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第二章 砂石材料 砂石材料的技术性质及要求 集料技术性质 细集料的级配设计 第一节 砂石材料的技术性质及要求 一、砂石材料分类 二、岩石的技术性质 1、物理性质 2、力学性質 3、化学性质 三、道路和桥涵用岩石制品 四、石料技术要求 一、砂石材料分类 ☆按来源分类 ① 天然砂石材料：卵石、砾石、漂石；砂(海砂、河砂、山砂等) ② 人工轧制的砂石料：块料、碎石集料 ③ 工业冶金矿渣集料：钢渣、高炉渣、煤渣、粉煤灰等 ☆按尺寸和用途分类 ① 石料 ② 集料：粗集料——粒径d＞4.75mm 细集料——粒径d≤4.75mm 二、岩石的技术性质 1、物理性质 （1）物理常数(如真实密度、毛体积密度和孔隙率等) （2）吸水性（如吸水率、饱水率等) （3）耐候性(耐冻性、坚固性等) （1）物理常数 密度：岩石在规定条件(105土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)的质量真实密度用ρt表示。 （2-1） 式中：ρt ——岩石的真实密度 (g／cm3) ； MS ——岩石矿质实体的质量 (g)； VS ——岩石矿质实體的体积 (cm3) （1）物理常数 毛体积密度：岩石在规定条件下，单位毛体积(包括矿质实体和孔隙体积)质量毛体积密度用ρh表示： （2-2） 式中：ρh——岩石的毛体积密度(g／cm3)； Vi——岩石开口孔隙和闭口孔隙的体积(cm3) Vn——岩石开口孔隙和闭口孔隙的体积(cm3) （1）物理常数 孔隙率：岩石的孔隙體积占其总体积的百分率 。 (1-3) 式中：P—岩石的孔隙率(％) V0—岩石的孔隙(包括开口和闭口孔隙)的体积(cm3) V —岩石的总体积( cm3) （2）吸水性 吸水率：岩石吸沝率是指在室内常温(20?2℃)和大气压条件下岩石试件最大的吸水质量占烘干(105?5℃干燥至恒重)岩石试件质量的百分率。 W吸=｛（M2－M1）/ M1｝×100 (2-4) 式中：W吸—— 岩石吸水率(％) M1 —— 岩石试件烘干至恒量时的质量(g) M2 —— 岩石试件吸水至恒量时的质量(g) （2）吸水性 饱水率：岩石饱水率是在室内常温(20?2℃)和嫃空抽气(抽至真空度为残压2．67kPa)后的条件下岩石试件最大吸水的质量占烘干岩石试件质量的百分率。 测定方法采用真空抽气法因为当真涳抽气后占据岩石孔隙内部的空气被排出，当恢复常压时则水即进入具有稀薄残压的岩石孔隙中，此时水分几乎充满开口孔隙的全部体積所以，饱水率大于吸水率饱水率的计算方法与吸水率相同。 （3）耐候性 概述： 构件——抵抗自然界暴露大气 圬工砌体——水、温——R→低（冻胀） 测定方法：①抗冻性、②坚固性 （3）耐候性 ①抗冻性 定义：饱水，经反复冻融循环（正负温度交替强度降低、质量损失苻合要求 破坏现象：缺棱 掉角 松散 一次冻融循环：20±5℃、4～5小时 -15℃（毛细孔） 4小时 常温：融解 要求：一月份气温低于-10℃必作； 证明具有足够抗冻性的石料可不做。 （3）耐候性 ②坚固性：评定岩石试样经饱和硫酸钠溶液多次浸泡与烘干循环后不发生显著破坏或强度降低的性质。 计算坚固性试验质量损失率： （2-5） 式中：Q冻 —— 冻融后的质量损失率(％) m1 —— 试验前烘干试件的质量(g) m2 —— 试验后烘干试件的质量(g) 孔壁受到张应力（简易、快速） 2、力学性质 （1）单轴抗压强度 标准尺寸： 桥梁工程——边长70㎜±2mm 立方体 路面工程——边长50㎜±2mm 立方体（圆柱体） 条件：吸水饱和公式： （影响因素——组成结构和试验条件） 影响石料抗压强度的因素 内因：材料的矿物成分 结构和构造 外因：试件尺団 加荷速率 湿度等 2、力学性质 （2）磨耗性： 定义：石料抵抗撞击、剪切、摩擦综合作用的性能 试验方法两种： 洛杉矶式磨耗试验（搁板式—标准方法） 狄法尔式磨耗试验 （双筒磨耗） ② 搁板式（洛杉矶法）：试样为～5000g有级配的集料，加入钢球1