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1、石 材,掌握建筑工程中常用石材的品种和应用范围。了解常用岩石的形成及其结构、构造、性质和主要用途。,本章提要,第一节 建筑中常用的岩石第二节 石材的运用,石材定义 ：凡是由天然岩石开采而得到的毛料，或经加工而制成的块状或板状岩石，统称为石材。石材是古老的建筑材料之一，由于其抗压强度高，耐磨、耐久性好、美观而且便于就地取材，所以现在仍然被广泛的使用。石材在建筑中常被用作砌体材料、装饰材料，还可以作为胶结材料和人造石的原料。,第一节 建筑中常用的岩石,岩石 ： 一 、岩石按其成因不同可以分为三大类 火成岩、沉积岩、变质岩。,岩 浆,岩浆岩,沉积岩,变质岩,岩 浆,冷却凝固,风化、侵蚀、搬运、沉积,
2、变质作用,高温融化,变质作用,其种类、特点、用途见下表,火成岩,沉积岩,玄武岩,石灰岩,石灰岩,二 、天然岩石是矿物的集合体，组成岩石的矿物称为造岩矿物1、石英 二氧化硅（SiO2）晶体的总称。无色透明至乳白色，密度为2.65g/cm3，莫氏硬度为7，非常坚硬、强度高，化学稳定性及耐久性高。但受热时（573以上），因晶型转变会产生裂缝，甚至松散。,石英,2、长石长石族矿物的总称，包括正长石、斜长石等，为钾、钠、钙等的铝硅酸盐晶体。 密度为2.52.7，莫氏硬度为6。坚硬、强度高、耐久性高，但低于石英，具有白、灰、红、青等多种颜色。长石是火成岩中最多的造岩矿物，约占总量的2/3。,长 石,3 、
3、角闪石、辉石、橄榄石 铁、镁、钙等硅酸盐的晶体。密度为33.6g/cm3，莫氏硬度为57。强度高、韧性好、耐久性好。具有多种颜色，但均为暗色，故也称暗色矿物。4 、方解石 为碳酸钙晶体（CaCO3）。白色，密度2.7g/cm3，莫氏硬度为3。强度较高，耐久性次于上述矿物，遇酸后分解。,角闪石,辉石,橄榄石,方解石,5 、白云石 碳酸钙与碳酸镁的复盐晶体（MgCO3）。 白色，密度为2.9g/cm3，莫氏硬度为4。强度、 耐酸腐蚀性及耐久性略高于方解石，遇酸时分解。 6 、黄铁矿 二硫化铁晶体（FeS2）。金黄色，密度为5g/cm3，莫氏硬度为6-7。 耐久性差，遇水和氧生成游离硫酸，且体积膨胀
4、， 并产生锈迹。黄铁矿为岩石中有害矿物。 7、 云母云母族矿物的总称，为片状的含水复杂硅铝酸 盐晶体。,白云石,黄铁矿,云 母,在天然岩石中，有些岩石由单一造岩矿物成， 如由方解石组成的石灰岩。而大多数岩石是由多 种造岩矿物组成的。 因此岩石没有确定的化学组成和物理力学性质。 即使同种岩石，因产地不同，各种矿物含量不同 以及结构上的差异，都会引起岩石的颜色、强度、 耐久性等的差异。 因此造岩矿物的性质及其含量决定着岩石的性质。 例如花岗岩是由石英、长石、云母及一些暗色矿物 组成。几种造岩矿物的组成比例不同，可使花岗岩在 颜色、强度、耐酸性、耐风化性等方面有较大的差异。,第二节 石材的应用,在建
5、筑施工中应根据建筑物等级、建筑结构、环境特点等因素，来选用适当的石材，以适用、经济、美观。,一、天然石材的技术性质,1、 表观密度 根据密度的大小、石材分为轻石和重石两类：表观密度大于1800Kg/m3者为重石，适用于建筑物的基础、贴面、不采暖房屋外墙、地面、路面、桥梁及水利建筑物； 表观密度小于1800 Kg/m3者为轻石，主要用 于采暖房屋外墙。,2 、抗压强度 在石材饱水状态下，取三个边长为70mm的立方体试块，求得抗压强度的平均值，以此作为评定石材标号的等级的标准。石材的强度等级分为：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20.,3 、 抗冻性 石材的抗冻性
6、主要取决于矿物成分、孔隙率等。抗冻性合格的石材应在规定的冻融循环次数内，无贯穿裂缝穿过试件两棱角，质量损失不超过5%，强度减少不大于25%。抗冻次数大于25次.,4 、耐水性 石材的耐水性按软化系数为高、中、低三等： 高耐水性的石材，软化系数大于0.9； 中耐水性的软化系数为0.7-0.9； 低耐水性的软化系数为0.6-0.7。 一般软化系数低于0.6的石材，不允许用作重要 建筑。,5、 吸水性石材的吸水率一般较小，密度和形成条件不同, 吸水率波动较大.花岗岩小于0.5%.多孔的贝类石灰岩15%.低3%6 、耐热性石材的耐热性与石材的矿物质有关.在高温下 造成岩石矿物质分解或变质,7、硬度石材
7、的硬度决定矿物组成的硬度与构造。用莫氏硬度表示。8、耐磨性石材的耐磨性与石材的抵抗磨擦、剪切及撞击的性质。石材的耐磨性较好。9、抗风化性由化学水、冰的因素造成岩石开裂或脱落的 过程，称为风化。磨光、喷涂。10、放射性 符合国家标准。,二、石材的选用原则 在建筑施工和设计中，石材的选用应根据 适用性和经济性这两个原则。 1 、 适用性 要按使用要求分别衡量各种石材 在建筑中的适用性。 承重构件：（如基础、勒脚、墙、柱等）需要 考虑抗压强度能否满足设计要求； 围护结构构件：要考虑是否具有良好的绝热性能； 用作地面、台阶、踏步等构件要求坚韧耐磨；,装饰部分：（如饰面板、拉杆、扶手、纪念碑等）需要考虑
8、石材的雕琢、磨光及石材的外观、花纹、色彩等；对处在特殊环境（如高温、高湿、水中、严寒侵蚀等）条件下的构件：要分别考虑石材的耐久性、耐水性、抗冻性及耐化学腐蚀等。,2 、经济性 石材的表观密度大，运输不便，在建筑施工 中应充分利用地方资源，尽可能做到就地取材。 难于开采和加工的原料成本较高，选材时应充分 注意。,色彩。石材装饰必须要与建筑环境相协调，其中 色彩相融性尤其明显和重要。因此选用天然石 材时，必须认真考虑所选石材的颜色与纹理， 力争取得最佳装饰效果。,屹立在美国纽约港入口处自由岛上的自由女神像，像工程在1874年才开始动工，经历10年，于1884年完工。,全美闻名的拉什莫尔山上雕刻着美
9、国四位著名总统的巨大头像。从左至右，这四位总统是：开国元勋华盛顿、独立宣言的起草者杰佛逊、奠定20世纪美国之基础的西奥多罗斯福和解放黑奴的领导者林肯。,历时22年之久建造的世界上堪称奇迹的白色大理石陵墓,人民英雄纪念碑,赵 州 桥,三 石材的品种及应用 1 、毛石 它是爆破后直接得到的形状不规则的石块。 毛石依其平整程度又分为乱毛石和平毛石。 乱毛石:常用于砌筑毛石基础、勒脚、墙身、堤坝、挡土墙等，也可用于大体积混凝土中（也称毛石混凝土）。 平毛石:形状比乱毛石整齐，基本上有六个面，常用于砌筑基础、勒脚、墙身、桥墩、涵洞等。,毛石基础,2 、料石 是由人工或机械开采的较规则的六面体石块， 经人
10、加工凿磨而成的。按表面加工的平整程度，料石分为毛料石、粗料石、 半细料石和细料石四种。 毛料石一般不加工或稍加修整，以便砌筑时相互和缝， 厚度不小于20cm，长度为厚度的1.5-3倍； 粗料石表面凹凸深度不大于2cm；半细料石不大于1cm； 细料石经细加工，表面凹凸深度要求不大于0.2cm。 制成长方形的称为条石、长宽大致相等的称为方石，楔形 的称为拱石。 料石一般由致密均匀的砂岩、石灰岩、花岗岩开凿而成， 用于建筑物的基础、勒脚、墙身、踏步、砌拱等。,花岗岩小料石,3 、石板材 是用致密岩石凿平或锯解而成的石材。饰面用的石板或地面板要求耐久、耐磨、 色彩美观、无裂缝，一般采用花岗岩或大理石
11、板材。,石板材,4 、石渣 是将天然大理石及其他天然石材破碎石加工 而成，具有多种光泽。常用作人造大理石、水磨石、斩假石、水刷 石、干粘石的骨料。石渣应颗粒坚硬，有棱角、洁净，不含有风 化的颗粒，使用时要冲刷干净。,石 渣,5 、火山岩 低放射性：使之可以安全用于人类生活居住场所，而无 放射性污染之虞。 吸光阻热 ：在强烈的阳光照射下绝不会向花岗岩一样烫 手，没有铁板烘烤的感觉。在寒冷的动机也不会像花岗岩 一样冰手。 吸音降燥 ：具有天然孔洞，是目前所有建材中唯一的一 个天然吸音材料。适应与车站、地铁、地下工程及噪音较 大的生产车间、广场等场所。,呼吸功能 ：具备独特的呼吸功能，在雨天可以利用
12、孔洞 将水分吸足，晴天在阳光的照射下，使水分慢慢的释放来 调解周边空气的温度。适用于步行街、广场，特别是花、 草、树木的周边，使其天空的雨水渗入地下，与地下的水 分沟通，保证植物有充分的水分，也没有阳光的强烈烘烤。 防滑功能 ：天然的孔洞，使其形成泡沫体的材料，绵软 防滑、耐磨耐酸碱。 保健功能 ：具有三十余种对人体健康有益的微量元素。 火山孕育的无数的温泉，能够治疗很多疾病。如关节炎、 风湿痛及各种皮肤病等，都有较好的疗效及保健功能。,万科第五园火山岩,6、砂岩母岩碎屑沉积物被天热胶结物胶结而成。主要成分：石英，有时也含少量长石、方解石、白云石 及云母。,砂岩透光石,砂岩背景墙,砂岩浮雕,常
13、用的装饰板材有花岗石和大理石两类。,1、花岗石：典型的火成岩（深成岩），花岗石属酸性结晶 的深成岩,主要矿物成分为石英、长石、少量的云 母及暗色。矿物(主要成分：SIO2占65%-75%)。 花纹特征：晶粒细小、并分布着繁星般的云母黑点和闪闪发光的石英结晶。强度高，吸水率小，耐酸性、耐腐蚀，耐磨性及耐久性好，常用于室内外的墙面及地面。,花岗岩板材是用花岗岩荒料加工制成的板材石 材，其抗压强度高达120-250MPa，耐久性好 （75-200年）。缺点：自重大，用于房屋建筑会增加建筑物的重量，硬度大，开采和加工难度大。质脆，耐火性差。某些花岗石含有微量的放射性元素，对人体有害。,花岗石的加工,亚
14、光板材:表面经打磨，平整细腻，能使光线产生漫射现象。,剁斧板材:经人工剁斧加工，使石材表面有规律的条状斧纹。,机刨板材:用机械将石材表面加工成有相互平等的创纹，替代剁斧石。,烧毛板材:经机械加工成型后，表面用火焰烧蚀，形成不规则的粗糙表面，表面呈灰白色。,磨菇石:将板材四边基本凿平齐，中部石材自然突出一定高度。,磨光板材:经过细磨加工和抛光处理，表面很光滑，光泽度非常好的板材。,剁斧板材,机刨板材,火烧板材,蘑菇石,花岗石的主要颜色,暗色系列: 中国黑、蒙古黑、济南青等,蓝绿色系列: 孔雀绿、燕山绿、新疆兰宝等,灰白色系列: 山东白麻、意大利白麻、美利坚白麻等,红橙色系列: 中国红、印度红、樱
15、花红、贵妃红等,褐黄色系列: 英国棕、啡钻、虎皮黄、浅啡网、深啡网等,贵妃红,樱花红,中国红,济南青,中国黑,意大利白麻,美利坚白麻,孔雀绿,新疆兰宝,英国棕,深啡网,2、大理石变质岩，由石灰岩、白云岩等沉积岩经变质而成， 主要矿物成分为方解石和白云石。大理石主要化学成分为碱性物质（CaCO3）， 易被酸侵蚀。故除个别品种（汉白玉、艾叶青等）外，一般不宜 用作室外装修，否则会受到酸雨以及空气中酸性氧化 物遇水形成的酸类侵蚀，从而失去表面光泽，甚至出 现斑点等现象。,大理石板材主要用于室内装饰，当空气中含有 二氧化硫时，大理石面层会因风化而失去光泽和 改变颜色并逐渐破损。大理石板材硬度小，容易加
16、工和磨光，材质均 匀，抗压强度为70-110MPa，耐用年限为40-100年。天然大理石的品种：白灰系列、黄色系列、红粉色系列、褐色系列、青蓝黑色系列、木质纹理,云灰大理石,象牙白,白色大理石（汉白玉）,彩色大理石（金线米黄）,金花米黄,银线米黄,啡网纹,大花绿,紫罗红,黑金砂,黑白根,杭灰石,木纹石,板岩,3、人造石材：用粘结剂，配以天然大理石或方解石、白云石、硅砂、玻璃粉等无机粉料，以适量的阻燃剂、颜色等，经配料混合、陶铸、震动压缩、挤压等方法成型固化制成的材料。优点：与天热石材相比，重量较轻，在防潮、防酸、耐高温、拼凑性方面都有显著的优点。 缺点：自然性不足，纹理不逼真。 用途：多被用于橱柜等实用高于装饰要求的场所，以及一些恶劣环境中。（如厨房、洗手间等）,人造石材的分类,人造石材,
