第二节集料1分析和总结.docx

第二节 集料

概述： 笼统的说集料就是粒状石质材料。

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。

根据集料形成的过程不同，分为卵石（又称砾石）和碎石；

根据粒径大小的不同，分为粗集料和细集料；

粗细集料粒径的界限

水泥混凝土用集料的粗细界限尺寸为4.75mm，沥青混合料用集料粗细界限尺寸为2.36mm。大于或等于该尺寸的颗粒为粗集料，余为细集料。

最大粒径

这是一个较为重要但又容易引起混淆的概念，集料的最大粒径这一概念由两个不同定义构成，即集料最大粒径和集料公称最大粒径。

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。实际上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。

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75mm、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；

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100mm、80mm、63mm、50mm、40mm、31.5mm、25mm、20mm、16mm、10mm、5mm、2.5mm、1.25mm、0.63mm、0.315mm、0.16mm、0.075mm。

不同用途采用不同规格标准套筛，是我国多年以来的一种特有的做法。随着与国际通用方式的接轨，全部采用方孔筛成为一种必然趋势。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》就已开始采用方孔筛标准。

一、集料的物理性质

物理常数

密度

考虑到集料颗粒自身的孔隙和颗粒之间的空隙，集料的密度也有几种不同形式。

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。

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），由式（1-11）计算。

（1-11）

式中： ——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；

、 ——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。

装填密度

装填密度根据装样方法的不同可为堆积密度、振实密度和捣实密度。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，按式（1-12）计算。

（1-12）

式中： ——矿质集料的装填密度,g/cm3；

——集料颗粒矿质实体的质量，g；

——集料颗粒矿质实体的体积，cm3；

、 ——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；

——集料颗粒间的空隙体积，cm3；

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）占装填体积的百分率，按式（1-13）计算。

（1-13）

式中： ——集料的空隙率，%；

——集料颗粒的装填体积， ，cm3；

、 ——分别为集料颗粒间空隙与矿质实体中开口孔隙的体积，cm3。

将式（1-2）和式（1-12）代入式（1-13），则空隙率可用式（1-14）计算：

（1-14）

式中： ——集料的装填密度，g/cm3；

——集料的表观密度,g/cm3。

小结：石料和集料涉及多种密度，现将这些密度归纳在下表中。

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，由式（1-15）计算。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。

（1-15）

式中：——粗集料骨架间隙率，%；

——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；

——粗集料的表观密度或毛体积密度，g/cm3。

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，按式（1-16）计算。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