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1、第一節(jié)第一節(jié) 砂石材料的技術(shù)性質(zhì)砂石材料的技術(shù)性質(zhì)按形狀分類按形狀分類按形狀分類按形狀分類按來源分類按來源分類按來源分類按來源分類砂石材料的分類砂石材料的分類砂石材料的分類砂石材料的分類塊塊狀狀石石料料(石石料料)粒粒狀狀石石料料(集集料料)天天然然巖巖石石人人工工軋軋制制的的集集料料工工業(yè)業(yè)冶冶金金礦礦渣渣常見巖石常見巖石石英巖花崗巖玄武巖石灰?guī)r砂巖一、巖石的技術(shù)性質(zhì)一、巖石的技術(shù)性質(zhì)單軸抗壓強(qiáng)度磨耗性巖石酸堿性化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)物理常數(shù)吸水性抗凍性物理性質(zhì)物理性質(zhì)技術(shù)性質(zhì)技術(shù)性質(zhì)1 1、物理性質(zhì)、物理性質(zhì)1 1）物理常數(shù)）物理常數(shù) 巖石可由各種礦物形巖石可由各種礦物形成不同排

2、列的各種結(jié)構(gòu)，成不同排列的各種結(jié)構(gòu)，但是從其質(zhì)量和體積的物但是從其質(zhì)量和體積的物理觀點(diǎn)出發(fā)，巖石的內(nèi)部理觀點(diǎn)出發(fā)，巖石的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)主要是由組成結(jié)構(gòu)主要是由礦質(zhì)實(shí)礦質(zhì)實(shí)體體和和孔隙孔隙（包括與外界連（包括與外界連通的開口孔隙和不與外界通的開口孔隙和不與外界連通的閉口孔隙）所組成連通的閉口孔隙）所組成（如圖（如圖1111所示）。所示）。天然花崗巖的SEM人工水泥石SEM （1 1）真實(shí)密度）真實(shí)密度）真實(shí)密度）真實(shí)密度 ：定義：烘干（定義：烘干（定義：烘干（定義：烘干（105105 5 5下烘至恒重，溫度下烘至恒重，溫度下烘至恒重，溫度下烘至恒重，溫度2020 2 2），巖石礦質(zhì)實(shí)體單位），巖石

3、礦質(zhì)實(shí)體單位），巖石礦質(zhì)實(shí)體單位），巖石礦質(zhì)實(shí)體單位真實(shí)體積真實(shí)體積真實(shí)體積真實(shí)體積的質(zhì)量。的質(zhì)量。的質(zhì)量。的質(zhì)量。公式：公式：公式：公式：測定：測定：測定：測定：密度瓶法密度瓶法密度瓶法密度瓶法 （）毛體積密度（）毛體積密度（）毛體積密度（）毛體積密度 ：定義：規(guī)定條件下，烘干巖石礦質(zhì)實(shí)體包括孔隙定義：規(guī)定條件下，烘干巖石礦質(zhì)實(shí)體包括孔隙定義：規(guī)定條件下，烘干巖石礦質(zhì)實(shí)體包括孔隙定義：規(guī)定條件下，烘干巖石礦質(zhì)實(shí)體包括孔隙(開口、閉口孔隙開口、閉口孔隙開口、閉口孔隙開口、閉口孔隙)體積在內(nèi)的單位體積在內(nèi)的單位體積在內(nèi)的單位體積在內(nèi)的單位毛體積毛體積毛體積毛體積的質(zhì)量。的質(zhì)量。的質(zhì)量。的質(zhì)量。公

4、式：公式：公式：公式：測定：測定：測定：測定：量積法、水中稱量法、蠟封法量積法、水中稱量法、蠟封法量積法、水中稱量法、蠟封法量積法、水中稱量法、蠟封法 （3 3）孔隙率）孔隙率）孔隙率）孔隙率 ：定義：巖石孔隙體積占巖石總體積定義：巖石孔隙體積占巖石總體積定義：巖石孔隙體積占巖石總體積定義：巖石孔隙體積占巖石總體積(包括開口、包括開口、包括開口、包括開口、閉口孔隙體積閉口孔隙體積閉口孔隙體積閉口孔隙體積)的百分率的百分率的百分率的百分率 。公式：公式：公式：公式：定義：巖石在規(guī)定條件下吸水的能力。定義：巖石在規(guī)定條件下吸水的能力。定義：巖石在規(guī)定條件下吸水的能力。定義：巖石在規(guī)定條件下吸水的能

5、力。工程上常采用工程上常采用工程上常采用工程上常采用吸水率吸水率吸水率吸水率和和和和飽水吸水率飽水吸水率飽水吸水率飽水吸水率兩項(xiàng)指兩項(xiàng)指兩項(xiàng)指兩項(xiàng)指標(biāo)表征。標(biāo)表征。標(biāo)表征。標(biāo)表征。吸水性越大，瀝青粘附性越差。吸水性越大，瀝青粘附性越差。吸水性越大，瀝青粘附性越差。吸水性越大，瀝青粘附性越差。2 2）吸水性）吸水性 （1 1 1 1）吸水率：）吸水率：）吸水率：）吸水率：定義：在規(guī)定條件下，巖石試樣最大吸水質(zhì)量定義：在規(guī)定條件下，巖石試樣最大吸水質(zhì)量定義：在規(guī)定條件下，巖石試樣最大吸水質(zhì)量定義：在規(guī)定條件下，巖石試樣最大吸水質(zhì)量與烘干巖石試件質(zhì)量的百分率。與烘干巖石試件質(zhì)量的百分率。與烘干巖石試

6、件質(zhì)量的百分率。與烘干巖石試件質(zhì)量的百分率。第二章第二章 砂石材料砂石材料逐步加入水淹沒石料逐步加入水淹沒石料細(xì)砂細(xì)砂公式：公式：公式：公式：測定：測定：自由吸水法自由吸水法自由吸水法自由吸水法 （2 2 2 2）飽水吸水率：）飽水吸水率：）飽水吸水率：）飽水吸水率：定義：定義：定義：定義：在強(qiáng)制條件下，巖石試樣最大吸水在強(qiáng)制條件下，巖石試樣最大吸水在強(qiáng)制條件下，巖石試樣最大吸水在強(qiáng)制條件下，巖石試樣最大吸水質(zhì)量與烘干巖石試件質(zhì)量的百分率。質(zhì)量與烘干巖石試件質(zhì)量的百分率。質(zhì)量與烘干巖石試件質(zhì)量的百分率。質(zhì)量與烘干巖石試件質(zhì)量的百分率。公式：公式：公式：公式：第二章第二章 砂石材料砂石材料加入水

7、淹加入水淹沒石料沒石料細(xì)砂細(xì)砂抽真空抽真空通常計(jì)算的飽和吸水率通常計(jì)算的飽和吸水率吸水率吸水率 測定：測定：煮沸法、真空抽氣法煮沸法、真空抽氣法煮沸法、真空抽氣法煮沸法、真空抽氣法 吸水率與飽和吸水率之比稱為吸水率與飽和吸水率之比稱為吸水率與飽和吸水率之比稱為吸水率與飽和吸水率之比稱為飽水系數(shù)飽水系數(shù)飽水系數(shù)飽水系數(shù)，用，用，用，用K K K KW W W W表示。表示。表示。表示。它是評(píng)價(jià)巖石抗凍性的一種指標(biāo)。一般來說，巖石的它是評(píng)價(jià)巖石抗凍性的一種指標(biāo)。一般來說，巖石的它是評(píng)價(jià)巖石抗凍性的一種指標(biāo)。一般來說，巖石的它是評(píng)價(jià)巖石抗凍性的一種指標(biāo)。一般來說，巖石的飽水系數(shù)為飽水系數(shù)為飽水系數(shù)為

8、飽水系數(shù)為0.50.50.50.50.80.80.80.8，飽水系數(shù)愈大，說明常壓下吸水后，飽水系數(shù)愈大，說明常壓下吸水后，飽水系數(shù)愈大，說明常壓下吸水后，飽水系數(shù)愈大，說明常壓下吸水后留余的空間有限，巖石愈容易被凍脹破壞，抗凍性差。留余的空間有限，巖石愈容易被凍脹破壞，抗凍性差。留余的空間有限，巖石愈容易被凍脹破壞，抗凍性差。留余的空間有限，巖石愈容易被凍脹破壞，抗凍性差。試件飽水，試件飽水，-15-15凍凍4h4h，205205解凍解凍4h4h，如此循環(huán)規(guī)定次數(shù)；測如此循環(huán)規(guī)定次數(shù)；測定實(shí)驗(yàn)前后試件質(zhì)量和定實(shí)驗(yàn)前后試件質(zhì)量和飽水抗壓強(qiáng)度。飽水抗壓強(qiáng)度。3 3）抗凍性）抗凍性 定義：巖石在吸

9、水飽和狀態(tài)下，經(jīng)受規(guī)定次數(shù)的定義：巖石在吸水飽和狀態(tài)下，經(jīng)受規(guī)定次數(shù)的定義：巖石在吸水飽和狀態(tài)下，經(jīng)受規(guī)定次數(shù)的定義：巖石在吸水飽和狀態(tài)下，經(jīng)受規(guī)定次數(shù)的凍融循環(huán)后抵抗破壞的能力。凍融循環(huán)后抵抗破壞的能力。凍融循環(huán)后抵抗破壞的能力。凍融循環(huán)后抵抗破壞的能力。第二章第二章 砂石材料砂石材料 測定：測定：直接凍融法、堅(jiān)固性簡易快速測定法直接凍融法、堅(jiān)固性簡易快速測定法直接凍融法、堅(jiān)固性簡易快速測定法直接凍融法、堅(jiān)固性簡易快速測定法直接凍融法 硫酸鈉浸泡硫酸鈉浸泡20h20h，105105烘箱烘烘箱烘4h4h，如此循環(huán)規(guī)定，如此循環(huán)規(guī)定次數(shù)；測定實(shí)驗(yàn)前后試件質(zhì)次數(shù)；測定實(shí)驗(yàn)前后試件質(zhì)量。量。評(píng)估巖石

10、飽和硫酸鈉多次浸泡與烘干循環(huán)后，不發(fā)評(píng)估巖石飽和硫酸鈉多次浸泡與烘干循環(huán)后，不發(fā)評(píng)估巖石飽和硫酸鈉多次浸泡與烘干循環(huán)后，不發(fā)評(píng)估巖石飽和硫酸鈉多次浸泡與烘干循環(huán)后，不發(fā)生顯著破壞或強(qiáng)度降低的性能。生顯著破壞或強(qiáng)度降低的性能。生顯著破壞或強(qiáng)度降低的性能。生顯著破壞或強(qiáng)度降低的性能。有條件者均采用直接凍融有條件者均采用直接凍融堅(jiān)固性簡易快速測定法 在不同的工程環(huán)境氣候下，對(duì)巖石的抗凍性有不在不同的工程環(huán)境氣候下，對(duì)巖石的抗凍性有不在不同的工程環(huán)境氣候下，對(duì)巖石的抗凍性有不在不同的工程環(huán)境氣候下，對(duì)巖石的抗凍性有不同的要求。同的要求。同的要求。同的要求。公路工程巖石試驗(yàn)規(guī)程公路工程巖石試驗(yàn)規(guī)程公路工

11、程巖石試驗(yàn)規(guī)程公路工程巖石試驗(yàn)規(guī)程（JTG JTG JTG JTG 414141412005200520052005）規(guī)定：）規(guī)定：）規(guī)定：）規(guī)定：在在在在嚴(yán)寒嚴(yán)寒嚴(yán)寒嚴(yán)寒地區(qū)（最冷月的月平均氣溫低于地區(qū)（最冷月的月平均氣溫低于地區(qū)（最冷月的月平均氣溫低于地區(qū)（最冷月的月平均氣溫低于-15-15-15-15）巖）巖）巖）巖石的凍融循環(huán)次數(shù)為石的凍融循環(huán)次數(shù)為石的凍融循環(huán)次數(shù)為石的凍融循環(huán)次數(shù)為25252525次；次；次；次；在在在在寒冷寒冷寒冷寒冷地區(qū)（最冷月的月平均氣溫低于地區(qū)（最冷月的月平均氣溫低于地區(qū)（最冷月的月平均氣溫低于地區(qū)（最冷月的月平均氣溫低于-15-15-15-15-5555）

12、為）為）為）為15151515次；次；次；次；寒冷、嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)采用寒冷、嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)采用寒冷、嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)采用寒冷、嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)采用直接凍融法直接凍融法直接凍融法直接凍融法進(jìn)行巖石的抗進(jìn)行巖石的抗進(jìn)行巖石的抗進(jìn)行巖石的抗凍性試驗(yàn)。凍性試驗(yàn)。凍性試驗(yàn)。凍性試驗(yàn)。對(duì)于橋涵工程用巖石，對(duì)于橋涵工程用巖石，對(duì)于橋涵工程用巖石，對(duì)于橋涵工程用巖石，公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D612005JTG D612005JTG D612005JTG D612005）規(guī)定：）規(guī)定：）規(guī)定：）規(guī)定：累年最冷月平均氣溫低于或等于累年最冷月平均氣溫低于或等于累年最冷

13、月平均氣溫低于或等于累年最冷月平均氣溫低于或等于-10-10-10-10的地區(qū)，所用的的地區(qū)，所用的的地區(qū)，所用的的地區(qū)，所用的石材抗凍性指標(biāo)應(yīng)符合表石材抗凍性指標(biāo)應(yīng)符合表石材抗凍性指標(biāo)應(yīng)符合表石材抗凍性指標(biāo)應(yīng)符合表1-21-21-21-2的要求，即試件在飽水狀態(tài)下的要求，即試件在飽水狀態(tài)下的要求，即試件在飽水狀態(tài)下的要求，即試件在飽水狀態(tài)下經(jīng)過經(jīng)過經(jīng)過經(jīng)過-15-15-15-15的凍結(jié)與的凍結(jié)與的凍結(jié)與的凍結(jié)與20202020的融化，達(dá)到表的融化，達(dá)到表的融化，達(dá)到表的融化，達(dá)到表1-21-21-21-2中所要求的凍融中所要求的凍融中所要求的凍融中所要求的凍融循環(huán)次數(shù)后，無明顯的損傷（裂縫、

14、脫層），同時(shí)凍融系數(shù)循環(huán)次數(shù)后，無明顯的損傷（裂縫、脫層），同時(shí)凍融系數(shù)循環(huán)次數(shù)后，無明顯的損傷（裂縫、脫層），同時(shí)凍融系數(shù)循環(huán)次數(shù)后，無明顯的損傷（裂縫、脫層），同時(shí)凍融系數(shù)不低于不低于不低于不低于0.750.750.750.75，則認(rèn)為抗凍性合格。，則認(rèn)為抗凍性合格。，則認(rèn)為抗凍性合格。，則認(rèn)為抗凍性合格。確定巖石等級(jí)的兩項(xiàng)指標(biāo)確定巖石等級(jí)的兩項(xiàng)指標(biāo)確定巖石等級(jí)的兩項(xiàng)指標(biāo)確定巖石等級(jí)的兩項(xiàng)指標(biāo)抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度和和和和磨耗性磨耗性磨耗性磨耗性1 1）單軸抗壓強(qiáng)度）單軸抗壓強(qiáng)度）單軸抗壓強(qiáng)度）單軸抗壓強(qiáng)度 R R ：試驗(yàn)條件要求：試件形狀、尺寸、吸水飽和、加荷速度等。試驗(yàn)條件要

15、求：試件形狀、尺寸、吸水飽和、加荷速度等。公式公式公式公式：2 2）磨耗性）磨耗性）磨耗性）磨耗性 Q Q ：巖石抵抗撞擊、邊緣剪力和摩擦的聯(lián)合作用的性能；采用洛杉巖石抵抗撞擊、邊緣剪力和摩擦的聯(lián)合作用的性能；采用洛杉巖石抵抗撞擊、邊緣剪力和摩擦的聯(lián)合作用的性能；采用洛杉巖石抵抗撞擊、邊緣剪力和摩擦的聯(lián)合作用的性能；采用洛杉磯磨耗試驗(yàn)測定。磯磨耗試驗(yàn)測定。磯磨耗試驗(yàn)測定。磯磨耗試驗(yàn)測定。2 2、力學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)公式公式：(1)(1)(1)(1)巖石酸堿性：巖石酸堿性：巖石酸堿性：巖石酸堿性：酸性巖石：酸性巖石：酸性巖石：酸性巖石：65%65%65%65%SiO SiO SiO SiO2 2

16、2 2含量含量含量含量 中性巖石：中性巖石：中性巖石：中性巖石：65%65%65%65%52%52%52%52%堿性巖石：堿性巖石：堿性巖石：堿性巖石：52%52%52%4.75mm)(4.75mm)天然集料天然集料天然集料天然集料 礫石礫石礫石礫石 (2(260mm)60mm)人工集料人工集料人工集料人工集料 人工砂人工砂人工砂人工砂(2.36mm)(4.75mm 4.75mm(水泥混凝土中水泥混凝土中水泥混凝土中水泥混凝土中)或或或或2.36mm2.36mm(瀝青瀝青瀝青瀝青混合料中）的碎石、礫石?；旌狭现校┑乃槭⒌[石。混合料中）的碎石、礫石?；旌狭现校┑乃槭?、礫石。細(xì)集料細(xì)集料細(xì)集料細(xì)集料：指集料的粒徑：指集料的粒徑：指集料的粒徑：指集料的粒徑 4.75mm 4.75mm(水泥混凝土中水泥混凝土中水泥混凝土中水泥混凝土中)或或或或 2.36mm 2.36mm(瀝青瀝青瀝青瀝青混合料中）的天然砂、人工砂和石膏?；旌狭现校┑奶烊簧?、人工砂和石膏?；旌狭现校┑奶烊簧?、人工砂和石膏?；旌狭现校┑奶烊簧啊⑷斯ど昂褪?。第二章第二章 砂石材料砂石材料二、集料的技術(shù)性質(zhì)二、集料的技術(shù)性質(zhì) 在