石料与集料

第二章-石料与集料第二章建筑材料《专业知识》科目考试内容及权重分配表本章历年考试内容及权重分配表第一节石料与集料一、石料1.1 石料的岩石学特性1.造岩矿物造岩矿物是具有一定化学成分和结构的天然化合物或单质，简称矿物。

大多数岩石由两种以上的矿物组成。

表2-1 几种代表性造岩矿物2.岩石的分类根据成岩条件将岩石分成三类:岩浆岩—深成岩、喷出岩、火山岩沉积岩—碎屑岩、粘土岩、化学及生物化学岩变质岩—片理状岩、块状岩表2-2 三种岩石种类的特性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。

表2-3 岩石的酸碱性亲水系数：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。

因此为保证沥青混合料的强度，在选择岩石时必须优先采用碱性岩石1.2 石料的物理性质物理常数吸水性抗冻性1）物理常数岩石的物理常数：是反映材料矿物组成、结构状态和特征的参数，与岩石的技术性质有着密切的关系。

常用指标：密度和孔隙率（1）密度密度是指在规定条件下，岩石矿质实体单位体积的质量，根据体积定义的不同，可以分为真实密度和毛体积密度。

2）吸水性岩石吸水性是岩石在规定条件下吸水的能力。

指标：吸水率和饱和吸水率（1）吸水率：在规定条件（常温常压）下，岩石试样最大的吸水质量与干燥岩石试样质量之比，以百分率表示。

（2）饱和吸水率：在强制条件（常温真空）下，岩石试样最大吸水质量与干燥岩石试样质量之比，以百分率表示。

岩石的吸水性能有效的反映岩石裂隙的发育程度，可用来判断岩石的抗冻性和抗风化性。

3）抗冻性岩石的抗冻性，是指岩石在饱水状态下，经受反复冻融循环而不破坏，并不严重降低岩石强度的能力。

室内试验：抗冻性试验试件尺寸：直径和高为50mm圆柱体，或边长为50mm的正立方体。

（1）抗冻性评价指标：冻融质量损失率、冻融系数、饱水系数。

石料与集料一、填空题1、岩石的物理常数有、、。

2、岩石的吸水率与饱和水率的主要区别是试验条件不同，前者是在条件下测得的，后者是在或条件下测定的。

3、我国现行标准中采用的岩石抗冻性试验方法是，并以或两项指标表示。

4、岩石经若干次冻融试验后的试件饱水抗压强度与未经冻融试验的试件饱水抗压强度之比为岩石的，它是用以评价岩石的指标。

5、岩石的等级由及两项指标来确定。

6、测定岩石的密度，须先将岩粉在温度为的烘箱中烘至恒重。

7、我国现行《公路工程岩石试验规程》规定，岩石毛体积密度的测定方法有、和。

8、我国现行《公路工程岩石试验规程》规定，采用和两项指标来表征岩石的吸水性。

9、岩石吸水率采用法测定，而饱和吸水率采用和法测定。

含量多少划分为、和。

10、岩石按照SiO211、采用蜡封法测定岩石的毛体积密度时，检查蜡封试件浸水后的质量与浸水前相比，如超过，说明试件封蜡不好。

12、石料饱水率是在规定试验条件下，石料试件占烘干石料试件质量的百分率。

13、按克罗斯的分类方法，化学组成中SiO2含量大于65%的石料称为。

14、根据粒径的大小可将水泥混凝土用集料分为两种:凡粒径小于者称为细集料，大于者称为粗集料。

15、粗集料的堆积密度由于颗粒排列的松紧程度不同又可分为与。

16、集料级配的表征参数有、和。

17、集料磨耗值越高，表示其耐磨性越。

二、选择题1、划分岩石等级的单轴抗压强度一般是在（）状态下测定的。

A、干燥B、潮湿C、吸水饱和D、冻结2、岩石的吸水率、含水率、饱和吸水率三者在数值上有如下关系( )。

A、吸水率＞含水率＞饱和吸水率B、吸水率＞含水率＞饱和吸水率C、含水率＞吸水率＞饱和吸水率D、饱和吸水率＞吸水率＞含水率3、岩石的饱和吸水率较吸水率，而两者的计算方法。

（）A、大，相似B、小，相似C、大，不同D、小，不同4、岩石密度试验时，密度精确至 g/cm3，两次平行试验误差为 g/cm3。

（）A、0.001 0.02B、0.01 0.02C、0.01 0.05 C、0.001 0.015、路用石料单轴抗压强度试验标准试件的边长为mm。

石料与集料 1. 通常将石料与集料统称为砂石材料，它们是道路与桥梁建筑工程中使用的最大的一宗材料。

2. 造岩矿物是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。

3. 石料的主要化学成分分为氧化硅，氧化钙、氧化铁、氧化铝、氧化镁，以及少量的氧锰，三氧化硫等。

4. 在道路工程中，通常按照氧化硅SiO2含量<52%、52%~65%和>65%，将石料分为碱性集料，中性集料，酸性集料。

5. 孔隙率：石料空隙体积占石料总体积（包括开口空隙和闭口空隙）的百分率。

6. 石料吸入水分的能力称为吸水性，其大小可用吸水率和饱水率来表征。

7. 抗冻性是指石料在保水状态下，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。

测定方法有直接冻融法和硫酸钠坚固性法。

8. 石料应具备一定的抗压、抗剪、抗弯拉强度，以及抵抗荷载冲击、剪切和摩擦作用。

石料的抗压强度和磨耗率用于评价石料技术等级。

9. 石料抗压强度主要取决于其矿物组成、结构及孔隙构造。

10. 磨耗率：砂石材料抵抗撞击、边缘剪力和摩擦的联合总用的能力。

可采用洛杉矶磨耗试验或狄法尔磨耗试验进行测定。

11. 集料是由不同粒径矿质颗粒组成的混合料，它包括天然砂、人工砂、卵石和碎石，以及各类工业冶金矿渣。

12. 集料粒径分为粗集料和细集料。

在水泥混凝土中其分界尺寸4.75mm ，在沥青混合料中通常为2.36mm 。

13. 集料的级配是指集料中各种粒径颗粒的搭配比例或分布情况。

级配对水泥混凝土及沥青混合料的强度、稳定性及施工和易性有显著的影响，级配设计也是水泥混凝土和沥青混合料配合比设计的重要组成成分。

用分级筛余率、累计筛余率、和通过百分率来表示集料的级配。

14. 集料的针片状颗粒为颗粒的最小厚度方向与最大长度方向的尺寸之比小于1:3的颗粒。

15. 集料的表面特征主要是集料的粗糙程度及孔隙特征，它与集料的材质、岩石结构、矿物组成及其冲刷、受腐程度有关。

16. 粗集料起骨架作用，应具备一定的强度、耐磨、抗磨耗和抗冲击性能等，这些利用压碎值、磨光值、磨耗值和冲击值等指标确定。

第一篇基础篇第一章石料和集料石料和集料是道路与桥梁建设中用量最大的一种建筑材料，它们可以用作道路与桥梁工程的圬工材料，也是沥青混合料和水泥混凝土中最重要的基本原料。

因此，全面的认识、合理的选择以及正确的使用石料和集料，对于保证道路建筑工程质量有着重要的意义。

1.1 岩石与石料1.1.1岩石分类与鉴别1.岩石的组成及分类岩石是组成地壳及地幔的主要物质，是指在各种地质作用下按一定方式组合而成的矿物集合体。

由单一矿物组成的岩石称为单矿岩，如石灰岩等；由多种矿物组成的岩石称为复矿岩，如花岗岩等。

岩石按其成因可分为沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类。

（1）岩浆岩岩浆岩是岩浆冷凝而成的岩石，它是所有岩石中最原始的岩石。

岩浆岩按冷却条件可分为深成岩（如花岗岩、正长岩等）、喷出岩（如玄武岩、安山岩等）和火山岩（如火山凝灰岩等）。

岩浆岩具有优良的工程性质，在道路工程中用途广泛。

深成岩具有密度大、抗压强度高、吸水性和抗冻性好的优点；火山岩多孔、质轻，是良好的保温建筑材料和水泥混合材料；喷出岩的物理力学性质介于岩浆岩与火山岩之间。

（2）沉积岩沉积岩是由母岩（岩浆岩、变质岩和已形成的沉积岩）在地表风化剥蚀，经过搬运、沉积和石化等作用而形成的岩石，它占地表的66%，是地表的主要岩类。

沉积岩可分为碎屑岩类（如凝灰岩、砾岩等）、粘土岩类（如页岩、泥岩等）和化学及生物化学岩类（如石灰岩、白云岩等）。

沉积岩的物理力学性质与矿物、岩屑的成分以及胶结物质的性能有很大关系，通常表现出各向异性的特点。

与深成岩相比，沉积岩密度小、孔隙率和吸水率大、强度低、耐久性差。

（3）变质岩变质岩是原生的岩浆岩或沉积岩经过地质上的变质作用而形成的岩石。

变质岩可分为片理状岩类（如片岩、千枚岩等）和块状岩类（如大理岩、石英岩等）。

变质岩的物理力学性质不仅与原岩性质有关，而且与变质作用条件及变质程度有关。

由沉积岩的得到的变质岩受高压和重结晶作用，比原岩更加坚固耐久；由深成岩得到的变质岩经变质作用后产生片状结构，耐久性降低。

第二章集料（石料）1、集料基本概念了解：集料的定义：在工程中起骨架作用的，大小不同粒径的碎石，砾石等粒状材料的总称。

标准筛的概念：由一组多个规定的大小不同方形孔径的成套筛熟悉：集料（类型）的划分方法；集料的最大粒径和公称最大粒径粗集料为：在沥青混凝土中为粒径大于2.36mm、在水泥混凝土中粒径为大于4.75mm的碎石、砾石等。

细集料为：在沥青混凝土中为粒径小于2.36mm、在水泥混凝土中粒径为小于4.75mm的人工砂、天然砂等。

最大粒径：集料100%通过的最小标准筛筛孔尺寸；公称最大粒径：集料通过90%以上还有少于10%的集料留于此筛之上筛孔尺寸。

2、粗集料密度了解：粗集料（涉及石料）各种密度定义真实密度：单位体积（实体）的质量表观密度：单位体积（实体+闭口）的质量毛体积密度：单位体积（实体+闭口+开口）的质量表干密度：单位体积（实体+闭口+开口）的质量+水堆积密度：单位体积（实体+闭口+开口+空隙）的质量熟悉：密度常用的量纲；不同密度适用条件（1）密度常用的量纲密度是在一定条件下测量的单位体积的质量，单位为：t/m3或g/cm3;（2）不同密度适用条件沥青混合料配比设计时常用表观相对密度、毛体积相对密度、或表干相对密度；水泥混凝土材料常用表干相对密度；灌砂法测密度时，使用的标准砂用堆积密度；矿粉用真实密度。

掌握：表观密度和毛体积密度试验方法、计算结果。

.密度和吸水率试验A.试验目的和适用范围（1）了解集料的物理性能以备配合比之用（2）本方法可以测定集料的表观密度、表干密度、毛体积密度以及相应的相对密度和吸水率B试验仪具（1）天平和浸水天平（2）吊蓝（3）溢流水槽（4）烘箱（5）纯棉干净毛巾（6）标准筛及其他C试验准备（1）较粗集料可以过4.75 mm的筛，偏细的可以过2.36 mm的筛；（2）将每分试样都浸泡在清水中，适当搅动，洗去表面浮尘和石粉，完全清澈为止，清洗时不要丢失集料。

D试验步骤（1）取一份试样浸泡于清水中20 mm以下，轻轻搅动，使气泡逸出，并且在室温下保持24h；（2）安装水中称量装置，溢流水槽加水到要求位置，天平调零；（3）调节水温在15~25℃，试样移入吊蓝水不流动时称石料水中重m w；（4）提起吊蓝控一下水，放淤干净的毛巾上，使之吸去自由水，，无有明显发亮水迹，呈现饱和面干状态，整个过程不能丢失任何细小颗粒，称量m fb（5）将石料置于105±5℃烘箱中烘至恒重，称量m a（6）对于同一种规格材料应平行试验两次，取平均值为试验结果。

一、填空题1．同一种材料的真实密度，表观密度和堆积密度中，为最大，为最小。

2．石料的抗压强度主要取决于其、结构及。

3.石料的单轴抗压强度是把石料制成：路面工程用尺寸为的试件，桥梁工程用尺寸为的试件，按标准方法对试件进行处理后测得的单轴抗压强度。

4. 沥青用集料压碎值是指：将粒径为mm的集料试样装入标准量筒里，按规定的方法夯实和加载，然后用筛孔尺寸为mm的筛对其进行筛分，留在筛上的质量与总质量之比的百分率。

水泥用集料压碎值是指：将粒径为mm的集料试样装入标准量筒里，按规定的方法夯实和加载，然后用筛孔尺寸为mm的筛对其进行筛分，留在筛上的质量与总质量之比的百分率。

5. 石料磨耗率的两种试验方法中，我国标准规定以试验法为标准方法。

6. 路用石料的技术等级主要按其测定的和进行划分。

7. 水泥混凝土中粗细集料的分解尺寸为___________mm，沥青混凝土中粗细集料的分解尺寸为___________mm。

8. 称取堆积密度为1400kg／m3的干砂200g，装入广口瓶中，再把瓶子注满水，这时称重为500g。

已知空瓶加满水时的重量为377g，则该砂的表观密度为____________g／cm3，空隙率为____________％。

9. 其他条件相同情况下，在混凝土中使用天然砂与使用人工砂相比，使用_____砂所需水泥用量较多，混凝土拌合物和易性较_____。

10. 花岗岩变质后其性能有所_____，石灰岩变质后，性能有所_____。

11. 材料的密度是指材料在_________状态下单位体积质量；材料的表观密度是指材料在_________状态下单位体积的质量。

12. 量取10L气干状态的卵石，称重为14.5kg；又取500g烘干的该卵石，放入装有500mL水的量筒中，静置24h后，水面升高为685mL。

则该卵石的堆积密度为_________，表观密度为_________，空隙率为_________。

13. 石料的吸水性的大小可以用________和饱水吸水率来表示。

石料与集料总结石料和集料的定义在工程建设中，石料和集料被广泛使用。

石料是指从矿山中开采出来的不需要经过加工的天然岩石或其碎块，而集料则是指经过加工处理后用于建筑材料的石料。

石料和集料在混凝土、沥青等建材中起到填充、支撑和强化作用。

石料的分类石料按照行业标准可以分为粗石料和细石料两类。

粗石料一般直径大于5毫米，通常用于混凝土的配料和建筑基础工程。

细石料的直径小于5毫米，用于砂浆、沥青混凝土等工程。

根据石料的来源，可以将其分为天然石料和人工石料。

天然石料是从自然矿石中开采出来的，如河砂、山石等；而人工石料则是通过破碎、筛分等方式加工而成的。

此外，石料还可以根据其物理性质进行分类，如硬度、抗压强度等。

集料的分类根据不同的用途和性质，集料可以分为粗集料和细集料。

粗集料一般指粒径大于5毫米的集料，细集料则为粒径小于5毫米的集料。

集料也可以按照来源进行分类，有天然集料和人造集料两类。

天然集料是指从大自然中获得的集料，如河砂、山石等。

人造集料则是通过加工天然矿石而成的，如砂石、灰砂等。

此外，集料还可以按照其密度和吸水性进行分类。

石料和集料的性能要求在工程建设中，石料和集料应满足一定的性能要求，以确保工程的质量和耐久性。

1.物理性能：石料和集料的物理性能包括颗粒形状、直径、密度等。

颗粒形状应均匀、规整，以便于混凝土的浇筑和流动性。

直径要符合建筑设计的要求。

密度则需要满足混凝土的强度和稳定性要求。

2.强度性能：石料和集料的强度性能通常通过抗压强度来评估。

高强度的石料和集料能够提供更好的工程支撑和抗压能力。

3.堆积性能：石料和集料的堆积性能主要考虑其排水性、稳定性等，以确保在工程中的应用稳定性和可靠性。

石料和集料的应用石料和集料在工程建设中有广泛的应用，其主要包括：1.混凝土工程：石料和集料是混凝土的主要原料之一，用于调整混凝土的强度、密实度和耐久性。

不同种类和规格的石料和集料可以根据需要进行选择和配比。

2.路面工程：石料和集料是常见的路面铺设材料，可以提供路面的强度和稳定性。

绪论道路工程材料是研究道路与桥梁建筑用各种材料的组成、性能和应用的一门课程。

土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称，主要包括土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种材料等。

道路工程材料的技术性质：1、物理性质（是材料的基本性质）包括物理常数（密度、孔隙率、空隙率）及吸水率等2、力学性质3、耐久性（自然因素如温度变化、冻融循环、氧化作用、酸碱腐蚀等）4、工艺性（流动性）道路工程材料的技术标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准等。

第一章石料与集料岩石是指在各种地质作用下，按一定方式组合而成的矿物集合体，它是组成地壳及地幔的主要矿物。

分为单矿岩（石灰岩）和复矿岩（花岗岩）。

岩石按成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。

岩浆岩（深成岩花岗岩、喷出岩玄武岩、火山岩火山凝灰岩）是所有岩石中最原始的岩石。

沉积岩，是地表的主要岩类。

变质作用：是指在地壳内部高温、高压和热液的综合作用下，原有岩石的结构和组织改变或部分矿物再结晶，从而生成与原岩结构性质不同的新岩石的过程。

石料的技术性质1、物理性质：物理常数（密度、毛体积密度、孔隙率）、吸水性（吸水率、饱和吸水率、饱水系数）、膨胀性（自由膨胀率、侧向约束膨胀率、膨胀压力）、耐崩解性（崩解指数）。

2、力学性质：（单轴抗压强度、单轴压缩变形、劈裂强度、抗剪强度、点荷载强度、抗折强度）石料的抗压强度和抗磨耗性是考察路用石料性能的两个主要指标。

3、耐久性：采用抗冻性试验和坚固性试验进行评价。

抗冻性试验两个直接指标：冻融系数和质量损失率；坚固性试验采用浸泡前后的质量损失率。

4、化学性质（酸碱性、黏附性）石料的技术标准按技术要求的不同，路用石料分为如下四个岩类：岩浆岩类、石灰岩类、砂岩及片岩类、砾岩。

以上各组按其物理力学性质（主要为饱水状态下的抗压强度和磨耗率）可分为四个等级：1级（最坚强岩石）、2级（坚强岩石）、3级（中等强度岩石）、4级（较软岩石）。

集料是由不用粒径矿质颗粒组成，并在混合料中起骨架和填充作用的粒料。

第2章石料与集料本章导学学习目的：石材与集料是土木工程的基本材料，集料由石材加工而成。

通过与地质学的对比学习，了解石材的物理、化学性质与原始岩石之间的关系，工程中如何根据地质学知识进行现场勘查，对岩石进行初选。

同时，对集料的轧制过程有所了解，分析轧制方法、集料的外形特性及集料等级的优选，为工程服务。

教学要求：结合工程地质中有关岩石的形成规律的讲解，分析岩石的种类及其不同的物理、化学性质的成因；重点对比石材与集料的物理、力学性质的概念差异；深刻理解集料的级配的概念，例题讲解级配设计的要求、方法；通过现代教学手段演示石材、集料的基本物理力学试验，并进行实际操作。

2.1 常用的天然岩石2.1.1岩浆岩1)岩浆岩的形成及种类岩浆岩的形成岩浆岩又称火成岩，是地壳内的熔融岩浆在地下或喷出地面后冷凝而成的岩石。

根据不同的形成条件，岩浆岩可分为以下三种：（1）深成岩深成岩是地壳深处的岩浆在受上部覆盖层压力的作用下经缓慢冷凝而形成的岩石。

其结晶完整、晶粒粗大、结构致密。

具有抗压强度高、孔隙率及吸水率小、表观密度大、抗冻性好等特点。

土木工程常用的深成岩有花岗岩、正长岩、橄榄岩、闪长岩等。

（2）喷出岩喷出岩是岩浆喷出地表时，在压力降低和冷却较快的条件下而形成的岩石。

由于其大部分岩浆来不及完全结晶，因而常呈隐晶（细小的结晶）或玻璃质（非晶质）结构、当喷出的岩浆形成较厚的岩层时，其岩石的结构与性质类似深成岩；当形成较薄的岩层时，由于冷却速度快及气压作用而易形成多孔结构的岩石，其性质近似于火山岩。

土木工程常用的喷出岩有辉绿岩、玄武岩、安山岩等。

（3）火山岩火山岩是火山爆发时，岩浆被喷到空中而急速冷却后形成的岩石。

有多孔玻璃质结构且表观密度上的散粒状火山岩，如火山灰、火山渣、浮石等；也有因散粒状火山岩堆积而受到覆盖层压力作用并凝聚成大块的胶结火山岩，如火山凝灰岩等。

岩浆岩的种类岩浆岩的矿物成分是岩浆化学成分的反映。

岩桨岩化学成分相当复杂，但含量高、对岩石的矿物成分影响最大的是SiO2。