[科普中国]-粗粒玄武岩

粗粒土是从物质材料角度考虑土石料颗粒粒径大小及含量的一种命名，这种土石料在自然界中广泛分布。不同国家或机构根据不同的实际需要对粗粒土的定义不同，通常情况下将粗粒土视为粒径大于0.075 mm 颗粒含量超过总质量50%的土石料。粗粒玄武岩是指颗粒直径大于0.075mm的玄武岩。

定义玄武岩是修理公路、铁路、机场跑道所用石料中最好的材料，具有抗压性强、压碎值低、抗腐蚀性强、沥青粘附性玄武石，玄武石具有耐磨、吃水量少、导电性能差、抗压性强、压碎值低、抗腐蚀性强、沥青粘附性等优点。粗粒玄武岩简单来说是指单粒玄武岩颗粒直径大于0.075mm。在混凝土中经常添加玄武岩纤维，即粗粒玄武岩来提高混凝土抗压性能。

玄武岩玄武岩为基性喷出岩的一种。化学成分及矿物成分与辉长岩相当。主要由基性斜长石、辉石组成，次要矿物有橄榄石、角闪石等。斑晶中的斜长石比基质中的更偏基性，辉石以单斜辉石为主，橄榄石常见于斑晶中，熔蚀现象明显，并易蚀变为伊丁石或、蛇纹石。岩石一般为黑色、暗绿或暗紫色。基性喷出岩比中、酸性喷出岩结晶程度高，基质一般为微晶结构，整个岩石为斑状结构，少数见无斑细粒—隐晶结构。基质的结构类型很多，主要有粗玄结构、间隐结构、拉斑玄武结构等。常见有气孔构造、杏仁构造，海底喷发玄武岩流中常有特征的枕状构造。玄武岩在地壳上分布广泛，形成厚的岩流或岩被。从大陆到海洋，从老到新各个时代都可以见到玄武岩出露。玄武岩土体的风化是玄武岩在受到外界综合环境的影响下，土体的物理性质、力学性质等发生了非常明显的变化，这种土体风化产生的变化对玄武岩地区的工程建设有着很大的影响。根据风化程度不同，玄武岩可分为弱风化玄武岩、中风化玄武岩和全风化玄武岩。

玄武岩纤维玄武岩纤维是以天然玄武岩石为原料，经过一系列工艺过程生产出的丝状产品，其生产过程和工艺与玻璃纤维的生产相似，但由于工艺的限制，在熔融玄武岩时使用的池炉比较浅，熔池面积也较小。由于玄武岩熔化过程中碱金属氧化物析出很少，池炉排放的烟尘中基本无有害物质，因此，整个生产过程中对环境的影响不大。玄武岩纤维含有三氧化二铝、三氧化二铁及氧化钠等成分，具有多孔结构和无规则的排列方式，其中的气孔可分为封闭气孔和开放气孔，分别呈圆球形和管状。玄武岩纤维的优越性能表现为强度高、化学稳定性好、使用温度范围广，在吸湿性、 耐碱性等方面的性能明显优于玻璃纤维。由于玄武岩纤维降解后即成为土壤的母质，具有无毒性、不燃性，因此是一种环境友好型材料。一般情况下，玄武岩纤维的拉伸强度是普通钢材的10～15倍。是E 型玻璃纤维的1. 4～ 1. 5倍，其应力 - 应变关系表现为完全弹性1。

粗粒土粗粒土是指大于0.1毫米颗粒含量较多的土，大致相当于砂类。砾石土、砂卵石、残坡积碎石土和风化岩石碴等统称为粗颗粒土，简称粗粒土。它是由大小不等的粗细颗粒组成，最大颗粒可达1000毫米以上，最细可小于0.1毫米，粒径变化范围很大，粗细颗粒特性相差悬殊。土石坝中粗粒土料常占70%以上，有的直接取自工程开挖的弃料，废物得到充分利用。

在公路路基施工过程中，粗粒土是最常见的路基填筑材料。粗粒土物理力学性质备受人们关注，原因在于：一方面，从地质角度看，粗粒土是岩石在长期风化过程中崩积、堆积、残积或冲积形成的，具有不同的地质和年代属性，揭示粗粒土物理力学性质是分析和评价堆积层滑坡的基础。另一方面，从工程建筑角度看，粗粒土具有压实性能好、透水性强、抗剪强度高、沉降变形小等特性，故而广泛用于建筑土石坝、铁路路基及软弱地基垫层等，其变形和强度性质也因此成为工程人员关注的焦点2。在许多路基工程中，粗粒土压实度难以控制，而作为路基填料的压实度是路基压实控制的一项重要指标，路基压实通常采用压实度指标进行控制， 以填料的最大干密度和最佳含水量为标准。由于粗粒土的不均匀性，含石量、粒度、级配变化较大，其中粗粒土中含石量直接影响其密度值。在使用粗粒土填筑路基时，路基上任一点含石量变化很大，测得的粗粒土的密度值都是异常值，呈离散型分布。对于同一土场的填料标准密度不是确定值，而是随含石率的不同而变化。 因此，在路基填筑施工检测过程中，经常出现路基压实度超百或者不够现象。导致室内确定的标准干密度在现场检测中失控。

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学