项目一砂石材料的检测与应用课件

项目一砂石材料的检测与应用项目一砂石材料检测与应用任务二集料的检测与应用集料(Aggregate)的概念：松散的材料，在混合料中起骨架和填充作用的粒料。集料的分类：1、根据集料的形成过程分:2、根据粒径大小分为：3、根据化学成分可以分为：作为水泥或沥青混合料的骨料及拌制砂浆

卵石碎石粗集料细集料酸性集料碱性集料3

1、集料概念：在混合料中起骨架和填充作用的粒料。

集料种类石屑砂碎石砾石（卵石）砾石、卵石2、分类：粗集料：水泥混凝土（粒径大于4.75cm）沥青混合料（粒径大于2.36cm）细集料：水泥混凝土（粒径小于4.75cm）沥青混合料（粒径小于2.36cm）粗细集料的划分标准砾石砾石卵石卵石碎石一、粗集料的技术性质

（一）粗集料的物理性质

1．粗集料的密度

(1)表观密度（ApprentDensity）(简称视密度)在规定条件(105℃±5℃烘干至恒重)下，单位表观体积(包括矿质实体和闭口孔隙的体积)的质量。[粗集料表观密度的测定方法]

——网篮法将粗集料在规定条件(105℃±5℃烘干至恒重)下烘干后称其质量为ma，再将干燥粗集料装在金属吊篮中浸水24h，使开口孔隙饱水，然后在浸水天平上称出饱水的粗集料在水中的质量mw，再用湿毛巾擦干饱水集料的表面水后称得饱和面干质量mf，根据粗集料的烘干质量ma和饱水后在水中的质量mw，按下式计算粗集料表观密度ρa：(2)毛体积密度粗集料的毛体积密度是在规定的条件下，单位毛体积(包括矿质实体、闭口孔隙和开口孔隙)的质量。[粗集料毛体积密度测定方法]——网篮法(3)表干密度（饱和面干毛体积密度SaturatedSurface-DryDensity)

粗集料的饱和面干密度是在规定的条件下，单位毛体积(包括矿质实体、闭口孔隙和开口孔隙)的饱和面干质量。[粗集料毛体积密度测定方法]——网篮法浮力定律毛体积密度检测

物体在水中受到浮力作用，浮力的大小取决于物体排开水的体积，而该体积恰恰就是物体自身体积，而该体积的大小在数值上等于物体分别在空气中的称重和水中称重的差值。所以，物体哪部分参与了排水，则上述测得的质量差值就代表哪一部分的体积。例如：在石料毛体积密度试验检测过程中，操作的步骤是①称取石料在水中的质量；②称取表干质量（捞出石料用拧干的湿毛巾擦干表面，留下开口孔隙中吸入的水后称取的质量）；③称取石料烘干后质量。所以：石料毛体积=m表干质量质量—m水中质量

[粗集料密度的测定方法]——网篮法

(4)堆积密度(LooseDensity)

粗集料的堆积密度是集料装填于容器中(包括集料之间的空隙和颗粒内部的孔隙)单位体积的质量。自然堆积密度是干燥的粗集料用平头铁锹离筒口50mm左右装入规定容积的容量筒的单位体积的质量；振实状态密度是将装满试样的容量筒在振动台上振动3min后单位体积的质量；捣实状态密度是将试样分三次装入容量筒，每层用捣棒均匀捣实25次的单位体积的质量。粗集料的堆积密度自然堆积状态振实状态捣实状态

[堆积密度的测定方法]：按照现行《公路工程集料试验规程JTGE42–2005》规定，将干燥的材料用平头铁锹离筒口50mm左右装入、振动台上振动或捣棒均匀捣实体积为V的容量筒，并称得其质量m2，倒出材料再称得容量筒的质量为m1。按下式计算材料的堆积密度(包括堆积密度、振实密度和捣实密度)：

沥青混合料用粗集料间隙率：

水泥混凝土用粗集料空隙率：

捣实状态下粗集料骨架间隙率

捣实状态下堆积密度振实状态下堆积密度【粗集料堆积密度的测定方法】(5)含水率(PercentageofWater)粗集料含水率是粗集料在自然状态条件下的含水量的大小。问题1：含水率为5%的砂220g，干燥后重（）g。问题2：材料的密度、表观密度、堆积密度有何区别？如何测定？材料含水后对三者有什么影响？解 密度： 表观密度： 堆积密度：对于含孔材料，三者的测试方法要点如下：测定密度时，需先将材料磨细，之后采用排出液体或水的方法来测定体积。测定表观密度时，直接将材料放入水中，即直接采用排开水的方法来测体积；测定堆积密度时，将材料直接装入已知体积的容量筒中，直接测试其自然堆积状态下体积。含水与否对密度、表观密度无影响，因密度、表观密度均是对干燥状态而言的。含水对堆积密度的影响则较复杂．一般来说是使堆积密度增大。2．集料粒径与筛孔

（1）集料最大粒径(MaximumSizeofAggregate)

指集料100%都要求通过的最小的标准筛孔尺寸。（2）集料最大公称粒径(NominalMaximumSizeofAggregate)

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，通常是集料最大粒径的下一个粒径。（3）标准筛

对颗粒材料进行筛分试验应用符合标准形状和尺寸规格要求的系列样品筛。标准筛（方孔）筛孔尺寸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。3.级配(Gradation)

粗集料中各组成颗粒的分级和搭配。级配通过筛分试验确定。筛分试验就是将集料通过一系列规定筛孔尺寸的标准筛，测定出存留在各个筛上的集料质量，根据集料试样的质量与存留在各筛孔尺寸标准筛上的集料质量，就可求得一系列与集料级配有关的参数：分计筛余百分率、累计筛余百分率和通过百分率。1、分计筛余百分率

是指某号筛上的筛余质量占试样总质量百分率2、累计筛余百分率

是指某号筛的分计筛余百分率和大于该号筛的各筛分计筛余百分率之总和

3、通过百分率

是指通过某号筛的试样质量占试样总质量的百分率，即100与某号筛累计筛余百分率之差

分计筛余、累计筛余和通过量的关系

筛孔尺寸/mm存留质量/g分计筛余/%累计筛余/%通过百分率/%d0=Dmaxd1d2d3d4d5┇dk┇dnm0=0m1m2m3m4m5┇mk┇mnα0=0α1α2α3α4α5┇αk┇αnA0=0A1=α1A2=α1+α2A3=α1+α2+α3A4=α1+α2+α3+α4A5=α1+α2+α3+α4+α5┇Ak=α1+α2+α3+α4+…+αk

┇An=α1+α2+α3+α4+…+αnP0=100P1=100-A1P2=100-A2P3=100-A3P4=100-A4P5=100-A5┇Pk=100-Ak┇Pn=100-An备注N∑mi=m1n∑αi=1001筛孔尺寸di(mm)4.752.361.180.60.30.15<0.15筛余质量mi(g)2535901251257525ai(%)57182525155Ai51230558095100Pi958870452050要求通过范围（%）100-90100-7590-5059-3030-810-0－

例题.某桥工地现有拟作水泥混凝土用的砂料一批，经按取样方法选取样品筛析结果如下表，试计算其“分计筛余”、“累计筛余”、“通过百分率”和“细度模数”，判断该砂的粗细程度并判断其级配是否符合技术要求。筛孔尺寸di(mm)31.5199.54.752.360.60.075筛底筛上质量mi(g)ai(%)16.823.011.39.916.516.11.5AiPi95.178.355.344.034.117.61.50共5000g4.916.823.011.39.916.516.11.54.粗集料针片状颗粒含量针状颗粒颗粒长度大于平均粒径的2.4倍的颗粒片状颗粒颗粒厚度小于平均粒径的0.4倍的颗粒

(平均粒径指该粒级上、下粒径的平均值)针片状颗粒含量测定：规准仪法游标卡尺法5.坚固性饱和硫酸钠干湿循环试验测定方法：(二)粗集料的力学性质道路与桥梁建筑用粗集料的力学性质，主要是压碎值和磨耗损失，其次是磨光值、道瑞磨耗值和冲击值。不同道路等级抗滑表层的集料技术要求指标高速公路一级公路其他公路石材磨光值(PSV)不小于4235道瑞磨耗值(AAV)不大于1416集料冲击值(AIV)不大于/%28301．集料压碎值(AggregateCrushingValue)

集料压碎值是集料在连续增加的荷载下，抵抗压碎的能力。它作为衡量石材强度的一个相对指标，用以评价石料在公路工程中的适用性。压碎值测定仪[集料压碎值测定方法]：将粒径为9.5～13.2mm的集料试样，先用一个容积1767cm3的标准量筒，分三层装料，并用标准的方法夯实，确定试验时所需集料的数量。然后按此确定的集料试样，用标准夯实法分三层装入集料压碎值测定仪的钢质圆筒内，每层用夯棒夯25次，最后在碎石上再加一压头。将试模移于压力机上，于10min内均匀加荷至400kN，使压头匀速人筒内，部分集料即被压碎为碎屑，测定通过2．36㎜筛孔的碎屑的质量占原集料总质量的百分率，此值称为压碎值，用表示，可按下式求2．集料磨光值(AggregatePolishingValue)[集料磨光值测定方法]：选取粒径为9.5～13.2㎜集料试样，密排于试模中，先用砂填密集料间空隙，然后再用环氧树脂砂浆固结，经养护后，即制成试件。将制备好的试件安装于加速磨光机的道路轮上，当电机开动时，模拟汽车轮胎即以320r／min±5r／min的转速旋转，在两轮之间加入水和金刚砂使试件受到金刚砂的磨耗。先用30号金刚砂磨3h，然后用280号金刚砂磨3h。经磨耗6h后取下试件，冲洗去金刚砂，用摆式摩擦系数测定仪测定磨光值。等。抗磨光性磨光值（PolishedStoneValue，简称PSV

）集料磨光值愈高，表示其抗滑性愈好。抗滑面层应选用磨光值高的集料，如玄武岩、安山岩、砂岩和花岗岩加速磨光试验机摆式摩擦系数测定仪3．集料冲击值(AggregateImpactValue)集料抵抗多次连续重复冲击荷载作用的性能冲击韧性：集料冲击值(简称AIV)冲击值越小,表示集料的抗冲击性越好选取粒径为9.5～13.2mm的集料试样，用金属量筒分三次捣实的方法确定试验用集料数量。将集料装于冲击值试验仪的盛样器中，用捣实杆每层捣实25次，使其初步压实。然后用质量为13.75±0.05kg的冲击锤，沿导杆自380mm±5mm处自由落下锤击集料，并连续锤击15次，每次锤击间隔时间不少于1s。冲击值试验仪[集料冲击值测定方法]：4．集料磨耗值(AggregateAbrasionValue)集料磨耗值用于评定抗滑表层的集料抵抗车轮磨耗的能力集料磨耗值愈高，表示集料的耐磨性愈差高速公路、一级公路抗滑层用集料的AAV应不大于14。测定方法：道瑞磨耗试验洛杉矶式磨耗试验洛杉矶式磨耗试验（LosAngelesAbrasionTest）又称搁板式磨耗试验。试验机是由一个圆鼓和鼓中一个搁板所组成。试验用的试样是按一定规格组成的级配石材，总质量为5000g。当试样加入磨耗鼓中的同时，加入12个钢球，钢球总质量为5000g。磨耗鼓以30～33r/min的转速旋转。在旋转时，由于搁板的作用，可将集料和钢球带到高处落下。经旋转500次后，将集料试样取出，用2mm圆孔筛或1.7mm方孔筛筛去石屑，并洗净烘干称其质量。洛杉矶式磨耗试验机二、细集料的技术性质1、细集料的密度[细集料表观密度测定方法]：将细集料在规定条件(105℃±5℃烘干至恒重)下烘干后称其质量为m0，再将干燥细集料装入盛有半瓶蒸馏水的容量瓶中，在水中浸24h，使开口孔隙饱水后将水加满，然后称其质量为m2，倒出容量瓶中的水和细集料并装满水，称得容量瓶装满水的质量为m1。(1)细集料的表观密度(2)细集料的毛体积密度、表干密度（饱和面干密度）、吸水率[细集料毛体积密度、表干密度测定方法]：将细集料在水中浸24h，使开口孔隙饱水，取出称取饱和面干试样质量m3，迅速放入容量瓶中，将水加满，称其质量m2。倒出容量瓶中的水和细集料并装满水，称得容量瓶装满水的质量为m1，将倒出的细集料在规定条件(105℃±5℃烘干至恒重)下烘干后称其质量为m0。按公式计算出毛体积密度ρb、表干密度ρs。(3)细集料的堆积密度及空隙率细集料在自然状态下的堆积密度是反映细集料棱角性的主要指标。空隙率愈大，说明细集料的棱角性愈好。

[细集料堆积密度的测定方法]：将细集装入漏斗中，漏斗出料口