砂石材料检测

式中：ρd——岩石的毛体积密度, g/cm3 或 kg/m3； ms ——材料的质量，g 或 kg；
Vi、Vn——岩石开口孔隙和闭口孔隙的体积，cm3 或 m3。
m
（3）孔隙率
岩石的孔隙率是指岩石内部孔隙的体积占其总 体积的百分率。孔隙率n按下式计算： V0 d n 100％ 1 ） 100％ （ V t
集 料
集料是混合料中起骨架和填充作用的粒料。
工程上以粒径的大小为界，通常将集料分粗 集料及细集料。 在沥青混合料中，
粒径小于2.36mm为细集料；
大于2.36mm为粗集料。 在水泥混凝土中， 粒径小于4.75mm的为细集料； 大于4.75mm的为粗集料。
一、细集料的技术性质
细集料的物理常数：主要有表观密度、堆 积密度和空隙率等。 细集料的级配。
质量损失率:
m1 -m 2 Q冻 = 100 m1
Q冻 —— 冻融后的质量损失率(％) m1 —— 试验前烘干试件的质量(g) m2 —— 试验后烘干试件的质量(g)
（二）力学性质 1、单轴抗压强度
P R A
式中：R——岩石单轴抗压强度， MPa； P——材料破坏时的最大荷载，N； A——试件受力面积，mm2。
P 1 0 ） 100％ （
例．某工地所用砂材料的密度为2.65g/cm3、表观 密度为2.61g/cm3、堆积密度为1680 kg/m3，
计算此砂子的孔隙率与空隙率？
解：石子的孔隙率P为：
P V0 V 2.61 100 % 1 0 1 1.51% V0 2.65
用于室内、 室外装饰
具有古建筑 的独特风格
镜面板材
粗面板材
青石装饰板材
四、石材的选用原则
1、力学指标（安全性）：室内外、使用部位、施 工方式、使用环境、周围材料的拼接等。 2、耐久性：使用保护、使用年限等。
3、质感与色彩：
4、经济性：投资、当地材料、运输距离.
天然石材的应用举例
大理石异形柱面
第二节
5.材料的吸水量大小 吸水量越大则其抗冻性越差。
2）坚固性：评定岩石试样经饱和硫酸钠溶液多次浸 泡与烘干循环后，不发生显著破坏或强度降低的性 质。 将烘干岩石试件置入饱和硫酸钠溶液中浸泡 20h后，将试件取出置于105土5℃的烘箱中烘烤4h， 至此完成第1个循环。待试样冷却至20~25℃后， 即开始第2个循环。从第2个循环起，浸泡和烘烤时 间均为4h。完成5次循环后，仔细观察试件有无破 坏现象，将试件洗净烘至恒重，准确称出其质量， 计算坚固性试验质量损失率。
Vp——孔隙体积
材料在自然状态下总体积：V0＝V+Vp 孔隙体积：Vp＝Vb+Vk
（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℃)下，单位矿质实体体积(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： ms t 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。
吸水率ｗa 的计算公式为：
Wa mh mg mg 100%
பைடு நூலகம்
式中： mh——材料吸水至恒重时的质量（g）； mg——材料在干燥状态下的质量（g）。
（2） 饱和吸水率
在强制条件下（沸煮法或真空抽气法），岩石 在水中吸收水分的能力。 吸水率ｗsa 的计算公式为：
Wsa mb mg mg 100%
0
'
m ' V0
式中：ρ0——材料的堆积密度, g/cm3 或 kg/m3； m ——材料的质量，g 或 kg；
——材料的堆积体积，cm3 或 m3。 V
0
砂堆积密度的测定：
颗粒材料 空 隙
将容量筒内材 料刮平，容量 筒的容积即为 材料堆积体积
几种密度的比较
比较项目 实际密度 表观密度 堆积密度
2、板材(装饰用石材)：
大理石板材；花岗
岩板材。
3、颗粒状石料(拌合 混凝土用石材)： 碎 石；卵石；石渣。
常用装饰用石材的品种、性能及应用
品 种 性 能 应 用
天然大理石板 材
耐化学腐蚀和 抗风化性能较
差
强度高、耐磨、 抗风化、耐腐 蚀性能好 属于砂岩
主要应用于 室内装饰 细面板材
天然花岗石板 材
按SiO2含量，将石料划分为：
①酸性岩 SiO2>65%
②中性岩 52% ≤ SiO2≤ 65%
③碱性岩 SiO2<52%
二、岩石的技术分类
岩石是在地质作用下产生的、由一种或多种矿物 按一定的规律组成的自然集合体。天然岩石包括：
名 称 成岩情况 熔融岩浆上升到地表附近或 喷出地表，冷却凝结而成岩。 岩石风化后，再经沉积、胶 结而成岩。 岩石在温度、压力或化学的 作用下，经变质而成岩 主要品种 花岗岩 玄武岩
岩浆岩
辉绿岩
石灰岩 砂岩 大理岩 片麻岩
沉积岩
变质岩
三、石材的加工类型
1、块状（砌筑用）石材：

毛石－乱毛石、平毛石
毛石为不规则形，但毛 石的中间厚度不小于15ｃｍ，至
少有一个方向的长度不小于30㎝， 平毛石应有两个大致平行的面。
料石－毛料石、粗料石、半细料 石、细料石 料石的宽度和厚度均不宜小 于20ｃｍ，长度不宜大于厚度的 ４倍，形状应大致呈六面体。
m ' V0
'
V——为材料的绝对密实体积 V0 ——为材料的表观体积 (固、液、气） V0，——为材料的堆积体积
三者的测试方法要点如下：测定密度时，需先将 材料磨细，之后采用排出液体或水的方法来测定 体积。测定表观密度时，直接将材料放入水中， 即直接采用排开水的方法来测体积；测定堆积密
度时，将材料直接装入已知体积的容量筒中，直
2、 磨耗性
指石料抵抗撞击、剪切和磨擦等综合作用的性质。 材料的磨耗性用磨耗率表示，计算公式如下：
m1 m2 G A
式中： G ——材料的磨耗率， （g/cm2）； m1——材料磨损前的质量，（g）； m2—— 材料磨损后的质量，（g）； A——材料试件的受磨面积 （cm2）。
（三）化学性质
因
ms m 固
m t vs
测定方法：李氏比重瓶法
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。
（2）毛体积密度
岩石在规定条件下，单位毛体积(包括矿质实体和孔隙 体积)质量。毛体积密度用ρd表示，按下式计算：
ms d Vs Vn Vi V
式中：ρ0——材料的体积密度；
0——材料的堆积密度。
空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程 度。空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算砂率的依 据。
孔隙率与空隙率的区别
比较项目 孔隙率 空隙率
适用场合
作 用 计算公式
个体材料内部
可判断材料性质
堆积材料之间
可进行材料用量计算
0 P 1 ） 100％ （ 0
情境一 砂、石材料检测
扬州工业职业技术学院
建筑材料教研室
第一节 岩 石
一、岩石的技术性质
物理常数 物理性质 吸水性 耐久性 技术性质 化学性质 抗压强度 力学性质 磨耗性
密度、孔隙等
吸水率 饱水率 抗冻性 坚固性
一、物理性质
1、物理常数
岩石的内部组成结构
封闭孔隙（体积为Vb） 开口孔隙（体积为Vk） 固体物质（体积为V）
我国现行抗冻性的试验方法是采用直接冻融法。该方法是将岩石加工 为规则的块状试样，在常温条件下(205℃)，采用逐渐浸水的方法，使 开口孔隙吸饱水分，然后臵于负温（通常采用-15℃)的冰箱中冻结4h， 最后在常温条件下融解，如此为一冻融循环。经过10、15、25或50次 循环后，观察其外观破坏情况并加以记录。岩石抗冻质量损失率
大小，主要取决于岩石造岩矿物性质及其组织结
构状态(即孔隙分布情况和孔隙率大小)。为此， 我国现行《公路工程岩石试验规程》规定，采用 吸水率和饱水率两项指标来表征岩石的吸水性。
（1）吸水率
岩石吸水率是指在室内常温(202℃)和大气压
条件下，岩石试件最大的吸水质量占烘干
(1055℃干燥至恒重)岩石试件质量的百分率。
孔隙，所以，饱水率大于吸水率。
饱水率的计算方法与吸水率相同。
吸水率与饱和吸水率之比称为饱水系数（Kw) 当 Kw>90%时，抗冻性较差。 影响岩石吸水性的因素 岩石的吸水率与其孔隙率有关，更与 其孔特征有关。因为水分是通过岩石的开 口孔吸入并经过连通孔渗入内部的。岩石 内与外界连通的细微孔隙愈多，其吸水率 就愈大。

接测试其自然堆积状态下体积。 含水与否对密度无影响，因密度是对干燥状态而 言的。含水对堆积密度的影响则较复杂．一般来 说是使堆积密度增大。
3、空隙率
空隙率是指散粒材料在其堆积体积中, 颗粒之间的 空隙体积所占的比例。空隙率 P 按下式计算：
V0 V0 V0 0 P 100％ 1 ） 100％ 1 ） 100％ （ （ V0 V 0
L
ms m f ms
100 %
ms——试验前烘干试件的质量（g） mf——试验后烘干试件的质量（g）
此外，抗冻性亦可采用未经冻融的岩石试件抗 压强度与冻融循环后的岩石试件抗压强度比值 （称为冻融系数）表示。
Kf
Rf Rs
冻融破坏的原因：
材料有孔且孔隙含水；
水→冰体积膨胀9％，结冰压力高达100MPa ；
3、耐久性：
岩石抵抗大自然因素作用的性能。
目前已列入我国《公路工程岩石试验规程》
（JTG E41—2005）的方法有：
1）抗冻性
2）坚固性
1）抗冻性：
岩石抗冻性是指岩石在吸水饱和状态下， 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质。
岩石吸水后，在负温作用条件下，水在材料毛细孔 内冻结成冰，体积膨胀所产生的冻胀压力造成材料 的内应力，会使材料遭到局部破坏。随着冻融循环 的反复，材料的破坏作用逐步加剧，这种破坏称为 冻融破坏。
1、表观密度(简称视密度)：是在规定条件(105±5℃烘
干至恒重)下．单位表观体积(包括矿质实体和闭口孔隙体 积)的质量。计算式：
ms A vs vn
式中：ρA—— 集料的表观密度(g／cm3) mS —— 矿质实体质量(g) Vs —— 矿质实体体积(cm3)
Vn —— 矿质实体闭口孔隙体积(cm3)
式中：V——岩石的总体积，cm3 或 m3； V0——岩石的孔隙体积，cm3 或 m3； ρd——岩石的毛体积密度, g/cm3 或 kg/m3； ρt——真实密度, g/cm3 或 kg/m3。
2、吸水性
岩石的吸水性是岩石在规定的条件下吸 水的能力。
岩石与水作用后，水很快湿润岩石的表面并 填充了岩石的孔隙，因此水对岩石的破坏作用的
测定：
计算式：
工程中砂材料，直 接用排水法测定其 表观体积
m0 A T m0 m1 m2
式中： ρA——集料的表观密度（g) m0——烘干质量（g) m1——水及容量瓶的总质量（g) m2——试样、水及容量瓶的总 质量（g) ρT——水的密度（g)
2. 堆积密度
堆积密度是指细集料在自然堆积状态下单位体积 的质量。按下式计算：
式中： mb——材料经强制吸水至饱和时的质量 （g）； mg——材料在干燥状态下的质量（g）。
饱水率的测定方法(JTG E41—2005)：
采用真空抽气法。因为当真空抽气后占据岩
石孔隙内部的空气被排出，当恢复常压时，则
水即进入具有稀薄残压的岩石孔隙中，此时水
分几乎充满开口孔隙的全部体积；而通常认为 在常压下测定的吸水率，此时水分只充填部分
结冰压力超过材料的抗拉强度时，材料开裂； 裂缝的增加也进一步增加了材料的饱水程度 ； 饱水程度的增加进一步加剧了冻融破坏 ； 反复多次－进一步加剧－最终材料崩溃 。
影响抗冻性的因素：
1.材料的密实度（孔隙率） 性越好。 密实度越高则其抗冻
2.材料的孔隙特征 开口孔隙越多则其抗冻性越差。 3.材料的强度 强度越高则其抗冻性越好。 4.材料的耐水性 耐水性越好则其抗冻性也越好。
材料状态
绝对密实
实质加闭合孔隙
堆积状态
材料体积
V
m V
判断材料性质
V0
0
m V0
V0
0 '
m V0 '
计算公式
应用
用量计算、体积计算
例1-1 砂的密度、表观密度、堆积密度有何 区别？如何测定？砂含水后对三者有什么 影响？ 解：密度：
m V
表观密度：
堆积密度：
0
m V0