第三章石料與集料PPT課件

1、本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容石料的物理、力學(xué)性質(zhì)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及評價方法集料的物理、力學(xué)性質(zhì)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及評價方法礦質(zhì)混合料的級配理論、配合比設(shè)計方法第1頁/共103頁本章內(nèi)容要求本章內(nèi)容要求 理解石料與集料主要技術(shù)性能及主要評價方法與評價指標(biāo) 了解集料的級配概念和相關(guān)理論 掌握礦質(zhì)混合料的配合比設(shè)計方法第2頁/共103頁1.1.造巖礦物造巖礦物礦物具有一定化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)特征的天然化合物或單質(zhì)。主要的造巖礦物：石 英：結(jié)晶的二氧化硅,最堅硬的礦物之一長 石：結(jié)晶的鋁硅酸鹽，易風(fēng)化成高嶺土云 母：結(jié)晶的、片狀的含水鋁硅酸鹽角閃石、輝巖、橄欖石：結(jié)晶的鐵、鎂硅酸鹽方解石：結(jié)晶的碳酸鈣白云石：結(jié)晶的碳酸鈣鎂復(fù)

2、鹽黃鐵礦：結(jié)晶的二硫化鐵3.1 天然砂石材料概論第3頁/共103頁2 2、巖石的分類（、巖石的分類（根據(jù)生成條件，按地質(zhì)分類法）根據(jù)生成條件，按地質(zhì)分類法）( (1)1)巖漿巖（又稱火成巖巖漿巖（又稱火成巖 ）深成巖深成巖 如：花崗巖、正長巖、輝長巖如：花崗巖、正長巖、輝長巖噴出巖噴出巖 如：玄武巖、安山巖、輝綠巖如：玄武巖、安山巖、輝綠巖(2)(2)沉積巖沉積巖碎屑巖碎屑巖粘土巖粘土巖化學(xué)沉積巖化學(xué)沉積巖 生物沉積巖生物沉積巖(3)(3)變質(zhì)巖變質(zhì)巖 如：片麻巖（由花崗巖變質(zhì)而成）如：片麻巖（由花崗巖變質(zhì)而成）第4頁/共103頁巖石巖石種類種類常用巖石常用巖石特特 點點用用 途途巖漿巖巖漿巖

3、花崗巖花崗巖 表觀密度表觀密度2500-2800Kg/m32500-2800Kg/m3、抗壓強度抗壓強度120-250MPa120-250MPa、孔隙、孔隙率小、吸水率低、耐磨性好、率小、吸水率低、耐磨性好、耐久性高、呈灰白色耐久性高、呈灰白色 建筑物基礎(chǔ)、閘建筑物基礎(chǔ)、閘壩、臺階、勒腳、壩、臺階、勒腳、路面、混凝土骨路面、混凝土骨料、設(shè)備襯里料、設(shè)備襯里輝率巖輝率巖 表觀密度表觀密度2900-3300Kg/m32900-3300Kg/m3、抗壓強度抗壓強度200-350MPa200-350MPa、有較、有較高的耐酸性、韌性、抗風(fēng)化高的耐酸性、韌性、抗風(fēng)化性好、呈綠色性好、呈綠色 飾面材料、混

4、凝飾面材料、混凝土骨料、化工設(shè)土骨料、化工設(shè)備襯里備襯里玄武巖玄武巖 表觀密度表觀密度2900-3300Kg/m32900-3300Kg/m3、抗壓強度抗壓強度250-500MPa250-500MPa、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)細密、強度高、硬度大、顏細密、強度高、硬度大、顏色較深色較深 高強混凝土骨料、高強混凝土骨料、道路路面道路路面第5頁/共103頁沉積巖沉積巖石灰?guī)r石灰?guī)r 表觀密度表觀密度2600-2600-2800Kg/m32800Kg/m3、抗壓強、抗壓強度度80-160MPa80-160MPa、孔隙、孔隙率和吸水率大，耐久率和吸水率大，耐久性差、呈灰白色性差、呈灰白色 砌筑基礎(chǔ)、橋墩、砌筑基礎(chǔ)、橋

5、墩、墻身、階石及路面、墻身、階石及路面、混凝土骨料、生產(chǎn)混凝土骨料、生產(chǎn)石灰和水泥原料石灰和水泥原料砂砂 巖巖 由直徑由直徑0.1-0.2mm0.1-0.2mm砂粒砂粒經(jīng)天然膠結(jié)而成，性經(jīng)天然膠結(jié)而成，性能波動大、抗壓強度能波動大、抗壓強度5-200MPa5-200MPa，有灰黃褐，有灰黃褐色、白色色、白色 建筑物基礎(chǔ)、勒腳、建筑物基礎(chǔ)、勒腳、墻身、襯面、踏步墻身、襯面、踏步第6頁/共103頁變質(zhì)巖變質(zhì)巖大理巖大理巖 表觀密度表觀密度2600-2700Kg/m32600-2700Kg/m3，抗壓強度抗壓強度100-310MPa100-310MPa，質(zhì)，質(zhì)地致密而硬度大，容易加地致密而硬度大，容

6、易加工，有雪白、灰、綠、黑、工，有雪白、灰、綠、黑、玫瑰、粉紅、黃、紅色玫瑰、粉紅、黃、紅色 地面、墻面、柱面、地面、墻面、柱面、柜臺、欄桿、踏步柜臺、欄桿、踏步 石英巖石英巖 由硅質(zhì)砂巖變質(zhì)而成，結(jié)構(gòu)由硅質(zhì)砂巖變質(zhì)而成，結(jié)構(gòu)均勻致密，抗壓強度均勻致密，抗壓強度250-250-400MPa,400MPa,耐久性能好，硬度耐久性能好，硬度高、加工困難高、加工困難 建筑物基礎(chǔ)、勒腳、建筑物基礎(chǔ)、勒腳、欄桿、踏步，可作欄桿、踏步，可作耐酸材料、耐火材耐酸材料、耐火材料和玻璃的原料料和玻璃的原料片麻巖片麻巖 由花崗巖變質(zhì)而成，垂直于由花崗巖變質(zhì)而成，垂直于片理的抗壓強度為片理的抗壓強度為120-120

7、-250MPa250MPa，沿片理易于開采，沿片理易于開采和加工，易風(fēng)化和加工，易風(fēng)化 碎石、塊石、人行碎石、塊石、人行道石板道石板第7頁/共103頁3 3、石料的主要化學(xué)組成、石料的主要化學(xué)組成 （1）巖石的化學(xué)組成通常以巖石的化學(xué)組成通常以氧化物氧化物的形式給出。的形式給出。 （氧化硅、氧化鈣、氧化鐵、氧化鋁、氧化鎂等）（氧化硅、氧化鈣、氧化鐵、氧化鋁、氧化鎂等） （2 2）石料的酸堿性）石料的酸堿性 根據(jù)根據(jù)SiOSiO2 2含量分為：含量分為： 酸性石料酸性石料 S Si iO O2 2 65% 65% 中性石料中性石料 52% S52% Si iO O2 2 65% 65% 堿性石料

8、堿性石料 S Si iO O2 252%52%第8頁/共103頁3.2 冶金礦渣材料1.1.礦渣的主要化學(xué)成分及活性礦渣的主要化學(xué)成分及活性 高爐礦渣高爐礦渣中主要化學(xué)成分：中主要化學(xué)成分： 酸性酸性氧化物（氧化物（SiOSiO2 2、FeFe2 2O O3 3等）等） 堿性堿性氧化物（氧化物（CaOCaO、MgOMgO等）等） 中性氧化物（中性氧化物（AlAl2 2O O3 3） 硫化物（硫化物（CaSCaS等）等） 第9頁/共103頁1.1.礦渣的主要化學(xué)成分及活性礦渣的主要化學(xué)成分及活性礦渣的活性礦渣的活性其與水、某堿性溶液或硫酸鹽溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)。其與水、某堿性溶液或硫酸鹽溶液發(fā)

9、生化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)。堿性系數(shù)堿性系數(shù)MoMo礦渣化學(xué)成分中堿性氧化物與酸性氧化物之比值礦渣化學(xué)成分中堿性氧化物與酸性氧化物之比值MoMo，稱之為堿性系，稱之為堿性系數(shù)。數(shù)。 MoMo1 1表示堿性氧化物多于酸性氧化物，該礦渣稱之為：堿性礦渣；表示堿性氧化物多于酸性氧化物，該礦渣稱之為：堿性礦渣； Mo=1Mo=1表示堿性氧化物等于酸性氧化物，該礦渣稱之為：中性礦渣；表示堿性氧化物等于酸性氧化物，該礦渣稱之為：中性礦渣； MoMo1 1表示堿性氧化物少于酸性氧化物，該礦渣稱之為：酸性礦渣表示堿性氧化物少于酸性氧化物，該礦渣稱之為：酸性礦渣用化學(xué)成分分析來評定礦渣的質(zhì)量是評定礦渣的主要方法用化學(xué)成分

10、分析來評定礦渣的質(zhì)量是評定礦渣的主要方法. .我國國家標(biāo)準(zhǔn)（我國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T203GB/T203）規(guī)定高爐礦渣規(guī)定高爐礦渣質(zhì)量系數(shù)質(zhì)量系數(shù)K K如下：如下： 式中：各氧化物表示其質(zhì)量百分數(shù)含量。式中：各氧化物表示其質(zhì)量百分數(shù)含量。 質(zhì)量系數(shù)質(zhì)量系數(shù)K K反映了礦渣中活性組份與低活性、非活性組份之間的比例關(guān)系，質(zhì)量反映了礦渣中活性組份與低活性、非活性組份之間的比例關(guān)系，質(zhì)量系數(shù)系數(shù)K K值越大，礦渣活性越高。值越大，礦渣活性越高。 第10頁/共103頁2.2.礦渣集料的技術(shù)特性礦渣集料的技術(shù)特性 ）物理力學(xué)特性受冷卻加工方式的影響）化學(xué)穩(wěn)定性主要是礦渣中的某些成分與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致體積

11、變化 a)游離的氧化鈣（f-Cao）的消解通常f-Cao含量小于時方可應(yīng)用于路面結(jié)構(gòu)中。 b)鐵和錳分解第11頁/共103頁3.3 砂石材料的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1 1、砂石材料的技術(shù)性質(zhì)、砂石材料的技術(shù)性質(zhì) 物理性質(zhì)物理性質(zhì) 力學(xué)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)第12頁/共103頁礦質(zhì)實體礦質(zhì)實體閉口孔隙閉口孔隙開口孔隙開口孔隙石 材 的 結(jié) 構(gòu)礦質(zhì)實體m0msMViVnVsV0V石料結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與體積關(guān)系示意圖 閉口孔隙開口孔隙1 1、砂石材料的技術(shù)性質(zhì)、砂石材料的技術(shù)性質(zhì) 物理性質(zhì)（物理性質(zhì)（物理常數(shù)、吸水性、抗凍性物理常數(shù)、吸水性、抗凍性） 第13頁/共103頁物理常數(shù)（1）密度 在規(guī)定條件

12、下，烘干石料礦質(zhì)實體單位體積的質(zhì)量。 真實密度、表觀密度、毛體積密度真實密度、表觀密度、毛體積密度可以預(yù)測巖石的有關(guān)物理和力學(xué)性質(zhì)。在混合料組成設(shè)計計算時，是重要的原始資料第14頁/共103頁不含孔隙的礦質(zhì)實體的體積 a.a. 真實密度真實密度t t 指石料在規(guī)定的條件（指石料在規(guī)定的條件（10510555下烘干至恒重，下烘干至恒重，冷卻至冷卻至2020）下，單位真實體積的質(zhì)量。）下，單位真實體積的質(zhì)量。 t t =m =ms s/V/Vs s 式中：式中：t t石料的真實密度（石料的真實密度（g/cmg/cm3 3）；）； m ms s石料礦質(zhì)實體的質(zhì)量（石料礦質(zhì)實體的質(zhì)量（g g）；）；

13、V Vs s石料礦質(zhì)實體的體積（石料礦質(zhì)實體的體積（cmcm3 3）。）。第15頁/共103頁b b、表觀密度（視密度）、表觀密度（視密度） 指指在規(guī)定條件下，烘干石料單位表觀體積的質(zhì)量，在規(guī)定條件下，烘干石料單位表觀體積的質(zhì)量， 式中：式中：a a石料的表觀密度，石料的表觀密度，； s s、s s意義同前；意義同前；m m1 1試樣在水中的質(zhì)量試樣在水中的質(zhì)量 n n石料閉口孔隙的體積，石料閉口孔隙的體積，。VVmnssawssammm)(1或或礦質(zhì)實體體積礦質(zhì)實體體積+閉閉口孔隙體積口孔隙體積第16頁/共103頁 c. c.毛體積密度毛體積密度h h 指石料在規(guī)定的條件下，單位毛體積的質(zhì)量

14、。 式中： h 石料的毛體積密度（g/cm3）； ms石料礦質(zhì)實體的質(zhì)量（g）； Vs石料礦質(zhì)實體的體積（cm3）; Vi石料開口孔隙的體積（cm3）; Vn石料閉口孔隙的體積（cm3）。insShVVVm表觀體積+開口孔隙體積第17頁/共103頁（2 2）材料的孔隙率）材料的孔隙率 l孔隙率定義：指材料內(nèi)部所有孔隙體積占材料總體積的百分率。公式：%100)1(%1000thinVVVn開口孔隙和閉口孔隙第18頁/共103頁2.2.吸水性吸水性 吸水性石料在水中吸收水分的能力，采用吸水率和飽水率兩項指標(biāo)來表征。 (1)吸水率 在常溫（202）常壓下，石料試件吸水飽和時吸收水的質(zhì)量占干燥質(zhì)量的百

15、分率。 式中：Wx石料的吸水率（%）； m1石料試件烘干至恒重時的質(zhì)量（g）； m2石料試件吸水至恒重時的質(zhì)量（g）。100112mmmWx第19頁/共103頁 (2)(2) 飽水率：飽水率： 在在常溫常溫（202022）真空真空（殘壓（殘壓2.67kPa2.67kPa）條件下，石料）條件下，石料試件吸水飽和時吸收水的質(zhì)量占干燥質(zhì)量的百分率。試件吸水飽和時吸收水的質(zhì)量占干燥質(zhì)量的百分率。 在常壓時，水分并非充滿孔隙。當(dāng)抽真空后，內(nèi)部空氣基本在常壓時，水分并非充滿孔隙。當(dāng)抽真空后，內(nèi)部空氣基本被排除，被排除，水充滿孔隙水充滿孔隙。 飽水率更能有效地反映巖石微裂紋的發(fā)育程度，可用來判斷飽水率更能有

16、效地反映巖石微裂紋的發(fā)育程度，可用來判斷巖石的巖石的抗凍和抗風(fēng)化抗凍和抗風(fēng)化等性能。等性能。第20頁/共103頁3.耐候性 自然因素導(dǎo)致石料結(jié)構(gòu)的破壞：首先是溫度的升降，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力而引起石料的破壞，其次是石料在潮濕條件下，受到正、負氣溫的交替凍融作用，引起石料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的破壞。在大多數(shù)地區(qū)，后者即抗凍性占主導(dǎo)地位。第21頁/共103頁 抗凍性：材料在含水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍溶循環(huán)作用而不抗凍性：材料在含水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍溶循環(huán)作用而不破壞，強度也不顯著降低的性質(zhì)。破壞，強度也不顯著降低的性質(zhì)。 機理：當(dāng)石料的開口孔隙大部分充滿水時，在達到機理：當(dāng)石料的開口孔隙大部分充滿水時，在達到0

17、0以后，以后，由于孔隙中的水結(jié)冰而移動困難，同時體積膨脹，從而對孔由于孔隙中的水結(jié)冰而移動困難，同時體積膨脹，從而對孔壁施加張應(yīng)力，在多次凍融循環(huán)后，石料就會逐漸產(chǎn)生裂縫、壁施加張應(yīng)力，在多次凍融循環(huán)后，石料就會逐漸產(chǎn)生裂縫、掉邊、缺角或表面松散等破壞現(xiàn)象。掉邊、缺角或表面松散等破壞現(xiàn)象。第22頁/共103頁第23頁/共103頁 直接凍融法直接凍融法 將試件放入烘箱（將試件放入烘箱（10510555）烘至恒重，冷卻后稱其）烘至恒重，冷卻后稱其質(zhì)量，試件浸水至吸水飽和，然后取出擦去表面水分，置于冰質(zhì)量，試件浸水至吸水飽和，然后取出擦去表面水分，置于冰箱（箱（1515）凍結(jié)，然后取出放入）凍結(jié)，然

18、后取出放入202055的水中的水中4 4，然后進行下一次凍融循環(huán)，反復(fù)至規(guī)定次數(shù)為止，并然后進行下一次凍融循環(huán)，反復(fù)至規(guī)定次數(shù)為止，并檢查試件檢查試件是否有是否有無無剝落、裂縫、分層及掉邊剝落、裂縫、分層及掉邊等等現(xiàn)象，現(xiàn)象，再烘干至恒重，并再烘干至恒重，并稱其質(zhì)量。稱其質(zhì)量。 凍融次數(shù)規(guī)定：在嚴寒地區(qū)（最冷月的月平均氣溫低于凍融次數(shù)規(guī)定：在嚴寒地區(qū)（最冷月的月平均氣溫低于 -15-15）為）為2525次；在寒冷地區(qū)（最冷月的月平均氣溫低于次；在寒冷地區(qū)（最冷月的月平均氣溫低于-15-15 -5-5）為）為1515次。次。第24頁/共103頁 a.質(zhì)量損失率和抗凍系數(shù) fr 試件凍融后的質(zhì)量損

19、失率和耐凍系數(shù)，； 試驗前烘干試件的質(zhì)量，； 試驗后烘干試件的質(zhì)量，。 R2 經(jīng)凍融循環(huán)后的試件飽水抗壓強度，MPa； R1 未經(jīng)凍融試驗的試件飽水抗壓強度，MPa。100mmmQ121fr10012RRK第25頁/共103頁 公路工程，一般要求石料的耐凍系數(shù)大于0.75；質(zhì)量損失率不大于。同時，試件應(yīng)無明顯缺損（包括剝落、裂縫和邊角損壞等情況）。 橋梁工程石料，對一月份平均氣溫低于-10的地區(qū)，要進行抗凍性試驗。第26頁/共103頁 ）硫酸鈉堅固性法 將試件烘干后置于飽和硫酸鈉溶液中20h后，再放入105110的烘箱中4h，完成第一個循環(huán)，待試樣冷卻后再開始第二個循環(huán)，浸泡和烘干時間變?yōu)?h

20、，完成5次循環(huán)后，看試件是否破壞，將試件洗凈烘干至恒重，稱其質(zhì)量，算出質(zhì)量損失率。吸水率大于吸水率大于5 5時，時，石料的抗凍性變差石料的抗凍性變差。第27頁/共103頁 試驗原理： 硫酸鈉飽和溶液浸入石料孔隙后，經(jīng)烘干，硫酸鈉結(jié)晶同時體積發(fā)生膨脹，產(chǎn)生有如水結(jié)凍相似的作用，使石料孔隙周壁受到張應(yīng)力，經(jīng)過多次循環(huán)，引起石料破壞。 無條件做抗凍性無條件做抗凍性時時，可采用此法，可采用此法第28頁/共103頁表表1-11-1橋涵用石料抗凍性指標(biāo)橋涵用石料抗凍性指標(biāo)結(jié)構(gòu)物部位凍融循環(huán)次數(shù)大、中橋小橋及涵洞鑲面的或表面層的石料5025第29頁/共103頁三、石料的力學(xué)性質(zhì)三、石料的力學(xué)性質(zhì) 抗壓強度抗

21、壓強度 （）公路工程（）公路工程 一般僅采用單軸抗壓強度試驗，每組一般僅采用單軸抗壓強度試驗，每組6 6個試件。個試件。 a a、建筑地基采用圓柱體試件，直徑為、建筑地基采用圓柱體試件，直徑為50mm50mm2mm2mm、高、高/ /徑徑=2=2。 b b、橋梁工程采用立方體試件，邊長為、橋梁工程采用立方體試件，邊長為70mm70mm2mm2mm。 c c、路面工程采用圓柱體或立方體試件，其直徑或邊長和高均、路面工程采用圓柱體或立方體試件，其直徑或邊長和高均為為50mm50mm2mm2mm。注：作邊坡驗算要進行三軸抗壓強度試驗HDRRe/278非標(biāo)準(zhǔn)圓柱體試件，測得抗壓強度值按右式轉(zhuǎn)換第30頁

22、/共103頁 公式： 式中： fsc 石料的抗壓強度，MPa； Fmax試件極限破壞時的荷載，N； 試件的截面積，mm。AFfscmax第31頁/共103頁 （）橋梁工程 橋用石料以抗壓強度為基準(zhǔn)，其他力學(xué)指標(biāo)（如抗拉強度、抗剪強度、抗彎強度等）一般可采用與抗壓強度的大約比值。 抗壓強度試驗是采用邊長為702mm的正方體試件，經(jīng)吸水飽和后，進行單軸抗壓強度試驗。 公式： 0maxAFfqsc第32頁/共103頁 影響石料抗壓強度的主要因素： 材料的組成 孔 隙 率 含 水 率 溫 度 試件尺寸 加荷速度強度第33頁/共103頁 、磨耗率 石料的磨耗率是指石料抵抗沖擊、剪力和摩擦等聯(lián)合作用的能力

23、，可采用洛杉磯試驗法或狄法爾試驗法測定，以質(zhì)量損失百分率來評價。第34頁/共103頁 a.洛杉磯磨耗試驗法 采用洛杉磯（或擱板）式磨耗試驗機。是將石料試樣洗凈烘干，稱出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的級配石料，連同鋼球一起放在洛杉磯磨耗機，以3033/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動500轉(zhuǎn)后。過2mm圓孔篩或1.7mm方孔篩，將篩子上的試樣洗凈烘干，稱其質(zhì)量。計算出質(zhì)量損失百分率。 公式：%100121mmmQ磨第35頁/共103頁 b.狄法爾試驗法 將石料破碎后過篩，選出5075mm的試樣502塊，共約5kg，分兩份，分別洗凈烘干，裝入狄法爾磨耗機的兩圓筒中，以3033r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動10000轉(zhuǎn)，通過2mm篩孔（碎石)或

24、2.5mm篩孔（礫石），計算質(zhì)量損失百分率。第36頁/共103頁 兩種方法的比較：兩種方法的比較： 狄法爾法采用狄法爾法采用單一粒徑單一粒徑，而洛杉磯法采用，而洛杉磯法采用不同的級配不同的級配，更能反映實際情況，所，更能反映實際情況，所以一般以以一般以洛杉磯試驗法為準(zhǔn)洛杉磯試驗法為準(zhǔn)。 注：這兩種方法與道路實際經(jīng)受的磨耗還有很大差別。需用的道瑞法進一步驗證。注：這兩種方法與道路實際經(jīng)受的磨耗還有很大差別。需用的道瑞法進一步驗證。第37頁/共103頁四、化學(xué)性質(zhì)四、化學(xué)性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)：石料的礦物組分與周圍物質(zhì)進行化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)性質(zhì)：石料的礦物組分與周圍物質(zhì)進行化學(xué)反應(yīng)或在外界物質(zhì)影響下保持其組成

25、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的能力。在外界物質(zhì)影響下保持其組成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的能力。 52%65%65%： 酸性石料酸性石料 與瀝青與瀝青粘附性差粘附性差 為保證瀝青混合料的強度，應(yīng)優(yōu)先考慮采用堿性巖為保證瀝青混合料的強度，應(yīng)優(yōu)先考慮采用堿性巖石，當(dāng)必須采用石，當(dāng)必須采用酸性酸性巖石時，可摻加巖石時，可摻加抗剝劑抗剝劑以提高瀝青以提高瀝青與巖石的粘附性。與巖石的粘附性。第38頁/共103頁 瀝青與石料的粘附性瀝青與石料的粘附性（1 1）粘附機理（見圖）粘附機理（見圖3.83.8）潤濕理論潤濕理論W=sb+bw-swsb-sw-bwcos=0sb=sw+bwcosW=bw(1+cos)瀝青的性質(zhì)：瀝青的稠度、瀝青中極性物

26、質(zhì)含量（如瀝青酸和及其酸酐）。隨著瀝青的稠度和瀝青酸含量增加，瀝青與石料粘附性增強。第39頁/共103頁瀝青與礦料在界面上的交互作用瀝青與礦料在界面上的交互作用 瀝青與礦料界面交互作用示意圖瀝青與礦料界面交互作用示意圖第40頁/共103頁 瀝青與石料的粘附性瀝青與石料的粘附性（2 2）粘附性評價方法）粘附性評價方法 水煮法水煮法和和水浸法水浸法根據(jù)最大粒徑?jīng)Q定根據(jù)最大粒徑?jīng)Q定（3 3）石料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）石料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第41頁/共103頁1 1集料分類集料分類（1）來源：天然砂、人工砂、卵石、碎石、工業(yè)冶金礦渣。（2）加工過程：卵石（又稱礫石）和碎石；（3）粒徑：粗集料和細集料2 2粗細集料粒徑的

27、界限粗細集料粒徑的界限 4.75mm為粗集料 4.75mm為細集料。3.4 集料的技術(shù)性質(zhì) 第42頁/共103頁 3 3最大粒徑最大粒徑 （1）集料最大粒徑：指集料全部通過的最小標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔尺寸。 （2）集料公稱最大粒徑:指集料有10%篩余的最小標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔尺寸。工程中所指的最大粒徑工程中所指的最大粒徑一般指公稱最大粒徑一般指公稱最大粒徑第43頁/共103頁集料結(jié)構(gòu)示意圖集料結(jié)構(gòu)示意圖集料體積與質(zhì)量關(guān)系示意圖空隙開口孔隙閉口孔隙礦質(zhì)實體VvViVnVsVoVmomsM第44頁/共103頁1.1.物理常數(shù)物理常數(shù) （1）表觀密度(視密度)：在規(guī)定條件（1055)下烘干至恒重，單位表觀體積的質(zhì)量。式中

28、：a集料的表觀密度（g/cm3）； ms集料礦質(zhì)實體的質(zhì)量（g）； Vs集料礦質(zhì)實體的體積（cm3）； Vn集料閉口孔隙的體積（cm3）。nssaVVm礦質(zhì)實體+閉口孔隙第45頁/共103頁（2）毛體積密度h 定義：集料在規(guī)定的條件下，單位毛體積的質(zhì)量。 式中：h 集料的毛體積密度（g/cm3）； ms集料礦質(zhì)實體的質(zhì)量（g）； Vs集料礦質(zhì)實體的體積（cm3）; Vi 、Vn集料開、閉口孔隙的體積（cm3）;insShVVVm礦質(zhì)實體礦質(zhì)實體+ +開口開口+ +閉口孔隙閉口孔隙第46頁/共103頁測定方法：測定方法：a a（靜水天平法）（靜水天平法） ：將已知質(zhì)量的干燥粗集料裝在：將已知質(zhì)量

29、的干燥粗集料裝在金屬吊籃中浸水金屬吊籃中浸水24h24h，使之吸水飽和，然后在靜水天，使之吸水飽和，然后在靜水天平上稱出粗集料在水中的質(zhì)量，按排水法可計算出平上稱出粗集料在水中的質(zhì)量，按排水法可計算出包括閉口孔隙在內(nèi)的體積。包括閉口孔隙在內(nèi)的體積。h h：將已知質(zhì)量的干燥集料經(jīng)：將已知質(zhì)量的干燥集料經(jīng)24h24h飽水后，用濕毛巾飽水后，用濕毛巾擦干而求得飽和面干質(zhì)量，然后用排水法求得在水擦干而求得飽和面干質(zhì)量，然后用排水法求得在水中的質(zhì)量，按此測得集料質(zhì)量和飽和面干體積。中的質(zhì)量，按此測得集料質(zhì)量和飽和面干體積。第47頁/共103頁3）堆積密度：指烘干集料顆粒之間單位填充體積的質(zhì)量。式中：集料

30、的堆積密度（g/cm3）； ms集料礦質(zhì)實體的質(zhì)量（g）； Vs集料礦質(zhì)實體的體積（cm3）； Vn集料閉口孔隙的體積（cm3）； Vi集料開口孔隙的體積（cm3）； VV集料空隙的體積（cm3）。 測定方法：容積升（容量筒） vinssVVVVm礦質(zhì)實體礦質(zhì)實體+ +開開/ /閉口孔閉口孔隙隙+ +顆粒間的空隙顆粒間的空隙第48頁/共103頁 堆積密度分為堆積密度分為自然堆積密度自然堆積密度，震實密度震實密度和和搗實密度搗實密度。 自然堆積密度（又稱松裝密度）：以自由落入方式堆積所測自然堆積密度（又稱松裝密度）：以自由落入方式堆積所測的密度。的密度。 震實密度：將集料分三層裝入，在容器底部放

31、一根直徑震實密度：將集料分三層裝入，在容器底部放一根直徑25mm25mm的鋼筋（每次鋼筋的位置垂直），每裝一層，將容器左的鋼筋（每次鋼筋的位置垂直），每裝一層，將容器左右交替顛擊地面右交替顛擊地面2525下。（水泥混凝土下。（水泥混凝土) ) 搗實密度：將集料分裝三層，每層用搗棒搗搗實密度：將集料分裝三層，每層用搗棒搗2525下。下。( (瀝青混瀝青混合料）合料）第49頁/共103頁（2 2）空隙率）空隙率 定義：集料在自然堆積下空隙的體積（或緊密堆積）占總體積的百分率。反映集料顆粒間相互填充程度。 式中：式中：集料的堆積密度或緊裝密度（集料的堆積密度或緊裝密度（g/cmg/cm3 3）；）；

32、 a a集料的表觀密度（集料的表觀密度（g/cmg/cm3 3）；）； V Vi i集料開口孔隙的體積（集料開口孔隙的體積（cmcm3 3）；）； V VV V集料空隙的體積（集料空隙的體積（cmcm3 3）；）； V V集料的總體積（集料的總體積（cmcm3 3）。）。%100)1 (aViVVVn第50頁/共103頁（3 3）粗集料骨架間隙率）粗集料骨架間隙率 定義：指粗集料在搗實狀態(tài)下顆粒間的空隙體積所占的百分率。用來確定混合料中細集料和結(jié)合料的數(shù)量，評價集料的骨架結(jié)構(gòu)。 c粗集料的堆積密度（g/cm3）， b粗集料的毛體積密度（g/cm3）； 100)1 (bcDRCVCA第51頁/共

33、103頁4. 4. 含泥量和泥塊含量含泥量和泥塊含量（1）含泥量與石粉含量 含泥量指集料中粒徑小于0.075mm的顆粒含量； 石粉含量指人工砂中小于0.075mm的顆粒含量。 利用篩洗法，按照（3.24）式計算a)砂當(dāng)量SE（JTJ 058 T0344-1994）用于測定細集料中所含粘土及雜質(zhì)含量，判斷集料的潔凈程度。 b)甲基藍MB值用于判別人工砂中小于0.075mm顆粒含量主要是泥土還是石粉第52頁/共103頁（2 2）泥塊含量）泥塊含量泥塊含量指粗集料中原尺寸大于4.75mm（細集料中1.18 mm），但經(jīng)水浸洗手捏后小于2.36mm(細集料中0.6mm)的顆粒含量.按照(3.26)計算

34、集料中的泥塊主要以三種類型存在：由純泥組成的團塊；由砂、石屑與泥組成的團快；包裹在集料顆粒表面的泥。第53頁/共103頁二二. .力學(xué)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì) 1、粗集料壓碎性：集料在連續(xù) 荷載下，抵抗壓碎的能力。用壓碎值表示。 瀝青路面用粗集料的壓碎值 將9.5mm13.2mm集料試樣3kg，三層裝入三層裝入（每層搗實25下）壓碎值測定儀的鋼質(zhì)圓筒內(nèi)，放在壓力機上，在10min內(nèi)均勻地加荷至400kN，穩(wěn)壓5s然后卸載，稱其通過2.36mm的篩余質(zhì)量。第54頁/共103頁 水泥混凝土用粗集料的壓碎值水泥混凝土用粗集料的壓碎值 將將9.5mm9.5mm19.5mm19.5mm集料試樣集料試樣3kg3kg，

35、兩層裝入兩層裝入（每層顛擊25次）壓碎值測定儀的鋼質(zhì)圓筒內(nèi)，放在壓力機上，在壓碎值測定儀的鋼質(zhì)圓筒內(nèi)，放在壓力機上，在3min3min5min5min均勻地加荷至均勻地加荷至200kN200kN，穩(wěn)定荷載，穩(wěn)定荷載5s5s，稱其通過，稱其通過2.36mm2.36mm的篩余質(zhì)量。的篩余質(zhì)量。 式中：式中：m m1 1-試驗后篩余的試樣質(zhì)量。試驗后篩余的試樣質(zhì)量。 m m0 0-試驗前試樣質(zhì)量。試驗前試樣質(zhì)量。100010mmmQa第55頁/共103頁 2、粗集料磨光值（粗集料磨光值（PSVPSV） 經(jīng)過一段時間的車輛荷載作用后，公路最后向經(jīng)過一段時間的車輛荷載作用后，公路最后向汽車提供汽車提供抗

36、滑能力是以粗集料抗滑能力是以粗集料為主。所以，必須檢測為主。所以，必須檢測粗集料磨光值。粗集料磨光值。 粗集料磨光值反映集料抵抗粗集料磨光值反映集料抵抗輪胎磨光輪胎磨光作用的能力作用的能力即即抗滑性抗滑性，以石料被磨光后的磨擦系數(shù)表示。，以石料被磨光后的磨擦系數(shù)表示。 第56頁/共103頁擺式摩擦系數(shù)測定儀 取取9.5mm-13.2mm9.5mm-13.2mm的干燥石料顆粒的干燥石料顆粒單層緊密單層緊密并排列在試并排列在試模中，用環(huán)氧樹脂砂漿固定，制成試件，經(jīng)養(yǎng)護拆模，安裝模中，用環(huán)氧樹脂砂漿固定，制成試件，經(jīng)養(yǎng)護拆模，安裝在在道路輪道路輪上，按照規(guī)定先用上，按照規(guī)定先用3030號金剛砂對試件

37、磨蝕號金剛砂對試件磨蝕3h3h，再用，再用280280號金剛砂磨蝕號金剛砂磨蝕3h3h，然后用擺式摩擦系數(shù)測定儀測定試件，然后用擺式摩擦系數(shù)測定儀測定試件的摩擦系數(shù)的摩擦系數(shù)PSVPSVrara PSV PSVPSVPSVrara4949PSVPSVbrabra PSV PSVbrabra試件未打磨時的摩擦系數(shù)試件未打磨時的摩擦系數(shù) 粗集料磨光值愈高，表示其粗集料粗集料磨光值愈高，表示其粗集料 在車輪作用下其在車輪作用下其抗滑性抗滑性愈好。愈好。 高速公路、一級公路高速公路、一級公路PSV42PSV42， 其它公路其它公路PSV35PSV35。第57頁/共103頁 3 3）集料沖擊值（）集料沖

38、擊值（LSVLSV）：）： 反映集料抵抗多次反映集料抵抗多次重復(fù)荷載重復(fù)荷載作用的能力（抗沖擊韌性），可作用的能力（抗沖擊韌性），可采用沖擊試驗儀測定。采用沖擊試驗儀測定。 粗集料沖擊值試驗用以測定粗集料沖擊值試驗用以測定路面路面用粗集料抗沖擊的性能，以用粗集料抗沖擊的性能，以擊碎后小于擊碎后小于2.36mm2.36mm部分的質(zhì)量百分率表示。部分的質(zhì)量百分率表示。第58頁/共103頁 沖擊試驗沖擊試驗 選取選取9.5mm-13.2mm9.5mm-13.2mm的集料試樣，分三層裝于沖擊值試驗儀的盛的集料試樣，分三層裝于沖擊值試驗儀的盛樣器中，每層用搗桿搗實樣器中，每層用搗桿搗實2525次使其初步

39、壓實，然后用質(zhì)量為次使其初步壓實，然后用質(zhì)量為（13.7513.750.050.05）kgkg沖擊錘，沿導(dǎo)桿自沖擊錘，沿導(dǎo)桿自380mm380mm5mm5mm處處自由落下錘擊自由落下錘擊集料，集料，并連續(xù)錘擊并連續(xù)錘擊1515次，最后將試驗后的集料在次，最后將試驗后的集料在2.36mm2.36mm的篩上篩分的篩上篩分并稱量。沖擊值：并稱量。沖擊值：式中：式中：LSV- LSV- 粗集料的沖擊值（粗集料的沖擊值（% %）; ; m- m- 試樣總質(zhì)量（試樣總質(zhì)量（g g）；）； m m1 1-試驗后通過試驗后通過2.36mm2.36mm的試樣質(zhì)量（的試樣質(zhì)量（g g）。1001mmLSV第59頁

40、/共103頁4 4）集料磨耗值（）集料磨耗值（AAVAAV） 用于評定抗滑表層的集料抵抗車輪用于評定抗滑表層的集料抵抗車輪撞擊及磨耗撞擊及磨耗的能力。的能力。 將圓孔篩粒徑為將圓孔篩粒徑為10mm10mm15mm15mm（或方孔篩為（或方孔篩為9.5mm9.5mm13.2mm13.2mm）的集料單層緊密排列，用環(huán)氧樹脂砂漿固定，養(yǎng)護的集料單層緊密排列，用環(huán)氧樹脂砂漿固定，養(yǎng)護2424后，然后后，然后用道瑞磨耗機以用道瑞磨耗機以282830r/min30r/min的轉(zhuǎn)速磨的轉(zhuǎn)速磨500500圈圈, ,測出試驗前后的質(zhì)測出試驗前后的質(zhì)量損失，粗集料磨耗值按下式計算量損失，粗集料磨耗值按下式計算 式

41、中：式中：AAV-AAV-集料道瑞磨耗值集料道瑞磨耗值, , m m1 1-磨耗前試驗件的質(zhì)量（磨耗前試驗件的質(zhì)量（g g）, , m m2 2-磨耗后試件的質(zhì)量（磨耗后試件的質(zhì)量（g g）, , s s-集料表干密度集料表干密度（g/cmg/cm3 3）。）。 smmAAV)(321第60頁/共103頁 粗集料磨耗值愈高，表示集料耐磨性愈高。高速公路、一級公路抗滑層AAV14，其它公路AAV16。第61頁/共103頁三.集料的技術(shù)性質(zhì) 技術(shù)指標(biāo)高速公路、一級公路、城市快速路、主干道其它等級公路與城市道路表面層其它層次石料壓碎值(%)252830洛杉磯磨耗率(%)283040視密度(kg/m3

42、) 260025002450吸水率(%)2.03.03.0堅固性(%)1212軟石含量(%)1559.5mm1218粒徑0.3mm)（）12砂當(dāng)量（）6050第63頁/共103頁 一、集料的級配一、集料的級配 1 1集料級配的表示方法集料級配的表示方法 （1）篩分試驗 采用標(biāo)準(zhǔn)套篩對集料進行過篩分析，以確定集料粗細顆粒的分布,即級配,就是所謂篩分試驗。以細集料的篩分為例： 篩分試驗：稱量500g砂樣過篩，稱量篩子上殘余的砂，計算出分計篩余、累計篩余、通過百分率。分計篩余、累計篩余、通過百分率。3.5 集料的級配與級配理論第64頁/共103頁振篩機第65頁/共103頁（2 2）級配參數(shù)）級配參數(shù)

43、 ）分計篩余）分計篩余a ai i（% %） ：某號篩上的篩余量占試樣總質(zhì)量的百分：某號篩上的篩余量占試樣總質(zhì)量的百分率。率。 ）累計篩余）累計篩余A Ai i（% %） ：某號篩的分計篩余和大于某號篩的各篩：某號篩的分計篩余和大于某號篩的各篩分計篩余的總和。分計篩余的總和。 ）通過百分率）通過百分率P Pi i（% %） ：通過某號篩的質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百：通過某號篩的質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分率，即分率，即100100與某號篩的累計篩余之差。與某號篩的累計篩余之差。100MmaiiiiaaaA 21iiAP100第66頁/共103頁 （2）細集料的細度模數(shù) 細度模數(shù)是用于評價細集料粗細程度的指

44、標(biāo)75. 475. 415. 03 . 06 . 018. 136. 21005AAAAAAAf粗砂：粗砂： f =3.7=3.73.13.1；中砂：中砂： f =3.0=3.02.32.3；細砂：細砂： f =2.2 =2.21.61.6。細度模數(shù)越大，砂越粗細度模數(shù)越大，砂越粗。第67頁/共103頁例題1-1某砂樣篩分結(jié)果如下表，請?zhí)顫M下表并求該砂的細度模數(shù)并判斷該砂屬于哪一類砂（干篩法）。篩孔尺寸di（mm） 4.752.361.180.600.300.150.15存留量mi（g） 40.590.080.5154.0100.528.55.5分計篩余ai（%）8.118.016.130.9

45、20.15.71.1累計篩余Ai（%）8.126.142.273.193.298.9100.0通過百分率Pi（%）91.973.957.826.96.81.10第68頁/共103頁19. 31 . 81001 . 85)9 .982 .931 .732 .421 .26(1005)(75. 475. 415. 03 . 06 . 018. 136. 2AAAAAAAMx屬于粗砂第69頁/共103頁 級配曲線的繪制 通過百分率為縱坐標(biāo)，以篩孔尺寸為橫坐標(biāo)繪制而成的曲線。 問題：由于篩孔尺寸大致以問題：由于篩孔尺寸大致以1/21/2遞減，橫坐標(biāo)的位置前密后疏，圖形很混亂。遞減，橫坐標(biāo)的位置前密后疏

46、，圖形很混亂。 取對數(shù)坐標(biāo)作為橫坐標(biāo)，可使大部分等間距排列取對數(shù)坐標(biāo)作為橫坐標(biāo)，可使大部分等間距排列第70頁/共103頁圖1-3 集料級配曲線示意圖a）常數(shù)坐標(biāo)； b）半對數(shù)坐標(biāo)第71頁/共103頁 級配類型級配類型: :連續(xù)、間斷、連續(xù)開級配連續(xù)、間斷、連續(xù)開級配 a a、連續(xù)級配：礦料的顆粒由、連續(xù)級配：礦料的顆粒由大到小連續(xù)分布大到小連續(xù)分布，每一級都占，每一級都占有適當(dāng)?shù)谋壤?。有適當(dāng)?shù)谋壤?b b、間斷級配：在礦料顆粒分布的整個區(qū)間里，從中間剔除、間斷級配：在礦料顆粒分布的整個區(qū)間里，從中間剔除一個或連續(xù)幾個粒級，形成一種一個或連續(xù)幾個粒級，形成一種不連續(xù)不連續(xù)的級配。的級配。 c

47、c、連續(xù)開級配、連續(xù)開級配：整個礦料顆粒分布范圍較窄，從最大粒徑：整個礦料顆粒分布范圍較窄，從最大粒徑到最小粒徑到最小粒徑僅在幾個粒級上以連續(xù)的形式僅在幾個粒級上以連續(xù)的形式出現(xiàn)。出現(xiàn)。第72頁/共103頁第73頁/共103頁集料的級配對于礦料性能的影響 a a、集料級配差，骨架空隙率大，填充所用的結(jié)集料級配差，骨架空隙率大，填充所用的結(jié)合料越多。合料越多。 b b、各級集料顆粒能互相嵌鎖，則集料顆粒間具、各級集料顆粒能互相嵌鎖，則集料顆粒間具有較大的內(nèi)摩擦力。有較大的內(nèi)摩擦力。 c c、接近球形或立方體的顆粒堆積密實度高；當(dāng)、接近球形或立方體的顆粒堆積密實度高；當(dāng)扁平、細長顆粒多時，骨架空隙

48、率增加。扁平、細長顆粒多時，骨架空隙率增加。第74頁/共103頁 級配優(yōu)良的標(biāo)準(zhǔn)：級配優(yōu)良的標(biāo)準(zhǔn)： a a、空隙率最?。翰煌降母骷壍V質(zhì)集料按一定比、空隙率最?。翰煌降母骷壍V質(zhì)集料按一定比例搭配，使其組成一種具有例搭配，使其組成一種具有最大密實度最大密實度（即最小空（即最小空隙率）的礦質(zhì)混合料。隙率）的礦質(zhì)混合料。 b b、最大摩擦力：各級礦質(zhì)集料在進行比例搭配時，、最大摩擦力：各級礦質(zhì)集料在進行比例搭配時，應(yīng)使各級集料應(yīng)使各級集料排列緊密排列緊密，形成一個多級空間骨架結(jié)，形成一個多級空間骨架結(jié)構(gòu)且具有最大的摩擦力。構(gòu)且具有最大的摩擦力。第75頁/共103頁二、級配理論（）（富勒）.ul

49、ler理論 “級配曲線愈接近拋物線時，則其密度愈大”，因此，當(dāng)級配曲線為拋物線時為最大密度曲線。 P通過率 d篩孔尺寸 K統(tǒng)計參數(shù) 當(dāng)（集料最大粒徑）時，P100，則：kdP 2DdP100T第76頁/共103頁（）（泰波）（）（泰波）. . .albalalbal理論理論 實際礦料的級配應(yīng)允許有一定的波動范圍，故將富勒最大密實際礦料的級配應(yīng)允許有一定的波動范圍，故將富勒最大密度曲線應(yīng)改為度曲線應(yīng)改為n n次冪的通式，即次冪的通式，即 當(dāng)當(dāng)1/21/2時為拋物線，即富勒曲線。時為拋物線，即富勒曲線。 當(dāng)當(dāng)0.450.45時，瀝青混合料密度最大。時，瀝青混合料密度最大。 0.25-0.450.2

50、5-0.45時，水泥混凝土施工性能好。時，水泥混凝土施工性能好。 0.3-0.70.3-0.7常用范圍，可得級配的上限和下限。常用范圍，可得級配的上限和下限。 泰波理論可用來解決連續(xù)級配的級配范圍問題，故具有很大泰波理論可用來解決連續(xù)級配的級配范圍問題，故具有很大的實用意義。的實用意義。 nDdP100第77頁/共103頁不同不同n n冪的級配曲線冪的級配曲線 第78頁/共103頁（3 3）k k法法第79頁/共103頁 三、魏茅斯粒子干涉理論 顆粒之間的空隙，應(yīng)由次小一級顆粒所填充；其余空顆粒之間的空隙，應(yīng)由次小一級顆粒所填充；其余空隙由再次級小顆粒所填充，但填隙的顆粒不得大于其間隙之隙由再

51、次級小顆粒所填充，但填隙的顆粒不得大于其間隙之距離，否則大小顆粒粒子之間勢必發(fā)生干涉現(xiàn)象。因此，大距離，否則大小顆粒粒子之間勢必發(fā)生干涉現(xiàn)象。因此，大小粒子之間應(yīng)按一定數(shù)量分配，并從臨界干涉的情況下可導(dǎo)小粒子之間應(yīng)按一定數(shù)量分配，并從臨界干涉的情況下可導(dǎo)出前分級粒度的間距計算公式：出前分級粒度的間距計算公式： 303111tDdDsso第80頁/共103頁第81頁/共103頁已知計算參數(shù)條件下的級配范圍曲線繪制方法如下： 由于常用篩孔是按1/2遞減的，為便于繪制和查閱，通常采用半對數(shù)坐標(biāo)代替，即橫坐標(biāo)顆粒粒徑（即篩孔尺寸）采用對數(shù)坐標(biāo)，而縱坐標(biāo)通過百分率采用常坐標(biāo)。按顆粒粒徑的對數(shù)計算值和各顆

52、粒粒徑（di）的通過百分率（Pi）繪制在坐標(biāo)圖上，再將確定的各點連接為光滑的曲線，在兩個指數(shù)（n1和n2）曲線之間所包絡(luò)的范圍即為級配范圍（圖中陰影部分）。n1=0.3，n2=0.7時的示意圖如下。第82頁/共103頁級配范圍曲線級配范圍曲線 第83頁/共103頁第84頁/共103頁二、礦質(zhì)混合料的配合比設(shè)計方法二、礦質(zhì)混合料的配合比設(shè)計方法 在生產(chǎn)中，天然的或人工軋制的單一集料的級配一般很難完全符合某一合適級配范圍的要求。因此需要幾種不同規(guī)格（粒度）進行搭配。第85頁/共103頁 礦質(zhì)混合料的設(shè)計方法主要采用礦質(zhì)混合料的設(shè)計方法主要采用試算法試算法和和圖解法圖解法。在應(yīng)用設(shè)計方法時應(yīng)具備以下

53、兩項條件：在應(yīng)用設(shè)計方法時應(yīng)具備以下兩項條件： （1 1）各種集料的級配參數(shù)。）各種集料的級配參數(shù)。 （2 2）按技術(shù)規(guī)范（或理論級配）要求，確定礦）按技術(shù)規(guī)范（或理論級配）要求，確定礦質(zhì)混合料的目標(biāo)級配范圍。質(zhì)混合料的目標(biāo)級配范圍。第86頁/共103頁 1 1數(shù)解法（試算法）設(shè)計步驟數(shù)解法（試算法）設(shè)計步驟 (1)建立基本計算方程 設(shè)集料A、B、C 在篩孔 i 上的分計篩余分別為aA(i)、aB(i)、aC(i) ，配制礦質(zhì)混合料在篩孔 i 上的分計篩余為aM(i) 。在混合料中含量分別是X 、Y、Z，則： X+Y+Z=100 （136） aA(i)X+aB(i)Y+aC(i)Z=aM(i)

54、 (137）第87頁/共103頁 （2）基本假設(shè) 假定混合料中某一級粒徑的顆粒僅由集料A來提供，而其它兩種集料B和C中不含有此粒徑，即B、C相應(yīng)的分計篩余為0。第88頁/共103頁（3 3）計算）計算根據(jù)上述假設(shè)，（根據(jù)上述假設(shè)，（4-74-7）式成為：）式成為： a aA(i)A(i)X=aX=aM(i)M(i) （1 13838） 則則 X=X= a aA(i)A(i)/a/aM(i)M(i) （1 13939） 同理，同理，C C集料：集料： a aC(j)C(j)Z=aZ=aM(j)M(j) （1 14040） 即：即： Z=aZ=aM(j)M(j) / / a aC(j)C(j) （

55、1 14141） 則則B B集料：集料： Y=100-X-ZY=100-X-Z （1 14242）第89頁/共103頁 （4）校核調(diào)整 按以上各集料的含量得到的合成級配不一定在所要求的級配范圍，應(yīng)調(diào)整驗算，直到滿足為止。如仍不能達到要求，可摻加單粒級集料或調(diào)換其它集料。第90頁/共103頁第91頁/共103頁原材料篩 孔 尺 寸 /mm26.5191613.29.54.75 2.36 1.180.60.30.150.0750.075各種礦料分計篩余百分率（% ）碎石02.49.513.8 16.4 23.8 15.28.65.33.11.10.50.3砂-010.1 23.7 13.3 15.

56、1 16.917.32.90.7礦-0 3.05.05.53.283.3標(biāo)準(zhǔn)級配范圍通過百分率 p10090 10078 9262 8050 7226 5616 4412 3382451741337-表 1-5 三種集料的分計篩余和混合料要求的級配范圍第92頁/共103頁解：（1）將表 1-5中礦質(zhì)混合料要求的標(biāo)準(zhǔn)級配范圍通過百分率pi換算為累計篩余Ai、級配范圍累計篩余中值及要求的分計篩余aM（i）。原材料原材料篩篩 孔孔 尺尺 寸寸 /mm/mm26.526.51919161613.213.29.59.54.754.752.362.361.181.180.60.60.30.30.150.1

57、50.0750.0750.0750.075標(biāo)準(zhǔn)級標(biāo)準(zhǔn)級配范圍配范圍累計篩累計篩余余 A Ai i10010090-90-10010078-9278-9262-62-808050-50-727226-26-565616-16-444412- 12- 33338-248-245-175-174-134-133-73-7- -級配范級配范圍中值圍中值0 05.05.015.015.029.029.039.039.059.059.070.070.077.577.584.084.089.089.091.591.595.095.01010第93頁/共103頁（2 2）由表中可知，碎石中）由表中可知，碎石中

58、 4.75mm 4.75mm 粒徑顆粒含量占優(yōu)勢，假粒徑顆粒含量占優(yōu)勢，假設(shè)混合料中設(shè)混合料中 4.75m 4.75m 的粒徑全部由碎石提供，則：的粒徑全部由碎石提供，則： X =aX =aM M（4.754.75）/a/aA A（4.754.75）100% =20.0/23.8100% =20.0/23.8100% =84.0%100% =84.0%（3）由表可知，礦粉中由表可知，礦粉中0.075mm0.075mm 粒徑顆粒含量占優(yōu)勢，忽粒徑顆粒含量占優(yōu)勢，忽略碎石和砂中此粒徑的含量，則：略碎石和砂中此粒徑的含量，則： Z =aZ =aM M（0.0750.075）/a/aC C（0.075

59、0.075）100% =5.0/83.3100% =5.0/83.3100% 100% =6.0%=6.0%（4 4）則砂：）則砂： Y=100-Y=100-（X+ZX+Z）=100-=100-（84.0+6.084.0+6.0）% =10.0% =10.0%（5 5）校核）校核 已知：碎石已知：碎石 X =84.0% X =84.0% ，砂，砂 Y =10.0% Y =10.0% ，礦粉，礦粉 Z =6.0%Z =6.0%第94頁/共103頁原材料原材料篩篩 孔孔 尺尺 寸寸 /mm/mm26.526.51919161613.213.29.59.54.754.752.362.361.181.180.60.60.30.30.150.150.0750.0750.070.075 5各種各種礦料礦料分計分計篩余篩余(%)(%)碎碎石石0 02.42.49.59.513.813.816.416.423.823.815.215.28.68.65.35.33.13.11.11.10.50.50.30.3砂砂- - - - -0 010.110.123.723.713.313.315