第一章_石料与集料

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1、二、石料的物理性质1．物理常数物理常数主要指石料的密度和孔隙率，此类常数能够直接影响到石料的力学性质，也是将石料用于混合料配合比设计的参数之一。（1）密度密度定义为在规定条件下（大多指规定的温度），石料矿质实体单位体积的质量。由于石料在组成结构上或多或少存在着孔隙，而孔隙又分为与外界连通的开口孔隙和与外界不连通的闭口孔隙，所以石料（包括集料）的密度就有数种不同形式。图1-5石料组成部分的质量与体积关系示意图a)石料结构剖面图；b）石料的体积与质量的关系第一节石料1）真实密度真实密度是指在规定条件下，烘干石料矿质实体单位真实体积（不包括孔隙体积）的质

2、量，按照下列公式计算。2）表观密度表观密度是指在规定条件下，烘干石料矿质实体包括闭口孔隙在内的单位表观体积的质量，由如下公式计算。第一节石料3）毛体积密度毛体积密度是指在规定条件下，烘干石料矿质实体包括孔隙（闭口、开口孔隙）体积在内的单位毛体积的质量，由如下公式计算。（2）孔隙率孔隙率是指石料孔隙体积占石料总体积（包括开口孔隙和闭口孔隙体积）的百分率，由如下公式计算。第一节石料2．吸水性石料在规定的条件下吸入水分的能力称为吸水性，通常用吸水率与饱和吸水率来表征，它能有效反映石料微裂缝的发育程度，可用来判断石料的抗冻和抗风化等性能。（1）吸水率吸水率

3、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。测定石料的吸水率是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，按下式计算。第一节石料（2）饱和吸水率饱和吸水率是指在强制条件下，石料试件的最大吸水质量与烘干试件质量之比。测定石料的饱和吸水率是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，按下式计算。（3）饱水系数饱水系数是指岩石吸水率与饱和吸水率之比。它是评价岩石抗冻性的一种指标。一般来说，石料的饱水系数为0.5～0.8。饱水系数越大，说明常压下吸水后留余的空间有限，岩石越容易被冻胀破坏

4、，因而岩石的抗冻性就差。第一节石料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。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

5、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。第一节石料上述物理性质具体表现，在一定程度上都与石料的孔隙率有相应的关系。当孔隙率高，特别是与外界相通且较粗大的开口孔隙发达时，使石料的表观密度和毛体积密度减小，相应的吸水性加大，抗冻性能变差。因此通过石料物理指标的了解，可以在一定程度上预测石料一些工程性质的好坏，认知石料力学性质的表现。第一节石料三、石料的力学性质1．单轴抗压强度单轴抗压强度是反映石料力学性质的重要指标。石料的单轴抗压强度是将石料制备成规定的标准试件，经饱水处理后在单轴受压并按

6、规定的加载条件下，达到极限破坏时单位承压面积的强度，石料单轴抗压强度值取决于内因和外因两方面因素。内因主要指石料的组成结构，如矿物组成、岩石的结构及孔隙构造、裂隙的分布；外因主要指试验条件，如试件几何尺寸、加载速率、温度和湿度等。第一节石料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：实践种还存在另一种磨耗试验——狄法尔磨耗试验，由于该试验耗时较长，且对石料的考验程度不如搁板式磨耗机试验，目前已采用不多。第一节石料四、石料的

7、技术标准工程实际中所采用的石料必须满足一定的技术要求，该要求就是石料的技术标准。标准指定思路是：首先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。I级——最坚强的岩石；II级——坚强的岩石；III级——中等强度岩石；IV级——较软的岩石。第一节石料第一章石料与集料第一章第一节石料第二节集料第四节石料与集料的工程应用第三节矿质混合料的组成设计1．按粒径大小分类粗集料是指粒径大于2.36mm（沥青混合料）或4.75mm（水泥混凝土）的集料。细集料是指粒

8、径小于2.36mm（沥青混合料）或4.75mm（水泥混凝土）的集料。矿粉也称填料，是指由石灰岩或岩浆岩等憎水性碱类石料经磨