最新天然石材教学课件.ppt

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1、天然石材天然石材 3.1 建筑中常用的天然岩石建筑中常用的天然岩石 3.2 天然石材的技术性质、加工类型及选用原则天然石材的技术性质、加工类型及选用原则 3.3 人造石材人造石材教学内容教学内容3.1.2 沉积岩沉积岩 3.1.2.1 沉积岩的形成和种类沉积岩的形成和种类 沉积岩也称水成岩，是各种岩石经风化、搬运、沉积和再造岩作用而形成的岩石。沉积岩呈层状构造，孔隙率和吸水率大，强度和耐久性较火成岩低。但因沉积岩分布广容易加工，在建筑上应用广泛。沉积岩按照生成条件分为三种：（1）机械沉积岩是岩石风化破碎以后又经风、雨、河流及冰川等搬运、沉积、重新压实或胶结作用而形成的岩石，主要有砂岩、砾岩、角

2、砾岩和页岩等。砂岩是由砂粒经胶结而成。由于胶结结构和致密程度的不同，性能差别很大。砾岩和角砾岩的构成和性能与砂岩相似。页岩由粘土沉积而成，呈页片状，强度低、耐水性差，不能直接用作建筑材料。（2）化学沉积岩是岩石中的矿物溶于水后，经聚积、反应、重结晶等并沉积而形成的岩石，如石膏、白云岩、菱镁矿等。石膏的化学成分为CaSO42H2O，是烧制建筑石膏和生产水泥的原料。白云岩的主要成分是白云石CaCO3MgCO3，其性能接近于石灰岩。菱镁矿的化学成分为MgCO3，是生产耐火材料的原料。（3）生物沉积岩由各种有机体的残骸沉积而成的岩石。如石灰岩、硅藻土等。石灰岩的主要成分为方解石(CaCO3)，常含有白

3、云石、菱镁矿、石英、蛋白石、含铁矿物和粘土等。硅藻土是由硅藻的细胞壁沉积而成。富含无定形SiO2、浅黄色或浅灰色、质软而轻，多孔，易磨成粉末，有极强的吸水性。（1）石灰岩 具有一定的强度和耐久性，其块石可作基础、墙身、阶石及路面等，其碎石是常用的混凝土骨料，它也是生产水泥和石灰的主要原料。（2）砂岩致密的硅质砂岩性能接近于花岗岩，可用于纪念性建筑及耐酸工程等；钙质砂岩的性质类似于石灰岩，可作基础、踏步、人行道等，但不耐酸的侵蚀；铁质砂岩的性能比钙质砂岩差，其中密实者可用于一般建筑工程；粘土质砂岩浸水易软化，建筑中一般不用。3.1.2.2 建筑中常用的沉积岩建筑中常用的沉积岩3.1.33.1.3

4、 变质岩变质岩 3.1.3.1 变质岩的形成和种类变质岩的形成和种类 变质岩是地壳中原有的岩石在地质运动过程中受到高温、高压的作用，在固态下发生矿物成分、结构构造和化学成分变化形成的新岩石。建筑中常用的变质岩有大理岩、蛇纹岩、石英岩、片麻岩、板岩等。3.1.3.2 建筑中常用的变质岩建筑中常用的变质岩 (1)大理岩也称大理石，是由石灰岩、白云岩经变质而成的具有细晶结构的致密岩石。大理岩在我国分布广泛，而以云南大理最 负 盛 名。大 理 岩 表 观 密 度 为26002700kg/m3，抗 压 强 度 较 高，达100300MPa。大理岩质地密实但硬度不高，易于加工，可用于石雕或磨光成镜面。纯大

5、理岩为白色，若含有不同杂质呈灰色、黄色、玫瑰色、粉红色、红色、绿色、黑色等多种色彩和花纹，是高级装饰材料。（2）蛇纹岩是由岩浆岩变质而成的岩石，呈绿、暗灰绿、黄等色。结构致密，硬度不大，易于加工，有树脂或蜡状光泽。岩脉中成纤维状者称蛇纹石棉或温石棉，是常用的绝热材料。（3）石英岩是由硅质砂岩变质而成，质地均匀致密，硬度大，抗压强度高达250400MPa，加工困难，但耐久性好。石英岩板材可用作重要建筑的饰面材料或地面、踏步、耐酸衬板等。（4）片麻岩是由花岗岩等火成岩变质而成。其矿物成分与花岗石相近，具有片麻状构造。垂直于片理方向抗压强度为120200MPa，沿片理方向易于开采加工。吸水性高，抗冻

6、性差，通常加工成毛石或碎石，用于不重要的工程。3.2 天然石材的技术性质、加工类型及选用原则天然石材的技术性质、加工类型及选用原则3.2.1 技术性质技术性质 天然石材的技术性质，可分为物理性质、力学性质和工艺性质。3.2.1.1 物理性质 (1)表观密度 石材的表观密度与其矿物组成、孔隙率等因素有关。表观密度大的石材孔隙率小、抗压强度高、耐久性好。按照表观密度的大小可将石材分为：重质石材 表观密度1800kg/m3；轻质石材 表观密度1800kg/m3。(2)吸水性 吸水率低于1.5%的岩石称为低吸水性岩石，介于1.5%3.0%的称为中吸水性岩石,吸水率高于3.0%的称高吸水性岩石。石材的吸

7、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。（3）耐水性 岩石中含有较多的粘土或易溶物质时，软化系数则较小，其耐水性较差。根据软化系数大小，可将石材分为高、中、低三个等级。软化系数大于0.90为高水性，软化系数在0.75 0.90之间为中耐水性，软化系数在0.60 0.75 之间为低耐水性，软化系数小于0.60者，则不允许使用。（4）抗冻性石材抗冻性与吸水性有密切的关系，吸水率大的的石材其抗冻性也差。根据经验，吸水率小于0.50%的石材，则认为是抗冻的。（5）耐热性石材的耐热性与其化学成分及矿物组成有关，石材经高温后，因热胀冷缩、体积变化而产生内应力或因

8、组成矿物发生分解和变异等导致结构破坏。3.2.1.2 力学性质力学性质 天然石材的力学性质主要包括：抗压强度、冲击韧性、硬度及耐磨性等。（1）抗压强度 石材的抗压强度，是以3个边长为70mm的立方体试块的抗压破坏强度平均值确定划分的。它分为9个等级：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15和MU10。矿物组成对石材抗压强度有一定影响。例如，组成花岗岩的主要矿物成分中石英是很坚强的矿物，其含量越多，则花岗岩的强度也越高。结构与构造特征对石材的抗压强度也有很大影响。结晶质石材的强度较玻璃质的高；等粒状结构的强度较斑状结构的高；构造致密的强度较疏松多孔的高。具

9、有层状、带状或片状构造的石材，其垂直于层理方向的抗压强度较平行于层理方向的高。（2）冲击韧性 石材的冲击韧性决定于岩石的矿物组成与构造。通常，晶体结构的岩石较非晶体结构的岩石，具有较高的韧性。（3）硬度 它取决于石材的矿物组成的硬度与构造。凡由致密、坚硬矿物组成的石材，其硬度就高。硬度影响石材的易加工性和耐磨性。石材的硬度常用莫氏硬度表示，它是一种刻划硬度。各莫氏硬度级的标准矿物如表3.1所列。表表3.1 矿物的莫氏硬度表矿物的莫氏硬度表 硬度 12345678910矿物滑石石膏方解石萤石磷灰石长石石英英玉刚玉金刚石 （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

10、的能力。石材的组成矿物越坚硬，构造越致密以及其抗压强度和冲击韧性越高，则石材的耐磨性越好。凡是用于可能遭受磨损作用的场所，例如台阶、人行道等应采用具有高耐磨性的石材。3.2.1.3 工艺性质 石材的工艺性质，主要指其开采和加工过程的难易程度及可能性，包括加工性、磨光性与抗钻性等。（1）加工性 石材的加工性，主要是指对岩石开采、锯解、切割、凿琢、磨光和抛光等加工工艺的难易程度。（2）磨光性 指石材能否磨成平整光滑表面的性质。致密、均匀、细粒的岩石，一般都有良好的磨光性，可以磨成光滑亮洁的表面。（3）抗钻性 指石材钻孔时，其难易程度的性质。一般石材的强度越高、硬度越大，越不易钻孔。3.2.2 石材

11、的加工类型石材的加工类型3.2.2.1 砌筑用石材砌筑用石材 砌筑用石材分为毛石、料石两类。（1）毛石也称片石，是采石场由爆破直接获得的形状不规则的石块。根据平整程度又将其分为乱毛石和平毛石两类。乱毛石形状不规则，一般高度不小于150mm，一个方向长度达300400mm，重为2030kg。平毛石是由乱毛石略经加工而成。基本上有6个面，但表面粗糙。（2）料石是由人工或机械开采出的较规则的六面体石块，再略经凿琢而成。根据表面加工的平整程度分为毛料石、粗料石、半细料石和细料石四种。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，长度为高度的1.53倍。叠砌面凹凸深度不大于25mm。粗

12、料石高度和厚度都不小于200mm，且不小于长度的1/4，叠砌面凹凸深度不大于20mm。半细料石规格尺寸同上，叠砌面凹凸深度不大于15mm。细料石规格尺寸同上，叠砌面凹凸深度不大于10mm。3.2.2.2 板材板材 板材是指结构致密的岩石经凿平或锯解而成的，厚度一般为20mm的石材。根据表面加工粗细程度，分为三种：粗面板材、细面板材、镜面板材。常用的饰面板材，从岩石种类分，主要有大理石板材和花岗石板材两大类。大理石饰面材料因主要成分碳酸钙不耐大气中酸雨的腐蚀，所以除了少数几个含杂质少、质地较纯的品种，如汉白玉、艾叶青等外，不宜用于室外装修工程，否则面层会很快失去光泽，并且耐久性会变差。而花岗石饰

13、面石材抗压强度高，耐磨性、耐久性均高，不论用于室内或室外使用年限都很长。(1)碎石 天然岩石经人工或机械破碎而成的粒径大于5mm的颗粒状石料。主要用于配制混凝土或作道路、基础等的垫层。（2）卵石 母岩经自然条件风化、磨蚀、冲刷等作用而形成的表面较光滑的颗粒状石料。用途同碎石，还可作为装饰混凝土的骨料。（3）石渣 用天然大理石或花岗石的残碎料加工而成，具有多种颜色和装饰效果。可作人造大理石、水磨石等的骨料，还可用于制作干粘石制品。3.2.2.3 颗粒状石料颗粒状石料表表3.2 常用色石渣的规常用色石渣的规格、品种及质量要求格、品种及质量要求 规格俗称平均粒径(mm)常用品种质量要求大二分一分半大

14、八厘中八厘小八厘米粒石 20158640.31.2 白石渣、房山白、奶油白、湖北黄、易县黄、松香石、东北红、盖平红、桃红、东北绿、丹东绿、玉泉灰、墨王、苏州黑等 颗粒坚固，无杂色，有棱角，洁净，不含有风化颗粒，使用时须冲洗干净 3.2.3 石材的选用原则石材的选用原则 在建筑设计和施工中，应根据适用性和经济性等的原则选用石材。（1）适用性 主要考虑石材的技术性能是否能满足使用要求。（2）经济性 应综合考虑地方资源，尽可能做到就地取材。（3）安全性 天然石可能存在含有放射性的物质。根据JC51893天然石材产品放射性防护分类控制标准，天然石材按放射性水平分为A、B、C三类。A类最安全，可在任何场

15、合下使用；B类的放射性高于A类，不可用于居室的内饰面，C类放射性较高，只可用于建筑物的外饰面；放射性超过C类标准控制的石材，只可用于海堤、桥墩及碑石等远离人群密集的地方。3.2.4 天然石材的破坏及其防护天然石材的破坏及其防护 天然石材在使用过程中受周围环境的影响，如水分的浸渍与渗透，空气中有害气体的侵蚀及光、热、生物或外力的作用等，会发生风化而逐渐破坏。为了减轻与防止石材的风化与破坏，可以采取以下防护措施。（1）合理选材 对于重要的结构工程，应该选用结构致密、耐风化能力强的石材。（2）表面处理 可在石材表面涂刷憎水性涂料，以延缓风化过程的发生。人造石材是以大理石、花岗石碎料，石英砂、石渣等为骨料，树脂或水泥等为胶结料，经拌和、成型、聚合或养护后，研磨抛光、切割而成。常用的人造石材有人造花岗石、大理石和水磨石三种。目前常用的人造石材有四类：水泥型人造石材、聚脂型人造石材、复合型人造石材、烧结型人造石材。3.3 人造石材人造石材