岩石的物理性质
岩石的物理性质主要有岩石的重度、密度、相对密度、空隙率、吸水率和饱水率等。它们是衡量天然建筑材料质量的重要依据。
(1)岩石的重度(r) 岩石单位体积的重量称为岩石的重度,可用下式表示:
式中r——岩石的重度,kN/m3;
G——岩石的总重量,kN;
V——岩石的总体积,m3。
(2)岩石的密度(ρ) 岩石单位体积的质量称为岩石的密度,可用下式表示:
式中ρ——岩石的密度,g/m3;
m——岩石的总质量,g;
V——岩石的总体积,。
岩石的密度一般为2.3~2.5g/cm3,比土的密度1.6~2.0g/cm3 要大,这与岩石的矿物组成及结构特性有关。因此一般岩石是密实的,岩石的密度与其强度成正比。
(3)岩石的相对密度(d) 岩石质量与其同体积纯水在4℃时的质量之比称为岩石的相对密度,即
固体岩石的质量,是不包含气体和水在内的绝对干燥岩石的质量;固体岩石的体积,是指不包括空隙在内的岩石的实体体积。岩石的相对密度一般为2.5~2.9,其值较岩石的密度值略大。
(4)岩石的空隙率(n) 空隙率是指岩石中的空隙(包括孔隙、裂隙和溶隙)体积与岩石总体积之比值,常以百分数表示,即
坚硬岩石的空隙率小于1%~3%,疏松多孔的岩石空隙率较高,大于10%~30%。
(5)岩石的吸水率(W1)和饱水率(W2) 岩石的吸水率,是指在常压(1MPa)下,岩石所吸水的质量与固体岩石质量的比值;岩石的饱水率,是指在高压(15MPa)或真空条件下,岩石所吸水的质量与固体岩石质量的比值。可用下列公式表示:
吸水率反映了岩石中大的、张开的空隙的吸水能力,而饱水率反映的是岩石中全部开口空隙的吸水能力。吸水率和饱水系数越大,说明岩石中大的张开的空隙越多,常压下吸入的水多,吸水后留有的小空隙很少,当空隙水结冰时,会直接胀碎岩石。所以,吸水率和饱水系数是评价岩石抗冻性的一个指标,通常认为吸水率小于0.5%或饱水系数小于0.8时,岩石是抗冻的。