1、Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料砂石材料第1章：Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料主要內(nèi)容 1.1石料1.2集料1.3礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計1.4石料與集料的工程應(yīng)用Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.1 石料 石料的物理力學(xué)性質(zhì)在很大程度上取決于天然巖石的礦物成分，以及這些礦物在巖石中的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造。 石料是天然巖石經(jīng)機(jī)械加工制成的，或者直接開采得到具有一定形狀和尺寸的石料制品。一、石

2、料的巖石學(xué)特性1 1造巖礦物造巖礦物造巖礦物造巖礦物巖石巖石地質(zhì)作用地質(zhì)作用石英、云母、長石；角閃石、方解石、白云石、黃鐵礦、石膏、菱鎂礦、赤鐵礦燈。Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.1 石料2 2巖石的分類巖石的分類一、石料的巖石學(xué)特性按成巖條件分u巖漿巖u沉積巖u變質(zhì)巖片理狀巖、塊狀巖深成巖噴出巖火山巖花崗巖、正長巖、輝長石玄武巖、安山巖、輝綠巖石灰?guī)r、頁巖、砂巖、石膏，散粒狀的粘土、砂、卵石Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.1 石料二、石料的

3、物理性質(zhì)l物理常數(shù)l吸水性l抗凍性Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.1 石料二、石料的物理性質(zhì)物理常數(shù) 石料的物理常數(shù)是反映材料礦物組成、結(jié)構(gòu)狀態(tài)和特征的參數(shù)。常用物理常數(shù)是密度和孔隙率。m0VnMmSViVsVV0閉口孔隙閉口孔隙礦物實(shí)體礦物實(shí)體開口孔隙開口孔隙圖圖1-1 石料組成部分的質(zhì)量與體積關(guān)系示意圖石料組成部分的質(zhì)量與體積關(guān)系示意圖1 1Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.1 石料二、石料的物理性質(zhì)物理常數(shù)1 1 規(guī)定條件下，石料礦質(zhì)實(shí)體單

4、位體積的質(zhì)量。l真實(shí)密度l表觀密度l毛體積密度Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.1 石料 規(guī)定條件下，烘干石料礦質(zhì)實(shí)體單位真實(shí)體積的質(zhì)量。stVms二、石料的物理性質(zhì)物理常數(shù)1 133;/cmVgmcmgSst石料礦質(zhì)實(shí)體的體積，石料礦質(zhì)實(shí)體的質(zhì)量，石料的真實(shí)密度，真實(shí)密度m0VnMmSViVsVV0閉口孔隙閉口孔隙礦物實(shí)體礦物實(shí)體開口孔隙開口孔隙Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.1 石料nsVVmsa二、石料的物理性質(zhì)物理常數(shù)1 1333;/cm

5、VcmVgmcmgnSsa隙的體積，石料礦質(zhì)實(shí)體中閉口孔；石料礦質(zhì)實(shí)體的體積，石料礦質(zhì)實(shí)體的質(zhì)量，石料的表觀密度，表觀密度 規(guī)定條件下，烘干石料礦質(zhì)實(shí)體單位表觀體積（包括閉口孔隙）的質(zhì)量。m0VnMmSViVsVV0閉口孔隙閉口孔隙礦物實(shí)體礦物實(shí)體開口孔隙開口孔隙Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.1 石料inshVVVms二、石料的物理性質(zhì)物理常數(shù)1 13333;/cmVcmVcmVgmcmginSsh隙的體積，石料礦質(zhì)實(shí)體中開口孔隙的體積，石料礦質(zhì)實(shí)體中閉口孔；石料礦質(zhì)實(shí)體的體積，石料礦質(zhì)實(shí)體的質(zhì)量，石料的表觀密度，毛

6、體積密度 規(guī)定條件下，烘干石料礦質(zhì)實(shí)體單位毛體積（包括閉口、開口孔隙）的質(zhì)量。Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料%100)1(thinhVVVn1.1 石料二、石料的物理性質(zhì)物理常數(shù)1 1 石料孔隙體積占石料總體積（包括開口孔隙和閉口孔隙體積）的百分率。333;%;cmVcmVcmVnhin孔隙體積）實(shí)體、開口孔隙和閉口石料的毛體積（含礦質(zhì)隙的體積，石料礦質(zhì)實(shí)體中開口孔隙的體積，石料礦質(zhì)實(shí)體中閉口孔石料的空隙率，Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料 吸水率吸

7、水率：常溫（：常溫（202）、）、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（101.325kPa) ，最大的吸水質(zhì)量占，最大的吸水質(zhì)量占干燥試樣質(zhì)量的百分比。干燥試樣質(zhì)量的百分比。 飽水率飽水率：常溫、：常溫、真空抽氣（真空抽氣（2.67 kPa），），最大吸水質(zhì)量占干燥試樣質(zhì)量的百分最大吸水質(zhì)量占干燥試樣質(zhì)量的百分比。比。gmgmmmmxx試樣質(zhì)量，吸水（飽水）至恒重時量，烘干至恒重時的試樣質(zhì)水率；石料試樣的吸水率或飽干燥試樣質(zhì)量最大吸水質(zhì)量吸水率（飽水率）21112;%1001.1 石料二、石料的物理性質(zhì)吸水性2 2材料吸入水分的能力。包括吸水率和飽水吸水率。Civil Engineering &

8、Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.1 石料l 直接凍融法l 堅固性法二、石料的物理性質(zhì)二、石料的物理性質(zhì)抗凍性3 3 石料在水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受反復(fù)凍融而不破壞，并不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的能力。孔隙構(gòu)造、吸水性Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.1 石料直接凍融法（凍融循環(huán)試驗(yàn)：（凍融循環(huán)試驗(yàn)： 吸水飽和，吸水飽和，-15冰凍冰凍常溫融解）常溫融解） 循環(huán)若干次循環(huán)若干次(15、25、50次次) gmgmQmmmQ質(zhì)量，凍融試驗(yàn)后烘干試樣的，試驗(yàn)前烘干試樣的質(zhì)量；石料的質(zhì)量損失率，凍凍21121;%100

9、二、石料的物理性質(zhì)抗凍性3 3。試件的飽水抗壓強(qiáng)度，凍融循環(huán)作用后，石料；抗壓強(qiáng)度，試驗(yàn)前石料試件的飽水系數(shù)，凍融循環(huán)后石料的耐凍aa%1002112MPRMPRKRRKl凍融系數(shù)4h石料直徑、高50mm圓柱體試件，50mm正方體試件，在1055烘干。l質(zhì)量損失率Civil Engineering & Architecture-HBUT 第4章 混凝土堅固性試驗(yàn) 定義定義：骨料在氣候、環(huán)境變化或其它物理因素作用下抵抗碎裂的能力叫堅固性。堅固性使骨料不因干濕循環(huán)或凍融循環(huán)而產(chǎn)生體積變化導(dǎo)致混凝土性能的劣化。 測試測試：用硫酸鈉(NaSO410H2O)飽和溶液滲入砂石孔隙中形成結(jié)晶時的裂脹

10、力對砂石的破壞程度，可間接地判斷其堅固性。試樣經(jīng)5次循環(huán)后各粒級的總質(zhì)量損失百分率作為其評價指標(biāo)。 影響因素影響因素：骨料的堅固性取決于孔隙率、裂縫和雜質(zhì)。 指標(biāo)規(guī)定指標(biāo)規(guī)定：質(zhì)量損失率L=(m1-m2)/m1抗凍性3 3Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料 道路試件道路試件: 505050 2mm立方體立方體 50H50 2mm的圓柱體的圓柱體 橋梁試件橋梁試件:707070 2 mm立方體立方體1.1 石料三、石料的力學(xué)性質(zhì)石料的抗壓強(qiáng)度1 1圖圖1-2石料抗壓試件石料抗壓試件Civil Engineering &

11、 Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.1 石料l材料的礦物成分l結(jié)構(gòu)和構(gòu)造APRP試驗(yàn)時石料試件破壞的極限荷載，NA石料試件的受力截面積，mm2三、石料的力學(xué)性質(zhì)石料的抗壓強(qiáng)度1 1l試件尺寸l加荷速率l濕度等對試件飽水處理后施加荷載直至破壞。Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.1 石料三、石料的力學(xué)性質(zhì)磨耗率2 2石料抵抗撞擊、摩擦的聯(lián)合作用的能力。l洛杉磯磨耗試驗(yàn)l狄法爾磨耗試驗(yàn)Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料 試樣為500

12、0g有一定級配的集料，加入鋼球12個48mm，5000g。轉(zhuǎn)速3033r/min，轉(zhuǎn)500轉(zhuǎn)。1.1 石料三、石料的力學(xué)性質(zhì)磨耗率洛杉磯法（擱板式）2 2%100121abmmmQ 式中：m2試驗(yàn)后2mm篩上烘干石料試樣質(zhì)量； m1試驗(yàn)前烘干石料試樣質(zhì)量。Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料圖 擱板式磨耗儀示意圖 省時：省時：15min15min左右左右 使石料受到更嚴(yán)峻的沖擊、使石料受到更嚴(yán)峻的沖擊、 剪切、摩擦作用，石料級差大剪切、摩擦作用，石料級差大 試樣級配較符合路用狀況試樣級配較符合路用狀況洛杉磯法（擱板式）Civi

13、l Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料%100121abmmmQ 式中：m2試驗(yàn)后2mm篩上烘干石料試樣質(zhì)量； m1試驗(yàn)前烘干石料試樣質(zhì)量。1.1 石料三、石料的力學(xué)性質(zhì)磨耗率狄法爾法（雙筒式）2 2 50塊石料（5075mm），單一粒徑，質(zhì)量5000g左右，轉(zhuǎn)速3033r/min，轉(zhuǎn)10,000轉(zhuǎn)（5.55.0h）磨耗率計算公式：Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料圖1-3 雙筒式磨耗儀示意圖 耗時長達(dá)耗時長達(dá)5h5h以上以上 試件尺寸單一（試件尺寸單一（505075

14、mm75mm），與路用實(shí)際情況不符合），與路用實(shí)際情況不符合 石料間相互作用，不同性質(zhì)石料的磨耗率相差不大石料間相互作用，不同性質(zhì)石料的磨耗率相差不大狄法爾法（雙筒式）Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料石料物理性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)小結(jié)石料物理性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)小結(jié)物理性質(zhì)l物理常數(shù)：密度（真實(shí)密度、表觀密度、毛體積密度）、孔隙率l吸水性：吸水率、飽水率l抗凍性力學(xué)性質(zhì)l抗壓強(qiáng)度：單位面積上所能承受的最大荷載l磨耗率：石料抵抗撞擊、剪切和摩擦綜合作用的能力1.1 石料Civil Engineering & Architectur

15、e-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1. 分類：按照成巖條件、風(fēng)化程度等 巖漿巖類（火成巖） 石灰?guī)r類（沉積巖） 砂巖與片麻巖類（變質(zhì)巖） 礫石巖（天然風(fēng)化）2. 分級指標(biāo)：飽水抗壓強(qiáng)度和磨耗率 最堅強(qiáng) 堅強(qiáng) 中等堅強(qiáng) 較弱軟1.1 石料四、石料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.2 集料 集料是由不同粒徑礦質(zhì)顆粒組成的混合料。包括各種天然砂、人工砂、卵石、碎石以及各類工業(yè)冶金礦渣。天然砂、機(jī)制砂粒徑4.75mm粗集料細(xì)集料分界尺寸： 4.75mm(水泥混凝土) 2.36mm(瀝青混凝土)Civil Enginee

16、ring & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.2 集料一、集料的物理性質(zhì)u物理常數(shù)l密度密度l空隙率空隙率u集料的級配u集料的顆粒形狀與表面特征u含泥量和泥塊含量Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料圖 集料的體積組成孔隙：礦物之間的空間孔隙：礦物之間的空間Vn+Vi空隙：集料顆粒之間的空間空隙：集料顆粒之間的空間Vv顆粒之間的空顆粒之間的空間體積間體積Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料(1)密度：表觀密度、毛體積密度、表干

17、密度、裝填密度inssVVVma1.2 集料一、集料的物理性質(zhì)1 1物理常數(shù)密度表干密度Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料 堆積（松裝）密度集料按自由下落方式裝樣 振實(shí)（緊裝）密度集料振搖方式裝樣 搗實(shí)密度集料振搖方式裝樣vinssVVVVm1.2 集料一、集料的物理性質(zhì)1 1物理常數(shù)密度堆積密度Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料 空隙率空隙率n：集料空隙體積(含開口孔隙)占集料總體積的百分比。 %100fivVVVn1.2 集料一、集料的物理性質(zhì)1 1物

18、理常數(shù)n_集料的空隙率，%Vf集料顆粒的堆積體積，Vs+Vn+Vi+Vv，cm3Vv集料顆粒孔隙，cm3Vi礦質(zhì)實(shí)體中開口孔隙體積，cm3Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料集料中各種粒徑顆粒的搭配比例或分布情況。（詳見下節(jié)） 1.2 集料一、集料的物理性質(zhì)2 2集料的級配Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料 顆粒形狀：蛋圓形、棱角形、針狀、片狀1.2 集料集料的顆粒形狀與表面特征一、集料的物理性質(zhì)3 3 表面特征：表面的粗糙程度及孔隙特征等類型顆粒形狀的特點(diǎn)

19、集料品種蛋圓形具有較光滑的表面，無明顯棱角，顆粒渾圓天然砂及各種礫石、陶粒棱角形具有粗糙的表面及明顯棱邊碎石、石屑、破碎礦渣針狀長度方向尺寸遠(yuǎn)大于其他方向尺寸而呈細(xì)條形礫石、碎石中均存在片狀厚度方向尺寸遠(yuǎn)小于其他方向而呈薄片形礫石、碎石中均存在Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料含泥量：集料中粒徑小于0.075mm的顆粒含量。 1.2 集料一、集料的物理性質(zhì)4 4含泥量和泥塊含量 泥塊含量：粗集料中原尺寸大于4.75mm，但經(jīng)水浸洗、手捏后小于2.36mm的顆粒含量。存在類型：由純泥組成的團(tuán)塊；由砂、石屑與泥組成的團(tuán)塊；包裹在

20、集料顆粒表面的泥。Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.2 集料二、粗集料的力學(xué)性質(zhì)l壓碎值l磨光值l沖擊值l磨耗值Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料 壓碎指標(biāo)值（適用于水泥混凝土用集料） 壓碎值（瀝青混合料用集料） 式中：m0試驗(yàn)前風(fēng)干試件的質(zhì)量，g m1試驗(yàn)后通過2.36mm篩孔的細(xì)集料質(zhì)量，g%10001mmQa壓碎值1.2 集料二、粗集料的力學(xué)性質(zhì)壓碎值：石料抵抗壓碎的能力。1 1Civil Engineering & Architectu

21、re-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料圖 壓碎指標(biāo)值測試儀具尺寸圖1020mm集料分二層夯實(shí)，在35min加荷至 Pmax=200kN，恒壓5s后，脫膜后過2.36mm篩。試驗(yàn)集料試驗(yàn)集料壓碎值的測試Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料 圖 壓碎值測試儀將1216mm碎石分三層夯實(shí)，在010min加壓至400kN，立即卸載，過2.36mm篩。試驗(yàn)集料容器試驗(yàn)集料容器壓碎值的測試Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.2 集料磨光值：石料抵抗輪胎磨光作用能力的，即

22、保持其原有粗糙的能力。 二、粗集料的力學(xué)性質(zhì)2 2braraPSVPSVPSV49PSV石料的磨光值；石料的磨光值；PSVra試驗(yàn)試件的摩擦系數(shù)；試驗(yàn)試件的摩擦系數(shù)；PSVbra標(biāo)準(zhǔn)試件的摩擦系數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)試件的摩擦系數(shù)；Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料 式中：m0沖擊前試樣總質(zhì)量，g； m1沖擊試驗(yàn)后，通過2.36mm篩的石屑質(zhì)量，g%10001mmAIV沖擊值二、粗集料的力學(xué)性質(zhì)3 3沖擊值：石料抵抗多次連續(xù)的重復(fù)沖擊荷載的能力。1.2 集料Civil Engineering & Architecture-HBUT

23、 建材學(xué)2：1砂石材料 式中：m1磨耗前的試件質(zhì)量（g） m2磨耗后的試件質(zhì)量（g） s集料的表干密度g/cm3s213）（磨耗值mmAAV二、粗集料的力學(xué)性質(zhì)4 4磨耗值：石料抵抗表面磨損的能力。1.2 集料Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料粗集料的力學(xué)性能l 壓碎值：石料抵抗壓碎的能力l 磨光值：石料抵抗磨光的能力，即保持其原有粗糙的能力l 磨耗值：石料抵抗磨擦、剪切的能力l 沖擊值：石料抵抗多次連續(xù)的重復(fù)沖擊荷載的能力物理性質(zhì)l 物理常數(shù)：密度、空隙率等l 級配l 顆粒形狀與表面特征l 含泥量，泥塊含量1.2 集料-小

24、結(jié)Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計礦質(zhì)混合料：兩種或兩種以上的集料混合而成，簡稱礦料。組成設(shè)計的目的：根據(jù)目標(biāo)級配范圍要求，確定各種集料在礦質(zhì)混合料中的合理比例。圖圖 級配的幾種情況級配的幾種情況Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計一、礦質(zhì)混合料的級配1 1集料級配的表示方法 篩分試驗(yàn) 一定數(shù)量的集料試樣，在標(biāo)準(zhǔn)篩上進(jìn)行篩分試驗(yàn)。試驗(yàn)后分別稱量集料試樣存留在各篩上的篩余質(zhì)量并計算相關(guān)的級配參數(shù)。Civ

25、il Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料 圓孔篩(直徑)：40、20、10、5、2.5、1.25、0.63、0.3方孔篩(邊長)：13.2、9.5、4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15、0.075。 1.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計一、礦質(zhì)混合料的級配1 1集料級配的表示方法 篩分試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)篩圖 篩分試驗(yàn)用套篩Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計 分計篩余百分率ai：某號篩上的篩余質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分率 。一、礦質(zhì)混合料的級配1

26、 1集料級配的表示方法 篩析試驗(yàn)級配參數(shù) 通過百分率pi：通過某號篩的集料質(zhì)量占試件總質(zhì)量的百分率。Pi=100-Ai 累計篩余百分率Ai：等于或大于某號篩上篩余質(zhì)量之和占總質(zhì)量的百分率。Ai= a1+ a2+.+ an%100MmaiiCivil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料評價細(xì)集料粗細(xì)程度。 粗砂：Mf 3.73.1 中砂：Mf 3.02.3 細(xì)砂：Mf 2.21.675. 475. 415. 03 . 06 . 018. 136. 2f1005)(AAAAAAAM一、礦質(zhì)混合料的級配1 1集料級配的表示方法（2）細(xì)集料的細(xì)

27、度模數(shù)1.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計一、礦質(zhì)混合料的級配1 1集料級配的表示方法（3）集料的級配曲線 作圖：縱坐標(biāo)為通過百分率作圖：縱坐標(biāo)為通過百分率P P ( () )常常數(shù)坐標(biāo)；橫坐標(biāo)為篩孔尺寸數(shù)坐標(biāo)；橫坐標(biāo)為篩孔尺寸(mm) (mm) 坐標(biāo)；坐標(biāo)； 注意：坐標(biāo)單位；注明不同曲線意義注意：坐標(biāo)單位；注明不同曲線意義 判斷集料級配是否符合要求判斷集料級配是否符合要求圖圖 級配曲線級配曲線Civil Engineering & Architecture-HB

28、UT 建材學(xué)2：1砂石材料1.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計一、礦質(zhì)混合料的級配1集料級配的表示方法（3）集料的級配曲線l連續(xù)級配：級配曲線光滑，每一種尺寸的集料都有l(wèi)間斷級配：剔除一個或幾個分級，曲線形成折線形l單粒級：集料集中在一個分級Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料級配類型示意圖 單粒徑單粒徑圖圖 連續(xù)級配與間斷級配曲線示意圖連續(xù)級配與間斷級配曲線示意圖Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料1.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計一、礦質(zhì)混合料的級配2級配組成對礦料性能

29、的影響 礦質(zhì)混合料的級配組成與其密度及顆粒間內(nèi)摩阻力有關(guān)，從而對水泥混凝土或?yàn)r青混凝土的強(qiáng)度、耐久性及施工和易性有顯著影響。最小空隙率：達(dá)到最大密實(shí)度最大摩阻力： 增加集料的穩(wěn)定性和強(qiáng)度； 互相嵌緊、互不干涉，緊密多級空間網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)。Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料 p2=kd 當(dāng)d=D時，p=1001002=kD 式中：d 集料中顆粒的篩孔尺寸，mm D 礦質(zhì)混合料最大粒徑，mmDdp1001.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計一、礦質(zhì)混合料的級配3 3連續(xù)級配的計算(1)最大密度級配計算富勒理論 集料在某篩孔上的通過百分率和篩

30、孔尺寸的關(guān)系越接近拋物線，該集料的密度越大，空隙率越小。Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料 式中：n級配指數(shù)nDdp)(100 1.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計一、礦質(zhì)混合料的級配一、礦質(zhì)混合料的級配3 3連續(xù)級配的計算連續(xù)級配的計算(2)級配曲線范圍公式泰波公式Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料圖 級配指數(shù)與級配曲線的關(guān)系圖 n n=0.45=0.450.50.5，密實(shí)度最大，密實(shí)度最大n n=0.3=0.30.70.7，密實(shí)度尚可，密實(shí)度尚可n n=0.3

31、5=0.350.450.45，工作性較好，工作性較好（工藝性能）（工藝性能）Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料目的：確定礦質(zhì)混合料中各檔集料的比例已知條件： 各檔集料級配 Pd 設(shè)計級配范圍 Pd方法： 數(shù)解法-試算法 圖解法1.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計二、礦質(zhì)混合料的配合比設(shè)計方法Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料 需要根據(jù)集料的分計篩余率進(jìn)行計算1.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計二、礦質(zhì)混合料的配合比設(shè)計方法1 1數(shù)解法試算法基本假定 某一粒徑的顆粒由一種集

32、料提供，其它集料中不含此粒徑的顆粒 該粒徑的顆粒在該集料中是占優(yōu)勢的Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料l計算過程 已知：集料 混合料 (1) 準(zhǔn)備工作：PiAiai參數(shù)參數(shù)集料集料A集料集料B集料集料C混合料混合料M篩孔篩孔i的分計篩余的分計篩余/%aA(i)aB(i)aC(i)aM(i)在混合料中的比例在混合料中的比例/%XYZ100(2)計算方程： XYZ100 (1) d=i時： X .aA(i) + Y .aB(i) +Z .aC(i) aM(i) (2)ABCM+礦質(zhì)混合料的配合比設(shè)計方法試算法Civil Engi

33、neering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料 確定各集料用量步驟： 計算A集料在礦質(zhì)混合料中的用量X 確定A集料中占優(yōu)勢含量的粒徑： A集料中含量占優(yōu)勢粒徑 i=4.75mm: aA(4.75) =49.9% 忽略其它集料在此粒徑含量 aB(i) =0、aC(i) =0，代入式（2） A集料用量X為： %1 .42%1009 .490 .21%100%100A(4.75)M(4.75)A(i)M(i)aaaaX礦質(zhì)混合料的配合比設(shè)計方法試算法Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料步驟： 計

34、算C集料在礦質(zhì)混合料中的用量Z 確定C料中占優(yōu)勢的粒徑由表 C集料中含量占優(yōu)勢粒徑為: j0.075mm aZ(0.075mm) =85.3% 忽略A、B集料同一粒徑含量: aA(j) =0、aB(j) =0 C料用量Z為：%0 . 7%1005 .830 . 6%100%1000.075)Z(0.075)M(Z(j)M(j)aaaaZ礦質(zhì)混合料的配合比設(shè)計方法試算法Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料步驟： 計算B集料在礦質(zhì)混合料中的用量Y由公式(1) ：Y100(XZ）100(42.17.0）50.9%礦質(zhì)混合料的配合比設(shè)

35、計方法試算法Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料 校核調(diào)整 計算合成礦質(zhì)混合料的通過百分率PM(i) 合成級配 X .PA(i) + Y .PB(i) +Z .PC(i)PM(i) 要求：合成級配aM(i) 或PM(i) 應(yīng)在規(guī)定的級配范圍內(nèi)調(diào)整配合比后還應(yīng)重新進(jìn)行校核，直至符合要求為止經(jīng)調(diào)整后仍不能滿足級配要求時，可摻加單粒級集料或調(diào)換集料礦質(zhì)混合料的配合比設(shè)計方法試算法Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料篩孔尺寸篩孔尺寸di （mm） 集料集料A集料集料B

36、集料集料C碎石分計篩余碎石分計篩余 aA(i) （%）石屑分計篩余石屑分計篩余aB(i) （%）礦粉分計篩余礦粉分計篩余 aC(i) （%）13.20.89.543.64.7549.92.364.42.01.181.322.60.623.70.318.40.1513.04.00.07510.910.70.075 9.5 85.3 所選擇的粒徑應(yīng)在該集料中占有較大的優(yōu)勢Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料010203040506070809010026.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.08

37、篩孔尺寸（mm)通過百分率（%）AC-20上限AC-20下限級配S2(粗)010203040506070809010026.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075篩孔尺寸（mm)通過百分率（%）上限下限合成級配1Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料圖解法修正平衡面積法 按通過百分率計算并制圖(1)繪制圖解法坐標(biāo)圖計算設(shè)計級配范圍中值繪制圖框并作對角線（為設(shè)計級配中值）確定縱坐標(biāo)： 通過百分率（）算術(shù)坐標(biāo)確定橫坐標(biāo)：根據(jù)設(shè)計級配中值，Pd，確定篩孔尺寸位置將各種集料的級配（通過量）繪在圖中

38、2 21.3 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料篩孔尺寸篩孔尺寸(mm)16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075級配范圍級配范圍(mm)1009510070884868365324411830122281648級配中值級配中值(mm)100987957453324171260102030405060708090100020406080100通過百分率通過百分率(%)9879574533241260.0759.513.24.752.360.61.180.30.15礦質(zhì)混合

39、料的配合比設(shè)計方法圖解法Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料相疊等分縱距：兩相鄰級配曲線頭尾重疊相疊等分縱距：兩相鄰級配曲線頭尾重疊a=a相接重線連分；兩相鄰級配曲線頭尾相相接重線連分；兩相鄰級配曲線頭尾相接接 相離等分平距：兩相鄰級配曲線頭尾相分相離等分平距：兩相鄰級配曲線頭尾相分b=bX（A用量）用量）W（D用量）用量）Z（C用量）用量）Y（B用量）用量）(2)確定各種集料用量礦質(zhì)混合料的配合比設(shè)計方法圖解法Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料(3)合成級

40、配的校核與調(diào)整合成級配的校核與調(diào)整計算合成級配：計算合成級配：Pm(i)= Pj(i)Xj調(diào)整：合成級配曲線應(yīng)盡可能光滑調(diào)整：合成級配曲線應(yīng)盡可能光滑 靠近級配范圍中值線靠近級配范圍中值線礦質(zhì)混合料的配合比設(shè)計方法圖解法Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料試件加速磨光機(jī)（30#，280#金剛砂），經(jīng)6h磨光后，用擺式摩擦系數(shù)測定儀測摩擦系數(shù)（BPN）磨光值圖圖 磨光值試件及磨光磨光值試件及磨光機(jī)機(jī)9.513.2mm石料顆粒，環(huán)氧樹脂砂漿固定制成試件。磨光值試驗(yàn)Civil Engineering & Architectu

41、re-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料9.59.513.2mm13.2mm集料，集料，1kg1kg分三次裝入量筒中，夯實(shí)。分三次裝入量筒中，夯實(shí)。沖擊錘至沖擊錘至3803805mm5mm處自由落下，重復(fù)處自由落下，重復(fù)1515次，間隔不少于次，間隔不少于1s1s。將受沖擊后的集料過篩（將受沖擊后的集料過篩（2.36mm2.36mm），稱重。），稱重。圖 沖擊值儀沖擊值試驗(yàn)Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料圖1-10道瑞 Dorry（英國）磨耗儀磨耗值試驗(yàn)9.513.2mm石料顆粒，單層緊密排列，用環(huán)氧樹脂砂漿固定成型。同種石料

42、2個試件一組用金屬托盤固定于道瑞機(jī)的圓平板上2830r/min，100轉(zhuǎn)，連續(xù)不斷、均勻，撒布一定細(xì)度的石英砂。同樣方法再磨400轉(zhuǎn)。Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料李立寒書P35第1-12題解答Civil Engineering & Architecture-HBUT 建材學(xué)2：1砂石材料di /mm 集料集料A (x= ? )集料集料B (y= ?)集料集料C (z= ?)混合混合料料M 設(shè)計范圍設(shè)計范圍設(shè)計中值設(shè)計中值 aA(i) PA(i) aB(i) PB(i) aC(i) PC(i) aM(i)PM(i)P(i)P(i)a(i)26.5010000000100100100019.039795-10097.52.516.035.561.575-9082.51513.22734.510062-807111.59.514.719