【正文】 121 ??? m mmQ 凍100)( ??mofrmofr ffK（ 2）堅(jiān)固性實(shí)驗(yàn)： 浸泡飽和硫酸鈉溶液 20h后， (105℃ 110℃ ,4h)；之后浸泡飽和硫酸鈉溶液 4h后， (105℃ 110℃ ,4h)循環(huán)。 ? （二）力學(xué)性質(zhì) 試驗(yàn)條件要求：試件形狀、尺寸、吸水飽和、加荷速度等。 ? ①洛杉磯式磨耗試驗(yàn)： 5kg石料 +12個(gè) 5kg的鋼球 磨 500轉(zhuǎn)測(cè)定 APR ?100121 ???mmmQ磨 ? （三）、化學(xué)性質(zhì) ? 按 SiO2含量，將石料劃分為 ? ①酸性巖 SiO265% ? ② 中性巖 52% SiO265% ? ③ 堿性巖 SiO252% ? 167。 碎石標(biāo)準(zhǔn)篩 力學(xué)性質(zhì)： （ 1）壓碎值 ? 取試樣：粒徑 —； 質(zhì)量 3kg；在400kN的壓力下，持續(xù)加壓 5s后，將試樣過(guò)，稱其篩余質(zhì)量。 S S DmmA A V?)(3 21 ?? ? （二）細(xì)集料的技術(shù)性質(zhì) ? 定義：在瀝青混合料中，指粒徑小于 砂，人工砂及石屑。 ? 分類： ? 天然砂：由巖石在自然條件下風(fēng)化形成的。 ? （ 2）山砂：含泥量及有機(jī)雜質(zhì)多。 ? 人工砂：由巖石軋碎而成的顆粒，表面有棱角，較潔凈，但價(jià)格較高，無(wú)特殊情況多不采用。 ? 物理常數(shù) ? 集料的質(zhì)量與體積的關(guān)系見(jiàn)圖所示： 體積 質(zhì)量空隙開(kāi)口孔隙閉口孔隙礦質(zhì)實(shí)體0ViVvVnVsVV0msmm? 級(jí)配 ? 用篩分法測(cè)定砂的級(jí)配 ? 標(biāo)準(zhǔn)篩： 5 (圓孔 ) ? . . (方孔 ) ? 篩分后，計(jì)算相關(guān)參數(shù)如下： ? （ 1）分計(jì)篩余百分率 ? （ 2）累計(jì)篩余百分率 ? （ 3）通過(guò)百分率 ? 100?? Mma iiii aaaA ???????? 21ii Ap ?? 100振篩機(jī) ? 粗度 ? (水泥混凝土用砂 ) ? （瀝青路面及各種路面的基層、底層用砂） ? 砂的粗度分類 ? 為粗砂 ? 為中砂 ? 為細(xì)砂 10 05)(AAAAAAAMx ??????? ???xM ???xM ???xM167。 ? 最大磨擦力：各級(jí)礦質(zhì)集料在進(jìn)行比例搭配時(shí)，應(yīng)使各級(jí)集料排列緊密，形成一個(gè)多級(jí)空間骨架結(jié)構(gòu)，且具有最大的摩擦力。 、礦質(zhì)混合料的級(jí)配理論 （ 1）、連續(xù)級(jí)配 是采用標(biāo)準(zhǔn)篩對(duì)某一混合料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，所得級(jí)配曲線平順圓滑，具有連續(xù)性。 2 礦質(zhì)混合料的級(jí)配理論 (1).最大密度曲線理論 （ 富勒理論 ） 觀點(diǎn)： 礦質(zhì)混合料的顆粒級(jí)配曲線愈接近拋物線 ， 則其密度愈大 。 a） b） a）常坐標(biāo)； b）半對(duì)數(shù)坐標(biāo) 理想最大密度級(jí)配曲線 最大密度級(jí)配曲線公式： 可用礦料顆粒粒徑 （ d） 與通過(guò)量 （ p） 表示 。 kdp ?2 (2).最大密度曲線 n冪公式 （ 泰波理論 ） 觀點(diǎn)： 最大密度曲線是一種理論的級(jí)配曲線 ， 實(shí)際上 ， 級(jí)配 曲線應(yīng)該有一定的波動(dòng)范圍 。 實(shí)際研究認(rèn)為： 在瀝青混合料中應(yīng)用 ， 當(dāng) n=； 在水泥混凝土中應(yīng)用 ， 當(dāng) n=～ 。 、級(jí)配曲線范圍的繪制 ? 必須采用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)即橫坐標(biāo)用對(duì)數(shù)坐標(biāo) ? 方法： ? 先確定橫坐標(biāo)長(zhǎng)度 S ? 求出間距系數(shù) K ? 計(jì)算出各顆粒粒徑在橫坐標(biāo)上的位置 m i nm a x lglg ddSK??? 167。 則： )()()()( iMiCiBiA aZaYaXa ?????? 2） 計(jì)算步驟 ① 計(jì)算 A集料在礦質(zhì)混合料中的用量比例 首先 ， 找出 A集料占優(yōu)勢(shì)含量的某一粒徑 ， 如粒徑 （ i） ， 而忽略 B、 C 集料在此粒徑的含量 ， 即 B集料和 C集料該粒徑的含量 aB(i)和 aC(i)均等于零 。 C集料在混合料中的用量： ③ 計(jì)算 B集料在礦質(zhì)混合料中的用量比例 由前式得出 B集料在礦質(zhì)混合料中的用量： 100)()( ??jCjMaaZ)(1 0 0 ZXY ??? ④ 校核調(diào)整 按以上計(jì)算的配合比計(jì)算合成級(jí)配 ， 如不在要求的級(jí)配范圍內(nèi) ， 應(yīng)調(diào)整 。 如經(jīng)計(jì)算確不能滿足級(jí)配要求時(shí) ， 可摻加某些單粒級(jí)集料 ， 或調(diào)換其它 原始集料 。 圖解法中 ， 為使要求級(jí)配中值呈一直線 ， 采用縱坐標(biāo)的通過(guò)量 （ Pi） 為算術(shù)坐標(biāo) ， 而橫坐標(biāo)的粒徑采用篩孔尺寸表示 ， 則繪出的級(jí)配曲線中值為直線 。 3） 校核 按圖解所得的各種集料用量 ， 校核計(jì)算所得合成級(jí)配是否 符合要求 。 礦質(zhì)混合料配合比設(shè)計(jì)工程實(shí)例 試采用圖解法設(shè)計(jì)某高速公路用細(xì)粒式瀝青混凝土的礦質(zhì)混合料配合比 。 （ 2）連對(duì)角線 OO′ 作為級(jí)配范圍通過(guò)率中值。 （ 3）將碎石、石屑、砂和礦粉四種集料的級(jí)配曲線繪于下圖。在其重疊部分分別作垂線 AA′ 、 BB′ 、 CC′ 與對(duì)角線 OO′ 依次相交于 M、 N、R；過(guò) M、 N、 R分別引水平線，可以確定 碎石 :石屑 :砂 :礦粉 = 36%:31%:25%:8%。 配合比調(diào)整原則： 對(duì)高速公路和一級(jí)公路，宜在工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍內(nèi)計(jì)算 1～ 3組粗細(xì)不同的配合比，繪制設(shè)計(jì)級(jí)配曲線，分別位于工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的上方、中值及下方。當(dāng)反復(fù)調(diào)整不能滿意時(shí)，宜更換材料設(shè)計(jì)。由于高速公路 交通量大、軸載重，為使瀝青混合料具有較高的高溫穩(wěn)定性，合成級(jí)配曲線應(yīng) 偏向級(jí)配曲線范圍的下限，因此需要調(diào)整。 按此結(jié)果重新計(jì)算合成級(jí)配，計(jì)算結(jié)果如表 (表中括號(hào)部分 ) 并繪圖，可見(jiàn)調(diào)整后的合成級(jí)配曲線光滑、平順，且接近級(jí)配 曲線的下限。 ? 無(wú)機(jī)膠凝材料按硬化條件 ? ①氣硬性膠凝材料：只能在大氣中硬化，并且只能在大氣中保持一定的強(qiáng)度。 ? ②水硬性膠凝材料：既能用在大氣中，又能用在水中的膠凝材料。 21 石灰 ? 、石灰的生產(chǎn)工藝概述 ? 主要原料：石灰石，其主要化學(xué)成分 CaCO3 MgCO3以及雜質(zhì) ? 生產(chǎn)過(guò)程： CaCO3在 1000℃ 下加熱生成 CaO和CO2 ? 生石灰分類 ? 優(yōu)質(zhì)生石灰： ? 潔白或帶灰色，密度輕，一般 800—1000kg/m3 ? 過(guò)火石灰： ? 水化速度慢，體積膨化，產(chǎn)生“崩裂”現(xiàn)象，過(guò)火石灰表面有裂縫或玻璃狀的外殼，體積收縮明顯，顏色呈灰黑色，密度大 ? 欠火石灰：含有未燒透的內(nèi)核，效率低，粘結(jié)力差，顏色呈深灰色。避免“過(guò)燒”、“過(guò)冷”現(xiàn)象。這個(gè)過(guò)程叫做陳伏。 ? 加水量不同，將會(huì)得到不同的熟石灰 –熟石灰粉：加水適量，消化不結(jié)團(tuán) –石灰膏：加水量較多，熟石灰呈半固態(tài)。 ? 將生石灰磨細(xì)成生石灰粉，則可不必預(yù)先熟化、陳狀，可直接使用，可節(jié)約場(chǎng)地，改善施工環(huán)境，但成本高，存期不能過(guò)長(zhǎng) ? 石灰的硬化 ? （ 1）干燥硬化和結(jié)晶硬化 ? 石灰中水分不斷揮發(fā)，形成熟石灰結(jié)晶。 ? 課題 :水泥 教具用品 : 相關(guān)試驗(yàn)儀器 ? 教學(xué)目的 :了解水泥的常見(jiàn)品種、水泥生產(chǎn)制造過(guò)程及主要礦物成分 ? 重點(diǎn)難點(diǎn) :水泥的主要礦物成分特征及其對(duì)水泥技術(shù)性質(zhì)的影響 2—2 水泥 ? 167。 ②鋁酸鹽類水泥 ③無(wú)熟料（少熟料）類水泥 ? 2）按用途分為： ? ①普通水泥 ? ②特殊水泥 ? 目前，在道路工程中，仍以硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥為主，故本節(jié)著重介紹這兩個(gè)品種的水泥。 ? 特殊水泥是為了滿足一些特殊工程所生產(chǎn)的水泥，如：快硬水泥、早強(qiáng)水泥、膨脹水泥等。即國(guó)外的波特蘭水泥 Portland cement 分為不摻混合材料 PI和摻不超過(guò) 5%混合材料 PII 1)、生產(chǎn)原料 石灰質(zhì)原料 提供 CaO 粘土質(zhì)原料 提供 SiO2 Al2O3 Fe2O3等 校正材料 一般為鐵礦，用來(lái)補(bǔ)充原材料中鐵質(zhì)的不足。 ? ② 熟料煅燒：窯中煅燒至 1450176。在高溫煅燒過(guò)程中，原材料之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成各種有用物質(zhì)，尤其是1450176。 ? ③水泥粉磨：加入石膏磨細(xì)制成水泥。 167。 ? C2S含量 10—40%，水化速度慢，水化熱低，早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高，耐化學(xué)侵蝕性和干縮性較好。 ? C4AF含量 5—15%，水化速度較快，水化熱較高，強(qiáng)度 低，但對(duì)于抗折強(qiáng)度起重要作用，耐化學(xué)侵蝕性好，干縮性小。水泥是由多種礦物成分組 ? 成的，改變各種礦物成分的含量比例以及它們之間的匹配，則可 ? 以生產(chǎn)出性能各異的水泥。 ? 道路水泥：提高 C3S和 C4AF的含量。 ? 167。 ? 硬化：水泥凝結(jié)后產(chǎn)生強(qiáng)度，逐漸發(fā)展成為堅(jiān)硬大道石的過(guò)程稱為水泥的“硬化” (一 ).水化反應(yīng) 2()+6H2O→ + ( 水化硅酸鈣凝膠 ) 3Ca(OH)2 2()+4H2O→ + Ca(OH)2 +6H2O→ (水化鋁酸三鈣晶體 ) +7H2O → + (水化鐵酸鈣凝膠 ) ? C3A ? 3CaO Al2O3+6 H2O 3 CaO Al2O3 6H2O ? 水化鋁酸鈣在石膏激發(fā)下，發(fā)生水化反應(yīng) ? 3CaO Al2O3+3Ca SO4 2H2O+26 H2O ? 3CaO Al2O3 3Ca SO4 32H2O ? 水化硫鋁酸鈣、 AFt、鈣礬石 ? C4AF 4 CaO Al2O3 Fe2O37 H2O CaO Al2O3 6H2O+ CaO Fe2O3 H2O 石膏存在的情況下，繼續(xù)反應(yīng) 4 CaO Al2O3 Fe2O3+3 Ca SO4 2 H2O+26 H2O 3CaO(Al2O3 Fe2O3) 3 Ca SO4 32 H2O 三硫型水化鐵鋁酸鈣 無(wú)論是 C3A還是 C4AF，在水泥中石膏消耗完畢后，水泥中尚未消化的 C3A或 C4AF將與其三硫型水化物反應(yīng)，生成單硫化物： 3 CaO Al2O3 3 CaSO4 32H2O +2[3 CaO Al2O3]+4H2O 3[3CaO Al2O3 Ca SO4 12 H2O]AFm 硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物的化學(xué)組成 序號(hào) 水化產(chǎn)物名稱 化學(xué)組成 常用縮寫(xiě) 含量 1 水化碳酸鈣 xCaOSiO2yH2O CSH 70% 2 氫氧化鈣 Ca(OH)2 CH 20% 3 三硫型水化硫鋁酸鈣（鈣礬石） 3CaO(Al2O3 Fe2O3) 3 Ca SO4 32 H2O C3A3CSH32 7% 4 單硫型水化硫鋁酸鈣（單硫鹽） CaO(Al2O3Fe2O3) CaSO412H2O C3A3CSH12 5 三硫型水化鐵鋁酸鈣 3CaO Al2O3 3CaSO4 12 H2O C3（ AF） 3 CSH32 小于 3% 6 單硫型水化鐵鋁酸鈣 3CaO Al2O3 Ca SO4 12 H2O C3（ AF）CSH12 ? (二 ).凝結(jié)和硬化 ? ? 1）初始反應(yīng)期 ? 水化反應(yīng)開(kāi)始，水泥顆粒分散，保持塑性。 ? 3）凝結(jié)期 ? 滲透臘破裂，水泥進(jìn)一步水化，生成大量 CSH，水泥顆粒間接觸點(diǎn)增多，趨近密實(shí)，逐漸失去可塑性 ? 4）硬化期 ? 水泥繼續(xù)水化，且 C4AF亦開(kāi)始水化，孔隙進(jìn)一步被充填，逐漸產(chǎn)生強(qiáng)度 ? 、硬化的影響 ? 水泥中加入適量的石膏，起到緩凝的作用，提高了水泥的應(yīng)用性能。 ? ? 技術(shù)性質(zhì) ? 1）化學(xué)性質(zhì) ? ①氧化鎂的含量： ? 指水泥中游離的 MgO含量，其水化反應(yīng)速度慢，體積膨脹，引起水泥體積不安定。 ? b、調(diào)整水量法 s=28mmE2mm ? 即測(cè)定水泥的錐