集料的颗粒形状与表面特征
02讲—砂石材料技术性质
Q m=m1/m0×100％
m0 试验前试样质量 m1 试验后通过3mm筛孔的细集料质量
交通工程专业 38
第一章 石料与集料
2．磨光值 磨光值是反映石料抵抗轮胎磨光作用能力的指标，它
是采用加速磨光机磨光石料，并用摆式磨擦系数测定仪测
得的磨光后集料的磨擦系数。用高磨光值的石料来铺筑道
26
第一章 石料与集料
（5）粗集料骨架间隙率
指4.75mm以上粗集料在捣实状态下颗粒间的空隙 体积百分含量。
其大小用于确定混合料中细集料和结合料的数量，并 评价集料的骨架结构。
VCA = ( 1-
ρc ρa
) * 100%
ρc
水泥混凝土用粗集料振实密度，沥青混合料用捣实密度
ρa
交通工程专业
粗集料表观密度或毛体积密度。
交通工程专业 19
第一章 石料与集料
（一）物理常数
（1）表观密度 集料的表观密度是指在规定条件下，集料单位表观
体积（矿质实体体积＋闭口孔隙体积）
a
=
ms vs vn
=
m va
交通工程专业 20
第一章 石料与集料
（2）表干密度 集料的表干密度又称作饱和面干毛体积密度，它的计
算体积与毛体积密度相同，但计算质量为集料颗粒的 表干质量（饱和面干状态，包括了吸入开口孔隙中的 水），由下式计算。
s
= Vs
ma Vn Vi
体积：矿质实体＋闭口孔隙体积＋开口孔隙体积
交通工程专业 21
第一章 石料与集料
（3）装填密度 装填密度根据装样方法的不同可为堆积密度、振实密度或 捣实密度。该密度是指烘干集料颗粒矿质实体的单位装填 体积（包括集料颗粒间空隙体积、集料矿质实体及其闭口、 开口孔隙体积）的质量，按下式计算。
石料与集料
(3) 计算
(4) 校核调整
2.图解法设计步骤
(1) 准备工作 筛分并计算各自的通过量百分率、明确设计级配要求 (2) 绘制框图 (3) 确定各集料用量 (4) 合成级配的计算与校核
本章小结
本章介绍了石料的岩石学特征、阐述 石料与集料的主要技术性能及主要评价方
重点：1.石料应具备哪些力学性质，采用什么指标来反映这些性质?
2.简述道路工程用石料的分类和分级方法?
第二节
集
料
概述：笼统的说集料就是粒状石质材料。
总分类：包括天然砂、人工砂、卵石、碎石，另有工业冶金矿渣 分类 集料形成的过程不同：分为卵石(又称砾石)和碎石
粒径大小的不同：分为粗集料和细集料
集 料
层用集料非常重要。
4.磨耗值 ( AAV ) 确定石料抵抗表面磨损的能力，适用于对路面抗滑表层所用集料抵
抗车轮磨耗值。该值越小，表明集料的抗磨耗能力越好。
重点：1.石抖的主要物理常数与集料的主要物理常数有哪几项?它们之间
有何异同?
2.什么是集料的装填密度?什么是松装密度?什么是紧装密度? 3.压碎值、磨耗值、磨光值及冲击值分别表征粗集料的什么性质， 对路面工程有何实用意义?
物理常数 百分率 粗集料的骨架间隙率：通常指4.75mm以上粗集料颗粒间的空隙体积的百 分含量。其大小用于确定混合料中细集料和结合 料的数量，评价集料的骨架结构。 细集料的棱角性：由在一定条件下测定的空隙率表征。
集料的级配：
级配是指集料中各种粒径颗粒的搭配比例或分布情况。级配对水泥 混凝土及沥青混合料的强度、稳定性及施工和易性有着显著的影响，级
….a1，…——
各筛的分计筛余百分率，%
第一章_石料与集料
第二节 集料
2010~2011学年上 20918231班
《道路建筑材料》
第一章 石料与集料
（3）粗集料骨架间隙率 骨架间隙率通常指4.75mm 以上粗集料在捣实状态下颗粒间空隙体积的百分含量。
粗集料骨架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 架结构。
第二节 集料
2010~2011学年上 20918231班
一般来说，石料的饱水系数为0.5～0.8。饱水系数越大，说明常压下吸水后留余的空 间有限，岩石越容易被冻胀破坏，因而岩石的抗冻性就差。
第一节 石料
2010~2011学年上 20918231班
《道路建筑材料》
第一章 石料与集料
3．抗冻性
抗冻性是指石料在饱水状态下,能够经受反复冻结和融化而不破坏,并不严重降低强度 的能力。抗冻性试验是指试件在浸水条件下，经多次冻结与融化作用后测定试件的质量损 失以及单轴饱水抗压强度的变化。岩石的抗冻性用两个直接指标表示，一个为冻融系数， 另一个为质量损失率。
第二节 集料
2010~2011学年上 20918231班
《道路建筑材料》
1．物理常数
一、集料的物理性质
（1）密度
集料是矿质颗粒的散状混合物，不仅包括矿物及 矿物间的开口孔隙和闭口孔隙，还包括矿质颗粒间的空 隙。集料的体积和质量的关系如图所示。
第一章 石料与集料
①表观密度、毛体积密度、表干密度
与石料相应密度在概念上相同，仅在实际的密度测 定方法上有所区别。
针片状颗粒的定义：最大长度与厚度之比大于3的颗粒。
（2）集料表面特征指集料的粗糙程度和孔隙特征。表面粗糙的集料颗粒有较显著的 摩阻力，同时也会影响集料的施工和易性；粗糙且有吸收水泥浆和沥青轻组分的孔隙特征 的集料与结合料的粘结能力较强。
混凝土集料
砂岩，鲕岩
含有不明显结晶成分的细小的或 玄武岩，致密长石，斑岩，石灰
中型颗粒岩石的粗糙断面
岩
含有明显结晶成分
花岗岩，辉长岩，片麻岩
具有可见孔和洞
砖，浮石，泡沫矿渣，水泥熟料， 膨胀粘土
摘自英国标准(BS) 1975
4 集料技术要求
➢ 泥含量 ➢ 有害物含量
➢ 坚固性 ➢ 碱活性 ➢ 级配和粗细程度 ➢ 形状及表面特征 ➢ 强度
普通混凝土用砂的细度模数一般在 2.2～3.2 之 间较为适宜。
国家标准将细度模数为3.7 ～ 1.6的普通混凝 土用砂，以0.60㎜筛孔的累计筛余量分成三个级配 区，如表4-1所示及图4-1所示。普通混凝土用砂的 筛分曲线必须包容在三个级配曲线区域中的任一个 区域以内。
普通混凝土用砂级配区的规定
湿润状态：所有孔隙充满水，而且表面有水膜。
2.集料的吸湿性与吸水性
（1）吸湿性
集料在环境中，能自发地吸收空气中水分的性质称 为吸湿性。集料吸湿性用含水率表示，即集料中所 含水分与干燥集料的质量之比。集料的含水率用Ｗh 表示，其计算公式为：
Wh
ms mg mg
100%
式中ms——集料吸湿状态下的质量（ｇ或kg） mg——集料在干燥状态下的质量（ｇ或kg）
1 集料的分类 按密度分 •重集料 •普通集料 •轻集料
堆积 密 度 ≤1100kg/m3
防辐射混 凝土
1 集料的分类
按形状分 •碎石 •卵石
1 集料的分类
按材质分 •石灰岩 •石英岩 •花岗岩 •砂岩
按加工方式分 •天然集料 •人造集料
2 集料的生产
3 集料对混凝土力学性能和物理性能的影响
粒径小于0.08mm颗粒的含量 包括有机物、硫酸盐、云母、轻 物质等 硫酸钠浸泡5次循环后的重量损失 化学法、长度法等检验
哈工大威海道路工程材料重点整理(盛洪飞)
第一章 沙石材料砂石材料：石料与集料的统称，是道路工程与桥梁工程使用量最大的一宗材料。
石料：指天热岩石经机械加工制成的或直接开采得到的具有一定形状和尺寸的石料制品。
集料：由不同粒径矿物质组成的混合料，在沥青混合料和水泥混凝土中起骨架和填充作用。
第一节 沙石材料的基本知识一、 沙石材料的岩石学特征1 造岩矿物 是具有一定化学成分和结构特征的天然化合物或单质，简称矿物。
主要的造岩矿物有：石英、长石、云母、角闪石、方解石、白云石、黄铁矿、石膏、菱镁矿、磁铁矿和赤铁矿等。
2 按岩石的形成条件分：● 岩浆岩（岩浆冷凝而成）深成岩—地表深处的岩浆缓慢冷却而成喷出岩—岩浆喷出地表压力急剧降低冷却而成火山岩—火山爆发时，岩浆喷到空中急速冷却形成● 沉积岩（水成岩）碎屑岩、粘土岩、化学及生物岩● 变质岩 原生的岩浆岩或沉积岩经过地质上的变质作用而形成3 岩石矿物的主要化学成分大部分硅质岩石在水中带有负电荷，亲水性较大。
道路工程中，依据岩石中SiO2的含量将石料划分为三类—碱性石料（钙质），中性石料和酸性石料（硅质），所对应SiO2分别为<52%，52~65%和>65%● 沥青路面工程中——岩石-集料● 水泥路面工程中——碱—骨料反应碱——骨料反应是混凝土中所含的碱（Na2O 或K2O ）与骨料的活性成分反应，在混凝土浇筑成型后数年至数十年逐渐反应，反应生成物吸水膨胀，导致混凝土工程开裂，是影响混凝土耐久性最主要的因素之一。
二、 岩石的物理性质1 密度● 真实密度：在规定条件下，烘干岩石矿质实体单位真实体积的质量（不包括开口和闭口孔隙的体积）。
测试方法：密度瓶法● 毛体积密度：在规定条件下，烘干岩石矿质实体包括孔隙（闭口和开口孔隙）体积在内的单位毛体积的质量。
测试方法：将已知质量的干燥岩石试样，经饱水后，将试样表面擦干求的饱和面质量，再用排水法求得试样在水中的质量，两者之差为试样的毛体积。
2 孔隙率：指岩石孔隙体积占岩石总体积（包括开口孔隙和闭口孔隙体积）的百分率。
第3章---集料
针、片状规准仪
§3.3 粗集料
五、表观密度、堆积密度、空隙率
定义：
表观密度——
堆积密度—— 空隙率——
与细集料相同，见书P49
密实度——
意义：
反映材料的紧密程度，并用于计算材料的运输量和用量。
质量规定：表观密度≥2600kg/m3，
连续级配松散堆积空隙率见表3.9
§3.3 粗集料
空隙率+密实度=1 意义：
反映材料的紧密程度，并用于计算材料的运输量和用量。
质量规定：表观密度≥2500kg/m3，堆积密度≥1400kg/m3
空隙率≤44%
§3.3 粗集料
一、 粗集料的颗粒级配
◆ 石子的颗粒级配：有2种（连续级配和间断级配） 见表3.5
连续粒级的石子颗粒尺寸是由大到小连续分布的，粒 差小，用其配制的混凝土拌和物和易性好，不易发生离析 现象。因此配制混凝土宜采用连续级配的石子。
按集料的质量优劣，将集料分为了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类。 Ⅲ类用于C30以下， Ⅱ类用于C30-C60， Ⅰ 类用于C60以上。
§3.2 细集料
三、表观密度、堆积密度、空隙率 定义：
表观密度——自然状态下，单位体积（包括孔隙）材料的质量。 堆积密度——堆积状态下，单位体积（包括孔隙和空隙）材料
的质量。
空隙率——空隙体积占堆积体积的百分率。 密实度——固体物质体积占总体积的百分率。
六、粗集料的压碎指标
石子的强度可以采用压碎指标来衡量。 压碎指标值越小，石子强度越高。
压碎指标——被压碎颗粒质量占试样总质量的百分率。 石子抵抗压碎的能力。
标准规定：
§3.4 集料的取样送检
一、检验项目
砂子的检验项目： 颗粒级配、含泥量、泥块含量、石粉含量、 有害物质含量、坚固性等。
粗集料
2-1 粗集料的技术性质—物理性质
含泥量和泥块含量：
限制含量
妨碍
存在于集料中或包裹在 集料颗粒表面的泥土
降低 影响
集料与水泥（或沥青）间的粘结能力
水泥的水化速度
混合料的整体强度和耐久性
2-2 粗集料的技术性质—力学性质
1.压碎值指按规定的方法测得石料抵抗压碎的能力，也是集料强度的相对指标， 用以鉴定集料品质。压碎值是对石料的标准试样在标准条件下进行加荷，测试石 料被压碎后，标准筛上筛余质量的百分率。 2.磨光值 ( PSV )反映石料抵抗轮胎磨光作用能力的指标。该值越大，表明集料 的抗磨光性能越好。采用加速磨光机磨光石料，并用摆式磨擦系数测定仪浊得的
空隙率：集料在某种装填状态下的空隙体积(含开口孔隙)占装填体积的
物理常数 百分率 粗集料的骨架间隙率：通常指4.75mm以上粗集料颗粒间的空隙体积的百 分含量。其大小用于确定混合料中细集料和结合 料的数量，评价集料的骨架结构。 细集料的棱角性：由在一定条件下测定的空隙率表征。 石料和集料涉及多种密度，现将这些密度归纳在下页表中：
2.36mm标准筛筛分全部 试样，可分几次筛。 称取2.36mm筛孔的全 部细料质量m1
均需筛至1min内无明显 筛余物为止。
2-2 粗集料的技术性质—力学性质
• 计算：
m1 Qa 100 m0 Qa : 压碎值% m1 : 试验后通过2.36m m筛质量g m2 : 试验前试样总质量 g
仔 细 整 平 表 面 称取 量筒 中的 试样 质量 m0
2-2 粗集料的技术性质—力学性质
试验步骤：
按规定的方法装料 将压碎值仪放到 压力机上
放入压柱
使上压板与压碎值仪 接触
整平压柱
第二章颗粒的几何特性与表征修改
名称
符号
等体积球当量径
（体积直径）
dv
等面积球当量径 （面积直径）
ds
等比表面积球当量 径（比表面积径）
dsv
阻力当量径（阻力 直径）（Re<0.5）
dd
算式
6V dv 3
ds
S
d sv
d
3 v
d
2 s
FR
Cv
2
d
2 d
Stokes当量径 （ Stokes 直径）
dst
18v dst g( p )
物理意义或定义
与颗粒具有相同体积的球 体直径
与颗粒具有相同表面积的 球体直径
与颗粒具有相同比表面积 的球体直径
在黏度相同的流体中，与 颗粒速度相同且具有相同 运动阻力的球体直径
25
20
% mass
15
10
5
0
s1
s2
s3
s4
s5
s6
s7
s8
size fraction
Representing sizing data
Size distribution
mass %
size distribution
30
25
20
15
10
5
0
s1
s2
s3
s4
s5
s6
s7
size fraction
在同一流体中的层流区内 （Re<0.5），与颗粒具有 相同沉降速度的球体直径
名称 符号
颗粒粒度和形状表征
1.颗粒粒度和和形状的表征粒度粒度的定义粒度是颗粒在空间范围所占大小的线性尺度。
粒度越小，颗粒的微细程度就越大表面光滑的球形颗粒只有一个线性尺寸，即直径，粒度就是它的直径；而非球形颗粒或虽然在大体上呈球形，但表面不光滑的颗粒，则可按照某种规定的线性尺度表示其粒度。
三轴径的平均值计算公式序名称计算公式物理意义号1二轴平均径()2b l+平面图形的算术平均2三轴平均经()3b+算术平均hl+3三轴调和平均经⎪⎭⎫ ⎝⎛++h b l 1113与外接长方体有相同比表面积的球的直径或立方体的一边长4二轴几何平均经lb平面图形的几何平均5三轴几何平均经3lbh与外接长方体有相同体积的立方体的一边长6()62bh lh lb ++与外接长方体有相同表面积的立方体的一边长注：比表面积—单位质量物料所具有的总面积。
当量径名称公式意义球当量球当量直径36πVd v =与颗粒相同体积的球的直径等表面积球当量πsd s =与颗粒等表面积的球的直径直径径比表面积球当量经sv d sv6=与颗粒具有相同表面积对体积之比的球的直径圆当量径投影圆当量经（Heywood 径）πad a 4=与颗粒投影面积相等的圆的直径等周长圆当量经πLd L =与颗粒投影图形周长相等的圆的直径统计平均经（定向径）—是平行于一定方向测得的线度。
阻力直径d d —与颗粒在相同介质中以相同速度运动时呈现相同阻力时的球的直径自由沉降直径f d —与颗粒有相同密度且在同样介质中有相同自由沉降速度的球的直径；Stokes 直径st d —层流区的自由沉降直径颗粒的形状因数颗粒的形状影响粉体的流动性、包装性能、颗粒与流体的相互作用，以及涂料的覆盖能力等性能。
1.扁平度和伸长度h bm =—扁平度b ln =—伸长度2.表面积形状因数和体积形状因数222dd d Ss S πϕ==—表面积形状因数πϕ-S 的大小表征颗粒形状对于球形的偏离。
d d sS πϕ=3336d d d Vv V πϕ==—体积形状因数6πϕ-V 的大小，表征颗粒形状对于球形的偏离。
道路工程材料 1第一章
（1）密度 ） 定义：在规定条件下（大多指规定的温度）， 定义：在规定条件下（大多指规定的温度）， 石料矿质实体单位体积的质量。 石料矿质实体单位体积的质量。
（1）密度 ） 1）表观密度、毛体积密度、表干密度 表观密度、毛体积密度、 表观密度
表观密度，毛体积密度与石料相应密度在概念上相同， 仅在实际的密度测定方法上有所区别。
集料的表干密度又称作饱和面干毛体积密度 饱和面干毛体积密度，它的计 集料的表干密度 饱和面干毛体积密度 算体积与毛体积密度相同，但计算质量为集料颗粒的表干 质量（饱和面干状态，包括了吸入开口孔隙中的水）。
（1-7）
R2 K= × 100% R1
（1-8）
Q K ——经历冻融循环作用后，石料的质量损失率和耐冻系数，%；
m1 m2
R2
——试验前烘干石料试件的质量，g； ——经历若干次冻融循环作用后，烘干石料试件的质量，g； ——经历若干次冻融循环作用后，石料试件的饱水抗压强度，MPa。
R1 ——试验前石料试件的饱水抗压强度，MPa；
ρh n = (1 − ) × 100% ρt
N——石料的孔隙率，%；
（1-5）
ρ t ——石料的真实密度，g/cm3；
ρ h ——石料的毛体积密度，g/cm3。
2、吸水性 、
吸水性是指石料吸水能力的大小。 吸水性是指石料吸水能力的大小。 这一性质用吸水率和饱水率两种形式表示。分别指常温、 常压（减压）条件下石料最大吸水质量是干燥试样质量的百 分率；两者可采用下试计算：
1.砂石材料
n=0.45～0.5，密实度最大 n=0.3～0.7，密实度尚可 n=0.35～0.45，工作性较好（工艺性能）
级配范围曲线
控制点
禁区
n=0.45
Superpave级配要求
控制点 禁区
1.4.2 矿质混合料的组成设计
目的：确定矿质混合料中各档集料的比例
已知条件： ① 各档集料级配 P~d ② 设计级配范围 P~d 方法： ① 数解法 ② 图解法
粗砂：Mf ＝3.7～3.1 中砂：Mf ＝3.0～2.3 细砂：Mf ＝2.2～1.6
4）集料的颗粒形状与表面特征
⑴ 颗粒形状：蛋圆形、棱角形、针状、片状
针状：长度大于其平均粒径2.4倍的颗粒 片状：厚度小于其平均粒径0.4倍的颗粒
⑵ 表面特征：表面的粗糙程度及孔隙特征等
砾石受压
碎石受压
1.2 砂石材料的技术性能
1.2.1石料的技术性质 1.2.1.1 物理性质
物理常数 吸水性 抗冻性
石料体积组成示意图
V0 V
Vi Vn
开口孔隙
闭口孔隙 矿物实体 m0 M
Vs
mS
1.2.1石料的技术性质
1）物理常数 ⑴ 密度： ① 真实密度 t m（真实体积 vs —矿物实体体积）
混合料M
筛孔i的分计筛余/% 在混合料中的比例/%
⑵ 计算方程：
aA(i) X
aB(i) Y
aC(i) Z
aM(i) 100
X＋Y＋Z＝100 d=i时： X .aA(i) + Y .aB(i) +Z .aC(i) ＝aM(i)
(1) (2)
⑶ 确定各集料用量
步骤①： 计算A集料在矿质混合料中的用量X 确定A集料中占优势含量的粒径：由表 A集料中含量占优势粒径 i=4.75mm: aA(4.75) =49.9%
研究生-颗粒学-2颗粒几何特征.PPT课件
2.1.2 粒度分布
2、粒度分布的表示法 表征物料粒度分布常用的方法有列表法、作图法、矩值法
和函数法。
(1)列表法：是将粒度分析得到的原始数据（粒度区间、各 粒级质量、面积、颗粒数等）及由此计算的数据列成表格。
优点是通过列表能表示出各的分布情况，找出主导粒级、 各级别和全体物料的平均粒度和指定粒度的累计含量等。
Mean
dm
n
nm occurring most frequently in
d a series of observations or statistical data.
Median
Diameter at which 50% of values fall
现众次数数在最一多系的列值的或观项测目数据5或0 数据资料B中elo出w
地选择一种计算方法，只有在确定性质的基础上，计算的结 果才有实际意义，切不可随意选用。
下面列举两例来说明。
2.1.1 粒径和粒度
【例 1 】研究磨矿问题时，通常不是直接考虑颗粒的尺寸，而是和能 耗联系起来。
根据 P.R.Rittinger 磨矿功耗学说，有
E
K
1 DP
1 D0
W
式中 E—粉碎单位重量物料所需的能量；
2.1.2 粒度分布
1、粒度变量和总体数量
描述粒度特性最好的方法是查明粒群的粒度分布，它反 映了粒群中各种颗粒大小及对应的数量关系。
完整地表示颗粒群粒度分布要有两个量，即颗粒的特征 尺寸（颗粒的线性尺寸、面积、体积）和它的总数量（颗粒 的个数、面积、体积和质量），分别称为粒度变量K（size variable）和总体数量q（population quantity）。
2.1.1 粒径和粒度
第3章 集料
m5 =120 a5 =120/500=24 A5 = a1+ a2+a3+a4+a5 =75 m6 =100 a6 =100/500=20 A6 =a1+a2+a3+a4+a5+a6 =95
Mx=
A2 A3 A4 A5 A6 5 A1 19 33 51 75 95 5 5 = = 100 A1 100 5
危害：
妨碍集料与水泥之间的粘结力，降低混凝土的强度， 增大混凝土的收缩，降低混凝土的耐久性。
含量控制：详见相关国家标准
如：
天然砂含泥量、泥块含量的规定
砂中有害物质含量的规定
项 目 指 Ⅰ类 Ⅱ类 标 Ⅲ类
云母（%)（质量计）
轻物质（%)（质量计） 有机物（比色法） 硫化物及硫酸盐（SO3质量计） 氯化物（氯离子质量计）
◆ 针、片状颗粒的危害：
这些颗粒本身容易折断，含量太多，会严重降低混凝土 拌和物的和易性和3
粗集料
五、表观密度、堆积密度、空隙率 定义：
表观密度—— 堆积密度—— 空隙率—— 密实度——
与细集料相同，见书P49
意义：
表观密度≥2600kg/m3， 质量规定： 连续级配松散堆积空隙率见表3.9
如：规格为5-20的石子，最小粒径为5mm，最大粒径为20mm。
◆ 石子的粗细程度：用最大粒径(既公称粒级的上限)表示。
如:规格为5-40的石子，就比规格为5-20的石子粗。
为了节约水泥，石子的最大粒径应尽量选择较大的，但要 受到结构截面尺寸和钢筋净距等因素的限制。 《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）规定：
第3章 集料
粗细集料技指标
粗细集料技指标
1.颗粒形状和表面特性：颗粒形状和表面特性是影响混凝土性能的重
要因素。
一般来说，粗集料的颗粒应该呈块状或平面状，而不应该呈片状
或针状，表面应该光滑，无明显的裂缝和角。
细集料的颗粒形状应该规则，而不应该呈胶凝状。
2.颗粒大小和粒度分布：颗粒大小和粒度分布是影响混凝土工作性能
和强度的重要因素。
混凝土中粗、细集料的颗粒大小应该符合设计要求，
同时粒度分布应该合理，细集料应该包含合适的细砂和粉状物质。
3.空隙率和密实度：混凝土中有一定比例的空隙是不可避免的，但空
隙率和密实度的大小会影响混凝土的密实性和抗渗透性。
因此，合适的空
隙率和密实度是粗、细集料技术指标的重要内容之一
4.互相黏聚性和与水泥石粘结性：集料在混凝土中的黏聚性和与水泥
石的粘结性与混凝土的强度和耐久性密切相关。
正常情况下，集料颗粒应
该具有适度的黏聚性，能够与水泥石充分粘结。
5.吸水性和含水率：集料的吸水性和含水率对于混凝土的性能有一定
的影响。
过高的吸水性和含水率可能会导致混凝土的性能下降。
对于具体的粗、细集料技术指标要求，可以参考国家或地方的相关标准。
在实际工程中，根据混凝土的使用环境和要求，可以根据现场试验和
经验进行相应的调整和优化。
总体而言，粗、细集料的技术指标应该综合
考虑其物理性质和工程性能，以确保混凝土在使用过程中具有良好的工作
性能和耐久性。
西南科技大学考试道路建筑材料 简答题【16选4】
1、什么是集料的级配，通过什么方法确定?用那参数表示级配？级配是指集料中各种粒径颗粒的搭配比例或分布情况。
集料的级配采用筛分试验确定，其方法取一定数量的集料试样，在标准套筛上按照筛孔大小排序逐个将集料过筛。
级配参数有：分计筛余百分率、累计筛百分率、通过百分率，分计筛余百分率是指某号筛上的筛余质量占试样总质量的百分率，累计筛百分率是指某号筛的分级筛余百分率和大于该号筛的各筛分计筛余百分率之总和，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。
2、硅酸盐水泥熟料由那几种矿料组成?说明其特点（水化程度、水化热、干缩性、强度、抗腐蚀性）。
硅酸盐水泥熟料主要由硅酸三钙C3S、硅酸二钙C2S、铝酸三钙C3A、铁铝酸四钙C4AF这4种矿料组成。
硅酸三钙是硅酸盐水泥中最主要的矿物组分，是承担水硬性能的主要角色，水化产物早期强度高，且强度增进率较大。
硅酸二钙的水化速度及凝结硬化过程较为缓慢，水化热很低，对水泥后期强度起主要作用，抗化学侵蚀性高，干缩性小。
铝酸三钙遇水反应速度最快，水化热最高，但强度绝对值较小，耐化学腐蚀差，干缩性大。
铁铝酸四钙的水化速度快，水化热较高，但抗折强度和耐磨性以及耐化学侵蚀性好，干缩性小。
水化程度：铝酸三钙C3A＞硅酸三钙C3S＞铁铝酸四钙C4AF＞硅酸二钙C2S 水化热：铝酸三钙C3A＞硅酸三钙C3S＞铁铝酸四钙C4AF＞硅酸二钙C2S 干缩性：铝酸三钙C3A＞硅酸三钙C3S＞铁铝酸四钙C4AF＞硅酸二钙C2S 强度：硅酸三钙C3S＞硅酸二钙C2S＞铁铝酸四钙C4AF＞铝酸三钙C3A 抗腐蚀性：铁铝酸四钙C4AF＞硅酸三钙C3S＞硅酸二钙C2S＞铝酸三钙C3A3、水泥石腐蚀类型，防止措施？腐蚀类型：1、溶析性侵蚀（淡水分侵蚀）：是指硬化水泥石中水化物被淡水溶解并带走的一种侵蚀现象。
水泥石的各种水化物中，Ca(OH)2溶解度最大，在淡水中首先被溶出。
①水量不多、静压、无压时，Ca+很快水解饱和——溶出作用中止；②动水——不断溶析，Ca(OH)2浓度降低，导致其它水化物分解，形成碱性水化物的砼，引起整体破坏。
集料
指
标 Ⅲ类 25
项目
针片状颗粒（按质量计，%）＜
Ⅰ类 5
Ⅱ类 15
（7） 含泥量和泥块含量
泥是指砂中粒径小于0.075mm的颗粒，泥块是指粗集料原 尺寸大于4.75mm（或细集料大于1.18mm），但经水浸洗、手 捏后小于2.36mm（细集料小于0.6mm）的颗粒含量。
判定砂级配是否合格的方法：
（1）各筛上的累计筛余百分率原则上应完全处于所规定的任何一 个级配区； （2）允许有少量超出，但超出总量应小于5%； （3）4.75mm和0.6mm筛号上不允许有任何超出； （4）Ⅰ区人工砂中150μm筛孔累计筛余可放宽到100~85， Ⅱ 区人工砂中150μm筛孔累计筛余可放宽到100~80，Ⅲ区人工 砂中150μm筛孔累计筛余可放宽到100~75。
ms a Vs Vn
（2）毛体积密度——在规定条件（105℃±5℃烘干至恒重）下， 单位毛体积（包括矿质实体、闭口孔隙和开口孔隙）的质量。
ms h Vs Vn Vi
（3） 装填密度
ms Vf
① 堆积（松装）密度——集料按自由下 落方式装样 ② 振实（紧装）密度——集料振摇方式 装样 ③ 捣实密度——集料振捣方式装样
（4） 空隙率
Vi Vv n 100 1 Vf a
细集料堆积密度试验仪具示意图
（4） 粗集料骨架间隙率
粗集料颗粒间的空隙体积的百分含量，粗集料骨架间隙率的 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 架结构。
（5）细集料的棱角性 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。
集料的颗粒形状与表面特征
岩石集料的技术要求：以粗细两种类型的集料分别提出各自的技术要求。
道路建筑材料·石料与集料
最大粒径：集料的最大粒径这一概念由两个不同定义构成
集料最大粒径:指集料100%都要求通过的最小标准筛筛孔尺寸。 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。
这两个定义涉及的粒径有着明显区别，通常集料公称最大 粒径比最大粒径要小一个粒级。但在实际使用过程中、甚至在 一些书本资料上也经常不加严格区别，容易引起混淆。实际工 程中所指的最大粒径往往是指公称最大粒径，这一点在今后的 应用中要加以区分。
道路建筑材料·石料与集料
1. 沥青路面及各类基层集料用标准筛均以方孔筛为准，相应的 筛孔尺寸依次为:
集 料
粗细粒径的界限：水泥混凝土4.75mm，沥青混凝土2.36mm，大于或等于
该尺寸的颗粒为粗集料，余为细集料。 重要但又容易
最大粒径：集料最大粒径和集料公称最大粒径
引起混淆的概
念
物理性质
物理常数 集料的级配 颗粒形状和表面特征 含泥量和泥块含量
力学性质：在结构层或混合料中，粗集料起骨架作用，其性能用压碎值、 磨光值、磨耗值和冲击值等指标表示。
1-2 石料应具备哪些力学性质，采用什么指标来反映这些性质? 1-3 简述道路工程用石料的分类和分级方法? 1-4 什么是集料的装填密度?什么是松装密度?什么是紧装密度? 1-5 压碎值、磨耗值、磨光值及冲击值分别表征粗集料的什么性质，
对路面工程有何实用意义? 1-6 什么是集料的级配?如何确定集料的级配?用哪几项参数表示集料
单位(mm)
0.075 0.16 0.315 0.63 1.25 2.5
5 10 16
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
道路建筑材料·石料与集料
1. 沥青路面及各类基层集料用标准筛均以方孔筛为准，相应的 筛孔尺寸依次为:
岩石学特性
造岩矿物：具有一定化学成分和结构特性的天然化合 物或单质，简称矿物，由一种或两种以上 的矿物组成不同的岩石。
岩石分类：根据成岩条件分为－－岩浆岩、沉积岩、变质岩
常见岩石种类&岩石的酸碱性
物理学性质
物理常数：主要指石料的密度和孔隙率，此类常数能够直 接影响到石料的力学性质，也是将石料用于混 合料配合比设计的参数之一。
第一章
砂石材料
主要内容：
1 石料 2 集料 3 矿质混合料的组成设计 4 小结与习题
第一节 石 料
道路建筑材料·石料与集料
常见岩石
花岗岩
安山岩
玄武岩
石灰岩
白云岩石粉
道路建筑材料·石料与集料
石 料
定义：在建筑结构工程中，所使用的石料通常指由天然岩石经机械加 工制成的，或者由直接开采得到的具有一定形状和尺寸的石料制品。
重点：1.石料应具备哪些力学性质，采用什么指标来反映这些性质?
2.简述道路工程用石料的分类和分级方法?
第二节 集 料
道路建筑材料·石料与集料
概述：笼统的说集料就是粒状石质材料。
分类
总分类：包括天然砂、人工砂、卵石、碎石，另有工业冶金矿渣
集料形成的过程不同：分为卵石(又称砾石)和碎石 粒径大小的不同：分为粗集料和细集料
1.压碎值 指按规定的方法测得石料抵抗压碎的能力，也是集料强度的相对指
标，用以鉴定集料品质。压碎值是对石料的标准试样在标准条件下进行 加荷，测试石料被压碎后，标准筛上筛余质量的百分率。
道路建筑材料·石料与集料
石 料
力学性质：石料在工程应用中，所表现出的抗压、抗剪、抗弯拉强度的能 力，以及抵抗荷载冲击、剪切和摩擦作用的能力。实践中石料 的这一性质常用抗压强度和磨耗率两项指标来表示。
技术标准：首先根据石料所属岩石类型，将石料分成四大类——岩浆岩、 石灰岩、砂岩或片麻岩以及砾岩；再依据石料的抗压强度的高 低和磨耗率的大小将每种类型岩石划分成四个等级。
吸水性：石料吸水能力的大小，用吸水率和饱水率形式表示
抗冻性：石料在饱水状态下，能够经受反复冻结和融化而不 破坏，并不严重降低强度的能力
道路建筑材料·石料与集料
密度
物理常数
真实密度 ρt
孔隙率
吸水性
吸水率 饱水率
毛体积密度 ρ k
表观密度
ρ a
抗冻性
直接冻融法 硫酸纳法
这些物理性质具体表现，在一定程度上都与石料的孔隙率有相应的关 系。当孔隙率高，特别是与外界相通且较粗大的开口孔隙发达时，使石料 的表观密度和毛体积密度减小，相应的吸水性加大，抗冻性能变差。因此 通过石料物理指标的了解，可以在一定程度上预测石料一些工程性质的好 坏，认知石料力学性质的表现。
集 料
粗细粒径的界限：水泥混凝土4.75mm，沥青混凝土2.36mm，大于或等于
该尺寸的颗粒为粗集料，余为细集料。 重要但又容易
最大粒径：集料最大粒径和集料公称最大粒径
引起混淆的概
念
物理性质
物理常数 集料的级配 颗粒形状和表面特征 含泥量和泥块含量
力学性质：在结构层或混合料中，粗集料起骨架作用，其性能用压碎值、 磨光值、磨耗值和冲击值等指标表示。
显著的摩阻力，同时也会影响集料的施工和易性；粗糙且有吸收水泥浆 和沥青轻组分的孔隙特征的集料与结合料的粘结能力较强。
道路建筑材料·石料与集料
含泥量和泥块含量：
妨碍
存在于集料中或包裹在 降低 集料颗粒表面的泥土
影响
集料与水泥（或沥青）间的粘结能力
水泥的水化速度
限制含量
混合料的整体强度和耐久性
力学性质
75 63 53 37.5 31.5 26.5 19 16
单位(mm) 0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2
2.水泥混凝土用集料标准筛的孔径当大于或等于2.5mm时，以 圆孔筛为标准；小于2.5mm时以方孔筛为准。相应标准筛的 筛孔尺寸依次为：
100 80 63 50 40 31.5 25 20
石料和集料涉及多种密度，现将这些密度归纳在下页表中：
道路建筑材料·石料与集料
砂石材料密度概念小结
道路建筑材料·石料与集料
集料的级配：
级配是指集料中各种粒径颗粒的搭配比例或分布情况。级配对水泥 混凝土及沥青混合料的强度、稳定性及施工和易性有着显著的影响，级 配设计也是水泥混凝土和沥青混合料配合比设计的重要组成部分。
集料的颗粒形状与表面特征 ：
集料的形状和表面特征将影响集料颗粒间的内摩阻力、集料颗粒与结 合料粘结性及吸附性等方面。 1.理想集料颗粒形状是球状或立方体。不取用扁平、薄片、细长状的颗粒。
针片状颗粒的定义：最大长度与厚度之比大于3的颗粒。 2.集料表面特征指集料的粗糙程度和孔隙特征。表面粗糙的集料颗粒有较
3.装填密度：装样方法不同可为堆积密度、振实密度和捣实密度
空隙率：集料在某种装填状态下的空隙体积(含开口孔隙)占装填体积的 百分率
粗集料的骨架间隙率：通常指4.75mm以上粗集料颗粒间的空隙体积的百 分含量。其大小用于确定混合料中细集料和结合 料的数量，评价集料的骨架结构。
细集料的棱角性：由在一定条件下测定的空隙率表征。
单位(mm)
0.075 0.16 0.315 0.63 1.25 2.5
5 10 16
——返回
道路建筑材料·石料与集料
物理性质
物理常数
物理常数 集料的级配 颗粒形状和表面特征 含泥量和泥块含量
密度
1.表观密度、毛体积密度、毛体积密度与石料相应密度在概念 上相同，仅在实际的密度测定方法上有所区别。
2.表干密度：又称作饱和面干毛体积密度 ρs
岩石集料的技术要求：以粗细两种类型的集料分别提出各自的技术要求。
道路建筑材料·石料与集料
最大粒径：集料的最大粒径这一概念由两个不同定义构成
集料最大粒径:指集料100%都要求通过的最小标准筛筛孔尺寸。 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。