1、绪 论 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 （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
2、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
3、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
4、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
5、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 石材的技术性质和技术要求 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 砂石
6、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
7、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
8、度等。 stvm1010thvn102mWx10 2xAPR 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 SiO252% （2）
9、石料的技术要求 1、路用石料的技术分级：分 4 级 级最坚强的岩石 级坚强的岩石 级中等坚强的岩石 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
10、。 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。 课后小结：天然砂石材料在地表分布广泛，物理、力学性质好，在工程中被广泛应用。 石料的技术性质和技术要求是本次课的重点内容。 细集料的技术性质 课题:细集粒的技术性质 教具用品: 相关试验仪器 教学目的:了解细集料的各项技术性质及测定方法 重点难点:细集料的级配、表观密度及装填密度 三、集料的技术性质 工程上以粒径的大小为界，通常将集料分粗集料及细集料；其中在沥青混合料中，以 2.36mm 为界，在水泥混凝土中以 5mm 为界。 （
11、一）细集料的技术性质 102mQ 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示： 图中：m_集料的总质量（ g） ； m0_集料中矿质实体质量（ g） ；
12、 ms_集料中孔隙及空隙部分的质量（ g） ； V_集料的总体积（cm） ； Vs_集料中矿质实体的体积（cm ） ； Vn_集料中闭口孔隙的体积（ cm） ； Vi_集料中开口孔隙的体积（cm） ； Vv_集料中空隙的体积（ cm） ； V0_集料中孔隙的体积（ cm） ； （1）表观密度 测定方法：比重瓶法 （2）毛体积密度 （3）松方密度装填密度：堆积密度（松装密度） 、紧装密度 （4）空隙率 2、级配 用筛分法测定砂的级配 标准筛：5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16mm(圆孔) 4.75 2.36 1.18 . 0.6 . 0.3 0.15mm(方孔) 筛分后，计算相
13、关参数如下： ansavmhnshvivvmvs01an （1）分计筛余百分率 （2）累计筛余百分率 （3）通过百分率 3、粗度 (水泥混凝土用砂) （沥青路面及各种路面的基层、底层用砂） 砂的粗度分类 为粗砂 为中砂 为细砂 课后小结：细集料主要指砂，它广泛应用于水泥混凝土及沥青混合料中，学生必须掌握好 其各项技术指标、测定方法及技术标准，从而达到保证材料质量的目的。 粗集料的技术性质 课题:粗集粒的技术性质 教具用品 :相关试验仪器 教学目的:了解粗集料的物理、力学性质的含义及测定、评价方法 重点难点:粗集料的表观密度、堆积密度及筛分试验 10Mmaii ii aaA21ii Ap0 55
14、16.031.06.025.1.2AAMx 1015.03.6.2.36.275.4Ax .37.xM206.1.x 三、集料的技术性质 （二）粗集料的技术性质 1、物理性质：粗集料内部结构特征与细集料的一致，故其质量与体积之间的关系图与 细集料的一致，下列各符号的含义亦与细集料的相同。 1）物理常数 （1）表观密度 用吊篮法测定： 1、试样取料量由集料最大粒径确定 2、须做两次平行试验 3、平行试验容许误差为 0.02g/m3 4、试样须浸水 24h (2)毛体积密度 （3）松方密度 堆积密度 振实密度用于水泥混凝土 捣实密度用于沥青混合料 （4）空隙率 2）级配 （1）筛分试验标准及取样量
15、 方 孔 75 63 37.5 31.5 26.5 19 16 9.5 4.75 公称量大粒 径 （mm） 圆 孔 80 63 40 31.5 25 20 16 10 51 试样质量不少于 （kg） 10 8 5 4 2.5 2 1 1 0.5 nsavmvimnssh vsv01an (2)筛分试样须备两份：水洗法（混凝土可省去水洗法） 、干筛法 （3）必须除去超粒径部分颗粒后，再进行筛分试验 （4）有关参数计算 通过 0.075 筛孔的集料含量 分计筛余百分率 累计筛余百分率 通过百分率 3)坚固性 用 Na2SO4 溶液干湿循环 5 次后，测定试样质量损失。 2、力学性质：压碎值、磨耗度
16、、抗滑表层三项指标 1）粗集料压碎值 取试样：粒径 9.5mm13.2mm； 质量 3kg；在 10min 内加压至 400kN，保持 5s， 将试样过 2.36mm 筛，称其筛余质量。 压碎值计算公式如下： 式中：- -压碎值 m0-试样总质量 m1-试样筛余质量 2）粗集料磨光值 测定方法：先将试样磨光，再测定摆值，经换算后得磨光值 PSV 要求：一级公路、高速公路 PSV42 其它公路 PSV35 3）粗集料的冲击值 LSV 1021075. mp1075.paioiii aaA21 ii Ap010mQoa 测定方法： 将 9.513.2mm 的试样，分三层装入试模，用 13.75kg
17、 的锤，自 380mm 处自由落下， 连续冲击 15 次后，过 2.36mm 的筛，用下式计算冲击值 LSV： 式中：LVS- -集料冲击值 m1-试样过筛质量 m-试样总质量 4）集料磨耗值 AAV 测定方法： 用集料按一定的方法排列并固定，用磨耗仪磨 500 圈，用下式计算集料磨耗值： 式中：AAV- -集料的磨耗值； -磨耗前试样总质量(g)； -磨耗后试样总质量(g)； -集料饱和面干密度（g/cm3 ） 。 课后小结：粗集料主要指碎石，它广泛应用于水泥混凝土及沥青混合料中，学生必须掌握 好其各项技术指标、测定方法及技术标准，从而达到保证材料质量的目的。 10mLSVSDmAV)(321
