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公路工程集料试验检测XXXXX工程集团有限公司XXXXX合同段工地试验室2015年12月编制：****•本课件所讲述的集料主要是应用于高速公路路基及桥梁工程，因时间仓促和精力有限，内容可能存在不周全的地方，希望在讲述过程中与大家多多交流指点。工程常用集料的生成及组成1、集料母材-岩石的生成a、在地壳中，约有3/4的岩石是由地球内部的岩浆冷却后凝结而成的，人们称它为“岩浆岩”或者“火成岩”。花岗岩就是属于岩浆岩。在地球上，目前还可以看到火山喷发后喷出的温度高达1000℃以上的液态的岩浆，经过冷却后形成的坚硬岩石。岩浆岩在地下形成，因此，它分布于地表的不多，一般都埋藏在比较深的地下。工程常用集料的生成及组成b、泥沙、矿物质和生物遗体等长期沉积在江湖和海洋底下，经过长期紧压胶结，以及在地球内部热力的作用下，变成了岩石，人们称它为“沉积岩”，如砂岩、页岩和石灰岩等。沉积岩尽管所占的比例不多，可它多数分布在地表面，因此，我们平时容易见到。c、岩浆岩和沉积岩形成之后，受地壳内部的高温高压的作用，改变了性质和结构，就形成了另一种岩石——变质岩，如石英岩、大理石岩等工程常用集料的组成及生成2、工程常用的集料分类：a、按照粒径和用途分类粗集料：碎石、卵石、砾石、工业冶金矿渣。细集料：河砂、机制砂。填料：矿粉。b、按照加工方法分类：天然集料：河砂、卵石、天然砾石。人工集料：碎石、机制砂、矿粉、工业冶金矿渣。工程常用集料的生成及组成3、工程常用集料的生成a、天然集料：天然集料是指岩石经自然风化、流水搬运，分选、堆积形成的岩石颗粒。河砂与卵石天然形态河砂与卵石的开采工程常用集料的生成及组成3、工程常用集料的生成人工集料：将岩石经开采、机械破碎、按规定大小人工分离的集料。工业冶金矿渣一般是指金属冶炼过程中排出的非金属熔渣。岩石天然状态人工碎石、机制砂加工设备矿粉加工设备一、术语•1.集料(骨料)在混合料中起骨架和填充作用的粒料，包括碎石、砾石、机制砂、石屑、砂等。•2.粗集料在沥青混合料中，粗集料是指粒径大于2.36㎜的碎石、破碎砾石、筛选砾石和矿渣等；在水泥混凝土中，粗集料是指粒径大于4.75㎜的碎石、砾石和破碎砾石。•3.细集料在沥青混合料中，细集料是指粒径小于2.36㎜的天然砂、人工砂（包括机制砂）及石屑；在水泥混凝土中，细集料是指粒径小于4.75mm的天然砂、人工砂。一、术语•4.天然砂由自然风化、水流冲刷、堆积形成的、粒径小于4.75㎜的岩石颗粒，按生存环境分河砂、海砂、山砂等。•5.人工砂经人为加工处理得到的符合规格要求的细集料，通常指石料加工过程中采取真空抽吸等方法除去大部分土和细粉，或将石屑水洗得到的洁净的细集料。从广义上分类，机制砂、矿渣砂和煅烧砂都属于人工砂。•6.机制砂由碎石及砾石经制砂机反复破碎加工至粒径小于2.36㎜的人工砂，亦称破碎砂。一、术语•7.石屑采石场加工碎石时通过最小筛孔(通常为2.36㎜或4.75㎜)的筛下部分，也称筛屑。•8.混合砂由天然砂、人工砂、机制砂或石屑等按一定比例混合形成的细集料的统称。•9.填料在沥青混合料中起填充作用的粒径小于0.075㎜的矿物质粉末。通常是石灰岩等碱性料加工磨细得到的矿粉，水泥、消石灰、粉煤灰等矿物质有时也可作为填料使用。一、术语•10.堆积密度单位体积（含物质颗粒固体及其闭口、开口空隙体积及颗粒间空隙体积）物质颗粒的质量。有干堆积密度及湿堆积密度之分•11.表观密度(视密度)单位体积(含材料的实体矿物成分及闭口孔隙体积)物质颗粒的干质量。•12.表观相对密度(视比重)表观密度与同温度水的密度之比值。•13.表干密度(饱和面干毛体积密度)单位体积(含材料的实体矿物成分及其闭口孔隙、开口孔隙等颗粒表面轮廓线所包围的全部毛体积)物质颗粒的饱和面干质量。•14.表干相对密度(饱和面干毛体积相对密度)表干密度与同温度水的密度之比值。•15.毛体积密度单位体积(含材料的实体矿物成分及其闭口孔隙、开口孔隙等颗粒表面轮廓线所包围的毛体积)物质颗粒的干质量。•16.毛体积相对密度毛体积密度与同温度水的密度之比值。•17.石料压碎值按规定方法测得的石料抵抗压碎的能力，以压碎试验后小于规定粒径的石料质量百分率表示。•18.集料空隙率(间隙率)集料的颗粒之间空隙体积占集料总体积的百分比。一、术语•19.砂率水泥混凝土混合料中砂的质量与砂、石总质量之比，以百分率表示。•20.针片状颗粒指粗集料中细长的针状颗粒与扁平的片状颗粒。当颗粒形状的诸方向中的最小厚度(或直径)与最大长度(或宽度)的尺寸之比小于规定比例时，属于针片状颗粒。•21.标准筛对颗粒性材料进行筛分试验用的符合标准形状和尺寸规格要求的系列样品筛。标准筛筛孔为正方形(方孔筛)，筛孔尺寸依次为75㎜、63㎜、53㎜、37.5㎜、31.5㎜、26.5㎜、19㎜、16㎜、13.2㎜、9.5㎜、4.75㎜、2.36㎜、1.18㎜、0.6㎜、0.3㎜、0.15㎜、0.075㎜。一、术语•22.集料最大粒径指集料的100％都要求通过的最小的标准筛筛孔尺寸。•23.集料的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1O％)的最小标准筛筛孔尺寸。通常比集料最大粒径小一个粒级。•24.细度模数表征天然砂粒径的粗细程度及类别的指标。一、术语压碎指标表观密度、堆积密度、空隙率碱—集料反应（外委）针片状颗粒含量含泥量和泥块含量有害物质（怀疑）最大粒径及颗粒级配粗集料21补充《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011的粗集料技术指标控制--P29页《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011的细集料技术指标控制--P27页《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011的细集料技术指标控制--P27页补充•粗集料中公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径。粗集料的粗细程度用最大粒径表示。当粗集料最大粒径增大时，在质量相同的条件下，总表面积随之减少。因此，保证一定厚度润滑层所需的水泥浆或砂浆的数量也相应减少，从而节约水泥，所以粗集料的最大粒径应在条件许可下，尽量选用较大的。有试验研究证明，最佳的最大粒径取决于混凝土的水泥用量。当集料最大粒径小于80mm时，水泥用量随最大粒径的增大而急剧减少；但当最大粒径大于150mm时，对节约水泥并不明显。因此，在大体积混凝土中，条件许可时，应尽量采用较大粒径。在由于构件尺寸小，一般最大粒径只用到40mm或60mm。集料最大粒径还受结构型式和配筋疏密限制，石子粒径过大，对搅拌和运输都不方便，因此，要综合考虑集料最大粒径。这个也是我们施工现场配合比材料选用的依据。C50用的碎石小，是因为其构件配筋密集，同时水泥浆体有富余。而低标号的砼适当选用大的碎石，有利于节约水泥用量。补充•根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）的规定（该规范今年9月1日实施），混凝土粗集料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不得大于钢筋间最小净距的3/4。对于混凝土实心板，集料的最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm。二、取样法•1.适用范围•适用于对粗集料的取样，也适用于含粗集料的集料混合料如级配碎石、天然砂砾等的取样方法。皮带运输机的端部连续接一定时间的料得到，将间隔3次以上所取的试样组成一组试样，作为代表性试样。•2.取样方法和试样份数•（1）通过皮带运输机的材料如采石场的生产线、沥青拌和楼的冷料输送带、无机结合料稳定集料、级配碎石混合料等，应从皮带运输机上采集样品。取样时，可在皮带运输机骤停的状态下取其中一截的全部材料(图T0301-1)，或在图T0301-1•（2）在材料场同批来料的料堆上取样时，应先铲除堆脚等处无代表性的部分，再在料堆的顶部、中部和底部，各由均匀分布的几个不同部位，取得大致相等的若干份组成一组试样，务必使所取试样能代表本批来料的情况和品质。•（3）从火车、汽车、货船上取样时.应从各不同部位和深度处，抽取大致相等的试样若干份，组成一组试样。抽取的具体份数，应视能够组成本批来料代表样的需要而定。•（4）从沥青拌和楼的热料仓取样时。应在放料口的全断面上取样通常宜将一开始按正式生产的配比投料拌和的几锅(至少5锅以上)废弃，然后分别将每个热料仓放出至装载机上，倒在水泥地上，适当拌和，从3处以上的位置取样，拌和均匀，取要求数量的试样。二、取样法表T0301-1试验项目所需粗集料的最小取样质量•4试样的缩分•4.1分料器法：将试样拌匀后如图T0301—2所示，通过分料器分为大致相等的两份，再取其中的一份分成两份，缩分至需要的数量为止。互相垂直的两个方向，把试样由中向边摊开，分成大致相等的四份.取其对角的两份重新拌匀，重复上述过程，直至缩分后的材料量略多于进行试验所必需的量。•4.2四分法：如图T0301-3所示。将所取试样置于平板上，在自然状态下拌和均匀，大致摊平，然后沿•4.3缩分后的试样数量应符合各项试验规定数量的要求。•5试样的包装每组试样应采用能避免细料散失及防止污染的容器包装，并附卡片标明试样编号，取样时间、产地、规格、试样代表数量、试样品质、要求检验项目及取样方法等。注：材料取样的代表性非常重要，因为在不同条件下，集料都有可能离析，它对矿料级配影响很大，并且取样和试验方法是施工检测指标变异性的主要原因，因此，我们为了了解和减小施工质量检验指标的变异性，首先需要认真取样，认真按试验规程试验。集料离析情况三、粗集料试验（一）粗集料及集料混合料的筛分试验•（1）目的与适用范围•①测定粗集料(碎石、砾石、矿渣等)的颗粒组成对水泥混凝土用粗集料可采用干筛法筛分，对沥青混合料及基层用粗集料必须采用水洗法试验。•②本方法也适用于同时含有粗集料、细集料、矿粉的集料混合料筛分试验，如未筛碎石、级配碎石、天然砂砾、级配砂砾、无机结合料稳定基层材料、沥青拌和楼的冷料混合料、热料仓材料、沥青混合料经溶剂抽提后的矿料等。（一）粗集料及集料混合料的筛分试验•（2）仪器设备：•①试验筛：根据需要选用规定的标准筛。②摇筛机。③天平或台秤：感量不大于试样质量的0.1%。（例：5000g,要求感量必须小于5000*0.1%=5g)④其它：盘子、毛刷等。（一）粗集料及集料混合料的筛分试验公称最大粒径（mm）756337.531.526.519169.54.75试样质量不小于（Kg）108542.52110.5•（3）试样准备将来料用分料器或四分法缩分至表T0302-1要求的试样所需量，风干后备用。根据需要可按要求的集料最大粒径的筛孔尺寸过筛，除去超粒径部分颗粒后，再进行筛分。表T0302-1筛分用的试样质量（注意，不是每份资料都要求一个整数值）（一）粗集料及集料混合料的筛分试验•(4)水泥混凝土用粗集料干筛法试验步骤•①取试样一份置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量(m0)，准确至0.1％。（一）粗集料及集料混合料的筛分试验•②用搪瓷盘作筛分容器，按筛孔大小排列顺序逐个将集料过筛。人工筛分时，需使集料在筛面上同时有水平方向及上下方向的不停顿的运动，使小于筛孔的集料通过筛孔，直至1min内通过筛孔的质量小于筛上残余量的0.1％为止；•当采用摇筛机筛分时，应在摇筛机筛分后再逐个由人工补筛。将筛出通过的颗粒并入下一号筛，和下一号筛中的试样一起过筛，顺序进行，直至各号筛全部筛完为止。应确认1min内通过筛孔的质量确实小于筛上残余量的0.1％。（一）粗集料及集料混合料的筛分试验•③如果某个筛上的集料过多，影响筛分作作业时，可以分两次筛分，当筛余颗粒的粒径大于19㎜时，筛分过程中允许用手指轻轻拨动颗粒，但不得逐颗塞过筛孔。（一）粗集料及集料混合料的筛分试验•④称取每个筛上的筛余量，准确至总质量的0.1％。各筛分计筛余量及筛底存量的总和与筛分前试样的干燥总质量m0相比，相差不得•（5）沥青混合料及基层用粗集料水洗法试验步骤超过m0的0.5％。够数量的洁净水，将集料全部淹没，但不得使用任何洗涤剂、分散剂或表面活性剂。①取一份试样，将试样置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥