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砂石材料1石料第1页/共31页第2页/共31页第一章 砂石材料?石料是一种最古老、最原始的筑路架桥材料：即使今日石料仍是特殊路段的铺路材料.第3页/共31页 砂石材料是道路与桥梁建筑中用量最大的一种建筑材料。 石料：通常是指天然岩石经机械加工制成的或直接开采得到的具有一定形状和尺寸的石料制品。 按照用途不同，砂石材料可以分为石料、集料和矿质混合料。 第一节 石料的基础知识 第二节 集料 第三节 矿质混合料的组成设计第4页/共31页第一节 石料的基础知识一.石料的岩石学特性 1.造岩矿物 是具有一定化学成分和结构特性的天然化合物或单质，简称矿物。 主要造岩矿物：石英、长石、云母、角闪石、方解石、白云石、石膏、黄铁矿等。 由一种或两种以上的矿物组成成各类不同的岩石。 ——多种矿物（长石、石英等）组合形成的如花岗岩； ——单一矿物（方解石）形成的如石灰石、大理石；第5页/共31页 不同造岩矿物和成岩条件使得各类天然岩石具有不同的结构和构造特征。石料的物理力学性质在很大程度上取决于天然岩石的矿物成分，以及这些矿物在岩石中的结构与构造。 第6页/共31页岩浆岩沉积岩变质岩岩浆岩沉积岩变质岩 2.岩石的分类 岩石的性质除了与构成岩石的矿物有关之外，还取决于不同的成岩条件。根据成岩条件将岩石分成三类：岩浆岩、沉积岩、变质岩。 第7页/共31页岩浆岩：形成：由火山喷发出的岩浆冷凝而形成岩石。由于喷发后冷却过程的不同， 岩浆岩又可分成深成岩、喷出岩和火山岩三种。岩性特点： ——由于深成岩位于岩浆底部，冷却缓慢，形成的结构致密，具有密度大、 力学性能好的特点； ——位于地表的喷出岩由于冷却速度较快，形成非结晶状态的玻璃质结构； ——喷向高空而急剧冷却形成的火山岩具有多孔的玻璃体构造，表现出密度 小、质轻的特点。典型的岩浆岩代表：花岗岩、玄武岩、凝灰岩等。第8页/共31页岩浆岩：花岗岩 玄武岩 凝灰岩 第9页/共31页沉积岩： 形成：由母岩（主要是岩浆岩、变质岩等）在地表风化剥蚀产生的物质，经地质搬运、沉积，再经硬结成岩作用后，最终形成岩石。沉积岩特点：因一些沉积岩具有层理结构而各向异性，所以其性能表现具有方向性。密度相对较小、力学性能相对于深成岩较差。典型沉积岩代表：石灰岩、砂岩、页岩等。第10页/共31页沉积岩：页岩砂岩石灰岩 第11页/共31页变质岩：形成：变质岩是岩浆岩和沉积岩经过地质上的变质作用（地壳内部高温、高压、炽热气体渗入等）而形成的岩石。变质岩特点：不仅受原生岩石的影响，更与变质条件和变质程度有关。如石灰岩受到高压和重结晶作用而形成大理岩、由砂岩变质形成的石英岩等，都较原有岩石更加坚固耐久；而由花岗岩变质形成的片麻岩因形成片状层理结构而性能变差。典型沉积岩代表：石英岩、片麻岩、大理岩等。第12页/共31页变质岩：石英岩大理岩片麻岩第13页/共31页岩浆岩、沉积岩、变质岩的转化关系：第14页/共31页岩浆岩、沉积岩、变质岩的特征：第15页/共31页 3.常用岩石类型 路桥工程中常用岩石类型如下。 第16页/共31页 4.岩石矿物的主要化学成分 岩石的化学成分根据氧化物给出，主要为氧化硅、氧化钙、氧化铁、氧化铝、氧化镁以及少量的氧化锰和三氧化硫。 另外，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。 表中的亲水系数表明石料对水亲和力的大小。第17页/共31页二.石料的技术性质 物理性质力学性质耐久性石料的技术性质 1.物理性质 石料的物理性质包括：物理常数、吸水性，以及耐候性。 第18页/共31页（1）物理常数 石料的物理常数是石料矿物组成结构状态的反映。矿物实体闭口孔隙开口孔隙三部分组成第19页/共31页 1）真实密度 石料在规定条件（105土5℃烘干至恒重，温度20℃）下，单位实体体积（矿质实体的体积）的质量。 公式： 在空气中称量石料质量，m0=0，ms=M式中：?t——石料的真实密度，g/cm3； ms——石料矿质实体的质量，g； vs——石料矿质实体的体积，cm3。第20页/共31页 2）毛体积密度 指在规定条件下，石料单位毛体积（矿质实体+孔隙的 体积）的质量。 公式：式中：?h——石料的毛体积密度，g/cm3； ms 、vs——意义同前式； vi——石料开口孔隙的体积，cm3； vn——石料闭口孔隙的体积，cm3。 V——石料的毛体积，cm3。第21页/共31页 3）孔隙率 石料的孔隙体积占其总体积的百分率。 定义式为： 式中：n——石料的孔隙率，％； V0——石料的孔隙（开口+闭口孔隙）的体积，cm3； V——石料的总体积，cm3。计算式： 第22页/共31页（2）吸水性 石料在规定的条件下吸水的能力。 工程上常采用吸水率和饱水率（饱和吸水率）这两项指标表征。 1）吸水率 吸水率是指在室内常