材料第一章+砂石材料

1、第一章 砂石材料王王 愛愛 國國材料與化學(xué)工程學(xué)院無機(jī)非金屬系材料與化學(xué)工程學(xué)院無機(jī)非金屬系知識(shí)教學(xué)點(diǎn)和學(xué)習(xí)要求知識(shí)教學(xué)點(diǎn)和學(xué)習(xí)要求 知識(shí)教學(xué)點(diǎn)知識(shí)教學(xué)點(diǎn) 砂石材料的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)要求（石料和集料） 礦質(zhì)混合料的級(jí)配理論和組成設(shè)計(jì)方法學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求 了解并掌握砂石材料的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)要求 掌握級(jí)配理論和組成設(shè)計(jì)方法，會(huì)用圖解法圖解法和試算法試算法設(shè)計(jì)礦質(zhì)混合料的配合比 第一節(jié) 砂石材料的技術(shù)性質(zhì) 砂石材料按形狀形狀分類 1）塊狀石料：簡稱石料 2）粒狀石料：簡稱集料 ，又按大小分為： A、粗集料：如碎石、卵石 B、細(xì)集料：如砂C、石屑 砂石材料按來源來源分類 A、天然石料 B、人工軋制的集料

2、 C、工業(yè)冶金礦渣 第一節(jié) 砂石材料的技術(shù)性質(zhì)碎石砂工業(yè)廢渣骨料封閉孔隙（體積為封閉孔隙（體積為）Vn)開口孔隙（體積為開口孔隙（體積為V Vi i）固體物質(zhì)（體積為固體物質(zhì)（體積為VsVs）孔隙體積：孔隙體積：V0=Vi+ Vn 材料在自然狀態(tài)下總體積材料在自然狀態(tài)下總體積V=Vs+ V0（一）石料的技術(shù)性質(zhì)1.石料內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)：A. 礦質(zhì)實(shí)體 B. 開口孔隙C. 閉口孔隙 石料組成結(jié)構(gòu)外觀示意圖 一、石料的技術(shù)性質(zhì)與技術(shù)要求2、物理性質(zhì)：包括物理常數(shù)、吸水性和耐久性、物理性質(zhì)：包括物理常數(shù)、吸水性和耐久性1）物理常數(shù)意義：表征石料的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)，并間接反映物理力學(xué)特 性，也是混合料組成設(shè)計(jì)

3、計(jì)算時(shí)的重要原始資料。指標(biāo)：真實(shí)密度、毛體積密度和孔隙率（一）石料的技術(shù)性質(zhì)1）物理常數(shù)）物理常數(shù)真實(shí)密度（密度）真實(shí)密度（密度）定義：是指在規(guī)定條件下，烘干石料礦質(zhì)單位真實(shí)體積 （不含開口孔隙和閉口孔隙的體積）的質(zhì)量。測(cè)試方法：煮沸法和真空抽氣法（一）石料的技術(shù)性質(zhì)物理性質(zhì)JGJ E41-2005公路工程石料試驗(yàn)規(guī)程公路工程石料試驗(yàn)規(guī)程中的中的T0203-20051）物理常數(shù)）物理常數(shù)毛體積密度毛體積密度定義：是指在規(guī)定條件下，烘干石料礦質(zhì)單位毛體積 （包含礦質(zhì)實(shí)體和孔隙的體積）的質(zhì)量。測(cè)試方法：量積法、水中測(cè)量法和蠟封法（一）石料的技術(shù)性質(zhì)物理性質(zhì)JGJ E41-2005公路工程石料試驗(yàn)規(guī)

4、程公路工程石料試驗(yàn)規(guī)程中的中的T0204-20051）物理常數(shù)）物理常數(shù)孔隙率孔隙率定義：一般提到的巖石孔隙率是指總孔隙率，總孔隙率是 指是指孔隙體積（開口+閉口）占總體積的百分率。測(cè)試方法：石料孔隙率一般不能實(shí)測(cè)，可根據(jù)巖石的真實(shí) 密度和毛體積密度計(jì)算。（一）石料的技術(shù)性質(zhì)物理性質(zhì)例例1：經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得某石料試樣在空氣中重：經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得某石料試樣在空氣中重80g ，封蠟后空氣中，封蠟后空氣中重重86g ，水中重，水中重48 g，孔隙率為孔隙率為11 %。試計(jì)算該試樣的毛體。試計(jì)算該試樣的毛體積密度是多少？真實(shí)密度是多少？積密度是多少？真實(shí)密度是多少？(蠟的密度為蠟的密度為0.93g/cm3)解：解

5、： V=(86-48)/1-(86-80)/0.93 =38-6/0.93=31.55 cm3真實(shí)密度、毛體積密度與孔隙率之間的關(guān)系 M=80g Vs=(1-P)V=0.8931.55 =28.1 cm3 =80/28.1=2.84g/cm3=2.54 g/cm3stvsm2）吸水性）吸水性定義：是指石料在規(guī)定條件下吸入水分的能力。意義：有效的反映石料微裂紋的發(fā)育程度，用于判斷石料 的抗凍和抗風(fēng)化性能。指標(biāo)：吸水率、飽和吸水率和飽水系數(shù) 吸水率吸水率是指在規(guī)定條件下，試件吸水質(zhì)量與烘干石料試件質(zhì)量之比。（測(cè)試方法：將已知質(zhì)量的干燥試件逐層加水至浸沒，用自由吸水法測(cè)定其吸水后的質(zhì)量） 飽和吸水率

6、飽和吸水率是指在強(qiáng)制條件下，石料試件最大吸水質(zhì)量與烘干試件質(zhì)量之比。（測(cè)試方法：將已知質(zhì)量的干燥試件用煮沸法和真空抽氣法強(qiáng)制飽水，測(cè)定其飽水后的質(zhì)量）（一）石料的技術(shù)性質(zhì)物理性質(zhì)JGJ E41-2005公路工程石料試驗(yàn)規(guī)程公路工程石料試驗(yàn)規(guī)程中的中的T0205-20052）吸水性）吸水性u(píng)吸水性飽水系數(shù)定義：巖石吸水率與飽和吸水率之比（0.50.8）。意義：一般來說，石料的飽水系數(shù)越大，常壓下吸水后留余的空 間就越少，巖石越容易被凍脹破壞，其抗凍性就越差。u吸水性影響因素影響因素：孔隙大小、孔隙構(gòu)造特征規(guī)律：一般來說，孔隙結(jié)構(gòu)相同的石料，孔隙率越大，吸水率越 大；表觀密度越大的石料，孔隙越小，

7、吸水率也越??；（一）石料的技術(shù)性質(zhì)物理性質(zhì)3）耐久性（原耐候性）耐久性（原耐候性）u定義：是指石料承受干濕、凍融等環(huán)境條件及交通條件 的變化不老化、不劣化的抵抗能力。u 檢測(cè)試驗(yàn)： T0241-1994 抗凍性試驗(yàn)抗凍性試驗(yàn)：石料在浸水條件下，經(jīng)多次凍結(jié)與融化作用后測(cè)定試件的質(zhì)量損失以及單軸飽水抗壓強(qiáng)度的變化。（指標(biāo)：凍融系數(shù)、質(zhì)量損失率和外觀變化） T0241-1994 堅(jiān)固性試驗(yàn)堅(jiān)固性試驗(yàn)：石料經(jīng)多次飽和硫酸鹽溶液浸泡與干燥作用后，測(cè)定試樣質(zhì)量損失的變化。(指標(biāo)：質(zhì)量損失率)（一）石料的技術(shù)性質(zhì)物理性質(zhì)JGJ E41-2005公路工程石料試驗(yàn)規(guī)程公路工程石料試驗(yàn)規(guī)程技術(shù)指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)：單軸

8、抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、點(diǎn)荷載強(qiáng) 度和抗折強(qiáng)度，以及抗磨光、抗沖擊、和抗磨耗 等性能。（一）石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)JGJ E41-2005公路工程石料試驗(yàn)規(guī)程公路工程石料試驗(yàn)規(guī)程1）單軸抗壓強(qiáng)度（）單軸抗壓強(qiáng)度（T0221-2005）意義：反映石料力學(xué)性能的重要指標(biāo)。測(cè)試方法：將石料制成規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)試件，飽水處理后用萬能 試驗(yàn)機(jī)（或壓力試驗(yàn)機(jī)），使試件在按規(guī)定加載 條件下單軸受壓，直至到達(dá)極限破壞時(shí)的單位承 壓面積強(qiáng)度。（一）石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)2）劈裂強(qiáng)度（）劈裂強(qiáng)度（T0223-1994）意義：意義：巖石的抗拉能力較弱，并且在工程實(shí)踐中拉斷破壞是 工程巖體的主要破壞方式之一，因此需對(duì)其

9、進(jìn)行測(cè)定。測(cè)試方法：測(cè)試方法：將圓柱體石料試件置于萬能 試驗(yàn)機(jī)上，采用劈裂法在規(guī) 定條件下加壓，直至試件劈 裂破壞。（一）石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)3）抗剪強(qiáng)度（）抗剪強(qiáng)度（T0224-2005）意義：抗剪強(qiáng)度是指石料在剪切面上所能承受的極限剪應(yīng)力， 它是巖體基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本參數(shù)。測(cè)試方法：利用直剪儀對(duì)巖石試件施加法向 荷載和剪切荷載直至試件破壞， 并觀察破壞形狀。（一）石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)4）點(diǎn)荷載強(qiáng)度（）點(diǎn)荷載強(qiáng)度（T0225-1994）意義意義：點(diǎn)荷載強(qiáng)度反映了石料各向異性的特點(diǎn)，為巖體分級(jí)和 抗拉強(qiáng)度計(jì)算提供設(shè)計(jì)參數(shù)。測(cè)試方法測(cè)試方法：將巖石鉆芯取樣，利用點(diǎn)荷 載試驗(yàn)儀對(duì)巖芯試樣進(jìn)行徑 向

10、和軸向加載直至破壞，以 點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)表征。（一）石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)5）抗折強(qiáng)度（）抗折強(qiáng)度（T0226-1994）意義意義：抗折強(qiáng)度是石料在荷載作用下受彎至折斷時(shí)的極限彎曲 應(yīng)力，它評(píng)價(jià)巖石板材、條石基礎(chǔ)和條石路面等建材的 主要力學(xué)指標(biāo)。測(cè)試方法測(cè)試方法：將石料制成規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)長 方體試件，并在規(guī)定條件 下施加荷載直至試件折斷 破壞。（一）石料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)3）化學(xué)性能）化學(xué)性能酸堿性酸堿性n 決定因素決定因素：氧化硅和氧化鈣在巖石組份中比例的多少?zèng)Q定了 石料的酸堿性。n 分類分類： 酸性巖 SiO265%（例花崗巖、石英巖等）中性巖 SiO2含量在52%65%堿性巖 SiO252%（

11、例石灰?guī)r、玄武巖等）n 意義意義：石料與瀝青的粘接性能不良而造成的瀝青混合料剝離 是瀝青路面常見的破壞形式之一。n 試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法：水煮法或水浸法（一）石料的技術(shù)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)堿集料反應(yīng)必須具備的三個(gè)條件混凝土中的集料具有活性混凝土中含有一定量可溶性堿有一定濕度混凝土的癌癥工程實(shí)際中所采用的石料必須滿足一定的技術(shù)要求，該要求就是石料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)制定思路是： 首先根據(jù)石料所屬巖石類型，將石料分成四大類巖漿巖、石灰?guī)r、砂巖或片麻巖以及礫巖；再依據(jù)石料物理-力學(xué)性能將每種類型巖石劃分成四個(gè)等級(jí)。其中：I級(jí)最堅(jiān)強(qiáng)的巖石；II級(jí)堅(jiān)強(qiáng)的巖石；III級(jí)中等強(qiáng)度巖石；IV級(jí)較軟的巖石。（一）石料的技術(shù)要求

12、（一）石料的技術(shù)要求技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第二節(jié) 集料的技術(shù)性質(zhì)概述：概述：籠統(tǒng)的說集料就是粒狀石質(zhì)材料粒狀石質(zhì)材料。包括天然砂、卵石、人工砂、碎石，另有工業(yè)冶金礦渣。1. 集料分類集料分類 根據(jù)集料形成的過程不同，分為卵石（又稱礫石）和碎石； 根據(jù)粒徑大小的不同，分為粗集料和細(xì)集料。2. 粗細(xì)集料粒徑的界限粗細(xì)集料粒徑的界限 水泥混凝土用集料的粗細(xì)界限尺寸為4.75mm，瀝青混合料用集料粗細(xì)界限尺寸為2.36mm。大于或等于該尺寸的顆粒為粗集料，余為細(xì)集料。（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)路用粗集料的物理性質(zhì)路用粗集料的物理性質(zhì)：物理常數(shù)（表觀密度、毛體積密度、堆積密度及空隙率等）、級(jí)配和堅(jiān)固性。路用粗集料的力學(xué)性

13、質(zhì)路用粗集料的力學(xué)性質(zhì)：壓碎性磨光性沖擊性磨耗性封閉孔隙（體積為封閉孔隙（體積為VnVn)開口孔隙（體積為開口孔隙（體積為V Vi i）固體物質(zhì)（體積為固體物質(zhì)（體積為VsVs）孔隙體積：孔隙體積：V0=Vi+ Vn 材料在自然狀態(tài)下總體積材料在自然狀態(tài)下總體積V=Vs+ V0復(fù) 習(xí)stVminshVVVm%100)1 (thinvVvvP石料組成結(jié)構(gòu)外觀示意圖孔隙：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顆粒之間的顆粒之間的空間體積空間體積集料的體積組成集料的體積組成復(fù) 習(xí)（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)物理性能（1）物理常數(shù)表觀密度定義：是指在

14、規(guī)定條件下，單位表觀體積（含括礦物實(shí)體和閉口孔隙體積）集料的質(zhì)量。測(cè)試方法：網(wǎng)籃法JGJ E42-2005公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程中的中的T0304-2005（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)物理性能（1）物理常數(shù)毛體積密度定義：是指在規(guī)定條件下，單位毛體積（含括礦物實(shí)體、開口孔隙體積和閉口孔隙體積）的質(zhì)量。測(cè)試方法：容量瓶法JGJ E42-2005公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程中的中的T0308-2005（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)物理性能（1）物理常數(shù)）物理常數(shù)堆積密度及空隙率堆積密度及空隙率 堆積密度：堆積密度：在一定條件下(自然堆積、振實(shí)和搗實(shí))，單位體積 (包括礦物實(shí)體、開口

15、孔隙體積、閉口孔隙體積及 顆粒間空隙體積)集料的質(zhì)量。 空隙率：空隙率：集料在某種裝填狀態(tài)下的空隙體積占裝填體積的 百分率。（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)物理性能（2）級(jí)配級(jí)配p 定義：定義：是指集料中各種粒徑顆粒的搭配比例或分布情況。p 意義：意義：級(jí)配對(duì)水泥混凝土及瀝青混合料的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及 施工和易性有著顯著的影響。 p 測(cè)定：測(cè)定：篩分析試驗(yàn) 瀝青路面及各類基層集料用標(biāo)準(zhǔn)篩均以方孔篩方孔篩為準(zhǔn)（相應(yīng)的篩孔尺寸依次為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

16、、 0.15mm、0.075mm）， 前期水泥混凝土路面使用的是圓孔篩圓孔篩（相應(yīng)篩孔尺寸依次為100mm、80mm、63mm、50mm、40mm、31.5mm、25mm、20mm、16mm、10mm、5mm、2.5mm、1.25mm、0.63mm、0.315mm、0.16mm、0.075mm） ，原規(guī)程保留了方孔篩和圓孔篩兩種篩孔，但在實(shí)際使用過程中兩套篩孔易使試驗(yàn)人員在操作上引起混亂。 目前，所有試驗(yàn)規(guī)程中的集料全部統(tǒng)一為方孔篩規(guī)格方孔篩規(guī)格。（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)物理性能（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)物理性能（3）堅(jiān)固性堅(jiān)固性 根據(jù)JGJ E42-2005公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程中T0314-200

17、5粗集料堅(jiān)固性試驗(yàn)規(guī)定，選取規(guī)定數(shù)量，分別裝在金屬網(wǎng)籃金屬網(wǎng)籃中浸入飽和硫酸鈉溶液中進(jìn)行干濕循環(huán)試驗(yàn)，經(jīng)5次循環(huán)次數(shù)后，觀察其表面破壞情況，并用質(zhì)量損失百分率來計(jì)算其堅(jiān)固性（也稱安定性）。壓碎值壓碎值：集料在逐漸增加的荷載下抵抗壓碎的能力。衡量集料強(qiáng)度的相對(duì)指標(biāo)，以鑒定集料品質(zhì)。磨耗率：磨耗率：反映集料抵抗車輪撞擊及磨耗的能力，一般磨耗損失小的集料堅(jiān)硬、耐磨并且耐久性好。磨光值：磨光值：反映集料抵抗輪胎磨光作用的指標(biāo)，即保持其原有粗糙的能力。用高磨光值的集料來鋪筑道面表層，可以提高路表的抗滑能力，保障車輛的安全行使。沖擊值：沖擊值：反映集料抵抗多次連續(xù)重復(fù)沖擊荷載的能力。由于路表集料直接承受車

18、輪荷載的沖擊作用，這一指標(biāo)對(duì)道路表層用集料非常重要。（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性能（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性能（1）壓碎值）壓碎值10001mmQau測(cè)試方法 水泥混凝土壓碎值試驗(yàn)是將9.513.2mm集料試樣3kg裝入壓壓碎值測(cè)定儀碎值測(cè)定儀的鋼質(zhì)圓筒內(nèi)，放在壓力機(jī)上，在10min左右均勻地加荷至400kN ，穩(wěn)壓5s，然后卸荷，稱其通過2.36mm的質(zhì)量百分率，代入下式，即可求得集料的壓碎值。JGJ E42-2005公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程T0136-2005（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性能（2）磨耗值）磨耗值 測(cè)試方法：洛杉磯磨耗試驗(yàn)(T0317-2005)或擱板式磨耗試

19、驗(yàn) 道瑞磨耗試驗(yàn)(T0323-2005) 將按規(guī)定級(jí)配組成的集料與一定數(shù)目的鋼球同時(shí)加入洛杉磯磨耗試驗(yàn)機(jī)洛杉磯磨耗試驗(yàn)機(jī)的磨耗鼓磨耗鼓中，磨耗鼓在規(guī)定條件下旋轉(zhuǎn)摩擦500次后取出集料試樣，測(cè)試試驗(yàn)后集料1.7mm方孔篩上通過質(zhì)量百分率。（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性能道瑞磨耗試驗(yàn)（T0323-2005） 將粒徑為9.513.2mm的潔凈干燥集料試樣單層緊排于兩個(gè)試模內(nèi)，然后用環(huán)氧樹脂砂漿填充密實(shí)，經(jīng)24h養(yǎng)護(hù)后拆模清砂取出試件并稱其質(zhì)量，再將試件固定于道瑞磨耗機(jī)道瑞磨耗機(jī)上，在規(guī)定條件下旋轉(zhuǎn)摩擦500圈后，取出試件，清砂后再次稱取質(zhì)量。（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性能（3）磨光值）磨光值(T032

20、1-2005) 將9.513.2mm并剔除針片狀顆粒的集料制成試件，加速磨光后采用擺式磨擦系數(shù)測(cè)定儀擺式磨擦系數(shù)測(cè)定儀測(cè)定磨光后集料的磨擦系數(shù)BPN ，再轉(zhuǎn)化為集料的磨光值PSV ，該值愈高，表明集料的抗滑性愈好。（一）粗集料的技術(shù)性質(zhì)力學(xué)性能（4）沖擊性（）沖擊性（T0322-2005） 按規(guī)定方法稱取9.513.2mm試樣質(zhì)量，裝入沖擊鋼筒沖擊鋼筒搗實(shí)后，用13.75kg的沖擊錘沖擊錘沿導(dǎo)桿自規(guī)定高度自由下落按規(guī)定連續(xù)錘擊集料，重重復(fù)復(fù)15次次，沖擊試驗(yàn)后2.36mm標(biāo)準(zhǔn)篩上通過質(zhì)量百分率。1、定義：、定義：在瀝青混合料中，指粒徑小于 2.36mm 天然砂，人 工砂及石屑。在水泥混凝土中，

21、指粒徑小于 4.75mm 的天然砂、人工砂。2、分類：、分類： 1 ）天然砂：由巖石在自然條件下風(fēng)化形成的。天然砂通常包括以下幾種類型： 河砂：顆粒表面圓滑、比較潔凈，質(zhì)地較好，產(chǎn)源廣。 山砂：表面粗糙有棱角，含泥量及含有機(jī)雜質(zhì)多。 海砂：常混有貝殼和鹽分等有害雜質(zhì)。2）人工砂：由巖石軋碎而成的顆粒，表面有棱角，較潔凈， 但價(jià)格較高，無特殊情況多不采用。（二）細(xì)集料的技術(shù)性質(zhì)（二）細(xì)集料的技術(shù)性質(zhì)技術(shù)性質(zhì) 物理常數(shù) 顆粒級(jí)配 粗度級(jí)配：集料各級(jí)粒徑顆粒的分配情況，由篩分析試驗(yàn)確定。 試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法：在篩分試驗(yàn)中，分別稱量500g砂樣充分過篩，根據(jù)砂樣存留在各篩上的篩余質(zhì)量，分別計(jì)算出分計(jì)篩余

22、百分分計(jì)篩余百分率、累計(jì)篩余百分率率、累計(jì)篩余百分率 、通過百分率、通過百分率 。分計(jì)篩余百分率、累計(jì)篩余百分率 與通過百分率之間的關(guān)系（二）細(xì)集料的技術(shù)性質(zhì)100%iimaM12iiAaaa100iipA 粗度：評(píng)價(jià)砂粗細(xì)程度的一種指標(biāo)，通常用細(xì)度模數(shù)表示，按下式計(jì)算： 細(xì)度模數(shù)愈大，表示細(xì)集料愈粗。砂按細(xì)度模數(shù)分為粗、中、細(xì)三種規(guī)格，相應(yīng)的細(xì)度模數(shù)分別為：3.73.1為粗砂 ；3.02.3為中砂；2.21.6為細(xì)砂。 細(xì)度模數(shù)雖然表示砂的粗細(xì)程度，但不能完全反映出砂的顆粒級(jí)配情況，因?yàn)橄嗤?xì)度模數(shù)的砂可有不同的顆粒級(jí)配。因此，要全面表征砂的顆粒性質(zhì)，必須同時(shí)使用細(xì)度模數(shù)細(xì)度模數(shù)和級(jí)配級(jí)配兩

23、個(gè)指標(biāo)。（二）細(xì)集料的技術(shù)性質(zhì)重點(diǎn)難點(diǎn)強(qiáng)化訓(xùn)練思考思考點(diǎn)點(diǎn)：如何評(píng)價(jià)砂的粗細(xì)程度？例例2：取500克砂做篩分試驗(yàn)，結(jié)果如表，試計(jì)算砂的細(xì)度模 數(shù)，并評(píng)定砂的粗細(xì)程度。篩孔篩孔 /mm9.54.752.361.180.60.30.15篩底篩底篩余量篩余量 /g010204510013515535解：解： 篩孔篩孔 /mm9.54.752.361.180.60.30.15篩余量（篩余量（g ）0102045100135155分計(jì)篩余百分率（分計(jì)篩余百分率（%）0249202731累計(jì)篩余百分率（累計(jì)篩余百分率（%）02615356293通過百分率（通過百分率（%）1009894856538705.

24、 21005)(75. 475. 436. 218. 16 . 03 . 015. 0AAAAAAAMx重點(diǎn)難點(diǎn)強(qiáng)化訓(xùn)練作作 業(yè)業(yè)有一份殘缺的砂子篩分記錄如下表，根據(jù)現(xiàn)有的材料補(bǔ)全，并評(píng)定砂的粗細(xì)程度。 篩孔篩孔 /mm4.752.361.180.60.30.15分計(jì)篩分計(jì)篩 余百分率余百分率/%2020累計(jì)篩累計(jì)篩 余百分率余百分率/%519通過百分率通過百分率 /% 45222解解 答答有一份殘缺的砂子篩分記錄如下表，根據(jù)現(xiàn)有的材料補(bǔ)全，并評(píng)定砂的粗細(xì)程度。 篩孔篩孔 /mm4.752.361.180.60.30.15分計(jì)篩分計(jì)篩 余百分率余百分率/%51416202320累計(jì)篩累計(jì)篩 余

25、百分率余百分率/%51935557898通過百分率通過百分率 /%9581 6545222v 礦質(zhì)混合料的級(jí)配理論v 級(jí)配曲線范圍的繪制v 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì)方法第三節(jié) 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì)概 述級(jí)配對(duì)混合料的影響：級(jí)配對(duì)混合料的影響： 礦質(zhì)混合料的級(jí)配組成直接影響到水泥混凝土或?yàn)r青礦質(zhì)混合料的級(jí)配組成直接影響到水泥混凝土或?yàn)r青混合料的強(qiáng)度、耐久性和施工和易性，原因是級(jí)配直接決混合料的強(qiáng)度、耐久性和施工和易性，原因是級(jí)配直接決定礦質(zhì)混合料的定礦質(zhì)混合料的密實(shí)度密實(shí)度和礦質(zhì)混合料顆粒間和礦質(zhì)混合料顆粒間內(nèi)摩擦力內(nèi)摩擦力。級(jí)配的幾種情況級(jí)配的幾種情況概 述 在混合料中是以結(jié)合料（水泥或?yàn)r青）來填

26、充集料的空隙在混合料中是以結(jié)合料（水泥或?yàn)r青）來填充集料的空隙并包裹集料。集料空隙越大，填充集料顆粒空隙所需的結(jié)并包裹集料。集料空隙越大，填充集料顆?？障端璧慕Y(jié)合料越多；集料的總表面積越大，包裹集料顆粒所需的結(jié)合料越多；集料的總表面積越大，包裹集料顆粒所需的結(jié)合料越多。從合料越多。從節(jié)約結(jié)合料節(jié)約結(jié)合料的角度考慮，最好采用的角度考慮，最好采用空隙較小空隙較小，總表面積也較小的集料。總表面積也較小的集料。 若各種粒徑的集料顆粒在相互排列時(shí)，若各種粒徑的集料顆粒在相互排列時(shí)， 能夠互相嵌鎖又互相不干涉，形成緊能夠互相嵌鎖又互相不干涉，形成緊 密多級(jí)嵌擠的空間骨架結(jié)構(gòu)，則集料密多級(jí)嵌擠的空間骨架結(jié)

27、構(gòu)，則集料 顆粒間將具有較大的顆粒間將具有較大的內(nèi)摩擦力。內(nèi)摩擦力。概 述礦質(zhì)混合料顆粒級(jí)配應(yīng)滿足的基本要求：礦質(zhì)混合料顆粒級(jí)配應(yīng)滿足的基本要求： 最小空隙率最小空隙率：使不同粒徑的各級(jí)礦質(zhì)集料按一定的比例搭：使不同粒徑的各級(jí)礦質(zhì)集料按一定的比例搭 配后，應(yīng)有最大密實(shí)度。配后，應(yīng)有最大密實(shí)度。 最大摩擦力最大摩擦力：各級(jí)礦質(zhì)集料在進(jìn)行比例搭配時(shí)，應(yīng)使各級(jí)：各級(jí)礦質(zhì)集料在進(jìn)行比例搭配時(shí)，應(yīng)使各級(jí) 集料排列緊密，形成一個(gè)多級(jí)空間骨架結(jié)集料排列緊密，形成一個(gè)多級(jí)空間骨架結(jié) 構(gòu)，且具有最大的摩擦力。構(gòu)，且具有最大的摩擦力。 組成設(shè)計(jì)的目的：組成設(shè)計(jì)的目的： 選配一個(gè)具有足夠密選配一個(gè)具有足夠密實(shí)實(shí)度，

28、并且有較高內(nèi)摩擦力的礦度，并且有較高內(nèi)摩擦力的礦質(zhì)混合料。質(zhì)混合料。一、礦質(zhì)混合料的級(jí)配理論級(jí)配類型級(jí)配類型 ： 連續(xù)級(jí)配：是采用標(biāo)準(zhǔn)套篩連續(xù)級(jí)配：是采用標(biāo)準(zhǔn)套篩對(duì)某一混合料進(jìn)行試驗(yàn)，所對(duì)某一混合料進(jìn)行試驗(yàn)，所得級(jí)配曲線平順圓滑，具有得級(jí)配曲線平順圓滑，具有連續(xù)性。這種由大到小，連續(xù)性。這種由大到小，逐逐級(jí)粒徑均有級(jí)粒徑均有，按，按比例比例互相搭互相搭配組成的礦質(zhì)混合料。配組成的礦質(zhì)混合料。 間斷級(jí)配：在礦質(zhì)混合料中間斷級(jí)配：在礦質(zhì)混合料中剔除其一個(gè)分級(jí)或幾個(gè)分級(jí)剔除其一個(gè)分級(jí)或幾個(gè)分級(jí)而形成一種而形成一種不連續(xù)不連續(xù)的礦質(zhì)混的礦質(zhì)混合料。合料。 單粒徑單粒徑單粒徑單粒徑1）最大密度曲線最大密

29、度曲線富勒理論富勒理論 P2=kd 當(dāng)當(dāng)d=D時(shí)，時(shí)，P=1001002=kD 式中：式中：d 欲計(jì)算通過百分率的粒徑欲計(jì)算通過百分率的粒徑 D 礦質(zhì)混合料最大粒徑礦質(zhì)混合料最大粒徑DdP100一、礦質(zhì)混合料的級(jí)配理論2）最大密度曲線）最大密度曲線n冪公式冪公式泰波公式泰波公式 式中：式中：n級(jí)配指數(shù)級(jí)配指數(shù)nDdp)(100 一、礦質(zhì)混合料的級(jí)配理論n=0.450.5，密實(shí)度最大，密實(shí)度最大n=0.30.7，密實(shí)度尚可，密實(shí)度尚可n=0.350.45，工作性較好，工作性較好一、礦質(zhì)混合料的級(jí)配理論二、級(jí)配曲線范圍的繪制 A. 建立半對(duì)數(shù)坐標(biāo)的方法（必須采用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)）：建立半對(duì)數(shù)坐標(biāo)的方法（

30、必須采用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)）： 先求出先求出各顆粒粒徑的對(duì)數(shù)，并將其確定各顆粒粒徑的對(duì)數(shù)，并將其確定為為橫坐標(biāo)；以橫坐標(biāo)；以 P i（通過百通過百分率分率）為縱坐標(biāo)。）為縱坐標(biāo)。B. 根據(jù)泰波公根據(jù)泰波公式式 n=0.30.7 計(jì)算所得的各顆粒粒徑計(jì)算所得的各顆粒粒徑(di)的通過百分率的通過百分率(Pi)繪制在坐標(biāo)圖上，繪制在坐標(biāo)圖上，將確定的各點(diǎn)連接為光滑曲線，即為級(jí)配曲線范圍。將確定的各點(diǎn)連接為光滑曲線，即為級(jí)配曲線范圍。C. 實(shí)際級(jí)配合成操作時(shí)實(shí)際級(jí)配合成操作時(shí)，只要得出的合成級(jí)配結(jié)果，只要得出的合成級(jí)配結(jié)果位于要求位于要求的級(jí)配范圍的級(jí)配范圍之間，則認(rèn)為之間，則認(rèn)為該合成級(jí)配該合成級(jí)配基本滿

31、足基本滿足設(shè)計(jì)級(jí)配設(shè)計(jì)級(jí)配的的要求。要求。二、級(jí)配曲線范圍的繪制 05101520253035400102030405060708090100 通過百分率 /%粒徑di /mm n=0.5 n=0.3 n=0.7二、級(jí)配曲線范圍的繪制 二、級(jí)配曲線范圍的繪制 二、級(jí)配曲線范圍的繪制 三、礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì)方法 礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì)就是根據(jù)實(shí)際工程中現(xiàn)有的各種集礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì)就是根據(jù)實(shí)際工程中現(xiàn)有的各種集料的級(jí)配參數(shù)（即篩分結(jié)果），針對(duì)設(shè)計(jì)要求或技術(shù)規(guī)范料的級(jí)配參數(shù)（即篩分結(jié)果），針對(duì)設(shè)計(jì)要求或技術(shù)規(guī)范要求，采用一定的方法確定各規(guī)格集料在合成礦料中所占要求，采用一定的方法確定各規(guī)格集料在

32、合成礦料中所占有比例的操作過程。有比例的操作過程。設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù) 各種集料的各種集料的篩分結(jié)果篩分結(jié)果 按規(guī)范要求的級(jí)配范圍即按規(guī)范要求的級(jí)配范圍即標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配方法方法 試算法試算法 圖解法圖解法三、礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì)方法 （一）試算法（一）試算法 ：（適用于：（適用于23種礦料組成的混合料）種礦料組成的混合料）（1）基本原理：）基本原理：A. 在確定各組成集料在混合料中的比例時(shí)，先假定混合料在確定各組成集料在混合料中的比例時(shí)，先假定混合料中某種粒徑的顆粒是由某一種對(duì)這一粒徑占優(yōu)勢(shì)的集料中某種粒徑的顆粒是由某一種對(duì)這一粒徑占優(yōu)勢(shì)的集料組成，而其它各種集料中不含有此粒徑。組成，而其它各種集料中不含有此粒徑。B. 根據(jù)各個(gè)主要粒徑去試算各種集料在混合料中的大致比根據(jù)各個(gè)主要粒徑去試算各種集料在混合料中的大致比例，再經(jīng)過較核調(diào)整，最終獲得滿足混合料級(jí)配的各集例，再經(jīng)過較核調(diào)整，最終獲得滿足混合料級(jí)配的各集料的配合比例。料的配合比例。（2）計(jì)算過程計(jì)算過程 已知：集料已知：集料 混合料混合料 準(zhǔn)備工作：準(zhǔn)備工作：PiAiai;參參 數(shù)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(jì)篩余的分計(jì)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 計(jì)算方程：計(jì)算方程： XYZ100