石料与集料一.pptx

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1、包括地壳和地幔的顶部岩石圈第1页/共47页第一节第一节 石石 料料第2页/共47页道路建筑材料石料与集料石料定义：在建筑结构工程中，所使用的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。岩石学特性造岩矿物：具有一定化学成分和结构特性的天然化合物或单质，简称矿物，由一种或两种以上的矿物组成不同的岩石。岩石分类：岩石分类：根据成岩条件分为岩浆岩、沉积岩、变质岩常见岩石种类常见岩石种类&岩石的酸碱性岩石的酸碱性第3页/共47页石料物理常数：物理常数：主要指石料的密度和孔隙率，此类常数能够直接影响到石料的力学性质，也是将石料用于混合料配合比设计的参数之一。抗冻

2、性：抗冻性：石料在饱水状态下，能够经受反复冻结和融化而不破坏，并不严重降低强度的能力。吸水性：吸水性：石料吸水能力的大小，用吸水率和饱水率形式表示 物理学性质第4页/共47页道路建筑材料石料与集料力学性质：力学性质：石料在工程应用中，所表现出的抗压、抗剪、抗弯拉强度的能力，以及抵抗荷载冲击、剪切和摩擦作用的能力。石料第5页/共47页一、石料的岩石学特征1.造岩矿物2.岩石的分类3.常见的岩石类型4.矿物化学组成第6页/共47页1.造岩矿物定义：具有一定化学成分和结构特征的天然化合物或单质，简称矿物。种类：石英、长石、云母、角闪石、方解石、白云石、黄铁矿、石膏、赤铁矿等；石英、长石耐磨、坚硬、抗

3、磨光性好 如：花岗岩、砂岩方解石、白云石软、易磨光 如石灰岩第7页/共47页主要成分为结晶SiO2。颜色：白、乳白色、浅灰色纯净的石英无色透明，称为水晶；含杂质时呈各种色调。如含Fe+3呈紫色，称为紫水晶；含有细小分散的气态或液态物质呈乳白色者，称为乳石英。玛瑙也是石英的一种。特点：坚硬、稳定第8页/共47页长石是结晶铝硅酸盐最广的一类矿物，约占地壳质量的50%。颜色：白、浅灰、桃红、红、青和灰暗色；包括三个基本类型：钾长石 KAlSi3O8钠长石 NaAlSi3O8钙长石 CaAlSi3O8强度石英 易风化高岭土第9页/共47页结晶、片状含水铝硅酸盐颜色：随含Fe量的增高而变暗，具有珍珠光泽

4、。易撕成薄片云母含量高，耐久性、强度降低白云母；黑云母第10页/共47页角闪石、辉石、橄榄石（暗色矿物）结晶铁镁硅酸盐，强度高、韧性好、耐久性好第11页/共47页主要成分为结晶CaCO3。颜色：纯净的方解石无色透明；因含杂质而常呈白、灰、黄、浅红、绿、蓝等色。常分裂为菱面体。强度中；易被酸分解；微溶于水，易溶于含有CO2的水中第12页/共47页为结晶的FeS2，常为致密的块状、鳞片状、豆状或土状集合体，常为暗红色，有的具有金属光泽。不透明。硬度随含铁量的增加而增高。黄铁矿第13页/共47页第14页/共47页2.岩石的分类岩浆岩：岩浆冷凝形成不同条件：深成岩、喷出岩、火山岩沉积岩：母岩风化剥蚀，

5、经搬运、沉积硬结成岩岩石经变质作用形成岩石第15页/共47页（一）岩浆岩形成：由地壳深处上升的岩浆冷却形成。分类：1）深成岩：岩浆在地表深处受上部覆盖层的压力作用，缓慢冷却而成常见岩石：花岗岩、正长岩、辉长岩2）喷出岩：岩浆侵入到离地表较浅处冷却形成的火成岩体。常见岩石：辉绿岩3）火山岩：岩浆喷出地表，压力、温度急剧降低时形成的。第16页/共47页花岗岩：我国的黄山、华山、衡山等都是花岗岩分布区玄武岩：如我国东北的五大连池第17页/共47页（1）深成岩 花岗岩石英、长石、云母和少量暗色矿物 组成。抗压强度高（120250MPa）孔隙率小 吸水率低 耐磨性好，耐久性高 工程应用：基础、地面、墙面

6、、装饰材料第18页/共47页（2）喷出岩 玄武岩暗色矿物 抗压强度（100500Mpa）强度高、脆性大、耐久性好、加工困难第19页/共47页（3）火山岩火山灰用作水泥的混合材浮石用作轻骨料，制作轻混凝土第20页/共47页（二）沉积岩形成：母岩风化后，经风力流水搬运、沉积和再造岩作 用而成的岩石。种类：机械沉积岩页岩、砂岩、砾岩 化学沉积岩石膏、白云岩 生物沉积岩石灰岩、硅藻土构造：层状构造性质：孔隙率大，吸水率大，强度低，耐久性差工程上常用：石灰岩主要造岩矿物为方解石 抗压强度为20120MPa第21页/共47页（三）变质岩形成：母岩经过地质作用（高温高压作用）而形成的一种新 岩石。变质对岩石

7、性能的影响：1）沉积岩 变质岩：岩石性能 如石灰岩 大理岩2）岩浆岩 变质岩：可能使岩石性能 如花岗岩 片麻岩 广泛使用：大理岩由石灰岩或白云岩变质而成 常因杂质而呈各种颜色和图案（汉白玉）结构致密，抗压强度高第22页/共47页高温、高压变硬、变致密第23页/共47页片麻岩地貌景观（变质岩）花岗岩常温、常压变软、变松散第24页/共47页3.常用岩石类型岩石种岩石种岩石种岩石种类类类类岩类岩类岩类岩类矿物矿物矿物矿物颜色颜色颜色颜色结构结构结构结构密度密度密度密度强度强度强度强度特点特点特点特点g/cm3g/cm3MPaMPa花花花花岗岗岗岗岩岩岩岩深深深深成成成成岩岩岩岩石英石英石英石英 长石

8、长石长石长石灰白灰白灰白灰白肉红色肉红色肉红色肉红色密实密实密实密实质地坚硬质地坚硬质地坚硬质地坚硬1.5-2.81.5-2.8100-300100-300孔隙率小孔隙率小孔隙率小孔隙率小吸水率低吸水率低吸水率低吸水率低耐久性好耐久性好耐久性好耐久性好玄玄玄玄武武武武岩岩岩岩喷喷喷喷出出出出岩岩岩岩灰石长灰石长灰石长灰石长石橄榄石橄榄石橄榄石橄榄石石石石灰暗色灰暗色灰暗色灰暗色细粒隐晶质细粒隐晶质细粒隐晶质细粒隐晶质气孔状或杏气孔状或杏气孔状或杏气孔状或杏仁状仁状仁状仁状大大大大2.9-3.22.9-3.2大大大大小小小小100-500100-500耐久性好耐久性好耐久性好耐久性好优质集料优质

9、集料优质集料优质集料辉长辉长辉长辉长岩岩岩岩深成深成深成深成岩岩岩岩长石长石长石长石 辉石辉石辉石辉石黑绿色黑绿色黑绿色黑绿色等粒结晶质等粒结晶质等粒结晶质等粒结晶质大大大大2.8-3.12.8-3.1200-280200-280耐久性好耐久性好耐久性好耐久性好石石石石灰灰灰灰岩岩岩岩沉沉沉沉积积积积岩岩岩岩方解方解方解方解石、白石、白石、白石、白云石云石云石云石灰色、浅灰色、浅灰色、浅灰色、浅黄深灰黄深灰黄深灰黄深灰硅质硅质硅质硅质2.0-2.62.0-2.620-12020-120粘土多，抗粘土多，抗粘土多，抗粘土多，抗冻、耐水差冻、耐水差冻、耐水差冻、耐水差粘土质粘土质粘土质粘土质白云质

10、白云质白云质白云质第25页/共47页岩石岩石岩石岩石种类种类种类种类岩类岩类岩类岩类矿物矿物矿物矿物颜色颜色颜色颜色结构结构结构结构密度密度g/cm3g/cm3强度强度强度强度MPaMPa特点特点特点特点砂砂岩岩沉积岩沉积岩石英石英长石长石硅质砂岩硅质砂岩-淡灰色淡灰色碎屑结碎屑结构、层构、层状构造状构造密实密实1.5-2.21.5-2.2强度强度高高坚硬、耐久，坚硬、耐久，耐酸耐酸钙质砂岩钙质砂岩-白色、白色、灰色灰色质地软、不质地软、不耐酸耐酸铁质砂岩铁质砂岩-红色红色性能差性能差粘土质砂岩粘土质砂岩-灰黄灰黄色色小小易风化易风化石石英英岩岩变质岩变质岩硅质砂岩硅质砂岩硅质砂岩硅质砂岩结晶

11、氧结晶氧化硅化硅均匀均匀致密致密250250-400-400耐久、耐久、加工困难加工困难片片麻麻岩岩变质岩变质岩花岗岩花岗岩石英石英长石长石结晶等结晶等粒或斑粒或斑状片状状片状构造构造120-120-250250第26页/共47页4.矿物的主要化学组成氧化硅氧化硅氧化硅氧化硅SiOSiO2 2氧化钙氧化钙氧化钙氧化钙CaOCaO氧化铁氧化铁氧化铁氧化铁FeFe2 2O O3 3氧化铝氧化铝氧化铝氧化铝AlAl2 2O O3 3氧化镁氧化镁氧化镁氧化镁MgOMgO氧化锰氧化锰氧化锰氧化锰MnOMnO三氧化硫三氧化硫三氧化硫三氧化硫SOSO3 3第27页/共47页石料的酸碱性石料分类：二氧化硅Si

12、OSiO2 2含量 碱性集料（钙质集料）中性集料 酸性集料（硅质集料）65%65%石灰岩 辉绿岩 花岗岩 玄武岩 闪长岩 石英岩憎水亲油亲水憎油第28页/共47页二、石料的物理性质（一）密度、表观密度、容积密度与堆积密度 密度材料在绝对密实状态下单位体积的 质量 计算公式：(g/cm3)第29页/共47页多数建筑材料含有孔隙：第30页/共47页第31页/共47页密度名称密度名称密度名称密度名称体积状况体积状况体积状况体积状况体积测量体积测量体积测量体积测量密度计算密度计算密度计算密度计算绝绝对对密密度度绝绝对对密密度度 材材 料料 自自 身身 体体 积积材材 料料 自自 身身 体体 积积（不不

13、 含含 孔孔 隙隙）（不不 含含 孔孔 隙隙）磨成细粉消除内磨成细粉消除内磨成细粉消除内磨成细粉消除内部孔隙，干粉排部孔隙，干粉排部孔隙，干粉排部孔隙，干粉排水体积水体积水体积水体积=M/V表表观观密密度度表表观观密密度度 细细观观外外形形细细观观外外形形 体体 积积体体 积积（含含 闭闭 口口 孔孔）（含含 闭闭 口口 孔孔）全干材料的排水全干材料的排水全干材料的排水全干材料的排水体积（吸水饱和体积（吸水饱和体积（吸水饱和体积（吸水饱和后）后）后）后）=M/V容容积积密密度度容容积积密密度度 宏宏 观观 外外 形形 体体 积积宏宏 观观 外外 形形 体体 积积（含含 所所 有有 孔孔）（含含

14、 所所 有有 孔孔）测量几何外形，测量几何外形，测量几何外形，测量几何外形，或吸水饱和材料或吸水饱和材料或吸水饱和材料或吸水饱和材料的排水体积的排水体积的排水体积的排水体积0=M/V0堆堆积积密密度度堆堆积积密密度度 材材 料料 堆堆 积积 体体 积积材材 料料 堆堆 积积 体体 积积（含含材材料料间间空空隙隙）（含含材材料料间间空空隙隙）全干材料填充满全干材料填充满全干材料填充满全干材料填充满容器，该容器纯容器，该容器纯容器，该容器纯容器，该容器纯容水体积容水体积容水体积容水体积0=M/V0第32页/共47页（二）孔隙和空隙1、孔隙 材料内部的孔隙 孔隙率：材料宏观外形体积中，孔隙体积所占的

15、比例。孔特征：连通性开口孔、闭口孔 孔径大孔、细孔、微孔 孔分布 第33页/共47页开口孔隙率：闭口孔隙率：第34页/共47页2、空隙 材料颗粒间的空隙 空隙率：材料堆积体积中，空隙体积所占的比率。第35页/共47页（三）亲水性和憎水性 亲水性材料能被水浸润的性质 憎水性材料不能被水浸润的性质第36页/共47页亲水与憎水的原因：水水水水关系关系关系关系水与材料水与材料水与材料水与材料状态状态状态状态内聚力内聚力内聚力内聚力吸引力吸引力吸引力吸引力水被吸附水被吸附水被吸附水被吸附内聚力内聚力内聚力内聚力吸引力吸引力吸引力吸引力水不被吸附水不被吸附水不被吸附水不被吸附第37页/共47页接触角接触角

16、接触角接触角材料性状材料性状材料性状材料性状 材料表面材料表面材料表面材料表面 水进入毛水进入毛水进入毛水进入毛细管细管细管细管毛细管水毛细管水毛细管水毛细管水 材料举例材料举例材料举例材料举例9090亲水性亲水性亲水性亲水性可浸润可浸润可浸润可浸润自动自动自动自动凹液面凹液面凹液面凹液面木材、混木材、混木材、混木材、混凝土、砖凝土、砖凝土、砖凝土、砖9090憎水性憎水性憎水性憎水性不可浸润不可浸润不可浸润不可浸润 在压力下在压力下在压力下在压力下凸液面凸液面凸液面凸液面沥青沥青沥青沥青亲水与憎水的现象：第38页/共47页（四）吸水性和吸湿性1、吸水性 材料在水中吸收水分的能力 表示方法：吸水

17、率 计算公式：影响因素：亲水性、孔隙率、孔特征第39页/共47页材材料料钢铁、钢铁、玻璃玻璃花岗岩花岗岩混凝土混凝土粘土粘土砖砖木材木材吸吸水水率率0 00.50.70.50.72323820820100100第40页/共47页2、吸湿性 从空气中吸收水分的能力 表示方法 含水率，%计算公式：影响因素：亲水性、孔隙率、孔特征第41页/共47页（五）耐水性、抗渗性和抗冻性1、耐水性 材料长期在水作用下不破坏，强度也不显著下降的性质。破坏原因：水的溶解、劈裂作用表示方法：软化系数计算公式：耐水材料：K0.85(地基、基础)第42页/共47页2、抗渗性 材料抵抗压力水渗透的能力 表示方法：1)抗渗系

18、数K:Q=K*2)抗渗标号 材料在一定条件下所能承受的最大水压力，Mpa（常用）影响因素：孔隙率、孔径、孔的连通性HdFt第43页/共47页3、抗冻性 材料在水饱和状态下能经受多次冻融循环作用而不破坏，强度又不显著降低的性质冻坏原因：温差应力 水结冰体积膨胀9%，产生很大内应力表示方法：抗冻标号材料在一定的条件下 所能承受的最大冻融循环次数。影响因素：孔隙率、孔特征、孔隙充水程度 材料强度 冻结温度 第44页/共47页1、强度影响因素：造岩矿物及岩石的结构和构造强度规律：岩浆岩变质岩沉积岩 抗拉强度（0.10.05）*抗压强度强度测定方法：三、石料的力学性质第45页/共47页三、石料的力学性质石料的抗压强度(吸水饱和，单轴受压)第46页/共47页感谢您的观看！第47页/共47页