集料课件

1 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 2

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）不同粒径所需试样最小质量 公称最大粒径 4.75 9.5 16 19 26.5 31.5 37.5 63 75 最小质量（kg） 0.8 1 1 1 1.5 1.5 2 3 3 （1） 用四分法或分料器将过筛试样缩分到相应用量，分两份备用； （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； 3

（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mw； （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mfb （5） 将石料置于105±5℃烘箱中烘至恒重，称量ma （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。 E结果计算 （1）表观相对密度γa=ma/( ma-mw) 无量纲； （2）表干相对密度γs=mfb/( mfb-mw) 无量纲； （3）毛体积相对密度γb=ma/( mfb-mw) 无量纲； （4）吸水率wx=[( mfb-ma)/ ma]×100； （5）表观密度ρa=γa×ρT=（γa-αT）×ρw； （6）表干密度ρs=γs×ρT=（γs-αT）×ρw； （7）毛体积密度ρb=γb×ρT=（γb-αT）×ρw； 式中ρT—试验温度时水的密度； ρw—4℃时的水的密度； αT—试验温度时水的温度修正系数； F精度与允许差 （1）对于密度两次试验结果的允许差不得超过0.02 （2）对于吸水率两次试验结果的允许差不得超过0.2%。 4

3、粗集料吸水性和 耐候性 了解：吸水性和 耐候性的定义 （3） 吸水性：是衡量集料（石料）在一定条件下吸水能力的大小。用吸水率和保水率两项指标 （4） 耐候性：集料在使用过程中受周围自然环境的影响，温度的变化引起的温度应力作用，再就是承受正负温交替冻融引起的内部破坏作用，评价集料这种抵抗自然破坏因素性能称为耐候性。用抗冻性和坚固性两项指标来评价。 熟悉：砂石空隙率对耐候性的影响 岩石的抗冻性主要取决于岩石中大开口空隙的发育情况、亲水性、可溶性矿物的含量及矿物间的连接力。大开口空隙越多，亲水性和可溶性矿物成分越多，岩石的抗冻性越低，反之越高。一般来说空隙率越多，耐候性越差。 4、粗集料的颗粒形状 了解：针片状颗粒含量对集料使用所造成的影响 针片状颗粒的存在，对于水泥混凝土和沥青混凝土的和易性、强度、稳定性等性能，都存在着严重不良影响 熟悉：两种不同方法的定义及适用性 对于水泥混凝土，《建筑用卵石碎石》（GB/T14685—2001）规定，颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒；厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒。（平均粒径至该粒径上下限粒径的平均值） 测定方法：规准仪法 对于沥青混凝土，《公路工程集料试验规程》JTG E42—2005指出用游标卡尺测定粗集料颗粒的最大长度方向与最小直径方向的尺 5

寸之比大于3为针状颗粒；最大宽度与最小厚度的尺寸之比大于3为片状颗粒。 测定方法：游标卡尺法 掌握：不同目的（用途）的检测针片状含量操作方法及影响试验的重要因素 （1） 两种用途的针片状颗粒检测方法：规准仪法、游标卡尺法

规准仪法 规准仪法测定针片状颗粒相应粒级的规准仪孔宽与间距 粒级mm 4.75~9.5 9.5~16 16~19 19~26.5 26.5~31.5 31.5~37.5 柱据mm 17.1 30.6 42.0 54.6 69.6 82.8 孔宽mm 2.8 5.1 7.0 9.1 11.6 13.8 试验准备：来样风干至表面干，四分法或分料器分至满足下表要求，质量，称量m0，然后筛分下表规定的粒级备用 规准仪法所需最小用量 公称粒径 9.5 16 19 26.5 31.5 37.5 最小用量 0.3 1 2 3 5 10 实验步骤： ①目测挑出接近针片状颗粒的，先用规准仪逐级检测针状颗粒相应间距不能过者为针状颗粒； ②将挑出的通过相应间距的在进行片状颗粒鉴别，相应规准仪孔通过的为片状颗粒； ③称量由各自粒级挑出的针状颗粒和片状颗粒的质量总量m1。 计算：针片状颗粒含量Q=（m1/ m0）100 精确至0.1% 6

游标卡尺法 ①来样风干至表面干，四分法或分料器分至一般选1 kg试样， ②过4.75 mm的筛，称量m0，准确至1g，质量不少于0.8 kg或者不少于100颗； ③用游标卡尺选出的最长向为最小径向3倍多为针状颗粒，称量； ④再用游标卡尺选出的最宽向为最薄向3倍多为片状颗粒，称量； ⑤成针片状颗粒总量m1 计算：针片状颗粒含量 Q=（ m1/ m0）100 精确至0.1%

（2）影响因素： ①规准仪法中，针片状颗粒没有一定的比例； ②片状颗粒开口尺寸1:6通过的不一定都是； ③筛分后相应筛孔对应相应规准仪尺寸，不能错位； ④选对基准面测定才准确。 5、粗集料压碎值试验 熟悉：目的及适用范围 掌握：试验操作步骤 压碎值：集料在承受一定荷载连续作用下，抵抗压碎的能力。结果采用粒料被压碎到小于一定粒径（2.36mm）的质量占试验用粒料量的百分率 压碎值试验 A试验目的与适用范围 7

（1） 测定集料在不断增加的荷载条件下炕压碎的能力，用以评定其力学性能； （2） 适用于粗集料碎石、砾石、矿渣等。 B主要仪具 （1） 石料压碎值试验仪 内经150±0.3mm, 高125~128 mm 压头厚≥25 mm 总长100~110 mm （2） 金属棒 直径10 mm，长450~600 mm，一端半球形； （3） 天平 称量2~3kg,感量不大于1g； （4） 标准筛 孔径为13.2 mm，9.5 mm，2.36 mm方孔筛各一个； （5） 压力机 量程500kn以上，在10min之内能达到400kn； （6） 金属筒 内经112.0 mm，高179.4 mm，容积1767cm3. C试验准备 （1） 较为潮湿的集料烘干，不超过100℃； （2） 过筛13.2 mm以下，9.5 mm以上，取3组各3000 g； （3） 称量试筒和底板质量m （4） 试筒中装料深度为100mm，分3次装入，每次均匀插捣25次，之后用金属棒刮平，称总量m总 （5） 试样量m0= m总-m D试验步骤 （1） 加上压头，至于压力机上，注意压头放平，避免挤压筒壁； （2） 开动压力机，均匀加压，使荷载在10min之内能达到400kn； （3） 达到要求的荷载（400kn）后稳压5s，卸荷，取下试样； （4） 用2.36 mm的筛筛分所压试样，1min内无明显筛出物止； （5） 称量筛下的压碎筛出物m1，精确到1 g。 8

E计算与试验报告 （1）石料压碎值Q= (m1/m0)100% (2) 试验结果以3个平行试验结果平均值为测定值； 6、粗集料洛杉矶磨耗试验 熟悉：试验目的 掌握试验步骤；结果的含义

洛杉矶磨耗试验 A试验目的：用于测定规定条件下粗集料抵抗摩擦、撞击的能力； B仪器设备： ⑪洛杉矶式磨耗试验机； ⑫标准砂石筛和1.7mm方孔筛； ⑬台秤10kg，感量5g； ⑭烘箱，控温在105±5℃； ⑮钢球，直径约46.8mm，质量390—445g. C实验步骤： ⑪将试验检测的集料西经烘干备用； ⑫对所使用的集料，根据实际情况按表T 0317-1选择最接近的粒级类别，确定相应的试验条件，按规定的粒级组成备料、筛分。其中水泥混凝土用集料宜采用A级粒度；沥青路面及各种基层、底基层的粗集料，表中的16㎜筛孔也可用13.2㎜筛孔代替。对非规格材料，应根据材料的实际粒度，从表1中选择最接近的粒级类别及试验条件。