砂石材料PPT课件

第一章 砂石材料
. 道路桥梁工程系
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本章教学目标
知识教学点
岩石的技术性质和技术要求 集料的技术性质和技术要求 矿质混合料组成设计方法
能力训练点
能够检验砂石材料各种技术指标 能够进行矿质混合料组成设计
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块石 碎石
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卵石 砂子
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技术性质
一、岩石的技术性质
物理性质 化学性质
岩石吸水率是指在室内常温（20℃±2℃）和大气压 条件下，岩石试样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。
Wa
m1 m m
100
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②饱和吸水率：
在室内常温和真空抽气后的条件下，岩石试样最大吸水的质 量占烘干岩石试件质量的百分率。
区别：
Wsa
m2 m100 m
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密度法
将岩粉烘干冷却备用 四分法取样m1=15灌入瓶中至一半，摇动排除气泡 向瓶内注水至满瓶，塞好瓶塞称m3 倒出悬液注入蒸馏水至满瓶称m2
m1
m1_m2
m3
wt
wt ——不同水温时水的密度
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(2)毛体积密度:
在规定条件下，烘干岩石（包括孔隙在内)的单 位体积的质量。
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3）抗冻性
➢定义：岩石在吸水饱和的状态下，抵抗多次冻结和融 化作用而不发生显著破坏，同时也不严重降低 强度的性能。
指标： 抗冻标号（测定经过冻(-15 ℃,4h)、融(20℃±5 ℃,4h)
循环，质量损失不超过5%，抗压强度不超过25%的次数。）
抗冻标号越大，抗冻性越好 测定方法：直接冻融法
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2.力学性质 抗压强度
磨耗性 1）单轴抗压强度：（无侧限抗压强度） 定义：按我国现行《公路工程岩石试验规程》规定的标准试
件经吸水饱和后，单轴受压并按规定的加载条件下， 达到极限破坏时，单位承压面积上所承受的荷载。
R P A
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压力机 . 道路桥梁工程系
b
vs
ms vn vi
M V
根据含水状态，毛体积密度可分为：干密度、饱和密度和天然密度。
测定方法：利用量积法、水中称量法和蜡封法。
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蜡封法步骤： （1）将试件烘干冷却至室温； （2）称出试件空气中质量m0； （3）将试件表面封蜡，厚度不大于1mm； （4）称出试件封蜡后的空气中质量m1 ； （5）称出封蜡后试件的水中质量m2； （6）计算毛体积密度。
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若无条件进行冻融实验，可采用坚固性简易快速测 定法：
将烘干并已称量过的规则试件，浸入饱和的硫酸钠 溶液中经20h，取出置于105℃ 5℃的烘箱中烘4h。 然后取出冷却至室温，作为一个循环。如此重复若干 个循环。最后用蒸馏水沸煮洗净，烘干称量，计算质 量损失百分率。
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物理常数 吸水性 耐久性
密度、孔隙率
吸水率 饱水率 抗冻性 坚固性
力学性质
抗压强度 磨耗性
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一、岩石的技术性质
1.岩石内部组成结构： A. 矿质实体
封闭孔隙（体积为）Vn)
B. 开口孔隙
V
开口孔隙Hale Waihona Puke 体积为Vi）C. 闭口孔隙
固体物质（体积为Vs） 孔隙体积：V0=Vi+ Vn
材料在自然状态下总体积V=Vs+ V0
试验原理： （1）称量矿粉试样质量m1。 （2）向比重瓶中注入蒸馏水，至刻度0～1mL之间，读取比重瓶 中水面的刻度V1。 （3）用小匙将矿粉试样通过漏斗徐徐加入比重瓶中，至接近 比重瓶最大读数(接近24mL)止，读取比重瓶的读数V2。 （4）准确称取剩余矿粉的合质量m2。
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计算公式：矿粉的密度、相对密度
石料组成结构外观示意图
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（1） 真实密度（密度）
岩石在规定条件(105土5℃烘干至恒重，温度20土
2℃)下，烘干岩石矿质实体(不含孔隙的矿质实体的体积)的 质量。真实密度用ρt表示，按下式计算：
t
ms Vs
式中：ρt——真实密度，g/cm3 或 kg/m3；
ms——材料的质量，g 或 kg；
Vs——材料的绝对密实体积，cm3 或 m3。
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➢因 ms 所以m
t
m vs
➢测定方法：1、李氏比重瓶法
➢
2、密度瓶发
将石料磨细至全部过0.25mm的筛孔，然后将其装入比重瓶中，
利用已知比重的液体置换石料的体积。
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试验方法：李氏比重瓶法。
试验方法： 洛杉矶式 （搁板式）
狄法尔式（双筒式）
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洛杉矾式磨耗机
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试验时将规定质量且有一定级配的试样和一定质量的 钢球置于试验机内，磨耗鼓以30-33r/min的速度旋转 ，至达到要求次数后停止，将试样取出，用1.7mm方孔 筛筛去石屑，将留在筛上的试样洗净烘干并称其质量。
h
m0 V
Vm1m2m1m0
w
p
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③孔隙率：孔隙体积占岩石总体积的百分率。
用n来表示
nv0 v
1
001bt
1
0
0
按与外界是否连通分
开口孔隙 闭口孔隙
孔隙率是衡量材料密实程度的指标。
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2）吸水性
➢定义：岩石在规定条件下吸水的能力
➢指标：吸水率、饱和吸水率
①吸水率：
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影响岩石抗压强度的主要因素：
岩石的组成结构 矿物组成 岩石的结构和构造
裂隙的分布
试验条件 试件尺寸和形状 加载速度（0.5-1.0MPa/S ）
试验温度和湿度（饱和水状态）
用于评定岩石强度、划分石料等级
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2）磨耗性
定义：岩石抵抗撞击、边缘剪力和摩擦等联合作用的性 能，以磨耗率表示。
饱水率是在石料抽至真空的条件下测定的，此时
水几乎充满开口孔隙的全部体积，而在常压下测定
的吸水率，通常认为水分只填充部分孔隙。
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饱水率>吸水率 影响吸水性的因素：a、孔隙特征、孔隙率
b、岩石的酸碱性 c、矿物成分组织构造
吸水率、饱和吸水率能有效地反映岩石微裂隙的发育程 度，可用来判断岩石的抗冻性和抗风化等性能。
t
m1 m2 V2 V1
t
t T
为计算方便，也可以采用相对密度表示，即矿粉密度与同
温度水的密度之比。
式中：m1——试验前瓷皿中矿粉的干燥质量，g； m2——试验后瓷皿中矿粉的干燥质量，g； V1——比重瓶加矿粉以前的初读数，mL； V2——比重瓶加矿粉以后的终读数，mL；
T ——试验温度时水的密度（常数）。