砂石材料

花岗岩、正长岩 玄武岩、安山岩
母岩风化后的物质经水流搬运、 沉积、硬结而成
经地壳内部高温、高压等多种过 程综合作用，岩石矿物重新再结
晶变质后而形成
颗粒物质和胶结物质组成，大 多呈现层理构造
结构与变质经历有关——如受 到高压作用再结晶后的变质岩 将质地紧密；相反则变质后形
成片状结构
石灰岩、砂岩、石 膏
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第一章 石料与集料
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，由公式（1-2）计算
a

ms Vs Vn
1－2
V s ——石料矿质实体的体积，g；
t ——石料的表观密度，g/cm3；
m s ——石料矿质实体的质量,cm3；
V n ——石料矿质实体中闭口孔隙的体积，cm3。
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第一章 石料与集料
岩石分类 岩石的性质除了与构成岩石的矿物有关之外，
还取决于不同的成岩条件。根据成岩条件将岩石分 成三类：岩浆岩、沉积岩、变质岩。
三种岩石种类的特征
类型 岩 深成岩 浆 岩 喷出岩
沉积岩
变质岩
成因
矿物结构与构造
常见代表岩石
由地壳深处的岩浆冷凝而成 由岩浆喷出地面后凝结而成
结晶体和块状构造、结构致密 呈隐晶质或玻璃质结构
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第一章 石料与集料
4）孔隙率
——石料的孔隙体积占其总体积的百分率。
定义式为： n V0 100
1－4
V
式中：n——石料的孔隙率，％； V0——石料的孔隙（开口+闭口孔隙）的体积，cm3； V——石料的总体积，cm3。
计算式：
n(1 h )100 t
1－5
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第一章 石料与集料
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第一章 石料与集料
一、 石料的技术性质
石料通常指由天然岩石经机械加工制成的，或 者由直接开采得到的具有一定形状和尺寸的石料制 品。
石料的技术性质
物理性质 力学性质 化学性质
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第一章 石料与集料
❖砌筑用石材 ❖拌合混凝土用石材 ❖装饰用石材
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第一章 石料与集料
几种代表性造岩矿物
矿物名称
石英 长石 云母 方解石
m2——石料试件吸水至恒量时的质量，g。
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第一章 石料与集料
2）饱水率
——在内常温（20±2℃）和真空（真空度为2.67kPa）条 件下，石料试件的最大吸水质量占烘干石料试件质量的百分 率。
计算方法与吸水率相似，但饱水率＞吸水率。
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第一章 石料与集料
（3）耐候性
——石料抵抗大气等自然因素作用的性能称为耐候性。
1）（密度）真实密度
——石料在规定条件（105土5℃烘干至恒重，温度20℃） 下，单位实体体积（闭口孔隙+矿质实体的体积）的质量。
公式：
t

ms vs
M vs
在空气中称量石料质量， m0=0，ms=M
1－1
式中：t——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。
（2）吸水性
——石料在规定的条件下吸水的能力。 工程上常采用吸水率和饱水率这两项指标表征。
1）吸水率
吸水率是指在室内常温和大气压条件下，石料试件最大 的吸水质量占烘干（105土5℃干燥至恒重）石料试件质量的 百分率。
W
m2 m1 m1
100
式中：W——石料吸水率，％；
1－6
m1——石料烘干至恒量时的质量，g；
化学组成
结晶二氧化硅
结晶碳酸岩
结晶片状含水铝硅 酸盐
结晶碳酸钙
外观特征
特性
常见岩石代 表
白色、乳白 色或灰色
质地非常坚硬
花岗岩、砂 岩
白、浅灰、 质地较石英偏
红色、青、 低，易风化成
暗灰
高龄土
花岗岩
无色透明、 黑色
易解离成片状， 降低岩石的耐 久性、强度
花岗岩
白色
易溶于含二氧 化碳的水中，
被酸分解
石灰岩
大理岩、石英岩、 片麻岩
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第一章 石料与集料
常见岩石种类 路桥工程中常用岩石类型见表1—3。
常用岩石类型
类型 花岗岩 玄武岩 石灰岩
砂岩 石英岩
矿物组成
外观色泽
性能
用途
石英、长石、云 母
多种色泽，如深 青、浅灰、黄、
红等
结构密实、密度 大、抗压强高、
耐久性好
优质石料，广泛 用于砌筑、装饰
工程和集料
第一章 石料与集料
第一章 砂石材料
砂石材料是道路与桥梁建筑中用量最大的一种 建筑材料，按照用途不同，砂石材料可以分为石料、 集料和矿质混合料。
1.1 石料、集料的技术性质 1.2 矿质混合料
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第一章 石料与集料
本章主要内容与目的：介绍石料的岩石学特征、 阐述石料与集料的主要技术性能及主要评价方 法和评价指标；讨论集料的级配概念和级配理 论，并以此为基础，学习矿料的配合比设计方 法。通过学习，要求学生了解石料和集料的技 术性质和技术标准，掌握级配理论和组成设计 方法。
试验方法：抗冻性和坚式固中性： 。
暗色矿物
硬度高、脆性大、 作为承重和饰面
耐久性好
材料
方解石，少量白 云石、粘土
大多呈浅灰色
质地细密、坚硬、 抗风化
砌筑工程、轧制 成集料、烧制石
灰
石英，少量长石、 灰色、白色或红
方解石、云母等
色
硅质砂岩密实、 坚硬耐久性好； 其它砂岩性能较
差
质地坚硬的砂岩 用做建筑材料
结晶氧化硅
色泽较浅
质地坚硬、强度 高
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第一章 石料与集料
1.物理性质
石料的物理性质包括：物理常数、吸水性，以及耐候性。
（1）物理常数
石料的物理常数是石料矿物组成结构状态的反映。
三部分组成
矿物实体 闭口孔隙 开口孔隙
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第一章 石料与集料
石料体积组成示意图
V0 Vi Vn
V
Vs
开口孔隙 闭口孔隙
物矿实体
m0 M
mS
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第一章 石料与集料
砌筑工程
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第一章 石料与集料
另外，根据石料组成中二氧化硅成分含量的多 少，将岩石分成不同酸碱性石料。
类型 酸性石料 中性石料 碱性石料
岩石的酸碱性
氧化硅Байду номын сангаас量 （%） ＞65
52~65 ＜52
代表岩石
石英岩 闪长岩 石灰岩
亲水系数
1.06 — 0.79
表中的亲水系数表明石料对水亲和力的大小。 亲水系数越大，说明石料与水的结合程度越高， 相对应与沥青的结合力就越弱，所以石料的酸碱 性直接影响到石料和沥青构成的混合料的性质。
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第一章 石料与集料
3）毛体积密度
——指在规定条件下，石料单位毛体积（矿质实体+孔隙的
体积）的质量。
公式：
h

vs
ms vn
vi
M V
1－3
式中：h——石料的毛体积密度，g/cm3； ms 、vs——意义同前式； vi——石料开口孔隙的体积，cm3； vn——石料闭口孔隙的体积，cm3。 V——石料的毛体积，cm3。