道路建筑材料ppt4
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《道路建筑材料》PPT课件
设计原则
满足强度要求，保证耐久性，经济合理
设计步骤
选择原材料，确定试配强度，计算水灰比，选定砂率，计算单位用水量，确定 外加剂掺量，试拌调整
水泥混凝土在道路工程中的应用
应用范围
路面、桥梁、隧道、涵洞等
施工方法
滑模摊铺、轨道摊铺、小型机具施工等
质量控制
原材料检验、配合比控制、拌合过程监控、运输与浇筑管理、养 护与成品保护等
道路建筑材料的质量控制方法
进场检验
对进场的建筑材料进行外观检查、质量证明文件核查和抽样检验， 确保材料符合设计要求和相关标准。
过程控制
在施工过程中，对建筑材料进行定期或不定期的抽样检验，确保材 料质量稳定可靠。
合格评定
对经过检验和验收的建筑材料进行合格评定，对不合格的材料进行退 货或降级使用处理。
砂石在道路工程中的应用
路基填筑
用做路基填料，可提高 路基的强度和稳定性。
路面基层
用做路面基层材料，可 提高路面的承载能力和
耐久性。
路面面层
用做路面面层材料，可 提高路面的抗滑性和耐
磨性。
排水设施
用做排水设施材料，如 边沟、截水沟等，可起
到排水和防护作用。
03 石灰与水泥
石灰的生产与性质
石灰的生产原料
道路建筑材料的质量控制标准
国家标准
国家制定的关于道路建筑材料的强制性标准，如《公路沥 青路面施工技术规范》、《公路水泥混凝土路面施工技术 规范》等。
行业标准
交通运输部或相关行业组织制定的推荐性标准，如《公路 路基设计规范》、《公路桥梁设计规范》等。
企业标准
企业根据自身生产和技术条件制定的标准，一般高于国家 标准和行业标准，用于指导企业内部生产和质量控制。
满足强度要求，保证耐久性，经济合理
设计步骤
选择原材料，确定试配强度，计算水灰比，选定砂率，计算单位用水量，确定 外加剂掺量，试拌调整
水泥混凝土在道路工程中的应用
应用范围
路面、桥梁、隧道、涵洞等
施工方法
滑模摊铺、轨道摊铺、小型机具施工等
质量控制
原材料检验、配合比控制、拌合过程监控、运输与浇筑管理、养 护与成品保护等
道路建筑材料的质量控制方法
进场检验
对进场的建筑材料进行外观检查、质量证明文件核查和抽样检验， 确保材料符合设计要求和相关标准。
过程控制
在施工过程中，对建筑材料进行定期或不定期的抽样检验，确保材 料质量稳定可靠。
合格评定
对经过检验和验收的建筑材料进行合格评定，对不合格的材料进行退 货或降级使用处理。
砂石在道路工程中的应用
路基填筑
用做路基填料，可提高 路基的强度和稳定性。
路面基层
用做路面基层材料，可 提高路面的承载能力和
耐久性。
路面面层
用做路面面层材料，可 提高路面的抗滑性和耐
磨性。
排水设施
用做排水设施材料，如 边沟、截水沟等，可起
到排水和防护作用。
03 石灰与水泥
石灰的生产与性质
石灰的生产原料
道路建筑材料的质量控制标准
国家标准
国家制定的关于道路建筑材料的强制性标准，如《公路沥 青路面施工技术规范》、《公路水泥混凝土路面施工技术 规范》等。
行业标准
交通运输部或相关行业组织制定的推荐性标准，如《公路 路基设计规范》、《公路桥梁设计规范》等。
企业标准
企业根据自身生产和技术条件制定的标准，一般高于国家 标准和行业标准，用于指导企业内部生产和质量控制。
道路建筑材料教育课件
（二）化学组分：*采用‘溶解吸附’旳措施， 分离为化学性质相近和路用性质有一定联络旳 几种组，称之为组分。（马尔库松）——硅胶、 相同相溶（无极性）、有极性（不相溶）旳措 施分离。
1、三组分分析法： 油分、树脂、沥青质 蜡 油分：淡黄透明旳液体——流动性 树脂：红褐色粘稠半固体——塑性、粘结性 沥青质：深褐色固体粉末状微粒—— 温度稳定性 沥青质含量越高越好？
沥青材料旳粘－弹性现象
蠕变与应力松弛现象
蠕变——在应力保持不变 旳情况下，应变随时间增
长而增长旳现象
应力松弛——在保持应变不变 旳情况下，应力随时间旳增长 而逐渐减弱（衰减）旳现象
2）沥青旳劲度模量（弹粘区）
劲度模量：在一定旳荷载时间（t）和温度（T）条件下， 应力与总应变之比。是表达沥青粘性与弹性联合相应旳 指标。
软化点
脆点
试验：环与球法软化点
小结：软化点高，热稳性好；
沥青在软化点时旳粘度相当于针入度值800（1/10㎜），故计为软 化点是人为旳“等粘温度”
★ 针入度是等温粘度
★ 软化点是等粘温度
软化点测试示意图
固态 粘度变化 液态 硬化点 条件粘度 滴落点
T R&B(℃)
（三）延性和脆性（“8”字试模）
① 已知条件：不同温度下旳针入度（Pi、Ti）（2组以上）
或针入度与软化点 ② 计算措施 ➢ 计算A值→PI
PI 30 10 1 50A
➢ 查图
（3）当量软化点（T800）和当量脆点值（T1.2）
由logP=AT+K：
P＝800
T800
log800 K A
2.9031 K A
P＝1.2
T1.2
1、粘附机理
沥青－水－石料三相体系
1、三组分分析法： 油分、树脂、沥青质 蜡 油分：淡黄透明旳液体——流动性 树脂：红褐色粘稠半固体——塑性、粘结性 沥青质：深褐色固体粉末状微粒—— 温度稳定性 沥青质含量越高越好？
沥青材料旳粘－弹性现象
蠕变与应力松弛现象
蠕变——在应力保持不变 旳情况下，应变随时间增
长而增长旳现象
应力松弛——在保持应变不变 旳情况下，应力随时间旳增长 而逐渐减弱（衰减）旳现象
2）沥青旳劲度模量（弹粘区）
劲度模量：在一定旳荷载时间（t）和温度（T）条件下， 应力与总应变之比。是表达沥青粘性与弹性联合相应旳 指标。
软化点
脆点
试验：环与球法软化点
小结：软化点高，热稳性好；
沥青在软化点时旳粘度相当于针入度值800（1/10㎜），故计为软 化点是人为旳“等粘温度”
★ 针入度是等温粘度
★ 软化点是等粘温度
软化点测试示意图
固态 粘度变化 液态 硬化点 条件粘度 滴落点
T R&B(℃)
（三）延性和脆性（“8”字试模）
① 已知条件：不同温度下旳针入度（Pi、Ti）（2组以上）
或针入度与软化点 ② 计算措施 ➢ 计算A值→PI
PI 30 10 1 50A
➢ 查图
（3）当量软化点（T800）和当量脆点值（T1.2）
由logP=AT+K：
P＝800
T800
log800 K A
2.9031 K A
P＝1.2
T1.2
1、粘附机理
沥青－水－石料三相体系
道路建筑材料讲义ppt课件
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04
砂石类基层和底基层材料
Chapter
砂石类基层和底基层材料概述及特点
砂石类基层和底基层材料主要由碎石、砾石、砂等颗粒 状材料组成，广泛应用于道路工程中。
这类材料具有良好的透水性、承载能力和稳定性，能够 有效分散道路荷载，提高道路使用寿命。
砂石类基层和底基层材料还具有较强的抗冻性和抗干缩 性能，适用于各种气候条件下的道路建设。
包括马歇尔设计法、Superpave设计 法等，不同设计方法具有不同的特点 和适用范围。
沥青混合料设计方法
根据道路使用要求、材料性能和施工 工艺等因素，确定沥青混合料的配合 比和最佳沥青用量。
沥青及沥青混合料性能指标与评价方法
1 2 3
沥青性能指标
包括粘度、针入度、软化点、延度等，这些指标 用于评价沥青的基本性能和使用性能。
土的性能，提高施工效率。
设计方法
主要包括配合比设计、强度设计、耐久性设计等。其中，配合比设计是根据原材料的性 能和路面的使用要求，确定各组成材料之间的比例关系；强度设计是根据路面的使用要 求和交通量大小，确定混凝土的抗压、抗折强度等力学指标；耐久性设计则是考虑环境
因素对混凝土路面的影响，采取相应的措施提高路面的耐久性。
01 02 03 04
添加剂应用案例
在水泥混凝土路面中，添加减水 剂、引气剂等，改善混凝土的工 作性能和耐久性。
密封材料应用案例
在道路伸缩缝或接缝处，使用密 封胶或密封条等材料，防止水分 和杂物侵入，保证道路的平整度 和使用寿命。
06
土工合成材料在道路工程中应 用
Chapter
土工合成材料概述及分类
分类。
沥青物理性质
包括颜色、密度、粘度、软化点、 针入度等，这些性质反映了沥青的 基本特性和使用性能。
04
砂石类基层和底基层材料
Chapter
砂石类基层和底基层材料概述及特点
砂石类基层和底基层材料主要由碎石、砾石、砂等颗粒 状材料组成，广泛应用于道路工程中。
这类材料具有良好的透水性、承载能力和稳定性，能够 有效分散道路荷载，提高道路使用寿命。
砂石类基层和底基层材料还具有较强的抗冻性和抗干缩 性能，适用于各种气候条件下的道路建设。
包括马歇尔设计法、Superpave设计 法等，不同设计方法具有不同的特点 和适用范围。
沥青混合料设计方法
根据道路使用要求、材料性能和施工 工艺等因素，确定沥青混合料的配合 比和最佳沥青用量。
沥青及沥青混合料性能指标与评价方法
1 2 3
沥青性能指标
包括粘度、针入度、软化点、延度等，这些指标 用于评价沥青的基本性能和使用性能。
土的性能，提高施工效率。
设计方法
主要包括配合比设计、强度设计、耐久性设计等。其中，配合比设计是根据原材料的性 能和路面的使用要求，确定各组成材料之间的比例关系；强度设计是根据路面的使用要 求和交通量大小，确定混凝土的抗压、抗折强度等力学指标；耐久性设计则是考虑环境
因素对混凝土路面的影响，采取相应的措施提高路面的耐久性。
01 02 03 04
添加剂应用案例
在水泥混凝土路面中，添加减水 剂、引气剂等，改善混凝土的工 作性能和耐久性。
密封材料应用案例
在道路伸缩缝或接缝处，使用密 封胶或密封条等材料，防止水分 和杂物侵入，保证道路的平整度 和使用寿命。
06
土工合成材料在道路工程中应 用
Chapter
土工合成材料概述及分类
分类。
沥青物理性质
包括颜色、密度、粘度、软化点、 针入度等，这些性质反映了沥青的 基本特性和使用性能。
--道路桥梁工程概论第2章 道路建筑材料
❖ 法国1858年在巴黎用天然岩沥青修筑第一条地沥 青碎石路；
❖ 我国上海在20世纪20年代开始铺设沥青路面。
第一节 概述
建筑材料的发展经历了一个很长的历史时期，是随着 人类社会生产力的发展而发展的。
❖ 天然的土、石、竹、木是占人类的主要建筑材料。
❖ 人类能够用黏土烧制砖瓦、用岩石烧制石灰、石膏 之后，建筑构件进入了人工生产阶段。
❖ (2) 多功能复合材料 利用复合技术生产的多功能材料、特 殊性能材料及高性能材料，将对提高道路建筑物的使用功能、 经济性及加快施工速度等有着十分重要的作用。
❖ (3) 工业废渣再利用材料 充分利用工业废渣生产建筑材料， 以保护自然资源和生态环境。
❖ (4) 节能材料 研制和生产低能耗(包括材料生产能耗和建筑 使用能耗)的新型节能建筑材料，可以降低建筑材料和建筑 物的成本以及建筑物的使用能耗，充分节约能源。
二、道路建筑材料在公路工程中的作用
❖ 1．材料是路桥工程结构物的物质基础 道路建筑材料质量的好坏，配制是否合理及选用是否适当等， 都直接影响结构物的质量，其性质对结构物的使用起着决定 性的作用。道路工程结构物终年裸露于自然环境中，承受瞬 时、反复荷载的作用，道路工程材料的性能和质量对结构物 的使用性能和工程寿命有着极为重要的影响。 2．道路建筑材料的使用与道路工程的造价密切相关 路桥工程材料方面的费用约占总工程费用的40％～60％。 有些重要工程甚至达70％～80％。合理地选择和使用材 料，对节约工程投资、降低工程造价具有十分重要的意义。
第二章 道路建筑材料
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 道路工程中常用的原材料 无机混合料 有机混合料 其他道路工程材料
第二章 道路建筑材料
❖ 知识目标
❖ 我国上海在20世纪20年代开始铺设沥青路面。
第一节 概述
建筑材料的发展经历了一个很长的历史时期，是随着 人类社会生产力的发展而发展的。
❖ 天然的土、石、竹、木是占人类的主要建筑材料。
❖ 人类能够用黏土烧制砖瓦、用岩石烧制石灰、石膏 之后，建筑构件进入了人工生产阶段。
❖ (2) 多功能复合材料 利用复合技术生产的多功能材料、特 殊性能材料及高性能材料，将对提高道路建筑物的使用功能、 经济性及加快施工速度等有着十分重要的作用。
❖ (3) 工业废渣再利用材料 充分利用工业废渣生产建筑材料， 以保护自然资源和生态环境。
❖ (4) 节能材料 研制和生产低能耗(包括材料生产能耗和建筑 使用能耗)的新型节能建筑材料，可以降低建筑材料和建筑 物的成本以及建筑物的使用能耗，充分节约能源。
二、道路建筑材料在公路工程中的作用
❖ 1．材料是路桥工程结构物的物质基础 道路建筑材料质量的好坏，配制是否合理及选用是否适当等， 都直接影响结构物的质量，其性质对结构物的使用起着决定 性的作用。道路工程结构物终年裸露于自然环境中，承受瞬 时、反复荷载的作用，道路工程材料的性能和质量对结构物 的使用性能和工程寿命有着极为重要的影响。 2．道路建筑材料的使用与道路工程的造价密切相关 路桥工程材料方面的费用约占总工程费用的40％～60％。 有些重要工程甚至达70％～80％。合理地选择和使用材 料，对节约工程投资、降低工程造价具有十分重要的意义。
第二章 道路建筑材料
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 道路工程中常用的原材料 无机混合料 有机混合料 其他道路工程材料
第二章 道路建筑材料
❖ 知识目标
第1章道路建筑材料精品PPT课件
这类材料的性质具有明显的方向性，一般平行纤维方向的 强度较高，导热性较好。 ②层状结构：
具有叠合结构，它使用胶结料将不同的片状材料或具有各向异性的片 状材料胶合成整体，可显著提高材料的强度、硬度、绝热性或装饰性等 性质，扩大其使用范围。
③纹理结构：具有良好的装饰性 ④粒状结构：
分为密实颗粒和轻质多孔颗粒，前者因其致密、强度高，适合作承 重的混凝土集料；后者因其多孔结构，适合作绝热材料。 ⑤堆聚结构
表观密度是指干燥材料单位表观体积（含矿质实体既不吸水的闭口孔 隙在内的体积）所具有的质量，按下式计算：
' t
ms Vs Vn
式中：
' t
——材料的表观密度， g/cm 3
V n ——材料闭口孔隙的体积，
其他符号同上
cm3
表观密度的大小可间接反映才来噢的致密程度与孔隙多少。通常情况
下，同种材料的表观密度愈大，则抗压强度愈高，吸水率愈小，耐久性愈 强，导热性愈好。
第二节 材料的物理性质
一、基本物理性质
1、真实密度、表观密度、毛体积密度与堆积密度
质量
体积
空隙
开口孔隙 闭口孔隙
矿质实体
图1-1 散粒材料体积绝对密实状态下单位体积的质量称为材料的真实密度，用公
式表示为：
t
ms Vs
式中： t ——材料的真实密度， g/cm 3
m s ——材料在干燥状态下实体的质量，g
（3）毛体积密度（俗称容重）
材料在自然状态下单位体积（包括矿质实体、闭口孔隙和开口空孔隙 在内的体积）的质量称为材料的毛体积密度，按下式计算：
●玻璃体的三种学术观点： ①无规则网络结构学术 ②微晶子学术 ③近程有序、远程无序学术
●玻璃体强度低于晶体 （3）胶体 ●定义：物质以极细小的质点分散在介质中所形成的结构。 ●胶体具有较强的黏结力。
具有叠合结构，它使用胶结料将不同的片状材料或具有各向异性的片 状材料胶合成整体，可显著提高材料的强度、硬度、绝热性或装饰性等 性质，扩大其使用范围。
③纹理结构：具有良好的装饰性 ④粒状结构：
分为密实颗粒和轻质多孔颗粒，前者因其致密、强度高，适合作承 重的混凝土集料；后者因其多孔结构，适合作绝热材料。 ⑤堆聚结构
表观密度是指干燥材料单位表观体积（含矿质实体既不吸水的闭口孔 隙在内的体积）所具有的质量，按下式计算：
' t
ms Vs Vn
式中：
' t
——材料的表观密度， g/cm 3
V n ——材料闭口孔隙的体积，
其他符号同上
cm3
表观密度的大小可间接反映才来噢的致密程度与孔隙多少。通常情况
下，同种材料的表观密度愈大，则抗压强度愈高，吸水率愈小，耐久性愈 强，导热性愈好。
第二节 材料的物理性质
一、基本物理性质
1、真实密度、表观密度、毛体积密度与堆积密度
质量
体积
空隙
开口孔隙 闭口孔隙
矿质实体
图1-1 散粒材料体积绝对密实状态下单位体积的质量称为材料的真实密度，用公
式表示为：
t
ms Vs
式中： t ——材料的真实密度， g/cm 3
m s ——材料在干燥状态下实体的质量，g
（3）毛体积密度（俗称容重）
材料在自然状态下单位体积（包括矿质实体、闭口孔隙和开口空孔隙 在内的体积）的质量称为材料的毛体积密度，按下式计算：
●玻璃体的三种学术观点： ①无规则网络结构学术 ②微晶子学术 ③近程有序、远程无序学术
●玻璃体强度低于晶体 （3）胶体 ●定义：物质以极细小的质点分散在介质中所形成的结构。 ●胶体具有较强的黏结力。
道路建筑材料ppt课件
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
▪ 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
ai
mi 100 M
▪ （3〕通过百分率
A i a1a2ai
▪
pi 100Ai
;
振筛机
;
▪ 3、粗度
M xA 2.5A 1.25 A 1 0.63 0 A A 0.5 3 01 5A 0.16 5A 5
2)吸水性：指石料在规定条件下吸水的能力。 (1)吸水率：20℃E2℃和大气压状态下，吸水质量的百分率。
(2)饱水率：20W0Ex 20mC2m，1m真1空1条00件下，吸水质量的百分率
饱水系数当 srW>9x0%m时2，m1抗m1冻性10较0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。
Qa
mo m1 m0
100
• 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
道路建筑材料
课 题:道路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
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
▪ 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
ai
mi 100 M
▪ （3〕通过百分率
A i a1a2ai
▪
pi 100Ai
;
振筛机
;
▪ 3、粗度
M xA 2.5A 1.25 A 1 0.63 0 A A 0.5 3 01 5A 0.16 5A 5
2)吸水性：指石料在规定条件下吸水的能力。 (1)吸水率：20℃E2℃和大气压状态下，吸水质量的百分率。
(2)饱水率：20W0Ex 20mC2m，1m真1空1条00件下，吸水质量的百分率
饱水系数当 srW>9x0%m时2，m1抗m1冻性10较0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。
Qa
mo m1 m0
100
• 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
道路建筑材料
课 题:道路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
《道路建筑材料全部》课件
道路建筑材料的健康与安全
1
安全措施
介绍道路建筑材料使用过程中的安全
危险评估
2
注意事项和防护措施。
了解各种道路建筑材料可能带来的潜
在危险，并提出预防措施。
3
应急响应
讨论应对道路建筑材料事故和应急状 况的应急计划。
道路建筑材料的成本分析
建设成本
分析道路建筑材料的成本结构和预算规划。
维护成本
探讨道路建筑材料的维护成本和相关修复策略。
监督和检查
掌握道路建筑材料的监督和 检查方法，以确保施工质量。
道路建筑材料的运输和储存
1 有效运输
2 储存需求
3 环境影响
了解道路建筑材料的运 输最佳路建筑材料的正 确储存方法，以延长其 使用寿命。
讨论道路建筑材料运输 和储存对环境的影响， 提出可行的改进方法。
可持续性成本
考虑道路建筑材料的环境影响和其对可持续发展的经济影响。
道路建筑材料的未来趋势
1 创新材料
展望未来道路建筑材料的创新发展，如高性能材料和可再生材料。
2 数字化技术
探索数字化技术在道路建筑材料领域的应用，如智能监测和自动化施工。
3 可持续建设
讨论道路建筑材料行业朝着可持续性方向发展的趋势和挑战。
回收材料
介绍回收材料在道路建筑中的 应用，降低环境影响。
粉煤灰
深入了解粉煤灰作为替代材料 在道路建筑中的用途和好处。
土工材料
了解土工材料在道路建筑中的 功能和使用方法。
道路建筑材料的质量控制
性能测试
详细介绍对道路建筑材料进 行的常见性能测试，以确保 其质量。
质量标准
了解道路建筑材料的相关质 量标准和认证机构。
《道路建筑材料》PPT课件_OK
高
四种矿物组成的特征：见右表
二、常用水泥的技术标准及强度指标
三、合格、不合格、废品的评定
废品：凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项 不符合标准规定时，均为废品。
不合格：凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任一项 不符合标准规定或混合材料掺加量超过最大限量和强 度低于商品强度等级的指标时为不合格品。水泥包装 标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号 不全的也属于不合格品
在水泥混凝土中，细集料是指粒径小于5mm的天然砂、人工砂。
9
重要的定义：
• 天然砂natural sand 由自然风化、水流搬运和分选、堆积形成的粒径小于 4.75mm的岩石颗粒，但不包括软岩石、风化岩石的颗粒。
• 人工砂manufactured sand 经除土处理的 机制砂、混合砂的统称。
• 机制砂：由机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩 石颗粒，但不包括软岩石、风化岩石的颗粒。
3、生产 两磨一烧
C3S
4、化学成分和矿物组成
A：化学成分 主要是由石灰质原料来的氧化钙（CaO） 反应
快
和氧粘化土铁质（原Fe料2O来3）的氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）、 B：水泥熟料中的主要矿物组成
速度 释热量
大
C铁主a铝O要酸·有四S硅i钙O酸2（三简4钙CC2a（SO)、3·C铝aAO酸l2O·三3钙·SiO（F2e3简2OCCa3O简3S)C·、4AA硅Fl2)酸O3二简钙C（3A2)、 强度
矿渣水泥
火山灰水泥
粉煤灰水泥
P．S
P．P
P．F
硅酸盐熟料，掺 硅酸盐熟料，掺 硅酸盐熟料，掺
20%~70%粒化 20%~50%火山 加20~40% 粉煤
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（1）石灰的化学组成：生产石灰的主要原料是以碳酸 钙为主要成分的天然岩石，如石灰石、白云石、白垩、 贝壳等。 （2）石灰的消化与硬化过程 1）块状石灰与水相遇，即迅速水化、崩解成高度 分散的氢氧化钙细粒，并放出大量的热。这个过程称 为石灰的消化 2）消石灰浆在使用过程中，因游离水分逐渐蒸发， 或被基面吸收，浆体中的氢氧化钙溶液过饱和二结晶 析出，产生强度结晶，并具有胶结性。
经磨细后得到的水硬性胶凝材料，又名矾土水泥。 （1）、技术指标 外观：黄色或黄褐色，密度：.3.0～3.2g/cm3；
细度：80µm筛余小于10％；
凝结时间：出凝>40min，终凝<10h; （2）、主要特性 主要用于紧急抢修和要求早期强度高的特殊工程，缺 点 是后期强度倒缩，导致抗冻、抗渗、耐腐蚀性能降低。
道路建筑材料· 水泥
8.硅酸盐水泥的凝结和硬化
水泥加入适量水调成水泥浆后，经过一段时间因本身物
理变化会逐渐变稠，失去塑性，这一过程称为初凝，开
始具有强度称为终凝。
由初凝到终凝的过程称为水泥的凝结，终凝以后强度逐
渐提高，并形成人造石，这称“硬化”。
道路建筑材料· 水泥
9.硅酸盐水泥的技术指标与技术标准 （1）细度（Fineness）：水泥颗粒粗细的程度。
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道路建筑材料· 水泥
3.大坝水泥：
工程特点：水泥混凝土浇注方量大、使用寿命长、安全性 要求高，要求尽量降低浇注混凝土时的水泥水化热，对耐 久性能的要求超过了对强度的考虑。 因此硅酸三钙以及铝酸三钙含量低，硅酸二钙含量要求高。
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道路建筑材料· 水泥
第四节
石灰
道路建筑材料· 水泥
1.石灰的化学组成及其特性
测试方法 1、筛析法 ：大于0.080mm水泥颗粒质量小于10％； 2、比表面积法：勃氏透气法测试，硅酸盐水泥该指标应 大于300m2/Kg。 （2）标准稠度 ：为使水泥凝结时间以及体积安定性等多 种性质具有可比性，必须采用标准稠度的水泥净浆。 测试方法:以试锥测入深度为28±2mm时的净浆为“标准 净 浆”，此时用水量为标准用量水量。
道路建筑材料· 水泥
2.掺混合材料的水泥品种及其技术特性
（1）掺混合材料的水泥品种 1)矿渣水泥 2）火山灰质水泥 3）粉煤灰水泥 （2）掺混合材料硅酸盐水泥的凝结硬化特性 1）活性混合材料的凝结硬化原理 2）混合材料对水泥性质的影响 ①水化速度慢②化学稳定性高③水化热低 ④抗冻性差
道路建筑材料· 水泥
道路建筑材料· 水泥
（3）凝结时间（setting time）：水泥从加水时刻起，
到失去塑性经过的时间称为初凝，当获得强度经过的时间 称之为终凝。 意义:对水泥砼施工有重要的意义，初凝时间太短，将影响 砼拌和料的运输浇灌，终凝时间过长，则影响砼工程的工 程进度。（标准GB175-2007）规定：硅酸盐水泥初凝时间 不得早于45mm，终凝时间不得迟于390mm。
道路建筑材料· 水泥
6.熟料的矿物组成 3CaO.SiO2 2CaO.SiO2 3CaO.Al2O3 （简写） （简写） （简写） C 3S C 2S C 3A
4CaO.Al2O3.Fe2O3
（简写）
C4AF
道路建筑材料· 水泥
7.硅酸盐水泥矿物组成与反应特性
矿物组成 与水反应速度 水化热 早期 后期 耐化学侵蚀 干缩性 大致含量 C3S 中 中 良 良 中 中 35~65 C2S 慢 低 差 优 良 小 10~40 C3A 快 高 良 中 差 大 0~15 C4AF 中 中 良 中 优 小 5~15
第三节
其他水泥
道路建筑材料· 水泥
1.道路水泥
（1） 指标差异
（2） 组成差异
C3A含量<5%; C4AF含量>16.0%.
MgO含量<5%; SO3含量<3.5%; 烧失量<3.0%; 游离CaO含量介于1.0～1.8%; 碱含量<0.6%;
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道路建筑材料· 水泥
2.高铝水泥：以铝酸钙为主，氧化铝含量50％的熟料，
道路建筑材料· 水泥
课后习题
4-1什么是水硬性胶结材料？什么时气硬性胶结材料？ 4-2硅酸盐水泥熟料是由哪些矿物组成的？它们对水泥的技术性质（如硬 度、水化反应速度和水化热）有何影响？ 4-3什么是水泥混合材料？掺加混合材料的硅酸盐水泥应具有什么技术性 质？ 4-4道路硅酸盐水泥在矿物组成上有什么特点？在技术性质方面有什么特 殊要求？ 4-5评价水泥性能的主要技术指标有哪几项？各自反映水泥什么性质？ 4-6硅酸盐水泥的强度等级是如何确定的？ 4-7为什么同等强度等级的水泥要分为普通型和早强型两种型号？道路路 面选用水泥时，应优先选用哪种型号的水泥，为什么？ 4-8什么是水泥的合格品，不合格品和废品？ 4-9高铝水泥在矿物组成和技术特性上与硅酸盐水泥的主要差异是什么？
（4）安定性（soundness）：表征水泥硬化后体积变
化均匀性的物理性能指标称为水泥的体积安定性。
主要影响因素：MgO、SO3含量。
测试方法：沸煮法（试饼法、雷氏夹法——SO3），压蒸法 （GB750）——MgO
道路建筑材料· 水泥
（5）强度（strength）：国际上采用砂浆法作为水泥强
度的标准检验方法。
道路建筑材料· 水泥
2.石灰的技术性质
（1）石灰的化学品质 （2）石灰的物理性质 ①未消化残渣含量 ②细度 ③游离水含量
道路建筑材料· 水泥
本章小节
本章重点介绍了硅酸盐水泥的以及其他品种水泥的基本 概念、发展历史、优缺点、以及发展趋势。
通过对各种水泥的矿物组成及其水化反应特点，技术指
标及标准的介绍，要求学生掌握各种水泥的技术性质。
第四章 水泥与石灰
主要内容：
1 2 3 4 5 硅酸盐水泥 掺混合料的硅酸盐水泥 其他水泥 石灰
小结与习题
道路建筑材料· 水泥
第一节
硅酸盐水泥
道路建筑材料· 水泥
1.基本概念
水泥是一种多级分的人造矿物粉料，与水拌和后成为塑性 胶体，即能在空气中硬化，也能在水中硬化，并能将砂石 等材料结合成具有一定强度的整体，水泥是水硬性胶凝材 料，常用的水泥主要有： 硅酸盐水泥 P 普通硅酸盐水泥 P.O 矿渣硅酸盐水泥 P.S 火山灰质硅酸盐水泥 P.P 粉煤灰硅酸盐水泥 P.F 特种水泥（道路水泥、高铝水泥、膨胀水泥等）
缺 点：
1、自重大 2、刚度大，变形小
高的强度及稳定性
料源广泛
经济性好 工艺简单
3、收缩及裂缝现象
4、污染环境（温室效应）
返回:
道路建筑材料· 水泥
4.发展趋势
生产技术已经日臻完善； 降低成本，减少对环境的污染，如利用工业 废渣(冶金矿渣、粉煤灰等)；
特种水泥(特殊地区)的使用。
生产工艺返回Fra bibliotek道路建筑材料· 水泥
2.发展历史
1824y, JHON.ASPDIN 硅酸盐水泥 五大水泥 特种水泥
国内水泥发展简介
中国国内 水泥产量
1950年代 300万T
1980年代， 1.0亿T
1985年， 2.0亿T
1995年， 4.5亿T
1996年， 4.9亿t
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道路建筑材料· 水泥
3.水泥的优缺点 优 点：
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道路建筑材料· 水泥
5.生产工艺概述 （1）生料的配制
主要原料是 石灰质原拌 粘土质原拌 与 提供CaO 石灰石 提供SiO 2 , Al2O3 , Fe2O3 黄土, 粘土等提供
（2）煅烧
温度介于500~1450℃，在1300~1450℃时是煅烧关键，必 须要有足够的时间，否则将影响水泥的数量性质。 煅烧后形成的水泥熟料迅速冷却即为水泥塑料块再与石 膏（3%）共同磨细就形成硅酸盐水泥。
道路建筑材料· 水泥
第二节
掺混合材料的硅酸盐 水泥
道路建筑材料· 水泥
1.水泥混合材料及其特性
（1）非活性混合材料：可以提高水泥产量、调节水泥 标号、降低水化热和改善新拌混凝土和易性。 （2）活性混合材料：1）粒化高炉矿渣；2）火山灰质 混合材料；3）粉煤灰 磨细活性混合材料雨水泥或石灰拌和在一起，加 水后即能在水中硬化又能在空气中硬化。
10.新、旧测试方法的对比
旧标准（GB） 新标准(ISO)
方 法 对比面 水泥胶砂比
水灰比 压力机 强度处理
1350：540 （1:2.5） 0.44、0.46 300kN,2%精度， 5.4kN/s 去掉最小最大值 后取均值
1350：450(3 : 1) 0.5 200kN,1%精度， 2.5kN/s 0.9~1.1均值为允 许偏差范围，一个 特例
（6）旧标准（GB177-85）：以1:2.5的水泥和标准砂，
按规定的水灰比（0.44或0.46）制成4×4×16cm3的标准 试件。标准养护条件下规定龄期（3d、28d）时，测其抗 压和抗折强度，按国家标准规定的最低强度值确定其所 属标号。水泥标号以28d抗压强度值（MPa）和10命名标 号。
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经磨细后得到的水硬性胶凝材料，又名矾土水泥。 （1）、技术指标 外观：黄色或黄褐色，密度：.3.0～3.2g/cm3；
细度：80µm筛余小于10％；
凝结时间：出凝>40min，终凝<10h; （2）、主要特性 主要用于紧急抢修和要求早期强度高的特殊工程，缺 点 是后期强度倒缩，导致抗冻、抗渗、耐腐蚀性能降低。
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8.硅酸盐水泥的凝结和硬化
水泥加入适量水调成水泥浆后，经过一段时间因本身物
理变化会逐渐变稠，失去塑性，这一过程称为初凝，开
始具有强度称为终凝。
由初凝到终凝的过程称为水泥的凝结，终凝以后强度逐
渐提高，并形成人造石，这称“硬化”。
道路建筑材料· 水泥
9.硅酸盐水泥的技术指标与技术标准 （1）细度（Fineness）：水泥颗粒粗细的程度。
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道路建筑材料· 水泥
3.大坝水泥：
工程特点：水泥混凝土浇注方量大、使用寿命长、安全性 要求高，要求尽量降低浇注混凝土时的水泥水化热，对耐 久性能的要求超过了对强度的考虑。 因此硅酸三钙以及铝酸三钙含量低，硅酸二钙含量要求高。
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第四节
石灰
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1.石灰的化学组成及其特性
测试方法 1、筛析法 ：大于0.080mm水泥颗粒质量小于10％； 2、比表面积法：勃氏透气法测试，硅酸盐水泥该指标应 大于300m2/Kg。 （2）标准稠度 ：为使水泥凝结时间以及体积安定性等多 种性质具有可比性，必须采用标准稠度的水泥净浆。 测试方法:以试锥测入深度为28±2mm时的净浆为“标准 净 浆”，此时用水量为标准用量水量。
道路建筑材料· 水泥
2.掺混合材料的水泥品种及其技术特性
（1）掺混合材料的水泥品种 1)矿渣水泥 2）火山灰质水泥 3）粉煤灰水泥 （2）掺混合材料硅酸盐水泥的凝结硬化特性 1）活性混合材料的凝结硬化原理 2）混合材料对水泥性质的影响 ①水化速度慢②化学稳定性高③水化热低 ④抗冻性差
道路建筑材料· 水泥
道路建筑材料· 水泥
（3）凝结时间（setting time）：水泥从加水时刻起，
到失去塑性经过的时间称为初凝，当获得强度经过的时间 称之为终凝。 意义:对水泥砼施工有重要的意义，初凝时间太短，将影响 砼拌和料的运输浇灌，终凝时间过长，则影响砼工程的工 程进度。（标准GB175-2007）规定：硅酸盐水泥初凝时间 不得早于45mm，终凝时间不得迟于390mm。
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6.熟料的矿物组成 3CaO.SiO2 2CaO.SiO2 3CaO.Al2O3 （简写） （简写） （简写） C 3S C 2S C 3A
4CaO.Al2O3.Fe2O3
（简写）
C4AF
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7.硅酸盐水泥矿物组成与反应特性
矿物组成 与水反应速度 水化热 早期 后期 耐化学侵蚀 干缩性 大致含量 C3S 中 中 良 良 中 中 35~65 C2S 慢 低 差 优 良 小 10~40 C3A 快 高 良 中 差 大 0~15 C4AF 中 中 良 中 优 小 5~15
第三节
其他水泥
道路建筑材料· 水泥
1.道路水泥
（1） 指标差异
（2） 组成差异
C3A含量<5%; C4AF含量>16.0%.
MgO含量<5%; SO3含量<3.5%; 烧失量<3.0%; 游离CaO含量介于1.0～1.8%; 碱含量<0.6%;
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2.高铝水泥：以铝酸钙为主，氧化铝含量50％的熟料，
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课后习题
4-1什么是水硬性胶结材料？什么时气硬性胶结材料？ 4-2硅酸盐水泥熟料是由哪些矿物组成的？它们对水泥的技术性质（如硬 度、水化反应速度和水化热）有何影响？ 4-3什么是水泥混合材料？掺加混合材料的硅酸盐水泥应具有什么技术性 质？ 4-4道路硅酸盐水泥在矿物组成上有什么特点？在技术性质方面有什么特 殊要求？ 4-5评价水泥性能的主要技术指标有哪几项？各自反映水泥什么性质？ 4-6硅酸盐水泥的强度等级是如何确定的？ 4-7为什么同等强度等级的水泥要分为普通型和早强型两种型号？道路路 面选用水泥时，应优先选用哪种型号的水泥，为什么？ 4-8什么是水泥的合格品，不合格品和废品？ 4-9高铝水泥在矿物组成和技术特性上与硅酸盐水泥的主要差异是什么？
（4）安定性（soundness）：表征水泥硬化后体积变
化均匀性的物理性能指标称为水泥的体积安定性。
主要影响因素：MgO、SO3含量。
测试方法：沸煮法（试饼法、雷氏夹法——SO3），压蒸法 （GB750）——MgO
道路建筑材料· 水泥
（5）强度（strength）：国际上采用砂浆法作为水泥强
度的标准检验方法。
道路建筑材料· 水泥
2.石灰的技术性质
（1）石灰的化学品质 （2）石灰的物理性质 ①未消化残渣含量 ②细度 ③游离水含量
道路建筑材料· 水泥
本章小节
本章重点介绍了硅酸盐水泥的以及其他品种水泥的基本 概念、发展历史、优缺点、以及发展趋势。
通过对各种水泥的矿物组成及其水化反应特点，技术指
标及标准的介绍，要求学生掌握各种水泥的技术性质。
第四章 水泥与石灰
主要内容：
1 2 3 4 5 硅酸盐水泥 掺混合料的硅酸盐水泥 其他水泥 石灰
小结与习题
道路建筑材料· 水泥
第一节
硅酸盐水泥
道路建筑材料· 水泥
1.基本概念
水泥是一种多级分的人造矿物粉料，与水拌和后成为塑性 胶体，即能在空气中硬化，也能在水中硬化，并能将砂石 等材料结合成具有一定强度的整体，水泥是水硬性胶凝材 料，常用的水泥主要有： 硅酸盐水泥 P 普通硅酸盐水泥 P.O 矿渣硅酸盐水泥 P.S 火山灰质硅酸盐水泥 P.P 粉煤灰硅酸盐水泥 P.F 特种水泥（道路水泥、高铝水泥、膨胀水泥等）
缺 点：
1、自重大 2、刚度大，变形小
高的强度及稳定性
料源广泛
经济性好 工艺简单
3、收缩及裂缝现象
4、污染环境（温室效应）
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4.发展趋势
生产技术已经日臻完善； 降低成本，减少对环境的污染，如利用工业 废渣(冶金矿渣、粉煤灰等)；
特种水泥(特殊地区)的使用。
生产工艺返回Fra bibliotek道路建筑材料· 水泥
2.发展历史
1824y, JHON.ASPDIN 硅酸盐水泥 五大水泥 特种水泥
国内水泥发展简介
中国国内 水泥产量
1950年代 300万T
1980年代， 1.0亿T
1985年， 2.0亿T
1995年， 4.5亿T
1996年， 4.9亿t
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3.水泥的优缺点 优 点：
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5.生产工艺概述 （1）生料的配制
主要原料是 石灰质原拌 粘土质原拌 与 提供CaO 石灰石 提供SiO 2 , Al2O3 , Fe2O3 黄土, 粘土等提供
（2）煅烧
温度介于500~1450℃，在1300~1450℃时是煅烧关键，必 须要有足够的时间，否则将影响水泥的数量性质。 煅烧后形成的水泥熟料迅速冷却即为水泥塑料块再与石 膏（3%）共同磨细就形成硅酸盐水泥。
道路建筑材料· 水泥
第二节
掺混合材料的硅酸盐 水泥
道路建筑材料· 水泥
1.水泥混合材料及其特性
（1）非活性混合材料：可以提高水泥产量、调节水泥 标号、降低水化热和改善新拌混凝土和易性。 （2）活性混合材料：1）粒化高炉矿渣；2）火山灰质 混合材料；3）粉煤灰 磨细活性混合材料雨水泥或石灰拌和在一起，加 水后即能在水中硬化又能在空气中硬化。
10.新、旧测试方法的对比
旧标准（GB） 新标准(ISO)
方 法 对比面 水泥胶砂比
水灰比 压力机 强度处理
1350：540 （1:2.5） 0.44、0.46 300kN,2%精度， 5.4kN/s 去掉最小最大值 后取均值
1350：450(3 : 1) 0.5 200kN,1%精度， 2.5kN/s 0.9~1.1均值为允 许偏差范围，一个 特例
（6）旧标准（GB177-85）：以1:2.5的水泥和标准砂，
按规定的水灰比（0.44或0.46）制成4×4×16cm3的标准 试件。标准养护条件下规定龄期（3d、28d）时，测其抗 压和抗折强度，按国家标准规定的最低强度值确定其所 属标号。水泥标号以28d抗压强度值（MPa）和10命名标 号。
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