2012-3-7第二章 砂石材料.ppt

第二章 砂石材料 砂石材料的技术性质及要求 集料技术性质 细集料的级配设计 第一节 砂石材料的技术性质及要求 一、砂石材料分类 二、岩石的技术性质 1、物理性质 2、力学性质 3、化学性质 三、道路和桥涵用岩石制品 四、石料技术要求 一、砂石材料分类 ☆按来源分类 ① 天然砂石材料：卵石、砾石、漂石；砂(海砂、河砂、山砂等) ② 人工轧制的砂石料：块料、碎石集料 ③ 工业冶金矿渣集料：钢渣、高炉渣、煤渣、粉煤灰等 ☆按尺寸和用途分类 ① 石料 ② 集料：粗集料——粒径d＞4.75mm 细集料——粒径d≤4.75mm 二、岩石的技术性质 1、物理性质 （1）物理常数(如真实密度、毛体积密度和孔隙率等) （2）吸水性（如吸水率、饱水率等) （3）耐候性(耐冻性、坚固性等) （1）物理常数 密度：岩石在规定条件(105土5℃烘干至恒重，温度20℃)下，单位真实体积(不含孔隙的矿质实体的体积)的质量。真实密度用ρt表示。 （2-1） 式中：ρt ——岩石的真实密度 (g／cm3) ； MS ——岩石矿质实体的质量 (g)； VS ——岩石矿质实体的体积 (cm3)。 （1）物理常数 毛体积密度：岩石在规定条件下，单位毛体积(包括矿质实体和孔隙体积)质量。毛体积密度用ρh表示： （2-2） 式中：ρh——岩石的毛体积密度(g／cm3)； Vi——岩石开口孔隙和闭口孔隙的体积(cm3) Vn——岩石开口孔隙和闭口孔隙的体积(cm3) （1）物理常数 孔隙率：岩石的孔隙体积占其总体积的百分率 。 (1-3) 式中：P—岩石的孔隙率(％) V0—岩石的孔隙(包括开口和闭口孔隙)的体积(cm3) V —岩石的总体积( cm3) （2）吸水性 吸水率：岩石吸水率是指在室内常温(20?2℃)和大气压条件下，岩石试件最大的吸水质量占烘干(105?5℃干燥至恒重)岩石试件质量的百分率。 W吸=｛（M2－M1）/ M1｝×100 (2-4) 式中：W吸—— 岩石吸水率(％) M1 —— 岩石试件烘干至恒量时的质量(g) M2 —— 岩石试件吸水至恒量时的质量(g) （2）吸水性 饱水率：岩石饱水率是在室内常温(20?2℃)和真空抽气(抽至真空度为残压2．67kPa)后的条件下，岩石试件最大吸水的质量占烘干岩石试件质量的百分率。 测定方法采用真空抽气法。因为当真空抽气后占据岩石孔隙内部的空气被排出，当恢复常压时，则水即进入具有稀薄残压的岩石孔隙中，此时水分几乎充满开口孔隙的全部体积，所以，饱水率大于吸水率。饱水率的计算方法与吸水率相同。 （3）耐候性 概述： 构件——抵抗自然界暴露大气 圬工砌体——水、温——R→低（冻胀） 测定方法：①抗冻性、②坚固性。 （3）耐候性 ①抗冻性 定义：饱水，经反复冻融循环（正负温度交替强度降低、质量损失符合要求。 破坏现象：缺棱 掉角 松散 一次冻融循环：20±5℃、4～5小时 -15℃（毛细孔） 4小时 常温：融解 要求：一月份气温低于-10℃必作； 证明具有足够抗冻性的石料可不做。 （3）耐候性 ②坚固性：评定岩石试样经饱和硫酸钠溶液多次浸泡与烘干循环后，不发生显著破坏或强度降低的性质。 计算坚固性试验质量损失率： （2-5） 式中：Q冻 —— 冻融后的质量损失率(％) m1 —— 试验前烘干试件的质量(g) m2 —— 试验后烘干试件的质量(g) 孔壁受到张应力（简易、快速） 2、力学性质 （1）单轴抗压强度 标准尺寸： 桥梁工程——边长70㎜±2mm 立方体 路面工程——边长50㎜±2mm 立方体（圆柱体） 条件：吸水饱和公式： （影响因素——组成结构和试验条件） 影响石料抗压强度的因素 内因：材料的矿物成分 结构和构造 外因：试件尺寸 加荷速率 湿度等 2、力学性质 （2）磨耗性： 定义：石料抵抗撞击、剪切、摩擦综合作用的性能。 试验方法两种： 洛杉矶式磨耗试验（搁板式—标准方法） 狄法尔式磨耗试验 （双筒磨耗） ② 搁板式（洛杉矶法）：试样为～5000g有级配的集料，加入钢球1