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砂石材料试验检测技术

砂石材料是桥涵工程建筑中用量最大的一种建筑材料，它可以直

接（或经过加工）用在桥涵的垮工结构中，也可以加工成各种尺寸的

集料作为水泥混凝上的粗集料。砂石材料包括天然的或经人工轧制的

石料、集料和砂。用于桥涵结构中的砂石材料都应具备一定技术性质，

以适应不同结构的技术要求。

一、石料

桥涵工程使用的石料制品有片石、块石、粗料石和拱石等，主要

用于砌体工程，如桥涵拱圈、墩台、基础、锥坡等。桥涵结构物所用

石料一般有两方面的要求：

1．石料制品的物理力学性质，石料应符合设计规定的类别和标

号，石质应均匀、不易分化和无裂缝。石料力学性质需测定时，用切

石机或取芯机制取边长为50mm±0.5mm的立方体，或直径与高均为

50mm±0.5mm的圆柱体试件进行单轴抗压强度试验确定。在某些气

侯条件下，还必须测定抗冻性和坚固性指标。

2．石料制品规格和几何尺寸要求（1）片石：一般为爆破法开

采的石块，其厚度不应小于15cm（卵形和薄片者不得使用）；用于

镶面的片石，表面应比较平整、尺寸较大者应稍作凿整。（2）块石：

形状大致方正，上下面大致平整，厚度在20-30cm，宽度一般为厚度

的1.0-1.5倍，长度约为厚度的1.5-3.0倍。（3）粗料石：外形大

致方正，成六面体，厚度为20~30cm，宽度为厚度的1.0~1.5倍，长

为厚度的2.5~4.0倍，其表面凹陷深度不大于2cm。(4)拱石：按设

计要求采用粗料石或块石，主要用于石拱桥的拱圈砌筑。

3．石料物理性质试验方法

常规试验检测包括以下几个方面：

(1)石料真实密度试验石料的真实密度（简称密度）是石料在规

定条件（105℃±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。“试验常用方法为“李氏比重瓶

法”，即将石料样品粉碎磨细后，在105℃±5℃条件下烘至恒重，

称其质量；然后在密度瓶中加水经沸煮后，使水充分进入闭口孔隙中，

通过“置换法”测定其真实体积。已知真实体积和质量即可求得真实

密度。现行试验法也允许采用“李氏密度瓶法”近似测定石料的真实

密度。以两次试验结果的算术平均值作为测定值，如两次试验结果之

差大于0.02g/cm3时，应重新取样进行试验。

（2）石料毛体积密度试验，石料的毛体积密度是石料在规定条

件下，单位毛体积（包括矿质实体和孔隙的体积）的质量。试验方法

采用“静水称量法”，即将规则石料在105℃±5℃至恒重，称其质

量。然后使石料吸水24h，使其饱水后用湿毛巾揩去表面水，既可称

得饱和面干时的石料质量。最后用静水天平法测得饱和面干右料的水

中质量，由此可计算出石料的毛体积，并求得毛体积密度。此外，现

行试验法亦允许用“封蜡法”来测定毛体积密度。这两种方法各有其

优缺点。组织均匀的岩石，其密度应为3个试件测得结果之平均值；

组织不均匀的岩石，密度应记录最大与最小值。

（3）石料孔隙率试验，石料的孔隙率是石料的孔隙体积占其总

体积的百分率。按以上方法求得石料的毛体积密度及密度后，计算孔

隙率，精确至1％：

(4)石料吸水率试验，即将石料加工为规则试件，经105℃±5℃

烘干称量后，在铺有薄砂的盛水容器中，用分层逐渐加水的方法使石

料中的空气逐渐逸出，最后完全浸于水中任其自由吸水48h后，取出

浸水试件，用湿纱布擦去试件表面水分，立即称其质量。测得烘干至

恒重的质量和吸水至恒重的质量，即可求得吸水率。组织均匀的试件，

取3个试件试验结果的平均值作为测定值；组织不均匀的，则取5个

试件试验结果的平均值作为测定值。

（5）石料抗冻性试验，石料抵抗冻融循环的能力，称为抗冻性。

“石料抗冻性的试验方法采用直接冻融法，即：将石料加工为规则的

块状试样，在常温条件下（20℃±2℃），采用逐渐浸水的方法，使

开口孔隙吸饱水份，然后置于负温（通常采用-15℃）的冰箱中冻结

4h，最后在常温条件下融解，如此为一冻融循环。经过10、15、25

或50次循环后，观察其外观破坏情况并加以记录。采用经过规定冻

融循环后的质量损失百分率表征其抗冻性。

4．石料力学性能试验方法

（1）石料单轴抗压强度试验，石料的单轴抗压强度，是指将石

料（岩块）制备成50mm*50mm*50mm的正方体（或直径和高度均为50mm

的圆柱体）试件，经吸水饱和后，在单轴受压并按规定的加载条件