第三章-石料与集料要点PPT课件
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片麻岩由花岗岩变质而成岩石种类常用岩石岩浆岩花岗岩表观密度25002800kgm3抗压强度120250mpa孔隙率小吸水率低耐磨性好耐久性高呈灰白色建筑物基础闸坝台阶勒脚路面混凝土骨料设备衬里表观密度29003300kgm3抗压强度200350mpa有较高的耐酸性韧性抗风化性好呈绿色饰面材料混凝土骨料化工设备衬里玄武岩表观密度29003300kgm3抗压强度250500mpa结构细密强度高硬度大颜色较深高强混凝土骨料道路路面沉积岩石灰岩表观密度26002800kgm3抗压强度80160mpa孔隙率和吸水率大耐久性差呈灰白色砌筑基础桥墩墙身阶石及路面混凝土骨料生产石灰和水泥原料由直径0102mm砂粒经天然胶结而成性能波动大抗压强度5200mpa有灰黄褐色白色建筑物基础勒脚墙身衬面踏步变质岩大理岩表观密度26002700kgm3抗压强度100310mpa质地致密而硬度大容易加玫瑰粉红黄红色地面墙面柱面柜台栏杆踏步石英岩由硅质砂岩变质而成结构均匀致密抗压强度250400mpa耐久性能好硬度高加工困难建筑物基础勒脚栏杆踏步可作耐酸材料耐火材料和玻璃的原料片麻岩由花岗岩变质而成垂直于片理的抗压强度为120250mpa沿片理易于开采和加工易风化碎石块石人行道石板3石料的主要化学组成1岩石的化学组成通常以氧化物的形式给氧化硅氧化钙氧化铁氧化铝氧化镁等2石料的酸碱性根据sio2含量分为
（２）桥梁工程
桥用石料以抗压强度为基准，其他力学指标（如抗
拉强度、抗剪强度、抗弯强度等）一般可采用与抗压强 度的大约比值。
抗压强度试验是采用边长为70±2mm的正方体试件， 经吸水饱和后，进行单轴抗压强度试验。
公式：
f sc q
Fm a x A0
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影响石料抗压强度的主要因素：
• 材料的组成
1.矿渣的主要化学成分及活性
高炉矿渣中主要化学成分： 酸性氧化物（SiO2、Fe2O3等） 碱性氧化物（CaO、MgO等） 中性氧化物（Al2O3） 硫化物（CaS等）
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10
1.矿渣的主要化学成分及活性
矿渣的活性——其与水、某碱性溶液或硫酸盐溶液发生化学反应的性质。
碱性系数Mo——矿渣化学成分中碱性氧化物与酸性氧化物之比值Mo，称之为碱性
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c.毛体积密度ρh
表观体积+开口孔隙体积
指石料在规定的条件下，单位毛体积的质量。
h
Vs
mS Vn
Vi
式中： ρh ——石料的毛体积密度（g/cm3）；
ms——石料矿质实体的质量（g）；
Vs——石料矿质实体的体积（cm3）;
Vi——石料开口孔隙的体积（cm3）;
Vn——石料闭口孔隙的体积（cm3）。
件洗净烘干至恒重，称其质量，算出质量损失率。
吸水率大于5％时，
石料的抗冻性变差。
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28
试验原理：
硫酸钠饱和溶液浸入石料孔隙后，经烘干，硫酸钠结晶 同时体积发生膨胀，产生有如水结冻相似的作用，使石 料孔隙周壁受到张应力，经过多次循环，引起石料破坏。
无条件做抗冻性 时，可采用此法
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表1-1
的百分率。
Wx
m2 m1 m1
100
式中：Wx——石料的吸水率（%）；
m1——石料试件烘干至恒重时的质量（g）；
m2——石料试件吸水至恒重时的质量（g）。
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20
(2) 饱水率： 在常温（20℃±2℃）真空（残压2.67kPa）条件下，石料试件吸
水饱和时吸收水的质量占干燥质量的百分率。
在常压时，水分并非充满孔隙。当抽真空后，内部空气基本被排除， 水充满孔隙。
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4
2、岩石的分类（根据生成条件，按地质分类法）
(1)岩浆岩（又称火成岩 ） ①深成岩 如：花岗岩、正长岩、辉长岩 ②喷出岩 如：玄武岩、安山岩、辉绿岩
(2)沉积岩 ①碎屑岩 ②粘土岩 ③化学沉积岩 ④生物沉积岩
(3)变质岩 如：片麻岩（由花岗岩变质而成）
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岩石 种类 常用岩石
特点
b)铁和锰分解
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3.3 砂石材料的技术性质和技术标准
1、砂石材料的技术性质
物理性质 力学性质 化学性质
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1、砂石材料的技术性质 物理性质（物理常数、吸水性、抗冻性）
石材的结构
开口孔隙
闭口孔隙
矿质实体
开口孔隙
m0
Vi
V0
M
闭口孔隙
Vn
ms 矿质实体 Vs
V
2石021料结构的质量与体积关系示意图 14
3
3.1 天然砂石材料概论
1.造岩矿物
矿物具有一定化学成分和结构特征的天然化合物或单质。 主要的造岩矿物： 石 英：结晶的二氧化硅,最坚硬的矿物之一 长 石：结晶的铝硅酸盐，易风化成高岭土 云 母：结晶的、片状的含水铝硅酸盐 角闪石、辉岩、橄榄石：结晶的铁、镁硅酸盐 方解石：结晶的碳酸钙 白云石：结晶的碳酸钙镁复盐 黄铁矿：结晶的二硫化铁
系数。
Mo＞1表示碱性氧化物多于酸性氧化物，该矿渣称之为：碱性矿渣； Mo=1表示碱性氧化物等于酸性氧化物，该矿渣称之为：中性矿渣； Mo＜1表示碱性氧化物少于酸性氧化物，该矿渣称之为：酸性矿渣
用化学成分分析来评定矿渣的质量是评定矿渣的主要方法.我国国家标准 （GB/T203）规定高炉矿渣质量系数K如下：
建筑物基础、闸坝、 台阶、勒脚、路 面、混凝土骨料、 设备衬里
饰面材料、混凝土 骨料、化工设备 衬里
高强混凝土骨料、 道路路面
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石灰岩
表观密度26002800Kg/m^3、抗 压强度80-160MPa、 孔隙率和吸水率大，
耐久性差、呈灰白色
砌筑基础、桥墩、墙
身、阶石及路面、 混凝土骨料、生产 石灰和水泥原料
地面、墙面、柱面、 柜台、栏杆、踏步
变质岩 石英岩
由硅质砂岩变质而成，结构
均匀致密，抗压强度250400MPa,耐久性能好，硬 度高、加工困难
建筑物基础、勒脚、
栏杆、踏步，可作 耐酸材料、耐火材 料和玻璃的原料
片麻岩
由花岗岩变质而成，垂直于
片理的抗压强度为120250MPa，沿片理易于开 采和加工，易风化
用途
花岗岩 岩浆岩 辉率岩
玄武岩
表观密度25002800Kg/m^3、抗压强度 120-250MPa、孔隙率小、 吸水率低、耐磨性好、耐久 性高、呈灰白色
表观密度29003300Kg/m^3、抗压强度 200-350MPa、有较高的耐 酸性、韧性、抗风化性好、 呈绿色
表观密度29003300Kg/m^3、抗压强度 250-500MPa、结构细密、 强度高、硬度大、颜色较深
冻融次数规定：在严寒地区（最冷月的月平均气温低于 15℃）为25次；在寒冷地区（最冷月的月平均气温低于-15～ 5℃）为15次。
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a.质量损失率和抗冻系数
Q f r m 1 m 1 m 2 10 K R R 0 2 1 10
Ｑfr —试件冻融后的质量损失率和耐冻系数，％； ｍ１—试验前烘干试件的质量，ｇ； ｍ２—试验后烘干试件的质量，ｇ。 R2 —经冻融循环后的试件饱水抗压强度，MPa； R1 —未经冻融试验的试件饱水抗压强度，MPa。
公式：
Q磨m1m 1m2 10% 0
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b.狄法尔试验法
将石料破碎后过筛，选出50～75mm的试样50±2块， 共约5kg，分两份，分别洗净烘干，装入狄法尔磨耗机 的两圆筒中，以30～33r/min的转速转动10000转，通 过2mm筛孔（碎石)或2.5mm筛孔（砾石），计算质 量损失百分率。
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常用检测方法：直接冻融法和硫酸钠坚固性法 采用的试件：直径和高均为50mm的圆柱体或边 长为50mm的立方体试件
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直接冻融法
将试件放入烘箱（105℃±5℃）烘至恒重，冷却后称其质量， 试件浸水至吸水饱和，然后取出擦去表面水分，置于冰箱（－ 15℃）冻结４ｈ，然后取出放入20℃±5℃的水中4ｈ，然后进行 下一次冻融循环，反复至规定次数为止，并检查试件是否有无剥 落、裂缝、分层及掉边等现象，再烘干至恒重，并称其质量。
式中：各氧化物表示其质量百分数含量。
质量系数K反映了矿渣中活性组份与低活性、非活性组份之间的比例关系，质量 系数K值越大，矿渣活性越高。
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2.矿渣集料的技术特性
１）物理力学特性 受冷却加工方式的影响
２）化学稳定性 主要是矿渣中的某些成分与水发生化学反应，导致体积变化 a)游离的氧化钙（f-Cao）的消解 通常f-Cao含量小于３％时方可应用于路面结构中。
饱水率更能有效地反映岩石微裂纹的发育程度，可用来判断岩石的 抗冻和抗风化等性能。
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3.耐候性
自然因素导致石料结构的破坏：首先是温度的升降， 产生的温度应力而引起石料的破坏，其次是石料在潮 湿条件下，受到正、负气温的交替冻融作用，引起石 料内部组织结构的破坏。在大多数地区，后者即抗冻 性占主导地位。
沉积岩 砂岩
由直径0.1-0.2mm砂 粒经天然胶结而成，
性能波动大、抗压强 度5-200MPa，有灰 黄褐色、白色
建筑物基础、勒脚、 墙身、衬面、踏步
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大理岩
表观密度26002700Kg/m^3，抗压强度 100-310MPa，质地致密 而硬度大，容易加工，有
雪白、灰、绿、黑、玫瑰、 粉红、黄、红色
桥涵用石料抗冻性指标
结构物部位 镶面的或表面层的石料
冻融循环次数
大、中桥
小桥及涵洞
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三、石料的力学性质
１．抗压强度
注：作边坡验算要进行 三轴抗压强度试验
（１）公路工程
一般仅采用单轴抗压强度试验，每组6个试件。
a、建筑地基采用圆柱体试件，直径为50mm±2mm、高/径=2。
b、桥梁工程采用立方体试件，边长为70mm±2mm。
物理常数
可以预测岩石的有关物理和力学性质。 在混合料组成设计计算时，是重要的 原始资料
（1）密度
在规定条件下，烘干石料矿质实体单位体积的质 量。
真实密度、表观密度、毛体积密度
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a. 真实密度ρt
不含孔隙的矿 质实体的体积
指石料在规定的条件（105℃±5℃下烘干至恒重，冷
却至20℃）下，单位真实体积的质量。
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公路工程，一般要求石料的耐冻系数大于0.75；质量损 失率不大于５％。同时，试件应无明显缺损（包括剥落、 裂缝和边角损坏等情况）。
桥梁工程石料，对一月份平均气温低于-10℃的地区，要 进行抗冻性试验。
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２）硫酸钠坚固性法
将试件烘干后置于饱和硫酸钠溶液中20h后，再放入105－110℃ 的烘箱中4h，完成第一个循环，待试样冷却后再开始第二个循环， 浸泡和烘干时间变为4h，完成5次循环后，看试件是否破坏，将试
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抗冻性：材料在含水状态下，能经受多次冻溶循环作用而不破 坏，强度也不显著降低的性质。 机理：当石料的开口孔隙大部分充满水时，在达到0℃以后，由 于孔隙中的水结冰而移动困难，同时体积膨胀，从而对孔壁施 加张应力，在多次冻融循环后，石料就会逐渐产生裂缝、掉边、 缺角或表面松散等破坏现象。
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（2）材料的孔隙率
孔隙率
开口孔隙和 闭口孔隙
定义：指材料内部所有孔隙体积占材料总体积的百分 率。
公式：
nV nV i10% 0 (1 h)10% 0
V 0
t
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吸水性——石料在水中吸收水分的能力，采用吸水 率和饱水率两项指标来表征。
(1)吸水率
在常温（20℃±2℃）常压下，石料试件吸水饱和时吸收水的质量占干燥质量
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两种方法的比较：
狄法尔法采用单一粒径，而洛杉矶法采用不 同的级配，更能反映实际情况，所以一般以洛 杉矶试验法为准。
注：这两种方法与道路实际经受的磨耗还有很 大差别。需用的道瑞法进一步验证。
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四、化学性质
化学性质：石料的矿物组分与周围物质进行化学反应或 在外界物质影响下保持其组成结构稳定的能力。
c、路面工程采用圆柱体或立方体试件，其直径或边长和高均为 50mm±2mm。
非标准圆柱体试件，测得 抗压强度值按右式转换
Re
8R 72D/
H
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公式：
fsc
Fmax A
式中： fsc ——石料的抗压强度，MPa；
Fmax——试件极限破坏时的荷载，N；
Ａ——试件的截面积，mm２。
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第三章 石料与集料
本章主要内容
石料的物理、力学性质、技术标准及评价方法 集料的物理、力学性质、技术标准及评价方法 矿质混合料的级配理论、配合比设计方法
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本章内容要求
理解石料与集料主要技术性能及主要评价方法 与评价指标
了解集料的级配概念和相关理论 掌握矿质混合料的配合比设计方法
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碎石、块石、人行道 石板
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3、石料的主要化学组成
（1）岩石的化学组成通常以氧化物的形式给出。
（氧化硅、氧化钙、氧化铁、氧化铝、氧化镁等）
（2）石料的酸碱性
根据SiO2含量分为：
酸性石料
SiO2 > 65%
中性石料 52%< SiO2 <65%
碱性石料
SiO2<52%
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3.2 冶金矿渣材料
• 孔隙率
• 含水率 •温 度
强度
• 试件尺寸
• 加荷速度
强度
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２、磨耗率 石料的磨耗率是指石料抵抗冲击、剪力和摩擦等联合
作用的能力，可采用洛杉矶试验法或狄法尔试验法测 定，以质量损失百分率来评价。
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a.洛杉矶磨耗试验法
采用洛杉矶（或搁板）式磨耗试验机。是将石料试样洗净烘干， 称出标准规定的级配石料，连同钢球一起放在洛杉矶磨耗机， 以30～33ｒ/min的转速转动500转后。过2mm圆孔筛或 1.7mm方孔筛，将筛子上的试样洗净烘干，称其质量。计算出 质量损失百分率。
ρt =ms/Vs
式中：ρt——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）。
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b、表观密度（视密度）
矿质实体体积+闭 口孔隙体积
指在规定条件下，烘干石料单位表观体积的质量，
V mV a
s
s
n
或
a (msmsm1)w
式中：ρa——石料的表观密度，ｇ／ｃｍ３； ｍs、Ｖsቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ—意义同前；m1试样在水中的质量 Ｖn——石料闭口孔隙的体积，ｃｍ３。
<52%： 碱性石料 与沥青粘附性好 SiO2 52%～65%： 中性石料
（２）桥梁工程
桥用石料以抗压强度为基准，其他力学指标（如抗
拉强度、抗剪强度、抗弯强度等）一般可采用与抗压强 度的大约比值。
抗压强度试验是采用边长为70±2mm的正方体试件， 经吸水饱和后，进行单轴抗压强度试验。
公式：
f sc q
Fm a x A0
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影响石料抗压强度的主要因素：
• 材料的组成
1.矿渣的主要化学成分及活性
高炉矿渣中主要化学成分： 酸性氧化物（SiO2、Fe2O3等） 碱性氧化物（CaO、MgO等） 中性氧化物（Al2O3） 硫化物（CaS等）
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1.矿渣的主要化学成分及活性
矿渣的活性——其与水、某碱性溶液或硫酸盐溶液发生化学反应的性质。
碱性系数Mo——矿渣化学成分中碱性氧化物与酸性氧化物之比值Mo，称之为碱性
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c.毛体积密度ρh
表观体积+开口孔隙体积
指石料在规定的条件下，单位毛体积的质量。
h
Vs
mS Vn
Vi
式中： ρh ——石料的毛体积密度（g/cm3）；
ms——石料矿质实体的质量（g）；
Vs——石料矿质实体的体积（cm3）;
Vi——石料开口孔隙的体积（cm3）;
Vn——石料闭口孔隙的体积（cm3）。
件洗净烘干至恒重，称其质量，算出质量损失率。
吸水率大于5％时，
石料的抗冻性变差。
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试验原理：
硫酸钠饱和溶液浸入石料孔隙后，经烘干，硫酸钠结晶 同时体积发生膨胀，产生有如水结冻相似的作用，使石 料孔隙周壁受到张应力，经过多次循环，引起石料破坏。
无条件做抗冻性 时，可采用此法
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表1-1
的百分率。
Wx
m2 m1 m1
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式中：Wx——石料的吸水率（%）；
m1——石料试件烘干至恒重时的质量（g）；
m2——石料试件吸水至恒重时的质量（g）。
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(2) 饱水率： 在常温（20℃±2℃）真空（残压2.67kPa）条件下，石料试件吸
水饱和时吸收水的质量占干燥质量的百分率。
在常压时，水分并非充满孔隙。当抽真空后，内部空气基本被排除， 水充满孔隙。
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2、岩石的分类（根据生成条件，按地质分类法）
(1)岩浆岩（又称火成岩 ） ①深成岩 如：花岗岩、正长岩、辉长岩 ②喷出岩 如：玄武岩、安山岩、辉绿岩
(2)沉积岩 ①碎屑岩 ②粘土岩 ③化学沉积岩 ④生物沉积岩
(3)变质岩 如：片麻岩（由花岗岩变质而成）
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岩石 种类 常用岩石
特点
b)铁和锰分解
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3.3 砂石材料的技术性质和技术标准
1、砂石材料的技术性质
物理性质 力学性质 化学性质
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1、砂石材料的技术性质 物理性质（物理常数、吸水性、抗冻性）
石材的结构
开口孔隙
闭口孔隙
矿质实体
开口孔隙
m0
Vi
V0
M
闭口孔隙
Vn
ms 矿质实体 Vs
V
2石021料结构的质量与体积关系示意图 14
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3.1 天然砂石材料概论
1.造岩矿物
矿物具有一定化学成分和结构特征的天然化合物或单质。 主要的造岩矿物： 石 英：结晶的二氧化硅,最坚硬的矿物之一 长 石：结晶的铝硅酸盐，易风化成高岭土 云 母：结晶的、片状的含水铝硅酸盐 角闪石、辉岩、橄榄石：结晶的铁、镁硅酸盐 方解石：结晶的碳酸钙 白云石：结晶的碳酸钙镁复盐 黄铁矿：结晶的二硫化铁
系数。
Mo＞1表示碱性氧化物多于酸性氧化物，该矿渣称之为：碱性矿渣； Mo=1表示碱性氧化物等于酸性氧化物，该矿渣称之为：中性矿渣； Mo＜1表示碱性氧化物少于酸性氧化物，该矿渣称之为：酸性矿渣
用化学成分分析来评定矿渣的质量是评定矿渣的主要方法.我国国家标准 （GB/T203）规定高炉矿渣质量系数K如下：
建筑物基础、闸坝、 台阶、勒脚、路 面、混凝土骨料、 设备衬里
饰面材料、混凝土 骨料、化工设备 衬里
高强混凝土骨料、 道路路面
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石灰岩
表观密度26002800Kg/m^3、抗 压强度80-160MPa、 孔隙率和吸水率大，
耐久性差、呈灰白色
砌筑基础、桥墩、墙
身、阶石及路面、 混凝土骨料、生产 石灰和水泥原料
地面、墙面、柱面、 柜台、栏杆、踏步
变质岩 石英岩
由硅质砂岩变质而成，结构
均匀致密，抗压强度250400MPa,耐久性能好，硬 度高、加工困难
建筑物基础、勒脚、
栏杆、踏步，可作 耐酸材料、耐火材 料和玻璃的原料
片麻岩
由花岗岩变质而成，垂直于
片理的抗压强度为120250MPa，沿片理易于开 采和加工，易风化
用途
花岗岩 岩浆岩 辉率岩
玄武岩
表观密度25002800Kg/m^3、抗压强度 120-250MPa、孔隙率小、 吸水率低、耐磨性好、耐久 性高、呈灰白色
表观密度29003300Kg/m^3、抗压强度 200-350MPa、有较高的耐 酸性、韧性、抗风化性好、 呈绿色
表观密度29003300Kg/m^3、抗压强度 250-500MPa、结构细密、 强度高、硬度大、颜色较深
冻融次数规定：在严寒地区（最冷月的月平均气温低于 15℃）为25次；在寒冷地区（最冷月的月平均气温低于-15～ 5℃）为15次。
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a.质量损失率和抗冻系数
Q f r m 1 m 1 m 2 10 K R R 0 2 1 10
Ｑfr —试件冻融后的质量损失率和耐冻系数，％； ｍ１—试验前烘干试件的质量，ｇ； ｍ２—试验后烘干试件的质量，ｇ。 R2 —经冻融循环后的试件饱水抗压强度，MPa； R1 —未经冻融试验的试件饱水抗压强度，MPa。
公式：
Q磨m1m 1m2 10% 0
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b.狄法尔试验法
将石料破碎后过筛，选出50～75mm的试样50±2块， 共约5kg，分两份，分别洗净烘干，装入狄法尔磨耗机 的两圆筒中，以30～33r/min的转速转动10000转，通 过2mm筛孔（碎石)或2.5mm筛孔（砾石），计算质 量损失百分率。
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常用检测方法：直接冻融法和硫酸钠坚固性法 采用的试件：直径和高均为50mm的圆柱体或边 长为50mm的立方体试件
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直接冻融法
将试件放入烘箱（105℃±5℃）烘至恒重，冷却后称其质量， 试件浸水至吸水饱和，然后取出擦去表面水分，置于冰箱（－ 15℃）冻结４ｈ，然后取出放入20℃±5℃的水中4ｈ，然后进行 下一次冻融循环，反复至规定次数为止，并检查试件是否有无剥 落、裂缝、分层及掉边等现象，再烘干至恒重，并称其质量。
式中：各氧化物表示其质量百分数含量。
质量系数K反映了矿渣中活性组份与低活性、非活性组份之间的比例关系，质量 系数K值越大，矿渣活性越高。
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2.矿渣集料的技术特性
１）物理力学特性 受冷却加工方式的影响
２）化学稳定性 主要是矿渣中的某些成分与水发生化学反应，导致体积变化 a)游离的氧化钙（f-Cao）的消解 通常f-Cao含量小于３％时方可应用于路面结构中。
饱水率更能有效地反映岩石微裂纹的发育程度，可用来判断岩石的 抗冻和抗风化等性能。
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3.耐候性
自然因素导致石料结构的破坏：首先是温度的升降， 产生的温度应力而引起石料的破坏，其次是石料在潮 湿条件下，受到正、负气温的交替冻融作用，引起石 料内部组织结构的破坏。在大多数地区，后者即抗冻 性占主导地位。
沉积岩 砂岩
由直径0.1-0.2mm砂 粒经天然胶结而成，
性能波动大、抗压强 度5-200MPa，有灰 黄褐色、白色
建筑物基础、勒脚、 墙身、衬面、踏步
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大理岩
表观密度26002700Kg/m^3，抗压强度 100-310MPa，质地致密 而硬度大，容易加工，有
雪白、灰、绿、黑、玫瑰、 粉红、黄、红色
桥涵用石料抗冻性指标
结构物部位 镶面的或表面层的石料
冻融循环次数
大、中桥
小桥及涵洞
50
25
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三、石料的力学性质
１．抗压强度
注：作边坡验算要进行 三轴抗压强度试验
（１）公路工程
一般仅采用单轴抗压强度试验，每组6个试件。
a、建筑地基采用圆柱体试件，直径为50mm±2mm、高/径=2。
b、桥梁工程采用立方体试件，边长为70mm±2mm。
物理常数
可以预测岩石的有关物理和力学性质。 在混合料组成设计计算时，是重要的 原始资料
（1）密度
在规定条件下，烘干石料矿质实体单位体积的质 量。
真实密度、表观密度、毛体积密度
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a. 真实密度ρt
不含孔隙的矿 质实体的体积
指石料在规定的条件（105℃±5℃下烘干至恒重，冷
却至20℃）下，单位真实体积的质量。
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公路工程，一般要求石料的耐冻系数大于0.75；质量损 失率不大于５％。同时，试件应无明显缺损（包括剥落、 裂缝和边角损坏等情况）。
桥梁工程石料，对一月份平均气温低于-10℃的地区，要 进行抗冻性试验。
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２）硫酸钠坚固性法
将试件烘干后置于饱和硫酸钠溶液中20h后，再放入105－110℃ 的烘箱中4h，完成第一个循环，待试样冷却后再开始第二个循环， 浸泡和烘干时间变为4h，完成5次循环后，看试件是否破坏，将试
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抗冻性：材料在含水状态下，能经受多次冻溶循环作用而不破 坏，强度也不显著降低的性质。 机理：当石料的开口孔隙大部分充满水时，在达到0℃以后，由 于孔隙中的水结冰而移动困难，同时体积膨胀，从而对孔壁施 加张应力，在多次冻融循环后，石料就会逐渐产生裂缝、掉边、 缺角或表面松散等破坏现象。
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（2）材料的孔隙率
孔隙率
开口孔隙和 闭口孔隙
定义：指材料内部所有孔隙体积占材料总体积的百分 率。
公式：
nV nV i10% 0 (1 h)10% 0
V 0
t
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吸水性——石料在水中吸收水分的能力，采用吸水 率和饱水率两项指标来表征。
(1)吸水率
在常温（20℃±2℃）常压下，石料试件吸水饱和时吸收水的质量占干燥质量
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两种方法的比较：
狄法尔法采用单一粒径，而洛杉矶法采用不 同的级配，更能反映实际情况，所以一般以洛 杉矶试验法为准。
注：这两种方法与道路实际经受的磨耗还有很 大差别。需用的道瑞法进一步验证。
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四、化学性质
化学性质：石料的矿物组分与周围物质进行化学反应或 在外界物质影响下保持其组成结构稳定的能力。
c、路面工程采用圆柱体或立方体试件，其直径或边长和高均为 50mm±2mm。
非标准圆柱体试件，测得 抗压强度值按右式转换
Re
8R 72D/
H
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公式：
fsc
Fmax A
式中： fsc ——石料的抗压强度，MPa；
Fmax——试件极限破坏时的荷载，N；
Ａ——试件的截面积，mm２。
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第三章 石料与集料
本章主要内容
石料的物理、力学性质、技术标准及评价方法 集料的物理、力学性质、技术标准及评价方法 矿质混合料的级配理论、配合比设计方法
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本章内容要求
理解石料与集料主要技术性能及主要评价方法 与评价指标
了解集料的级配概念和相关理论 掌握矿质混合料的配合比设计方法
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碎石、块石、人行道 石板
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3、石料的主要化学组成
（1）岩石的化学组成通常以氧化物的形式给出。
（氧化硅、氧化钙、氧化铁、氧化铝、氧化镁等）
（2）石料的酸碱性
根据SiO2含量分为：
酸性石料
SiO2 > 65%
中性石料 52%< SiO2 <65%
碱性石料
SiO2<52%
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3.2 冶金矿渣材料
• 孔隙率
• 含水率 •温 度
强度
• 试件尺寸
• 加荷速度
强度
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２、磨耗率 石料的磨耗率是指石料抵抗冲击、剪力和摩擦等联合
作用的能力，可采用洛杉矶试验法或狄法尔试验法测 定，以质量损失百分率来评价。
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a.洛杉矶磨耗试验法
采用洛杉矶（或搁板）式磨耗试验机。是将石料试样洗净烘干， 称出标准规定的级配石料，连同钢球一起放在洛杉矶磨耗机， 以30～33ｒ/min的转速转动500转后。过2mm圆孔筛或 1.7mm方孔筛，将筛子上的试样洗净烘干，称其质量。计算出 质量损失百分率。
ρt =ms/Vs
式中：ρt——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）。
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b、表观密度（视密度）
矿质实体体积+闭 口孔隙体积
指在规定条件下，烘干石料单位表观体积的质量，
V mV a
s
s
n
或
a (msmsm1)w
式中：ρa——石料的表观密度，ｇ／ｃｍ３； ｍs、Ｖsቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ—意义同前；m1试样在水中的质量 Ｖn——石料闭口孔隙的体积，ｃｍ３。
<52%： 碱性石料 与沥青粘附性好 SiO2 52%～65%： 中性石料