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1、第7章 建筑石材,第7章 天然石材,石材是土木工程和建筑装饰工程中常见的材料之一，可分为天然石材和人造石材两大类。天然石材具有抗压强度高、耐久性好、装饰性好、可就地取材等特点，其中致密的块体石材常用于砌筑基础、墙体、护坡、挡土墙、沟渠与隧道衬砌等；散粒碎石、卵石、砂则用作水泥混凝土和沥青混凝土的粗集料；坚固耐久、色泽美观的石材常用作墙面、地面等装饰材料。人造石材是由无机或有机胶结料、矿物质原料及各种外加剂配制而成，如大理石、花岗石等，由于人造石材可以人为控制其性能、形状、花色图案等，因此，人造石材也得到了广泛应用。,7.1 岩石的组成与分类,7.1.1 岩石的组成岩石是多种天然固态矿物的集合体
2、。矿物是在地壳中受各种不同地质作用，所形成的具有一定化学组成和物理性质的单质或化合物，它具有一定的化学成分和结构特征。目前，已发现的矿物有7700多种，绝大多数是固态无机物。主要造岩矿物有70多种，各种造岩矿物具有不同的颜色和特性。,7.1.2 岩石的分类,1按岩石的形成分类 岩石根据形成的地质条件不同，分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。（1）岩浆岩（火成岩）岩浆岩又称火成岩，它是因地壳变动，熔融的岩浆由地壳内部上升后冷却而成。岩浆岩是组成地壳的主要岩石，占地壳总质量的89。岩浆岩根据岩浆冷却条件的不同，又分为深成岩、喷出岩和火山岩三种。,深成岩深成岩是岩浆在地壳深处，在很大的覆盖压力下缓慢冷
3、却而成的岩石，其特性是：构造致密，容重大，抗压强度高，吸水率小，抗冻性好，耐磨性好，耐久性很好。建筑上常用的深成岩有：花岗岩、闪长岩、辉长岩等。喷出岩喷出岩是熔融的岩浆喷出地表后，在压力降低、迅速冷却的条件下形成的岩石，如玄武岩。当喷出的岩浆层厚时，形成的岩石其特性近似深成岩，若喷出的岩浆层较薄时，则形成的岩石常呈多孔结构。建筑上常用的喷出岩有：玄武岩、辉绿岩、安山岩等。,7.1.2 岩石的分类,火山岩火山岩又称火山碎屑岩。火山岩是火山爆发时，岩浆被喷到空中，经急速冷却后落下而形成的碎屑岩石。火山岩都是轻质多孔结构的材料。建筑常用的火山岩有：火山灰、浮石等。火山凝灰岩是凝聚并胶结成大块的火山岩
4、。具有多孔构造，表观密度小，抗压强度为520MPa。可用作砌墙材料和轻混凝土的骨料。,7.1.2 岩石的分类,（2）沉积岩（水成岩）沉积岩又称水成岩。沉积岩是由原来的母岩风化后，经过风吹搬迁、流水冲移而沉积和再造岩等作用，在离地表不太深处形成的岩石。沉积岩为层状构造，其各层的成分、结构、颜色、层厚等均不相同。与火成岩相比，其特性是：结构致密性较差，容重较小，孔隙率及吸水率均较大，强度较低，耐久性也较差一些。建筑上常见沉积岩有：石灰岩、砂岩、页岩、砾岩、石膏、硅藻石、硅藻土、蛋白石等。,7.1.2 岩石的分类,（7）变质岩变质岩是由原生的火成岩或沉积岩，经过地壳内部高温、高压等变化作用后而形成的
5、岩石，其中沉积岩变质后，性能变好，结构变得致密，坚实耐久，如石灰岩（沉积岩）变质为大理石；而火成岩经变质后，性质反而变差，如花岗岩（深成岩）变质成的片麻岩，易产生分层剥落，使耐久性变差。建筑上常用的变质岩有：大理岩、片麻岩、石英岩、板岩等。,7.1.2 岩石的分类,7.2 石材的技术性质,7.2.1 岩石的物理性质1.表观密度 天然石材按表观密度大小分为： 轻质石材 表观密度1800kg/m7； 重质石材 表观密度1800kg/m7。 石材表观密度与其矿物组成和孔隙率有关，它能间接反映石材的致密程度和孔隙多少，在通常情况下，同种石材的表观密度愈大，其抗压强度愈高，吸水率愈小，耐久性愈好。,7.
6、2 石材的技术性质,7.2.1 岩石的物理性质1.表观密度 天然石材按表观密度大小分为： 轻质石材 表观密度1800kg/m7； 重质石材 表观密度1800kg/m7。 石材表观密度与其矿物组成和孔隙率有关，它能间接反映石材的致密程度和孔隙多少，在通常情况下，同种石材的表观密度愈大，其抗压强度愈高，吸水率愈小，耐久性愈好。,2.吸水性 石材的吸水性主要与其孔隙率及孔隙特征有关。石材的吸水性对其强度与耐水性有很大影响。石材吸水后，会降低颗粒之间的粘结力，从而使强度降低。有些岩石容易被水溶蚀，因此，吸水性强且易溶蚀的岩石，其耐水性较差。吸水性还影响到其他一些性质，如导热性、抗冻性等。 3.耐水性
7、石材的耐水性用软化系数表示。根据软化系数大小石材可分为7个等级： 高耐水性石材 软化系数大于0.90； 中耐水性石材 软化系数在0.79.0之间； 低耐水性石材 软化系数在0.60.7之间。 一般软化系数低于0.6的石材，不允许用于重要建筑。,7.2 石材的技术性质,4.抗冻性 石材的抗冻性是用冻融循环次数来表示。也就是石材在水饱和状态下能经受规定条件下数次冻融循环，而强度降低值不超过25%，重量损失不超过5%时，则认为抗冻性合格。石材的抗冻标号分为F5、F10、F15、F25、F50、F100、F200等。 石材的抗冻性与其矿物组成、晶粒大小及分布均匀性、胶结物的胶结性质等有关。,7.2 石
8、材的技术性质,7.2.2 岩石的力学性质1.抗压强度 砌筑用石材的抗压强度是以边长为70mm的立方体抗压强度值来表示，根据抗压强度值的大小，天然石材强度等级分为MU100、MU80、MU60、MU50、MU20、MU70、MU20等7个等级。饰面石材干燥、水饱和的抗压强度是以边长为50mm的立方体或50mm50mm的圆柱体抗压强度值来表示，详见天然饰面石材试验方法。石材的抗压强度大小，取决于矿物组成、结构与构造特征、胶结物种类及均匀性等因素。,7.2 石材的技术性质,2.冲击韧性 石材是典型的脆性材料。石材的冲击韧性取决于矿物组成与构造。3.硬度 石材的硬度以莫氏或肖氏硬度表示。它取决于矿物的
9、硬度与构造。凡由致密、坚硬矿物组成的石材，其硬度较高。石材的硬度与抗压强度具有良好的相关性，一般抗压强度越高，其硬度也越高。4.耐磨性 耐磨性是指石材在使用条件下抵抗摩擦、边缘剪切以及冲击等复杂作用的性质。石材的耐磨性以单位面积磨耗量表示。石材的耐磨性与其矿物的硬度、结构、构造特征以及石材的抗压强度和冲击韧性等有关。,7.2 石材的技术性质,7.7 建筑中常用石材,砌筑用石材拌合混凝土用石材装饰用石材,一、块状石材1. 毛石：山体爆破直接得到的石块。1.乱毛石：形状布规则，主要用于砌筑基础、勒角、墙身、堤坝、挡土墙等；2.平毛石：乱毛石经粗略加工而成，主要用于砌筑基础、墙身、勒角、桥墩、涵洞等
10、。2. 料石（条石）：具有较规则六面体形的石块。1.毛料石：外观大致方正2.粗料石：7.细料石：经过细加工，外观规则,7.7 建筑中常用石材,二、板材（一）天然大理石 1.概况 天然大理石是石灰岩或白云岩在地壳内经过高温高压作用形成的变质岩，多为层状结构，有明显的结晶，纹理有斑纹、条纹之分，是一种富有装饰性的天然石材。 2.成分：化学成分为碳酸盐，矿物成分为方解石或白云石。,7.7 建筑中常用石材,颜色：纯大理石为白色，当含有部分其它深色矿物时，产生多种色彩与优美花纹。从色彩上来说，有纯黑、纯白、纯灰、墨绿等数种。 纹理：有晚霞、云雾、山水、海浪等山水图案、自然景观。 优点：抗压强度较高，但硬
11、度并不太高，易于加工雕刻与抛光。 工程装饰中得以广泛应用。 缺点：长期受雨水冲刷，特别是受酸性雨水冲刷时，易被侵蚀而失去原貌和光泽，影响装饰效果。因此大理石多用于室内装饰。 天然大理石板材是用大理石荒料经锯切、研磨、抛光等加工而成的石板。2. 技术要求：书,7.7 建筑中常用石材,天然大理石板,天然大理石板,天然大理石板,天然大理石板,天然大理石板,天然大理石板,天然大理石板,天然大理石板,7.7 建筑中常用石材,（二）花岗石 建筑用天然花岗石是由天然花岗石加工成板材、块材用于建筑装饰工程中。花岗岩是典型的火成岩，是全晶质岩石。主要成分：石英、长石和少量的暗色矿物和云母。结构：按结晶颗粒大小，
12、分为细粒、中粒和斑状等。颜色：呈灰色、黄色、蔷薇色、红花等。优质花岗岩石英含量多（2），云母含量少，晶粒细而匀，结构紧密，不含其他杂质，抛光后光泽明亮，不易风化，色调鲜明，花色丰富，庄重大方。,优点：比大理石密度大，密度为27002800/7，抗压强度高达120250MPa。孔隙率吸水率极低，材质硬度高，其耐磨、耐久、耐腐蚀性能均优于其他石材。经抛光后，是室内外地面、墙面、踏步、柱石、勒脚等处首选装饰材料。 技术要求：书,天然花岗石,天然花岗石,天然花岗石,天然花岗石,天然花岗石,天然花岗石,天然花岗石,天然花岗石,天然花岗石,天然花岗石,天然花岗石,天然石材的应用举例,天然花岗石、大理石装饰板（室内）,天然花岗石装饰板,
