2018年湖南土建职称考试市政公用工程重要考点：石料与集料

　　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

　　二、集料

　　2.1集料的分类

　　定义：集料是由不同粒径矿质颗粒组成，并在混合料中起骨架和填充作用的粒料。

　　分类：(1)按成因及加工方式分：砾石、碎石、天然砂、人工砂、石屑、工业冶金矿渣等;

　　(2)按粒径范围分：粗集料、细集料、矿粉

　　2.2集料的物理性质

　　1)物理常数

　　表观密度毛体积密度堆积密度表干密度空隙率

　　集料：是矿质颗粒的散状混合物，不仅包括矿物及矿物间的开口孔隙和闭口孔隙，还包括矿质颗粒间的空隙。

　　(1)表观密度

　　(2)毛体积密度

　　(3)堆积密度

　　2.3集料的力学特性

　　粗集料的力学性质主要是压碎值和磨耗率，其次是磨光值、冲击值和磨耗值等。

　　2.5工业冶金矿渣集料的技术特性

　　1)分类

　　黑色金属矿渣有分为:高炉矿渣和钢渣两类。

　　2)物理力学性质

　　矿渣的密度与矿物成分有关，在2.97~3.32g/cm3。矿渣的堆积密度在1900kg/m3以上，空隙率大多在35%以下，耐冻性(或坚固性)一般均能符合路用要求。

　　矿渣的力学强度一般均较高，其强度与空隙率有关。通常其极限抗压强度在50MPa以上，高者可达150MPa，相当于石灰岩至花岗岩的强度。

　　三、矿质混合料组合设计

　　3.1矿质混合料的级配

　　为达到最大密实度(或最小空隙率)和最大摩擦力的要求，混合料可以采用连续级配和间断级配两类级配。

　　工程实践中，n=0.45时，密实度最大;n=0.3~0.7时，有较好的密实度，满足工程需要。

　　3.2矿质混合料的配合比设计

　　确定矿质混合料配合比的方法有很多，但一般主要采用数解法和图解法。

　　不管哪种方法，必须具备两个已知条件：

　　(1)各种集料的筛分结果

　　(2)按技术规范(或理论级配)要求的矿质混合料的级配范围。

　　1)数解法

　　(1)试算法：适用于2~3种集料组成的混合料，是最简单的一种方法。

　　(2)规划求解法：采用Excel表格中的规划求解分析工具，通过设置规划求解中的约束条件，可较为准确地计算出各种集料的用量。

　　2)图解法

　　我国推荐采用的图解法为修正平衡面积法。

　　修正平衡面积法的设计步骤为：

　　(1)绘制级配曲线坐标图;

　　(2)绘制各种集料的级配曲线;

　　(3)确定各种集料的用量比例;

　　(4)校核调整

　　4.石料与集料的工程应用

　　4.1道路用石料制品

　　(1)高级铺砌用整齐块石：经精凿加工而成。

　　(2)路面铺砌用整齐块石：粗凿成的方块石或条石。

　　(3)铺砌用不整齐块石：又称拳石，要求顶面为一平面，底面与顶面基本平行。

　　(4)锥形块石：又称大块石，用于路面底基层，是由片石进一步加工而得的粗打石料。

　　4.2桥梁建筑用主要石料制品

　　(1)片石：粗打石料，其形状不限制，但薄片者不得使用。

　　(2)块石：有两个较大的平行面

　　(3)方块石：在块石中选择形状比较整齐者稍加修整。

　　(4)粗料石：表面凹凸不大于10mm，砌缝宽度小于20mm。

　　(5)细料石：表面凹凸不大于5mm，砌缝宽度小于15mm。

　　(6)镶面石：一般应选用较好的石料。