交通部公路工程試驗(yàn)檢測(cè)人員輔導(dǎo)之材料培訓(xùn)課件

第一部分

集料

第一部分

集料

1一、集料基本概念分類（1）根據(jù)集料形成過(guò)程：卵石、碎石；（2）根據(jù)粒徑大小：粗集料、細(xì)集料（注意不同用途時(shí)的劃分依據(jù)）；（3）根據(jù)化學(xué)成分：酸性集料、堿性集料（知道典型酸性集料和堿性集料代表）.一、集料基本概念分類2一、集料基本概念集料粒徑不同應(yīng)用目的粒徑劃分采用不同劃分界限。用于水泥混凝土的粗細(xì)粗集料劃分尺寸為4.75mm，而用于瀝青混合料的粗細(xì)粗集料劃分尺寸為2.36mm；集料最大顆粒集料最大粒徑：使集料100％通過(guò)的最小標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔尺寸；集料公稱最大粒徑：可能全部通過(guò)或允許有少量存留的最小標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔尺寸，即第一次開(kāi)始產(chǎn)生少量存留的篩孔尺寸.一、集料基本概念集料粒徑3交通部公路工程試驗(yàn)檢測(cè)人員輔導(dǎo)之材料培訓(xùn)課件4交通部公路工程試驗(yàn)檢測(cè)人員輔導(dǎo)之材料培訓(xùn)課件5二、粗集料的技術(shù)性質(zhì)

——物理性質(zhì)物理常數(shù)：密度

密度定義：在一定（溫度）條件下物質(zhì)單位體積材料的質(zhì)量，采用公式可表示為：

密度的單位：克/立方厘米（g/cm3）克/毫升（g/ml）千克/升（Kg/L）（103）千克/立方米（Kg/m3）.二、粗集料的技術(shù)性質(zhì)

——6二、粗集料的技術(shù)性質(zhì)

——物理性質(zhì)密度種類

（1）

（2）

（表觀體積＝材料實(shí)體體積+閉口孔隙）

（3）

（毛體積＝材料實(shí)體體積＋閉口空隙體積+開(kāi)口孔隙體積）

二、粗集料的技術(shù)性質(zhì)

——7二、粗集料的技術(shù)性質(zhì)

——物理性質(zhì)（4）（表干質(zhì)量＝材料實(shí)體質(zhì)量＋開(kāi)口孔隙中吸水的質(zhì)量）

（5）（堆積體積＝材料實(shí)體體積＋全部孔隙體積＋空隙體積）.二、粗集料的技術(shù)性質(zhì)

——8二、粗集料的技術(shù)性質(zhì)

——物理性質(zhì)孔隙率和空隙率；級(jí)配——可由砂的級(jí)配加以說(shuō)明；堅(jiān)固性——抵御外界環(huán)境凍融破壞的能力，采用在飽和硫酸鈉溶液中浸泡并在一定溫度下烘干的操作方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。注意影響堅(jiān)固性的因素：除了與砂石材料的組成和結(jié)構(gòu)外，還取決于孔隙率和飽水程度.二、粗集料的技術(shù)性質(zhì)

——9二、粗集料的技術(shù)性質(zhì)

——力學(xué)性質(zhì)壓碎值：用于評(píng)定粗集料的承載能力；洛杉磯磨耗率：評(píng)定粗集料抗磨耗、沖擊、邊緣剪切等綜合性能；高等級(jí)公路瀝青路面表層用粗集料專用試驗(yàn)——

抗沖擊值：評(píng)定粗集料抵御行車過(guò)程產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象的能力；抗磨耗值：評(píng)定粗集料抵御行車車輪產(chǎn)生磨損過(guò)程的能力；抗磨光值：評(píng)定粗集料在車輛行駛時(shí)不被磨光的能力；

二、粗集料的技術(shù)性質(zhì)

——10三、粗集料表面特征針片狀顆?！獜?qiáng)調(diào)的內(nèi)容：（1）針片用狀顆粒的定義；（2）針片狀顆粒試驗(yàn)檢測(cè)方法；（3）明確用于不同目的時(shí)，針片狀顆粒定義和試驗(yàn)方法上的區(qū)別.三、粗集料表面特征針片狀顆?！獜?qiáng)調(diào)的內(nèi)容：11四、細(xì)集料技術(shù)性質(zhì)級(jí)配：表示顆粒狀材料粗細(xì)顆粒的分級(jí)搭配，通過(guò)篩分試驗(yàn)采用下列參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。分計(jì)篩余百分率累計(jì)篩余百分率

通過(guò)百分率砂中有害物質(zhì)——泥含量、氯化物、有機(jī)質(zhì)、硫化物、輕物質(zhì)、云母.

四、細(xì)集料技術(shù)性質(zhì)級(jí)配：表示顆粒狀材料粗細(xì)顆粒的分級(jí)搭配，通12五、集料試驗(yàn)操作共計(jì)十一項(xiàng)試驗(yàn)，其中粗集料強(qiáng)調(diào)七項(xiàng)、細(xì)集料三項(xiàng)。強(qiáng)調(diào)內(nèi)容有：粗集料——密度試驗(yàn)、洛杉磯磨耗試驗(yàn)、壓碎試驗(yàn)、針片狀顆粒含量檢測(cè)試驗(yàn)；細(xì)集料——篩分試驗(yàn)，注意篩分試驗(yàn)過(guò)程中操作細(xì)節(jié)，并注意瀝青混合料用砂的篩分和水泥混凝土用砂的篩分方法的區(qū)別.五、集料試驗(yàn)操作共計(jì)十一項(xiàng)試驗(yàn)，其中粗集料強(qiáng)調(diào)七項(xiàng)、細(xì)集料三13密度試驗(yàn)方法

——真密度真密度該密度針對(duì)磨細(xì)材料，采用李氏比重瓶法；操作時(shí)注意徹底排除瓶中空氣。計(jì)算公式

密度試驗(yàn)方法

——真密度14密度試驗(yàn)方法

——表觀密度表觀密度采用水中重法：分別稱取經(jīng)過(guò)水中浸泡的粗集料在水中質(zhì)量和烘干后空氣中的質(zhì)量，注意被測(cè)物質(zhì)的飽水程度一定要充分徹底。根據(jù)下列公式計(jì)算出粗集料的表觀密度

這一檢測(cè)原理根據(jù)的是浮力定律——物質(zhì)在水中受到浮力作用，作用力的大小取決于物體排開(kāi)水的體積，而該體積正好就是被測(cè)物體體積，其在數(shù)值上等于被測(cè)物體分別在空氣中稱出的質(zhì)量和在水中稱出的質(zhì)量之差。

密度試驗(yàn)方法

——表觀密度表觀密度采用水中重法：15密度試驗(yàn)方法

——表干密度和堆積密度表干密度

堆積密度——分為自然堆積時(shí)的松裝密度和經(jīng)過(guò)密實(shí)過(guò)程的緊裝密度，該密度包括振實(shí)密度和搗實(shí)密度；注意每種密度裝填時(shí)的不同要求。密度試驗(yàn)方法

——表干密度和堆積密度表干密度16壓碎試驗(yàn)注意用于瀝青混合料和用于水泥混凝土的試驗(yàn)方法一致，都采用壓碎到2.36mm下粒徑的多少進(jìn)行評(píng)定。前者試驗(yàn)結(jié)果稱為壓碎值，后者結(jié)果稱為壓碎指標(biāo)值。二者試驗(yàn)結(jié)果的換算關(guān)系為:壓碎指標(biāo)值＝0.816壓碎值-5壓碎試驗(yàn)注意用于瀝青混合料和用于水泥混凝土的試驗(yàn)方法一致，都17洛杉磯磨耗試驗(yàn)注意不同規(guī)格（目的）材料需要不同粒徑粒徑組合搭配，同時(shí)要求一定數(shù)量和質(zhì)量的鋼球一起參與試驗(yàn)；評(píng)定結(jié)果的尺寸為1.7mm；結(jié)果以小于1.7mm粒徑的數(shù)量占整個(gè)試驗(yàn)用量的百分?jǐn)?shù)表示。洛杉磯磨耗試驗(yàn)18針片狀顆粒（混凝土）檢測(cè)

針片狀顆粒定義：針狀顆粒——凡集料顆粒某一方向的尺寸超出所屬粒級(jí)平均粒徑的2.4倍時(shí)的顆粒；

片狀顆?！布项w粒某一方向的尺寸小于所屬粒級(jí)平均粒徑的0.4倍時(shí)的顆粒；

用于水泥混凝土集料試驗(yàn)采用規(guī)準(zhǔn)儀法；

針片狀顆粒（混凝土）檢測(cè)針片狀顆粒定義：19針片狀顆粒（混凝土）檢測(cè)針狀規(guī)準(zhǔn)儀片狀規(guī)準(zhǔn)儀首先要確定每次試驗(yàn)時(shí)集料的數(shù)量；進(jìn)行粗細(xì)不同顆粒的分級(jí)，其中共有6個(gè)級(jí)別；逐一分級(jí)進(jìn)行鑒別判定.針片狀顆粒（混凝土）檢測(cè)針狀規(guī)準(zhǔn)儀20針片狀顆粒（瀝青混合料）檢測(cè)用于瀝青混合料集料采用游標(biāo)卡尺法；針片狀顆粒定義：某一顆粒長(zhǎng)度尺寸與高度尺寸之比大于等于3時(shí)的顆粒；注意顆粒基準(zhǔn)面的選擇，正確量取顆粒的長(zhǎng)和高。針片狀顆粒（瀝青混合料）檢測(cè)21用于高等級(jí)公路瀝青路面表層時(shí)

三項(xiàng)集料試驗(yàn)（1）抗沖擊試驗(yàn)試驗(yàn)用材料顆粒粒徑9.5~13.2mm；試驗(yàn)用材料數(shù)量——在量筒中分三層裝填，每層擊實(shí)25次；擊實(shí)落槌高度380mm，共15次；以擊碎小于2.36mm顆粒數(shù)量占試驗(yàn)材料數(shù)量的百分?jǐn)?shù)表示.用于高等級(jí)公路瀝青路面表層時(shí)

三項(xiàng)集料試驗(yàn)（22用于高等級(jí)公路瀝青路面表層時(shí)

三項(xiàng)集料試驗(yàn)（2）抗磨光試驗(yàn)?zāi)ス庠囼?yàn)?zāi)ズ脑嚰ス鈨x用于高等級(jí)公路瀝青路面表層時(shí)

三項(xiàng)集料試驗(yàn)23用于高等級(jí)公路瀝青路面表層時(shí)

三項(xiàng)集料試驗(yàn)（3）抗磨耗試驗(yàn)用于高等級(jí)公路瀝青路面表層時(shí)

三項(xiàng)集料試驗(yàn)24砂篩分試驗(yàn)注意不同用途的砂或不同狀況的砂的篩分區(qū)別；采用標(biāo)準(zhǔn)套篩：從4.75mm至0.075mm，通常試驗(yàn)用砂質(zhì)量500g；過(guò)篩要充分徹底：在過(guò)篩完成后，要逐一進(jìn)行每個(gè)篩的單獨(dú)操作，當(dāng)每分鐘篩出量不超過(guò)篩上剩余量的0.1%時(shí)，可認(rèn)為過(guò)篩完成；要求試樣總量與各篩存留量之和的差值不得超過(guò)總量的1%.砂篩分試驗(yàn)注意不同用途的砂或不同狀況的砂的篩分區(qū)別；25四、細(xì)集料技術(shù)性質(zhì)砂的粗度——細(xì)度模數(shù)：注意細(xì)度模數(shù)公式表達(dá)方式、代表的含義和適用對(duì)象；四、細(xì)集料技術(shù)性質(zhì)砂的粗度——細(xì)度模數(shù)：注意細(xì)度模數(shù)公式表達(dá)26六.礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)

——有關(guān)級(jí)配的概念級(jí)配類型

連續(xù)級(jí)配——在較寬的范圍里不同粒徑顆粒連續(xù)分布的級(jí)配； 間斷級(jí)配——在粒徑分布過(guò)程中，位于中間部位有一個(gè)或連續(xù)若干粒徑缺失的級(jí)配； 開(kāi)級(jí)配——在較窄且偏粗的范圍內(nèi)連續(xù)分布的級(jí)配；級(jí)配范圍：用于控制集料級(jí)配狀況的標(biāo)準(zhǔn).六.礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)

——有關(guān)級(jí)配的概念級(jí)配類型27六.礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)

——級(jí)配設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)方法計(jì)算法、圖解法、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)條件 1.目標(biāo)級(jí)配設(shè)計(jì)范圍； 2.各規(guī)格礦料篩分結(jié)果.六.礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)

——級(jí)配設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)方法28五.礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)

——級(jí)配設(shè)計(jì)過(guò)程圖解法設(shè)計(jì)主要步驟

1.按一定比例繪制一個(gè)矩形框圖，從左下到右上引對(duì)角線?？v邊以常數(shù)尺度標(biāo)出通過(guò)量刻度，并根據(jù)要求的級(jí)配通過(guò)量范圍中值在橫邊上確定各篩孔孔徑位置； 2.將各規(guī)格礦料篩分結(jié)果在框圖中以折線的形式繪制在圖中； 3.根據(jù)相鄰兩條折線的位置關(guān)系，依次確定不同規(guī)格礦料在合成級(jí)配中所占比例； 4.對(duì)所得比例進(jìn)行驗(yàn)算，如果與所需的級(jí)配范圍不完全相符，則根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整比例，直至合成級(jí)配完全滿足級(jí)配要求.五.礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)

——級(jí)配設(shè)計(jì)過(guò)程圖解法設(shè)計(jì)主要步驟29第二部分

水泥和水泥混凝土第二部分

水泥和水泥混凝土30水泥定義和分類增加了通用硅酸鹽水泥的定義——以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏、及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。在通用硅酸鹽水泥概念下，將水泥劃分為六個(gè)品種——（1）硅酸鹽水泥：當(dāng)活性材料（主要是礦渣）摻量≤5%時(shí)的通用硅酸鹽水泥，并進(jìn)一步分為P.I和P.II兩種；（2）普通硅酸鹽水泥：摻入>5且≤20活性材料的通用型硅酸鹽水泥，代號(hào)P·O；水泥定義和分類增加了通用硅酸鹽水泥的定義——31水泥定義和分類

（3）礦渣硅酸鹽水泥：礦渣摻量范圍>20%且≤70%，并分為A型和B型。A型礦渣摻量>20%且≤50%，代號(hào)P.S.A；B型礦渣摻量>50%且≤70%，代號(hào)P.S.B；（4）火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥：火山灰質(zhì)活性材料摻量范圍>20%且≤40%，代號(hào)P·P；（5）粉煤灰硅酸鹽水泥：粉煤灰摻量>20%且≤40%，代號(hào)P·F；（6）復(fù)合硅酸鹽水泥：摻入>20%且≤50%的復(fù)合型混合材料，代號(hào)P·C.水泥定義和分類32一.水泥技術(shù)性質(zhì)

——水泥概述水泥生產(chǎn)工藝

兩磨一燒——通過(guò)生產(chǎn)工藝，了解水泥熟料中加入石膏的作用原理和可能帶來(lái)的問(wèn)題。水泥外摻料

了解水泥中加入外摻料的目的和作用——外摻料分為活性和非活性兩種類型，其目的是提高產(chǎn)量和降低成本，改善水泥品質(zhì).一.水泥技術(shù)性質(zhì)

——水泥概述水泥生產(chǎn)工藝33一.水泥技術(shù)性質(zhì)

——化學(xué)性質(zhì)

化學(xué)性質(zhì)主要指水泥中可能對(duì)水泥性能帶來(lái)不利影響的有害成分，主要有： 1.酸不溶物；2.游離氧化鈣； 3.游離氧化鎂； 4.三氧化硫； 5.燒失量； 6.堿含量;7.氯離子.一.水泥技術(shù)性質(zhì)

——化學(xué)性質(zhì)

34一.水泥技術(shù)性質(zhì)

——物理性質(zhì)細(xì)度

定義：表示水泥顆粒粗細(xì)程度。意義：過(guò)粗或過(guò)細(xì)對(duì)水泥的品質(zhì)都不利。標(biāo)準(zhǔn)稠度

定義：指水泥凈漿對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試桿沉入時(shí)所產(chǎn)生的阻力達(dá)到規(guī)定狀態(tài)時(shí)所具有的水和水泥用量的百分比。 意義：是測(cè)定水泥凝結(jié)時(shí)間和安定性等試驗(yàn)結(jié)果具有可比性的基礎(chǔ)。凝結(jié)時(shí)間

定義：水泥漿從可塑狀態(tài)到失去塑性所需的時(shí)間，分初凝和終凝。安定性

定義：表征硬化后的水泥漿體是否產(chǎn)生過(guò)量或不均勻的體積變化，從而對(duì)水泥結(jié)構(gòu)造成不利影響的現(xiàn)象。 原因：造成水泥安定性不良的原因在于水泥中存在過(guò)量的游離氧化鈣和游離氧化鎂以及三氧化硫.一.水泥技術(shù)性質(zhì)

——物理性質(zhì)細(xì)度35一.水泥技術(shù)性質(zhì)

——力學(xué)性質(zhì)定義

主要指水泥膠砂的抗折和抗壓強(qiáng)度；強(qiáng)度等級(jí)

根據(jù)規(guī)定齡期所得的抗折、抗壓強(qiáng)度來(lái)劃分，并依據(jù)28d抗壓強(qiáng)度的大小進(jìn)行命名；影響強(qiáng)度的因素

1.測(cè)定時(shí)水泥膠砂的材料組成比例； 2.成型養(yǎng)護(hù)條件和齡期； 3.力學(xué)強(qiáng)度試驗(yàn)條件和方法.

一.水泥技術(shù)性質(zhì)

——力學(xué)36三.水泥試驗(yàn)檢測(cè)

——試驗(yàn)內(nèi)容共計(jì)五項(xiàng)試驗(yàn)內(nèi)容，包括：（1）水泥細(xì)度試驗(yàn)檢測(cè)、（2）水泥凈漿標(biāo)準(zhǔn)稠度確定、（3）凝結(jié)時(shí)間測(cè)定、（4）安定性檢測(cè)、（5）水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)。

試驗(yàn)檢測(cè)注意事項(xiàng)（1）哪些試驗(yàn)分為了標(biāo)準(zhǔn)法和代用法，兩種方法相互間關(guān)系；（2）判定試驗(yàn)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)；（3）影響試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的主要因素；（4）影響加載試驗(yàn)過(guò)程的兩個(gè)因素——加載速率和適宜的壓力機(jī)量程選擇；（5）抗折抗壓試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)處理.

三.水泥試驗(yàn)檢測(cè)

——試驗(yàn)內(nèi)容共計(jì)五項(xiàng)試驗(yàn)內(nèi)容，包括：37水泥試驗(yàn)檢測(cè)

——標(biāo)準(zhǔn)法和代用法說(shuō)明用于水泥試驗(yàn)的方法中存在標(biāo)準(zhǔn)法和代用法概念；存在這種現(xiàn)象的原因在于使我國(guó)水泥試驗(yàn)操作方法與國(guó)際通行做法相接軌，以國(guó)際上普遍采用的方法當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)方法，而將長(zhǎng)期以來(lái)在我國(guó)采用的方法看做為代用法；兩種方法不存在孰優(yōu)孰劣的說(shuō)法，在有條件時(shí)首選標(biāo)準(zhǔn)法，當(dāng)兩種做法得到的結(jié)果不一致時(shí)，以標(biāo)準(zhǔn)法結(jié)果為準(zhǔn).水泥試驗(yàn)檢測(cè)

——標(biāo)準(zhǔn)法和代用法說(shuō)明用于水泥試驗(yàn)的方法中存在38水泥試驗(yàn)檢測(cè)

——水泥細(xì)度檢測(cè)細(xì)度試驗(yàn)方法可分為篩析法和比表面積法；通常大多采用篩析法，當(dāng)檢測(cè)硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥細(xì)度時(shí)則要采用比表面積法；篩析法又分為水篩法和負(fù)壓篩法，其中水篩法是代用法，負(fù)壓篩法是標(biāo)準(zhǔn)法；試驗(yàn)結(jié)果以水泥標(biāo)準(zhǔn)篩上的存留量占試驗(yàn)用水泥數(shù)量的百分?jǐn)?shù)表示.水泥試驗(yàn)檢測(cè)

——水泥細(xì)度檢測(cè)細(xì)度試驗(yàn)方法可分為篩析法和比表39水泥試驗(yàn)檢測(cè)

——水泥細(xì)度檢測(cè)當(dāng)采用負(fù)壓篩法時(shí)，注意負(fù)壓篩儀的真空度要達(dá)到4000～6000Pa；比表面積是指單位面積物質(zhì)的質(zhì)量，物質(zhì)比表面積越大，其顆粒越細(xì).水泥試驗(yàn)檢測(cè)

——水泥細(xì)度檢測(cè)當(dāng)采用負(fù)壓篩法時(shí)，注意負(fù)壓篩儀40勃氏比表面積儀勃氏比表面積儀41水泥比表面積試驗(yàn)操作根據(jù)公式確定試驗(yàn)用水泥質(zhì)量：將水泥按一定方式裝填在透氣筒中，然后安放到U型管上；開(kāi)動(dòng)抽氣泵，慢慢打開(kāi)玻璃旋塞，使右側(cè)玻璃管中的液面緩緩上升至第一道刻度線，關(guān)閉抽氣泵和玻璃旋塞；當(dāng)液面下降至第二道刻度線時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)液面到達(dá)第三道刻度線時(shí)停止計(jì)時(shí)，記錄液面經(jīng)過(guò)第二道和第三道刻度線所需的時(shí)間和試驗(yàn)時(shí)的溫度；根據(jù)不同情況，通過(guò)公式計(jì)算出水泥的比表面積.水泥比表面積試驗(yàn)操作根據(jù)公式確定試驗(yàn)用水泥質(zhì)量：42水泥比表面積結(jié)果計(jì)算水泥比表面積結(jié)果計(jì)算43水泥試驗(yàn)檢測(cè)

——水泥凈漿標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測(cè)定該試驗(yàn)內(nèi)容也可分為標(biāo)準(zhǔn)法和代用法兩種，其中標(biāo)準(zhǔn)法采用維卡儀，而代用法采用試錐法；兩類方法都是固定水泥用量500g，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用調(diào)整用水量方法找出達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)所需的用水量；攪拌程序要按照