第2章天然石材

1、1第 2 章 天然石材何富強E-mail: 電話2 天然石材天然石材掌握建筑工程中常用石材的品種和應用范掌握建筑工程中常用石材的品種和應用范圍。了解常用巖石的形成及其結構、構造、性圍。了解常用巖石的形成及其結構、構造、性質和主要用途。質和主要用途。 本章提要本章提要本本 章章 內內 容容2.1 建筑中常用的巖石建筑中常用的巖石2.2 石材石材2.1 建筑中常用的巖石建筑中常用的巖石巖石是由各種不同的地質作用所形成的天然固態(tài)礦物的集合體，具有一定的化學成分、礦物成分、結構和構造。由單一礦物組成的巖石叫單礦巖。如石灰?guī)r主要是由方解石(結晶CaCO3)組成的單礦巖。 由兩種

2、或多種礦物組成的巖石叫多礦巖。如花崗巖是由長石、石英、云母等礦物組成的多礦巖。 巖石的性質是由礦物的特性、結構、構造等因素決定的。所謂巖石的結構，是指礦物的結晶程度、結晶大小、形態(tài)及相互排列關系，如玻璃狀、細晶狀、粗晶狀、斑狀、纖維狀等。巖石的構造是指礦物在巖石中的排列及相互配置關系，如致密狀、層狀、片狀、流紋狀等。天然巖石按地質成因可分為火成巖、沉積巖、變質巖三大類。 2.1.1 火成巖火成巖火成巖也稱巖漿巖，由地殼深處熔融巖漿上升冷卻而成，具有結晶結構而沒有層理。根據生成條件的不同，巖漿巖可分為以下三類。 2.1.1.1 深成巖深成巖深成巖是巖漿在地表深處受上部覆蓋層的壓力作用，緩慢冷卻而

3、形成的巖石。其特點是結晶完全、晶粒明顯可辨、構造致密、表觀密度大、抗壓強度高、吸水率小、抗凍及耐久性好。 噴出巖是巖漿噴出地表冷凝而成。由于冷卻較快，大部分結晶不完全呈細小結晶狀。巖漿中所含氣體在壓力驟減時會在巖石中形成多孔構造。建筑中用到的噴出巖有玄武巖、輝綠巖、安山巖等。玄武巖和輝綠巖可作為耐酸和耐熱材料，還是生產鑄石和巖棉的原料。2.1.1.2 噴出巖噴出巖火山巖是火山爆發(fā)時，巖漿被噴到空中急速冷卻而形成的多孔散粒狀巖石，多呈玻璃質結構，有較高的化學活性。如火山灰、火山渣、浮石等?；鹕侥?guī)r是由散粒狀巖石層受到覆蓋層壓力作用膠結成的巖石?；鹕交铱捎米魃a水泥時的混合材料。浮石是配制輕混凝

4、土的一種天然輕骨料?；鹕侥?guī)r容易分割，可用于砌筑基礎、墻體等。2.1.1.3 火山巖火山巖沉積巖也稱水成巖，是各種巖石經風化、搬運、沉積和再造巖作用而形成的巖石。沉積巖呈層狀構造，孔隙率和吸水率大，強度和耐久性較火成巖低。但因沉積巖分布廣容易加工，在建筑上應用廣泛。沉積巖按照生成條件分為三類。 2.1.2 沉積巖沉積巖機械沉積巖是巖石風化破碎以后又經風、雨、河流及冰川等搬運、沉積、重新壓實或膠結作用，在地表或距地表不太深處形成的巖石，主要有砂巖、礫巖、角礫巖和頁巖等。砂巖是由砂粒經膠結而成。由于膠結結構和致密程度的不同，性能差別很大。礫巖和角礫巖的構成和性能與砂巖相似。頁巖由粘土沉積而成，呈

5、頁片狀，強度低、耐水性差，不能直接用作建筑材料。 2.1.2.1 機械沉積巖機械沉積巖化學沉積巖是巖石中的礦物溶于水后，經富集、沉積而成的巖石，如石膏、白云巖、菱鎂礦j及某些石灰?guī)r等。石膏的化學成分為CaSO42H2O，是燒制建筑石膏和生產水泥的原料。白云巖的主要成分是白云石CaCO3MgCO3，其性能接近于石灰?guī)r。菱鎂礦的化學成分為MgCO3，是生產耐火材料的原料。2.1.2.2 化學沉積巖化學沉積巖生物沉積巖是海生動植物的遺骸，經分解、分選、沉積而成的巖石。如石灰?guī)r、硅藻土等。石灰?guī)r的主要成分為方解石(CaCO3)，常含有白云石、菱鎂礦、石英、蛋白石、含鐵礦物和粘土等。硅藻土是由硅藻的細胞

6、壁沉積而成。富含無定形SiO2、淺黃色或淺灰色、質軟而輕，多孔，易磨成粉末，有極強的吸水性。 2.1.2.3 生物沉積巖生物沉積巖變質巖是地殼中原有的巖石在地質運動過程中受到高溫、高壓的作用，在固態(tài)下發(fā)生礦物成分、結構構造和化學成分變化形成的新巖石。建筑中常用的變質巖有大理巖、蛇紋巖、石英巖、片麻巖、板巖等。 2.1.3 變質巖變質巖大理巖也稱大理石，是由石灰?guī)r、白云巖經變質而成的具有細晶結構的致密巖石。大理巖在我國分布廣泛，而以云南大理最負盛名。大理巖表觀密度為26002700kg/m3，抗壓強度較高，達100300MPa。大理巖質地密實但硬度不高，易于加工，可用于石雕或磨光成鏡面。純大理巖

7、為白色，若含有不同雜質呈灰色、黃色、玫瑰色、粉紅色、紅色、綠色、黑色等多種色彩和花紋，是高級裝飾材料。 2.1.3.1 大理巖大理巖蛇紋巖是由巖漿巖變質而成的巖石，呈綠、暗灰綠、黃等色。結構致密，硬度不大，易于加工，有樹脂或蠟狀光澤。巖脈中成纖維狀者稱蛇紋石棉或溫石棉，是常用的絕熱材料。 2.1.3.2 蛇紋巖蛇紋巖石英巖是由硅質砂巖變質而成，質地均勻致密，硬度大，抗壓強度高達250400MPa，加工困難，但耐久性強。石英巖板材可用作重要建筑的飾面材料或地面、踏步、耐酸襯板等。2.1.3.3 石英巖石英巖片麻巖是由花崗巖等火成巖變質而成。其礦物成分與花崗石相近，具有片麻狀構造。垂直于片理方向抗

8、壓強度為120200MPa，沿片理方向易于開采加工。吸水性高，抗凍性差，通常加工成毛石或碎石，用于不重要的工程。 2.1.3.4 片麻巖片麻巖板巖是由頁巖或凝灰?guī)r變質而成。板巖構造細密呈片狀，易于剝裂成堅硬的薄片狀。其強度、耐水性、抗凍性均高，是一種天然的屋面材料，可用于園林建筑。 2.1.3.5 板巖板巖2.2 石材石材石材的表觀密度與其礦物組成、孔隙率等因素有關。表觀密度大的石材孔隙率小、抗壓強度高、耐久性好。 密度極其相似，介于2500-2700。按照表觀密度的大小可將石材分為： 重質石材 表觀密度1800kg/m3；輕質石材 表觀密度1800kg/m3。2.2.1 石材的主要技術性質石

9、材的主要技術性質2.2.1.1 表觀密度表觀密度石材的強度等級分為9個：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15和MU10。它是以3個邊長為70mm的立方體試塊的抗壓強度平均值確定劃分的。 2.2.1.2 強度等級強度等級石材的硬度取決于組成礦物的硬度和構造，硬度影響石材的易加工性和耐磨性。石材的硬度常用莫氏硬度表示，它是一種刻劃硬度。各莫氏硬度級的標準礦物如表2.1所列。 2.2.1.3 硬度硬度表表2.1 礦物的莫氏硬度表礦物的莫氏硬度表 硬度 12345678910礦物滑石石膏方解石螢石磷灰石長石石英英玉剛玉金剛石 毛石也稱片石，是采石場由爆破直接

10、獲得的形狀不規(guī)則的石塊。根據平整程度又將其分為亂毛石和平毛石兩類。(1)亂毛石形狀不規(guī)則，一般高度不小于150mm，一個方向長度達300400mm，重為2030kg。(2)平毛石是由亂毛石略經加工而成。基本上有6個面，但表面粗糙。 2.2.2 石材的品種與應用石材的品種與應用2.2.2.1 毛石毛石料石是由人工或機械開采出的較規(guī)則的六面體石塊，再略經鑿琢而成。根據表面加工的平整程度分為毛料石、粗料石、半細料石和細料石四種。 (1)毛料石外形大致方正，一般不加工或稍加修整，高度不小于200mm，長度為高度的1.53倍。疊砌面凹凸深度不大于25mm。 2.2.2.2 料石料石(2)粗料石高度和厚度

11、都不小于200mm，且不小于長度的1/4，疊砌面凹凸深度不大于20mm。(3)半細料石規(guī)格尺寸同上，疊砌面凹凸深度不大于15mm。(4)細料石規(guī)格尺寸同上，疊砌面凹凸深度不大于10mm。 用于建筑物內外墻面、柱面、地面、欄桿、臺階等處裝修用的石材稱為飾面石材。飾面石材從巖石種類分主要有大理石和花崗石兩大類。所謂大理石是指變質或沉積的碳酸鹽類巖石，有大理巖、白云巖、石英巖、蛇紋巖等。所謂花崗石是指可開采為石材的各類火成巖，有花崗巖、安山巖、輝綠巖、輝長巖、玄武巖等。 2.2.2.3 飾面石材飾面石材飾面石材的外形有加工成平面的板材，或者加工成曲面的各種定型件。 大理石飾面材料因主要成分碳酸鈣不耐大氣中酸雨的腐蝕，所以除了少數幾個含雜質少、質地較純的品種，如漢白玉、艾葉青等外，不宜用于室外裝修工程，否則面層會很快失去光澤，并且耐久性會變差。而花崗石飾面石材抗壓強度高，耐磨性、耐久性均高，不論用于室內或室外使用年限都很長。 色石渣也稱色石子，是由天然大理石、白云石、方解石或花崗巖等石材經破碎篩選加工而成，作為骨料主要用于人造大理石、水磨石、水刷石、干粘石、斬假石等建筑物面層的裝飾工程。其規(guī)格品種和質量要求見表2.2。 2.2.