建筑材料第1章

1、第第1章章 石料与集料石料与集料本章主要内容与目的：本章主要内容与目的： 介绍石料的岩石学特征、阐述石料与集料的主石料与集料的主要技术性能要技术性能及主要评价方法和评价指标评价方法和评价指标；讨论集料集料的级配概念的级配概念和级配理论级配理论。 通过学习，要求学生掌握石料和集料的技术性质和技术标准，了解级配理论。石料定义：石料定义：指由天然岩石经机械加工制成的，或者由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直接开采得到的具有一定形状和尺寸一定形状和尺寸的石料制品。的石料制品。1.1.1 岩石的组成与分类岩石的组成与分类 石料的物理力学性质取决于：石料的物理力学性质取决于： 天然岩

2、石的矿物成分天然岩石的矿物成分 矿物在岩石中的结构与构造矿物在岩石中的结构与构造1.1 石石 料料1、造岩矿物（矿物）、造岩矿物（矿物） 所谓的所谓的造岩矿物造岩矿物是具有是具有一定化学成分和结构特一定化学成分和结构特性性的的天然化合物或单质天然化合物或单质，简称矿物，由一种或两种，简称矿物，由一种或两种以上的矿物组成不同的岩石。以上的矿物组成不同的岩石。 由于各种矿物具有确定的化学组成与特有的结由于各种矿物具有确定的化学组成与特有的结构构造，对石料的物理力学特性有着不同的影响。构构造，对石料的物理力学特性有着不同的影响。几种代表性造岩矿物矿物名称化学组成外观特征特性常见岩石代表石英结晶二氧化

3、硅白色、乳白色或灰色质地非常坚硬花岗岩、砂岩长石结晶铝硅酸盐白、浅灰、红色、青、暗灰质地较石英偏低，易风化成高龄土花岗岩云母结晶片状含水铝硅酸盐无色透明、黑色易解离成片状，降低岩石的耐久性、强度花岗岩方解石结晶碳酸钙白色易溶于含二氧化碳的水中，被酸分解石灰岩2、岩石的分类、岩石的分类 岩石的性质岩石的性质除了与除了与构成岩石的矿物构成岩石的矿物有关之外，有关之外，还取决于不同的还取决于不同的成岩条件成岩条件。根据。根据成岩条件成岩条件将岩石分将岩石分成三类：成三类：火成岩（岩浆岩）火成岩（岩浆岩）、沉积岩、变质岩、沉积岩、变质岩。 火成岩（岩浆岩）火成岩（岩浆岩）据冷却条件不同分： 深成岩、喷

4、出岩、火山岩3 3、常见岩石类型、常见岩石类型 常见岩石类型类型矿物组成外观色泽性能用途花岗岩石英、长石、云母多种色泽，如深青、浅灰、黄、红等结构密实、密度大、抗压强高、耐久性好优质石料，广泛用于砌筑、装饰工程和集料石灰岩方解石，少量白云石、粘土大多呈浅灰色质地细密、坚硬、抗风化砌筑工程、轧制成集料、烧制石灰砂岩石英，少量长石、方解石、云母等灰色、白色或红色硅质砂岩密实、坚硬耐久性好；其它砂岩性能较差质地坚硬的砂岩用做建筑材料玄武岩暗色矿物硬度高、脆性大、耐久性好作为承重和饰面材料石英岩结晶氧化硅色泽较浅质地坚硬、强度高砌筑工程 根据石料组成中二氧化硅二氧化硅成分含量的多少，将石料分成不同酸碱

5、性集料。岩石的酸碱性 4 4、矿物的主要化学组成、矿物的主要化学组成类型氧化硅含量（%）代表岩石亲水系数酸性集料65石英岩1.06中性集料5265闪长岩碱性集料52石灰岩0.791.1.2 石料的物理性能石料的物理性能 石料的物理性能是石料矿物组成、结构状态和特征的反映，它与石料的技术性质有密切的联系。1、物理常数、物理常数 物理常数主要指石料的密度密度和孔隙率孔隙率，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。（1）密度）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

6、质量。 由于石料在组成结构上或多或少存在着孔隙，而孔隙又分为与外界连通的开口孔隙开口孔隙和与外界不连通的闭口孔隙闭口孔隙，所以石料（包括集料）的密度就有数种不同形式。tsstVm1 1）真实密度）真实密度 真实密度是指在规定条件下，烘干石料矿质真实密度是指在规定条件下，烘干石料矿质实体单位真实体积（不包括孔隙体积）的质量。实体单位真实体积（不包括孔隙体积）的质量。（1.1）石料的真实密度，g/cm3；石料矿质实体的质量，g；石料矿质实体的体积，cm3。smsv测试方法：测试方法：密度瓶法或李氏密度瓶法密度瓶法或李氏密度瓶法 磨细过筛烘干冷却密度瓶法密度瓶法李氏密度瓶法李氏密度瓶法1221tmm

7、VV2）表观密度）表观密度 表观密度是指在规定条件下，烘干石料矿质表观密度是指在规定条件下，烘干石料矿质实体包括闭口孔隙在内的单位表观体积的质量实体包括闭口孔隙在内的单位表观体积的质量。nvnssaVVmsv（1.2）石料矿质实体中闭口孔隙的体积，cm3。石料的表观密度，g/cm3；石料矿质实体的质量，g；石料矿质实体的体积，cm3。sma测试方法：测试方法：水中称量法水中称量法 浸水饱水水中称量1awmmmm烘干石料在空气中的质量1m饱水后石料在水中的质量3）毛体积密度）毛体积密度 毛体积密度是指在规定条件下，烘干石料矿质实体包括毛体积密度是指在规定条件下，烘干石料矿质实体包括孔隙（闭口、开

8、口孔隙）体积在内的单位毛体积的质量孔隙（闭口、开口孔隙）体积在内的单位毛体积的质量。insshVVVmsm石料矿质实体的质量，g sVnV石料矿质实体中闭口孔隙的体积，cm3 iV石料矿质实体中开口孔隙的体积，cm3 （1.3）石料矿质实体的体积，cm3 石料的毛体积密度，g/cm3；h测试方法：测试方法：量体法、量体法、水中称量法、蜡封法水中称量法、蜡封法12hwmmmm烘干石料在空气中的质量1m饱水后石料的质量水中称量法水中称量法饱水后石料在水中的质量2m烘干石料在空气中的质量1m蜡封石料的质量蜡封法蜡封法2m蜡封石料在水中的质量m121hwpmmmmm（2）孔隙率）孔隙率 孔隙率是指石料

9、孔隙体积占石料总体积（包括开口孔隙孔隙率是指石料孔隙体积占石料总体积（包括开口孔隙和闭口孔隙体积）的百分率。和闭口孔隙体积）的百分率。%100hinVVVnnnVhV石料的孔隙率，%；石料矿质实体中闭口孔隙的体积，cm3石料矿质实体中开口孔隙的体积，cm3；石料的毛体积（含矿质实体、开口孔隙和 闭口孔隙体积）,cm3。iV（1.4） 将式（1.1）和式（1.3）代入式（1.4）可得式（1.4），即采用石料的真实密度和毛体积密度计算其孔隙率。%100)1 (thnthn石料的孔隙率，%；石料的真实密度，g/cm3；石料的毛体积密度，g/cm3。（1.4） 开口孔隙率：(1) 100%hianah

10、石料的开口孔隙率，%；石料的表现密度，g/cm3；石料的毛体积密度，g/cm3。（1.5）in2、吸水性、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：%100112mmmwxxw石料试样的吸水率或饱水率，%；m1烘至恒重时的试样质量，g；m2吸水（或饱水）至恒重时试样质量，g。（1.6）1.1.3 石料的力学性质石料的力学性质 在结构工程中，石料应具备一定的抗压、抗剪、抗弯、抗磨耗、抗冲击、压碎性等。 1、石料的抗压强度、石料的抗压强度

11、 （1）测试方法 单轴加荷的方法对规则形状的石料试样规则形状的石料试样（饱水处理）进行抗压强度试验。PRA（1.7）（2）影响因素 材料矿物的组成、结构与其孔隙构造材料矿物的组成、结构与其孔隙构造 试件的大小（尺寸）试件的大小（尺寸） 尺寸偏大，R偏低；尺寸偏小，R偏大。 试验状态试验状态 干燥状态，强度最高；冻融循环后强度最低。 加荷速度加荷速度 加荷速度快，R偏高；加荷速度慢，R偏低。 温度温度 温度升高，R降低。 2、磨耗性、磨耗性 指石料抵抗冲击、边缘剪切和摩擦的联合作用的能力。洛杉矶磨耗试验 一定质量一定级配的石料试样和钢球置于搁板式试验机中，以3033r/min的转速转动要求次数（

12、500次）后停止，取出过1.7mm筛称重。 121100%mmQm磨 磨耗率越高，表示其耐磨性愈差磨耗率越高，表示其耐磨性愈差。（1.8）1.1.4 石料的耐久性石料的耐久性 抗冻性是指石料在饱水状态下，能够经受反复冻结和融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。化而不破坏，并不严重降低强度的能力。 （1）直接冻融法）直接冻融法 试验方法：标准试样烘干称重后，试验方法：标准试样烘干称重后， 吸水饱和吸水饱和15冻结冻结4h205 融解融解4h （一个冻融循环）（一个冻融循环） 15冻结冻结4h205 融解融解4h 抗冻性通常用石料在饱水状态下能抗冻性

13、通常用石料在饱水状态下能 经受冻融循环的次数经受冻融循环的次数来表示（质量损失不超过来表示（质量损失不超过5，抗压强度降低不超过，抗压强度降低不超过25）。）。%100121mmmQ冻%10012RRK（1.9）（1.10）K1m2m1R2R经历冻融循环作用后，石料的质量损失率和耐冻系数，%；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；试验前石料试件的饱水抗压强度，MPa；经历若干次冻融循环作用后，石料试件的饱水抗压强度，MPa。Q （2）坚固试验法）坚固试验法 又称快速冻融法，是评定石料试样经饱和硫酸钠溶液多次又称快速冻融法，是评定石料试样经饱和硫酸钠溶液

14、多次浸泡与烘干循环后，不发生显著破坏或强度降低的性能。浸泡与烘干循环后，不发生显著破坏或强度降低的性能。 试验方法：试验方法： 烘干石料试件烘干石料试件饱和硫酸钠溶液中浸泡饱和硫酸钠溶液中浸泡20h 105 5 烘箱中烘烤烘箱中烘烤4h （第一个循环）（第一个循环） 试样冷却至室温后即开始第试样冷却至室温后即开始第2个循环，以后浸泡和烘烤个循环，以后浸泡和烘烤 时间均为时间均为4h。 完成完成5次循环后，有无破坏现象，将试件洗净烘至恒重，次循环后，有无破坏现象，将试件洗净烘至恒重，称其质量，用称其质量，用1.9式计算式计算Q值。值。 上述物理性质具体表现，在一定程度上都与上述物理性质具体表现，

15、在一定程度上都与石料的石料的孔隙率孔隙率有相应的关系。当孔隙率高，特别有相应的关系。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。的好坏，认知石料力学性质的表现。1.1.5 石料的技术标准石料的技术标准 按我国公路工程石料试验规程（JTG E41-2005）的规

16、定，路用石料按其所属岩石类型分为四类：岩浆岩类，石灰岩类，砂岩与片麻岩类，砾岩。 以上每一类岩石又按其饱水极限抗压强度饱水极限抗压强度及磨磨耗率耗率指标分为四个等级： 一级为最坚硬的岩石 二级为坚硬的岩石 三级为中等强度的岩石 四级为较软的岩石第第1章章 石料与集料石料与集料1.2 集料集料集料定义：是由不同粒径矿质颗粒组成的混合料。集料定义：是由不同粒径矿质颗粒组成的混合料。1集料分类集料分类（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，分为粗集料和细集料。1.2 1.2 集集 料料2粗细集

17、料粒径的界限粗细集料粒径的界限 水泥混凝土水泥混凝土用集料的粗细界限尺寸为4.75mm， 沥青混合料沥青混合料用集料粗细界限尺寸为2.36mm。 大于或等于该尺寸大于或等于该尺寸的颗粒为粗集料，余为细集料。1.2.1 集料的物理性质1物理常数物理常数（1）密度）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、表干密度 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。 insasVVVmsamsV集料的表干密度,g/cm3；集料颗粒的表干质量（矿质实体质量与吸入 开口孔隙水的质量之和），g；集料颗粒矿质实体的体积，cm3；（1.11） 集料的表干密度

18、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）。nViV分别为集料颗粒矿质实体中闭口孔隙和开口孔隙的 体积，cm3。 2）堆积密度）堆积密度 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。vinssVVVVm矿质集料的装填密度,g/cm3； sm集料颗粒矿质实体的质量，g；sV集料颗粒矿质实体的体积，cm3； nViV、分别为集料颗粒矿质实体中闭口孔隙和开口孔隙的体积，cm3； vV集料颗粒间的空隙体积，cm3；（

19、1.12） 堆积密度的大小堆积密度的大小取决于取决于颗粒排列的松紧程度颗粒排列的松紧程度，即取决于即取决于装样方式装样方式。根据装样方法的不同可为：。根据装样方法的不同可为： 自然堆积密度自然堆积密度 振实密度振实密度 捣实密度捣实密度密度类型真密度表观密度毛体积密度表干密度装填密度定义石料矿质实体单位真实体积的质量石料矿质实体包括闭口孔隙在内的单位表观体积的质量石料矿质实体包括孔隙（闭口、开口孔隙）体积在内的单位毛体积的质量单位毛体积（包括集料矿质实体体积及全部孔隙体积）的饱和面干质量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、集料矿质实体及全部孔隙体积）的质量计算公式主要用途确

20、定石料、水泥及矿粉的密度，计算石料的孔隙率和混合料的配合比确定粗细集料的密度，用于混合料的配合比和空隙率的计算计算石料的孔隙率和集料的骨架间隙率可用于集料磨耗值计算计算集料的空隙率sstVmnssaVVminsshVVVminsasVVVmvinssVVVVm 砂石材料密度概念小结砂石材料密度概念小结（2）空隙率）空隙率 空隙率是指集料在某种装填状态下的空隙体积（含开口孔隙）占堆积体积的百分率。%100fivVVVnn集料的空隙率，%； fV集料颗粒的装填体积 vinsfVVVVV ，cm3； nViV分别为集料颗粒间空隙与矿质实体中开口孔隙的 体积，cm3。 （1.13） 将式（1.2） 和

21、式（1.12） 代入式（1.13） ，则空隙率可用式（1.13）计算：%100)1 (an集料的装填密度，g/cm3； a集料的表观密度，g/cm3。 （1.13）nssaVVmvinssVVVVm%100fivVVVn 空隙率反映了集料的颗粒间相互填充的致密程度。（3）粗集料的骨架间隙率）粗集料的骨架间隙率 粗集料骨架间隙率通常指4.75mm以上粗集料颗粒间的空隙体积的百分含量。%100)1 (bcVCAVCA粗集料骨架间隙率，% c粗集料的装填密度，在水泥混凝土中用粗集料的振实密度；在沥青混合料中用粗集料的捣实密度，g/cm3； b粗集料的表观密度或毛体积密度，g/cm3。 粗集料骨架间隙

22、率的大小粗集料骨架间隙率的大小用于用于确定混合料中细集料和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。结合料的数量，并评价集料的骨架结构。（1.14）（4）细集料的棱角性）细集料的棱角性 细集料的棱角性由在一定条件下测定的空隙率表征。当空隙率较大时，意味着细集料有着较大的内摩阻角。(1) 100%hUU细集料的空隙率，即棱角性，%； 细集料的堆积密度，g/cm3； 细集料的毛体积密度，g/cm3。 （1.15）h2集料的级配集料的级配 级配级配是指集料中是指集料中各种粒径颗粒的搭配比例各种粒径颗粒的搭配比例或或分布情况分布情况。 它是影响集料空隙率的重要指标。它是影响集料空隙率的重

23、要指标。 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。（1）级配的测试方法）级配的测试方法筛分试验筛分试验 采用标准套筛对集料进行过筛分析，以确定集料粗细颗粒的分布即级配就是所谓筛分试验。干筛法和水筛法干筛法和水筛法 标准筛统一规定筛孔规格及筛孔大小变化要求的套筛，由一组多个不同大小孔径的套筛组成。 2003年颁布并实施的新一版公路水泥混凝土路面施工技术规范采用方孔筛标准。 集料以方孔筛方孔筛为标准，相应的筛孔尺寸依次为：90mm、75mm、 63mm、53mm、37.5mm、31.5mm、26.5mm、19

24、mm、16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm。 （2）级配的表示方法）级配的表示方法 1）级配参数）级配参数 通过筛分试验，求得集料试样的级配参数级配参数：分计筛余百分计筛余百分率分率 、累计筛余百分率累计筛余百分率 、通过百分率通过百分率 。分计筛余百分率分计筛余百分率 是指是指某号筛上的筛余质量某号筛上的筛余质量占占试样总质量试样总质量百分率百分率，按式（1.16）计算：%100MmaiiimM存留在某号筛上的试样质量，g；集料风干试样的总质量，g。 iaiAipia（1.16）累计筛余百分率累计筛

25、余百分率 是指是指某号筛的分计筛余百分率和大于该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号筛的各筛分计筛余百分率之总和，可按式（1.17）求得：各筛的分计筛余百分率，%。ip通过百分率通过百分率 是指是指通过某号筛的试样质量占试样总质量的通过某号筛的试样质量占试样总质量的百分率百分率，即，即100与某号筛累计筛余百分率之差与某号筛累计筛余百分率之差，按式（1.18）求得： iiAp10012iiAaaa12,ia aa（1.17）iAiA某号筛累计筛余百分率，%。（1.18）细集料的细度模数细集料的细度模数 细度模数是用于评价细集料粗细程度的指标。75. 475. 415.

26、 030. 060. 018. 136. 21005)(AAAAAAAMffM砂的细度模数 细度模数愈大，表示细集料愈粗。细度模数愈大，表示细集料愈粗。砂按细度模数分为粗、中、细三种规格砂按细度模数分为粗、中、细三种规格，相应的细度模数分别为：粗砂 ； 中砂 ； 细砂 。（1.19）3.7 3.1fM3.0 2.3fM2.2 1.6fM2）集料的级配曲线）集料的级配曲线 为了直观形象地表示矿料各粒径的颗粒分布状况，常常采用级配曲线的方式来描述矿料级配。纵坐标 （通过百分率） 纵横坐标 （筛孔尺寸） 横ipid前疏后密前疏后密iplgid级配曲线示意图常数坐标半对数坐标细度模数与级配：细度模数与

27、级配：细度模数与级配是两个不同的概念，分别反映砂的不同性质。前者描述的是砂的粗细程度，后者描述的是砂大小颗粒的搭配情况。 细度模数相同 级配相同 级配区级配区 筛孔尺寸（筛孔尺寸（mmmm）9.59.5 4.754.752.362.361.181.180.60.60.30.30.150.15累计筛余（累计筛余（% %）1区区0 00 010105 5353535356565717185858080959590901001002区区0 00 010100 0252510105050414170707070929290901001003区区0 00 010100 01515 0 025251616

28、4040555585859090100100细集料的颗粒级配范围细集料的颗粒级配范围（3）级配的合格性判定）级配的合格性判定 细集料根据0.6mm筛上的累计筛余百分率，分成3个级配区，使用时以级配区域或级配曲线图判定集料级配的合格性。（4）级配曲线类型）级配曲线类型根据矿料级配曲线的形状，有以下几种不同级配形式：连续级配：某一矿料在标准套筛中进行筛分后，矿料的颗粒由大到小连续分布，每一级都占有适当的比例。这种由大到小逐级粒径都有，并按比例互相搭配组成的矿质混合料。间断级配：在矿料颗粒分布的整个区间里，从中间剔除一个或连续几个粒级，形成一种不连续的级配。连续开级配：整个矿料颗粒分布范围较窄，从最

29、大粒径到最小粒径仅在数个粒级上以连续的形式出现。 三种类型集料级配曲线0102030405060708090100通过百分率（）0.0750.150.30.61.182.369.5 13.219164.75筛孔尺寸（mm）a）连续密级配b）间断级配c）开级配 集料的级配组成集料的级配组成直接决定矿物集料的密直接决定矿物集料的密度及颗粒间的内摩擦阻力，从而影响到水泥度及颗粒间的内摩擦阻力，从而影响到水泥混凝土或沥青混合料的施工和易性混凝土或沥青混合料的施工和易性、强度、强度、耐久性。耐久性。 一个良好的级配要求空隙率小，总表面一个良好的级配要求空隙率小，总表面积也不大。积也不大。（5）连续级配的

30、计算）连续级配的计算1）最大密度级配计算公式）最大密度级配计算公式 最大密度曲线理论认为当矿料的颗粒级配曲线愈接近抛物线，则其密度越大，空隙率越小。kdp 2 p集料颗粒在筛孔尺寸d上的通过百分率（%） d筛孔尺寸（mm）； k统计参数。 Dd 100pDdp100（1.20）（1.21）集料的最大粒径（mm）； D2）级配曲线范围公式）级配曲线范围公式 在工程实践中，集料级配通常是在一定范围内波动，对上式修正给同级配曲线范围的计算公式： 级配指数。 n 对于沥青混合料，n=0.45时的密度最大； 对于水泥混凝土指数在n=0.250.45时工作性更好。 常用矿料的级配指数一般在0.30.7之间

31、。nDdp100（1.22）3集料的颗粒形状与表面特征集料的颗粒形状与表面特征（1）颗粒形状）颗粒形状 集料中的颗粒形状四种类型：集料中的颗粒形状四种类型： 集料颗粒形状的基本类型集料颗粒形状的基本类型 类型类型颗粒形状的特点颗粒形状的特点集料品种集料品种蛋圆形蛋圆形具有较光滑的表面，无明显棱角，具有较光滑的表面，无明显棱角，颗粒浑圆颗粒浑圆天然砂及各种砾石、陶粒天然砂及各种砾石、陶粒棱角形棱角形具有粗糙的表面及明显的棱边具有粗糙的表面及明显的棱边碎石、石屑、破碎矿渣碎石、石屑、破碎矿渣针状针状长度方向尺寸远大于其它方向尺寸长度方向尺寸远大于其它方向尺寸而呈细条形而呈细条形砾石、碎石中均存在砾

32、石、碎石中均存在片状片状厚度方向尺寸远小于其它方向而呈厚度方向尺寸远小于其它方向而呈薄片形薄片形砾石、碎石中均存在砾石、碎石中均存在 理想的集料颗粒形状是球状或立方体，而扁平、薄片、细长状的颗粒不仅增加集料的空隙率，还对施工的和易性和混凝土强度造成不利影响。 公路工程集料试验规程（JTG E42-2005）中对水泥混凝土用集料定义其针状颗粒针状颗粒为长度大于平均粒径的2.4倍，片状颗粒片状颗粒为厚度小于平均粒径的0.4倍；用于沥青混合料的细长扁平颗粒细长扁平颗粒是指颗粒最大尺寸与最小尺寸之比大于3的颗粒。（2）表面特征）表面特征 集料表面特征集料表面特征指指集料的粗糙程度和孔隙特征集料的粗糙程

33、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。能力较强。4含泥量和泥块含量含泥量和泥块含量（1）含泥量与石粉含量）含泥量与石粉含量 含泥量是指集料中粒径小于0.075mm的颗粒的含量， 石粉含量是指人工砂中小于0.075mm的颗粒的含量。010100%ammQmaQ0m1m集料的含泥量和石粉含量，%； 试验前烘干集料试样的质量，g； 经筛洗后，0.075mm筛上烘干试

34、样的质量，g。 （1.23）1）砂当量）砂当量SE 砂当量用于测定细集料中所含黏性土和杂质含量，判定集料的洁净程度，对集料中小于0.075mm的矿粉、细砂与泥土加以区别，砂当量值越大表明在小于0.075mm部分所含的矿粉和细砂比例越高。2）甲基蓝）甲基蓝MB值值 “甲基蓝甲基蓝MB值值”用于判别人工砂中用于判别人工砂中0.075mm颗粒含量主颗粒含量主要是泥土还是与被加工母岩化学成分相同的石粉。要是泥土还是与被加工母岩化学成分相同的石粉。10VMBG（1.24）MB甲基蓝值，甲基蓝值，g/kg，表示表示1kg人工砂试样人工砂试样所消耗的甲基蓝克数；所消耗的甲基蓝克数；G试样质量，试样质量，g；

35、V所加入的甲基蓝溶液的总量，所加入的甲基蓝溶液的总量，ml。“甲基蓝甲基蓝MB值值”较小时表明粒径较小时表明粒径0.075mm颗粒主要是母岩颗粒主要是母岩化学成分相同的石粉。化学成分相同的石粉。（2）泥块含量）泥块含量 泥块含量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。121100%bGGQGbQ1G2G（1.25）集料的泥块含量，%； 粗集料为4.75mm（细集料为1.18mm）筛上试样的质量，g; 粗集料为4.75mm（细集料为1.18mm）筛上试样经水洗 后， 粗集料的质量2.36mm（细集料为0.

36、6mm）筛上烘干试样的 质量，g。 在结构层或混合料中，粗集料起骨架作用，应具备一定的强度、耐磨、抗磨耗和抗冲击性能等，这些性能用压碎值、磨光值、磨耗值和冲击值等指标表示。1.2.2 集料的力学性质1压碎值压碎值 压碎值是指按规定的方法测得集料抵抗压碎的能力，也是集料强度的相对指标，用以鉴定集料品质。/10100%amQm（1）粗集料的压碎值）粗集料的压碎值试验方法： 9.513.2mm的颗粒3kg装入压碎筒中，置于压力机上，10min加荷至400kN，取出试样，过2.36mm筛，称量。（1.26）试验后通过2.36mm筛孔的细料质量，g。1m0m试验前试样的质量，g。集料的压碎值，。/aQ压

37、碎值越小，表明粗集料抵抗压碎能力越好。压碎值越小，表明粗集料抵抗压碎能力越好。（2）细集料的压碎值）细集料的压碎值 细集料压碎值按单粒级进行试验。试验方法： 取0.30.6mm，0.61.18mm，1.182.36mm，2.364.75mm试样330g装入试模中，以500N/s的加荷速度加压到25kN，稳压5s，以同样的速度卸荷，过下限筛，称量。（1.27）试样的通过量，g。1m2m试验的筛余量，g。集料的压碎值，。取最大单粒级压碎值为该细集料的压碎指标值。取最大单粒级压碎值为该细集料的压碎指标值。%100211mmmYiYi 磨光值是反映磨光值是反映石料抵抗轮胎磨光作用能力的指标石料抵抗轮胎

38、磨光作用能力的指标，它是采用加速磨光机磨光石料，并用摆式摩擦系数测定仪测得的磨光后集料的摩擦系数。2磨光值磨光值磨光值磨光值PSV越大，表明集料的抗磨光性能越好。越大，表明集料的抗磨光性能越好。试验方法： 9.513.2mm的干净石料单层紧密排列试件，在道路轮上，先后用30号、280号金刚砂磨蚀，停机，用摆式摩擦系数测定仪测定试件的摩擦系数PSVra。49rabraPSVPSVPSV（1.28）braPSV标准试件的摩擦系数。 冲击值反映冲击值反映石料抵抗冲击荷载的能力石料抵抗冲击荷载的能力。由于路表集料直接承受车轮荷载的冲击作用，这一指标对道路表层用集料非常重要。3冲击值冲击值LSV越小，表

39、明集料的抗冲击能力越好。越小，表明集料的抗冲击能力越好。试验方法： 9.513.2mm的干燥集料颗粒，三层装入料筒，称重;置于冲击试验仪上，捣实25次；锤从高度3805mm自由落下，连续锤击15次，过2.36mm筛，称量，计算冲击值。10100%mLSVm（1.29）试样的总质量，g； LSV冲击试验后，通过2.36mm 筛的石屑质量，g。集料的冲击值，； 1m0m 磨耗值用于确定磨耗值用于确定石料抵抗表面磨损的能力石料抵抗表面磨损的能力，适用于对，适用于对路面抗滑表层所用集料抵抗车轮磨耗值。路面抗滑表层所用集料抵抗车轮磨耗值。4磨耗值磨耗值AAV越小，表明集料的抗磨耗能力越好。越小，表明集料

40、的抗磨耗能力越好。试验方法： 9.513.2mm的石料颗粒单层排列试件，固定于道瑞机的圆平板上，按2830r/min旋转100转，停机观察，再磨400转，停机后称取试件质量，计算磨耗值。123()smmAAV（1.30）sAAV1m2m集料的道瑞磨耗率； 磨耗前试样的质量,g； 磨耗后试样的质量,g； 集料的表干密度，g/cm3。 粗集料的磨耗率测定方法为洛杉矶磨耗试验法。粗集料的磨耗率测定方法为洛杉矶磨耗试验法。粗集料的洛杉矶磨耗率是集料使用性能的重要指标，粗集料的洛杉矶磨耗率是集料使用性能的重要指标，尤其是沥青混合料和基层集料，它与沥青路面的抗尤其是沥青混合料和基层集料，它与沥青路面的抗车辙能力、耐磨性，耐久性密切相关，一般磨耗损车辙能力、耐磨性，耐久性密切相关，一般磨耗损失小的集料，集料坚硬，耐磨，耐久性好。失小的集料，集料坚硬，耐磨，耐久性好。5磨耗率磨耗率 集料的耐久性集料的耐久性指由于温度与湿度变化以及冻融作