工程石材,墙体材料和屋面材料

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1、第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料,第一节 工程石材第二节 墙体材料第三节 屋面材料,第一节 工程石材(stone),第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料,一、概述二、岩石的基本知识三、岩石的技术性质四、常用石材五、石材的应用与防护,一、概述,第一节 工程石材,石材是使用历史最悠久的建筑材料之一。最古老的石砌建筑是公元前2750年建于撒哈拉的金字塔，我国著名的古代石材建筑是河北的赵洲桥。,开罗西南十公里处的吉萨区（Giza）有三座很大的金字塔，分别是胡夫金字塔、哈夫拉金字塔和孟考拉金字塔，一般统称为大金字塔（The Great Pyramids）。其中以胡夫金字塔最为著名，是吉萨金字塔中规模

2、最大、建筑水平最高、保存最完好的一座，大约建于公元前2570年，是法老胡夫给自己建造的寝陵。胡夫金字塔原高146.59米，四周底边原长230米。数千年以来它一直是地球上最高的建筑物。它是用230万块磨光的石灰石砌成，平均每块岩石重量约2.5吨，建造时曾用了十万名民夫，花费20年时间。建造时，先在金字塔的侧面建造斜坡道，再随石阶愈高，而往上建斜坡道。也在斜坡道上埋人圆木，以减少撬的阻力。,胡夫金字塔,第一节 工程石材,巨石阵（Stonehenge）坐落在英国伦敦西南100多公里的索尔兹伯里平原上，建于公元前2300年左右（距今4300年）。巨石阵占地大约11公顷，主要是由许多整块的蓝砂岩组成，每

3、块约重50吨。这些石柱排成圆形，最高的石柱高达10米，不少横架在两根竖直的石柱上。人们猜测，这很可能是远古人类为观测天象而建造的。专家们认为，架置石块横梁很可能用的是“土屯法”。,巨石阵,第一节 工程石材,秦长城,第一节 工程石材,箭扣长城,箭扣长城位于京郊怀柔县西北八道河乡境内，距怀柔县城约30公里，山势非常富于变化，险峰断崖之上的长城也显得更加雄奇险要。箭扣长城因整段长城蜿蜒呈W状，形如满弓扣箭而得名。箭扣长城是明代万里长城最著名的险段之一，是近年来各种长城画册中上镜率最高的一段，向来是长城摄影的热点。,第一节 工程石材,许家山石屋建筑群,宁波宁海许家山村，是一个有着多年历史的山村。在村边

4、地头，有为数可观的青灰色安山岩质石材，地方上俗称“铜板石”。这里是浙东最完整、最特别的石屋古村，仅石头屋就有200幢之多。许家山村的石屋高大宽敞，一般有两层，内部采用传统建筑抬架式筑法，大块的石头做了房基，次之做门楣、窗楣，更小则密密排列组成石墙。只有在梁柱和门窗等处使用了少量木材。石屋随着地势起伏灵活布置，从东往西一排接一排渐次升高，每两排石屋之间自然形成南北走向的巷道。,第一节 工程石材,赵州桥,赵州桥（又称安济桥）位于河北省赵县境内，建于隋开皇年间（公元595605年），距今已有近1400年历史，它不仅是我国而且也是世界上现存最早、保存最完整的巨大石拱桥，特别是拱上加拱的“敞肩拱”的运用

5、，更为世界桥梁史上的首创。 1991年，赵州桥被美国土木工程师学会选定为世界第十二处“国际土木工程历史古迹”，是目前国内唯一一处。,第一节 工程石材,石材的生产制备工艺：,矿体岩石,露天/地下开采,毛石,整形修边,下脚料,抛光,粉体,料石,板材,石材,第一节 工程石材,第一节 工程石材,定义：石材是指从天然岩石中开采未经加工或经加工制成块状、板状或特定形状的石材的总称。优点：抗压强度高，耐久性、耐磨性、装饰性好，资源丰富；缺点：表观密度大，脆性大，开采加工费用高。应用：结构应用方面；装饰应用方面；生产岩棉、铸石等建材产品。,二、岩石的基本知识,1. 岩石的组成,第一节 工程石材,单成岩,石灰岩

6、,一种矿物,多种矿物,复成岩,花岗岩,造岩矿物：构成岩石的矿物。岩石的主要造岩矿物有：（1）石英（结晶状SiO2）（2）长石（结晶的铝硅酸盐）（3）云母（片状铝硅酸盐）（4）暗色矿物角闪石、辉石、橄榄石（结晶的铁镁硅酸盐）（5）方解石（结晶状CaCO3）（6）白云石（结晶的碳酸钙镁复盐）等。,第一节 工程石材,石英晶体,方解石,正长石,橄榄石,第一节 工程石材,2. 岩石的分类,根据地质形成条件，岩石分为：岩浆岩、沉积岩、变质岩。地表岩石分布情况：沉积岩占75%，岩浆岩和变质岩占25%。（1）岩浆岩 又称火成岩，由地壳内部熔融岩浆上升冷却而成，占地壳总量的89%。 根据岩浆冷却条件，分为：深成

7、岩（如花岗石、正长岩、闪长岩）、喷出岩（如玄武岩、安山岩、辉绿岩）、火山岩（如火山灰、浮石、火山凝灰岩）。,第一节 工程石材,（2）沉积岩 又称水成岩，由地表岩石经风化后沉积再造而成。 根据成因和物质成分，分为：机械沉积岩（如页岩、砂岩、砾岩）、化学沉积岩（如石膏、菱镁石、白云岩）、生物沉积岩（如石灰岩、白垩、硅藻土）。,第一节 工程石材,（3）变质岩 a.正变质岩：由岩浆岩形成的变质岩，性能变差。如花岗岩变质成片麻岩。 b. 副变质岩：由沉积岩形成的变质岩，性能变好。如石灰岩、白云岩变质成大理岩，砂岩变质成石英岩。,第一节 工程石材,3. 岩石的结构与构造,岩石结构：矿物的结晶程度、颗粒大小

8、、形态及组合方式的特征。（1）结晶程度：全结晶、半结晶及玻璃体结构。（2）矿物颗粒大小：显晶质（矿物晶体颗粒较粗，用肉眼或放大镜识别）及隐晶质（矿物颗粒细小肉眼不能识别）结构。（3）矿物颗粒相对大小：等粒、不等粒、斑状、似斑状。,第一节 工程石材,岩石构造：岩石中不同矿物集合体之间的排列方式和充填方式。a.块状构造（均一构造）：整体性好、耐久性高，制取大型石材。花岗岩、闪长岩、大理岩。b.层片状构造：沉积岩特征，砂岩、页岩、片麻岩等c.斑状、杏仁状及结核状构造：斑状（斑岩）、杏仁状（方解石、蛋白石）及结核状构造。岩石整体均匀性差。d.气孔状构造：火山碎屑岩、喷出岩的主要构造形式。,第一节 工程

9、石材,二、岩石的技术性质,1. 物理性质,（1）表观密度：小于1800kg/m3为轻质石材，不小于1800 kg/m3为重质石材。（2）吸水性：与孔隙率和孔隙特征有关。吸水性对强度、耐水性、导热性、抗冻性有很大影响。（3）耐水性：按软化系数分高（0.90）、中（0.700.90）、低（0.600.70）耐水性石材。一般软化系数低于0.80的石材不得用于重要建筑。,第一节 工程石材,（4）抗冻性：与吸水率有密切关系。（5）耐热性：与其化学成分及矿物组成有关。（6）导热性：与其致密程度、孔隙特征有关。（7）抗风化性：与其孔隙率、矿物组成有关。防风化的措施：表面磨光、防止表面积水、用有机硅喷涂表面等

10、。,第一节 工程石材,2. 力学性质,（1）抗压强度：用于砌体等的石材的抗压强度采用边长70mm的立方体试件测定，根据砌体结构设计规范（GB 50003-2001）规定，石材强度等级分MU100MU20七个等级。装饰用石材的抗压强度采用边长50 mm的立方体试件测定（GB9966.1-88）。（2）冲击韧性：取决于矿物成分与构造（3）硬度：莫氏硬度、肖氏硬度（4）耐磨性：包括耐磨损性、耐磨耗性。,第一节 工程石材,3. 工艺性质,主要指开采和加工过程的难易程度及可能性，包括：,第一节 工程石材,加工性,磨光性,可钻性,三、常用石材,1.花岗岩 组成：石英、长石、云母及暗色矿物。坚硬致密、抗压强

11、度高（120250MPa）孔隙率小，吸水率低，耐磨性好，耐久性高，使用年限75200年。用于基础、勒角、柱子、地面等部位。也是高档的装修、装饰材料。2.辉长岩：深成岩的一种，由暗色矿物组成，属全晶质等粒状结构，块状构造。抗压强度：200350MPa，表观密度29003300kg/m3。韧性好、耐磨性强、耐久性好，可做承重结构材料，也可作装饰装修材料。3.玄武岩： 属喷出岩， 斜长石、辉石、橄榄石组成。为玻璃体或隐晶质。常用作筑路材料、混凝土集料。,第一节 工程石材,4.石灰岩：方解石组成，分为密实、多孔、散粒构造。用于基础、外墙、桥墩、台阶和路面，还可用作混凝土集料，也是生产石灰、水泥和玻璃的

12、主要原料。5.大理岩：石灰岩或白云岩变质而成。主要用于室内墙面、柱面、地面、栏杆、踏步、花饰等，不宜用作城市内建筑物的外部装饰。6.砂岩：硅质砂岩，钙质砂岩，铁质砂岩，粘土砂岩。常用语基础、墙身、人行道、踏步等。7. 其他建筑石材,第一节 工程石材,四、石材的应用及防护,1. 石材的应用（1）毛石定义：是指岩石经爆破后所得形状不规则的石块。分类：乱毛石形状不规则 平毛石有2个大致平行面技术要求：中部厚度150mm，长度300400mm，抗压强度10MPa，软化系数0.75应用：砌筑基础、勒脚、墙身、挡土墙、堤岸、护坡，制作毛石混凝土,第一节 工程石材,（2）料石定义：是指经加工而成规则的六面体

13、块石。分类：a.按表面加工的平整程度：毛料石、粗料石、半细料石、细料石b.按形状：条石、方石、拱石（3）石板定义：是用致密的岩石凿平或锯解而成，厚度一般为20mm的石材。作为饰面用的板材一般用花岗岩和大理岩加工制作。,第一节 工程石材,第一节 工程石材,花岗石、大理石室内装饰板,第一节 工程石材,2.石材的防护结构预防 制成易排水的形状，或覆盖一层防水材料。表面磨光 采用致密岩石，表面加工磨光，尽量使表面平滑无孔表面处理 石蜡或涂料进行处理，疏水剂表面处理,第一节 工程石材,第二节 墙体材料,作用：围护、承重、美化； 发展方向：逐步限制和淘汰实心粘土砖，大力发展多孔砖、空心砖、废渣砖、各种建筑

14、砌块和建筑板材等各种新型墙体材料； 种类：砖、砌块、板材 砖：长度365mm，宽度240mm，高度115mm。 砌块：长度365mm或宽度240mm或高度115mm。 高度长度或宽度的6培，长度高度的3倍。 墙板：高度长度或宽度的6培或长度高度的3倍。,定义：砌墙砖系指以粘土、工业废料或其他地方材料为主要原料，以不同工艺制造的、用于砌筑承重和非承重墙体的墙砖。 分类：,一、砌墙砖,按生产工艺：,蒸压灰砂砖,烧结普通砖,烧结砖,蒸养（压）砖,一、砌墙砖,实心砖 多孔砖 空心砖,1. 烧结普通砖定义：烧结普通砖是以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料，经焙烧而成的普通砖。,（一） 烧结砖,1. 烧

15、结普通砖生产工艺：,采土,配料调制,制坯,干燥,焙烧,成品,要进行阴干，否则易出现裂缝,最为关键，焙烧的火候不同有三种成品,欠火砖,正火砖,过火砖,（一） 烧结砖,1. 烧结普通砖生产工艺：,（一） 烧结砖,青砖与红砖：青砖耐久性更好； 内燃砖与外燃砖：内燃砖节约粘土510%，砖的强度提高20%左右。,主要技术性质根据烧结普通砖（GB51012003）规定，主要技术性质包括尺寸偏差、外观质量、,（一） 烧结砖,强度等级、抗风化性能、泛霜和石灰爆裂，并规定产品中不允许有欠火砖、酥砖和螺旋纹砖。（1）规格,（2）质量等级a.强度等级：烧结普通砖根据抗压强度分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个强度等级。,（一） 烧结砖,强度等级的评定：抽取试样10块，分别测其抗压强度，计算以下指标。,（一） 烧结砖,抗压强度平均值,抗压强度标准差,结果评定:1）平均值标准值方法。当变异系数0.21时，按表中抗压强度平均值和强度标准值评定砖的强度等级。强度标准值按下式计算：2）平均值最小值方法。当变异系数0.21时，按表中抗压强度平均值和单块最小抗压强度值评定砖的强度等级。,