道路建筑材料复习整理.docx

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道路用料：自上而下 面层（强度刚度稳定性表面特性 沥青混合料，混凝土，粒料块料）基层（强度刚度扩散应力 结合料稳定类材料，砾石碎石，贫混凝土）垫层（水稳性 碎石砾石，结合料稳定类材料）桥梁用料 结构（刚才，水泥混凝土，钢筋混凝土） 桥面铺装（沥青混合料 防水材料）材料检测：实验室模拟结构物、实验室原材料、现场足尺 技术标准：国、行、地方、企业。砂石材料：石料和集料。造岩矿物：一定化学成分与结构特征的化合物或单质 岩石由一种或多种矿物组成。常见矿物 石英（，坚硬稳定）长石（ 的铝硅酸盐类 强度稳定性比石英高，易风化为高岭土）方解石（结晶碳酸钙，强度中等）白云石（结晶碳酸钙镁复盐，强度中等） 角闪石，辉石，橄榄石结晶的铁镁硅酸盐，强度高，坚固耐久韧性大） 黄铁矿（结晶二硫化铁，有害杂质）矿料化学成分：氧化硅、氧化钙、氧化铁、氧化铝、氧化镁、氧化锰、三氧化硫。岩石分类：岩浆岩/火成岩（喷出岩（玄武岩），深成岩（密度大，抗压抗冻，吸水少，花岗岩正长岩辉长岩）火山岩（轻混凝土，保温建筑材料，水泥））、沉积岩（颗粒、胶结，胶结物有碳酸钙氧化硅氧化铁黏土，层理，各向异性，性质同深成岩反，石灰岩页岩砂岩）、变质岩（高温高压再结晶，性质与原岩，变质条件，程度有关）常用岩石：花岗岩玄武岩（多孔杏仁状，喷出岩，硬度高）辉长岩，石灰岩（方解石，散粒、多孔、致密构造，硅质石灰岩强度高）砂岩（硅质，钙质，铁质，黏土胶结）石英岩（硅质砂岩变质，硬度极大）片麻岩（花岗岩变质，抗冻差） 岩石矿物主要化学组成 氧化硅 氧化钙 氧化铁 氧化铝 氧化镁 氧化锰 三氧化硫 岩石性质：二氧化硅含量<52%、52%-65%、>65%为酸性集料（硅质亲水，沥青粘结差）、中型集料、碱性集料（钙质岩石亲水差）。岩石物理性质：密=/（密度瓶法）。毛体积密度（矿质实体，孔隙体积）（排水法）=+)（开口孔隙）。表观密度 =Ms/(Vs+Vn) 孔隙率n=+）/+)=（1-）/m间接反映孔隙与致密程度。吸水性：吸水率（常温常压）饱和吸水率（真空抽气）吸水性可判别岩石裂隙发育，抗冻抗风化。抗压强度（饱水立方体或圆柱体502mm受岩石矿物组成、结构构造、空隙构造、含水状态影响和实验条件影响，试件尺寸小，杆端摩擦应力分布不均 圆柱体抗压高）耐久性：抗冻性试验法（反复冻结融化不破坏，强度不降低）质量损失率（）和冻融系数（冻融后前饱水抗压强度之比）吸水率与饱和吸水率之比为饱水系数，越大抗冻越差。坚固性试验法饱和硫酸钠浸泡烘干，5次循环 质量损失率。集料来源：天然砂，砾石、卵石；碎石、人工砂（机制砂 混合砂）、石屑（粗细集料2.36沥青4.75水泥）石料分级1最坚强2坚强3中等强度4较软 集料密度：表观密度=Ms/(Vs+Vn)；表干密度 计算质量包括开口孔隙戏水的质量 体积同石料毛体积密度 =(Vs+Vn+Vi)；堆积密度（自然堆积状态、振实密度，捣实密度） Ms/(Vs+Vn+Vi+Vv) Vv集料间空隙体积。空隙率n=（1-100是堆积密度或紧装密度 集料形状（蛋圆形，棱角形，针状，片状）片状粒径比 表面特征（细集料利用空隙率法U=1-松装密度/毛体积密度 或流动时间法评定）含泥量 指粒径小于0.075的颗粒（泥和矿粉）含量 甲基蓝MB 越小矿粉细砂越多；泥块含量粗/细集料中原始尺寸大于4.75/1.18经水浸洗手捏后小于2.36/0.6的颗粒含量。压碎值 抵抗压碎能力 压碎后筛余质量的百分率 磨耗率（隔板式试验法亦是洛杉矶法）粗集料抵抗摩擦冲击的性能 磨耗后通过1.7mm筛的质量与原质量之比 磨光值 抗磨光能力 模拟汽车轮胎做旋转摩擦运动，值越大，抗滑性能越好 冲击值 抗冲击荷载 冲击后过2.36筛质量与原质量之比 磨耗值 抵抗车轮摩擦能力 道瑞磨耗试验：固结成试件;安装于道瑞磨耗机，测定试件磨耗前后的质量，计算集料磨耗值，其值越小越好。高炉矿渣 酸性氧化物（ ）碱性氧化物（CaO MgO MnO BaO）中性氧化物 硫化物（CaS MnS FeS）CaO 多则活性高，淬水处理活性高 碱性系数= （CaO+ MgO）/（）质量系数K=（CaO+ MgO+）/（）值大活性高。钢渣碱度M= CaO /() 矿渣力学性质分散性较大 化学稳定性 游离CaO消解膨胀 铁和锰分解安定性不良。级配 各种粒径颗粒的搭配比例 与颗粒间内摩擦力关系密切 标准套筛（70 63 53 37.5 31.5 26.5 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075） 级配参数分级筛余百分率ai 累计筛余百分率Ai 通过百分率pi 细度模数：Mf=（A2.36+A1.18+A0.6+A0.3+A0.15-5A4.75）/(100-A4.75) 粗砂3.7-3.1 中砂3.0-2.3 细砂2.2-1.6 级配曲线 横坐标对数坐标，纵坐标通过百分率 折线！！ 连续级配 空隙率随粗集料增多而变大 间断级配发挥粗集料骨架作用，易离析。追求空隙小，总表面积小，紧密多级挤嵌。泰波公式P=d/Dn次方 n=0.5富勒最大密度；0.3-0.7之间；最大理论密度曲线级配指数n=0.45

沥青材料 黑色或暗黑色 半固体或粘稠状物 完全溶于C， 天然沥青（湖，岩 海底）焦油沥青（有机物炭化 煤焦油，木焦油）石油沥青 分类 蒸馏沥青（ 常压塔底残渣 延度 粘附性，高温稳定性好，耐老化）；氧化沥青（ 适宜于低标号沥青或渣油 提高软化点，降低针入度，温感性降低）溶剂沥青（适用于石蜡基原油，蒸馏不完全，不能氧化饱和烃 分理处饱和烃芳香烃的脱沥青油 得到含胶质沥青质的浓缩物 高温稳定性和低温抗裂好）调和沥青（饱和分13-31，芳香分32-60胶质19-39沥青质6-15 蜡含量小于3，一般以软硬沥青调和）。粘稠沥青 液体沥青 用途：道路，建筑，水工，防腐 原油分类 石蜡基 环烷基 中间基原油 前两种适合生产沥青（延度流变性高低温性能抗老化结合力强） （沥青质+胶质）/石蜡 不适合产沥青（0.51.5）一般普通沥青 优质沥青 H/C适合生产道路沥青 沥青H/C（1.4-1.6） 沥青生产工艺 蒸馏 氧化 溶剂脱（C3-C5轻质烃），调和。沥青组分分离 溶解度和吸附性差异 吸附法（三组分） 色谱法（四组分） 沥青质At（不溶正庚烷溶于苯 黑棕色固体 极性强，分子量极大 ，芳香物流变性影响很大 沥青质 硬针入度小软化点高粘度较大。降低温感性；低温抗裂性降低） 胶质R（溶正庚烷 深棕色固体半固体 极性强 很好粘附力 决定沥青的胶体结构类型 提高粘附性与延度）芳香烃Ar（深棕色粘稠液体 很强的溶解能力非极性碳链） 饱和分S （粘稠状草白色油类 非极性 使胶质沥青质软化稳定自愈性和低温抗裂性好 但温感性和高温稳定性较差，粘度 软化点下降） 蜡（有害物质 粘度延度下降 温感性变大，抗裂性变差 高温熔化低温结晶）沥青的胶体结构：沥青质胶团核心 胶质吸附在沥青质表面 饱和分和芳香烃作为介质 溶胶型沥青：沥青质的含量<10% 分子量不大 饱和分和芳香烃的溶解能力比较强 高度分散 胶团可自由流动 感温性高 凝胶型沥青：沥青质含量大25-30 粘弹性 较好温度稳定性 三维网状结构 溶-凝胶型沥青：介于前二者之间 常采用针入度指数、容积度法 凝絮比-稀释度法评价胶体结构类型 沥青密度：0.97-1.04（1.06+8.5At-7.2R-8.7Ar-1.6S）硫、芳香族、沥青质含量高密度大 蜡分高则密度小 体膨胀系数越大沥青路面泛油、产生裂缝 A=（-）/T1-T2) 介电常数与抗滑阻力有关，越大分子极性越大 粘滞性：外力作用下沥青粒子产生相对位移的抵抗剪切变形能力 动力粘度=/ (剪变率) 运动粘度 v=/ (密度)表观粘度 沥青粘度测定方法 毛细管法—运动粘度136度 流经规定体积所需时间 真空减压毛细管法—测定动力粘度 真空 60C流经规定体积所需时间关联抗车辙能力 布洛克菲尔德法 沥青标准粘度试验 表观粘度 扭矩读数乘参数 ：标准黏度计 规定温度下 流经规定直径 50ml 所需时间 以表示 针入度 规定温度 规定质量标准针（100g） 规定时间（5s） 贯入深度 0.1mm为单位针入度值 愈大表示沥青软化点越高，沥青的温度稳定性越好 软化点条件粘度的温度（滴落点和硬化点间隔的87.21%） 环与球法测定。延性 承受塑性变形的能力，内聚力的度量 沥青流变性，胶体结构，化学组分有关（含蜡，胶体不均匀） 脆性 脆点 低温不引起破坏的温度 弯曲梁流变试验 模拟施工热老化 5年使用期 蠕变劲度模量<300MPa入编曲线斜率不小于0.3（越大 沥青开裂可能性越小）蠕动劲度太大 脆性易开裂 直接拉伸试验 拉断时的荷载与变形 感温性 粘度随温度变化 针入度指数lgP=AT+K PI=30/(1+50a)-10 (PI介于-1020) A针入度—温度感应性系数 PI<-2温度敏感性强 溶胶PI>2耐久性差 凝胶 -2~+2溶凝胶 选—1 1适合路面 当量软化点T800=(lg800-k)/A 当量脆点 T1.2=（lg1.2-k）/A 针入度-温度指数 PP1越小 感温性越小稳定性越好 针入度-粘度指数PVN能表征沥青高于软化点的感温性 越大感温性越差 粘附性：集料性质（酸碱性，纹理，空隙率等）水分交通荷载 润湿角小于90 粒径大于13.2使用水煮法 3min剥落情况 粒径小于13.2水浸法80℃的水浸泡30Min;按沥青剥落面积百分率评价粘附性 耐久性：外界条件下逐渐改变其胶体结构、理化性质或机械性质的不可逆变化称为老化。影响因素：温度与氧化作用（主要是温度，短时间可逆）、光和水作用（紫外线 水催化剂）、自然硬化（分子重新定位）、渗流硬化（油分渗流） 沥青烘箱加热试验 Φ140、h9.5器皿、50g试样；3.2mm厚的沥青膜和空气接触面大。163℃、5.5r/min 5% 质量损失 针入度变化 旋转薄膜烘箱加热试验比较接近沥青混合料的实际拌和情况， 163℃的热空气下老化75Min 质量损失（%） 针入度比（%） 粘度（250C、150C）压力老化试验相当于5年使用情况，而前两个实验模拟热拌老化 沥青粘弹性 高温粘性 低温弹性 蠕变：应力不变应变随时间增加 松弛：应变不变应力随时间减少 劲度模量：沥青应力应变之比 与温度，荷载作用时间有关 表示粘性和弹性和效应 动态剪切流变试验 测定复数剪切模量（重复剪切时总阻力包括弹性和粘性）和相位角（可恢复和不可恢复相对指标）沥青分级 针入度分级（25度 50 70 90 110 130重交通分类）。粘度分类（60度）性能分级液体沥青分级AL（R）快凝AL（M）中凝AL（S）慢凝 每等级按黏度分5个等级 改性沥青 一般可提高高温稳定性而低温性能，抗水损疲劳开裂效果不同（提高高温抗变形，低温开裂 粘附性 抗老化）加入橡胶，树脂或其他填料 轻度氧化加工 改善性能。； 树脂类：高温稳定性好，不能改善低温性能 橡胶类：改善低温性能和粘结性能 热塑性弹性体：温度稳定性 ，降低温度敏感性，耐老化，耐疲劳。 常用SBS,PE/EVA/SBR SBS高低温性能老化疲劳性能优异 离析试验：冷却过程中离析（上浮，结皮） 沥青弹性恢复试验：弹性恢复能力 自愈性 沥青粘韧性试验：橡胶类 黏性和韧性 侧力延度试验 记录拉力变形曲线 改性沥青分类：依据聚合物类型分为ⅠⅡ Ⅲ类，每类又分为ABCD四个等级针入度依次减小 生产工艺：直接混溶法，母料法，胶乳法 乳化沥青：以微滴状态分散于含有乳化剂稳定剂的水中形成水包油的沥青乳液 较软沥青，水，乳化剂（表面活性物质） 稳定剂（无机盐类，高分子化合物 氯化钙，氯化铵，淀粉）优点冷态施工节能环保 流动性好，工作性和粘附性好 施工受季节影响少

沥青混合料 矿料和沥青结合料总称 组成：细集料、粗集料、矿粉、沥青、外加剂（良好力学性质，路用性质，机械化施工，分期修建再生利用）高温稳定性和低温抗裂性不足 分类：组成结构—连续级配、半开级配（粗集料细集料，少填料）开级配（粗集料，少细集料填料）间断级配。按公称最大粒径分：特粗式>37.5 粗粒式26.5或31.5 中粒式16或19、细粒式9.5或13.2、砂粒式 4.75 按制造工艺分：热拌热铺沥青混合料（沥青150-170矿料170-190强度高，路用性能好）。冷拌冷铺沥青混合料 （成型时间长，强度不高，低等级）热拌冷铺（路面修补）温拌沥青（与热拌沥青有相同的路用性能和施工和易性） 结构分为：悬浮密实结构（连续级配 沥青用量较多密实度大，水稳定性好低温抗裂和耐久性好 粘聚力较高，内摩擦力较小，受沥青影响较强，高温稳定性偏差）、骨架空隙结构（连续开级配，细集料少，沥青用量较少粘聚力C较低，内摩擦φ较大，高温稳定性较好，但低温抗裂性和耐久性较差）、骨架密实结构（间断密级配，沥青用量适中同时具有良好的粘聚力C和内摩擦力φ）强度：摩尔库伦圆 强度影响因素：矿质混合料（岩石种类，级配组成，颗粒形状，表面特征 连续密级配（矿料与沥青粘结力和沥青内聚力）骨架性（嵌锁力，沥青内聚力）骨架密实结构（嵌锁力，沥青与石料粘结力，强度高）粒径变大，嵌锁力和内摩擦角变大） 化学吸附作用（结构沥青，自由沥青，碱性集料吸附强） 矿料比面和沥青用量（导致结构沥青比例不同，使用矿粉，增大结构沥青比例 矿粉不能少沥青不能多（沥青膜变厚）沥青不能少矿粉不能多（沥青膜不能完全裹附，不能压实） 综上：挤嵌密实的矿料骨架，高粘度沥青结合料，适当的沥青用量，产生化学吸附的矿料。环境温度和荷载作用有关（车站交叉口破坏快）沥青混合料的性质：高温稳定性（马歇尔实验：稳定度MS最大破坏荷载KN，流值FL是达到最大破坏荷载时试件的垂直变形mm。车辙实验（42+ -1次/min）：产生1mm’车辙变形所需要行走的次数 动稳定度DS；三轴试验（初期压密，剪切流动，剪切失稳，蠕变劲度模量，动态模量，回弹模量，相位角，变形与荷载作用时间关系） 影响因素：（60%嵌锁作用，40%沥青粘结作用，尤其要注意沥青用量） 低温抗裂性（1，预估沥青开裂温度：开裂温度越低低温抗裂性越好。2，低温蠕变实验：低温下变形能力和松弛能力，蠕变速率越大，越好；。3，低温弯曲实验（—10C+0.5C50mm/min）；弯拉应变越大低温柔韧性越好抗裂性越好，以低温弯曲试验为准 。影响因素：低温劲度模量，针入度越大，温度敏感性越低的沥青低温劲度越小抗裂能力越强，密级配低温抗拉强度高于开级配，开级配松弛能力大，与级配无显著关系）疲劳特性：矩形梁四点弯曲疲劳试验（控制应变，控制应力 前者更接近实际 影响因素：应力控制（劲度大好）应力控制模式（劲度小好）组成材料（沥青种类，用量，空隙率，矿料类型，级配类型及混合料空隙率）空隙率大都不好，实验条件 。耐久性（抗老化性-空隙率，环境因素，细粒密级配，增加沥青用量；水稳定性-水煮发，静态水浸法.浸水前后马歇尔稳定度比值.车辙深度比值.劈裂强度比值和抗压强度比值的。冻融劈裂试验：水损害前后劈裂破坏的强度比 粘附性，空隙率，沥青膜厚度不能太薄，适度压实） 抗滑性：坚硬耐磨材料多为酸性石料 与矿料表面构造深度，颗粒形状与尺寸，抗磨光性有关系，粗糙坚硬耐磨抗冲击性好磨光值大的碎石或破碎砾石集料，沥青含量，含蜡低。 施工和易性：分布均匀，裹附完整，压密 影响因素 矿料级配和沥青用量（粗集料易离析，沥青多粘结成块，沥青少矿粉多疏松不易压实），施工温度和搅拌时间 热拌沥青混合料 气候分区：30年内最热平均值一级区划分三个区，30最冷二级区划分四个区，年降雨量的平均值三级区划分4个区，数字越小影响越严重 组成材料的要求：选择沥青根据气候条件.沥青混合料类型.道路等级.交通性质.路面类型.施工方法及当地使用经验经技术论证后确定 粗集料：洁净干燥粗糙接近立方体，无风化杂质 碎石，破碎砾石，筛选砾石、矿渣 按公称粒径S6-S14 9个等级。细集料洁净干燥粗糙无风化杂质S15S16两个等级（天然砂，机制砂或石屑 石屑强度较机制砂低）砂当量60%要求 填料：憎水性石料的矿粉，回收尘土用量<25%可采用干燥的磨细的生石灰粉，消石灰粉，水泥作为填料 配合设计标准：体积特征参数：沥青混合料密度： 理论最大密度：毛体积密度： 空隙率 间隙率： 饱和度 配合比设计的三个阶段：目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、生产配合比验证 密度测定：吸水率<0.5%的密实型混合沥青料采用水中重法测定；较密实的沥青混合料采用表干法；吸水率>2%的沥青混合料沥青碎石混合料采用蜡封法；空隙率较大的沥青碎石混合料采用体积法 最佳沥青用量（OCA）：水泥和石灰石土建工程中使用较为广泛的无机胶凝材料，经物理化学过程，能产生强度和胶凝能力，将沙石等散装材料胶结成整体，或将构件结合成整体

硅酸盐水泥：水硬性无机胶凝材料。分类：硅酸盐水泥，铝酸盐水泥，硫铝酸盐水泥，铁酸盐水泥。通用水泥，专用水泥，特性水泥。 通用硅酸盐水泥分类：硅酸盐水泥（P·I 熟料石膏P·II 0.95.熟料石膏5%粒化高炉矿渣或石灰石）普通硅酸盐水泥（P·O5%—20%的活性材料）矿渣硅酸盐水泥（P·S·A20%—50%矿渣，P·S·B50%—70%矿渣）火山灰质硅酸盐水泥（P·P20%—40%火山灰）粉煤灰硅酸盐水泥（P·F%—40%粉煤灰）复合硅酸盐水泥（P·C20—50%活性材料）原料石灰质原料（CaO）粘土质类原料（，及少量）少量矿化物，如萤石，石膏3% 生料制备：干法 磨成生料粉 湿法 磨成生料浆 烧制 立窑（规模小 干法）窑筒体卧置（干湿法 规模大）干法比湿法节能，不蒸发。但生料流动差，熟料不均匀。干燥脱水，碳酸盐分解，固相反应 熟料 硅酸三钙（50%无色晶体 A矿早期强度高，抗水性差含量过高会使Ca变多安定性不良、硅酸二钙（B矿： 20%，早期强度作用小，后期强度起主要作用。抗化学侵蚀较高，干缩性较小）、铝酸三钙（15%，早期强度高，但绝对直小，干缩变形大，抗硫酸盐侵蚀性差）、铁铝酸四钙（后期强度有利。抗折强度与抗冲击强度起重要作用，耐化学侵蚀性好，干缩性小C矿）这四种矿物占95%以上，其中C3S和C2S含量占75%左右，C3A和C4AF含量约22%，少量游离氧化钙和方镁石结晶等含碱矿物 。技术特性比较（水化速度3142水化热3142早期强度1342后期强度1243干缩性3142抗化学腐蚀4213（1234硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙，排序 大到小 后两种强度绝对值一直较低）石膏：为迟凝剂，用于水泥的一般是二水石膏或无水石膏（硬石膏）控制C3A的水化反应速度。掺量主要取决于C3A的含量，掺量过少，不能合理调节凝结时间，掺量过会引起水泥体积安定性不良。活性混合材料：本身不具备水硬性与水泥或石灰拌合后具有水硬性 粒化高炉矿渣（硅铝酸盐 多空，钙，硅，铝，镁，铁的氧化物 活性由质量系数表征不小于1.2）火山灰质材料（硅 铝氧化物，少量钙，镁，铁氧化物）粉煤灰（火山灰质混合材料活性取决于硅铝铁钙氧化物含量）非活性混合材料（不符合要求的活性材料，石灰石，砂岩）硬化过程 硅酸三钙、二钙（遇水生成水化硅酸钙C—S—H和碱石灰）铝酸三钙（遇水或碱石灰生成水化铝酸钙 后水化铝酸钙与石膏生成三硫型水化硫铝酸钙即钙矾石Aft 石膏耗尽后钙矾石与水化铝酸钙反应生成单硫型水化硫铝酸钙AFm）铁铝酸四钙（生成三硫型水化硫铁铝酸钙和单硫型水化硫铁铝酸钙）C—S—H成纤维凝胶与其他晶体组成絮凝结构 石膏缓凝 与水化铝酸钙生成钙矾石水化薄膜 只有氢氧化钙固相和硅酸二钙存在才能形成胶体尺寸的钙矾石从而缓凝 硬化水泥石的腐蚀：一些侵蚀性液体或气体却能引起水泥石强度的降低，结构的破坏，氢氧化钙溶失：溶析性侵蚀：溶解并带走 镁盐侵蚀：生成松软且胶凝性较低的氢氧化镁。碳酸侵蚀：密度和强度降低，碱度降低，水化硅酸钙和水化铝酸钙分解。硫酸盐侵蚀：生成钙矾石膨胀2.5倍 侵蚀的防止：水泥含有氢氧化钙水化铝酸钙，空隙通道外界侵蚀性介质易于侵入。措施：根合理选用水泥品种；提高密实程度，降低的孔隙率。混合材料硅酸盐水泥的凝结硬化特性。水化氢氧化钙与石膏分别作为矿渣的碱性激发剂和硫酸盐激发剂，与矿渣的SiO2和活性的Al2O3生成不定型水化硅酸钙，水化硫铝酸钙等产物，这种反应成为火山灰反应。与硅酸盐水泥相比，矿渣水泥化合物的碱度较低，氢氧化钙含量较少。水化硅酸钙和钙凡石是主要成分，凝胶结构更为致密。石膏既要调节凝结时间，又要硅酸盐激发剂，石灰掺量比普通硅酸盐水泥多。混合材料对水泥性质的影响：水化速度慢，早起强度低，后期强度发展将超过同标号硅酸盐水泥，火山灰反应对温度敏感，宜蒸汽养护，化学稳定性高，抗腐蚀（氢氧化钙少），水化热低，适应大体积水泥；抗冻性差，低温火山灰反应停止。标准，凡氧化镁，三氧化硫初凝时间安定性指标中任何一项不符合规定的水泥，均为废品。掺混合材料水泥的适用性：1.矿渣硅酸盐水泥 凝结速度慢，早期强度低，蒸汽养护加快硬化 不适早期强度要求工程，也不适宜用于无加热保温措施的低温条件下施工的工程。有较高化学稳定性，水化热低适合大体积工程，耐热性极强，适合受热构件，需水量大，保水性差，成型大量泌水，干缩性大，抗冻性抗掺性等不及普通水泥。2.火山灰质硅酸盐水泥：强度增长同上，水中及地下混凝土工程，不宜在干燥高温地区，又水化热较低，适宜大体积工程。3.粉煤灰硅酸盐水泥：凝结硬化同火山灰质水泥。呈球状颗粒，表面致密，内比表面积较小，不易水化，粉煤灰活性发挥在后期，吸水性弱，标准稠度用水量较小，干缩性小，因早期干缩引起的裂纹少，适用范围同上，更实用于大体积水工建筑及水中结构和海港工程。硅酸盐水泥技术性质：物理性质指标：细度：粗细程度或水泥分散度，对水泥的水化硬度速度，水泥需水量，和易性，放热速率和强度都有影响。细度越大，凝结速度越快，早期强度越高，但收缩率大，磨粉耗能。筛析法和比表面积法检测。８０微米筛余量不大于１０％或45微米筛余不大于30%，比表面积法以每千克水泥的表面积表示水泥细度大于300。凝结时间：初凝时间 45min针自由沉入标准稠度水泥净浆时间底板4mm+-1mm 终凝时间390min试针沉入0.5mm，且环形附件表面不能在时间表面留下痕迹时的稠度。初凝时间不宜过短，终凝时间不宜过长。 受水泥品种和水泥浆体含水量 一般比标准时间长得多。还受环境温度影响，温度高，水化反应速度加快，凝结时间缩短。强度：矿物组成的细度水灰比，试件制作方法，养护条件和时间有关。4cm*4cm*16cm标准试件。标准条件（20+-1摄氏度，相对湿度不小于90%或水中）下养护，达到规定龄期（3d，28d），测其抗折强度和抗压强度。 硅酸盐水泥的强度等级分为：42.5,42.5R，52.5,52.5R,62.5,62.5R。 普通硅酸盐水泥分为： 42.5,42.5R,52.5,52.5R. 根据3d强度分为普通型和早强型（R型）标准稠度：水泥净浆对标准试杆的沉入具有一定的阻力时的稠度。沉入水泥净浆，距底板６ｍｍ±１ｍｍ为标准稠度净浆，其拌合用水为该水泥标准稠度用水量，按水泥质量百分比计，以试推法为代用法。 安定性，不均匀体积变化的性能指标。主要原因是在水泥熟料中游离氧化钙或氧化镁含量过高，或由于石膏掺量过多而导致的水泥中三氧化硫含量偏高。水泥的化学品质指标：有害成分含量：氧化镁（氢氧化镁膨胀），三氧化硫，或碱含量过高（碱—集料反应与反应生成物遇水膨胀 碱含量按Na2O+0.658K2O计算）；不溶物：粘土和二氧化硅； 凡初凝时间，安定性，强度和化学品质指标中任一项不符合标准规定，为不合格品。硅酸盐水泥的特性和适用性：凝结硬化速度快，耐冻性和耐磨性好，适用于早期强度要求高，凝结速度快，冬季施工及严寒地区遭反复冻融工程，主要用于重要结构的高强度混凝土和预应力混凝土工程。含量中有较多氢氧化钙，抗淡水侵蚀的抗化学侵蚀较差，不宜用于常与淡水接触工程及有水压工程，不宜耐热要求高工程，更不能用作耐热混凝土。因水化热较大不宜用于大体积混凝土结构 道路硅酸盐水泥道路硅酸盐水泥熟料，0~10%活性混合材料与适量石膏。具备特性是高抗折强度，低干缩性和高耐磨性（），高铁低铝的特点。化学品质要求；含少量过烧游离氧化钙，其水化性低，体积膨胀，产生不均匀体积变化。三氧化硫，氧化镁，及碱也是有害成分。物理力学性质要求：干缩性，降低混凝土整体性，易腐蚀 影响因素：水泥矿物成分和水泥细度，C3A干缩性最大，加快体积收缩，C4AF收缩量最小，其抗裂性也最好。增加C4AF减少C3A含量，一般，抗压强度提高，密度增大，表面硬度提高，耐磨性提高 强度：分32.5 425，525，三个标号。耐磨性，细度，凝结时间安定性等 技术标准：凡氧化镁，三氧化硫，初凝时间和安定性任一项不合要求为废品 凡比表面积，终凝时间，烧失量，干缩率，磨损量任一项不合要求为不合格品。应用 含有偏高的C3S和C4AF及较低的C3A，提高水泥强度特别是抗折强度。耐磨性好，干缩性好，抗冲击好，抗冻性和抗硫酸盐性较好的特点，减少水泥混凝土裂缝和磨损病害，减少工程维修，延长使用年限。适用于道路路面，机场跑道，城市广场铺面等工程 铝酸盐水泥 熟料以铝酸钙为主 CA 主要原料为石灰石和矾土 反应过程受温度影响大，温度越高，生成物强度越低 正常温度生成物是亚稳晶体，最终转变为硬度低的稳定晶体，同时析水收缩，孔隙增大 应用于紧急抢修工程早期强度要求高的工程，寒冷地区工程，抗硫酸盐，不抗碱。不适用于永久工程，预应力混凝土和大体积工程 快硬水泥 抢修冬季施工，注意防潮，硬化时要养湿保护 膨胀水泥 钙矾石和氢氧化钙膨胀 抗渗好，气密性好，适宜于工作压力高的管道 石灰 气硬性无机胶和材料 组成 碳酸钙 900-1300煅烧 块状石灰石 生石灰粉 消石灰粉（氢氧化钙） 按氧化镁含量分为钙质石灰 镁质石灰 石灰消化 放热大，体积膨胀1-1.25倍 欠火石灰（碳酸钙） 过火石灰（氧化钙）继续消化，体积安定性不良 块状石灰磨成粉状提高过火石灰利用率，克服其安定性不良 硬化 结晶强度 外部碳酸钙，内部氢氧化钙 化学性质 有效成分氧化钙，氧化镁 二氧化碳反应欠火石灰数量 石灰质量要求 未消化残渣含量 吸毒 游离水含量 用途 建筑砂浆 抹面灰浆 石灰稳定土，石灰工业废渣稳定土用于基层或垫层 不适宜于湿度大地区 石灰遇水溃散

水泥混凝土水泥，水与粗、细集料适量外加剂、掺合料或其他改性材料 水泥凝胶填充作用，集料骨架和密实作用特点：①工艺简单适用性强②与钢筋有良好的握裹力，与钢筋有着基本相同的线性膨胀系数③抗压强度高i，耐久性好④改变组成材料品种和比例可以制得具有不同物理性质的混凝土。优点：强度高，刚度大，寿命长，能承受重型车作用，缺点：自重大，抗拉强度低，韧性低，抗冲击能力差（可以通过配置钢筋，掺加纤维材料改善）。技术性质：和易性：又称为工作性，易于施工操作并获得质量均匀、成型密实的性能。包括流动性（流动，并均匀密实的填满模板）捣实性（易于振捣密实，排除所有被夹带空气）粘聚性（组成材料之间存在一定粘聚力，不致分层离析）保水性（一定保水能力，不致严重的泌水象） 测定方法：1、坍落度试验 适宜于粒径不大于40mm坍落度不小于10 越大则混凝土流动性越大；用捣棒一侧轻轻敲击，若渐渐下沉，则粘聚性良好；保水性以水泥浆析出程度表示。2、VB稠度试验（坍落度小于10mm时使用）水泥浆布满圆盘似的时间 VB稠度值越大流动性越小，适用于最大公称粒径不大于31.5，VB稠度在5-30S之间的混凝土（改进的VB稠度试验增加8700g配重砝码，增加下沉量表征压实度）3、捣实因数试验，部分捣实混凝土密度与充分捣实混凝土密度的比值为捣实因数，适用于不宜做坍落度试验的干硬性混凝土拌合物，集料最大粒径不超过40mm，普通混凝土捣实因数0.8-0.92，影响因素：1,单位体积用水量，实际上决定水泥浆数量 流动性随着增大而增大，过小则粘聚性差，离析崩塌，成型不密实 ，过多粘聚性和保水性恶化，可能导致收缩裂缝，分层流浆 使强度和耐久性降低；，此外水泥用量随之增加不经济（固定用水定则：当集料不变时，若水泥增减量不超过50-100kg/m3，坍落度大致不变）2、水灰比，实际上是水泥浆稠度变化 小则水泥浆稠度大，流动性小，过小不能保证密实成型，过大流动性增加可能导致粘聚性和保水性变差，超过极限值则泌水，离析，强度和耐久性降低。3、砂率，过小减弱润滑作用，降低流动性，影响保水性和粘聚性，易产生离析和流浆；增大流动性增大，过大水泥浆数量相对减少，流动性降低（应采用最佳砂率）4，水泥品种和细度，水泥细度增加时其比表面积增加，流动性降低，但可以改善粘聚性，减轻泌水和离析，除石膏外，水泥矿料组成无影响5、集料 和易性与最大粒径，级配，颗粒形状和表面粗糙程度有关，给定水泥用量和集料用量时比表面积随最大粒径减小而降低，而最大粒径较大时，流动性较大，集料中针片状颗粒较少，圆形颗粒较多级配好时，同样水泥浆数量下流动性较大，保水性粘聚性较好，集料表面粗糙增加摩擦力，降低流动性。6、外加剂，主要是减水剂和引气剂。7.环境因素，温度升高是水泥硬化速度加快，水分蒸发增加坍落度减小，同样，风速和湿度通过影响水分的蒸发速度8 ,时间，流动性随时间延长而降低 和易性分为T1-T4四个等级 影响混凝土的主要因素，破坏形式：集料和水泥石粘接界面破坏，最常见：水泥石破坏，集料自身破坏 ①水泥强度和水灰比，水泥品种一定，较大的水灰比易形成气孔，减少抵抗载荷的有效断面，水灰比定制，表面水泥强度和水灰比是影响混凝土强度的主要因素（注意公式）水灰比过小成型不密实 ②集料特性，混凝土受力时在粗集料与砂浆界面产生拉应力和剪应力，一般集料的强度比水泥石的强度高，针片状颗粒增加混凝土孔隙率，降低其强度。碎石流动性差但粘结较好，强度较高，球形颗粒流动性好，粘结性较差，可减少用水量。集料形状，表面构造及洁净程度对拉弯强度的影响大于抗拉压强度的影响。集料最大粒径过大，减小与水泥浆接触的总面积，界面强度降低，降低对弯拉强度的影响大于对抗压强度的影响。连续级配优点是混凝土密实，工作性优良且不易离析，间断级配所需水泥量可少些，易离析。砂含较多粗砂并以适当中砂及少量细沙填充空隙，孔隙率及总表面积较小，水泥浆用量少，提高密实性和强度。③养护温度，较高时增大水化速度，早期强度较高，不均匀水化，低的养护温度，水化缓慢，后期强度提高，过低时水化反应停止，混凝土强度不再发展或已获得的强度损失。④养护湿度，湿度不足，水化反应不能正常进行甚至停止，水泥石结构疏松，形成干缩裂缝，影响耐久性。⑤龄期 在对数坐标上呈线性关系。（其它影响因素：外加剂、养护方式、施工方法等）混凝土强度的质量评定：方法（已知标准差的统计方法，未知标准差的方法，非统计方法）评定（百分率P） 硬化混凝土的变形特性： 弹性变形 弹性模量：应力与应变的比值（初始切线弹性模量，切线弹性模量，割线弹性模量）很大程度取决于粗集料的弹性模量，随其强度的提高而增加，不成线性关系。徐变变形（瞬间变形，徐变变形，残留下来的变形称为永久变形）集料体积越大，徐变变形越小，应考虑徐变变形造成预应力钢筋拉力损失。温度变形，内部水化放热使温度升高，体积膨胀，外部随气温降低而冷却收缩，产生的拉应力，需要设置接缝。干燥收缩变形（内部水分蒸发体积变化）主要由于水泥石的干缩造成，需水量大的水泥干缩性大，细度较大的水泥干缩性大。水泥用量多或用水量大时混凝土收缩性大。混凝土浇筑越密实收缩量越小，限制水泥用量，保证一定的集料用量，减少水灰比，充分捣实混凝土，加强混凝土早起养护。
硬化水泥混凝土的耐久性：对液体或气体的渗透抵抗能力 s2/4/6/8/10/12，环境因素:淡水溶出，硫酸盐化学侵蚀，二氧化碳，氧气，及氯气导致钢筋锈蚀，碱集料反应混凝土开裂等。2抗冻性：D10/D15/25/50/100/200/250/300表示能承受反复冻融循环次数10等 冻融循环过程降低混凝土的强度，密实度，和弹性模量。3抗化学侵蚀性：淡水，海水，酸碱。抗冻性是耐久性的主要因素（总结前3：抗冻性，抗渗性，抗化学腐蚀性与混凝土的密实程度有关。采用减水剂降低水灰比提高混凝土密实度；加强养护，杜绝施工缺陷；防止由于离析，泌水而在混凝土内形成空隙通道。采用外部保护措施。）耐磨性 强度等级，水泥品种，集料硬度有关 细集料有较大影响。普通水泥混凝土的组成设计；性能要求：混凝土拌合物具有与施工条件相适应的和易性；硬化后混凝土应满足设计强度等级和耐久性的要求。一：组成材料的技术要求：1水泥品种和强度等级，2粗集料（具有稳定的物理性能和化学性能，不与水泥发生有害反应）强度与坚固性有害物质（粘土，淤泥，硫化物，硫化盐，有机质）进行碱活性检验最大粒径与颗粒形状与级配（集料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋间最小净距的3/4，对于混凝土实心板，集料的最大粒径不宜超过板厚1/3，且不得超过40mm）3细集料，应采用级配良好，质地坚硬，颗粒洁净的河砂或海砂，也可以使用符合要求的山砂和机制砂。压碎值和坚固性级配与细度模数有害杂质。4拌合用水，包括饮用水，清洁的天然水，地下水，海水，及经适当处理后的工业废水，不得含有影响水泥正常凝结于硬化的有害杂质。如果该水制成试件的28d抗压强度不低于洁净水制成试件强度的90%,则该水可用于拌制混凝土。5外加剂与掺合料：外加剂是在混凝土拌和前或拌和时掺入，掺量不得超过水泥质量的5%，并能按照某些要求改善混凝土性能的物质。拌和料在混凝土中的作用是改善混凝土拌合物的施工和易性，降低混凝土水化热，调节凝结时间等。普通水泥混凝土的配合比设计：1、配合比设计指标（施工和易性，配置强度，耐久性）2、混凝土初步配合比（配置强度，水灰比并校核，单位用水{干硬性和塑性混凝土，流动性和大流动性混凝土}，砂率，计算单位水泥用量并校核）3、混凝土配合比试样，调整和确定：基准配合比，设计配合比（强度试件的制作，和易性检测，设计配合比的的确定，混凝土组成材料用量的调整）4、施工配合比。 混凝土外加剂与掺合剂 一、外加剂：1、外加剂类型：无机化合物类(无机电解质)，有机化合物类（某些有机物及其复盐，表面活性剂）2、常见外加剂：⑴减水剂，水泥与水拌合后由于水泥颗粒之间的分子引力作用，形成絮凝结构，包裹了许多结合水，降低了混凝土拌合物的流动性，适用于现浇或预制混凝土，钢筋混凝土或者预应力混凝土，高效胶水机宜用于0℃以上施工的大流动性混凝土，高强混凝土和蒸养混凝土。⑵引气剂，掺入混凝土拌合物后，经搅拌能在混凝土拌合物中引入大量分布均匀的微小气泡，中断毛细管以改善其工作性。多用于水工混凝土，以及抗冻，防渗，抗硫酸盐混凝土，泌水严重的混凝土，贫混凝土，轻集料混凝土，对饰面有要求的混凝土，但不宜用于蒸养及预应力混凝土。⑶混凝剂，能延缓混凝土凝结时间，并对其后期强度无影响的外加剂。当缓凝剂吸附于水泥颗粒表面后，所形成的单分子吸附膜层阻碍并抑制了水分进一步渗入水泥内部，使水泥初期水化速度变慢，另一方面，缓凝剂中大都含有糖分，吸附于水泥后，使水泥颗粒表面的水化物膜大大增厚，使水泥颗粒间的凝聚力小于其分散作用力，从而使水泥水化延缓产生缓凝。适用于大体积混凝土，炎热季节施工的混凝土以及需长距离运输的混凝土。⑷早强剂，指能明显提高混凝土早期强度对后期强度无不利影响的外加剂。是水泥浆液体中的固相比例增大，促使水泥凝结硬化，有助于水泥石结构的形成。适用于蒸养混凝土，常温，低温和负温条件下施工的有遭抢或防冻要求的混凝土，但不宜独用于5℃以下的施工，且有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。