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砂 石 材 料石材1122集料2矿质混合料的组成设计3第二章 砂石材料§2.1 石材一、岩石的形成与分类岩石由造岩矿物组成，不同的造岩矿物在不同的地质条件下形成不同性能的岩石。第二章 砂石材料●岩浆岩（火成岩）①深成岩：花岗岩②喷出岩③火山岩●沉积岩（水成岩）：石灰岩●变质岩：大理岩二、岩石的技术性质物理、力学、工艺性质第二章 砂石材料三、石材在土木工程中的应用●花岗岩是公认的高级建筑结构材料和装饰材料●大理岩产于大理，装饰材料汉白玉四、石材的选用力学性能、耐久性、装饰性、经济性、环保性第二章 砂石材料◆物理性质●物理常数：第二章 砂石材料●物理常数： 矿质实体（ms、Vs） 岩石（M、V）开口孔隙：与外界连通（Vi） 孔隙（m0、V0）闭口孔隙：不与外界连通（ Vn ）第二章 砂石材料●物理常数：①真实密度（密度瓶法）②毛体积密度（量积法、水中称重法、蜡封法）第二章 砂石材料●物理常数：③孔隙率岩石的物理常数不仅反映岩石的内部组成结构状态，而且可以间接反映岩石的力学性质。第二章 砂石材料●吸水性：岩石在规定条件下吸水的能力，取决于岩石造岩矿物性质及其组成结构状态（孔隙分布情况、孔隙率大小）。①吸水率第二章 砂石材料●吸水性：②饱和吸水率岩石吸水率、饱和吸水率的大小直接影响岩石的耐水性、抗冻性等。●抗冻性：岩石在饱和状态下，抵抗反复冻结和融化的性能（取决于岩石中大开口孔隙发育情况、亲水性和可溶性矿物含量、矿物颗粒之间的连接力）。第二章 砂石材料●抗冻性：①冻融试验质量损失率：②冻融系数：③坚固性试验：饱和硫酸钠溶液进行多次浸泡和烘干循环第二章 砂石材料◆力学性质●单轴抗压强度：标准试件→吸水饱和→单轴受压→极限破坏建筑地基：圆柱体（直径50±2mm、高径比2∶1）标准试件桥梁工程：立方体（边长70±2mm）路面工程：立方体（边长50±2mm）或 圆柱体（直径和高度均为50±2mm）第二章 砂石材料●单轴抗压强度：岩石的抗压强度是岩石力学性质中最重要的指标，是岩石强度分级和岩性描述的主要依据。岩石自身性质：矿物组成、结构构造、含水状态等（内因）抗压强度影响因素试验条件：试件形状、尺寸、加载速率等（外因）第二章 砂石材料●抗磨耗性：抵抗摩擦、撞击的性能，以磨耗率表示。洛杉矶磨耗试验：试样＋钢球→钢筒（转速30~33r/min）→过1.7mm方孔筛→称取筛余质量洛杉矶磨耗损失是岩石力学性质的另一个重要指标，也是评定岩石等级的依据之一。第二章 砂石材料◆化学性质酸性：＞65％（与沥青粘附性差）中性：52％~65％SiO2含量碱性：＜52％（与沥青粘附性好）第二章 砂石材料§2.2 集料集料：在混合料中起骨架或填充作用的粒料，由天然风化而成（卵石、天然砂等），或经人工轧制而成（碎石、机制砂、石屑等）★粗、细集料的划分（方孔筛）①水泥混凝土：4.75mm②沥青混合料：2.36mm（沥青玛蹄脂碎石混合料SMA）P22表1-2-4第二章 砂石材料一、粗集料的技术性质◆物理性质●物理常数（P22图1-2-1）①表观密度、表观相对密度试验方法：网篮法第二章 砂石材料②毛体积密度、毛体积相对密度试验方法：网篮法第二章 砂石材料③表干密度、表干相对密度（饱和面干毛体积相对密度）试验方法：网篮法④堆积密度（自然堆积密度、振实密度、捣实密度）第二章 砂石材料⑤空隙率：颗粒之间的空隙占总体积的百分率1）水泥混凝土用：2）沥青混合料用：（在骨架密实型结构SMA中非常重要）注意：孔隙与空隙的区别！！！第二章 砂石材料●级配：各组成颗粒的分级与搭配由筛分试验得到①标准方孔筛的筛孔尺寸（mm）0.075→0.15→0.3→0.6→1.18→2.36→4.75→9.5→13.2→16→19→26.5→31.5→…试验方法：筛分试验（干筛法、水洗法）水泥混凝土：干筛法沥青混合料及基层：水洗法第二章 砂石材料②级配计算1）分计筛余（g）2）分计筛余百分率（％）3）累计筛余百分率（％）4）通过百分率（％）第二章 砂石材料●坚固性采用规定级配的各粒级集料，分别浸入饱和硫酸钠溶液中进行干湿循环试验，经过一定的循环次数后，观察集料表面破坏情况，并用质量损失率计算其坚固性。原因：硫酸钠结晶压力第二章 砂石材料◆力学性质●压碎值：集料抵抗压碎的能力，是强度的相对指标。9.5mm—13.2mm集料3000g装入钢质圆筒内，10min均匀加压至400kN，稳压5s，卸载，称量通过2.36mm的集料质量第二章 砂石材料●磨耗值：抵抗摩擦、撞击等综合作用的能力。洛杉矶法：一定规格的级配石料以及钢球同时加入磨耗鼓，30—33r/min旋转，用1.7m