《石料与集料》课件

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1、第一章石料与集料★主要内容◇砂石材料的技术性能◇矿质混合料的级配理论◇矿质混合料配合比设计方法◇石料与集料在道路工程中的应用砂石材料分类☆按来源分类①天然砂石材料：卵石、砾石、漂石；砂(海砂、河砂、山砂等)②人工轧制的砂石料：块料、碎石集料③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①石料②集料：粗集料——粒径d＞4.75mm（＞2.36mm）细集料——粒径d≤4.75mm（≤2.36mm）第一节石料授课目的:了解砂石材料的类别，岩石种类及其鉴别以及石料的技术性质及其应用。重点难点:石料的物理性质、力学性质。第一节石料一、石料的岩石学特性岩石的定

2、义：是指在各种地质作用下按一定方式组合而成的矿物集合体，是组成地壳及地幔的主要物质。岩石的分类根据成岩条件将岩石分成三类岩浆岩—深成岩、喷出岩、火山岩沉积岩---碎屑岩、粘土岩、化学及生物化学岩变质岩---片理状岩、块状岩常见岩石种类根据石料组成中二氧化硅成分含量的多少，将岩石分成不同酸碱性石料。亲水系数表明石料对水亲和力的大小。亲水系数越大，说明石料与水的结合程度越高，相对应与沥青的结合力就越弱，所以石料的酸碱性直接影响到石料和沥青构成的混合料的性质。二、石料的物理性质物理常数吸水性抗冻性1、物理常数图1-1石料体积组成示意图⑴密度：①真实密度（真实体积vs—矿物实

3、体体积）②表观密度（表观体积vs＋vn—含闭口孔隙）③毛体积密度(毛体积vs+vn+vi—闭口与开口孔隙)⑵孔隙率：石料体积组成示意图m0VnMmSViVsVV0开口孔隙闭口孔隙矿物实体2、吸水性：材料吸入水分的能力①吸水率：常温（20±2℃）、标准大气压（101.325kPa)②饱水率：常温、真空抽气（2.67kPa）3、抗冻性：石料在水饱和状态下，能经受反复冻融而不破坏，并不严重降低强度的能力①直接冻融法（冻融循环试验：-15℃冰冻4h←→常温融解）循环若干次(15、25、50次)◇质量损失◇强度损失：强度降低不大于25％，耐冻系数＞0.75②坚固性法（硫酸钠Na

4、2SO4结晶、体积涨大）三、石料的力学性质1、抗压强度①道路试件:50×50×50mm立方体φ50×H50mm的圆柱体图1-2石料抗压强度试件②桥梁试件:70×70×70mm立方体图1-2石料抗压强度试件影响石料抗压强度的因素：内因：材料的矿物成分结构和构造外因：试件尺寸加荷速率湿度等2、磨耗率②搁板式（洛杉矶法）:试样为~5000g有级配的集料，加入钢球12个φ48mm，~5000g。转速30～33r/min，转500转①双筒式（狄法尔法）:50块石料（50～75mm），质量5000g左右，转速30～33r/min，转10,000转（5.5～5.0h）磨耗率计算公式

5、：式中：m2——试验后2mm筛上烘干石料试样质量；m1——试验前烘干石料试样质量。图1-3双筒式磨耗仪示意图①耗时长达5h以上②试件尺寸单一（50～75mm），与路用实际情况不符合③石料间相互作用，不同性质石料的磨耗率相差不大图1-4搁板式磨耗仪示意图①省时：15min左右②使石料受到更严峻的冲击、剪切、摩擦作用，石料级差大③试样级配较符合路用状况物理性质物理常数：密度（表观密度、毛体积密度）、空隙率吸水性：吸水率、饱水率抗冻性力学性质抗压强度：单位面积上所能承受的最大荷载磨耗率：石料抵抗撞击、剪切和摩擦综合作用的能力石料的技术性质1.分类：按照成岩条件、风化程度等①

6、岩浆岩类（火成岩）②石灰岩类（沉积岩）③砂岩与片麻岩类（变质岩）④砾石岩（天然风化）2.分级指标：饱水抗压强度和磨耗率I最坚强II坚强III中等坚强IV较软四、石料的技术标准第二节集料概述：笼统的说集料就是粒状石质材料。1．集料分类（1）总分类：包括天然砂、人工砂、卵石、碎石，另有工业冶金矿渣。（2）根据集料形成的过程不同，分为卵石（又称砾石）和碎石；（3）根据粒径大小的不同，分为粗集料和细集料；图1-5碎石集料不同粒径、尺寸较小的石料颗粒的集合体2．粗细集料粒径的界限水泥混凝土4.75mm，沥青混合料2.36mm3．最大粒径（1）集料最大粒径：指集料100%都要求通

7、过的最小标准筛筛孔尺寸。（2）集料公称最大粒径:指集料可能全部通过或允许有少量不通过(一般容许筛余不超过10%)的最小标准筛筛孔尺寸。通常集料公称最大粒径比最大粒径要小一个粒级。4．标准筛统一规定筛孔规格及筛孔大小变化要求的套筛称为标准筛。标准筛由一组多个不同大小孔径的套筛组成。标准筛，以方孔筛为准，相应的筛孔尺寸依次为75mm、63mm、53mm、37.5mm、31.5mm、26.5mm、19mm、16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm；对集料颗粒大小的划分