第1章道路建筑材料精品PPT课件
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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。
道路建筑材料1石灰46页PPT
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
Байду номын сангаас
道路建筑材料1石灰
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
Байду номын сангаас
道路建筑材料1石灰
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
第一章_石料与集料
第二节 集料
2010~2011学年上 20918231班
《道路建筑材料》
第一章 石料与集料
（3）粗集料骨架间隙率 骨架间隙率通常指4.75mm 以上粗集料在捣实状态下颗粒间空隙体积的百分含量。
粗集料骨架间隙率的大小用于确定混合料中细集料和结合料的数量，并评价集料的骨 架结构。
第二节 集料
2010~2011学年上 20918231班
一般来说，石料的饱水系数为0.5～0.8。饱水系数越大，说明常压下吸水后留余的空 间有限，岩石越容易被冻胀破坏，因而岩石的抗冻性就差。
第一节 石料
2010~2011学年上 20918231班
《道路建筑材料》
第一章 石料与集料
3．抗冻性
抗冻性是指石料在饱水状态下,能够经受反复冻结和融化而不破坏,并不严重降低强度 的能力。抗冻性试验是指试件在浸水条件下，经多次冻结与融化作用后测定试件的质量损 失以及单轴饱水抗压强度的变化。岩石的抗冻性用两个直接指标表示，一个为冻融系数， 另一个为质量损失率。
第二节 集料
2010~2011学年上 20918231班
《道路建筑材料》
1．物理常数
一、集料的物理性质
（1）密度
集料是矿质颗粒的散状混合物，不仅包括矿物及 矿物间的开口孔隙和闭口孔隙，还包括矿质颗粒间的空 隙。集料的体积和质量的关系如图所示。
第一章 石料与集料
①表观密度、毛体积密度、表干密度
与石料相应密度在概念上相同，仅在实际的密度测 定方法上有所区别。
针片状颗粒的定义：最大长度与厚度之比大于3的颗粒。
（2）集料表面特征指集料的粗糙程度和孔隙特征。表面粗糙的集料颗粒有较显著的 摩阻力，同时也会影响集料的施工和易性；粗糙且有吸收水泥浆和沥青轻组分的孔隙特征 的集料与结合料的粘结能力较强。
111道路建筑材料,ppt精品
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
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 1.2 5A 1 0.6 3 0 A A 0.5 3 01 5 A 0.1 65A 5
2、力学性质 1）单轴抗压强度
R P A
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。
①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 Q磨 测定过2mm或1.6mm(方筛)的筛余质量
• ③累计筛余百分率
mo
100
Ai a1a2ai
碎石标准筛
• •
④通过百分率 3)坚固性
pi 100Ai
• 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、抗滑表层三项指 标
• 1）粗集料压碎值
• ①沥青路面：取试样：粒径13.2mm—16mm； 质 量 3kg；在
（2）石料的技术要求 1、路用石料的技术分级：分4级 Ⅰ级——最坚硬的岩石 Ⅱ级——坚硬的岩石 Ⅲ级——中等坚硬的岩石 Ⅳ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
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
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 1.2 5A 1 0.6 3 0 A A 0.5 3 01 5 A 0.1 65A 5
2、力学性质 1）单轴抗压强度
R P A
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。
①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 Q磨 测定过2mm或1.6mm(方筛)的筛余质量
• ③累计筛余百分率
mo
100
Ai a1a2ai
碎石标准筛
• •
④通过百分率 3)坚固性
pi 100Ai
• 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、抗滑表层三项指 标
• 1）粗集料压碎值
• ①沥青路面：取试样：粒径13.2mm—16mm； 质 量 3kg；在
（2）石料的技术要求 1、路用石料的技术分级：分4级 Ⅰ级——最坚硬的岩石 Ⅱ级——坚硬的岩石 Ⅲ级——中等坚硬的岩石 Ⅳ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
精品课件道路建筑材料
道路建筑材料
主讲：
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道路建筑材料
水泥
思考：
什么叫水泥? 水泥有些什么技术要求? 水泥混凝土水路泥面品种如何选择? 拉法基水泥厂一角
拉法基水泥厂一角
拉法基水泥厂一角
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道路建筑材料
内容提要及知识要点
本章重点阐述了硅酸盐水泥熟料的矿 物组成、凝结硬化机理和技术性质。同时 也简要介绍了掺混合料的硅酸盐水泥和其 他品种水泥。
2.非活性混合材料 在常温条件下，不能与Ca(OH)2或水泥发生水化反应的混合材料称为非活 性混合材料。非活性混合材料不参与水泥的水化反应，仅起到提高产 量、降低成本、调整水泥强度等级、降低水化热和改善新拌混凝土和易 性的作用，所以也称为填充性混合材料。磨细的石灰石、石英砂、粘 土、慢冷矿渣及各种废渣都属于非活性混合材料。
C3S
C2S
C3 A C4 AF
上一成矿物的性质
2.2.1 C3S
水泥中主要矿物组成，含量通常为50﹪左右，对硅酸盐水泥影响大。
水化速度较快，水化热高，早期强度大。
2.2.2
水化C速2 S度较慢，水化热很低。
早期强度较低而后期强度较高（但仍然低于 ）。
耐化学侵蚀和干缩性较好。
上一页 下一页
道路建筑材料
2.3水泥熟料主要矿物组成的性质比较
１）水化反应速度 C3 A C3S C4 AF C2S ２）水化热 C3 A C3S C4 AF C2S ３）抗压强度 早期 C3S C3 A C4 AF C2S
后期 C3S C2S C4 AF C3 A 可见， C3S 和 C2S 是水泥强度的主要来源。 ４） C4 AF 对抗折强度有利。 ５）耐化学腐蚀性 C4 AF C2S C3S C3 A ６）干缩性 C3 A C3S C2S (C4 AF )
主讲：
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道路建筑材料
水泥
思考：
什么叫水泥? 水泥有些什么技术要求? 水泥混凝土水路泥面品种如何选择? 拉法基水泥厂一角
拉法基水泥厂一角
拉法基水泥厂一角
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道路建筑材料
内容提要及知识要点
本章重点阐述了硅酸盐水泥熟料的矿 物组成、凝结硬化机理和技术性质。同时 也简要介绍了掺混合料的硅酸盐水泥和其 他品种水泥。
2.非活性混合材料 在常温条件下，不能与Ca(OH)2或水泥发生水化反应的混合材料称为非活 性混合材料。非活性混合材料不参与水泥的水化反应，仅起到提高产 量、降低成本、调整水泥强度等级、降低水化热和改善新拌混凝土和易 性的作用，所以也称为填充性混合材料。磨细的石灰石、石英砂、粘 土、慢冷矿渣及各种废渣都属于非活性混合材料。
C3S
C2S
C3 A C4 AF
上一成矿物的性质
2.2.1 C3S
水泥中主要矿物组成，含量通常为50﹪左右，对硅酸盐水泥影响大。
水化速度较快，水化热高，早期强度大。
2.2.2
水化C速2 S度较慢，水化热很低。
早期强度较低而后期强度较高（但仍然低于 ）。
耐化学侵蚀和干缩性较好。
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道路建筑材料
2.3水泥熟料主要矿物组成的性质比较
１）水化反应速度 C3 A C3S C4 AF C2S ２）水化热 C3 A C3S C4 AF C2S ３）抗压强度 早期 C3S C3 A C4 AF C2S
后期 C3S C2S C4 AF C3 A 可见， C3S 和 C2S 是水泥强度的主要来源。 ４） C4 AF 对抗折强度有利。 ５）耐化学腐蚀性 C4 AF C2S C3S C3 A ６）干缩性 C3 A C3S C2S (C4 AF )
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63ppt学习交流将生石灰磨细成生石灰粉则可不必预先熟化陈状可直接使用可节约场地改善施工环境但成本高存期不能过长64ppt学习交流caco该反应必须有水分存在时才能进行且反应速度缓慢65ppt学习交流4消石灰粉游离水含量游离水可使石灰碳化从而影响质量用09mm及0125mm的筛进行筛分试验测定筛余量6体积稳定性66ppt学习交流2强度低28d的强度只有0205mpa3耐水性差因caoh水分挥发体积收缩故石灰一般不宜单独使用必须掺入骨料如砂或纤维材料等起到抗收缩开裂的作用67ppt学习交流1制作石灰乳作用室内粉刷涂料2配制砂浆一般不用消石灰粉3配制灰土或三合土
a
m1 m100 m
• 饱水>90%时，抗冻性较差。
.
21
• 3.抗冻性：
（1）直接冻融法：饱水后，测定经过冻(-15 ℃,4h)、 融(20℃±5℃,4h)循环，质量损失不超过5%，抗压 强度不超过25%的次数。
Q冻
m1 m2 m1
100
Kfr
fmo( fr) fmo
100
.
22
（2）坚固性实验： 浸泡饱和硫酸钠溶液20h后， (105℃-
矿质实体
Vs
.
35
• 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
• 矿质混合料组成设计内容：
• 1、级配理论和级配范围的确定
• 2、基本组成的设计方法
a
m1 m100 m
• 饱水>90%时，抗冻性较差。
.
21
• 3.抗冻性：
（1）直接冻融法：饱水后，测定经过冻(-15 ℃,4h)、 融(20℃±5℃,4h)循环，质量损失不超过5%，抗压 强度不超过25%的次数。
Q冻
m1 m2 m1
100
Kfr
fmo( fr) fmo
100
.
22
（2）坚固性实验： 浸泡饱和硫酸钠溶液20h后， (105℃-
矿质实体
Vs
.
35
• 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
• 矿质混合料组成设计内容：
• 1、级配理论和级配范围的确定
• 2、基本组成的设计方法
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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。
分类： ①溶胶结构（胶粒较少）：具有较大的流动性，如涂料
②凝胶结构（胶粒较多）：具有触变性，如水泥浆
性等。 2、矿物组成
无机非金属材料中具有特定的晶体结构、物理力学性能的组织结构称 为矿物。
矿物组成是指构成材料的矿物的种类和数量。 根据材料的矿物组成可进一步判断材料的性质。 3、相组成 材料中具有相同的物理、化学性质的均匀部分称为相。 凡是由两相或两相以上物质组成的材料称为复合材料。 复合材料的性质与材料组成及界面特性有密切关系。 所谓界面从广义上讲是指多相材料中相与相之间的分界面。 通过改变和控制材料的相组成，可以改善和提高材料的技术性能。
孔隙的数量、大小及形态特征对材料许多性质都有影响。
图7 水泥颗粒的SEM照片
图8 淤泥颗粒的SEM照片（1天龄期）
照片5-1 NDS的SEM照片
照片5-2 SC的SEM照片
照片5-3 石灰石粉末颗粒的SEM照片
照片5-4 粘土颗粒的SEM照片
照片5-5 水泥颗粒的SEM照片
图-3 淤泥粉末颗粒的SEM照片
三、材料的构造
材料的构造是指具有特定性质的材料结构单元相互组合搭配情况。 构造概念比结构概念更强调了相同材料或不同材料的搭配组合关系。
四、建筑材料的孔隙
1、孔隙形成的原因 （1）水分的占据作用 （2）外加的发泡作用 （3）火山爆发作用 （4）焙烧作用 2、孔隙的类型 （1）连通孔隙（2）封闭孔隙（3）半封闭孔隙 3、孔隙对材料性质的影响
②具有各向异性（性能反映）
③具有固定的熔点和化学稳定性（由晶体键能和质点处 于最低能 量状态所决定）
④结晶接触点和晶面是晶体结构破坏或变形的薄弱部位
●类型：原子晶体、离子晶体、分子晶体、金属晶体
●性能：组成材料的晶粒越细小、分布越均匀，则材料受力状态越均匀、 强度越高、脆性越小、耐久性越高，晶体与晶体或者晶体与玻 璃体之间的界面结合的越好，材料的强度和耐久性越高。
（2）玻璃体 ●定义: 将熔融物质迅速冷却（急冷），使其内部质点来不及作有规则的
排列就凝固，这时形成的物质结构即为玻璃体，又称无定形体 或非晶体。
●特点： ①构成玻璃体的质点在空间上呈非周期性排列 ②无固定的几何外形 ③具有各向同性 ④破坏时无清晰的解理面 ⑤加热时无固定的熔点，只出现软化现象 ⑥内应力较大，具有明显的脆性
第一章 建筑材料的基本性质
第一节 材料的组成及结构
材料所具有的各项性质主要由材料的组成、结构和构造 等因素决定的。 一、材料的组成
1、化学组成 化学组成是指构成材料的化学元素及化学物的种类及数量。 无机非金属材料的化学组成，通常以化学分析获得的各种氧化物含量
的百分率（%）来表示。 根据化学组成可大致地判断出材料的一些性质，如耐火性、化学稳定
③干凝胶体（完全脱水硬化）：具有固体的性质，产生强 度，如硅 酸盐水泥
2、显微结构
●定义：指用光学显微镜和电子显微镜观察到的构造状况，其尺寸范围在
●研究方法：
1 03~1-06m
金相分析：研究金属显微结构的方法
岩相分析：研究无机非金属材料显微结构的方法
材料的显微结构特征决定了材料的一系列性质。
3、宏观结构
二、材料的结构
1、微观结构 (1)、定义：微观结构是指原子（离子或分子）排列结构，对于 晶体来
说称为晶体结构，其尺度约为1010m。 (2)、分类：
从微观结构层次上，材料可分为晶体、玻璃体、胶体。
（1）晶体
●定义：质点（离子、原子、分子）在空间上按特定的规则呈周期性排列 时所形成的结构称为晶体。
●特点：①具有特定的几何外形（外部表现）
●定义：指用肉眼或放大镜能够分辨的粗大组织，包括组成的基本单元形
状、结合形态、孔隙大小及数量等，其尺寸在 103m
级以上。
● 类型： （1）按孔隙特征分类 ①密实结构： 特点：强度、硬度较高，吸水性小，抗渗性结合抗冻性好，耐磨 性较好， 绝热性差 ②多孔结构：其性质取决于孔隙的特征、大小、多少及分布情况。 特点：强度低，抗渗性和抗冻性较差，吸水性较大，绝热性较好 （2）按构造特征分类 ①纤维结构:
材V料s —在—绝干对燥密材实料状实态体下的的体体积积，，c是m指3不包括材料内部孔隙的固体物
质本身的体积，亦称是实体及积。
测定有孔隙材料密度时，须将材料磨成细粉（粒径小于0.20mm）， 经干燥后用李氏瓶法测得其时体积
测定密实材料密度时，直接以排水法求的绝对密实状态下体积的近 似值。
（2)表观密度
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。
分类： ①溶胶结构（胶粒较少）：具有较大的流动性，如涂料
②凝胶结构（胶粒较多）：具有触变性，如水泥浆
性等。 2、矿物组成
无机非金属材料中具有特定的晶体结构、物理力学性能的组织结构称 为矿物。
矿物组成是指构成材料的矿物的种类和数量。 根据材料的矿物组成可进一步判断材料的性质。 3、相组成 材料中具有相同的物理、化学性质的均匀部分称为相。 凡是由两相或两相以上物质组成的材料称为复合材料。 复合材料的性质与材料组成及界面特性有密切关系。 所谓界面从广义上讲是指多相材料中相与相之间的分界面。 通过改变和控制材料的相组成，可以改善和提高材料的技术性能。
孔隙的数量、大小及形态特征对材料许多性质都有影响。
图7 水泥颗粒的SEM照片
图8 淤泥颗粒的SEM照片（1天龄期）
照片5-1 NDS的SEM照片
照片5-2 SC的SEM照片
照片5-3 石灰石粉末颗粒的SEM照片
照片5-4 粘土颗粒的SEM照片
照片5-5 水泥颗粒的SEM照片
图-3 淤泥粉末颗粒的SEM照片
三、材料的构造
材料的构造是指具有特定性质的材料结构单元相互组合搭配情况。 构造概念比结构概念更强调了相同材料或不同材料的搭配组合关系。
四、建筑材料的孔隙
1、孔隙形成的原因 （1）水分的占据作用 （2）外加的发泡作用 （3）火山爆发作用 （4）焙烧作用 2、孔隙的类型 （1）连通孔隙（2）封闭孔隙（3）半封闭孔隙 3、孔隙对材料性质的影响
②具有各向异性（性能反映）
③具有固定的熔点和化学稳定性（由晶体键能和质点处 于最低能 量状态所决定）
④结晶接触点和晶面是晶体结构破坏或变形的薄弱部位
●类型：原子晶体、离子晶体、分子晶体、金属晶体
●性能：组成材料的晶粒越细小、分布越均匀，则材料受力状态越均匀、 强度越高、脆性越小、耐久性越高，晶体与晶体或者晶体与玻 璃体之间的界面结合的越好，材料的强度和耐久性越高。
（2）玻璃体 ●定义: 将熔融物质迅速冷却（急冷），使其内部质点来不及作有规则的
排列就凝固，这时形成的物质结构即为玻璃体，又称无定形体 或非晶体。
●特点： ①构成玻璃体的质点在空间上呈非周期性排列 ②无固定的几何外形 ③具有各向同性 ④破坏时无清晰的解理面 ⑤加热时无固定的熔点，只出现软化现象 ⑥内应力较大，具有明显的脆性
第一章 建筑材料的基本性质
第一节 材料的组成及结构
材料所具有的各项性质主要由材料的组成、结构和构造 等因素决定的。 一、材料的组成
1、化学组成 化学组成是指构成材料的化学元素及化学物的种类及数量。 无机非金属材料的化学组成，通常以化学分析获得的各种氧化物含量
的百分率（%）来表示。 根据化学组成可大致地判断出材料的一些性质，如耐火性、化学稳定
③干凝胶体（完全脱水硬化）：具有固体的性质，产生强 度，如硅 酸盐水泥
2、显微结构
●定义：指用光学显微镜和电子显微镜观察到的构造状况，其尺寸范围在
●研究方法：
1 03~1-06m
金相分析：研究金属显微结构的方法
岩相分析：研究无机非金属材料显微结构的方法
材料的显微结构特征决定了材料的一系列性质。
3、宏观结构
二、材料的结构
1、微观结构 (1)、定义：微观结构是指原子（离子或分子）排列结构，对于 晶体来
说称为晶体结构，其尺度约为1010m。 (2)、分类：
从微观结构层次上，材料可分为晶体、玻璃体、胶体。
（1）晶体
●定义：质点（离子、原子、分子）在空间上按特定的规则呈周期性排列 时所形成的结构称为晶体。
●特点：①具有特定的几何外形（外部表现）
●定义：指用肉眼或放大镜能够分辨的粗大组织，包括组成的基本单元形
状、结合形态、孔隙大小及数量等，其尺寸在 103m
级以上。
● 类型： （1）按孔隙特征分类 ①密实结构： 特点：强度、硬度较高，吸水性小，抗渗性结合抗冻性好，耐磨 性较好， 绝热性差 ②多孔结构：其性质取决于孔隙的特征、大小、多少及分布情况。 特点：强度低，抗渗性和抗冻性较差，吸水性较大，绝热性较好 （2）按构造特征分类 ①纤维结构:
材V料s —在—绝干对燥密材实料状实态体下的的体体积积，，c是m指3不包括材料内部孔隙的固体物
质本身的体积，亦称是实体及积。
测定有孔隙材料密度时，须将材料磨成细粉（粒径小于0.20mm）， 经干燥后用李氏瓶法测得其时体积
测定密实材料密度时，直接以排水法求的绝对密实状态下体积的近 似值。
（2)表观密度