集料的颗粒形状与表面特征共33页

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02讲—砂石材料技术性质

（2）沥青路面粗集料压碎试验
Q m=m1/m0×100％
m0 试验前试样质量 m1 试验后通过3mm筛孔的细集料质量
交通工程专业 38
第一章石料与集料
2．磨光值磨光值是反映石料抵抗轮胎磨光作用能力的指标，它
是采用加速磨光机磨光石料，并用摆式磨擦系数测定仪测
得的磨光后集料的磨擦系数。用高磨光值的石料来铺筑道
26
第一章石料与集料
（5）粗集料骨架间隙率
指4.75mm以上粗集料在捣实状态下颗粒间的空隙体积百分含量。
其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。
VCA = ( 1-
ρc ρa
) * 100%
ρc
水泥混凝土用粗集料振实密度，沥青混合料用捣实密度
ρa
交通工程专业
粗集料表观密度或毛体积密度。
交通工程专业 19
第一章石料与集料
（一）物理常数
（1）表观密度集料的表观密度是指在规定条件下，集料单位表观
体积（矿质实体体积＋闭口孔隙体积）
a
=
ms vs vn
=
m va
交通工程专业 20
第一章石料与集料
（2）表干密度集料的表干密度又称作饱和面干毛体积密度，它的计
算体积与毛体积密度相同，但计算质量为集料颗粒的表干质量（饱和面干状态，包括了吸入开口孔隙中的水），由下式计算。
s
= Vs
ma Vn Vi
体积：矿质实体＋闭口孔隙体积＋开口孔隙体积
交通工程专业 21
第一章石料与集料
（3）装填密度装填密度根据装样方法的不同可为堆积密度、振实密度或捣实密度。该密度是指烘干集料颗粒矿质实体的单位装填体积（包括集料颗粒间空隙体积、集料矿质实体及其闭口、开口孔隙体积）的质量，按下式计算。

碎屑岩的结构及粒分析

球度的高低与碎屑的成分、介质性质、搬运方式、搬运距离等有关。
第11页/共55页
4.1 碎屑颗粒的结构
2、碎屑颗粒形状是由其 A、B、C三个轴的相对大
小所显现的特征。常分为四种形状。
碎屑的形状与碎屑的成分、介质性质、搬运方式、搬运距离等内外有关。
此外还可有一些特殊的碎屑形态，如风棱石、熨斗石等。
嵌晶结构
硬石膏连晶基底式胶结
第25页/共55页
4.2 填隙物的结构与胶结类型
2、杂基的结构
杂基的结构较为简单，按成因可分为原杂基和正杂基两种类型: 1）原杂基:表现为原始沉积状态的杂基。
主要是粘土质点及或多或少的极
细小的石英屑、长石屑和云母屑
等混杂物质，在相应层位内分布
均匀。代表了沉积物较差的分选
4.3 粒度分析
3、应用粒度参数判断沉积环境
第45页/共55页
4.3 粒度分析
4、应用粒度参数散点图判定沉积环境
第46页/共55页
4.3 粒度分析
5、应用萨胡判别公式判别沉积环境
第47页/共55页
4.3 粒度分析
塔里木盆地东河砂岩段砂岩粒度参数沉积环境判别表（应用萨胡公式）
井号
深度
轮南59 轮南59 轮南59 轮南60
1、胶结物的结构 3)显晶质结构：胶结物晶粒小于碎屑颗粒，常见如碳酸盐等胶结物。
粒状(镶嵌)：胶结物粒状，小于碎屑，散布碎屑间。
带状（薄膜状）：胶结物晶粒板片状，平行环绕碎屑颗粒呈带状分布，如粘土膜。栉状（丛生）结构：如果胶结物呈纤维状或细柱状垂直碎屑表面生长时，称丛生状胶结；再生（次生加大）结构：常见自生石英胶结物沿碎屑石英边缘呈加大边，两者光性方位是大体一致的。也常见长石和方解石的自生加大胶物结构。

4. 混凝土

3. 强度和坚固性 1)强度(抗压强度、压碎指标) 2)坚固性
4. 最大粒径与颗粒级配 1)最大粒径 2)颗粒级配(筛分析试验)
5. 石子的物理性质
1） 2） 3） 4）状态密度、表观密度、堆积密度空隙率和填充率孔隙率和密实度含水状态：全干、气干、饱和面干、润湿四种
3. 混凝土的抗压强度(Compressive strength) 与强度等级(strength grade) 1)混凝土标准立方体抗压强度 2)混凝土立方体抗压强度标准值 3)强度等级 4)轴心(棱柱体)抗压强度
4. 提高混凝土强度的主要措施
1)选料：水泥、骨料、外加剂、掺合料 2)采用机械搅拌和振捣
其它常用外加剂
6. 泵送剂(pumping admixture)——由高效减水剂、缓凝剂、引气剂和增稠剂等复合制成。 7. 抗冻剂(antifreeze agent)——由防冻组分（降低水的冰点）、减水组分、引气组分和早强组分复合而成。 8. 膨胀剂(expansive agent)——使混凝土产生膨胀的外加剂。 9. 防水剂(waterproofing admixture)
①由于水泥的收缩，引起砂浆与粗骨料间产生拉应力，产生裂缝； ②水泥的泌水使与集料间形成界面裂缝； ③水泥水化热引起的裂缝； ④多余水的蒸发留下的孔隙； ⑤外力碰撞、振动不均匀，不密实产生的裂缝（如拆模式时）； ⑥施工时不可能达到完全密实，留有孔隙；加外力后，以上裂缝，孔隙不断发展，砼破坏。
二、拌和与养护用水
——提供流动性（水泥浆）及水泥水化。
优先采用符合国家标准的饮用水。水中杂质含量限制值(pH值、氯化物、硫酸盐)
三、细骨料（fine aggregate）

粗集料

2-1 粗集料的技术性质—物理性质
含泥量和泥块含量：
限制含量
妨碍
存在于集料中或包裹在集料颗粒表面的泥土
降低影响
集料与水泥（或沥青）间的粘结能力
水泥的水化速度
混合料的整体强度和耐久性
2-2 粗集料的技术性质—力学性质
1.压碎值指按规定的方法测得石料抵抗压碎的能力，也是集料强度的相对指标，用以鉴定集料品质。压碎值是对石料的标准试样在标准条件下进行加荷，测试石料被压碎后，标准筛上筛余质量的百分率。 2.磨光值 ( PSV )反映石料抵抗轮胎磨光作用能力的指标。该值越大，表明集料的抗磨光性能越好。采用加速磨光机磨光石料，并用摆式磨擦系数测定仪浊得的
空隙率：集料在某种装填状态下的空隙体积(含开口孔隙)占装填体积的
物理常数百分率粗集料的骨架间隙率：通常指4.75mm以上粗集料颗粒间的空隙体积的百分含量。其大小用于确定混合料中细集料和结合料的数量，评价集料的骨架结构。细集料的棱角性：由在一定条件下测定的空隙率表征。石料和集料涉及多种密度，现将这些密度归纳在下页表中：
2.36mm标准筛筛分全部试样，可分几次筛。称取2.36mm筛孔的全部细料质量m1
均需筛至1min内无明显筛余物为止。
2-2 粗集料的技术性质—力学性质
• 计算：
m1 Qa 100 m0 Qa : 压碎值% m1 : 试验后通过2.36m m筛质量g m2 : 试验前试样总质量 g
仔细整平表面称取量筒中的试样质量 m0
2-2 粗集料的技术性质—力学性质
试验步骤：
按规定的方法装料将压碎值仪放到压力机上
放入压柱
使上压板与压碎值仪接触
整平压柱

集料

2009-4-221道路建筑材料第一章集料1.基本概念2.技术性质（基本性质及其物理力学性能、试验方法）3.矿料级配组成设计方法—图解法。

第一节粗集料一、基本概念1.集料是在混合料中起骨架（和填充）的作用的粒料。

2.集料的最大粒径和公称最大粒径。

3.粗细集料的分界粒径。

4.标准筛：对颗粒性材料进行筛分试验用的符合标准形状和尺寸规格要求的系列样品筛。

筛孔为正方形。

1.集料的物理性质密度试验方法（3）选择具体的试验方法：网篮法、容量瓶法（4）泡水24h（目的是尽量让开口孔隙饱水）（5）秤取试样的水中质量。

（6）取出试样，秤取试样的表干质量。

（7）烘干试样，秤取试样的烘干质量。

（8）取两次试验的平均值作为试验结果。

（9）重复试验的精密度为0.02个单位。

密度试验方法（10）注意事项：水温应在15℃-25℃范围内，浸水最后2h 内的水温相差不得超过2℃。

密度的计算结果应准确至小数点后3位。

吸水率的重复性精密度为0.2%。

密度的用途材料的物理常数不仅反映材料的内部组成结构状态，而且能间接的反映材料的力学性质这些密度是为了计算孔隙率、空隙率、间隙率和配合比设计提供依据。

水泥混凝土用粗集料振实状态下的空隙率，沥青混合料用粗集料骨架捣实状态下的间隙率。

23）颗粒形状粗集料中针、片状颗粒过多，会使混凝土和易性变差，强度降低。

规准仪法（水泥混凝土）：适用于测定水泥混凝土使用的4.75mm以上的粗集料的针及片状颗粒含量，以百分率计。

试样准备，试样风干至表面干燥，四分法缩分至该试验所需的试样最小质量。

3）颗粒形状试验步骤，将目测有可能属于针状颗粒的集料按规定的粒级用规准仪逐粒对试样进行针状颗粒鉴定，挑出颗粒长度大于针状规准仪相应间距而不能通过者，为针状颗粒；将通过针状规准仪相应间距的非针状颗粒逐粒对试样进行片状颗粒鉴定，挑出厚度小于片状规准仪相应孔宽能通过者，为片状颗粒。

称量由各粒级挑出的针状颗粒和片状颗粒的质量。

粗集料和细集料.ppt

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一、集料基本概念
取样量现场选取用于室内试验所需的材料数量，要求有代表性，前后取样的一致性。该数量取决于试验项目内容、项目的数目以及集料公称粒径的大小。
试验用量针对某项试验所需的数量，取决于具体试验项目和材料公称粒径大小。
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针片状颗粒（混凝土）检测
针片状颗粒定义：针状颗粒——凡集料颗粒某一方向的尺寸超出所属粒级平均粒径的2.4倍时的颗粒；
片状颗粒——凡集料颗粒某一方向的尺寸小于所属粒级平均粒径的0.4倍时的颗粒；
用于水泥混凝土集料试验采用规准仪法；
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试验、针片状颗粒含量检测试验；
细集料——筛分试验，注意筛分试验过程中操作细节，并注意沥青混合料用砂的筛分和水泥混凝土用砂的筛分方法的区别.
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密度试验方法 ——真密度
真密度
该密度针对磨细材料，采用李氏比重瓶法；
操作时注意彻底排除瓶中空气。
计算公式
真
=
m1 -m 2 v2 -v1
连续级配——在较宽的范围里不同粒径颗粒连续分布的级配；间断级配——在粒径分布过程中，位于中间部位有一个或连续若干粒径缺失的级配；开级配——在较窄且偏粗的范围内连续分布的级配；
级配范围：用于控制集料级配状况的标准.
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六. 矿料级配组成设计 ——级配设计概念
四、细集料技术性质
砂的粗度——细度模数：注意细度模数公式表达方式、代表的含义和适用对象；
f

A2.36 A1.18 A0.6 A0.3 A0.15 5A4.75 100 A4.75
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六. 矿料级配组成设计 ——有关级配的概念

集料

第二章集料（石料）1、集料基本概念了解：集料的定义：在工程中起骨架作用的，大小不同粒径的碎石，砾石等粒状材料的总称。

标准筛的概念：由一组多个规定的大小不同方形孔径的成套筛熟悉：集料（类型）的划分方法；集料的最大粒径和公称最大粒径粗集料为：在沥青混凝土中为粒径大于2.36mm、在水泥混凝土中粒径为大于4.75mm的碎石、砾石等。

细集料为：在沥青混凝土中为粒径小于2.36mm、在水泥混凝土中粒径为小于4.75mm的人工砂、天然砂等。

最大粒径：集料100%通过的最小标准筛筛孔尺寸；公称最大粒径：集料通过90%以上还有少于10%的集料留于此筛之上筛孔尺寸。

2、粗集料密度了解：粗集料（涉及石料）各种密度定义真实密度：单位体积（实体）的质量表观密度：单位体积（实体+闭口）的质量毛体积密度：单位体积（实体+闭口+开口）的质量表干密度：单位体积（实体+闭口+开口）的质量+水堆积密度：单位体积（实体+闭口+开口+空隙）的质量熟悉：密度常用的量纲；不同密度适用条件（1）密度常用的量纲密度是在一定条件下测量的单位体积的质量，单位为：t/m3或g/cm3;（2）不同密度适用条件沥青混合料配比设计时常用表观相对密度、毛体积相对密度、或表干相对密度；水泥混凝土材料常用表干相对密度；灌砂法测密度时，使用的标准砂用堆积密度；矿粉用真实密度。

掌握：表观密度和毛体积密度试验方法、计算结果。

.密度和吸水率试验A.试验目的和适用范围（1）了解集料的物理性能以备配合比之用（2）本方法可以测定集料的表观密度、表干密度、毛体积密度以及相应的相对密度和吸水率B试验仪具（1）天平和浸水天平（2）吊蓝（3）溢流水槽（4）烘箱（5）纯棉干净毛巾（6）标准筛及其他C试验准备（1）较粗集料可以过4.75 mm的筛，偏细的可以过2.36 mm的筛；（2）将每分试样都浸泡在清水中，适当搅动，洗去表面浮尘和石粉，完全清澈为止，清洗时不要丢失集料。

D试验步骤（1）取一份试样浸泡于清水中20 mm以下，轻轻搅动，使气泡逸出，并且在室温下保持24h；（2）安装水中称量装置，溢流水槽加水到要求位置，天平调零；（3）调节水温在15~25℃，试样移入吊蓝水不流动时称石料水中重m w；（4）提起吊蓝控一下水，放淤干净的毛巾上，使之吸去自由水，，无有明显发亮水迹，呈现饱和面干状态，整个过程不能丢失任何细小颗粒，称量m fb（5）将石料置于105±5℃烘箱中烘至恒重，称量m a（6）对于同一种规格材料应平行试验两次，取平均值为试验结果。

道路工程材料 1第一章

石料的物理性质是石料矿物组成、结构状态和特征的反映，它与石料的技术性质有密切的联系。 1、物理常数、物理常数主要指石料的密度和孔隙率，此类常数能够直接影响到石料的力学性质，也是将石料用于混合料配合比设计的参数之一。
（1）密度）定义：在规定条件下（大多指规定的温度），定义：在规定条件下（大多指规定的温度），石料矿质实体单位体积的质量。石料矿质实体单位体积的质量。
（1）密度） 1）表观密度、毛体积密度、表干密度表观密度、毛体积密度、表观密度
表观密度，毛体积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。
集料的表干密度又称作饱和面干毛体积密度饱和面干毛体积密度，它的计集料的表干密度饱和面干毛体积密度算体积与毛体积密度相同，但计算质量为集料颗粒的表干质量（饱和面干状态，包括了吸入开口孔隙中的水）。
（1-7）
R2 K= × 100% R1
（1-8）
Q K ——经历冻融循环作用后，石料的质量损失率和耐冻系数，%；
m1 m2
R2
——试验前烘干石料试件的质量，g； ——经历若干次冻融循环作用后，烘干石料试件的质量，g； ——经历若干次冻融循环作用后，石料试件的饱水抗压强度，MPa。
R1 ——试验前石料试件的饱水抗压强度，MPa；
ρh n = (1 − ) × 100% ρt
N——石料的孔隙率，%；
（1-5）
ρ t ——石料的真实密度，g/cm3；
ρ h ——石料的毛体积密度，g/cm3。
2、吸水性、
吸水性是指石料吸水能力的大小。吸水性是指石料吸水能力的大小。这一性质用吸水率和饱水率两种形式表示。分别指常温、常压（减压）条件下石料最大吸水质量是干燥试样质量的百分率；两者可采用下试计算：

第1章石料与集料

吸水率来表征。
m1 m 100 m
m2 m sa 100 m
式中：ω ——岩石的吸水率(％)；
ω sa——岩石的饱和吸水率(％) ； m——烘至恒量时的试样质量，g；
m1——吸水至恒量时的试样质量，g；
m2——强制饱水至恒量时的试样质量，g。
第一节石料
二、石料的物理性质石料吸水率测定的方法：
石料的孔隙率是石料的孔隙体积占其总体积的百分率。
Vo V Vs P .100 .100 V V
式中：P——石料的孔隙率(％)；
Vo——石料的孔隙体积(包括开、闭口) (cm3)； V——石料的毛体积(cm3)。
孔隙率亦可由真实密度和毛体积密度计算求得。
第一节石料
二、石料的物理性质材料的密实度与孔隙率： h a.孔隙率 P 1 100% t b.密实度：D
的方法。有设备条件的单位，应采用直接冻融法试验评价石料耐候性。
物理性质完。与水有关的性质：吸水性、抗
冻性。
第二节集料
集料：由不同粒径矿质颗粒组成的混合料，在沥青混合料或水泥混凝土中起骨架和填充作用。
一、集料分类
1. 集料来源（1）天然集料：包括天然砂、砾石和卵石等。河砂：颗粒表面圆滑，比较洁净，质地较好，产源广山砂：颗粒表面粗糙有棱角，含泥量和含有机质量多海砂：虽然有河砂的特点，但是其中混有贝壳、碎片和盐分等有害物质
岩石的性质除了与构成岩石的矿物有关
之外，还取决于不同的成岩条件。根据成岩条件将岩石分成三类：
1）岩浆岩
2）沉积岩 3）变质岩
第一节石料
一、石料的岩石学特性
第一节石料
一、石料的岩石学特性 3. 常用岩石种类

粗细集料技指标

粗细集料技指标
1.颗粒形状和表面特性：颗粒形状和表面特性是影响混凝土性能的重
要因素。

一般来说，粗集料的颗粒应该呈块状或平面状，而不应该呈片状
或针状，表面应该光滑，无明显的裂缝和角。

细集料的颗粒形状应该规则，而不应该呈胶凝状。

2.颗粒大小和粒度分布：颗粒大小和粒度分布是影响混凝土工作性能
和强度的重要因素。

混凝土中粗、细集料的颗粒大小应该符合设计要求，
同时粒度分布应该合理，细集料应该包含合适的细砂和粉状物质。

3.空隙率和密实度：混凝土中有一定比例的空隙是不可避免的，但空
隙率和密实度的大小会影响混凝土的密实性和抗渗透性。

因此，合适的空
隙率和密实度是粗、细集料技术指标的重要内容之一
4.互相黏聚性和与水泥石粘结性：集料在混凝土中的黏聚性和与水泥
石的粘结性与混凝土的强度和耐久性密切相关。

正常情况下，集料颗粒应
该具有适度的黏聚性，能够与水泥石充分粘结。

5.吸水性和含水率：集料的吸水性和含水率对于混凝土的性能有一定
的影响。

过高的吸水性和含水率可能会导致混凝土的性能下降。

对于具体的粗、细集料技术指标要求，可以参考国家或地方的相关标准。

在实际工程中，根据混凝土的使用环境和要求，可以根据现场试验和
经验进行相应的调整和优化。

总体而言，粗、细集料的技术指标应该综合
考虑其物理性质和工程性能，以确保混凝土在使用过程中具有良好的工作
性能和耐久性。

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