材料試驗員考試資料

1、第一章 土工試驗第一節(jié) 土工概述一、 土的形成（1） 物理風化（2） 化學風化（3） 生物風化二、 土的三相組成 （固相、液相、氣相）三、 土中的水（1） 結(jié)晶水（2） 結(jié)合水（3） 自由水四、 土的常用物理性質(zhì)指標（1） 土的密度（2） 土顆粒比重（3） 土的含水率（4） 干密度（5） 飽和密度（6） 浮密度（7） 孔隙比（8） 孔隙率（9） 飽和度五、 土的物理狀態(tài)指標（1） 液限（2） 塑限（3） 縮限（4） 液性指數(shù) (Ip)（5） 塑性指數(shù) (IL)（6） 相對密度 (Dr)六、 土的力學性質(zhì)指標（1） 壓縮系數(shù)（2） 壓縮指數(shù)（3） 固結(jié)系數(shù)（4） 抗剪強度指標（5） 承載比（6）

2、 回彈模量（7） 無側(cè)限抗壓強度七、 土的水理性指標（1） 滲透系數(shù)（2） 毛細管水上升高度（3） 濕化崩解量第二節(jié) 土工相關知識一、 密度、含水率和比重（土的基本物理性指標）1 測定密度方法： （1） 環(huán)刀法（2） 蠟封法（3） 灌沙法（4） 灌水法2 測定含水率方法：（1） 環(huán)刀法（2） 酒精燃燒法（3） 比重法3 測定比重方法：（1） 比重瓶法（2） 浮力法（3） 浮稱法（4） 虹吸筒法二、 粒度、粒組和粒度成分1 粒度，土粒的大小稱為粒度。2 粒組，工程上將大小相近的土粒合并成組，稱為粒組。3 粒度成分，指土中各種不同粒組的相對含量。它來描述各種不同粒徑土粒的分別特征。4 粒度成分的表

3、示方法：（1） 表格法（2） 累計曲線法（3） 三角坐標法三、 土的分類1 現(xiàn)行規(guī)范將土分為：巨粒土、粗粒土、細粒土、特殊土。2 特殊土有：黃土、膨脹土、紅黏土、鹽漬土、凍土。3 土的基本代號表：土類、代號、特征巨粒土粗粒土細粒土有機土成分代號漂石B塊石Ba卵石Cb水塊石Cba礫石G角礫Ga砂S粉土M黏土C細粒土F粗細粒土合稱SI有機質(zhì)土O級配合液限高低代號級配良好W 高液限H級配不良P 低液限L4 粒組劃分表：200 60 20 5 2 0.5 0.25 0.075 0.002巨粒組粗粒組細粒組漂石卵石礫砂粉粒黏粒粗中細粗中細四、 土粒級配指標1 土的級配指標：不均勻系數(shù)（Cu）和曲率系數(shù)（

4、Cc）。 Cu = d60 / d 10Cc = d 30 ·d 30 / d 10 ·d 60d10、d30 、d60 分別為通過率10%、30%、60%的粒徑。2 Cu<5為均勻土，級配不好；Cu>10為級配良好的土。3 Cu>5，Cc=13，為級配良好的土；否則，為級配不良的土。五、 砂土在天然狀態(tài)的密實度，可用相對密度（Dr）來表示： Dr = emax e / emax emin （1） Dr=0，即e = emax ，表示砂土處于最疏松狀態(tài)。（2） Dr=1，即e = emin ，表示砂土處于最緊密狀態(tài)。（3） Dr1/3 時土屬于疏松狀態(tài)；1

5、/3Dr2/3 時土屬于中密狀態(tài)； Dr2/3 時土屬于疏松狀態(tài)。六、 黏性土的界限含水率和天然稠度試驗1 液限，土由液體狀態(tài)向塑性狀態(tài)過渡的界限含水率。2 塑限，土由塑性體狀態(tài)向脆性固體狀態(tài)過渡的界限含水率。3 縮限，當達到某一含水率后，土體積不再收縮，這個界限含水率稱為縮限。注意：（1）液限是土可塑狀態(tài)的上限含水率。（2）塑限是土的可塑狀態(tài)的下限含水率。（3）含水率低于縮限，水分蒸發(fā)時土體積不再縮小。4 塑性指數(shù)：IP = W L W p5 液性指數(shù)：IL = (W W p) / (W L W p)6 天然稠度：W C = (W L W ) / (W L W p)七、土的擊實1 擊實試驗分

6、：輕型擊實和重型擊實。2 擊實試驗的目的：獲得路基土擊實的最大干密度和相應的最佳含水率。3 土的擊實特征：（1） 擊實曲線有個峰值，說明在一定的擊實功作用下，只有當土的含水率為某一定值時，土才能被擊實至最大干密度。（2） 當土的含水率偏干時，含水率變動對干密度的影響比含水率偏濕時的影響更為明顯。（3） 擊實曲線的右上側(cè)為飽和曲線，擊實曲線必然位于飽和曲線的左下側(cè)。（4） 不同土類的擊實特征不同。含粗粒越多的土，其最大干密度越大，最佳含水率越小。4 影響擊實的因素：（1） 含水率對整個壓實過程的影響。（2） 擊實功對最大干密度和最佳含水率的影響。（3） 不同壓實機械對壓實的影響。（4） 土類和土

7、粒級配的影響。八、土的壓縮性指標1 土的壓縮機理：由于土是固體顆粒的集合體，具有碎散性，因而土的壓縮性比鋼材、混凝土等其他材料大，并具有下列兩個特點：（1） 土體的壓縮變形是由于孔隙的減小所引起的。（2） 飽和土的壓縮需要一定時間才能完成。2 有效應力原理：飽和土體所受的總應力為有效應力與孔隙水壓力之和。公式：3 試驗室用壓縮儀（固結(jié)儀）進行壓縮試驗是研究土的壓縮性的基本方法。4 壓縮試驗研究土體一維變形特征的測試方法。5 進行壓縮試驗前，先要計算出土的天然孔隙比。6 壓縮試驗：將試樣放在限制側(cè)向變形的容器中，分級施加垂直壓力，測記不同時間的壓縮變形，直至各級壓力下的變形量趨于某一穩(wěn)定標準為止

8、，然后將各級壓力下最終變形與相應壓強繪出曲線，從而求得壓縮指標值。7 壓縮指標：壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、體積壓縮系數(shù)、壓縮模量。8 土的壓縮定律：當壓力變化不大時，孔隙比變化與壓力變化成正比。公式： e1e2 = （p2p1）（1） 比例常數(shù)a是割線的斜率，稱為土的壓縮系數(shù)。（2） 壓縮系數(shù)a不是常數(shù)，一般隨壓力p的增大而減小。e1e2p2p1ep（3） e-p 關系曲線：9壓縮指數(shù)： CC = (e1e2)/(10 p210 p1)10壓縮模量： EV = (1+ e1)/a11體積壓縮系數(shù)： mV = a /(1+ e1)12e = （h/h1）×（1+ e1）九、土的強度指標1 土

9、的抗剪強度，指土體在力系作業(yè)下抵抗破壞的極限抗剪應力。2 抗剪強度試驗有多種，目前室內(nèi)最常用的是直剪試驗和三軸壓縮試驗。3 直剪試驗分為：（1）慢剪 （2）固結(jié)快剪 （3）快剪4 三軸壓縮試驗分為：（1） 不固結(jié)不排水剪切（2） 固結(jié)不排水剪切（3） 固結(jié)排水剪切5抗剪強度指標：土的黏聚力（ C ）和土的內(nèi)摩擦角（ ）。6土的抗剪強度公式：7 無側(cè)限抗壓強度，指試件在無側(cè)向壓力的條件下，抵抗軸向壓力的極限強度。8 無側(cè)限抗壓強度試驗（單軸試驗），主要用于測定飽和軟黏土的無側(cè)限抗壓強度及靈敏度。十、土的膨脹與收縮1 土的膨脹與收縮是由于土的含水率的變化所應引起的。2 反映土的膨脹性質(zhì)的指標：膨脹

10、力和膨脹率（自由膨脹率、無荷載膨脹率、有荷載膨脹率）3 反映土的收縮性質(zhì)的指標：縮限和體積收縮（線塑率、體塑率、收縮系數(shù)）4 自由膨脹率，為松散的烘干土粒在水中和空氣中分別自由堆積的體積之差與在空氣之自由堆積的體積之比。以百分數(shù)表示，用以判定無結(jié)構(gòu)力的松散土粒在水中的膨脹特征，適用于膨脹土。5 有荷載膨脹率，在有荷載有側(cè)限條件下的膨脹率。適用于測定原狀土貨擊實黏質(zhì)土在特定荷載的膨脹率，或荷載與膨脹的關系曲線。6 無荷載膨脹率，在有荷載有側(cè)限條件下，浸水后在高度方向上的單向膨脹與原高度的比值。以百分數(shù)表示，適用于測定原狀土或擊實土樣的無荷載膨脹率。供評價黏質(zhì)土膨脹勢能時參考。7 膨脹力，土體在吸

11、水時所產(chǎn)生的內(nèi)應力。測定原狀土和擊實土樣在體積不變時由于膨脹所產(chǎn)生的最大內(nèi)應力，采用加荷平衡法。十一、土的水理性1 土的毛細管水上升高度，是水在孔隙中因毛細管作用而上升的最大高度。2 毛細管現(xiàn)象是土粒與水分子的相互吸引力以及水的表面張力而產(chǎn)生的。3 土的滲透性，由于土顆粒骨架之間存在連通的孔隙結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了水的運移通道，土中自由水在重力作用下，通過土顆粒骨架的孔隙運動，而使土體所具有的一種水力學特性。4 土的滲透性指標：滲透系數(shù)。影響滲透系數(shù)的因素：（1）土粒的大小和級配（2）土的孔隙比 （3）水的動力黏滯系數(shù)（4）土中封閉氣體含量（5）土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造（6）結(jié)合水膜厚度。十二、土樣的采集、運輸和保

12、管十三、土樣和試件制備第三節(jié) 土工試驗一、 烘干法1 烘干法，適用于黏質(zhì)土、粉質(zhì)土、砂類土、砂礫土、有機質(zhì)土以及凍土。2 烘干法是測定含水率的標準方法。3 有機質(zhì)含量超過5%的土以及含石膏的土，規(guī)定在6070的恒溫下烘干，烘干時間1215小時。4 土在105110溫度下，能將土中的部分結(jié)合水和自由水蒸發(fā)掉。5 本試驗需進行二次平行試驗。二、 酒精燃燒法1 酒精燃燒法，適用于快速簡易地測定細粒土（有機質(zhì)土除外）的含水率。2 酒精純度：95%3 酒精燃燒：3次4 用酒精燃燒法測量砂的含水率，所得結(jié)果與烘干法相等。三、 環(huán)刀法1 環(huán)刀法，適用于測定不含礫石顆粒的細粒土的密度。2 試樣：原狀土或所需狀

13、態(tài)的擾動土樣。3 規(guī)定：所有土的密度試驗平行誤差不得大于0.03g/cm 。4 環(huán)刀法取樣，一般采用土柱壓入法，工地推薦黏土用直接壓入法。5 環(huán)刀尺寸 直徑：68cm 高 ：25.4 cm 壁厚：1.52cm 6 本試驗需進行二次平行試驗。四、 蠟封法1 蠟封法，適用于易破碎的土或形狀不規(guī)則的堅硬土。2 試樣：體積不得小于30cm 。 3 試樣浸入水分質(zhì)量不得超過0.03g ，否則重做。五、 灌砂法1 灌砂法，適用于現(xiàn)場測定細粒土、砂類土、礫類土的密度。2 試樣：粒徑不超過15mm 。3 量砂：粒徑0.250.5mm清潔干燥的均勻砂。4 試驗之前，先標定：灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量和量砂的單位

14、質(zhì)量。5 標定罐的深度應與試洞的深度一致。6 現(xiàn)場檢測時，儲砂筒中的砂面高度應與標定砂的密度時儲砂筒中的砂面高度一致。六、 灌水法1 灌水法，適用于現(xiàn)場測定粗粒土和巨粒土的密度。2 試樣：粒徑不超過200mm 。七、 比重瓶法1 比重，土粒在溫度105110下烘干至恒重時的質(zhì)量與同體積4時純水的質(zhì)量的比值。2 土粒比重表達式： Gs = ps / pw4 3 比重瓶法，適用于測量粒徑小于5mm的土的比重。4 規(guī)定：所有土的比重試驗平行誤差不得大于0.02。5 試驗之前，先要進行比重瓶校正。6 比重瓶校正：求得瓶加水重在不同溫度下的關系曲線。7 對含有某一定量的可溶鹽、不親性膠體或有機質(zhì)的土，必

15、須用中性液體測定。八、 浮力法1 浮力法，適用于土的粒徑大于或等于5mm的土，且其中大于或等于20mm的土質(zhì)量小于總土質(zhì)量的10%。2 主要儀器設備：浮力儀（含電子天平）。3 試樣：稱取5001000g 浸水一晝夜。九、 浮稱法1 浮稱法，適用于土粒徑大于或等于5mm的土，且其中大于或等于20mm的土質(zhì)量小于總土質(zhì)量的10%。2 主要儀器設備：靜水力學天平。3 試樣：稱取5001000g 浸水一晝夜。十、 虹吸筒法1 虹吸筒法，適用于土粒徑大于或等于5mm的土，且其中大于或等于20mm的土質(zhì)量大于或等于總土質(zhì)量的10%。2 主要儀器設備：虹吸筒。3 試樣：稱去10007000g 洗凈并浸水一晝

16、夜。4 天然土為粗、細顆?；旌隙桑@樣對全粒徑土樣需要采用聯(lián)合測定的方法。即：分別采用比重瓶法和浮力法（浮稱法、虹吸筒法）測定比重，再求加權平均數(shù)： 十一、篩析法1 本試驗法適用于分析粒徑大于0.075mm的土顆粒組成，對粒徑大于60mm的土樣，本試驗方法不適用。2 土工標準篩是圓孔篩。3 土工標準篩：粗篩：60、40、20、10、5、2（mm） 細篩：2、1、0.5、0.25、0.075（mm）4 試樣：風干、松散的土樣。5 無黏聚性的土：（1） 先過2mm的篩。（2） 篩后各級篩上和篩底土總質(zhì)量與篩前試樣質(zhì)量之差，不應大于1%。（3） 若2mm篩下的土不超過試樣總質(zhì)量的10%，可省略細篩

17、分析。（4） 若2mm篩上的土不超過試樣總質(zhì)量的10%，可省略粗篩分析。6 含黏土土粒的砂礫土：（1） 先將黏結(jié)的土團碾散、拌勻、烘干，然后再稱量。（2） 若小于0.075mm顆粒質(zhì)量超過總土質(zhì)量的10%，有必要時，將這部分土烘干、取樣，另做密度計分析或移液管分析。十二、密度計法1 密度計法，適用于分析粒徑小于0.075mm的土。2 主要儀器設備：密度計（甲種密度計和乙種密度計）。3 試樣： 采用風干土樣 土樣過2mm篩 （土樣風干可在烘箱內(nèi)不超過50溫度鼓風干燥）4 試劑：（1）25%氨水（2）0.5mol/L NaOH（3）0.25mol/L Na2C2O4（4）0.083mol/L (N

18、aPO3)6（5）0.125mol/L NaP4P2O7·10H2O（6）10%鹽酸、5%氯化鋇、10%硝酸、5%硝酸銀、6%雙氧水5 密度計校正：（1） 密度計刻度及彎月面校正。（2） 溫度校正，密度計是20時刻制的，當懸液溫度不等于20時，應進行校正。（3） 土粒比重校正，密度計刻度應以土粒比重2.65為準，當試樣的土粒比重不等于2.65時，應進行土粒比重校正。（4） 分散劑校正，密度計刻度系以純水為準，當懸液中加入分散劑時，比重增大，應進行校正。6 土樣分散處理（土樣為30g）（1）一般易分散的土 ： 25%氨水 1mL（2）酸性土（PH<6.5） ： 0.5mol/L

19、NaOH 20mL（3）中性土（PH=6.57.5）： 0.25mol/L Na2C2O4 18mL（4）堿性土（PH>7.5） ： 0.083mol/L (NaPO3)6 15mL（5）PH>8的土 ： 0.125mol/L NaP4P2O7·10H2O 14mL（6）仍不能分散的土 ：陽離子交換樹脂（粒徑大于2mm） 100g7洗鹽（過濾法）（1） 將分散用的試樣放入調(diào)土皿內(nèi)，注入少量蒸餾水，拌和均勻。將濾紙微濕后緊貼于漏斗上，然后將調(diào)土皿中土漿倒入漏斗中，并注入熱水沖洗過濾。附于皿上的土粒要全部洗入漏斗。若發(fā)現(xiàn)濾液渾濁，須重新過濾。（2） 應經(jīng)常使漏斗內(nèi)的液面保持高

20、出土面約5mm。每次加水后，須用表面皿蓋住。（3） 為了檢查水溶鹽是否已洗干凈，可用兩個試管各取剛濾下的濾液35mL，一管中加入數(shù)滴10%鹽酸及5%氯化鋇，另一管加入數(shù)滴10%硝酸及5%硝酸銀。若發(fā)現(xiàn)任一管中有沉淀時，說明土中的水溶鹽仍未洗凈，應繼續(xù)清洗，直到檢查時試管中不再發(fā)現(xiàn)白色沉淀時為止。將漏斗上的土樣細心洗下，風干稱量。十三、移液管法1 移液管法，適用于粒徑小于0.075mm，且比重大的土。2 計算粒徑小于0.05mm、0.01mm、0.005mm和其他所需粒徑下沉一定深度所需的靜置時間： t = 3 移液管侵入懸液深度：10cm 。 十四、砂的相對密度試驗1 砂的密實程度對公路路基及

21、地基的穩(wěn)定性有重要的意義。2 砂土的密實度不能僅用它的空隙比大小來衡量。3 砂土天然狀態(tài)的密實度，可用相對密度Dr來表示：4 本試驗適用于粒徑小于5mm的土，且粒徑25mm的試樣質(zhì)量部大于試樣總質(zhì)量的15% 。5 Dr = 十五、液塑限聯(lián)合測定法1 本試驗方法適用于粒徑不大于0.5mm、有機質(zhì)含量不大于試樣總質(zhì)量5%的土。2 主要儀器設備： LP100型液塑限聯(lián)合測定儀 錐體100g 錐角30°LP76型液塑限聯(lián)合測定儀 錐體76g 錐角30°3錐入深度所對應的界限含水率：hLhpLP7617mm2mmLP10020mmhp =hp =4塑性圖 橫坐標：液限 縱坐標：塑性指

22、數(shù)6 土體含水率和錐入深度h為曲線關系，可用下式表示：十六、土的擊實1 本試驗適用于細粒土。2 主要儀器設備：標準擊實儀。3 小試筒：（10×12.7）適用于粒徑不大于20mm的土大試筒：（15.2×17）適用于粒徑不大于40mm的土4 試驗準備5個試樣：小試筒每個試樣3 Kg 大試筒每個試樣6 Kg5 擊實試驗方法種類：試驗方法類別錘底直徑（cm）錘質(zhì)量（kg）落高（cm）試樣尺寸層數(shù)每層擊數(shù)內(nèi)徑（cm）高（cm）容積（cm ）輕型法12552.52.530301015.212.7129972177332759重型法12554.54.545451015.212.71299

23、72177532798十七、固結(jié)試驗1 目的：測定土的單位沉降量、壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、壓縮模量、固結(jié)系數(shù)、回彈指數(shù)、原狀土的先期固結(jié)壓力。2 范圍：適用于飽和黏質(zhì)土。只進行壓縮試驗時，允許用非飽和土。3 穩(wěn)定時間，沉降的穩(wěn)定時間主要取決于試樣的透水性和流變性，穩(wěn)定不同的時間會得到不同的壓縮曲線。規(guī)范規(guī)定穩(wěn)定時間為24h 。4 如需測定沉降速率、固結(jié)系數(shù)，固結(jié)穩(wěn)定標準，最后一小時變形量不超過0.01mm 。 5 如需確定原則土的先期固結(jié)壓力，荷載率宜小于1，最后一級荷載應大于1000 kpa 。 十八、土的直剪試驗1 直剪試驗分為： （1）慢剪 （2）固結(jié)快剪 （3）快剪 2 適用范圍：（1）

24、慢剪適用于測定黏質(zhì)土的抗剪強度指標。 （2） 固結(jié)快剪適用于滲透系數(shù)小于 cm/s的黏質(zhì)土。（3） 快剪適用于滲透系數(shù)小于 cm/s的黏質(zhì)土。3主要儀器設備：（1）應變控制式直接剪切儀 （2）應力控制式直接剪切儀4直剪概述：（1） 慢剪，先固結(jié)再慢剪，剪切速率0.02 mm/min 。（2） 固結(jié)快剪，先固結(jié)再快剪，剪切速率0.8 mm/min 。（3） 快剪，不固結(jié)，直接快剪，剪切速率0.8 mm/min 。十九、無側(cè)限抗壓強度試驗（單軸實驗）1 無側(cè)限抗壓強度，是指試件在無側(cè)向壓力的條件下，抵抗軸向壓力的極限抗壓強度。2 目的與范圍：測定飽和軟黏土的無側(cè)限抗壓強度及靈敏度。3 主要儀器設備

25、：應變控制式允許膨脹壓縮儀4 試樣：（1）直徑和高度與重塑筒尺寸相同。高100mm ， 直徑40mm 。（2）試件高度與直徑之比應大于2，按軟土的軟硬程度采用2.02.5。5軸向應變 速度：1%3% 時間：820 min6讀數(shù)要求 <3% 每0.5%應讀記百分表一次 >=3% 每1%應讀記百分表一次7當百分表達到峰值或讀數(shù)達到穩(wěn)定，再剪3%5%應變即止。 當百分表讀數(shù)無穩(wěn)定值，則軸向應變達20%即止。8. 計算公式：二十、加州承載比試驗（CBR試驗）第二章 集料第一節(jié) 集料相關知識一、 集料的概念1 集料室在混合料中起骨架和填充作用的粒料。2 粗、細集料劃分（1） 瀝青混合料：2.

26、36mm 。（2） 水泥混凝土：4.75mm 。3 標準篩（1） 對顆粒性材料進行篩分試驗用的，符合標準形狀和尺寸規(guī)格要求的系列樣品篩。（2） 標準篩篩孔尺寸：75、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 （mm）4 集料的最大粒徑，指集料100%都要求通過的最小標準篩篩孔尺寸。5 集料的公稱最大粒徑，指集料可能全部通過或允許有少量（篩余不超過10%）不通過的最小標準篩篩孔尺寸。二、 粗集料的密度1 粗集料的各種密度：（1）真實密度（2）表觀密度（3）表干密度（4）毛體積密度（5）堆積密度2 毛

27、體積，材料表面輪廓線范圍內(nèi)的全部體積，包括材料實體、開口及閉口孔隙的體積。3 粗集料的各種密度的大小關系：真實密度>表觀密度>表干密度>毛體積密度>堆積密度4 粗集料密度及吸水率試驗，試驗方法： 網(wǎng)籃法 5 表示方法：符號相對密度密度表觀a表干f毛體積b三、 粗集料的吸水性和耐候性1 吸水性，集料吸水能力的大小。指標：吸水率和飽水率2 吸水率，石料在室溫（20±2）和大氣壓條件下，自由吸水24h、48h試樣最大吸水質(zhì)量占烘干集料試樣質(zhì)量的百分數(shù)。3 飽水率，石料在室溫（20±2）和煮沸法或真空抽氣法飽和試件的條件下，石料試樣最大吸水量占烘干集料試樣質(zhì)

28、量的百分數(shù)。4 耐候性，評價集料抵抗自然破壞因素的性能。指標：堅固性和抗凍性。5 堅固性，指集料經(jīng)飽和硫酸鈉溶液多次浸泡與烘干循環(huán)，承受硫酸鈉結(jié)晶壓力而不發(fā)生顯著破壞或強度降低的性能。6 抗凍性，評價巖石在飽和狀態(tài)下經(jīng)受規(guī)定次數(shù)的凍融循環(huán)后抵抗破壞的能力。嚴寒地區(qū)：25次 寒冷地區(qū)：15次四、 顆粒形狀1 集料顆粒形狀（四種）：（1） 渾圓狀（2） 多棱角狀（3） 針狀（4） 片狀2 針、片狀顆粒對集料應用所造成的影響。集料，特別是粗集料的顆粒形狀對水泥混凝土和瀝青混合料的性能有顯著的影響。通常，粗集料顆粒有渾圓狀、多棱角狀、針狀和片狀四種類型的形狀。其中，接近球體的渾圓狀和接近立方體的多棱角

29、狀較好，而呈細長和扁平的針狀和片狀顆粒對水泥混凝土和瀝青混合料的和易性、強度和穩(wěn)定性有不良影響。因此，在集料中應限制針、片狀顆粒的含量。3 針、片狀顆粒定義（1） 在水泥混凝土中： 針狀顆粒，集料中顆粒長度大于所屬粒級平均粒徑的2.4倍的顆粒。 片狀顆粒，集料中顆粒厚度大于所屬粒級平均粒徑的0.4倍的顆粒。（2） 在瀝青混合料中：針、片狀顆粒，指用游標卡尺測定的粗集料的最大長度方向與最小厚度方向的尺寸之比大于3倍的顆粒4針、片狀顆粒含量試驗（1） 水泥混凝土：規(guī)準儀（2） 瀝青混合料：游標卡尺五、 粗集料的力學性質(zhì)1 粗集料的力學性質(zhì)主要指抗壓碎能力和磨耗性。當粗集料用于路面表層時，還涉及磨光

30、值、沖擊值和磨耗值。2 壓碎值，指在連續(xù)加荷載的試驗條件下，集料抵抗被壓碎的能力。壓碎值是衡量石料的強度的一項指標。3 磨耗性，指在標準試驗條件下，粗集料抵抗摩擦、撞擊的能力，用磨耗損失來表示。試驗檢測方法：洛杉磯磨耗試驗。4 磨光值（PSV），路用粗集料在使用過程中不僅要表現(xiàn)出較高的承載能力，而且還要有較高的耐磨光性，以滿足長期使用時高速行駛車輛對路面抗滑性的要求。磨光值越高，抗滑性越好。5 沖擊值（AIV），車輛高速行駛過程中緊急制動或車輛長生顛簸時，都可能對路面產(chǎn)生沖擊作用，集料抵抗這種連續(xù)重復沖擊荷載作用的性能稱為沖擊韌性。這種沖擊韌性用集料的沖擊值（AIV）表示。沖擊值越小，集料抵抗

31、沖擊性能越好。6 磨耗值（AAV），評定抗滑表層中集料抵抗車輪磨耗的能力。試驗檢測方法：道瑞磨耗試驗，磨耗值越小，表示集料抵抗磨耗性能越好。六、 粗集料的技術要求1 瀝青混合料對粗集料要求：大小關系高速公路及一級公路其他等級公路表面層其他層次石料壓碎值不大于262830表洛杉磯磨耗損失不大于283035觀相對密度不小于2.602.502.45針、片狀顆粒含量不大于151820水洗法<0.075mm顆粒含量不大于1112 水泥混凝土對粗集料要求：級級級碎石壓碎指標<10<15<20卵石壓碎指標<12<14<16針、片狀顆粒含量<5<15<

32、;20表觀密度>2.50堅固性<5<8<12七、 細集料的技術性質(zhì)1 細集料的潔凈度（1） 天然砂以小于0.075mm含量的百分數(shù)；（2） 石屑和機制砂以砂當量和亞甲藍值表示。2 細集料的表觀密度（容量瓶法）（1） 瀝青混合料用細集料表觀密度： 高速公路、一級公路 >=2.50 其他等級公路 >=2.45（2） 水泥混凝土用細集料表觀密度：>2.503 砂中有害成分種類：（1）含泥量或泥塊（2）云母（3）輕物質(zhì)（4）有機質(zhì)（5）SO3 4 細度模數(shù)： Mx = A0.15、A0.3 A4.75 分別為0.15、0.3 4.75mm 各篩上的累計篩余（%

33、）5 根據(jù)細度模數(shù)將砂分為四類：（1） 粗砂 3.73.1（2） 中砂 3.02.3（3） 細砂 2.21.6（4） 特細砂 1.50.7 八、 礦料級配1 級配理論： （1） 懸浮密實式級配（2） 嵌擠密實型級配2 礦料級配類型：（1） 連續(xù)級配（2） 間斷級配（3） 連續(xù)開級配3 級配曲線（1） 橫坐標：y = 縱坐標：普通算術平分坐標（2） 級配曲線4 礦料混合料級配組成設計方法：（1）數(shù)解法 （2）圖解法第二節(jié) 集料試驗一、粗集料密度及吸水率試驗（網(wǎng)籃法）1 本方法適用于測定各種粗集料的表觀、表干、毛體積相對密度和密度及粗集料的吸水率。2 試樣（過篩）（1） 對較粗的粗集料：過4.75

34、mm篩（2） 對2.36mm4.75mm 集料，或混在4.75mm以下石屑中的粗集料：過2.36mm篩（3） 試樣在室溫下保持浸水24h。（水面至少高出試樣20mm）（4） 洗去附在集料表面的塵土和石粉。3 測量：（1） 集料的水中質(zhì)量（mw）（2） 集料的表干質(zhì)量（mf）（3） 集料的烘干質(zhì)量（ms）4 對同一規(guī)格的集料應進行二次平行試驗。兩次結(jié)果：密度相差不超過0.02 ，吸水率不得超過0.2% 。二、粗集料針、片狀顆粒含量試驗（游標卡尺法）1 本試驗適用于測定瀝青混合料用粗集料的針、片狀含量。2 本試驗方法所指的針、片狀顆粒：是指用游標卡尺測定的粗集料顆粒的最大長度方向與最小厚度方向的尺

35、寸之比大于3倍的顆粒。3 試樣（過4.75mm篩）：質(zhì)量不少于800g ，數(shù)量不少于100顆。4 測量：長L 寬w 厚t 5 結(jié)果：L / t 3 ， 即為針、片狀顆粒。6 本試驗進行二次平行試驗。如兩次結(jié)果之差小于平均值的20%，取平均值作為試驗結(jié)果；如大于或等于20%，應追加測定一次，取三次結(jié)果的平均值作為試驗結(jié)果。7 對2.36mm4.75mm 的粗集料，由于卡尺測量有困難，故一般不作測定。三、粗集料針、片狀顆粒含量試驗（規(guī)準儀）1 本試驗方法用于測定水泥混凝土用粗集料針、片狀顆粒含量。2 本試驗方法所指的針、片狀顆粒：（1） 針狀顆粒，集料中顆粒長度大于所屬粒級平均粒徑的2.4倍的顆粒

36、。（2） 片狀顆粒，集料中顆粒厚度小于所屬粒級平均粒徑的0.4倍的顆粒。3 試樣（按下表規(guī)定，稱取質(zhì)量）公稱最大粒徑（mm）9.5161926.531.537.5試樣最小質(zhì)量（kg）0.31235104 采用規(guī)準儀進行顆粒形狀判定時，首先要通過標準篩將粗集料進行分級，不同粒徑的顆粒要對應規(guī)準儀相應的孔寬和間距來判斷，不可錯位。5 篩分分級（套篩）：4.75、9.5、16、19、26.5、31.5、37.5 （mm）四、粗集料壓碎值試驗1 目的和適用范圍：集料壓碎值用于衡量石料在逐漸增加的荷載下抵抗壓縮的能力，是衡量石料力學性質(zhì)的指標，以評定其在公路工程中的實用性。2 主要儀器設備：石料壓碎值試

37、驗儀（壓柱、試筒、底板）部位名稱尺寸試筒內(nèi)徑高度壁厚150±0.312512812壓柱壓頭直徑壓桿直徑壓柱總長壓頭厚度149±0.210014910011025底板直徑厚度（中間部分）邊緣厚度2002206.4±0.2310±0.23 試筒的內(nèi)壁、壓柱的底面和底板的上表面與石料接觸的表面都應進行熱處理，并保持光滑狀態(tài)。4 試樣（用9.5和13.2mm標準篩組成套篩）：取9.513.2mm的試樣3組各3000g 。5 開動壓力機，均勻地施加荷載，在10min 左右的時間內(nèi)達到總荷載400kN ，穩(wěn)壓5s 。6 壓碎試樣過2.36mm的篩。五、粗集料磨耗性試

38、驗（洛杉磯磨耗試驗）1 目的：測定標準條件下粗集料抵抗撞擊、摩擦的能力。用磨耗損失表示（%）2 適用范圍：適用于各種等級規(guī)格集料的磨耗試驗。3 主要儀器設備：洛杉磯磨耗試驗機（1） 圓筒內(nèi)徑：710±5mm（2） 內(nèi)側(cè)長：510±5mm（3） 圓筒的回轉(zhuǎn)速率：3033r/min4 粗集料洛杉磯試驗條件：粒度類型粒級組成（mm）試樣質(zhì)量（g）試樣總質(zhì)量（g）鋼球數(shù)量（個）鋼球總質(zhì)量（g）轉(zhuǎn)動次數(shù)（次）A26.537.519.026.516.019.09.516.01250±251250±251250±251250±255000±

39、;10125000±25500B19.026.516.019.02500±102500±105000±10114850±25500C9.516.04.759.52500±102500±105000±1083320±20500D2.364.755000±105000±1062500±15500E6375536337.5532500±502500±505000±5010000±100125000±251000F37.55326.5

40、37.55000±505000±2510000±75125000±251000G26.537.51926.55000±255000±2510000±50125000±251000注：水泥混凝土用集料宜采用A級粒度。5 將試樣用1.7mm 的方孔篩過篩，篩去試樣中被撞擊磨碎的細屑。6 粗集料的磨耗損失取兩次平行試驗結(jié)果的算術平均值為測定值，兩次試驗的差值應不大于2% ，否則須重做試驗。六、細集料的篩分試驗1 目的和適用范圍：（1） 測定細集料的可憐級配及粗細程度。（2） 對水泥混凝土用細集料可采用干篩法，如果需要也可

41、采用水洗法篩分；對瀝青混合料用細集料必須用水洗法篩分。2 試樣：（1）篩除超粒徑顆粒 過9.5mm篩（水泥混凝土用天然砂） 過4.75mm篩（瀝青路面及基層用天然砂、石屑、機制砂）（2）用分料器法或四分法縮分至不少于550g的試樣2份 。3 本試驗須進行二次平行試驗。兩次試驗所得的細度模數(shù)之差不得大于0.2 ，否則重做。4 干篩法試驗步驟：準確稱取烘干試樣約500g，即m1 ，準確至0.5g 。將試樣倒入套篩的最中，將套篩裝入搖篩機，振搖10min 。然后取下套篩，從最大孔徑的篩開始，由大到小按順序?qū)⒏骷壓Y進行手篩，直到每分鐘的篩出量不超過該級標準篩上篩余量的1%為止，將篩下通過的顆粒并入下一

42、級標準篩中一同手篩，直到各級篩篩完為止。稱量各級篩篩余試樣的質(zhì)量，精確至0.5g 。所有各篩篩余量和底盤中剩余量的總質(zhì)量與篩分前的試樣質(zhì)量的差值不得大于后者的1% 。5 水洗法篩分試驗步驟：準確稱取烘干試樣約500g，即m1 ，準確至0.5g 。將試樣倒入盤中，加入清水使得水面至少高出試樣20mm 。用膠棒攪拌，將集料表面洗滌干凈，使得細粉懸浮在水中，不得使集料從水中濺出。將1.18mm和0.075mm的篩組成套篩。將盤中的懸液經(jīng)過套篩倒入另一容器中。重復上述步驟，直至盤中的懸液潔凈為止。將盤中的集料和套篩上的集料倒入搪瓷盤中，將搪瓷盤放入溫度為105±5的恒溫烘箱中烘干試樣。稱取水

43、洗后烘干試樣的質(zhì)量m2 ，則m1 m2 即為小于0.075mm 部分的。將水洗后烘干試樣用干篩法篩分。并稱取各篩上篩余試樣的質(zhì)量。精確至0.5g 。所有各篩篩余量和底盤中剩余量的總質(zhì)量與試樣水洗烘干后質(zhì)量的差值不得大于后者的1% 。七、細集料密度試驗（坍落筒法）1 目的和適用范圍：（1） 測定細集料（天然砂、機制砂、石屑）在23時對水的毛體積相對密度、表觀相對密度、表干相對密度，處于飽和面干狀態(tài)時的吸收率和毛體積密度、表觀密度、表干密度。（2） 適用于粒徑小于2.36mm的細集料。2主要儀器設備：坍落筒（上口徑40±3mm 下口徑90±3mm 高75±3mm）3試

44、樣（過2.36mm篩，篩去粗集料）：去潮濕狀態(tài)下的試樣2份，每份1000g 。4浸水狀態(tài)：（1） 水面高出試樣表面20mm 左右。（2） 水溫控制在23±1.7。（3） 攪拌5min ，靜置24h 。5用坍落筒判定細集料飽和面干狀態(tài)的標準：（1） 天然砂 在試樣中心部分上部成為2/3左右的圓錐體，即大致坍塌1/3左右，作為天然砂的飽和面干狀態(tài)。（2） 機制砂、石屑 當移去坍落筒第一次出現(xiàn)坍落時的含水率即最大含水率，作為試樣的飽和面干狀態(tài)。6 精度和允許差（1） 毛體積密度和飽和面干密度以兩次平行試驗結(jié)果的算術平均值為測定值，如兩次結(jié)果與平均值之差大于0.01g/cm 時，應重新取樣進

45、行試驗。（2） 吸水率以兩次平行試驗結(jié)果的算術平均值為測值，如兩次結(jié)果與平均值之差大于0.02% ，應重新取樣進行試驗。八、細集料的含泥量試驗（篩洗法）1 目的和適用范圍：（1） 本方法僅用于測定天然砂中粒徑小于0.075mm的塵屑、淤泥和黏土的含量。（2） 本方法不適用于人工砂、石屑等礦粉成分較多的細集料。2 試樣：（烘干溫度105±5）：取2份試樣，每份約400g 。3 本試驗須進行二次平行試驗。以兩個試樣試驗結(jié)果的算術平均值作為測定值。兩次結(jié)果的差值超過0.5%時，應重新取樣進行試驗。4 試驗步驟：取烘干試樣400g ，稱取其質(zhì)量。將其中一份試樣倒入盤中，注入潔凈水，使水面高出

46、試樣表面至少200mm ，將試樣攪拌，均勻地鋪放在盤底。靜置24h 。用手淘洗試樣，使塵屑、淤泥、黏土與砂粒分離，并懸浮在水中。稍靜置，將懸液經(jīng)1.18mm和0.075mm的套篩，濾去懸液中小于0.075mm的顆粒。反復重復步驟 ，直到盤中砂樣洗出的水潔凈為止。將盤中和套篩上的砂樣倒入淺盤中，將砂樣均勻地鋪放在淺盤中，放入溫度為105±5的烘箱中烘干試樣至恒重，取出試樣冷卻至室溫，稱取烘干試樣的質(zhì)量。九、細集料砂當量試驗1 本試驗適用于測定天然砂、人工砂、石屑等各種細集料中所含的黏性土和雜質(zhì)的含量。2 本方法適用于公稱最大粒徑不超過4.75mm的集料。十、細集料亞甲藍試驗1本試驗適用

47、于確定細集料中是否存在膨脹性黏土礦粉，并測定其含量。以評定細集料的潔凈程度，以亞甲藍值（MBV）表示。2本方法適用于小于2.36mm或小于0.15mm的細集料，也可用礦粉的質(zhì)量檢驗。3當細集料中的0.075mm的通過率小于3%時，可不進行此項試驗，即作為合格看待。第三章 水泥和水泥混凝土第一節(jié) 水泥相關知識一、 水泥的概念1 水泥，是能與水發(fā)生物理化學作用，使其由可塑性漿體硬化成堅硬的人造石材的一種粉末狀水硬性膠凝材料。二、 水泥分類1 水泥按用途與性能劃分為：通用水泥、專用水泥、特性水泥。2 通用硅酸鹽水泥，以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏及規(guī)定的混合材料組成的水硬性膠凝材料。3 通用硅酸鹽水泥

48、按混合材料的品種和摻量分為：（1） 硅酸鹽水泥（2） 普通硅酸鹽水泥（3） 礦渣硅酸鹽水泥（4） 火山灰硅酸鹽水泥（5） 粉煤灰硅酸鹽水泥（6） 復合硅酸鹽水泥三、 水泥生產(chǎn)工藝流程示意圖按比例混合、磨細磨細窯內(nèi)煅燒（約1450）水泥石灰石黏土鐵礦粉混合材料熟料石膏生料煤12石膏 用量：3%左右 作用：緩凝劑3混合材料 （1） 作用：增加水泥產(chǎn)量降低生產(chǎn)成本改善水泥的品質(zhì)（2） 分類：活性和非活性。 石英砂、石灰石、黏土 ?；郀t礦渣、火山灰質(zhì)、粉煤灰四、 水泥細度1 概念：細度大小反映水泥顆粒粗細程度或水泥的分散程度。2 水泥細度對水泥的影響：（1） 水化速度（2） 水泥的需水量（3） 和易

49、性（4） 放熱速率（5） 強度3 測定水泥細度常用的方法：篩析法和比表面積法。4 篩析法，以80 標準水泥篩或45 方孔篩上存留物的多少來表示細度。5 比表面積法，以單位質(zhì)量的水泥材料表面積的大小來表示細度。五、 水泥凈漿標準稠度用水量1 水泥標準稠度，指水泥凈漿對標準試桿沉入時所產(chǎn)生的阻力達到規(guī)定狀態(tài)所具有的水和水泥用量百分率。2 標準分（試桿法）：試桿沉入的距離正好離底板6mm±1mm 。3 代用法（試錐法）：稠度儀的試錐貫入深度正好為28mm±2mm 。六、 水泥的凝結(jié)時間1 概念：水合水泥混合后，從最初的可塑狀態(tài)逐漸成為不可塑狀態(tài)，要經(jīng)過一定的時間，水泥的凝結(jié)時間就是這種過程時間長短的一種定量的表示方法。2 凝結(jié)時間分為：初凝時間和終凝時間。3 初凝時間，從水泥全部加入水中到水泥漿開始失去塑性所需的時間。終凝時間，從水泥全部加入水中到水泥漿完全失去塑性所需的時間。4 凝結(jié)時間，以標準試桿沉入標準稠度水泥凈漿達到一定深度所需的時間來表示。（1） 初凝狀態(tài)：試針沉至距底板4mm&#