第一章-砂石材料.pptx

《第一章-砂石材料.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一章-砂石材料.pptx（34页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、按形状分类按形状分类按来源分类按来源分类砂石材料的分类砂石材料的分类块状石料(石料)粒状石料(集料)天然岩石人工轧制的集料工业冶金矿渣第1页/共34页常见岩石常见岩石石英岩花岗岩玄武岩石灰岩砂岩第2页/共34页一、岩石的技术性质一、岩石的技术性质单轴抗压强度磨耗性岩石酸碱性化学性质化学性质力学性质力学性质物理常数吸水性抗冻性物理性质物理性质技术性质技术性质第3页/共34页1 1、物理性质、物理性质1 1）物理常数 岩石可由各种矿物形岩石可由各种矿物形成不同排列的各种结构，成不同排列的各种结构，但是从其质量和体积的物但是从其质量和体积的物理观点出发，岩石的内部理观点出发，岩石的内部组成结构主要是

2、由组成结构主要是由矿质实矿质实体体和和孔隙孔隙（包括与外界连（包括与外界连通的开口孔隙和不与外界通的开口孔隙和不与外界连通的闭口孔隙）所组成连通的闭口孔隙）所组成（如图（如图1111所示）。所示）。天然花岗岩的SEM人工水泥石SEM第4页/共34页第5页/共34页 （1 1）真实密度）真实密度 ：定义：烘干（定义：烘干（105105 5 5下烘至恒重，温度下烘至恒重，温度2020 2 2），岩石矿质实体单位），岩石矿质实体单位真实体积真实体积的质量。的质量。公式：公式：测定：测定：密度瓶法密度瓶法 第6页/共34页 （）毛体积密度（）毛体积密度 ：定义：规定条件下，烘干岩石矿质实体包括定义：规

3、定条件下，烘干岩石矿质实体包括孔隙孔隙(开口、闭口孔隙开口、闭口孔隙)体积在内的单位体积在内的单位毛体积毛体积的质量。的质量。公式：公式：测定：测定：量积法、水中称量法、蜡封法量积法、水中称量法、蜡封法 第7页/共34页 （3 3）孔隙率）孔隙率 ：定义：岩石孔隙体积占岩石总体积定义：岩石孔隙体积占岩石总体积(包括开口、包括开口、闭口孔隙体积闭口孔隙体积)的百分率的百分率 。公式：公式：第8页/共34页 定义：岩石在规定条件下吸水的能力。定义：岩石在规定条件下吸水的能力。工程上常采用工程上常采用吸水率吸水率和和饱水吸水率饱水吸水率两项指两项指标表征。标表征。吸水性越大，沥青粘附性越差。吸水性越

4、大，沥青粘附性越差。2 2）吸水性第9页/共34页 （1 1 1 1）吸水率：）吸水率：定义：在规定条件下，岩石试样最大吸水定义：在规定条件下，岩石试样最大吸水质量与烘干岩石试件质量的百分率。质量与烘干岩石试件质量的百分率。第二章第二章 砂石材料砂石材料逐步加入水淹没石料细砂公式：公式：测定：自由吸水法自由吸水法第10页/共34页 （2 2 2 2）饱水吸水率：）饱水吸水率：定义：定义：在强制条件下，岩石试样最大在强制条件下，岩石试样最大吸水质量与烘干岩石试件质量的百分率。吸水质量与烘干岩石试件质量的百分率。公式：公式：第二章第二章 砂石材料砂石材料加入水淹没石料细砂抽真空通常计算的饱和吸水率

5、吸水率 测定：煮沸法、真空抽气法煮沸法、真空抽气法第11页/共34页 吸水率与饱和吸水率之比称为吸水率与饱和吸水率之比称为饱水系数饱水系数，用，用K K K KW W W W表示。表示。它是评价岩石抗冻性的一种指标。一般来说，岩它是评价岩石抗冻性的一种指标。一般来说，岩石的饱水系数为石的饱水系数为0.50.50.50.50.80.80.80.8，饱水系数愈大，说明常压，饱水系数愈大，说明常压下吸水后留余的空间有限，岩石愈容易被冻胀破坏，下吸水后留余的空间有限，岩石愈容易被冻胀破坏，抗冻性差。抗冻性差。第12页/共34页 试件饱水，-15冻4h，205解冻4h，如此循环规定次数；测定实验前后试件

6、质量和饱水抗压强度。3 3 3 3）抗冻性）抗冻性 定义：岩石在吸水饱和状态下，经受规定次定义：岩石在吸水饱和状态下，经受规定次数的冻融循环后抵抗破坏的能力。数的冻融循环后抵抗破坏的能力。第二章第二章 砂石材料砂石材料 测定：直接冻融法、坚固性简易快速测定法直接冻融法、坚固性简易快速测定法直接冻融法第13页/共34页 硫酸钠浸泡20h，105烘箱烘4h，如此循环规定次数；测定实验前后试件质量。评估岩石饱和硫酸钠多次浸泡与烘干循环后，不发评估岩石饱和硫酸钠多次浸泡与烘干循环后，不发生显著破坏或强度降低的性能。生显著破坏或强度降低的性能。有条件者均采用直接冻融坚固性简易快速测定法第14页/共34页

7、 在不同的工程环境气候下，对岩石的抗冻性有在不同的工程环境气候下，对岩石的抗冻性有不同的要求。不同的要求。公路工程岩石试验规程公路工程岩石试验规程（JTG JTG JTG JTG 412005412005412005412005）规定：）规定：在在严寒严寒地区（最冷月的月平均气温低于地区（最冷月的月平均气温低于-15151515）岩石的冻融循环次数为）岩石的冻融循环次数为25252525次；次；在在寒冷寒冷地区（最冷月的月平均气温低于地区（最冷月的月平均气温低于-15-15-15-15-5-5-5-5）为）为15151515次；次；寒冷、严寒地区应采用寒冷、严寒地区应采用直接冻融法直接冻融法进

8、行岩石的进行岩石的抗冻性试验。抗冻性试验。第15页/共34页 对于桥涵工程用岩石，对于桥涵工程用岩石，公路圬工桥涵设计规范公路圬工桥涵设计规范（JTG D612005JTG D612005JTG D612005JTG D612005）规定：）规定：累年最冷月平均气温低于或等于累年最冷月平均气温低于或等于-10-10-10-10的地区，所的地区，所用的石材抗冻性指标应符合表用的石材抗冻性指标应符合表1-21-21-21-2的要求，即试件在饱水的要求，即试件在饱水状态下经过状态下经过-15-15-15-15的冻结与的冻结与20202020的融化，达到表的融化，达到表1-21-21-21-2中所中所

9、要求的冻融循环次数后，无明显的损伤（裂缝、脱层），要求的冻融循环次数后，无明显的损伤（裂缝、脱层），同时冻融系数不低于同时冻融系数不低于0.750.750.750.75，则认为抗冻性合格。，则认为抗冻性合格。第16页/共34页 确定岩石等级的两项指标确定岩石等级的两项指标抗压强度抗压强度和和磨耗性磨耗性1 1）单轴抗压强度）单轴抗压强度 R R ：试验条件要求：试件形状、尺寸、吸水饱和、加荷速度等。试验条件要求：试件形状、尺寸、吸水饱和、加荷速度等。公式公式：2 2）磨耗性）磨耗性 Q Q ：岩石抵抗撞击、边缘剪力和摩擦的联合作用的性能；采岩石抵抗撞击、边缘剪力和摩擦的联合作用的性能；采用洛杉

10、矶磨耗试验测定。用洛杉矶磨耗试验测定。2 2、力学性质、力学性质公式：第17页/共34页(1)(1)(1)(1)岩石酸碱性：岩石酸碱性：酸性岩石：酸性岩石：65%65%65%65%SiO SiO SiO SiO2 2 2 2含量含量 中性岩石：中性岩石：65%65%65%65%52%52%52%52%碱性岩石：碱性岩石：52%52%52%4.75mm)(4.75mm)天然集料天然集料 砾石砾石 (2(260mm)60mm)人工集料人工集料 人工砂人工砂(2.36mm)(4.75mm 4.75mm(水泥混凝土中水泥混凝土中)或或2.36mm2.36mm(沥青混合料中）的碎石、砾石。沥青混合料中）

11、的碎石、砾石。细集料细集料：指集料的粒径：指集料的粒径 4.75mm 4.75mm(水泥混凝土中水泥混凝土中)或或 2.36mm2.36mm(沥青混合料中）的天然砂、人工砂和石膏。沥青混合料中）的天然砂、人工砂和石膏。第二章第二章 砂石材料砂石材料二、集料的技术性质二、集料的技术性质第19页/共34页 在计算粗集料的物理在计算粗集料的物理常数时，不仅要考虑到粗常数时，不仅要考虑到粗集料颗粒中的集料颗粒中的孔隙孔隙（开口（开口孔隙和闭口孔隙），还要孔隙和闭口孔隙），还要考虑颗粒间的考虑颗粒间的空隙空隙。工程中常用的粗集料密工程中常用的粗集料密度包括度包括表观密度、毛体积密表观密度、毛体积密度、堆

12、积密度度、堆积密度。第二章第二章 砂石材料砂石材料1 1、物理性质、物理性质1 1）物理常数（一）粗集料的技术性质（一）粗集料的技术性质矿质实体矿质实体msm0mVsVnVVi质量质量m体积体积VVo开口孔隙闭口孔隙空隙Vv第20页/共34页（1 1 1 1）表观密度）表观密度 ：定义：规定条件（定义：规定条件（1055105510551055烘干至恒重）烘干至恒重）下，下，单位表观体积单位表观体积（包括集料矿质实体和闭口孔隙的（包括集料矿质实体和闭口孔隙的体积）的质量；体积）的质量；公式：公式：测定：测定：网篮法网篮法 第二章第二章 砂石材料砂石材料第21页/共34页（2 2 2 2）毛体积

13、密度）毛体积密度 ：定义：规定条件下，定义：规定条件下，单位毛体积单位毛体积（包括矿质（包括矿质实体、闭口和开口孔隙体积）的质量。实体、闭口和开口孔隙体积）的质量。公式：公式：测定：测定：将已知质量的干燥粗集料经将已知质量的干燥粗集料经24h24h饱水后，饱水后，用湿毛巾擦干而求得饱和面干质量。然后用排水法用湿毛巾擦干而求得饱和面干质量。然后用排水法求得水中的体积，即求得粗集料毛体积密度。求得水中的体积，即求得粗集料毛体积密度。第二章第二章 砂石材料砂石材料第22页/共34页（3 3 3 3）堆积密度）堆积密度 ：定义：定义：单位体积单位体积（包括矿质实体、闭口和开口（包括矿质实体、闭口和开口

14、孔隙及颗粒间空隙体积）物质颗粒的质量。孔隙及颗粒间空隙体积）物质颗粒的质量。公式：公式：按堆积的松紧程度不同分为：按堆积的松紧程度不同分为：自然堆积密度自然堆积密度 振实堆积密度振实堆积密度 捣实堆积密度捣实堆积密度 测定：容量筒法第23页/共34页（4 4 4 4）空隙率空隙率 n n ：定义：指粗集料颗粒之间空隙体积占粗集定义：指粗集料颗粒之间空隙体积占粗集料总体积的百分率。料总体积的百分率。公式：公式：区别：区别：空隙：指集料中颗粒间的空隙空隙：指集料中颗粒间的空隙 孔隙：指单一石料中的孔隙孔隙：指单一石料中的孔隙 测定：容量筒法第24页/共34页2 2）级配 定义：指粗集料中各组成颗粒

15、的分级和搭配，通过筛分试验确定。有关参数：分计筛余百分率 累计筛余百分率 通过百分率 水泥混凝土用粗集料 干筛法沥青混合料及基层用粗集料 水洗法第25页/共34页 坚固性也称安定性，是指集料在自然风化和其他外界坚固性也称安定性，是指集料在自然风化和其他外界物理化学因素作用下抵抗碎裂的能力。集料长期受到各种物理化学因素作用下抵抗碎裂的能力。集料长期受到各种自然因素的综合作用，其物理力学性能会逐渐下降。自然自然因素的综合作用，其物理力学性能会逐渐下降。自然因素主要包括温度变化、干湿变化和冻融循环等，其中冻因素主要包括温度变化、干湿变化和冻融循环等，其中冻融循环的破坏作用占主导地位。融循环的破坏作用

16、占主导地位。公路工程集料试验规程公路工程集料试验规程（JTG E42-2005JTG E42-2005JTG E42-2005JTG E42-2005）规定，）规定，坚固性的检验采用坚固性的检验采用硫酸盐浸泡法硫酸盐浸泡法：试样经饱和硫酸钠溶液：试样经饱和硫酸钠溶液多次浸泡与烘干循环，承受硫酸钠结晶压，检验多次浸泡与烘干循环，承受硫酸钠结晶压，检验5 5 5 5次循环次循环后试样的表面破坏情况，并用质量损失百分率来计算其坚后试样的表面破坏情况，并用质量损失百分率来计算其坚固性。固性。3 3）坚固性第26页/共34页 2 2、力学性质、力学性质 主要是压碎值、磨耗率，其次是抗滑表层主要是压碎值、

17、磨耗率，其次是抗滑表层用集料的三项试验，即磨光值、磨耗值和冲击值。用集料的三项试验，即磨光值、磨耗值和冲击值。第二章第二章 砂石材料砂石材料第27页/共34页1)1)1)1)压碎值压碎值 指集料在逐渐增加的荷载下，抵抗压碎的能力。指集料在逐渐增加的荷载下，抵抗压碎的能力。2)2)2)2)磨光值磨光值压碎指标压碎指标仪仪测定方法：先将试样磨光，再测定摆值，经换算后得磨光值PSVPSV磨光值愈高，表示其抗滑性愈好第28页/共34页3 3 3 3）冲击值）冲击值 抵抗多次连续重复冲击荷载作用的性抵抗多次连续重复冲击荷载作用的性能。能。4 4）磨耗值 指评定抗滑表层的集料抵抗车轮撞击及磨耗的能力。指评

18、定抗滑表层的集料抵抗车轮撞击及磨耗的能力。磨耗值愈高，表示集料耐磨性愈差第29页/共34页沥青混合料中的细集料是指粒径小于2.36mm2.36mm水泥混凝土中的细集料是指粒径小于4.75mm4.75mm 按来源砂可以分为：天然砂：由岩石在自然条件下风化形成的。（1 1）河砂：性质较好，多用 （2 2）山砂：含泥量及有机杂质多 （3 3）海砂：混有贝壳和盐分等有害杂质 人工砂：由岩石轧碎而成的颗粒，表面有棱角，较洁净，但价格较高，无特殊情况多不采用。上述几种细集料中，一般工程上多使用河砂（二）细集料的技术性质（二）细集料的技术性质第30页/共34页细集料的技术性质细集料的技术性质物理性质物理性质颗粒级配颗粒级配粗度粗度第31页/共34页用筛分法测定砂的级配标准筛：5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16mm(圆孔)4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15mm(方孔)筛分后，计算相关参数如下：（1 1）分计筛余百分率（2 2）累计筛余百分率（3 3）通过百分率级配级配振筛机振筛机第32页/共34页定义：评价砂粗细程度的一种指标，用细度模数表示。砂的粗度分类：细砂粗砂中砂粗度粗度细度模数愈大 表示细集料愈粗第33页/共34页感谢您的观看！第34页/共34页