2007材料工程师考试 - 图文(3)

压碎值作为衡量石料强度的一项指标，是指在连续施加荷载的试验条件下，集料抵抗压碎的能力，以此来评价路用粗集料的相对承载力。

磨耗性是评价集料抵抗撞击 摩擦作用的能力，现行采用洛杉矶磨耗试验法。 冲击值指集料抵抗连续重复冲击荷载作用的性能指标。

磨耗值指标用来评定表层路面中的集料抵抗车轮磨耗的能力，采用道瑞磨耗试验。

磨光值指有较高的承载能力，较高的耐磨光性，能满足长期使用时的告高速行驶车辆对路面抗滑性的要求。

熟悉：每种力学性质试验结果计算及检测结果含义。 压碎值Cru（％）＝(m1/m0)*100

磨耗性Qab（％）＝[（m1－m2）/m1]*100

掌握：各项试验的操作内容 步骤及影响试验结果的关键因素；注意分别适用于水泥混凝土或沥青混合料粗集料时的各项试验操作方法上的特点和区别。

洛杉矶磨耗试验：（1）将进行试验将测的集料洗净烘干备用。

（2）对所使用的集料，根据实际情况按照规定的粒级组成配制每次试验用材料。 （3）分级称量称取总质量m1 ,将准备好的试样和钢球放入磨耗机筒总，加盖密封。调整仪器记数器至零位，对水泥混凝土设定转动次数500转，开动磨耗机，以30～33r/min转速转动规定的次数。 （4）转动结束后，倒出试样，用1.7mm方孔筛过筛，并用水冲洗留在筛上的试样。将大于1.7mm的颗粒集中起来并烘干恒重m2。

水泥混泥土用粗集料针片状颗粒含量试验用规准仪法。本方法适用于测定水泥混凝土使用的5mm以上的粗集料的针状及片状颗粒含量，以百分率计。本方法测定的针片状颗粒，是指利用专用的规准仪测定的粗集料颗粒的最小厚度(或直径)方向与最大长度(或宽度)方向的尺寸之比小于一定比例的颗粒。本方法测定的粗集料中针片状颗粒的含量，可用于评价集料的形状和抗压碎的能力，以评定其在工程中的适用性。

沥青混合料用粗集料针片状颗粒含量试验用游标卡尺法。本方法适用于测定除水泥混凝土外的沥青混合料、各种基层、底基层的4.75mm以上的粗集料的针状及片状颗粒含量，以百分率计。本方法测定的针片状颗粒，是指用游标卡尺测定的粗集料颗粒的最小厚度(或直径)方向与最大长度(或宽度)方向的尺寸之比小于1:3的颗粒，有特殊要求采用其它比例时，应在试验报告中注明。本方法测定的粗集料中针片状颗粒的含量，可用于评价集料的形状和抗压碎的能力，以评定其在工程中的适用性。

（6）粗集料压碎试验 了解：压碎试验的目的。

测定粗集料抵抗压碎能力，间接评价其相应承载能力和强度，以评定集料在公路工程中的适应性。 熟悉：两种适用不同范围压碎试验的操作区别。 掌握：压碎试验操作步骤。 （1） 风干试样用13.2mm和9.5mm标准筛过筛，取9.5～13.2mm的试样三组各3000g待用。 （2） 每次试验时，按大致相同的数量将试样分三层装入金属量筒中，整平，每层用金属棒在整个层面均匀捣实25次。最后用金属棒将多出部分刮平，称取量筒中试样质量m0，以此质量作为每次压碎试验的试样用量。

（3） 试筒安放在底板上，将确定好的试样分三层倒入压碎值试模，并按同样方法捣实，最后将顶

层试样整平。

（4） 将承压压拄压在试样上，注意摆平，勿挤压桶壁。随后放在压力机上。

（5） 控制压力机操作，均匀地施加荷载，在10min时加载到400KN.达到要求的荷载后，稳压5s，

然后卸载。

（6） 将桶内试样倒出，全部通过2.36mm的筛，需筛到1min内无明显筛出物为止。 （7） 称取通过2.36mm筛孔的颗粒质量m1 （7）粗集料洛杉矶磨耗试验 了解：洛杉矶磨耗试验目的。

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用于测定规定条件下粗集料抵抗摩擦 撞击的能力。 掌握：洛杉矶试验操作步骤，试验结果所表达的含义。 （1）将进行试验检测的集料洗净烘干备用。

（2）对所使用的集料，根据实际情况下按照下表规定的粒级组成配制每次试验用材料。其中水泥混凝土用集料宜采用A级粒度；当用于沥青路面及各种基层 底基层的粗集料时，表中的16mm筛孔也可用13.2mm筛孔代替。

（3）分级称量（准确至5g），称取总质量m1，将准备好的试样和钢球放入磨耗机筒中，加盖密封。 （4）转动结束后，倒出试样，用1.7mm方孔筛过筛，并用水冲洗留在筛上的试样。随后将大于1.7mm的颗粒集中起来并烘干恒重m2 。

Q磨（％）＝【（m1－m2）/ m1】×100 Q磨――粗集料的磨耗损失，％ m1－－试验前装入筒中的试样质量g m2――试验后筛上洗净烘干的试样质量g （8）粗集料道瑞磨耗试验和磨光试验 了解：二项试验的目的。

磨耗值指标用来评定表层路面中的集料抵抗车轮磨耗的能力，采用道瑞磨耗试验 用于评定抗滑表层所用粗集料抵抗车轮撞击和磨耗的能力。

集料磨光值是利用加速磨光机集料，并以摆式摩擦系数仪测定集料磨光后的磨光系数值，以评定抗滑表层用集料的抗磨光性。

熟悉：道瑞磨耗试验和磨光试验结果的联系和区别；二项试验操作步骤和试验结果所表达的含义。 磨光试验： 1试验准备 试验前应对摆式仪进行检查标定。

将集料过筛，取10mm~15mm的颗粒料用水洗净后置于温度为105±5摄氏度的烘箱中烘干。 将试模拼装并涂上肥皂水(或脱模剂)后烘干。将洁净干砂(0.1mm~0.3mm)置烘箱中烘干。

配填入料：将固化剂(793)与环氧树脂(6101)按质量比例1:4~1:5拌和均匀，然后再将此项粘结剂与干砂(0.1mm~0.3mm)按质量比例1:4~1:4.5拌和均匀后即为填料。一般一个粒料试模中填料量约为环氧树脂9.0g，固化剂2.4mL及干砂48g。 2 试件配备

排料：将备好的集料颗粒(10mm~15mm)排列(大面、平面向下)于试模中，并尺量排列紧密。需要时，小粒径的石料也可进行磨光试验，但粒径应大于5mm，且制件各工序应更加仔细。

吹砂：用小勺将干砂(0.1mm~0.3mm)填入已排妥的粒料间隙中，并用洗耳球先轻轻吹动干砂，使之填充密实。然后再只去多余的砂，使砂与试模中台阶齐平。注意，吹动干砂时，不得碰动粒料；粒料表面应无干砂覆盖。 将吹妥砂的试模和干砂一起置于温度为40摄氏度的烘箱中预热。

制件：取出烘箱中吹好砂的试模，用小油灰刀将拌好的环氧树脂砂浆填入试模中，并尺量使其填充密实。填充砂浆时不应碰动粒料。然后，用热油灰刀在试模上刮去多余的填料，并在试模表面上反复抹平，使其与试模口齐平。一次制备试件以6~10个为宜，试件表面有松动或脱落的集料时，试件应作废。

制好试件后用钢号码打下相应的号码，以便区别及查找。养护：将已填好填料的试模置温度为30摄氏度的烘箱中烘4h，然后升温至80摄氏度再恒温3h，夏季时，在室温下放置24h亦可。拆模：养护后拆模取出试件；油灰刀配制砂浆容器等用毕后应及时用丙酮清洗；试模拆除后也应清理干净，以便下次再用。

3试验步骤

1 安装试件。将同一种集料的四个试件分为一组，编号为1~4、5~8、9~12，标准试件编号为13~14等，并按表1顺序将试件安装于道路轮上，每两块试件间应置一块橡胶石棉垫片，最后一块试件应紧紧挤入轮槽中，以达到各个试件挤紧之目的。然后，顺序旋紧螺丝，必要时可让在道路轮端板上加垫木板，用锤轻轻敲打，以保证装紧试块，在磨光过程中不致使试件松动或断裂。

注：标准试件：即用绿帘石化安山岩制作的试件，标准试件的磨光值应为46~52之间，每一轮在1号和8叫位置安装标准试件。

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试件安装顺序表 表1 道路轮序号 试件编号 1 13 2 4 3 5 4 8 5 7 6 1 7 10 8 14 9 3 10 11 11 12 12 2 13 6 14 9 4 磨光试件。将道路轮安装在试验机的轮轴上，使橡胶轮的轮幅完全压着露出的集料表面。然后，盖上机盖，接通水源及打开金刚砂(30号)储料斗中调节闸板。开启电源后，磨光机开始运转，溜砂量控制在30g/min±5g/min，流水量以恰好带走金刚砂为宜，出料口有砂滞留可不处理。

3h后关掉电源，取下储砂斗，清除斗中、溜砂槽及底座上的积砂后换装280号金刚砂。然后重新开机，溜砂量调整控制在3g/min±0.5g/min，流水量也应作相应调整，再使试件磨光3h后停止试验。

轮胎在磨光试验120h(即20轮次)后应作废。换用新轮后应按正常试验预磨6h，以便使金刚砂能嵌入轮胎表面。 5 测定磨光值，取下道路轮后取出试件，用水将试件上的金刚砂洗净，再用摆式仪测定试件摩擦系数值，度盘读数除以0.6即为集料磨光值。试件的测定方向应与“行车方向”一致。4个试件磨光值之差不得大于5个摆值，若有超出者，需重新测量，若仍大于5个摆值，则该组试件应作废。

注：测定路面摩擦系数时，摆式仪是按滑动长度为126mm时计算的位能损失，然后计算出度盘刻度，在作磨光值测定时，其滑动长度仅76mm，故计算磨光值时应为度盘度数除以0.6。 6 同一试样至少进行平行试验4次，若标准试件的平均值PSV道瑞磨耗试验： 1试验准备

试样准备 按T0301的方法取样。将试样筛分，取10mm~15mm(或方孔筛9.5mm~13.2mm)的部分用于制作试件。 试样在使用前应清洗除尘，并保持表面干燥状态。加热干燥时，加热时间不得超过4h，加热温度不得超过110摄氏度，且必须在做试件前将其冷却至室温。 试件制作 试模准备。清洁试模，然后拧紧端板螺钉；在试模内表面用细毛刷涂刷少量肥皂水，将试模放在烘箱内烘干。 排料。用镊子夹起石料，将其排列在试模内以单层排放，且较平的面放在模底；试模中应排放尽可能多的粒料，在任何情况下石料颗粒都不得少于24粒，石料颗粒须具有代表性。 吹砂。石料颗粒之间的间隙要用细砂(0.1mm~0.3mm)充填，充填高度均为石料颗粒高度的3/4，充填时先用调剂匙均匀散布，然后再用洗耳吹实找平，并吹去多余的砂。拌制环氧树脂砂浆。先将环氧树脂和固化剂搅匀，然后加入0.1mm~0.45mm干砂拌和均匀，砂浆按环氧树脂；固化剂：细砂=1g:0.25mL:3.8g的比例配制。2块试件约需环氧树脂30g，固化剂7.5mL，干细砂114g。填模成型。将拌制好的环氧树脂砂浆填入试模，尺量填充密实，但注意不可碰动排好的石料，然后用烧热的油灰刀在试模表面来回刮抹，使砂浆表面平整。 养生。在垫板的一面涂上肥皂水，然后将填好砂浆的模子倒放在垫板上(以防砂浆渗到石料表面)。常温下的养生时间一般为24h。 拆模。拧松端板螺钉，卸下2个端板，用橡皮锤轻敲将试件取出。用刮刀或砂纸去除多余的砂浆，用细毛刷清除松散的砂。 2试验步骤分别称出2块试件的质量(m1),准确至0.1g。在操作之前应使机器在溜砂状态下空转一圈，以便在转盘上留有一层砂。将2块试件分别放入2个托盘内，注意确保试件与托盘之间紧密配合。称出试件、托盘和配重的质量并将合计质量调整到2kg±10g。 将试件连同托盘放入磨耗机内，使其径向相对，试件中心的研磨转盘中心的距离为260mm，石料裸露面朝向转盘；然后将相应的配重放在试件上。 以28r/min~30r/min的转速转运转盘100圈，同时将如上规定的研磨石英砂装入料斗，使其连续不断地溜在试件前面的转盘上，溜砂宽度要能覆盖整个试件的宽度，溜砂速率为700g/min~900g/min(料斗溜砂缝隙约为1.3mm)。

用橡胶刮片将砂清除出转盘，刮片的安装要使得橡胶边轻轻地立在转盘上，刮片宽度应与研磨转盘的外缘环部宽度相等。将集料斗中回收的砂过1.18mm的筛，重复使用数次，直至整个试验完成时废弃。取出试件，检查有无异常情况。 重复上述步骤，再磨400圈，可分4个100圈重复4次磨完，也可连续1次磨完。在作连续磨时必须经常掀起磨耗机的盖子观察溜砂情况是否正常。 转完500转后从磨耗机内取出试件，拿开托盘，用毛刷清除残留的砂，称出试件的质量(m2)，准确至0.1g。如果由于集料易磨耗而磨到砂浆衬时要中断试验，记录转数。相反，有些非常硬的集料可能会研磨盘，在这种情况下应对研磨转盘进行刨削处理。 7 计算

每块试件的集料磨耗值按式(1)计算。 AAV=3(m1-m2)ρs

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均标

在46~52范围内，则试样的测试有效，可取同一组试样4个值的平均值，并按表2换算磨光值作为试验结果。

式中：AAV--集料的道瑞磨耗值； m1--磨耗前试件的质量，g； m2--磨耗后试件的质量，g； ρs--集料的饱和面干密度，g/cm3。 8 报告

用两块试件的试验平均值作为集料磨耗值，如果单块试件磨耗值与两块试件的平均磨耗值之差大于10%，则试验重做，并以4块试件的平均值作为集料磨耗值的试验结果。 （9）粗集料化学性质

了解：石料或集料化学性质涉及的含义。

熟悉：化学（性质）组成与集料酸碱性之间的关系及其在水泥混凝土和沥青混合料应用过程中所带来的影响。 （10）粗集料的技术要求

熟悉：粗集料技术要求的主要内容。

物理性质包括物理常数（毛体积密度，表干密度，堆积密度，空隙率）；级配；坚固性；粗集料的力学性质（压碎值，磨耗值，冲击值，磨耗值，磨光值）。 （11）细集料（砂）的技术性质

了解：砂的技术性质涉及范围，级配概念；砂中有害成分的类型及检测的基本方法。 物理常数；级配；粗度；有害物质。级配是集料中各级粒径颗粒的分配情况，通过筛分试验确定粗细集料颗粒粒级的分布状况。

有害物质包括泥或泥块 有机质 云母 轻物质以及三氧化硫。

熟悉：细集料筛分所涉及的各个概念及其相互关系；计算集料级配的方法。 水泥混凝土用砂筛分用干筛法试验；沥青混合料用砂筛分用水筛法试验。

掌握：细集料筛分试验的操作过程 影响试验准确性的各种因素，筛分结果计算；细度模数的计算方法和含义，砂粗细程度的判定方法。

（1） 将砂过9.5mm的筛，并记录9.5mm筛的筛余百分率。拌和均匀后采用四分法缩分至每份不

少于550g，然后在105℃±5℃的烘箱中烘干恒重，冷却待用。

（2） 标准套筛按筛孔由大到小的顺序排列套在底盘上，将称重m为500g的砂样倒在最上层4.75mm

的标准筛上，扣上筛盖，紧固在摇筛机上。接通电源，电动过筛持续约10min。

（3） 按孔径大小顺序，将过筛后的砂样在筛上逐个手摇进一步过筛。首先在最大号上进行，新通过的砂颗粒用一洁净的盘子收集，当每个筛子手摇筛出的量每分钟不超过筛上剩余量的0.1％时为止，将筛出通过的颗粒并入下一号筛，和下一号筛中的试样一起过筛。下一级筛号按同样的方法进行，直至所有孔径的筛号全部完成上述操作为止。

（4） 称量各筛上存留量mi,精确至0.5g。所有各筛上的存留量加上底盘上保留的质量之和与筛分

试验用量相比，其差不得超过1％。

（5） 根据各筛上的存留量，依次计算出砂的分计筛余,累计筛余，通过量，和砂的细度模数。

（12）砂的技术要求 了解：砂的技术要求。

按有关技术要求将砂分成ⅠⅡ Ⅲ级。 （13）矿料级配

了解：级配曲线的绘制方法；级配范围的含义。

为了直观形象地表示矿料各粒径的颗粒分布状况，常常采用级配曲线的方式来描述矿料级配。做法是以通过量的百分率为纵坐标，筛孔尺寸（矿料粒径）为横坐标，将各筛上的通过量绘制在坐标图中，然后用曲线将各点连接起来，成为级配曲线。

配料时的合成级配可以在一定范围内波动，由于矿料在轧制过程中的不均匀性，以及混合料在配制时的波动误差等原因，即分别根据两个不同的指数n1和n2 所确定的级配结果，以及各级配所绘制的级配曲线，构成级配范围。

熟悉：矿料的级配类型；不同级配类型的特点。

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连续级配（是某一矿料在标准套筛中进行筛分后，矿料的颗粒由大到小连续分布，每一级都占有适当的比例），间断级配（在矿料颗粒分布的整个区间，从中间剔除一个或连续几个粒级，形成一种不连续的级配），连续开级配（整个矿料颗粒分布范围狭窄，从最大粒径到最小粒径仅在数个粒级上以连续的形式出现）。 掌握：合成满足矿料级配要求的操作方法――图解法。 3 水泥及水泥混凝土 （1）水泥的基本概念

了解：常见五大水泥品种的定义，大致特点及使用适用范围；水泥的生产过程 掺加石膏及外掺料的原因所在。

（1） 硅酸盐水泥 是硅酸盐水泥熟料中掺入0～5％的石灰石或粒化高炉矿渣等混合料，以及适用石膏混合磨细制成的水泥。

（2） 普通硅酸盐水泥 是在硅酸盐水泥熟料中掺入6～15％的混合料及适量石膏加工磨细后得到的水泥。

（3） 矿渣水泥 指在硅酸盐水泥熟料中掺入20~70%的粒化高炉矿渣和适量的石膏加工磨细制成的水泥。

（4） 火山灰水泥 指在硅酸盐水泥熟料中掺入20～50％的火山灰质材料和适量石膏加工磨细制成的水泥。

（5） 粉煤灰水泥 指在硅酸盐水泥熟料中掺入20～40％的粉煤灰和适量石膏加工磨细制成的水泥。

（2）水泥细度

了解：水泥细度大小对水泥性能的影响。

细度的大小反映了水泥颗粒粗细程度或水泥的分散程度，它对水泥的水化速度，水泥的需水量，和易性，放热速率和强度的形成都有一定的影响。 熟悉：水泥细度的概念――筛余量和比表面积。

水泥细度测定有常采用的方法死筛析法，它以80um标准筛上的存留量的多少来表示细度，操作方法水筛和负压筛两种方式，比表面积法以单位质量的水泥材料表面积的大小来表示细度。 掌握：筛析法检测水泥细度的操作方法和特点。

负压筛法：正式筛析试验之前，先通过接通电源打开仪器，检查仪器是否能够达到4000～6000Pa负压压力，应保证负压要求。称取25g水泥试样记m0，倒在负压筛上，扣上筛盖并放到筛座上。开动负压筛析仪，持续过筛2min。如有水泥附着在筛盖上，可敲击使之落下。筛析结束后，用天平称取筛中的筛余物m1 。用筛余物的多少表示水泥的细度。 （3）水泥净浆标准稠度用水量

了解：水泥净浆稠度和标准稠度概念；确定水泥净浆标准稠度用水量的意义。

水泥浆对标准试杆或试锥得沉入具有一定得阻力，通过试样不同用水量试水泥净浆的穿透性，水泥以确定水泥净浆达到标准稠度所需的水量。以试锥下沉为28mm±2mm时的净浆为标准稠度净浆，此时的拌和水量为该水泥的标准稠度用水量。

熟悉：两种标准稠度测定的方法――标准方法（维卡仪法）和代用法（试锥法）的试验原理；两种方法各自对标准稠度判定方法。 掌握：维卡仪法稠度测定的方法；试锥法中调整用水量和固定用水量的关系及操作步骤。

步骤：（1）水泥净浆拌制方法与标准方法相同，但该代用法水量的多少可通过调整用水量法或固定用水量两种方法来确定。

（2）在采用调整用水量法时，水泥仍称取500g，可根据经验先确定一个初步的拌制水泥净浆所需的水量。按标准方法拌好之后，立即将水泥装入试模中，用小刀插捣，并轻轻振动数次，保证水泥浆装填密实，刮去多余的水泥浆，抹平。随即将试模固定在稠度仪相应的位置上，调整试锥的锥尖正好与净浆表面接触，拧紧固定螺丝。稍过片刻，突然放松螺丝，让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中。当试锥停止下沉或释

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