第二章 砂石材料

压碎值Qa
m1 100 % m0
m0—试验前风干试件的质量 m1—试验后 2.36mm 筛上细料质量
磨光值：石料抵抗磨光的能力，即保持其原有粗糙的能力 磨耗值：石料抵抗磨擦、剪切的能力
一、岩石的分类 二、市政工程用石料制品 三、石料的主要技术性质 1、物理性质
组 织 教 学
四、石料的质量标准 1. 分类 2. 分级指标 2、力学性质
课 外 作 业
系、部主任（签字） ：
审批（签字） ：
抽查（签字） ：
讲
授ห้องสมุดไป่ตู้
第一节
内
天然岩石
容
作业与补充
一、岩石的分类（按成因） （一）岩浆岩（火成岩） 也称火成岩， 由地壳深处熔融岩浆上升冷却而成， 具有结晶结构而没有层 理。根据生成条件的不同，岩浆岩可分为以下三类。 1、深成岩 2、喷出岩 3、火山岩 （二）沉积岩（水成岩） 也称水成岩， 是各种岩石经风化、 搬运、 沉积和再造岩作用而形成的岩石。 沉积岩呈层状构造，孔隙率和吸水率大，强度和耐久性较火成岩低。但因 沉积岩分布广容易加工， 在建筑上应用广泛。沉积岩按照生成条件分为三 类。机械沉积岩、化学沉积岩、生物沉积岩 （三）变质岩 岩石由于强烈的地质活动，在高温和高压下，矿物再结晶或生成新矿物， 使原来岩石的矿物成分、结构及构造发生显著变化而成为一种新的岩石， 称为变质岩。变质岩大多是结晶体，构造、矿物成分都较岩浆岩、沉积岩 更为复杂而多样。 根据原岩种类，分为正变质岩和副变质岩。 第二节 石料 一、市政工程用石料制品 （一）道路用石料制品 （二）桥梁工程用石料 二、石料的主要技术性质 1、物理性质 （1）物理常数 密度： ① 真实密度 t v 真实体积 vs —矿物实体体积） s
课 时 授 课 计 划
课时分配：2 节 课 题 第三节 骨料——粗骨料 了解骨料的分类 掌握粗骨料的技术要求 掌握矿质混合料的配合比设计 粗骨料级配及力学性质 矿质混合料配合比设计 一、粗骨料——石子 二、矿质混合料的级配理论 1）最大密度曲线——富勒理论 2）级配范围曲线——泰波公式 编写日期： 2013 年 8 月 18 日 第四节——矿质混合料
3.砂的粗细程度及颗粒级配 （1）颗粒级配 颗粒级配不良，空隙率较大，则需较多的水泥浆填充;颗粒级配良好，空 隙率较小，需较少的水泥浆填充。 （2）粗细程度 不同粒径的砂粒，混合在一起后的平均粗细程度。 在砂用量相同的条件下，粗颗粒表面积小，细颗粒表面积大。包裹颗粒用 的水泥浆多少就会有所差别。 在拌制混凝土时，砂的粗细程度和颗粒级配应同时考虑的问题。当砂中 含有较多的粗颗粒，以适当的中颗粒及少量的 细颗粒填充，则既有较小 的空隙率又具有较小的总表面积，不仅水泥用量少，而且可提高混凝土 的密实度与强度。 （3）筛分析试验——评定砂的颗粒级配和粗细程度 计算细度模数 ： 注意：Ai 在计算时不带％。 颗粒级配的评定： 方法一：用级配区评定；方法二：用级配曲线评定。
一．骨料概述 （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，分为粗骨料和细骨料； （4） ．粗细骨料粒径的界限 水泥混凝土 （5） ．最大粒径 骨料最大粒径： 指骨料 100%都要求通过的最小标准筛筛孔尺寸。 骨料公称最大粒径: 指骨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。 通常骨料公称最大粒径比最大粒径要小一个粒级 （6） ．标准筛 标准筛， 以方孔筛为准， 相应的筛孔尺寸依次为 73mm、 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； 1、骨料的含水状态 骨料含水有四种状态： 完全干燥 骨料表面及内部完全不含水； 4.75mm， 沥青混合料 2.36mm
目 的 和 要 求 重 难 点 点 （ 包 括 教 学 环 节 ， 内 容 提 出 纲 ， 时 间 分 配 ， 教 具 等 ）
组 织 教 学
三、 矿质混合料配合比设计方法 讲解图解法做矿质混合料配合比设计
课 外 作 业
习题 3,4,5
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讲
一、 粗骨料——石子
Kfr＝
抗冻强度降低系数 2、力学性质 （1） 、抗压强度 ① 道路试件:φ 50×H100mm 的圆柱体 ② 桥梁试件:70×70×70 mm 立方体
R＝
P A
③路面试件：50×50×50 mm 立方体或φ 50×H50mm 的圆柱体
（2） 磨耗率 、 双筒式法 磨耗率计算公式：
Qab＝
m1 m2 100 % m1
课 时 授 课 计 划
课时分配：2 节 课 题 编写日期： 2013 年 8 月 18 日 第二章 砂石材料 —— 第三节 骨料——细骨料 了解骨料的分类 掌握细骨料的技术要求
目 的 和 要 求 重 难 点 点 （ 包 括 教 学 环 节 ， 内 容 提 出 纲 ， 时 间 分 配 ， 教 具 等 ）
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。 三、石料的质量标准 1. 分类：按照成岩条件、风化程度等 ① 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
Mx＝
A 2 A3 A 4 A5 A 6 5A1
100 A1
方法一：用级配区评定；
注意：1)砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比，除 4.75mm 和 600μ m 筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于 5％。 2)1 区人工砂中 150μ m 筛孔的累计筛余可以放宽到 100～85， 2 区人工砂中 150μ m 筛孔的累计筛余可以放宽到 100～80， 3 区人工砂中 150μ m 筛孔的累计筛余可以放宽到 100～75。 评定标准： 当砂的累计筛余均处于表中的任何一个级配区中，则颗粒级配合格，否 则级配不合格。
m
讲
② 表观密度 a ③毛体积密度 b 孔隙率：
授
内
容
作业与补充
m （表观体积 vs ＋ vn —含闭口孔隙） vs vn
m (毛体积 vs +vn+vi—闭口与开口孔隙) vs vn vi
P
vn vi (1 b ) 100 % V t
（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（2.67 kPa）
气干 骨料表面完全不含水，而内部可能含小量水； 饱和面干 骨料的表面干燥而颗粒内部的孔隙含水饱和， 此时的含水率为饱和面干吸水率。 含水湿润 对应的含水量： 吸水量； 有效吸水量； 表面含水量 骨料表面吸附水且湿润
骨料含水量的影响 骨料的含水率以骨料的干质量为基数计算。 计算混凝土配合比时，应扣除骨料所含的水。 骨料在饱和面干状态时，既不会从混凝土中吸水，也不会给出水。 所含的水对混凝土无有害作用。 湿润状态下的自由水将成为混凝土拌和水的一部分，影响混凝土 的和易性、强度和耐磨性。 2、表面特征 碎石表面粗糙且多棱角，与水泥浆粘结力强 卵石表面光滑少棱角，与水泥浆粘结能力差。 表面特征与形状对混凝土性能的有何影响？ 表面粗糙和针片状颗粒需要更多的水泥浆，影响混凝土的成本。 影响新拌混凝土的和易性，表面光滑且等径颗粒易于流动，而粗 糙且针片状颗粒不易流动。 影响混凝土中界面区的结合力，粗糙表面骨料与水泥浆的界面结 合力较大。 影响混凝土的强度 骨料表面越粗糙， 与水泥浆接触面越大， 混凝土强度越高； 针片状骨料使混凝土强度低于圆形骨料； 大粒径骨料使混凝土强度低于小粒径骨料 二、 细骨料——砂 （一）定义：粒径在 0.15～4.75mm 之间的岩石颗粒，称为细骨料。细骨 料主要采用天然砂、人工砂和工业副产品骨料。 砂按技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类 Ⅰ类宜用于强度等级大于 C60 的混凝土； Ⅱ类宜用于强度等级 C30～C60 及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土； Ⅲ类宜用于强度等级小于 C30 的混凝土和建筑砂浆。 （二）砂技术要求 1.含泥量、石粉含量和泥块含量 2.有害物质含量 砂中有害物含量过多时，应进行清洗或过筛，符合要求后方可使用。
授
内
容
作业与补充
（一）定义:粒径在 4.75-9.0mm 之间的骨料为粗骨料(卵石和碎石)。 卵石、碎石按技术要求分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类 Ⅰ类宜用于强度等级大于 C60 的混凝土； Ⅱ类宜用于强度等级 C30～C60 及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土； Ⅲ类宜用于强度等级小于 C30 混凝土。 （二）石子技术要求 1.含泥量、泥块含量及有害物含量 2.最大粒径与颗粒级配 （1）最大粒径：粗骨料公称粒级的上限叫做该粒级的最大粒径。 最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的 1/4；不得超过钢筋最小净距的 3/4；对于实心板，不得超过板厚的 1/2 且不得超过 40mm；对于泵送混凝 土，最大粒径与输送管道内径之比，碎石不宜大于 1:3，卵石不宜大于 1:2.5。 (2）颗粒级配 为减少空隙率和总表面积，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的强 度，粗骨料也要求有良好的颗粒级配。 粗骨料的颗粒级配有连续粒级与间断级配（单粒级）两种。 连续级配是石子由小到大连续分级，且相邻粒径比值小于 2 单粒级是从 1/2 最大粒径到最大粒径， 粒径大小差别小，一般不单独使用 3.力学性质 压碎值：石料抵抗压碎的能力压碎值（沥青混合料用骨料）
课 时 授 课 计 划
课时分配：2 节 课 题 编写日期： 2013 年 8 月 18 日 第二章 砂石材料 —— 第一节 天然岩石 ；第二节 石料 了解天然岩石的分类 了解市政工程用石料制品 掌握石料的技术性质、石料质量标准 石料的物理性质、力学性质。