n+1) H2O 该反应必须有水分存在时才能进行，且反应速度缓慢 四、石灰的技术要求和技术标准 （一技术要求 1、有效CaO和MgO

20、的含量 2、生石灰产浆量和未消化颗粒含量 3、二氧化碳CO2含量 即未分解的CaCO3的含量 4、消石灰粉游离水含量 游离水可使石灰碳化，从而影响质量 5、细度 用0.9mm及0.125mm的筛进行筛分试验，测定筛余量 （二石灰的技术标准 见教材中表2-1、2-2、2-3、2-4 五、石灰的应用及储存 （一石灰的特点 1、可塑性好 2、强度低 28d的强度只有0.20.5mpa 3、耐水性差 因Ca(OH)2易溶于水 4、体积收缩大 水分挥发，体积收缩，故石灰一般不宜单独使用，必须掺入骨料如砂或纤维材料等，起到抗收缩开裂的作用 （二石灰的应用 1、制作石灰乳 作用室内粉刷涂料 2、配制砂浆 一

21、般不用消石灰粉 3、配制灰土或三合土： 是良好的建筑物基础和道路热层 （三石灰的储存 1、防潮，不同易燃物品混存、混运 2、如需要较长时间贮存生石灰，则应将其消化后存放，并使表面隔绝空气，以防碳化。 课后小结：石灰及石膏均是无机结合料，属气硬性材料，只能用于大气中，而不能用于水中。o课题课题:水泥水泥 教具用品教具用品: 相关试相关试验仪器验仪器 o教学目的教学目的:了解水泥的常见品种、水泥生产了解水泥的常见品种、水泥生产制造过程及主要矿物成分制造过程及主要矿物成分o重点难点重点难点:水泥的主要矿物成分特征及其对水泥的主要矿物成分特征及其对水泥技术性质的影响水泥技术性质的影响22 水泥 o水泥

22、概述o1、水泥历史不长，只100多年的历史，但发展惊人o2、水泥品种o1按化学成分为：o硅酸盐类水泥 o 有六大类：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。o铝酸盐类水泥o无熟料少熟料类水泥o2按用途分为：o普通水泥o特殊水泥o目前，在道路工程中，仍以硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥为主，故本节着重介绍这两个品种的水泥。此外，由于道路路面对水泥的特殊要求，近年来已生产了道路水泥。o特殊水泥是为了满足一些特殊工程所生产的水泥，如：快硬水泥、早强水泥、膨胀水泥等。o一、硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥o定义：凡由硅酸盐水泥熟料、05%的石灰石或粒化高炉矿

23、渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。即国外的波特兰水泥 Portland cement 分为不掺混合材料PI和掺不超过5%混合材料PIIo(一)硅酸盐水泥生产工艺概述o1、生产原料o石灰质原料 提供CaOo粘土质原料 提供SiO2 Al2O3 Fe2O3等o校正材料 一般为铁矿，用来补充原材料中铁质的不足。o2、生产工艺o按比例配生料并磨细o将以上三种原材料按一定的比例配好，并并磨细制成生产水泥的生料。o窑中煅烧至1450C，形成熟料。o在高温煅烧过程中，原材料之间发生化学反应，生成各种有用物质，尤其是1450C时最关键，它是水泥中最重要的成分硅酸三钙生成的温度。o加入石膏磨

24、细制成水泥。o即“两磨一烧”。o（二硅酸盐水泥的化学成分与矿物组成o1、硅酸盐水泥的矿物组成o原料 矿物组成o石灰质 CaO 3 CaO SiO2 C3So粘土质 SiO2 2 CaO SiO2 C2So Al2O3 2 CaO Al2O3 C3Ao Fe2O3 4 CaO Al2O3 Fe2O3 C4AFo2、水泥熟料主要矿物组成的性质oC3S是主要成分，含量50%左右，水化速度快，水化热高，且早期强度高，水化物对水泥早期强度和后期强度起主要作用。oC2S含量1040%，水化速度慢，水化热低，早期强度低，后期强度高，耐化学侵蚀性和干缩性较好。oC3A含量在15%以下，水化速度最快，水化热最高

25、，耐化学侵蚀性差，干缩性大。oC4AF含量515%，水化速度较快，水化热较高，强度 低，但对于抗折强度起重要作用，耐化学侵蚀性好，干缩性小。o3、水泥熟料主要成分特性比较由高至低排列）o1反应速度 C3A C3S C4AF C2So2释热量 C3A C3S C4AF C2So3强度 C3S C2S C3A不高 C4AF对抗强度有利o4耐侵蚀性 C4AF C2S C3S C3Ao5干缩性 C3A最大 C3S居中 C4AF C2S最小 o4、矿物组成对水泥性能的影响o不同的矿物成分，表现出不同的特性。水泥是由多种矿物成分组o成的，改变各种矿物成分的含量比例以及它们之间的匹配，则可o以生产出性能各异

26、的水泥。如：o大坝水泥：降低C3A C3S的含量，提高C2S的含量。o道路水泥：提高C3S和C4AF的含量。o高强水泥：提高C3S的含量。o课后小结：水泥的发展历史只有100多年，但是由于其自身的良好工程性质，因而被普遍地应用于种类建筑物中。本次课重点学习水泥的矿物组成、特点及其对水泥的技术性质的影响。 课题课题:水泥之二水泥之二 教具用品教具用品 :无无 教学目的教学目的:了解水泥凝结、硬化过程了解水泥凝结、硬化过程 水化反水化反应及物理变化应及物理变化 重点难点重点难点:水化反应的过程对水泥凝结时间水化反应的过程对水泥凝结时间的影响的影响22 水泥 一、硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥 （三硅酸

27、盐水泥的凝结和硬化 概念 凝结：水泥加水后成为可塑的水泥浆体，由于水泥的水化作用，水泥逐渐变稠失去流动性和可塑性和未具强度 的过程，称为水泥的凝结。 硬化：水泥凝结后产生强度，逐渐发展成为坚硬大道石的过程称为水泥的“硬化” 1、水泥的水化 水泥遇水后，发生下列水化反应： 1C3S 3CaO SiO2+nH2O x CaO SiO2 yH2O+(3-x) Ca(OH)2 2)C2S 2CaO SiO2+mH2O x CaO SiO2 yH2O+(2-x) Ca(OH)2 3)C3A 3CaO Al2O3+6 H2O 3 CaO Al2O3 6H2O 水化铝酸钙在石膏激发下，发生水化反应 3CaO

28、 Al2O3+3Ca SO4 2H2O+26 H2O 3CaO Al2O3 3Ca SO4 32H2O 水化硫铝酸钙、AFt、钙矾石 4C4AF 4 CaO Al2O3 Fe2O37 H2O CaO Al2O3 6H2O+ CaO Fe2O3 H2O 石膏存在的情况下，继续反应 4 CaO Al2O3 Fe2O3+3 Ca SO4 2 H2O+26 H2O 3CaO(Al2O3 Fe2O3) 3 Ca SO4 32 H2O 三硫型水化铁铝酸钙 无论是C3A还是C4AF，在水泥中石膏消耗完毕后，水泥中尚未消化的C3A或C4AF将与其三硫型水化物反应，生成单硫化物： 3 CaO Al2O3 3 C

29、aSO4 32H2O +23 CaO Al2O3+4H2O 33CaO Al2O3 Ca SO4 12 H2OAFm 单硫型水化硫铝酸钙 3 CaO(Al2O3 Fe2O3) 3 CaSO4 32H2O+4 CaO Al2O3 Fe2O3+n H2O 3 CaO(Al2O3 Fe2O3) CaSO412H2O 因此，水泥水化后，其主要水化物有六种，列于下表：硅酸盐水泥水化产物的化学组成序号 水化产物名称 化学组成 常用缩写 含量 1水化碳酸钙 xCaOSiO2yH2O C-S-H 70% 2氢氧化钙 Ca(OH)2 CH 20% 3三硫型水化硫铝酸钙（钙矾石） 3CaO(Al2O3 Fe2O3

30、) 3 Ca SO4 32 H2O C3A3CSH32 7% 4单硫型水化硫铝酸钙（单硫盐） CaO(Al2O3Fe2O3) CaSO412H2O C3A3CSH12 5三硫型水化铁铝酸钙 3CaO Al2O3 3CaSO4 12 H2O C3（AF）3 CSH32 小于3%6单硫型水化铁铝酸钙 3CaO Al2O3 Ca SO4 12 H2OC3（AF）CSH12 水泥颗粒表面覆盖CSH为主的渗透胶，水化反应慢，水泥颗粒仍然分散，保持塑性。 3凝结期 渗透腊破裂，水泥进一步水化，生成大量CSH，水泥颗粒间接触点增多，趋近密实，逐渐失去可塑性 4硬化期 水泥继续水化，且C4AF亦开始水化，孔隙

31、进一步被充填，逐渐产生强度 3、影响水泥凝结、硬化的主要因素 1水灰比对水泥凝结、硬化的影响 水灰比越大，水泥凝结、硬化的速度越慢。 2石膏对水泥凝结、硬化的影响 水泥中加入适量的石膏，起到缓凝的作用，提高了水泥的应用性能。过量的石膏将会与水化铝酸钙反应，生成过多的水化硫铝酸钙，引起水泥石结构破坏。 3温度、湿度对水泥凝结、硬化的影响 水泥水化必须在一定的温度与湿度下才能进行，当温度低于零度时，水泥水化不再进行，并且结构亦因水的结冰，体积膨胀而引起水泥结构破坏。 4水泥的龄期与强度的关系 早期增长快，后期增长慢 37d强度发展快 4周后显著减慢 课后小结：水泥加水后，即起水化反应，形成各种水化

32、物，同时水泥浆的物理状态亦随之发生改变。初凝、终凝是本次课的重点内容。100cwmmPn课题课题:水泥石的腐蚀及防治水泥石的腐蚀及防治 教具用品教具用品: 无无 n教学目的教学目的:了解常见水泥石的腐蚀原因及防了解常见水泥石的腐蚀原因及防治措施治措施 n重点难点重点难点:水泥内部组成、成分等对水泥腐水泥内部组成、成分等对水泥腐蚀的影响蚀的影响 n一、硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥n（五）、硅酸盐水泥的腐蚀与防治n水泥制品长期处于某些腐蚀性液体或气体介质中，使得水泥石结构遭到破坏，强度降低，甚至整个工程遭到破坏，这种现象称为水泥石腐蚀。n1、腐蚀原因n（1淡水的腐蚀溶析性侵蚀CaOH2溶于水中，不断

33、溶解，导致水化硅酸钙、水化铝酸钙的分解。n影响因素：水泥石中氢氧化钙含量的多少，水泥混凝土的密实度、水的软硬程度。n实验 水泥：砂=1：5，水泥：水=1：0.35，制成长80mm，直径57mm的试件，放在渗滤软水溶液中30昼夜，溶出CaO27%，强度下降49.9%。n（2酸类腐蚀nCa(OH)2+2HClCaCl2+2H2On 溶解nCa(OH)2+H2SO4Ca SO4+2H2On结晶膨胀n（3碳酸水的腐蚀nCa(OH)2+CO2+H2OCaCO3+2H2OnCaCO3+CO2+H2OCaHCO32n（4盐类腐蚀nCa(OH)2+Na2SO4+2H2OCa SO4+2H2O+NaOHn又与C

34、AH起反应生成CA3HnCa(OH)2+MgSO4+2H2OCa SO42H2O+Mg(OH)2n无胶凝能力n由上可见：水泥腐蚀的内因是水泥中的Ca(OH)2和C3AH6；外因是环境中含有腐蚀性介质。n2、及治措施n（1合理选用水泥品种；n（2提高水泥石的密实度控制W/C）；n（3敷设耐蚀防护层。n（五硅酸盐水n宜用于：要求早期强度高、冬季施工及严寒地区遭受反复冰冻的工程。n不宜用于：大体积混凝土工程、耐热工程。泥的应用n（六硅酸盐水泥的运输和保管n储存运输时要防潮、防水；n保管时要1通风、防潮2存期不要超过3个月，过期水泥应重新标号3不同标号、不同品种的水泥应分开堆放。n（七普通硅酸盐水泥n

35、凡由硅酸盐水泥熟料掺入6-15%混合材料与适量石膏共同磨细生成的水硬性胶凝材料，称为普通水泥，代号PO。n强度等级有：32.5、32.5R 42.5、42.5R、52.5、52.5R、共六级。n课后小结：水泥是水硬性胶凝材料，被广泛地应用于各个领域的工程建设中，正确认识水泥的腐蚀，有效地采取相应的预防及补救措施。课题课题:普通水泥混凝土对组成材料要求普通水泥混凝土对组成材料要求 教具用品教具用品 :无无 教学目的教学目的:了解混凝土组成材料的种类及技术了解混凝土组成材料的种类及技术要求要求重点难点重点难点:水泥品种与强度等级选用水泥品种与强度等级选用第三章第三章 水泥混凝土和砂浆水泥混凝土和砂

36、浆定义：水泥混凝土是由水泥和水组成的水泥浆体，为粘结介质，将分散其间的不同粒径的粗、细集料胶结起来，在一定条件下，硬化成为具有一定力学性能的一种人工石材。分类：1、按表观密度分为普通混凝土 轻混凝土 重混凝土 2、按强度分为低强度混凝土 中强度混凝土 高强度混凝土 2、按流动性分为塑性混凝土低流动性混凝土干硬性混凝土混凝土的优缺点优点：1、抗压强度较高，耐久性好，耐火性好，养护费用极少； 2、新拌混凝土具有良好塑性，可加工成任何形状； 3、材料来源广泛，便于就地取材，价格便宜； 4、可以根据工程要求改变材料配合比来满足需要。缺陷：1、抗拉强度低； 2、由于干缩，易出现裂缝； 3、施工日期长；

37、4、自重较大； 5、结构拆除比较困难。31普通水泥混凝土普通水泥混凝土 一、普通水泥混凝土组成材料1、水泥2、水 此两者组成水泥浆，起流动胶结作用3、粗集料4、细集料此两者起骨架作用各种材料所占比例见下表所示：混凝土组成及各组分材料绝对体积比 组成成分 水泥 水 砂 石 空气 占混凝土总体积的（%） 1015 1520 2033 3548 13 2235 6648 13 （一水泥1、水泥品种选择：应根据工程特点、气候与环境条件选择；2、水泥强度等级：考虑混凝土抗压强度低强度时1.5-2.0倍，高强度时,0.9-1.5倍）。（二细集料具体要求1、有害杂质含量（1含泥量及泥块含量d1.25mm 手

38、捏后可破碎成小于颗粒者称为泥块（2云母含量 2.4d平均片状颗粒：厚度d膨胀值 约3060%v（3温度变形v2荷载的变形：弹性变形、塑性变形、徐变形v（三混凝土的耐久性v1、抗冻性 100mmx100mmx400mm的棱柱体v-170C50C 冻融循环，测定混凝土试件所能承受的循环次数，有确定其抗冻能力：v抗冻标号等级：D25 D50 D100 D150 D200 D300v2、耐磨性v测定150mmx150mmx150mm试件，养护17d 60C烘干后，在200N负荷下磨50转，测其单位面积质量损失v3、碱集料反应v我国现行规范用最大水比灰及最水水泥来控制混凝土的耐久性，见教材表3-18所示

39、v课后小结：硬化后的水泥混凝土的技术性质主要包括强度及变形两个方面，影响强度的因素有很多，水泥的强度等级及水灰比是最重要的因素。v课题课题:普通混凝土的组成设计普通混凝土的组成设计 v教具用品教具用品: 挂图挂图v教学目的教学目的:掌握普通水泥混凝土配合比设计的掌握普通水泥混凝土配合比设计的方法、基本要求及步骤方法、基本要求及步骤v重点难点重点难点:试配强度与设计强度的关系试配强度与设计强度的关系3-1 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 v三、普通水泥混凝土的组成设计： v（一概述v混凝土各组成材料用量之比即为混凝土的配合比，混凝土配合比设计的内容，包括选料和配料两部分，本节重点讲解配料方面的内容

40、。v1、混凝土配合比表示方法v（1单位用量表示法：以1m3混凝土中各种材料的用量表示v水泥：水：砂：石=X：Y：Z：Av（2相对用量表示法v以水泥质量为1，并按水泥：细集料：粗集料；水灰比的顺序表示。v2、混凝土配合比设计的基本要求v1满足结构设计强度的要求v试配强度设计强度v2)满足施工工作性的要求v3)满足环境耐久性的要求v设计配合比时，应考虑最大水灰比、最小水泥用量v4满足经济性的要求v在满足前三项的前提下，尽量节约水泥，合理使用材料，以降低成本。v3、水泥混凝土配合比设计的三个参数：v水灰比W/Cv砂率 单位用水量水泥浆与集料的关系）v4、混凝土配合比设计的步骤v（1计算初步配合比 v

41、（2提出基准配合比 v（3确定试验室配合比 v（4换算工地配合比 gvsvwvcvmmmm：gasawacammmm：gbsbwbcbmmmm：gswcmmmm：v（二普通混凝土配合比设计方法以抗压强度为指标）v1、初步配合比计算v1确定试配强度 fcu,0v 式中：645. 1,0 ,kcucuff112,2nfnfnicuicuv2计算水灰比v按强度计算 v式中： v 复核耐久性 v按砝码耐久性要求，复核水灰比不得大于表中的规定。v3选定单位用水量mw0v根据粗集料品种、粒径及施工要求的混凝土稠度，查表选择。cebacuceafffCW0 .kceccefrf,v4计算单位水泥用水量 复核

42、耐久性v5选定砂率 v方法一：查表确定坍落度、粗集料品种、最大粒径及水灰比）v方法二：对坍落度大于60mm的混凝土，查表后应作调整。v方法三：坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。v6计算粗、细集料单位用量mgo mso）comCWmmwocosv质量法v体积法sgososocpgosowocommmmmmmm100sgossggsswwccmmmmmmm100100010000000v2、试配、调整提出基准配合比v1试配：按初步配合比称取相应的材料作工作性及强度试验v2校核工作性，确定基准配合比v3、检验强度，确定试验室配合比v1制作试件，检验强度v三组试件：一组为基准配合比，一组

43、试件水灰比为 ，第三组试件的水灰比为 v2确定试验室配合比v测定强度与湿表观密度v选择既满足强度要求，工作性又满足要求的配合比作为试验室配合比。05.0cw05. 0cwv4、施工配合比换算v设施工现场砂、石含水率分别为a%、b%，则施工配合比中各材料单位用量为：bccmm%1ammbss%1bmmbgg%bmammmgbbsbwwv课后小结：水泥混凝土配合比设计共分四大步骤：初步配合比设计、基准配合比设计、试验室配合比设计及施工配合比设计。正确掌握各个步骤的实质是本节课的关键。3/10. 3mgc1 . 1c3/65. 2mgs3/70. 2mggMpaffkcuocu2 .385645.

44、130645. 10,Mpaffkcecce75.465 .421 . 1,54. 075.4607. 046. 02 .3875.4646. 0,cebaocuceafffcw3/34354. 0185/mkgcwmmwocos%33S3/2400mkgmcpcpwocogosommmmmsgososommm1253432400gosomm33. 0gososommm3/618cmkgmso3/1254cmkgmgo6941011851 . 334310070. 265. 2gosomm33. 0gososommm3/cmkg3/cmkg3/19405. 01185mkgmwb3/35355

45、. 0194mkgmcb28d立方体抗压强度f(MPa)201.5302540354550混 凝 土 28d抗 压 强 度 与 灰 水 比 关 系 曲 线灰 水 比 （ C/W)1.61.71.81.92.02.16821011941 . 3353100070. 215. 2gbsbmm33. 0gbsbsbmmm604sbm1226gbmec,tc,ectc,3/360mkgmc%514155sm%111255gm%11255%55 . 6198wm课题课题:路面混凝土配合比设计路面混凝土配合比设计 教具用品教具用品: 无无教学目的教学目的:了解掌握路面混凝土配合比设计方了解掌握路面混凝土配

46、合比设计方法法重点难点重点难点:水灰比及单位用水量计算公式水灰比及单位用水量计算公式3-1 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 三、普通混凝土配合比设计方法（三路面水泥混凝土配合比设计方法以抗弯拉强度为指标的设计方法）基本要求：施工工作性、抗弯拉强度、耐久性包括耐磨性）、经济合理性1、计算初步配合比（1确定配制强度k为系数，施工水平较高者取1.10，一般者取1.15kcfcfkff,0 ,（2计算水灰比w/c）对碎石混凝土对于卵石混凝土规范规定，路面混凝土水灰比一般不小于0.40，不大于0.505684. 1)3485. 00079. 1(,fceocfffwc2684. 1)4565. 05492

47、. 1(,fceocfffwc（3计算单位用水量（ ）对于碎石混凝土对于卵石混凝土确定砂率 查表3-25 P94(4)计算单位水泥用量规范规定：路面混凝土单位水泥用量一般不小于300kg/m3，不大于360kg/m3swowcHm61. 0/27.1109. 397.104womswowcHm00. 1/24.1170. 389.86cwmmwoco（5计算砂石材料单位用量( ， )，用绝对体积法2、试拌调整，提出基准配合比（1试拌 一般拌制30L混合料（2测工作性（3调整配合比流动性不合格：增减水泥浆用量保水性、粘聚性不合格：应调整砂率somgom1000wwggossoccommmmsgo

48、sosommm100（4提出基准配合比3、强度测定，确定试验室配合比三组试件，水灰比相差0.03测定强度，养护28d后，测定混凝土的抗折强度。选定既符合强度要求，且最经济的配合比4、换算工地配合比根据施工现场材料性质，砂石材料颗粒表面含水率，对理论配合比进行换算，最后得出施工配合比。换算时注意，试验室配合比是以砂石材料饱和面干含水率为准课后小结：路面混凝土配合比设计相对于普通混凝土有较大的区别，且集料均以饱和面干状态作为标准状态进行计算，因此，在换算施工配合比时，不能算错。v课题课题:混凝土的质量控制混凝土的质量控制 v教具用品教具用品: 无无v教学目的教学目的:了解混凝土质量的影响因素及质量

49、了解混凝土质量的影响因素及质量控制方法控制方法v重点难点重点难点:混凝土抗压强度的质量评定方法混凝土抗压强度的质量评定方法3-1 普通水泥混凝土普通水泥混凝土 v四、普通水泥混凝土的质量控制v（一混凝土质量的波动v影响混凝土质量的因素有：v1、原材料的质量和配合比v原材料中对质量影响最大的是水泥v配合比：现场含水率变化时，应及时调整施工配合比v 防止杂质混入v 配合比应得到正确、准确地执行v 称料容许误差：水、水泥为1%v 砂、石2%v2、施工工艺v拌合方式：人工、机械v运输时间：应考虑水泥的水化反应速度对运输时间的限制。v浇灌或振捣情况v养护时间、湿度v3、养护方法v保湿：覆盖、洒水v保温：

50、保证水泥能在正常的温度范围内水化。v4、试验条件v取样方法：试件成型，养护条件等v浇注一般体积的结构物如基础，墩石等时每一单元结构物应制取2组试件v连续浇注大体积结构时，每80200m3或第一工作班应制取2组v上部结构，主要构件长16m以下应制取1组，1630m制取2组，3150m制取3组，50m以上者不少于5组，小型构件批或第工作班至少应制取2组v每根钻孔桩至少应制取2组，桩长20m以上者不少于3组，桩径大、浇注时间长时，不少于4组，如换班工作时，每工作班应制取2组v构筑物小桥涵、挡土墙每座，每处或每工作班制取不少于2组v另取n组作为施工阶段的强度依据v（二混凝土质量评定方法v混凝土质量评定

51、一般以抗压强度作为评定指标v1、统计方法已知标准差方法）v当强度等级C20时，尚应满足07 . 0kfmcnfm0,min,7 . 0kmmffkmmff,min,85. 0kmmff,min,9 . 0niimfm1,059.0v2、统计方法未知标准差方法） n=10组v v 为验收系数，见P99 表3-28v vSfm必须=0.6fm,kv3、非统计方法：n10组时，vn20时，允许有一组R0.85RS2 但不得小于0.75RS2，高速、一级路均不得小于0.85RS2vN=20 k 0.75 0.70 0.65 205. 1SRR 285. 0siRR v课后小结：水泥混凝土质量控制于许多

52、因素，且在有关质量统计时，具体方法随试样数量的不同而异。 l课题课题:建筑砂浆建筑砂浆 教具用品教具用品: 分层度仪分层度仪l教学目的教学目的:了解建筑砂浆的材料组成及技术性了解建筑砂浆的材料组成及技术性质、技术标准质、技术标准l重点难点重点难点:分层度、沉入度分层度、沉入度建筑砂浆 l定义：砂浆是由胶结料、细集料、掺合料和水配制而成的建筑工程材料。l作用：在工程起粘结、衬垫和传递应力的作用l用途：用于砌筑挡土墙、桥涵或隧道等圬工砌体及砌体表面的抹面l分类：按用途分为砌筑砂浆和抹面砂浆l一、砌筑砂浆l常见类别：1、水泥砂浆l2、水泥混合料砂浆l（一组成材料l1、水泥：宜与砂浆强度等级相对应，一

53、般不宜用较高强度等级的水泥。l2、掺合料：石灰、粘土、粉煤灰等l3、砂：一般用中砂 与混凝土相比在最大粒径D及含泥量两个方面有所不同：l最大粒径要求：不应超过灰缝的1/41/5l对于砖砌体：D=2.5mml对于石砌体：D=5.0mml含泥量较混凝土有所放宽。l4、水：要求同混凝土l5、外加剂：适当加入外加剂可改善砂浆的使用性能。l（二技术性质l1、新拌砂浆的和易性l1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，用稠度表示l测定指标沉入度cml砌筑砂浆的稠度选用见表3-46 P124l2)保水性l用分层度表示l将新拌砂浆装入内径15cm、高30cm的圆桶内静置30min后，分别对

54、上部及底部各1/3的砂浆测稠度，计算其差值l要求：分层度不得大于30mml2、硬化后砂浆强度l制成70.7X70.7X70.7mm的正立方体，养护28d，测抗压强度l6个试件作为一组，取平均值，若最大值或最水值与平均值相差20%，则取中间的四个作为测定结果。l3、粘结力l与强度关系密切，一般认为强度越高，粘结力越大l4、耐久性：考虑其抗渗、抗冻、抗侵蚀等性能，主要提高其密实度l（三配合比设计l1、配合比计算l1计算设计试配强度l2水泥用量计算l3)掺合料用量645. 02, ffomceomcffQ,1000CADQQQl4每立方砂浆中的砂子用量 以干燥状态为准l5用水量 根据稠度选 2403

55、10kgl2、水泥砂浆配合比选用 见表3-48l3、配合比试配、调整与确定l1试拌，测沉入度、分层度，调整至符合要求为止，得实际基准配合比l2试配l三个不同的配合比l水泥用量-10%l基准配合比l水泥用量+10%l3)测抗压强度，选符合要求的，且水泥用量最低的配合比作为砂浆配合比l课后小结：建筑砂浆的技术性质主要包括和易性与力学性质两个方面，分别用沉入度、分层度及抗压强度来表示。 课题课题:沥青材料的概述及组分沥青材料的概述及组分 教具用品教具用品: 无无 教学目的教学目的:了解沥青材料的主要类别及石油了解沥青材料的主要类别及石油沥青的结构与组分沥青的结构与组分 重点难点重点难点:石油沥青的化

56、学组分及结构类型石油沥青的化学组分及结构类型第四章第四章 沥青材料沥青材料 定义：沥青材料是一种有机胶凝材料，其内部组成是一些十分复杂的碳氢化合物及其非金属衍生物的混合物。 分类： 1、地沥青：包括天然沥青和石油沥青 2、焦油沥青：包括煤沥青、页岩沥青和木沥青4-1 石油沥青石油沥青 一、石油沥青的生产和分类 （一石油沥青生产工艺概述 原油提炼成汽油、煤油、柴油和润滑油，然后再加工成沥青材料 （二石油沥青的分类 1、按原油成分分类 石蜡基沥青 环烷基沥青 中间基沥青 2、按加工方法分类 直馏沥青 氧化沥青：吹入250300空气，数小时产生氧化反应 溶剂沥青：用溶剂提取一部分石蜡 3、按沥青在常

57、温下的稠度分类 针入度300，液体沥青 针入度=300，粘稠沥青， 又分为固体沥青（40和半固体沥青(40-300) 二、石油沥青的组成和结构 （一元素组成 Cn。H n+aObScNd 其中C占8087%，H占10%-15% （二石油沥青的化学组分 1、三组分分析法 将沥青分为油分、树脂、沥青质三个组分 2、四组分分析法 将沥青分为沥青质、饱和分、环烷芳香分和酸性芳香分胶质） 化学组分对路用性能的影响 油分：使沥青具有流动性 树脂：使沥青具有塑性 酸性树脂：是一种表面活性物质，能增强沥青与砂质材料表面的粘附性 沥青质：能提高沥青的粘结性和热稳定性 3、含蜡量 高温时，石蜡变软，导致沥青路面的

58、高温稳定性降低，出现车辙，另一方面，低温会使沥青变脆硬，导致路面低温抗裂性降低，出现裂缝，且蜡会使石料与沥青之间的粘附性降低，使路面石子与沥青产生剥落，石蜡的存在还会降低沥青路面的抗滑性能 （三石油沥青的结构 1、胶体理论 沥青是分散相，油分是分散介质，沥青质吸附胶质形成胶团后分散于芳香分和饱和分中 2、胶体的结构类型 （1溶胶结构： 沥青质含量少，油和树脂多。这种结构的特点是粘滞性小，流动性大，塑性好，温度稳定性差，是液体沥青特有的结构类型。 （2溶凝胶结构： 沥青质适中，油和树脂亦适中。在常温下，这种结构的沥青处于溶胶型结构与凝胶型结构之间，其性质亦介于两者之间。 （3凝胶结构： 沥青质较

59、多，油分和树脂量少。这种结构的特点是弹性和粘性较高，温度敏感性较小，流动性、塑性低。 3、胶体结构类型的判定 胶体结构类型与沥青路用性能之间有密切的关系，一般工程中用针入度指数PI划分沥青的胶体结构： 当PI+2 凝胶型 当-2PI+2 溶凝胶型 课后小结：石油沥青是建筑工程中应用广泛的建筑材料，其化学组分包括：油分、树脂、沥青质及石腊国产沥青含量较高），沥青的结构有三种类型，溶凝胶型结构是一种理想结构。 课题课题:石油沥青的技术性质石油沥青的技术性质 教具用品教具用品: 试验仪器试验仪器 教学目的教学目的:了解石油沥青的各种技术性质，了解石油沥青的各种技术性质，掌握其测定方法掌握其测定方法

60、重点难点重点难点:针入度、延度、软化点针入度、延度、软化点4-1 石油沥青石油沥青 三、石油沥青的技术性质 （一粘滞性粘性） 指沥青在外力作用下抵抗变形的能力，其大小取决于沥青的化学组分及温度 1、沥青的绝对粘度亦称动力粘度） 由于绝对粘度测定较复杂，故一般工程上，多测定沥青的相对粘度 2、沥青的相对粘度亦称条件粘度） 1黏性 黏性是表示沥青抵抗变形或阻滞塑性流动的能力。 2塑性 塑性是指沥青受到外力作用时，产生变形而不破坏，当外力撤消，能保持所获得的变形的能力。 3温度敏感性 温度敏感性是指沥青的黏性和塑性随温度变化而改变的程度。沥青没有固定的熔点，当温度升高时，沥青塑性增大，黏性减小，由固