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1、 .天然石料:天然岩石经机械或人工开采、加工(或不经加工)获得的各种块料或散粒状石材。岩石的形成与分类岩石由于形成条件不同可分为:岩浆岩(火成岩)沉积岩(水成岩)变质岩一、岩浆岩1.岩浆岩的形成与分类岩浆岩是由地壳深处熔融岩浆上升冷却而成的。1)深成岩:岩浆在地壳深处,在上部覆盖层的巨大压力下,缓慢且比较均匀地冷却而形成的岩石。特点:矿物全部结晶,多呈等粒结构和块状构造,质地密实,表观密度大、强度高、吸水性小、抗冻性高。建筑上常用的深成岩主要有花岗岩、闪长岩、辉长岩等。2)喷出岩:岩浆喷出地表时,在压力急剧降低和迅速冷却的条件下形成的。特点:岩浆不能全部结晶,或结晶成细小颗粒,常呈非结晶的玻璃
2、质结构、细小结晶的隐晶质结构及个别较大晶体嵌在上述结构中的斑状结构。建筑上常用的喷出岩主要有玄武岩、辉绿岩、安山岩等。3)火山岩:火山岩也称火山碎屑岩,是火山爆发时喷到空中的岩浆经急速冷却后形成的。常见的有火山灰、火山砂、浮石及火山凝灰岩等。2.岩浆岩的主要矿物成分1)石英:结晶状态的SiO2强度高、硬度大、耐久性好。常温下基本不与酸、碱作用。温度达575以上时,石英体积急剧膨胀,使含石英的岩石,在高温下易产生裂缝岩浆岩分为:酸性岩石(SiO265%)中性岩石(65%SiO255%)碱性岩石(SiO255%)2)长石:强度、硬度及耐久性均较低(与石英相比)正长石(K2OAl2O36SiO2)斜
3、长石钠长石(Na2OAl2O36SiO2)钙长石(CaOAl2O32SiO2)干燥条件下耐久性高,温暖潮湿的条件下较易风化,特别遇CO2,更易于被破坏。风化后主要生成物是高岭石(Al2O32SiO22H2O)。3)云母:含水的铝硅酸盐,柔软而有弹性的成层薄片。白云母黑云母云母含量较多时,易于劈开,降低岩石的强度和耐久性,且使表面不易磨光。4)暗色矿物:角闪石、辉石、橄榄石等着色深暗的铁镁硅酸盐类矿物,统称为暗色矿物。特点:密度特别大(34)g/cm3。与长石相比,强度高,冲击韧性好,耐久性也较高。在岩石中含量多时,能形成坚固的骨架。其它:黄铁矿(FeS2),特征:岩石表面具有锈斑。黄铁矿遇水,
4、易氧化成硫酸,腐蚀其它矿物,加速岩石风化。二、沉积岩1.沉积岩的形成与分类位于地壳表面的岩石,经过物理、化学和生物等风化作用,逐渐被破坏成大小不同的碎屑颗粒和一些可溶解物质。这些风化产物经水流、风力的搬运,并按不同质量、不同粒径或不同成分沉积而成的岩石,称为沉积岩。特点:有明显的层理,较多的孔隙,不如深成岩密实。1)化学沉积岩:原岩石中的矿物溶于水,经聚集沉积而成的岩石。常见:石膏、白云岩、菱镁矿及某些石灰岩。2)机械沉积岩:原岩石在自然风化作用下破碎,经流水、冰川或风力的搬运,逐渐沉积而成。常见:页岩、砂岩、砾岩。3)有机沉积岩:由海水或淡水中的生物残骸沉积而成。常见:石灰岩、贝壳岩、白垩、
5、硅藻土等。2.沉积岩的主要矿物成分1)方解石:结晶的CaCO3,强度中等,硬度较低,微溶于水,在含有CO2的水中,易于形成Ca(HCO3)2,而使溶解度急剧增大,遇稀盐酸会立即分解出CO2。2)白云石:一种碳酸钙镁的复盐(CaCO3MgCO3)。物理性质接近方解石,但较方解石的硬度、强度稍高,在水中的溶解度较小,并仅在浓度较大的热盐酸作用下才分解出CO2。3)高岭石(Al2O32SiO22H2O):由长石风化而成,是粘土的主要组成部分。强度、硬度均低,遇水即膨胀软化。4)非结晶(无定型)的二氧化硅:由胶体状态凝聚成的蛋白石;由硅藻类生物沉积成的硅藻土、硅藻石:有化学活性,磨细后可作水泥的混合材
6、料。三、变质岩是由岩浆岩或沉积岩在地壳变动或与熔融岩浆接触时,受到高温高压的作用变质而成的。变质岩一般可分为片状构造和块状构造两大类。1)正变质岩:即由岩浆岩变质形成的岩石,常因变质岩产生了片状构造,使其性能较原岩石有所降低,如片麻岩等。2)副变质岩:即由沉积岩变质而成的岩石,它比原岩石更为细密,故建筑性能有所提高,如大理岩等。天然石料的主要技术性质一、物理性质1.抗风化性及风化程度岩石抗风化能力的强弱与其矿物组成、结构和构造状态有关。岩石的风化程度用Kw表示,Kw为该岩石与新鲜岩石单轴抗压强度的比值。表2-1岩石风化程度表风化程度Kw值风化程度Kw值新鲜(包括微风化)0.91.0半风化0.4
7、00.75强风化0.200.40微风化0.750.90全风化80中细粒花岗岩、花岗片麻岩、闪长岩、辉绿岩、安山岩、流纹岩、石英岩、硅质灰岩、硅质胶结的砾岩、玄武岩中硬岩石3080厚层与中厚层石灰岩、大理岩、白云岩、砂岩、钙质岩、板岩、粗粒或斑状结构的岩浆岩软质岩石30泥质岩、互层砂质岩、泥质灰岩、部分凝灰岩、绿泥石片岩、千枚岩2.冲击韧性岩石的韧性决定于其矿物组成及结构。3.耐磨性石料的耐磨性是指它抵抗磨损和磨耗的性能。石料的耐磨性取决于其矿物组成、结构及构造。工程中常用的天然石料一、常用建筑石料1.岩浆岩1)花岗岩主要由石英、长石和少量云母所组成,有时还含有少量的暗色矿物如角闪石、辉石等。花
8、岗岩是全晶质或斑状结构,呈块状构造。按结晶颗粒大小不同,分为细粒、中粒、粗粒、斑状等不同种类。表观密度为(25002700)kg/m3,干燥抗压强度为(90160)MPa,吸水率一般小于1%,抗冻标号可达F100F200以上,耐风化、耐酸和耐碱性能良好,良好的耐磨性,十分优良的建筑石料,饰面板材。2)辉绿岩辉绿岩是由长石、辉石或橄榄石等矿物组成,为全晶质的中粒或细粒结构,呈块状构造。表观密度为(25003000)kg/m3,抗压强度为(100200)MPa,吸水率小于1%,抗冻性能良好。良好的饰面材料。3)玄武岩玄武岩主要由斜长石、辉石及橄榄石组成,呈玻璃质或隐晶质结构,并常存在气孔及块状或杏
9、仁状构造。致密玄武岩的表观密度可达(29003300)kg/m3,抗压强度因构造不同而波动较大,约为(80250)MPa,致密玄武岩的强度和耐久性都很好,加工困难,主要用作筑路材料、堤岸的护坡材料等。2.沉积岩1)石灰岩矿物成分主要是方解石,此外尚有氧化硅、白云石及粘土等。一般为结晶质结构,呈层状构造。强度和耐久性均不如花岗岩,表观密度为2000kg/m32800kg/m3,抗压强度为(60150)MPa,吸水率为0.1%4.5%。分布广,硬度小,开采加工容易,广泛用于建筑工程及水利工程中。但不宜用于含游离CO2较多或酸性较高的水中。泥灰岩、钙质粘土岩:强度低、耐水性差、易风化,不能作为建筑石材。2)砂岩砂岩是由石英砂经天然胶结物胶结而成的。有时在其中也有长石、云母和其它矿物颗粒。砂岩一般为粒状结构,并呈层状构造。命名:根据胶结物不同如氧化硅胶结:质砂岩;碳酸钙胶结:灰质砂岩;氧化铁胶结:铁质砂岩;粘土胶结:粘土质砂岩。砂岩的性能与胶结物的种类及密实程度有关