土木材料复习提纲.pptx

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1、例42 某砂样筛分试验,各筛的筛余量见下表,试评定该砂的粗细程度及颗粒级配情况.筛孔尺寸(mm)4.752.361.180.600.300.150.15以下分计筛余量(g)4060801201009010分计筛余率(%)812162420182累计筛余率(%)820366080982第1页/共80页2、砂的颗粒级配及粗细程度砂的颗粒级配：砂大小颗粒的搭配情况。砂的粗细程度：不同粒径的砂混合在一起总体的粗细程度。总表面积小空隙率小第2页/共80页筛分析试验评定砂的粗细程度和颗粒级配0.16mm0.315mm0.63mm1.25mm2.50mm5mm分计筛余量：各筛上的筛余量占砂样总质量的百分率。

2、累积筛余量：各筛与比该筛粗的所有筛之分计筛余百分率之和。第3页/共80页筛孔尺寸，mm分计筛余，%累计筛余，%5.002.501.250.630.3150.16a1a2a3a4a5a6A1=a1A2=a1+a2A3=a1+a2+a3A4=a1+a2+a3+a4A5=a1+a2+a3+a4+a5A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6分计筛余和累计筛余的关系第4页/共80页细度模数的计算3.7-3.1为粗砂3.0-2.3为中砂2.2-1.6为细砂例题：取一砂子试样，进行筛分析试验，已知所取试样重500g，其筛余量依次为44、68、115、140、80、46（g），度计算分计筛余量，累计筛余量，细

3、度模数，并判断为何种砂？第5页/共80页1.Primary parameter for concrete composition(混凝土配合比设计的主要参数)indicial means of concrete composition(混凝土配合比的表示方法)以每立方米混凝土中各项材料的质量来表示.如配合比:水泥300kg,水180kg,砂720kg,石子1200kg,该混凝土每立方米总质量为2400kg;以各项材料相互间的质量比来表示(以水泥质量为1),将上例换算成质量比为:水泥:砂:石=1:2.4:4,水灰比=0.6 进行混凝土配合比设计计算时,其计算公式和有关参数表格中的数据均是以干燥状

4、态集料为基准.干燥状态集料是指含水率小于0.5%的细集料或含水率小于0.2%的粗集料.4.4.2.Ordinary concrete mix design(普通混凝土的配合比设计)第6页/共80页Primary parameter(主要参数)water/cement ratiosand/stone ratio(sand content)grout/aggregate ratio(the unit water content)水灰比,砂率,单位用水量是混凝土配合比的三个重要参数,因为这三个参数与混凝土的各项性能之间有密切的关系,在配合比设计中正确在确定这三个参数,就能使混凝土满足上述要求.第7页

5、/共80页2.Calculation for concrete composition(混凝土配合比的计算)(1)混凝土配制强度计算行业标准JGJ 55-2000普通混凝土配合比设计规程规定现行配制强度可由下式求得：式中fcu,0混凝土的配制强度（MPa）；fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）；混凝土强度标准差；1.645强度保证系数，其对应强度保证率为95。混凝土强度标准差宜根据同类混凝土统计资料计算确定并应符合下列规定：A.计算时，强度试件组数不应少于25组；B.当混凝土强度等级为C20和C25级，其强度标准差计算值小于2.5 MPa时，计算配制强度用的标准差应取不小于2.5 M

6、Pa；当混凝土强度等级等于或大于C30级，其强度标准差计算值小于3.0 MPa时，计算配制强度用的标准差应取不小于3.0 MPa；C.当无统计资料计算混凝土强度标准差时，其值应按现行国家标准GB 50204混凝土结构工程施工及验收规范的规定取用。第8页/共80页(2)计算水灰比当混凝土强度等级小于C60时，水灰比按下式计算 式中a,b回归系数；fce水泥28d实测强度，MPa。回归系数a和b宜按下列规定确定：A.回归系数a和b应根据工程所使用的水泥、骨料，通过试验由建立的水灰比与混凝土强度关系式确定；B.当不具备上述试验统计资料时，其回归系数可按下表选用:表1 回归系数(课本表4-15)系数碎

7、石卵石a0.460.48b0.070.33第9页/共80页 为了保证混凝土必要的耐久性，水灰比还不得大于下表中规定的最大水灰比值。如计算所得的水灰比大于规定的最大水灰比值时，应取规定的最大水灰比值。表2 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量（JGJ 55-2000）(课本表4-17)环境条件结构物类别最大水灰比最小水泥用/kg素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土1.干燥环境正常的居住或办公用房屋内部件无规定0.650.602002603002.潮湿环境无冻害高湿度的室内部件室外部件在非侵蚀性土或水中的部件0.700.600.60225280300有冻害经受冻害的室外部件在非

8、侵蚀性土或水中且经受冻害的部件高湿度且经受冻害的室内部件0.550.550.552502803003.有冻害和除冰剂的潮湿环境经受冻害和除冰剂作用的室内和室外部件0.500.500.50300300300注：当用活性掺合料取代部分水泥时，表中的最大水灰比及最小水泥用量即为替代前的水灰比和水泥用量。配制C15级及其以下等级的混凝土，可不受本表限制。第10页/共80页(3)选取每立方米混凝土用水量根据所用碎石最大粒径40 mm，中砂及混凝土坍落度为3050 mm的要求，选择用水量。每立方米混凝土用水量的确定,应符合下列规定:A.干硬性和塑性混凝土用水量的确定a.水灰比在0.400.80范围时,根据

9、粗骨料的品种粒径及施工要求的混凝土拌合物稠度,其用水量可按下表3,表4选取.第11页/共80页表3 干硬性混凝土的用水量拌合物稠度卵石最大粒径/mm碎石最大粒径/mm项目指标102040162040维勃稠度/s16201751601451801701551115180165150185175160510185170155190180165表4塑性混凝土的用水量拌合物稠度卵石最大粒径/mm碎石最大粒径/mm项目指标102031.540162031.540坍落度/mm103019017016015020018517516535502001801701602101951851755570210190

10、1801702202051951857590215195185175230215205195注:1.本表用水量系采用中砂时的平均取值.采用细砂时,每立方米混凝土用水量可增加510kg；采用粗砂时,则可减少510kg.2.掺用各种外加剂或掺合料时,用水量应相应调整.第12页/共80页B.流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤计算a.以上表中坍落度90 mm的用水量为基础,按坍落度每增大20 mm用水量增加5 kg,计算出未掺外加剂时的混凝土的用水量;b.掺外加剂时的混凝土用水量可按下式计算:式中 mwa掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用 水量，kg;mwo未掺外加剂混凝土每立方米混凝土的用水量

11、，kg;外加剂的减水率.c.外加剂的减水率应经试验确定。第13页/共80页(4)计算水泥用量水灰比为0.55，用水量为160 kg，则水泥用量（mco）为:mc0=mw0/(w/c)为保证混凝土的耐久性，由上式计算得出的水泥用量还要满足表5中规定的最小水泥用量的要求，如算得的水泥用量小于规定的最小水泥用量，则取规定的最小水泥用量作为单位用水量 表5混凝土的最大水灰比和最小水泥用量（JGJ 55-2000）环境条件结构物类别最大水灰比最小水泥用/kg素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土1.干燥环境正常的居住或办公用房屋内部件无规定0.650.602002603002.潮湿

12、环境无冻害高湿度的室内部件室外部件在非侵蚀性土或水中的部件0.700.600.60225280300有冻害经受冻害的室外部件在非侵蚀性土或水中且经受冻害的部件高湿度且经受冻害的室内部件0.550.550.552502803003.有冻害和除冰剂的潮湿环境经受冻害和除冰剂作用的室内和室外部件0.500.500.50300300300注：当用活性掺合料取代部分水泥时，表中的最大水灰比及最小水泥用量即为替代前的水灰比和水泥用量。配制C15级及其以下等级的混凝土，可不受本表限制。第14页/共80页(5)选择砂率A.根据水灰比值、粗集料最大粒径、中砂及施工时混凝土的坍落度。当无历史资料可参考时，混凝土砂

13、率的确定应符合下列规定：坍落度为1060 mm的混凝土砂率，可根据粗骨料品种、粒径及水灰比按表6选取。表6水灰比/（W/C）卵石最大粒径/mm碎石最大粒径/mm1020401620400.402632253124303035293427320.503035293428333338323730350.603338323731363641354033380.70364135403439394438433641B.坍落度大于60mm的混凝土砂率，可经试验确定，也可在上表的基础上，按坍落度每增大20mm，砂率增大1的幅度予以调整。C.坍落度小于10mm的混凝土，其砂率应经试验确定。第15页/共80页(

14、6)砂、石用量计算，并确定试配用计算配合比(可用重量法计算或用体积法计算).重量法当采用重量法时，应按下列公式计算 式中 mc0每立方米混凝土的水泥用量，kg;mg0每立方米混凝土的粗骨料用量，kg;ms0每立方米混凝土的细骨料用量，kg;mw0每立方米混凝土的用水量，kg;mcp每立方米混凝土拌合物的假设质量，kg，其值可取2 3502 450 kg;s砂率，。代入数值,计算ms0,mg0,其中mcp=?kg/m3 例如:每立方米混凝土各材料用量=水泥:砂:石子:水=291:624:1326:160确定试配用计算配合比(初步配合比)以水泥用量为1，得计算配合比=水泥：砂：石子：水灰比=1：2

15、.14：4.56：0.55第16页/共80页.体积法 当采用体积法时，应按下列公式计算：式中 c水泥密度，kg/m3，可取2 9003 100 kg/m3；g粗骨料的表观密度，kg/m3；s细骨料的表观密度，kg/m3；w水的密度，kg/m3，可取1 000 kg/m3；混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，可取为1代入数值,计算ms0,mg0,其中mcp=?kg/m3假如每立方米混凝土各材料用量=水泥:砂:石子:水=291:615:1 307:160确定试配用计算配合比(初步配合比)以水泥用量为1，得计算配合比=水泥：砂：石子：水灰比=1：2.11：4.49：0.55第17页/共80

16、页3.配合比的试配,调整与确定 (1)试配 前面求出的各材料的用量,是借助一些经验公式和数据计算出来的,或者是利用经验资料查得的,不一定能够符合实际情况,因而计算的配合比进行试配时,首先进行试拌,以检查拌合物的和易性是否符合要求.如拌合物坍落度不能满足要求,或粘聚性和保水性不好时,应在保证水灰比不变条件下相应调整用水量或砂率.每次调整后试拌,直到符合要求为止.试拌调整工作完成后,应测出混凝土拌合物的表观密度,然后提供出供混凝土强度试验用的配合比.经和易性调整试验得出的混凝土基准配合比,其水灰比不一定选用恰当,其结果是强度不一定符合要求.所以检验混凝土的强度,且检验时至少应采用三个不同的配合比.

17、其中一个应为经过前面拌合物和易性确定的基准配合比,另外两个配合比的水灰比较基准配合比分别增加或减少0.05;用水量应与基准配合比相同,砂率可分别增加和减少1%.第18页/共80页(2)配合比的调整和确定 由于混凝土抗压强度与其灰水比成直线关系,根据试验得出的三组混凝土强度与其相应的灰水比,用作图法或计算求出与混凝土配制强度相对应的灰水比.并按下列原则确定每米方混凝土的材料用量:A.用水量(mw)应在基准配合比用水量的基础上,根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度进行调整确定;B.水泥用量(mc)应以用水量乘以求出的灰水比计算确定;C.粗集料和细集料用量(mg和ms)应在基准配合比的粗集料和细

18、集料的用量的基础上,按求出的灰水比进行调整后确定.第19页/共80页(3)施工配合比 设计配合比时是以干燥材料为基准的,而工地存放的砂石料都含有一定的水分,所以现场材料的实际称量应按工地砂石的含水情况进行修正,修正后的配合比,叫做施工配合比.第20页/共80页4.8.1.1 混凝土配合比设计的四项基本要求：1.满足强度等级要求；2.满足所要求的和易性；3.满足工程耐久性的要求；4.符合经济原则.混凝土配合比设计基本要点 用计算、统计、试验的方法确定不同强度等级配制1m31m3混凝土各组成材料的用量和比例。第21页/共80页（）针入度指数 1 1）定义 沥青的针入度指数评价沥青技术性质的一个重要

19、指标，既可以反映沥青的感温性，又可以划分沥青的胶体结构。2 2）公式 针入度指数（Penetration IndexPenetration Index，简称PIPI）是P.Ph.P.Ph.普费（PfeiferPfeifer）和F.M.F.M.范杜尔马尔（Van DoormaalVan Doormaal）等提出的一种评价沥青感温性的指标。研究观点：沥青针入度值的对数（lgPlgP）与温度（T T）具有线性关系，表达式为：第22页/共80页 式中：A A为直线斜率，称为针入度-温度感应性系数。表示沥青针入度随温度的变化率。如图，A A 值越高，沥青对温度的敏感性越大。K K为截距（常数）。针入度-

20、温度感应性关系图 第23页/共80页 A A值的求取公式：根据已知的针入度值P P（2525，100g100g，5s5s）和软化点T TR&BR&B 假设软化点时的针入度值为 800 800（0.1mm0.1mm）（沥青达到软化点时，针入度一般为60060010001000，0.1mm0.1mm）建立针入度-温度感应性系数A A的基本公式：存在问题：针入度-温度感应性系数A A值为小数，使用不方便，引入PIPI值的概念。经验公式：第24页/共80页 3 3）针入度指数的应用 针入度指数愈大，表示沥青对温度的敏感性愈低。划分沥青的胶体结构：PIPI-2-2者，属溶胶型沥青PI=-2PI=-2+2

21、+2之间者，属溶-凝胶型沥青PIPI+2+2者，属凝胶型沥青第25页/共80页例:现有一种重交通沥青AH70，经测定其针入度P(25，100g，5S)70（110mm），软化点TR&B50，求其针入度指数PI，试判定其胶体结构类型并评价其感温性。解:0.37，溶-凝胶型结构类型沥青，感温性能符合一般要求。第26页/共80页矿料的组成设计方法 天然或人工轧制的一种集料的级配是无法达到某一级配范围要求的,要想获得满足一定级配范围要求的矿质混合料,则必须采用两种或两种以上的集料进行组配,目前矿质混合料的组成设计方法主要有数解法和图解法,组成设计的任务就是确定组成混合料的各种集料的比例.图解法比较直观

22、,下面我们介绍图解法:第27页/共80页 图解法:目前采用的图解法以解决多种集料配合组成比例的平衡面积法为主.该法是采用一条直线来代替集料的级配曲线,这条直线使其左右两边的面积平衡,这样简化了曲线的复杂性.这一方法后经话多研究者的修正,故又称现行的图解法为修正平衡面积法,简称图解法.第28页/共80页(1)基本原理 通常级配曲线图采用半对数坐标绘制,所绘出的级配范围中值为一曲线.图解法中,为使要求级配中值呈一直线,采用纵坐标的通过量(P)仍为算术坐标,而横坐标的粒径采用(d/D)n表示,则所绘出的级配曲线中值为直线,第29页/共80页(2)计算步骤 绘制级配曲线坐标图.依据上述原理,按规定尺寸

23、绘一方形图框.通常纵坐标通过量取10cm,横坐标筛孔尺寸(或粒径)取15cm.连接对角线oo作为要求级配曲线中值.纵坐标按算术标尺,标出通过量(0100%).依据要求级配中值的各筛孔通过量标于纵坐标上,则从纵坐标引水平线与对角线相交,再从交点作垂 线与横坐标相交,其交点即为各相应筛孔尺寸的位置.第30页/共80页确定各种集料用量 将各种集料的通过量绘于级配曲线坐标图上.实际集料的相邻级配曲线可能有下列三种情况,根据各集料之间的关系,按下述方法确定各种集料的用量比例.A.两相邻级配曲线重叠:如集料A级配曲线的下部与集料B级配曲线上部搭接时,称为两相邻级配曲线重叠.应在两级配曲线之间引一条垂直于横

24、坐标的直线AA(即a=a)与对角线oo交于点M,通过M作一水平线与纵坐标交于P点.OP即为集料A的用量.第31页/共80页B.两相邻级配曲线相接:如集料B的级配曲线末端与集料C的级配曲线首端,正好在一垂直线上时,称为两相邻级配曲线相接.此时,将前一集料曲线末端与后一集料曲线首端作垂线连接,垂线BB与对角线OO相交于点N.通过N作一水平线与纵坐标交于Q点.PQ即为集料B的用量.第32页/共80页C.两相邻级配曲线相离:如集料C的级配曲线末端与集料D的级配曲线首端,在水平方向彼此离开一段距离时,称为两相邻级配曲线相离.此种情况,应作一垂直平分相离距离的垂线CC(即兴b=b的平分垂线),与对角线OO

25、相交于点R点,通过R作一水平线与纵坐标交于S点.QS即为集料C的用量.剩余ST即为集料D的用量.第33页/共80页 校核 按图解所得的各种集料用量,校核计算所得合成级配是否符合要求,如不能符合要求,即超出级配范围,应调整各集料的用量第34页/共80页各组成材料和要求混合料级配图第35页/共80页确定沥青混合料的最佳沥青用量 由于实际材料性质的差异,沥青混合料的最佳沥青用量(optimum asphalt content,简称OAC),目前主要通过马歇尔试验的方法确定.马歇尔试验方法确定最佳沥青用量步骤如下:1)制备试件:A.接确定的矿质混合料配合比,计算各种矿质材料的用量.B.根据表(沥青混合

26、料级配范围及参考沥青用量表),选择适宜的沥青掺量.C.以0.5%的沥青用量间隔制备一组马歇尔试件(不少于5组)第36页/共80页2)测定物理指标:为确定沥青混合料的沥青最佳用量,需要测定各组试件的表观密度,空隙率,矿料间隙率和饱和度等物理指标.3)测定力学指标:采用马歇尔稳定度仪,测定沥青混合料的力学指标,即测定马歇尔稳定度和流值.4)试验结果分析:A.绘制沥青用量与物理力学指标关系图.以沥青用量为横坐标,以表观密度,空隙率,饱和度,稳定度,和流值为纵坐标,绘制试验结果的关系曲线,如下图:第37页/共80页第38页/共80页第39页/共80页第40页/共80页B.确定最佳沥青用量初始值(OAC

27、1).从上图关系曲线中,取相应于密度最大值的沥青用量a1,相应于稳定度最大值的沥青用量a2和相应于规定空隙率范围中值的沥青用量a3,求取三者的平均作为最佳沥青用量的初始值OAC1,即 OAC1=(a1+a2+a3)/3C.确定最佳沥青用量初始值(OAC2),根据热拌沥青混合料的技术标准,确定符合各项技术指标要求的沥青用量范围OACminOACmax,求取最佳沥青用量初始值OAC2,即 OAC2=(OACmin+OACmax)/2第41页/共80页D.根据OAC1和OAC2综合确定最佳沥青用量(OAC).按最佳沥青用量的初始值OAC1在图中求取相应的各项指标值,检查其是否符合相应的马歇尔试验技术

28、标准(下表:热拌沥青混合料马歇尔试验技术指标).同时检验VMA(间隙率)是否符合要求,如能符合,由OAC1和OAC2综合确定最佳沥青用量OAC.如不能符合,应调整级配,重新进行配合比设计及马歇尔试验,直至各项指标均能符合要求为止.第42页/共80页例1:矿质混合料配合组成计算例题（图解法）试用图解法设计某高速公路用细沥青混凝土矿质混合料的配合比。【原始资料】(1)现有碎石、石屑、砂和矿粉四种矿料，筛析试验得到各粒径通过百分率列于表1。材料名称通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075碎石10093170石屑10010

29、01008414840砂10010010010092824221114矿粉100100100100100100100 1009687表1 原有矿质集料级配表第43页/共80页级配名称通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（）16.013.29.54.75 2.36 1.180.60.30.150.075上面细粒式(AC-13I)(GB50092-96)级配范围1009510070884868365324411830122281648级配中值100987958453324171262)设计级配范围按沥青路面施工及验收规范（GB5009296）细粒式沥青混凝土混合料要求，其级配范围和中值列于表2

30、。表2 矿质混合料要求级配范围和中值表第44页/共80页【计算要求】(1)图解法要求级配中值呈一直线，因此纵坐标的通过量(P)仍为算术坐标，而横坐标的粒径采用(d/D)n表示，则级配曲线中值呈直线。根据规范的级配中值（表2）绘出该直线。(2)将各原有矿质材料筛析结果（如表1）在图上绘出级配曲线。按图解法求出各种材料在混合料中的用量。(3)按图解法求得的各种材料用量计算合成级配，并校核其是否符合技术规程的要求，如不符合应调整级配重新计算。第45页/共80页【计算步骤】(1)绘制级配曲线图（如图1），在纵坐标上按算术坐标绘出通过量百分率。图1各组成材料和要求混合料级配图第46页/共80页(2)连对

31、角线OO,表示规范要求的级配中值。在纵坐标上标出规范（GB 50092-96）规定的细粒式混合料（AC-13 I）各筛孔的要求通过百分率，作水平线与对角线OO相交，再从各交点作垂线交于横坐标上，确定各筛孔在横坐标上的位置。(3)将碎石、石屑、砂和矿粉的级配曲线绘于图1上。(4)在碎石和石屑级配曲线相重叠部分作一垂直线AA，使垂线截取二级配曲线的纵坐标值相等（即a=a）。自垂线AA与对角线交点M引一水平线，与纵坐标交于P点，OP的长度X=31，即为碎石的用量。同理，求出石屑的用量Y=30，砂的用量Z=31，则矿粉用量W=8。表3 矿质混合料组合计算表 第47页/共80页材料名称通过下列筛孔（方孔

32、筛，mm）的质量百分率（）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075原材料级配碎石10010093170-石屑1001001001008414840-砂10010010010010092824221114矿粉1001001001001001001001001009687各种矿料在混合料中的级配碎石31(31)31.0(31.0)28.8(28.8)5.3(5.3)0(0)-石屑30(26)30.0(26.0)30.0(26.0)30.0(30.0)25.2(21.8)4.2(3.6)2.4(2.1)1.2(1.1)0(0)-砂31(37)31.0(37.0)3

33、1.0(37.0)31.0(37.0)31.0(31.0)28.5(34.0)25.4(30.3)13.0(15.5)6.5(7.8)3.4(4.1)1.2(1.5)矿粉8(6)8.0(6.0)8.0(6.0)8.0(6.0)8.0(6.0)8.0(6.0)8.0(6.0)8.0(6.0)8.0(6.0)7.9(5.8)7.0(5.2)合成级配100(100)97.8(97.8)74.3(74.3)58.8(64.2)40.7(43.6)35.8(38.4)22.2(22.6)14.5(13.8)11.3(9.9)8.2(6.7)GB50092-96要求AC-13I级配范围1009510070

34、884868365324411830122281648第48页/共80页调整配合比计算得的合成级配应根据要求作必要的配合比调整a.通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限，尤其应使0.075 mm、2.36 mm和4.75 mm筛孔的通过量尽量接近设计级配范围中限。b.对高速公路、一级公路、城市快速路和主干路等交通量大、车辆载重大的道路，宜偏向级配范围的下（粗）限；对一般道路、中小交通量和人行道路等宜偏向级配范围的上（细）限。c.合成级配曲线应接近连续或有合理的间断级配，不得有过多的犬牙交错。当经过再三调整，仍有两个以上的筛孔超过级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。第4

35、9页/共80页从表3可以看出，按碎石：石屑：砂：矿粉31：30：31：8计算结果，合成级配中筛孔0.3mm和0.6mm的通过量偏低，筛孔0.075mm的通过量偏高，且曲线呈锯齿状。(6)由于图解法的各种材料用量比例是根据部分筛孔确定的，所以不能控制所有筛孔。通常需要调整修正，才能达到满意的结果。通过试算现采用减少粗石屑的用量、增加砂的用量和减少矿粉用量的方法来调整配合比。经调整后的配合比为：碎石用量X=31；石屑用量Y=26；砂的用量Z=37；则矿粉用量W=6。按此配合比计算如表6-11中括号内数值。(7)将表6-13计算得到合成级配通过百分率，绘于规范要求级配曲线中，如图6-5。从图中可以看

36、出，合成级配曲线在规范要求的级配范围之内，并且接近中值，呈一光滑平顺的曲线。确定矿质混合料配合比为碎石：石屑：砂：矿粉31：26：37：6。第50页/共80页图2要求级配曲线和合成级配曲线第51页/共80页例2:最佳沥青用量的设计 广东某地需铺筑高速公路，用I型沥青混凝土。已选用AH-70 沥青。并知沥青用量于5.07.0，按0.5间隔递增，拌和均匀，制成了马歇尔试件；根据集料吸水率大小和沥青混合料的类型，测出试件的实测密度，并计算出空隙率、饱和率；再作马歇尔试验，测定稳定度和流值两个力学指针。上述指针与沥青用量的关系曲线见图1至图5。请参与下述马歇尔试验结果分析，并确定最佳沥青用量。第52页

37、/共80页第53页/共80页第54页/共80页第55页/共80页(1)从图1、2、3求出第一个最佳沥青用量初始值OAC1图1中沥青混合料密度最大值的沥青用量为a1:6.30；图2中沥青混合料稳定度最大值的沥青用量为a2:6.20；I 型沥青混凝土的热拌沥青混合料空隙率范围规定为36.0（见表热拌沥青混合料马歇尔试验技术指标），请利用图3求沥青混合料空隙率的中值对应的沥青用量a3=5.6%。以a1、a2、a3的平均值作最佳沥青用量的初始值。OAC1=(a1+a2+a3)/3=6.00 第56页/共80页(2)请求出第二个最佳沥青用量初始值OAC2由图2至图5各指标于表(热拌沥青混合料马歇尔试验技

38、术指标)对照符合沥青混合料技术指标的沥青用量范围：稳定度：7.5 KN空隙率：3.006.00饱和度：7085流值：2040从上述四个范围找出其沥青用量共同范围为(图6所示)：OACmin=5.40OACmax=6.40中限值OAC2=(OACmin+OACmax)/2=5.90%第57页/共80页3)综合确定最佳沥青用量OAC由OAC1、OAC2、OACmin及OACmax确定最佳沥青用量OAC。有下列三种情况:A.一般情况下，取OAC1和OAC2的中值作为最佳沥青用量（OAC）。B.对热区公路以及车辆渠华交通的高速公路、一级公路、城市快速路、主干路，预计有可能造成较大车辙的情况下，可在OA

39、C2与下限OACmin范围内决定，但不宜小于OAC2的0.5。C.对寒区道路以及其它等级公路与城市道路，最佳沥青用量可以在OAC2与上限值OACmax范围内确定，但不宜大于OAC2的0.3。第58页/共80页 综合确定最佳沥青用量(OAC),按沥青最佳用量初始值OAC1=6.0%检查各项指标均能符合要求.由OAC1和OAC2综合确定最佳沥青用量OAC=5.95%.由于气候属于高温区,并考虑高速公路渠化交通,预计可能出现较大车辙,再选择OAC2下限与OACmin之间选取一个最佳沥青用量OAC=5.65%第59页/共80页例3、现有马歇尔试验结果汇总表如下，请绘制曲线，确定最佳沥青用量。试件组号油

40、石比/%技术指标密度s/gcm-3空隙率VV/%矿料间隙率VMA/%沥青饱和度VFA/%稳定性MS/kN流值FL/mm123455.05.56.06.57.02.3282.3462.3542.3532.3485.84.73.62.92.517.917.617.417.718.462.569.877.580.283.58.79.710.310.29.82.12.32.52.83.7技术标准36不小于13657581.54第60页/共80页现象：某住宅使用石灰厂处理的下脚石灰作粉刷。数月后粉刷层多处向外拱起，还看见一些裂缝，请分析原因。分析讨论：石灰厂处理的下脚石灰往往含有过烧的CaO或较高的Mg

41、O，其水化速度慢于正常的石灰。这些过烧的氧化钙或氧化镁在已经水化硬化的石灰砂浆缓慢水化，体积膨胀，就会导致砂浆层拱起和开裂。第61页/共80页现象：某工地急需配制石灰砂浆。当时有消石灰粉、生石灰粉及生石灰材料可供选用。因生石灰价格相对较便宜，便选用，并马上加水配制石灰膏，再配制石灰砂浆。使用数日后，石灰砂浆出现众多凸出的膨胀性裂缝，请分析原因。分析讨论：该石灰的陈伏时间不够。数日后部分过火石灰在已硬化的石灰砂浆中熟化，体积膨胀，以致产生膨胀性裂纹。因工期紧，若无现成合格的石灰膏，可选用消石灰粉。消石灰粉在磨细过程中，把过火石灰磨成细粉，易于克服过火石灰在熟化时造成的体积安定性不良的危害。第62

42、页/共80页现象：石膏粉拌水为一桶石膏浆，用以在光滑的天花板上直接粘贴，石膏饰条前后半小时完工。几天后最后粘贴的两条石膏饰条突然坠落，请分析原因。分析讨论：其原因有两个方面，可有针对性地解决。建筑石膏拌水后一般于数分钟至半小时左右凝结，后来粘贴石膏饰条的石膏浆已初凝，粘结性能差。可掺入缓凝剂，延长凝结时间；或者分多次配制石膏浆，即配即用。在光滑的天花板上直接贴石膏条，粘贴难以牢固，宜对表面予以打刮，以利粘贴。或者在粘结的石膏浆中掺入部分粘结性强的粘结剂。第63页/共80页现象：某些建筑物的室内墙面装修过程中我们可以观察到，使用以水玻璃为成膜物质的腻子作为底层涂料，施工过程往往散落到铝合金窗上，

43、造成了铝合金窗外表形成有损美观的斑迹。试分析原因。分析讨论：一方面铝合金制品不耐酸碱，而另一方面水玻璃呈强碱性。当含碱涂料与铝合金接触时，引起铝合金窗表面发生腐蚀反应从而使铝合金表面锈蚀而形成斑迹。第64页/共80页现象：某大体积的混凝土工程，浇注两周后拆模，发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某立窑水泥厂生产42.5型硅酸盐水泥，其熟料矿物组成如下：C3S61%，C2S14%，C3A14%，C4AF11%分析讨论：由于该工程所使用的水泥C3A和C3S含量高，导致该水泥的水化热高，且在浇注混凝土中，混凝土的整体温度高，以后混凝土温度随环境温度下降，混凝土产生冷缩，造成混凝土贯穿型的纵向裂

44、缝。第65页/共80页概况：某中学一栋砖混结构教学楼，在结构完工，进行屋面施工时，屋面局部倒塌。审查设计方面，未发现任何问题。对施工方面审查发现：所设计为C20的混凝土，施工时未留试块，事后鉴定其强度仅C7.5左右，在断口处可清楚看出砂石未洗净，集料中混有鸽蛋大小的粘土块和树叶等杂质。此外梁主筋偏于一侧，梁的受拉区1/3宽度内几乎无钢筋。原因分析：集料的杂质对混凝土强度有重大的影响，必须严格控制杂质含量。树叶等杂质固然会影响混凝土的强度，而泥黏附在集料的表面，防碍水泥石与集料的黏结，降低混凝土强度，还会增加拌和水量，加大混凝土的干缩，降低抗渗性和抗冻性。泥块对混凝土性质的影响严重。第66页/共

45、80页概况：某糖厂建宿舍，以自来水拌制混凝土，浇注后用曾装过食糖的麻袋覆盖于混凝土表面，再淋水养护。后来发现该水泥混凝土两天仍未凝结，而水泥经检验无质量问题，请分析此异常现象的原因。原因分析：由于养护水淋于曾装过食糖的麻袋，养护水已成糖水，而含糖份的水对水泥的凝结有抑制作用，故使混凝土凝结异常。第67页/共80页概况：某混凝土搅拌站用的集料含水量波动较大，其混凝土强度不仅离散程度较大，而且有时会出现卸料及泵送困难，有时又易出现离析现象。请分析原因 原因分析：由于集料，特别是砂的含水量波动较大，使实际配比中的加水量随之波动，以致加水量不足时混凝土坍落度不足，水量过多时则坍落度过大，混凝土强度的离

46、散程度亦就较大。当坍落度过大时，易出现离析。若振捣时间过长坍落度过大，还会造成“过振”。第68页/共80页概况：某混凝土搅拌站原混凝土配方均可生产出性能良好的泵送混凝土。后因供应的问题进了一批针片状多的碎石。当班技术人员未引起重视，仍按原配方配制混凝土，后发觉混凝土坍落度明显下降，难以泵送，临时现场加水泵送。请对此过程予以分析。原因分析：混凝土坍落度下降的原因。因碎石针片状增多，表面积增大，在其它材料及配方不变的条件下，其坍落度必然下降。当坍落度下降难以泵送，简单地现场加水虽可解决泵送问题，但对混凝土的强度及耐久性都有不利影响，且还会引起泌水等问题。第69页/共80页概况：某工程使用等量的42

47、.5普通硅酸盐水泥配制C25混凝土，工地现场搅拌，为赶进度搅拌时间较短。拆模后检测，发觉所浇筑的混凝土强度波动大，部分低于所要求的混凝土强度指标，请分析原因。原因分析：该混凝土强度等级较低，而选用的水泥强度等级较高，故使用了较多的粉煤灰作掺合剂。由于搅拌时间较短，粉煤灰与水泥搅拌不够均匀，导致混凝土强度波动大，以致部分混凝土强度未达要求。第70页/共80页概况：彭泽县一住宅一层砖混结构，1989年元月15日浇注，3月7日拆模时突然梁断倒塌。施工队队长介绍，混凝土配合比是根据当地经验配制的，水泥、砂、石的体积比1.5:3.5:6，即重量比1:2.33:4，水灰比为0.68，使用325普通水泥。现

48、场未粉碎混凝土用回弹仪测试，读数极低（最高仅13.5MPa，最低为0）。请分析混凝土质量低劣的原因 原因分析：其混凝土质量低劣有几方面的原因：A.所用水泥质量差。B.水灰比较大，即使所使用的325普通水泥能保证质量，但按此水灰比配制的混凝土亦难以达到C20的强度等级。第71页/共80页概况：北京二环路西北角的西直门立交桥旧桥于1978年12月开工，1980年12月完工。建成使用一段时间后，混凝土有不同程度开裂。1999年3月因各种原因拆除部分旧桥改建。在改造过程中，有关科研部门对旧桥东南引桥桥面和桥基钻芯作K2ONa2OCl含量测试。其中Cl-浓度呈明显梯度分布，表面Cl浓度为0.0940.1

49、5。距表面1cm处的Cl浓度骤增，分别为0.180.78。在1cm2cm处Cl浓度达到最高值，其后随着离开表面距离的增加，Cl浓度逐渐减至0.1左右。第72页/共80页原因分析：北京市80年代每年化冰盐的撒散量为400600吨，主要用于长安街和城市立交桥。西直门立交旧桥混凝土中的Cl主要来自化冰盐NaCl。混凝土表面Cl含量低于距表面12cm处，是因其表面受雨水冲刷，部分Cl溶解流失。Cl超过最高极限值后，会破坏钢筋的钝化膜，锈蚀钢筋，锈蚀产物体积膨胀，导致钢筋开裂，保护膜脱落。第73页/共80页概况：某工地现配制M10砂浆砌筑砖墙，把水泥直接倒在砂堆上，再人工搅拌。该砌体灰缝饱满度及粘结性均

50、差。请分析原因。原因分析：砂浆的均匀性可能有问题。把水泥直接倒入砂堆上，采用人工搅拌的方式往往导致混合不够均匀，使强度波动大，宜加入搅拌机中搅拌。仅以水泥与砂配制砂浆，使用少量水泥虽可满足强度要求，但往往流动性及保水性较差，而使砌体饱满度及粘结性较差，影响砌体强度，可掺入少量石灰膏、石灰粉或微沫剂等以改善砂浆和易性。第74页/共80页现象：某县城于1997年7月8号至10日遭受洪灾，某住宅楼底部自行车库进水，12日上午倒塌，墙体破坏后部分呈粉末状，该楼为五层半砖砌体承重结构。在残存北纵墙基础上随机抽取20块砖进行试验。自然状态下实测抗压强度平均值为5.85MPa，低于设计要求的MU10砖抗压强