第一章石料与集料学习教案

1、会计学1第一章石料第一章石料(shlio)与集料与集料第一页，共69页。授课目的授课目的: : 了解砂石材料的类别，岩石了解砂石材料的类别，岩石(ynsh)(ynsh)种类及其鉴别以及石料的技术性质种类及其鉴别以及石料的技术性质及其应用。及其应用。重点难点重点难点: : 石料的物理性质、力学石料的物理性质、力学(l (l xu)xu)性质。性质。第1页/共68页第二页，共69页。一、石料一、石料(shlio)的岩石学特性的岩石学特性p 岩石的定义岩石的定义(dngy)：是指在各种地质作用下按：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，是组成地壳一定方式组合而成的矿物集合体，是组成地壳

2、及地幔的主要物质。及地幔的主要物质。 第2页/共68页第三页，共69页。p岩石岩石(ynsh)的分类的分类根据成岩条件根据成岩条件(tiojin)将岩石分成三类将岩石分成三类 岩浆岩岩浆岩深成岩、喷出岩、火山岩深成岩、喷出岩、火山岩 沉积岩沉积岩-碎屑岩、粘土岩、化学及生物化学碎屑岩、粘土岩、化学及生物化学岩岩 变质岩变质岩-片理状岩、块状岩片理状岩、块状岩第3页/共68页第四页，共69页。第4页/共68页第五页，共69页。p常见常见(chn jin)岩石种类岩石种类 第5页/共68页第六页，共69页。第6页/共68页第七页，共69页。第7页/共68页第八页，共69页。第8页/共68页第九页，

3、共69页。n根据石料组成中二氧化硅根据石料组成中二氧化硅(r yng hu gu)成分成分含量的多少，将岩石分成不同酸碱性石料。含量的多少，将岩石分成不同酸碱性石料。 n亲水系数表明石料对水亲和力的大小。亲水系数越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沥青构成(guchng)的混合料的性质。的混合料的性质。第9页/共68页第十页，共69页。物理物理(wl)常数常数吸水性吸水性抗冻性抗冻性第10页/共

4、68页第十一页，共69页。1、物理常数、物理常数 图图1-1 石料体积组成示意图石料体积组成示意图 密度：密度： 真实密度真实密度 （真实体积（真实体积 vs 矿物实体体积）矿物实体体积） 表观密度表观密度 （表观体积（表观体积 vs vn 含闭口孔隙含闭口孔隙(kngx)） 毛体积密度毛体积密度 (毛体积毛体积 vs +vn+vi闭口与开口孔隙闭口与开口孔隙(kngx) 孔隙孔隙(kngx)率：率：第11页/共68页第十二页，共69页。m0VnMmSViVsVV0开口开口(ki ku)孔隙孔隙闭口闭口(b ku)孔孔隙隙矿物实体矿物实体第12页/共68页第十三页，共69页。第13页/共68页

5、第十四页，共69页。第14页/共68页第十五页，共69页。第15页/共68页第十六页，共69页。第16页/共68页第十七页，共69页。 双筒式（狄法尔法）双筒式（狄法尔法）: 50块石料（块石料（5075mm），质量），质量5000g左右，转速左右，转速3033r/min，转，转10,000转（转（5.55.0h） 磨耗率计算公式：磨耗率计算公式： 式中：式中：m2试验后试验后2mm筛上烘干筛上烘干(hn n)石料试样质石料试样质量；量； m1试验前烘干试验前烘干(hn n)石料试样质量。石料试样质量。 第17页/共68页第十八页，共69页。第18页/共68页第十九页，共69页。第19页/共6

6、8页第二十页，共69页。第20页/共68页第二十一页，共69页。第21页/共68页第二十二页，共69页。第二节第二节 集料集料(j lio)概述：笼统概述：笼统(lng tng)的说集料就是粒状石质材料。的说集料就是粒状石质材料。1 1集料集料(j lio)(j lio)分类分类（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；第22页/共68页第二十三页，共69页。第23页/共68页第二十四页，共69页。2 2粗细集料粗细集料(j lio)(j lio)粒径粒径的界限的界限水

7、泥水泥(shun)(shun)混凝土混凝土 4.75mm4.75mm，沥青混合料沥青混合料 2.36mm 2.36mm3 3最大粒径最大粒径（1 1）集料最大粒径：）集料最大粒径： 指集料指集料100%100%都要求通过的最小标准都要求通过的最小标准(biozhn)(biozhn)筛筛孔尺寸。筛筛孔尺寸。（2 2）集料公称最大粒径）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指集料可能全部通过或允许有少量不通过( (一般容许筛余一般容许筛余不超过不超过10%)10%)的最小标准筛筛孔尺寸。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。通常集料公称最大粒径比最

8、大粒径要小一个粒级。第24页/共68页第二十五页，共69页。4 4标准标准(biozhn)(biozhn)筛筛 统一规定筛孔规格(gug)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(kngjng)的套筛组成。 标准筛，以方孔筛为准，相应的筛孔尺寸依次为标准筛，以方孔筛为准，相应的筛孔尺寸依次为75mm75mm、63mm63mm、53mm53mm、37.5mm37.5mm、31.5mm31.5mm、26.5mm26.5mm、19mm19mm、16mm16mm、13.2mm13.2mm、9.5mm9.5mm、4.75mm4.75mm、2.36mm2.36mm、1.18mm1

9、.18mm、0.6mm0.6mm、0.3mm0.3mm、0.15mm0.15mm、0.075mm0.075mm； 对集料颗粒大小的划分和相应筛分试验都要依靠标对集料颗粒大小的划分和相应筛分试验都要依靠标准筛来进行。准筛来进行。第25页/共68页第二十六页，共69页。筛析试验筛析试验(shyn)用套筛用套筛第26页/共68页第二十七页，共69页。颗粒颗粒(kl)之间的空间体积之间的空间体积第27页/共68页第二十八页，共69页。颗粒之间的空间颗粒之间的空间(kngjin)体积体积第28页/共68页第二十九页，共69页。第29页/共68页第三十页，共69页。（3）粗集料的骨架）粗集料的骨架(gji

10、)间隙率间隙率VCA粗集料骨架粗集料骨架(gji)间隙率通常指间隙率通常指4.75mm以上粗集料颗粒间的空隙体积以上粗集料颗粒间的空隙体积的百分含量，由下式计算。粗集料骨架的百分含量，由下式计算。粗集料骨架(gji)间隙率的大小用于确定混合间隙率的大小用于确定混合料中细集料和结合料的数量，并评价集料的骨架料中细集料和结合料的数量，并评价集料的骨架(gji)结构。结构。第30页/共68页第三十一页，共69页。（4）细集料的棱角性）细集料的棱角性细集料的棱角性由在一定细集料的棱角性由在一定(ydng)条件下测定的空隙率表征条件下测定的空隙率表征，按下式计算。天然砂、人工砂和石屑等细集料的棱角性对沥

11、，按下式计算。天然砂、人工砂和石屑等细集料的棱角性对沥青混合料的内摩擦角和抗流动性变形能力及对水泥混凝土的和青混合料的内摩擦角和抗流动性变形能力及对水泥混凝土的和易性有着显著的影响。当空隙率较大时，意味着细集料有着较易性有着显著的影响。当空隙率较大时，意味着细集料有着较大的内摩阻角。大的内摩阻角。第31页/共68页第三十二页，共69页。第32页/共68页第三十三页，共69页。碎石碎石(su sh)受受压压3、集料的颗粒形状与表面特征、集料的颗粒形状与表面特征 颗粒形状：蛋圆形、棱角颗粒形状：蛋圆形、棱角(lngjio)形、针状、片状形、针状、片状针状：长度大于其平均粒径针状：长度大于其平均粒径

12、2.4倍的颗粒倍的颗粒片状：厚度小于其平均粒径片状：厚度小于其平均粒径0.4倍的颗粒倍的颗粒 表面特征：表面的粗糙程度及孔隙特征等表面特征：表面的粗糙程度及孔隙特征等针片状颗粒的定义：最大长度与厚度之比大于针片状颗粒的定义：最大长度与厚度之比大于3的颗粒。的颗粒。第33页/共68页第三十四页，共69页。泥是指砂中粒径小于泥是指砂中粒径小于0.075mm的颗粒的颗粒(kl)，泥块是指粗集料原尺寸，泥块是指粗集料原尺寸大于大于4.75mm（或细集料大于（或细集料大于1.18mm），但经水浸洗、手捏后小于），但经水浸洗、手捏后小于2.36mm（细集料小于（细集料小于0.6mm）的颗粒）的颗粒(kl)

13、含量。含量。4含泥量和泥块含量含泥量和泥块含量(hnling)第34页/共68页第三十五页，共69页。第35页/共68页第三十六页，共69页。第36页/共68页第三十七页，共69页。试验试验(shyn)集集料料第37页/共68页第三十八页，共69页。试验试验(shyn)集料容器集料容器第38页/共68页第三十九页，共69页。第39页/共68页第四十页，共69页。第40页/共68页第四十一页，共69页。第41页/共68页第四十二页，共69页。第42页/共68页第四十三页，共69页。密度类型密度类型真密度真密度表观密度表观密度毛体积密度毛体积密度表干密度表干密度装填密度装填密度定义定义石料矿石料矿

14、质实体质实体单位真单位真实体积实体积的质量的质量石料矿质石料矿质实体包括实体包括闭口孔隙闭口孔隙在内的单在内的单位表观体位表观体积的质量积的质量石料矿质实体包石料矿质实体包括孔隙（闭口、括孔隙（闭口、开口孔隙）体积开口孔隙）体积在内的单位毛体在内的单位毛体积的质量积的质量单位毛体积单位毛体积（包括集料（包括集料矿质实体体矿质实体体积及全部孔积及全部孔隙体积）的隙体积）的饱和面干质饱和面干质量量集料颗粒矿质实集料颗粒矿质实体的单位装填体体的单位装填体积（包括集料颗积（包括集料颗粒间空隙体积、粒间空隙体积、集料矿质实体及集料矿质实体及全部孔隙体积）全部孔隙体积）的质量的质量计算公式计算公式主要用途

15、主要用途确定石确定石料、水料、水泥及矿泥及矿粉的密粉的密度，计度，计算石料算石料的孔隙的孔隙率和混率和混合料的合料的配合比配合比确定粗细确定粗细集料的密集料的密度，用于度，用于混合料的混合料的配合比和配合比和空隙率的空隙率的计算计算计算石料的孔隙计算石料的孔隙率和集料的骨架率和集料的骨架间隙率间隙率可用于集料可用于集料磨耗值计算磨耗值计算计算集料的空隙计算集料的空隙率率第43页/共68页第四十四页，共69页。第44页/共68页第四十五页，共69页。第45页/共68页第四十六页，共69页。一、矿质混合一、矿质混合(hnh)料的料的级配级配第46页/共68页第四十七页，共69页。骨架(gji)-空

16、隙结构悬浮-密实(m shi)结构密实-骨架结构第47页/共68页第四十八页，共69页。标准标准(biozhn)筛筛第48页/共68页第四十九页，共69页。第49页/共68页第五十页，共69页。 级配曲线级配曲线(qxin)(qxin)的绘的绘制制 图图1-10 1-10 级配曲线级配曲线(qxin)(qxin)示意图示意图级配曲线级配曲线(qxin)类型类型 图图1-17 级配类型示意图级配类型示意图 第50页/共68页第五十一页，共69页。第51页/共68页第五十二页，共69页。（1 1）连续）连续(linx)(linx)级配级配 连续级配是某一矿料在标准套筛中进行筛分后，矿料的颗粒由大到

17、小连续分布(fnb)，每一级都占有适当的比例。这种由大到小逐级粒径都有，并按比例互相搭配组成的矿质混合料，称为连续级配混合料。（2 2）间断）间断(jindun)(jindun)级配：级配： 在矿料颗粒分布的整个区间里，从中间剔除一个或连续几在矿料颗粒分布的整个区间里，从中间剔除一个或连续几个粒级，形成一种不连续的级配，成为所谓的间断级配。个粒级，形成一种不连续的级配，成为所谓的间断级配。（3 3）连续开级配：）连续开级配： 整个矿料颗粒分布范围较窄，从最大粒径到最小粒径仅整个矿料颗粒分布范围较窄，从最大粒径到最小粒径仅在数个粒级上以连续的形式出现，形成所谓的连续开级配在数个粒级上以连续的形式

18、出现，形成所谓的连续开级配。第52页/共68页第五十三页，共69页。第53页/共68页第五十四页，共69页。第54页/共68页第五十五页，共69页。nDdp)(100 第55页/共68页第五十六页，共69页。禁区禁区(jnq)控制点控制点n=0.45第56页/共68页第五十七页，共69页。第57页/共68页第五十八页，共69页。第58页/共68页第五十九页，共69页。参数参数集料集料A集料集料B集料集料C混合料混合料M筛孔筛孔i的分计筛余的分计筛余/%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 计算计算(j sun)方程：方程： XYZ100 (1) d=i时：时： X .aA(i) + Y .aB(i) +Z .aC(i) aM(i) (2)ABCM+第59页/共68页第六十页，共69页。第60页/共68页第六十一页，共69页。第61页/共68页第六十二页，共69页。第62页/共68页第六十三页，共69页。筛孔尺寸筛孔尺寸di （mm） 集料集料A集料集料B集料集料C碎石分计筛余碎石分计筛余 aA(i) （%）石屑分计筛余石屑分计筛余aB(i) （%）矿粉分计筛余矿粉分计筛余 aC(i) （%）13.20.89.543.64.7549.92.364.42.01.181.322.60.623.70.318