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道路建筑材料,课题:建筑材料的基本内容及性质。教学目的:了解本课程的学习内容、方法、要求及应要求。重点难点:材料的物理性质、水理性质、力学性质、加工性和耐久性等。,绪论,课前介绍：本课程是路桥专业的一门重要的专业基础课，是一门考试课程，本学期要求学习完教材内容，能熟练掌握课堂理论教学内容及试验课的实践内容。成绩评定包括几方面：1、平时作业完成情况及考勤；2、期中考试及期末考试成绩；3、试验操作完成情况等。一、本课程的研究内容与任务（一）内容：本课程中主要学习以下几种建筑材料：1、砂石材料（1）天然的（1）块状石料：简称：石料（2）人工轧制的（2）料状石料：简称：集料2、无机结合料及其制品无机结合料：通常分为以下几种：（1）石灰（2）水泥（3）石膏,无机结合料制品：（1）水泥混凝土（2）半刚性路面材料3、有机结合料及其混合料沥青材料主要指沥青类材料，如：石油沥青，煤沥青等。有机结合料混合料：（1）沥青混凝土（2）沥青碎石等（3）各种新型沥青混合料4、高分子聚合物材料：主要包括塑料、合成橡胶、合成纤维等。功能：主要用以改善软土地基、水泥混凝土、沥青混合料的性能。5、钢材和木材钢材是桥梁结构及钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土结构的重要材料。木材较少直接用于修筑桥梁，目前主要用作混凝土工程的拱架和模板。,（二）课程学习任务：1、论述材料组成、结构、技术性质与它们之间的关系；2、论述材料的检验方法（举例水泥凝结时间测定方法）；3、利用测验评定其技术性质（举例水泥对初凝、终凝时间的要求及规范的规定）。（三）课程学习目的：1、掌握各种材料的技术性能，包括：力学性质、物理性质、化学性质及工艺性质等；2、选择、鉴定材料能够结合工程实际情况，合理地选择材料，如水泥混凝土组成材料的选择、沥青混合料对组成材料的选择及鉴别与评定；3、能正确使用材料（如石灰的消化、水泥应用贮存等）,二、建筑材料应具备的工程性质1、力学性质各种强度指标及耐磨、抗变形指标。如，水泥混凝土的抗压、抗折强度；沥青混合料的稳定度、流值；石料的磨耗度等。2、物理性质（1）物质指标：如材料的密度、孔隙率、含水量（2）温度稳定性：如沥青软化点、脆点等。（3）水稳定性等：如沥青混合料的残留稳定度等。3、化学性质各种材料的化学成分及其变化规律。如，水泥的各种成分与自然界之间的变化；沥青的化学成分及其变化规律。4、工艺性质混凝土的流动性材料四个性质之间是相互制约、相互联系的。,三、建筑材料与路桥工程的关系1、材料是工程结构物的物质基础：其中材料质量的好坏直接决定着工程质量的等级。2、材料与工程造价之间的密切关系工程建筑材料占工程造价的60至70，甚至80，因此，如何合理地降低造价、节省开支，均与建筑材料之间有着密不可分的关系。3、新材料与新结构、新工艺之间的关系用桥梁跨径的变化及路面材料的变化来分析四、道路建筑材料的检验方法和技术标准（一）检验方法：室内、室外及模拟试验方法。（二）检验内容：包括四个方面1、物理性质试验；2、力学性质试验；,3、化学性质试验；4、工艺性质试验。（三）质量检验的标准化与技术标准目前我国建筑材料的标准分为：国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四个等级。其中：GB指国家标准JTJ交通部门基本建设方面的规范JC建材行业标准SH石油化工行业标准五、本课程的要求本课程为考试课、完成学习后将有两门成绩，即理论成绩和实操成绩。建筑材料课在本专业中的位置：是路桥专业的重点课程,课后小结：绪论课是每一门课的开场白，学生能否对该课程有一个全面、正确的认识，关键的一点是讲好绪论课。,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概述：砂石材料按形状分类1）、块状石料：简称石料如块石、片石等；2）、粒状石料：简称集料集料又按大小分为：粗集料：如碎石、卵石细集料：如砂、石屑砂石材料按来源分类1）、天然石料2）、人工轧制的集料3）、工业冶金矿渣,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。则,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。,孔隙率2)吸水性：指石料在规定条件下吸水的能力。(1)吸水率：20E2和大气压状态下，吸水质量的百分率。(2)饱水率：200E20C，真空条件下，吸水质量的百分率饱水系数当sr90%时，抗冻性较差。通常认为在常压下测定的吸水率，此时水分只充填部分孔隙，而当石料开口孔隙内部空气被排空时，水分几乎充满开口孔隙的全部体积。,3）耐候性：目前主要考虑抗冻性，常用抗冻性标号表示，测定经过冻(-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,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SiO265%中性岩52%=SiO2O65%碱性岩SiO2设计强度2)满足施工工作性的要求3)满足环境耐久性的要求设计配合比时，应考虑最大水灰比、最小水泥用量4）满足经济性的要求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。3、水泥混凝土配合比设计的三个参数：水灰比W/C砂率单位用水量（水泥浆与集料的关系）,4、混凝土配合比设计的步骤（1）计算初步配合比（2）提出基准配合比（3）确定试验室配合比（4）换算工地配合比,（二）普通混凝土配合比设计方法（以抗压强度为指标）1、初步配合比计算1）确定试配强度fcu,0式中：,2）计算水灰比按强度计算式中：复核耐久性按砝码耐久性要求，复核水灰比不得大于表中的规定。3）选定单位用水量mw0根据粗集料品种、粒径及施工要求的混凝土稠度，查表选择。,4）计算单位水泥用水量复核耐久性5）选定砂率方法一：查表确定（坍落度、粗集料品种、最大粒径及水灰比）方法二：对坍落度大于60mm的混凝土，查表后应作调整。方法三：坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。6）计算粗、细集料单位用量（mgomso）,质量法体积法,2、试配、调整提出基准配合比1）试配：按初步配合比称取相应的材料作工作性及强度试验2）校核工作性，确定基准配合比3、检验强度，确定试验室配合比1）制作试件，检验强度三组试件：一组为基准配合比，一组试件水灰比为，第三组试件的水灰比为2）确定试验室配合比测定强度与湿表观密度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。,4、施工配合比换算设施工现场砂、石含水率分别为a%、b%，则施工配合比中各材料单位用量为：,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。,课题:混凝土配合比设计教具用品:无教学目的:通过例题进一步了解掌握混凝土配合比设计方法重点难点:例题、试拌与调整的方法,3-1普通水泥混凝土的技术性质,五、混凝土配合比设计5、混凝土配合比设计例题题目试设计钢筋混凝T型桥梁用混凝土配合比原始资料（1）已知混凝土设计强度等级为C30，无强度历史统计资料，要求混凝土拌和物坍落度为30-50mm，桥梁所在地区属寒冷地区,（2）材料组成：可供硅酸盐水泥，等级为42.5，富裕系数，砂为中砂，表观密度含水量w=3%，碎石最大粒径为dmax=31.5mm，表观密度，含水量w=1%设计要求（1）按资料计算初步配合比（2）按初步配合比在试验室进行材料调整得出试验室配合比,设计步骤1、计算初步配合比1）确定混凝土配制强度（fm,o）2）计算水灰比w/c计算水泥实际强度,计算水灰比2）按耐久性复核水灰比查表P84表3-18允许最大水灰比0.55故取w/c=0.543)确定单位用水量（mwo）查表3-20P85mwo=185,4）计算单位水泥用量（mco）（1）计算（2）复核耐久性查表3-18最小水泥用量=280kg/m3，则mco=343kg/m35）选定砂率()查表3-21P84取6）计算砂石用量,(1)采用质量法设则即解方程得,(2)采用体积法解方程得mso=615mgo=12482、调整工作性，提出基准配合比1）计算试拌材料用量,拌合混合料各材料用量（设试拌15L混凝土混合料）水泥：3430.015=5.15kg水：1850.015=2.78kg砂：6150.015=9.25kg碎石：12480.015=18.72kg2）调整工作性将上述各材料拌和后，测定工作性，按以下几种情况调整：测得坍落度值符合设计要求，其它各项性能良好，则该盘混凝土用来浇制检验强度或其它指标的试块坍落度值符合要求，其它性能不要求，则应加大砂率，重新称料，搅拌检测坍落度低于设计要求，可把所有拌和物收集，保持水灰比不变，增加水泥浆用量，重新搅拌后再检验其坍落度，若一次添料后即能满足要求，则此调整后的配合比即为基准配合比，如果一次添料不能满足要求，则该盘混凝土作废，重新称料调整，直至符合要求为止,如坍落度大于设计要求，则该盘混凝土作废，保持水灰比不变，减少水泥浆用量，称料拌合进行测定。3）提出基准配合比3、检验强度，测定试验室配合比1）检验强度三组试件，水灰比分别为A：0.49水泥用量：2.92/0.49=5.96B：0.54水泥用量：2.92/0.65=5.41C：0.59水泥用量：2.92/0.59=4.95作图找出标准水灰比经作图，混凝土的标准水灰比为0.55。2）确定试验室配合比用水量,体积法：,解得,密度核实计算湿表观密度实测湿表观密度4、换算工地配合比已知砂的含水量为5%，碎石的含水量为1%，则该混凝土的施工配合比为L水泥用量砂用量碎石用量,课后小结：工作性调整及试验室配合比确定是正确理解例题的关键。,课题:路面混凝土配合比设计教具用品:无教学目的:了解掌握路面混凝土配合比设计方法重点难点:水灰比及单位用水量计算公式,3-1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1.15,（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0.50,（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3-25P94(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/m3,（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,（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。,课题:混凝土的质量控制教具用品:无教学目的:了解混凝土质量的影响因素及质量控制方法重点难点:混凝土抗压强度的质量评定方法,3-1普通水泥混凝土,四、普通水泥混凝土的质量控制（一）混凝土质量的波动影响混凝土质量的因素有：1、原材料的质量和配合比原材料中对质量影响最大的是水泥配合比：现场含水率变化时，应及时调整施工配合比防止杂质混入配合比应得到正确、准确地执行称料容许误差：水、水泥为1%砂、石2%,2、施工工艺拌合方式：人工、机械运输时间：应考虑水泥的水化反应速度对运输时间的限制。浇灌或振捣情况养护时间、湿度3、养护方法保湿：