石料作為一種堅(jiān)固耐用的建筑材料,自古以來(lái)就廣泛地應(yīng)用于各類土木建筑工程中。由開采的來(lái)的原石經(jīng)加工而制成的各類塊石、條石曾經(jīng)是建筑房屋、鋪砌道路、修筑橋梁堤壩的重要材料,近幾十年來(lái)由于混凝土生產(chǎn)技術(shù)的飛速發(fā)展、使石材在建筑工程中的直接應(yīng)用逐漸減少。
在現(xiàn)在,石料在建筑工程中的應(yīng)用主要可分為三類:一是以各類塊石、片石、料石的形式應(yīng)用于房屋、道路、橋涵、隧道、堤壩河岸等建筑工程的輔助工程中,例如路基、堤壩、河南等邊坡的防護(hù)工程,邊溝、水渠、擋土墻等的砌筑加固工程,橋梁、涵洞、隧道、堤壩的輔助圬工工程等。二是經(jīng)破碎篩分后由不同規(guī)格碎石、卵石組成集料的形式應(yīng)用于水泥、瀝青、碎石穩(wěn)定土等各類混凝土和穩(wěn)定材料中。三是以裝飾材料的形式應(yīng)用于各類建筑工程和帶有美化和藝術(shù)效果的場(chǎng)合。
在以上三類應(yīng)用中用量最大、范圍最廣的是碎石集料。集料是由一些惰性材料,諸如砂、石屑、礫石(卵石)、碎石、礦渣組成的集合料,它在各類混合料中起著股價(jià)和填充物的作用。砂可以分為天然砂和人工砂(機(jī)制砂)兩類,前者是由天然巖石經(jīng)不斷風(fēng)華而余下的最耐久的細(xì)粒料,后者則由碎石和礫石反復(fù)軋制而成。砂的粒徑通常在2mm至75μm之間,破碎設(shè)備破碎設(shè)備-破碎機(jī)械中破碎作業(yè)一般分為幾個(gè)階段。天然砂又可分為河砂、海砂和山砂,其中以河砂質(zhì)量最佳,海砂中含有鹽,通常需淘洗后才能用,山砂則常混有泥土和有機(jī)物,使用時(shí)需慎重。礫石和卵石都是由天然巖石風(fēng)化崩裂并經(jīng)水流長(zhǎng)期沖刷搬運(yùn)而形成的,因而它的顆粒通常是光滑而無(wú)棱角的。
礫石的粒徑在2~60mm的范圍內(nèi),卵石的粒徑在60~200mm范圍內(nèi),礫石和卵石也可進(jìn)一步經(jīng)破碎加工而成為破碎礫石。碎石由開采的原石或大卵石經(jīng)破碎篩分加工而成,因而表面粗糙而多有棱角,是建筑工程用集料的主要來(lái)源。碎石的質(zhì)量主要取決于軋制原石的質(zhì)量,因而對(duì)于工程要求高的集料應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的天然巖石來(lái)軋制。石屑是有軋制和篩分碎石而得的余料,其粒徑在3~10mm。礦渣和冶煉過(guò)程的副產(chǎn)品,主要是由煉鐵、錫、銅的過(guò)程產(chǎn)生的。礦渣通常具有類似巖漿巖的性質(zhì),它的結(jié)構(gòu)可以是多種多樣的,從玻璃質(zhì)到蜂窩狀。高爐爐渣在礦渣集料中應(yīng)用最為廣泛,它具有良好的摩阻性,常作為優(yōu)質(zhì)瀝青混合料的集料來(lái)使用。按照粒徑的粗細(xì),集料可以分為粗集料、細(xì)集料和單一粒徑的集料。粗集料和細(xì)集料用來(lái)在各類混合料中組成級(jí)配集料。級(jí)配集料是一種顆粒大小按一定比例互相搭配的集料,新型制沙機(jī),是應(yīng)用最為廣泛的集料形式,在水泥混凝土、瀝青混凝土和各類穩(wěn)定土中應(yīng)用的集料都屬于級(jí)配集料。單一粒徑的集料則主要用作鐵路道渣和供修筑嵌鎖型碎石路面和粒料基層之用,有時(shí)稱為嵌鎖式集料。粗徐集料是按某一限定篩網(wǎng)尺寸來(lái)劃分的,對(duì)于不同的混合料,這一尺寸是不同的。用作粗集料的原料主要是碎石、礫石、破碎的礫石(卵石)和破碎的礦渣等粗料。用于水泥混凝土的粗集料其下限尺寸為5mm,用于瀝青混合料的粗集料其下限為。粗集料在各類混合料中起主要骨架的作用。
細(xì)集料是由砂、石屑等細(xì)料組成的集料。用于水泥混凝土的細(xì)集料是指小于5mm的天然砂、人工砂,用于瀝青混合料的細(xì)集料是指小于的天然砂、人工砂和石屑。按采集的來(lái)源,集料可分為天然集料和人工集料。天然集料是自然形成的未經(jīng)人為加工的集料,主要有河砂、河礫石(河卵石)、海砂、海礫石(海卵石)、山砂、山礫石(山卵石)。人工集料是人為加工制成的,除了常用的隨時(shí)、破碎礫石和人工砂外、還有破碎的礦渣和人工輕質(zhì)集料。輕質(zhì)集料對(duì)于大型的結(jié)構(gòu)物要求減輕混凝土自重方面有著很大優(yōu)勢(shì),人工輕質(zhì)集料在某些大型的建筑構(gòu)件上獲得了應(yīng)用。高爐礦渣根據(jù)冷卻時(shí)所加水分不同就可制成人工輕質(zhì)集料,此外,以膨脹頁(yè)巖、膨脹粘土、膨脹板巖等為主要原料經(jīng)高溫焙燒而成的陶粒和陶砂也是目前常用的人工輕質(zhì)集料。輕質(zhì)集料除人工制成外,也有天然的輕集料,輥式破碎機(jī),例如火山礫石、浮石等。根據(jù)集料中所含礦物成分之不同,集料還可按礦物學(xué)來(lái)分類。集料的礦物學(xué)分類對(duì)了解集料的工程性質(zhì)有著重要意義,以為集料的物理—力學(xué)性質(zhì)(例如密度、空隙率、強(qiáng)度等)以及化學(xué)—物理性質(zhì)(例如濕潤(rùn)性、粘附性、化學(xué)反應(yīng)性等)都與在寂寥中的礦物組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)。正是因?yàn)榧现兴牡V物質(zhì)決定著它的化學(xué)組成和晶質(zhì)結(jié)構(gòu),因而對(duì)集料礦物成分鑒別的了解,將有助于判斷某種集料是否適用于給定的工程用途。因?yàn)橥ㄟ^(guò)對(duì)集料礦物成分的分析,可以提供某種信息來(lái)預(yù)期改種集料可能的物理、化學(xué)性質(zhì),從而避免使用那學(xué)不符合工程要求和含有有害礦物質(zhì)的集料。