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湖南省2016年度市政公用工程专业技术职务任职资格考试 《专业知识》 主讲： 黄美燕 第二章 建筑材料 第一节 石料与集料 一、石料 1.1 石料的岩石学特性 岩石的定义：是指在各种地质作用下按一定方式组合而成的矿物集合体，是组成地壳及地幔的主要物质。 岩石的分类 根据成岩条件将岩石分成三类: 岩浆岩—深成岩、喷出岩、火山岩 沉积岩---碎屑岩、粘土岩、化学及生物化学岩 变质岩---片理状岩、块状岩 常见岩石种类 根据石料组成中二氧化硅成分含量的多少，将岩石分成不同酸碱性石料。 亲水系数表明石料对水亲和力的大小。亲水系数越大，说明石料与水的结合程度越高，相对应与沥青的结合力就越弱，所以石料的酸碱性直接影响到石料和沥青构成的混合料的性质。 1.2 石料的物理性质 物理常数 吸水性 抗冻性 1.2.1 物理常数 图2-1 石料体积组成示意图 意义：表征石料的内部组成结构，并间接反映其物理力学特 性，也是混合料组成设计计算时的重要原始资料。 指标：真实密度、毛体积密度和孔隙率 （1）真实密度 （真实体积 vs —矿物实体体积） 测试方法：量积法、水中称量法和蜡封法 （2）毛体积密度 (毛体积 vs +vn+vi—闭口与 开口孔隙) （3）孔隙率： 测试方法：煮沸法或真空抽气法 图2-1石料体积组成示意图 1.2.2 吸水性 （1）吸水率 定义：是指在规定条件下，试件最大吸水质量与烘干石料试件质量 之比。 测试方法：将已知质量的干燥规则试件逐层加水至浸没，用自由吸水法测定其吸水后质量。 （2）饱和吸水率 定义：是指在强制条件下，石料试件的最大吸水质量与烘干试件质量之比。 测试方法：将已知质量的干燥规则试件用煮沸法或真空抽气法强制饱水，测定其饱水后的质量。 （3）饱水系数 定义：岩石吸水率与饱和吸水率之比 意义：一般来说，石料的饱水系数越大，常压下吸水后留余的空间就越少，岩石越容易被冻胀破坏，其抗冻性就越差。 1.2.3 抗冻性 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。抗冻性试验是指试件在浸水条件下，经多次冻结与融化作用后测定试件的质量损失以及单轴饱水抗压强度的变化。岩石的抗冻性用两个直接指标表示，一个为冻融系数，另一个为质量损失率。 冻融系数：是冻融试验后试件饱水抗压强度与冻融试验前试件饱水抗压强度之比。 质量损失率：冻融试验前后的干试件质量差与冻融前干试件质量的比值。 一般认为冻融系数大于75％，质量损失率小于2％时，为抗冻性好的岩石。吸水率小于0.5％，软化系数大于0.75以及饱水系数小于0.8的岩石，具有足够的抗冻性。对于一般道路工程，往往根据上述标准来确定是否需要进行岩石的抗冻性试验。 1.3 石料的力学性质 技术指标：单轴抗压强度、单轴压缩变形、劈裂强度、抗剪强度、点荷载强度和抗折强度，以及抗压碎、抗冲击、抗磨光、抗磨耗等性能。 关键指标：单轴抗压强度和抗磨耗性 1.3.1 单轴抗压强度 意义：单轴抗压强度是反映石料力学性质的重要指标。 影响因素：石料的组成结构 矿物组成、岩石的结构、孔隙构造、裂隙分布等 试验条件:试件几何尺寸、温度、加载速率、湿度等 测试方法：将石料制备成规定标准试件，饱水处理后采用万能试验机（或压力试验机），使试件在按规定加载条件下单轴受压，直至达到极限破坏时的单位承压面积。 1.3.2 磨耗率 砂石材料磨耗率是指其抵抗撞击、边缘剪力和摩擦等联合作用的能力。石料的磨耗率常采用洛杉矶磨耗试验进行测定。经过规定的搁板式磨耗机试验后，石料的磨耗率采用下式来计算： 1.4 石料的技术标准 根据石料所属岩石类型，将石料分成四大类：岩浆岩、石灰岩、砂岩或片麻岩以及砾岩；再依据石料的抗压强度的高低和磨耗率的大小将每种类型岩石划分成四个等级。 二、二、集料 2.1 集料的分类 定义：集料是由不同粒径矿质颗粒组成，并在混合料中起 骨架和填充作用的粒料。 分类： 按成因及加工方式分 砾石 碎石 天然砂 人工砂 石屑 工业冶金矿渣 按粒径范围分 粗集料 细集料 矿粉 2.2 集料的物理性质 2.2.1 物理常数 （1）密度 集料是矿质颗粒的散状混合物，不仅包括矿物及矿物间的开口孔隙和闭口孔隙，还包括矿质颗粒间的空隙。集料的体积和质量的关系如图所示。 集料组成质量与体积关系示意图 ①表观密度、毛体积密度 ②堆积密