土木工程材料(第二版) 教学课件 ppt 作者 柳俊哲 土木工程材料第二章
土木工程材料（第二版）,柳俊哲 主编 宋少民 赵志曼 元敬顺 副主编,第二章石料,天然石料是指从天然岩石开采的，经加工或未加工的石料制品。一般天然石料具有强度高、莫氏硬度大、耐磨性好、有美丽的花纹、经久耐用等优点。正确地开采和使用天然石料，对于控制耕地面积的减少和节省能源具有现实意义。当然石料的质量较大且坚硬，这给开采、加工和运输带来许多困难，这也是天然石料利用中值得注意的问题。,地壳中的化学元素，除极少数呈单质存在外，绝大多数元素都以化合物的形态存在。这些存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物叫做矿物。,2.1 岩石的组成与分类,2.1 岩石的组成与分类,第二章石料,2.1.1常见的主要造岩矿物,石英的化学成分是SiO2，为结晶体。,正长石的化学成分是KAlSi2O8。,斜长石化学成分为NaAlSi3O8（钠长石） 和CaAl2Si2O3（钙长石）,晶体呈柱状。,云母晶体呈片状或板状集合体。,普通角闪石晶体呈柱状、粒状。,方解石（CaCO3）晶体呈菱面体。,白云石晶体呈菱面体，常是致密块状。,石膏（CaSO4·2H2O）晶体呈板状。,磁铁矿（Fe3O4）晶体呈八面体和菱形十 二面体，常呈粒状或块状。,2.1 岩石的组成与分类,第二章石料,2.1.2岩石的分类,地壳是由各种不同的岩石组成的。岩石按其地质成因的不同可分为岩浆岩、沉积岩及变质岩三大类。,岩浆岩的一般特征岩浆岩是岩浆在活动过程中，经过冷却凝固而成的。岩浆是存在于地下深处的成分复杂的高温硅酸盐熔融体。绝大多数岩浆岩的主要矿物组成是石英、长石、云母、角闪石、辉石及橄榄石等六种。,变质岩,在地表常温常压的条件下，原岩（岩浆岩、变质岩或已成沉积岩）经风化、剥蚀、搬运、沉积和压密胶结而形成的岩石称为沉积岩。,变质岩地壳中原有的岩石（岩浆岩、沉积岩及已经生成的变质岩），由于岩浆活动及构造运动的影响（主要是温度和压力），在固体状态下发生再结晶作用，而使它们的矿物成分和结构构造以至化学成分发生部分或全部的改变所形成的新岩石称为变质岩。,岩浆岩（火成岩）,沉积岩（水成岩）,2.2岩石的力学性能及测试方法,第二章石料,2.2.1岩石的结构与构造,岩石中的矿物在空间比较均匀而无定向排列所组成的一种构造称为块状构造。块状构造的特点是成分均匀、结构致密、整体性好。具有块状构造的岩石的抗压强度高、表观密度大、吸水性小，抗冻性及耐久性好，具有良好的使用价值。花岗岩、正长岩、大理岩和石英岩均属于块状构造。,块状构造,岩石由于其组成矿物的成分、颜色和结构不同，沿垂直方向变化而形成的一层一层的构造称为层状构造。,地层深处的岩浆压力很大，且含有一些气体，当岩浆活动喷出地表时，由于温度和压力急剧降低，岩浆在冷却凝固后便可形成气孔状构造。 气孔状构造的岩石的耐久性与它的孔隙构造有关，封闭孔隙者较开口孔隙者耐久。此类岩石因质轻、多孔、保温隔热性良好，宜做墙体材料，也可做混凝土的轻集料。常见的气孔状构造岩石有浮石、火山凝灰岩等。,气孔状构造,层片状构造,2.2岩石的力学性能及测试方法,第二章石料,土木工程中一般主要对石材的表观密度、吸水率和耐久性等有要求。大多数岩石的表观密度均较大，且主要与其矿物组成、结构的致密程度等有关。岩石的吸水率越小，则岩石的强度与耐久性越高。大多数岩石的耐久性较高。当岩石中含有较多的黏土时，其耐久性较低，如黏土质砂岩等。,物理性质与要求,（1） 抗压强度 （2） 耐磨耗性 （3） 其他力学性质,气孔状构造,力学性质与要求,石材的耐久性主要包括有抗冻性、抗风化性、耐火性和耐酸性等。,耐久性,岩石的主要技术性质与要求,路用石料的技术标准,路用岩石的技术分级,2.3 常用石料品种,第二章石料,2.3.1常用天然石料,花岗岩是岩浆岩中分布最广、土木工程中使用最多的一种岩石，属酸性深成岩。它常为灰白色或浅红色。主要造岩矿物有石英、长石；次要矿物有云母、角闪石等。它属晶质结构，块状构造。花岗岩具有孔隙率小、吸水率小、表观密度大、强度高、耐磨、耐久性好等优点。广泛用于基础土木工程中。,花岗岩,辉长岩属深成岩，呈绿色。主要矿物有辉石、斜长石和橄榄石。它属全晶质中粒或细粒结构，块状构造。它的表观密度大、强度高、韧性好、耐磨耗。既可作结构材料，也可作装饰材料。,玄武岩属喷出岩，呈深灰色或黑色。主要矿物有斜长石、辉石及橄榄石。它属玻璃质或隐晶质斑状结构，气孔状构造。玄武岩是分布较广的喷出岩。表观密度较大，强度随结构构造的不同变化较大。此外，它的莫氏硬度高、脆性大、耐久性好，常用于路桥工程中。2.3.2常用石料制品土木工程中常用的石料制品有毛石、片石、料石和石板等。,玄武石,辉长石,2.3 常用石料品种,第二章石料,2.3.2常用石料制品,岩石被爆破后直接得到的形状不规则的石块称为毛石。根据表面平整度，毛石有乱毛石和平毛石之分。乱毛石形状不规则，平毛石形状虽不规则，但它有大致平行的两个面。毛石常用来砌筑基础、勒脚、墙身、挡土墙等。,片石也是由爆破而得的，形状不受限制，但薄片者不得使用。片石主要用来砌筑圬工工程、护坡、护岸等。料石一般由致密的砂岩、石灰岩、花岗岩加工而成，用于土木工程结构物的基础、勒脚、墙体等部位。,料石由人工或机械开采出较规则的六面体块石，再经人工略加凿琢而成。依其表面加工的平整程度而分为毛料石、粗料石、半细料石和细料石四种。,料石,片石,石板是用致密岩石凿平或锯解而成的厚度不大的石材。对饰面用的石板或地面板，要求耐磨、耐久、无裂缝或水纹、色彩美观，一般采用花岗岩和大理岩制成。花岗岩板材主要用于土木工程的室外饰面。,毛石,石板,THANK YOU !,2.2岩石的力学性能及测试方法,第二章石料,岩石的主要技术性质与要求,按路用岩石的技术要求，分为四大岩类，各岩类均有代表性岩石： 1) 岩浆岩类如花岗岩、正长岩、辉长岩、闪长岩、橄榄岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩等。 2) 石灰岩类如石灰岩、白云岩、泥灰岩、凝灰岩等。 3) 砂岩和片麻岩类如石英岩、砂岩、片麻岩和花岗片麻岩等。 4) 砾石类各种天然卵石。以上各岩类按其物理力学性质（主要是饱水抗压强度和磨耗率）划分为下列四个等级： 1级最坚强的岩石； 2级坚强的岩石； 3级中等强度的岩石； 4级软弱的岩石,返回,2.2岩石的力学性能及测试方法,第二章石料,路用石料的技术标准,返回,
