《砂石材料》PPT课件

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1、第二章第二章 砂石材料砂石材料砂石材料的技砂石材料的技术性质及要求术性质及要求集料技术性质集料技术性质细集料的级配细集料的级配设计设计杭州湾跨海大桥杭州湾跨海大桥1第一节第一节 砂石材料的技术性质及要求砂石材料的技术性质及要求n一、砂石材料分类一、砂石材料分类n二、岩石的技术性质二、岩石的技术性质 1 1 1 1、物理性质物理性质物理性质物理性质 2 2 2 2、力学性质力学性质力学性质力学性质 3 3 3 3、化学性质化学性质化学性质化学性质n三、道路和桥涵用岩石制品三、道路和桥涵用岩石制品n四、石料技术要求四、石料技术要求永吉桥永吉桥 2一、砂石材料分类一、砂石材料分类按来源分类按来源分类

2、按来源分类按来源分类 天然砂石材料：卵石、砾石、漂石；砂天然砂石材料：卵石、砾石、漂石；砂天然砂石材料：卵石、砾石、漂石；砂天然砂石材料：卵石、砾石、漂石；砂( (海砂、河砂、山砂海砂、河砂、山砂海砂、河砂、山砂海砂、河砂、山砂等等等等) ) 人工轧制的砂石料：块料、碎石集料人工轧制的砂石料：块料、碎石集料人工轧制的砂石料：块料、碎石集料人工轧制的砂石料：块料、碎石集料 工业冶金矿渣集料：钢渣、高炉渣、煤渣、粉煤灰等工业冶金矿渣集料：钢渣、高炉渣、煤渣、粉煤灰等工业冶金矿渣集料：钢渣、高炉渣、煤渣、粉煤灰等工业冶金矿渣集料：钢渣、高炉渣、煤渣、粉煤灰等按尺寸和用途分类按尺寸和用途分类按尺寸和用

3、途分类按尺寸和用途分类 石料石料石料石料 集料：粗集料集料：粗集料集料：粗集料集料：粗集料粒径粒径粒径粒径d d4.75mm4.75mm 细集料细集料细集料细集料粒径粒径粒径粒径d4.75mmd4.75mm3二、岩石的技术性质二、岩石的技术性质1 1、物理性质、物理性质（1 1）物理常数物理常数( (如真实密度、毛体积密度和如真实密度、毛体积密度和孔隙率等孔隙率等) )（2 2）吸水性吸水性（如吸水率、饱水率等（如吸水率、饱水率等) )（3 3）耐候性耐候性( (耐冻性、坚固性等耐冻性、坚固性等) )4（1 1）物理常数）物理常数 密度：密度：岩石在规定条件(105土5烘干至恒重，温度20)下

4、，单位真实体积(不含孔隙的矿质实体的体积)的质量。真实密度用t表示。 （2-1） 式中：t 岩石的真实密度 (gcm3) ； MS 岩石矿质实体的质量 (g)； VS 岩石矿质实体的体积 (cm3)。5（1 1）物理常数）物理常数 毛体积密度：毛体积密度：岩石在规定条件下，单位毛体积岩石在规定条件下，单位毛体积( (包包括矿质实体和孔隙体积括矿质实体和孔隙体积) )质量。毛体积密度用质量。毛体积密度用h h表表示：示： （2-22-2） 式中：式中：h h岩石的毛体积密度岩石的毛体积密度(g(gcmcm3 3) )； V Vi i岩石开口孔隙和闭口孔隙的体积岩石开口孔隙和闭口孔隙的体积(cm(

5、cm3 3) ) V Vn n岩石开口孔隙和闭口孔隙的体积岩石开口孔隙和闭口孔隙的体积(cm(cm3 3) )6（1 1）物理常数）物理常数孔隙率：孔隙率：岩石的孔隙体积占其总体积的百分率岩石的孔隙体积占其总体积的百分率 。 (1-3) (1-3) 式中：式中：PP岩石的孔隙率岩石的孔隙率( () ) V V0 0岩石的孔隙岩石的孔隙( (包括开口和闭口孔隙包括开口和闭口孔隙) )的体的体积积(cm(cm3 3) ) V V 岩石的总体积岩石的总体积( cm( cm3 3) )7（2 2）吸水性）吸水性 吸水率：吸水率：岩石吸水率是指在室内常温岩石吸水率是指在室内常温(20(20 2)2)和大

6、和大气压条件下，岩石试件最大的吸水质量占烘干气压条件下，岩石试件最大的吸水质量占烘干(105(105 55干燥至恒重干燥至恒重) )岩石试件质量的百分率。岩石试件质量的百分率。 W W吸吸= =（M M2 2M M1 1）/ M/ M1 1100100 (2-4) (2-4) 式中：式中：W W吸吸 岩石吸水率岩石吸水率( () ) M M1 1 岩石试件烘干至恒量时的质量岩石试件烘干至恒量时的质量(g)(g) M M2 2 岩石试件吸水至恒量时的质量岩石试件吸水至恒量时的质量(g)(g)8（2 2）吸水性）吸水性 饱水率：饱水率：岩石饱水率是在室内常温岩石饱水率是在室内常温(20(20 2)

7、2)和真空和真空抽气抽气( (抽至真空度为残压抽至真空度为残压2 267kPa)67kPa)后的条件下，岩石后的条件下，岩石试件最大吸水的质量占烘干岩石试件质量的百分率。试件最大吸水的质量占烘干岩石试件质量的百分率。 测定方法采用真空抽气法。因为当真空抽气后占据岩测定方法采用真空抽气法。因为当真空抽气后占据岩石孔隙内部的空气被排出，当恢复常压时，则水即进石孔隙内部的空气被排出，当恢复常压时，则水即进入具有稀薄残压的岩石孔隙中，此时水分几乎充满开入具有稀薄残压的岩石孔隙中，此时水分几乎充满开口孔隙的全部体积，所以，饱水率大于吸水率。饱水口孔隙的全部体积，所以，饱水率大于吸水率。饱水率的计算方法与

8、吸水率相同。率的计算方法与吸水率相同。9（3 3）耐候性）耐候性n概述：概述：n构件构件抵抗自然界暴露大气抵抗自然界暴露大气n圬工砌体圬工砌体水、温水、温RR低（冻胀）低（冻胀）n测定方法：测定方法：抗冻性、抗冻性、坚固性。坚固性。毛细孔的孔壁毛细孔的孔壁剥落剥落水水 冰冻冰冻融融循环循环NaNa2 2SOSO4 4抗抗压、抗拉、抗剪压、抗拉、抗剪10抗冻性抗冻性定定义义：饱饱水水，经经反反复复冻冻融融循循环环（正正负负温温度度交交替替强强度度降低、质量损失符合要求。降低、质量损失符合要求。破坏现象：破坏现象：缺棱缺棱 掉角掉角 松散松散一次冻融循环：一次冻融循环：202055、4 45 5小

9、时小时 -15-15（毛细孔）（毛细孔） 4 4小时小时 常温：融解常温：融解要求：要求：一月份气温低于一月份气温低于-10-10必作；必作； 证明具有足够抗冻性的石料可不做。证明具有足够抗冻性的石料可不做。不不超过超过25%25%不大于不大于5%5%（3 3）耐候性）耐候性11（3 3）耐候性）耐候性坚固性：坚固性：评定岩石试样经饱和硫酸钠溶液多次浸泡评定岩石试样经饱和硫酸钠溶液多次浸泡与烘干循环后，不发生显著破坏或强度降低的性质。与烘干循环后，不发生显著破坏或强度降低的性质。|计算坚固性试验质量损失率：计算坚固性试验质量损失率： （2-52-5） 式中：式中：Q Q冻冻 冻融后的质量损失率

10、冻融后的质量损失率( () ) m m1 1 试验前烘干试件的质量试验前烘干试件的质量(g) (g) m m2 2 试验后烘干试件的质量试验后烘干试件的质量(g)(g)|孔壁受到张应力（简易、快速）孔壁受到张应力（简易、快速）5 5次次浸泡浸泡20h20h122 2、力学性质、力学性质（1 1）单轴抗压强度）单轴抗压强度标准尺寸：标准尺寸：桥梁工程桥梁工程边长边长70702mm 2mm 立方体立方体路面工程路面工程边长边长50502mm 2mm 立方体（圆柱体）立方体（圆柱体）条件：条件：吸水饱和吸水饱和公式：公式：（影响因素（影响因素组成结构和试验条件）组成结构和试验条件）极限破坏荷载极限破

11、坏荷载公式：公式：受压受压面积面积单位：单位：MPaMPa13影响石料抗压强度的因素影响石料抗压强度的因素内因：材料的矿物成分内因：材料的矿物成分 结构和构造结构和构造外因：试件尺寸外因：试件尺寸 加荷速率加荷速率 湿度等湿度等142 2、力学性质、力学性质（2 2 2 2）磨耗性：）磨耗性：）磨耗性：）磨耗性： 定定定定义义义义：石石石石料料料料抵抵抵抵抗抗抗抗撞撞撞撞击击击击、剪剪剪剪切切切切、摩摩摩摩擦擦擦擦综综综综合合合合作作作作用用用用的的的的性性性性能。能。能。能。试验方法两种试验方法两种试验方法两种试验方法两种： 洛杉矶式磨耗试验（搁板式洛杉矶式磨耗试验（搁板式洛杉矶式磨耗试验（

12、搁板式洛杉矶式磨耗试验（搁板式标准方法标准方法标准方法标准方法） 狄法尔式磨耗试验狄法尔式磨耗试验狄法尔式磨耗试验狄法尔式磨耗试验 （双筒磨耗）（双筒磨耗）（双筒磨耗）（双筒磨耗）15 搁板式（洛杉矶法）：试样为搁板式（洛杉矶法）：试样为5000g5000g有级配的集料，加有级配的集料，加入钢球入钢球1212个个48mm48mm， 5000g 5000g。转速转速303033r/min33r/min，转转500500转转 双筒式（狄法尔法）双筒式（狄法尔法）: 50: 50块石料（块石料（505075mm75mm），），质量质量5000g5000g左右，转速左右，转速303033r/min33

13、r/min，转转10,00010,000转（转（5.55.55.0h5.0h） 磨耗率计算公式：磨耗率计算公式： 式中：式中：m m2 2试验后试验后2mm2mm筛上烘干石料试样质量；筛上烘干石料试样质量； m m1 1试验前烘干石料试样质量。试验前烘干石料试样质量。 16图图1-3 1-3 双筒式磨耗仪示意图双筒式磨耗仪示意图 耗时长达耗时长达5h5h以上以上 试件尺寸单一（试件尺寸单一（505075mm75mm），），与路用实际情况不符合与路用实际情况不符合 石料间相互作用，不同性质石料的磨耗率相差不大石料间相互作用，不同性质石料的磨耗率相差不大17 省时：省时：15min15min左右左

14、右 使石料受到更严峻的冲击、剪切、摩擦作用，石料级差大使石料受到更严峻的冲击、剪切、摩擦作用，石料级差大 试样级配较符合路用状况试样级配较符合路用状况图图1-4 1-4 搁板式磨耗仪示意图搁板式磨耗仪示意图183 3、化学性质、化学性质n 水泥与砂石水泥与砂石 复合材料复合材料整体整体n 沥青与砂石沥青与砂石n要求：要求：碱性、酸性碱性、酸性（面层）（面层）n1 1）依据：）依据：SiOSiO2 2含量含量确定酸碱性确定酸碱性n 酸性酸性 65% 65% （花岗岩）（花岗岩）n 中性中性52%52%65%65%（辉绿岩）（辉绿岩）n 碱性碱性52% 52% （石灰岩）（石灰岩）19三、道路和桥

15、涵用岩石制品三、道路和桥涵用岩石制品1 1、道路路面建筑用岩石制品、道路路面建筑用岩石制品Y包括直接铺砌路面面层用的整齐块石、半整齐包括直接铺砌路面面层用的整齐块石、半整齐块石和不整齐块石三类；用作路面基层用的锥块石和不整齐块石三类；用作路面基层用的锥形块石、片石等。形块石、片石等。Y高级铺砌用整齐块石高级铺砌用整齐块石Y路面铺砌用半整齐块石路面铺砌用半整齐块石Y铺砌用不整齐块石铺砌用不整齐块石Y锥形块石锥形块石202 2、桥梁建筑所用岩石主要制品、桥梁建筑所用岩石主要制品片石片石块石块石方块石方块石粗料石粗料石细料石细料石镶面石镶面石赵州桥赵州桥21四、石料的技术要求四、石料的技术要求z技术

16、分级：路用石料按技术性质分为四级技术分级：路用石料按技术性质分为四级z名称：按名称：按造岩矿物成分造岩矿物成分、含量含量及及组织结构组织结构命名。命名。z在饱和水状态下的力学性质分为四级：在饱和水状态下的力学性质分为四级： 最坚强最坚强 坚强坚强 中等坚强中等坚强 较弱软较弱软z主要力学性质主要力学性质：抗压强度、磨耗率。：抗压强度、磨耗率。 22第二节第二节 集料技术性质集料技术性质一、细集料的技术性质一、细集料的技术性质 1 1、物理常数物理常数 2 2、级配级配 3 3、粗度粗度 4 4、含泥量和泥块含量含泥量和泥块含量23z产源：产源：产源：产源： 天然砂天然砂天然砂天然砂山砂、河砂、

17、山砂、河砂、山砂、河砂、山砂、河砂、 人工砂人工砂人工砂人工砂提高粘结力提高粘结力提高粘结力提高粘结力 废废废废 料料料料废模型砂废模型砂废模型砂废模型砂 （砂（砂（砂（砂细碎如砂的物质，砂砾）细碎如砂的物质，砂砾）细碎如砂的物质，砂砾）细碎如砂的物质，砂砾） （沙（沙（沙（沙极细碎的石砾，沙漠、风沙）极细碎的石砾，沙漠、风沙）极细碎的石砾，沙漠、风沙）极细碎的石砾，沙漠、风沙）骨架和填充骨架和填充作用作用考虑：产源、考虑：产源、粒径、物理、粒径、物理、酸碱性、级配酸碱性、级配 总结：总结：沥青混合料中的细集料是指粒径沥青混合料中的细集料是指粒径小于小于2.36mm2.36mm。 水泥混凝土中

18、的细集料是指粒径水泥混凝土中的细集料是指粒径小于小于4.75mm4.75mm。一、细集料的技术性质一、细集料的技术性质24 1 1、物理常数、物理常数（同粗集料）（同粗集料） 分析：与粗集料不同点分析：与粗集料不同点粒径小、粒径小、 量少；量少； 要求要求干净的（含泥量、杂质量、有机质）干净的（含泥量、杂质量、有机质）2 2、级配、级配：是砂各级粒径颗粒的分配情况。：是砂各级粒径颗粒的分配情况。 方法：采用筛析法（圆孔筛方法：采用筛析法（圆孔筛一套标准筛）一套标准筛） 分析：级配分析：级配目的：提高密实（耐久性好）目的：提高密实（耐久性好） 细度模数细度模数目的：控制抗折强度、节约目的：控制抗

19、折强度、节约 水泥水泥 总结：砂子的级配两方面控制。同时满足要求。总结：砂子的级配两方面控制。同时满足要求。25（旧筛方孔）（旧筛方孔）5.0 mm5.0 mm4.75mm 4.75mm （新）新） 2.5 mm2.5 mm 2.36mm2.36mm 1.25 mm1.25 mm1.18mm1.18mm 0.63 mm0.63 mm0.6mm0.6mm 控制粒径控制粒径 0.315 mm0.315 mm0.3mm0.3mm 0.16 mm0.16 mm0.15mm0.15mm 筛底筛底0.160.16 筛底筛底2 2、级配、级配总称量总称量500g500g筛析法：一套标准筛筛析法：一套标准筛。

20、0.6mm 粒径的含量决定它的区间。26有关级配的重要参数n n存留量存留量 ：mi i； 总量：总量：M=500gM=500g分计筛余百分率分计筛余百分率 累计筛百分率累计筛百分率通过百分率通过百分率目的：求目的：求100g100g砂中各筛上存砂中各筛上存留量。留量。27砂子筛析试验砂子筛析试验28粗砂中砂细砂标准砂水泥混凝土组成材料用水泥混凝土组成材料用测水泥胶砂测水泥胶砂强度用强度用293 3、粗粗度度：粗粗度度是是评评价价砂砂粗粗细细的的一一种种指指标标。用用细细度度模模数数表表示示，是是各各号号筛筛的的累累计计筛筛余余百分率之和除以百分率之和除以100100之商。之商。规定：规定：砂

21、的细度模数分为三级。砂的细度模数分为三级。 M MX X =3.7=3.73.13.1 粗砂粗砂 M MX X =3.0 =3.02.3 2.3 中砂中砂 M MX X =2.2 =2.21.6 1.6 细砂细砂“% %”不代入计算不代入计算A A1 1：不是砂子不是砂子公式：公式：30（1 1）细度模数）细度模数水泥裹覆着集料平均粒径组成水泥裹覆着集料平均粒径组成; ; 分析：分析： 粒径差太大，拌合困难；粒径差太大，拌合困难； 粒径差太小，细小颗粒多受力易断裂；粒径差太小，细小颗粒多受力易断裂； 细级料细级料粒径过小，粒径过小，表面积大，浪费水泥；表面积大，浪费水泥； 完全是一种颗粒的砂，

22、密实度完全是一种颗粒的砂，密实度不够不够。 还必须考虑颗粒的级配。还必须考虑颗粒的级配。总结（一）总结（一）问题：问题：粗、中、细砂如何确定？粗、中、细砂如何确定？砂的粗细程度确定的指标有哪两项？砂的粗细程度确定的指标有哪两项？31例：集料粒径从大变小，总表面积增大。例：集料粒径从大变小，总表面积增大。设正方体设正方体边长为边长为10cm10cm，那么它的表面积为：那么它的表面积为：S1=10S1=1010106=6=600cm600cm2 2该正方体该正方体一分为二一分为二， 那么它的总表面积为：那么它的总表面积为：S2=10S2=1010104+104+105 58 8 = =800cm8

23、00cm2 232正方体一分为四。正方体一分为四。 那么它的总表面积为：那么它的总表面积为：S3=10516+558S3=10516+558 = =1000cm1000cm1000cm1000cm2 2 2 2正方体一分为八。正方体一分为八。那么它的总表面积为：那么它的总表面积为： S4=5S4=55 548=48=1200cm1200cm2 2总结：总结：相同体积的集料粒径变小，相同体积的集料粒径变小， 总表面积增大。总表面积增大。33（2 2）颗粒级配：）颗粒级配： 砂子级配砂子级配好好密实密实耐久性好耐久性好强强度高。度高。混凝土用砂的级配按混凝土用砂的级配按建筑用砂建筑用砂（GB/T

24、146842001GB/T 146842001）的规定划分为的规定划分为三个三个级配区有：级配区有：粗砂粗砂、中砂中砂、细砂细砂。完全粗的。完全粗的不行，小颗粒的也需要。要符合不行，小颗粒的也需要。要符合2-32-3规定。规定。 从级配来说，就是填满骨架的空隙。从级配来说，就是填满骨架的空隙。总结（二）总结（二）34级级配配区区 筛孔筛孔尺寸（尺寸（mmmm）9.59.54.754.752.362.361.181.180.60.60.30.30.150.15累计筛余（累计筛余（% %）（粗）（粗）0 010100 035355 565653535858571719595808010010090

25、90（中）（中）0 010100 025250 05050101070704141929270701001009090（细）（细）0 010100 015150 025250 040401616858555551001009090 砂砂的的分区及级配范围分区及级配范围 表表2-32-3说明：说明：区砂属于粗砂区砂属于粗砂采用较采用较区大的砂率（不易捣实）；区大的砂率（不易捣实）；区砂属于中砂区砂属于中砂由中砂和一部分偏粗砂的细砂组成由中砂和一部分偏粗砂的细砂组成；区砂属于细砂区砂属于细砂采用较采用较区小的砂率（易捣实）。区小的砂率（易捣实）。350102030405060708090100累累

26、计计筛筛余余百百分分率率(%)上限上限下限下限P62P62控制粒径控制粒径偏粗偏粗偏细偏细中中砂砂区区砂样36粗砂粗砂区区细砂细砂区区规定：必须同时满足规定：必须同时满足级配级配和和MxMx两项指标。两项指标。砂样砂样37注注 意意砂样的曲线砂样的曲线完全在标准区间完全在标准区间之内，且之内，且MxMx符合规定符合规定二者统一二者统一，如：都属于二区，该项砂是中砂；如：都属于二区，该项砂是中砂；除除4.75mm4.75mm和和0.60mm0.60mm筛孔外筛孔外, ,允许超出分界线，但其总量不应允许超出分界线，但其总量不应大于大于5%5%；如何选择细集料属于哪个级配区？如何选择细集料属于哪个级

27、配区？|先先计算细度模数，但超出量符合规定，来确定。计算细度模数，但超出量符合规定，来确定。|若若有一方面不符合规定有一方面不符合规定，该集料，该集料不符合不符合要求。要求。若给定的集料不符合规定，可取用若给定的集料不符合规定，可取用二种以上集料二种以上集料组合级配，组合级配，直到符合要求为止。直到符合要求为止。集料一定要干净，集料一定要干净，符合符合有害杂质含量的规定。有害杂质含量的规定。384、含泥量和泥块含量泥块含量：指细集料中原尺寸大于泥块含量：指细集料中原尺寸大于1.18mm1.18mm，但经，但经水浸洗、手捏后小于水浸洗、手捏后小于0.60mm0.60mm的颗粒含量。的颗粒含量。集

28、料中的泥块（三种类型存在）：集料中的泥块（三种类型存在）：Y由纯泥组成的团块；由纯泥组成的团块；Y由砂、石屑与泥组成的团块；由砂、石屑与泥组成的团块；Y包裹在集料颗粒表面的泥。包裹在集料颗粒表面的泥。含泥量是指集料中粒径小于含泥量是指集料中粒径小于0.075mm的颗粒含量。的颗粒含量。石粉含量是指人工砂中小于石粉含量是指人工砂中小于0.075mm的颗粒含量。的颗粒含量。39计算公式：计算公式：式中：式中：Q Qb b集料的含泥量（集料的含泥量（% %）；）； G G1 1细集料为细集料为1.18mm1.18mm筛上试样的质量（筛上试样的质量（g g）；）； G G2 2细集料为细集料为1.18

29、mm1.18mm筛上试样经水洗后，细筛上试样经水洗后，细 集料为集料为0.6mm0.6mm筛上烘干试样的质量（筛上烘干试样的质量（g g）。）。40砂子类别确定的设计步骤砂子类别确定的设计步骤例：已知砂子筛分的存留量例：已知砂子筛分的存留量设计步骤：设计步骤： 计算分计筛余量计算分计筛余量计算重要参数：计算重要参数： 计算累计筛余量计算累计筛余量 计算通过百分率计算通过百分率计算细度模数（结果）计算细度模数（结果）用标准级配确定砂子的级配范围（结果）用标准级配确定砂子的级配范围（结果）结论（根据细度模数和级配范围）。结论（根据细度模数和级配范围）。41例例 题题 某工地现有水泥混凝土用砂取某工

30、地现有水泥混凝土用砂取500g500g做筛分试验做筛分试验, ,筛分结筛分结果如下表所示。计算该砂样的规格和类别。果如下表所示。计算该砂样的规格和类别。（1 1）列表计算）列表计算42（2 2）计算细度模数）计算细度模数M MX XMX=2.05 MX=2.05 介于介于2.22.21.61.6之间，之间，由细度模数判别该砂的规格为细砂。由细度模数判别该砂的规格为细砂。43（3 3）确定砂子的类别）确定砂子的类别画画标准级配图标准级配图在标准级配在标准级配区内画出砂样。区内画出砂样。由级配类别知：由级配类别知：该砂属于细砂。该砂属于细砂。结论：由细度模数和级配二项指标确定该砂为细砂。结论：由细

31、度模数和级配二项指标确定该砂为细砂。步骤：步骤：44课堂练习某砂筛分试验结果如下表，试计算其累计筛余及细某砂筛分试验结果如下表，试计算其累计筛余及细度模数，并画出级配曲线。度模数，并画出级配曲线。0.600.60 0.300.30 0.150.1545二、粗集料的技术性质二、粗集料的技术性质1 1 1 1、物理常数、物理常数、物理常数、物理常数 密度：表观密度、毛体积密度、装填密度密度：表观密度、毛体积密度、装填密度 装填密度装填密度 堆积（松装）密度堆积（松装）密度集料按自由下落方式装样集料按自由下落方式装样 振实（紧装）密度振实（紧装）密度集料振摇方式装样集料振摇方式装样 捣实密度捣实密度

32、集料振摇方式装样集料振摇方式装样 空隙率空隙率V VG G：集料空隙体积占集料总体积的百分比集料空隙体积占集料总体积的百分比 不含开口孔隙不含开口孔隙 含开口孔隙含开口孔隙颗粒之间的颗粒之间的空间空间体积体积46（3 3）坚固性：）坚固性：除前述的将原岩石加工成规则试块进行抗冻性和坚固性试验外，对已轧制成的碎石或天然的卵石，亦可采用规定级配的各粒级集料，按现行公路工程集料试验规程(JTJ 0582000)选取规定数量，分别装在金属网篮中浸入饱和硫酸钠溶液中进行干湿循环试验。经一定的循环次数后，观察其表面破坏情况，并用质量损失百分率来计算其坚固性。47碎石集料碎石集料不同粒径、尺寸较小的石料颗粒

33、的集合体不同粒径、尺寸较小的石料颗粒的集合体482 2、级配：、级配：指集料中不同尺寸颗粒的比例。指集料中不同尺寸颗粒的比例。反映了粒径大小不同的矿质颗粒的相互搭配情况反映了粒径大小不同的矿质颗粒的相互搭配情况筛析试验筛析试验（方孔筛边长）（方孔筛边长）（方孔筛边长）（方孔筛边长） 9.5 9.5、4.754.75、2.362.36、 1.18 1.18、0.60.6、0.30.3、0.150.15粗集料筛析试验用套筛粗集料筛析试验用套筛49（1 1）颗粒级配：表示石子大小搭配的情况。）颗粒级配：表示石子大小搭配的情况。连续粒级：连续粒级：分级尺寸是连续的。即从某一最大粒分级尺寸是连续的。即从

34、某一最大粒级以下依次有其它粒级。级以下依次有其它粒级。单粒级：单粒级：不含较小粒级，大部分集中于某一个粒不含较小粒级，大部分集中于某一个粒径或某两个粒径的颗粒。径或某两个粒径的颗粒。注意：单粒级一般不宜单独用来配制混凝土。注意：单粒级一般不宜单独用来配制混凝土。（2 2）最大粒径：粗骨料中公称粒级的上限。）最大粒径：粗骨料中公称粒级的上限。50级配的几种情况级配的几种情况513、含泥量和泥块含量泥块含量：指粗集料中原尺寸大于泥块含量：指粗集料中原尺寸大于4.75mm4.75mm，但经，但经水浸洗、手捏后小于水浸洗、手捏后小于2.36mm2.36mm的颗粒含量。的颗粒含量。集料中的泥块（三种类型

35、存在）：集料中的泥块（三种类型存在）：Y由纯泥组成的团块；由纯泥组成的团块；Y由砂、石屑与泥组成的团块；由砂、石屑与泥组成的团块；Y包裹在集料颗粒表面的泥。包裹在集料颗粒表面的泥。含泥量是指集料中粒径小于含泥量是指集料中粒径小于0.075mm的颗粒含量。的颗粒含量。石粉含量是指人工砂中小于石粉含量是指人工砂中小于0.075mm的颗粒含量。的颗粒含量。52计算公式：计算公式：式中：式中：Q Qb b集料的含泥量（集料的含泥量（% %）；）； G G1 1粗集料为粗集料为4.75mm4.75mm筛上试样的质量（筛上试样的质量（g g）；）； G G2 2粗集料为粗集料为4.75mm4.75mm筛上

36、试样经水洗后，粗筛上试样经水洗后，粗 集料为集料为2.36mm2.36mm筛上烘干试样的质量（筛上烘干试样的质量（g g）。）。534、集料的颗粒形状与表面特征（1 1）颗粒形状：蛋圆形、棱角形、针状、片状）颗粒形状：蛋圆形、棱角形、针状、片状R针状：长度大于其平均粒径针状：长度大于其平均粒径2.42.4倍的颗粒倍的颗粒R片状：厚度小于其平均粒径片状：厚度小于其平均粒径0.40.4倍的颗粒倍的颗粒（2 2）表面特征：表面的粗糙程度及孔隙特征等）表面特征：表面的粗糙程度及孔隙特征等碎石受压碎石受压砾石受压砾石受压砾石受压砾石受压545、粗集料的力学性能压碎值：石料抵抗压碎的能力磨光值：石料抵抗磨

37、光的能力，即保持其原有粗糙的能力磨耗值：石料抵抗磨擦、剪切的能力冲击值：石料抵抗多次连续的重复冲击荷载的能力55（1 1）压碎值）压碎值：石料抵抗压碎的能力：石料抵抗压碎的能力 压碎指标值（适用于水泥混凝土用集料）压碎指标值（适用于水泥混凝土用集料） 图图1-11 1-11 压碎值测试仪具尺寸图压碎值测试仪具尺寸图 压碎值（沥青混合料用集料）压碎值（沥青混合料用集料） 图图1-12 1-12 压碎值测试仪压碎值测试仪 式中：式中：m m0 0试验前风干试件的质量试验前风干试件的质量 m m1 1试验后试验后2.36mm2.36mm筛筛上集料质量上集料质量56压碎指标值测试仪具尺寸图压碎指标值测

38、试仪具尺寸图101020mm20mm集料分二层夯实，在集料分二层夯实，在3 35min5min加荷至加荷至 PmaxPmax=200kN=200kN，恒压恒压5s5s后，脱膜后过后，脱膜后过2.36mm2.36mm筛筛试验集料试验集料57压碎值测试仪压碎值测试仪将将121216mm16mm碎石分三层夯实，在碎石分三层夯实，在0 010min10min加压至加压至400kN400kN，立即卸载，过立即卸载，过2.36mm2.36mm筛筛试验集料试验集料容器容器582) 2) 磨光值磨光值：石料抵抗磨光的能力，即保持其原有粗糙的能力：石料抵抗磨光的能力，即保持其原有粗糙的能力 磨光值磨光值3) 3

39、) 磨耗值磨耗值：石料抵抗磨擦、剪切的能力：石料抵抗磨擦、剪切的能力道瑞道瑞 DorryDorry（英国）英国）磨耗仪磨耗仪式中：式中：m m1 1磨耗前的试件质量（磨耗前的试件质量（g g） m m2 2磨耗后的试件质量（磨耗后的试件质量（g g） t t集料的饱和面干密度集料的饱和面干密度4 4）冲击值）冲击值：石料抵抗多次连续的重复冲击荷载的能力：石料抵抗多次连续的重复冲击荷载的能力冲击值仪冲击值仪式中：式中：m m0 0冲击前试样质量；冲击前试样质量； m m1 1冲击后粒径小于冲击后粒径小于2.36mm2.36mm集料试样质量集料试样质量59磨光值试件磨光值试件试件试件（金刚砂），经

40、（金刚砂），经6h6h磨光后，用摆式仪测磨光后，用摆式仪测摩擦系数（摩擦系数（BPNBPN）磨磨光值光值磨光机磨光机60道瑞道瑞 DorryDorry（英国）磨耗仪英国）磨耗仪61冲击值仪冲击值仪101015mm15mm集料，集料，1kg1kg分三次夯实。分三次夯实。冲击锤至冲击锤至3805mm3805mm处自由落下，重复处自由落下，重复1515次。次。将受冲击后的集料将受冲击后的集料过筛（过筛（2.36mm2.36mm），），称重。称重。62三、冶金矿渣集料三、冶金矿渣集料指黑色金属冶金矿渣集料指黑色金属冶金矿渣集料高炉重矿渣、钢渣高炉重矿渣、钢渣在空气中冷却形成坚硬的材料在空气中冷却形成坚硬的材料路用、集料路用、集料冶金矿渣的化学成分冶金矿渣的化学成分酸、中、碱酸、中、碱矿渣物理性质矿渣物理性质堆积密度约堆积密度约900900/m/m3 3 相对密度相对密度2.972.973.32g/cm (2.673.32g/cm (2.672.7g/cm)2.7g/cm)力学性质力学性质强度较高（相当于花岗岩）强度较高（相当于花岗岩） 压碎值压碎值 磨光值磨光值 磨耗值磨耗值符合要求符合要求应用：稳定的矿渣集料可应用于各种路面的基层和垫层。应用：稳定的矿渣集料可应用于各种路面的基层和垫层。63