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1、第二章 天然石材定义：凡是从天然岩石中开采的，经加工或不经加工而得到的不同形状和尺寸的石材最古老的建筑材料之一优点：具有强度高、耐久性与耐磨性好、良好的装饰性、便于就地取材等优点缺点：具有开采、加工困难、重量大等缺点古埃及金字塔古埃及金字塔古埃及金字塔古埃及金字塔太阳神阿波罗神庙遗址太阳神阿波罗神庙遗址印度科纳拉克太阳神神庙印度科纳拉克太阳神神庙埃及卢克索神庙埃及卢克索神庙东一度的太阳神庙东一度的太阳神庙印度泰姬陵印度泰姬陵意大利比萨斜塔意大利比萨斜塔云冈石窟云冈石窟灵隐寺石窟灵隐寺石窟云冈石窟露天大佛云冈石窟露天大佛云冈石窟云冈石窟龙门石窟龙门石窟石石 桥桥2-1 岩石的形成及分类一、造岩矿
2、物定义：组成岩石的矿物。造岩矿物很多，主要有石英、长石、云母、方解石、白云石、黄铁矿、角闪石(辉石、橄榄岩)。这些造岩矿物具有不同的特性。矿物名称矿物名称组成组成密度密度莫氏莫氏硬度硬度颜色颜色特性特性石英石英结晶的二氧化硅结晶的二氧化硅2.652.657 7无色透明无色透明最最坚坚硬硬、稳稳定定的的矿矿物物之之一一，但但不不耐耐久久，是是许许多多岩岩石石的的造造岩岩矿矿物物长石长石结晶的铝硅酸盐类结晶的铝硅酸盐类2.52.52.72.76 6白、浅灰等白、浅灰等稳稳定定不不及及石石英英，风风化化后后为为高高岭岭土土，是是岩岩浆浆岩岩最最重重要要的的造造岩岩矿矿物物云母云母结晶的、片状的含水结
3、晶的、片状的含水复杂硅铝酸盐复杂硅铝酸盐2.72.73.13.12 23 3无色透明到黑色无色透明到黑色最最易易分分裂裂成成薄薄片片，影影响响岩岩石石的的耐久性、强度和开光性耐久性、强度和开光性角闪石、辉角闪石、辉石、橄榄石石、橄榄石结晶的铁、镁硅酸盐结晶的铁、镁硅酸盐3 34 45 57 7深绿、棕或黑色，深绿、棕或黑色，称暗色矿物称暗色矿物坚坚固固、耐耐久久、韧韧性性大大、开开光光性性好好方解石方解石结晶的碳酸钙结晶的碳酸钙2.72.73 3白色白色不不耐耐酸酸、开开光光性性好好，普普通通存存在在于沉积岩中于沉积岩中白云石白云石结晶的或非结晶的碳结晶的或非结晶的碳酸钙镁的复盐酸钙镁的复盐2
4、.92.94 4白色、灰色白色、灰色与与方方解解石石接接近近，仅仅在在浓浓的的热热盐盐酸中分解酸中分解黄铁矿黄铁矿结晶的二硫化铁结晶的二硫化铁5 56 67 7金黄色金黄色遇遇水水及及氧氧化化作作用用后后生生成成游游离离的的硫酸，是有害杂质硫酸，是有害杂质表2-1 建筑中常用的主要造岩矿物二、岩石定义：是由各种不同的地质作用所形成的天然矿物的集合体。岩石的性能除决定于所含矿物成分外，地质条件也有很大影响。按岩石的形成条件可分为火沉岩、沉积岩和变质岩。火成岩又称岩浆岩，由地壳内部熔岩浆上升冷却而成。根据冷却复印件不同，又可分为深成岩、喷出岩和火山岩三种。深成岩：岩浆在地表深处，受上部覆盖层的压力
5、作用，缓慢冷却而成的岩石。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。火山岩：是火山喷发时，岩浆被喷到空中，急速冷却后形成的岩石。岩类岩类常用岩石常用岩石种类种类结构结构构造构造特点特点用途用途深成深成岩岩花岗岩、花岗岩、闪长岩、闪长岩、辉长岩辉长岩结晶结晶块状致密块状致密结构结构表观密度大、吸表观密度大、吸水率小、抗压强水率小、抗压强度高、抗冻性好、度高、抗冻性好、耐久性好耐久性好结构材料、结构材料、饰面材料饰面材料喷出喷出岩岩玄武岩、玄武岩、安山岩、安山岩、辉绿岩辉绿岩结晶不完全、多呈结晶不完全、多呈细小结晶细小结晶(隐晶质隐晶质)或玻璃体结构或玻璃体结构气孔状、气孔状
6、、斑状或块斑状或块装结构装结构抗压强度较高、抗压强度较高、不易磨损不易磨损一般建筑工一般建筑工程，耐酸或程，耐酸或耐热材料耐热材料火山火山岩岩火山凝灰火山凝灰岩、火山岩、火山灰、浮石、灰、浮石、火山砂等火山砂等非晶结构，玻璃体非晶结构，玻璃体结构结构多孔多孔表观密度小，孔表观密度小，孔隙率大，具有化隙率大，具有化学活性学活性水泥原料，水泥原料，混凝土骨料混凝土骨料表2-2 火成岩的特性2.沉积岩沉积岩沉积岩又称水成岩，是母岩风化后，经过搬运、沉积和再造岩作用形成的岩石。根据沉积方式，又可以分为机械沉积岩、化学沉积岩和生物沉积岩三类。机械沉积岩：是岩石碎屑经流水、冰川或风力作用搬运，逐渐沉积而成
7、。化学沉积岩：是由岩石风化而得的溶液或含水胶体经沉淀形成的。生物沉积岩：是由海水或淡水中的生物残骸沉积而成。岩类岩类常用岩石常用岩石种类种类结构结构构造构造特点特点用途用途机械机械沉积沉积岩岩砂岩、页砂岩、页岩、砂等岩、砂等石英晶屑石英晶屑层状结构层状结构表观密度小、孔表观密度小、孔隙率大、具有化隙率大、具有化学活性学活性水泥原料、水泥原料、骨料骨料化学化学沉积沉积岩岩石膏岩、石膏岩、白云岩、白云岩、菱镁矿等菱镁矿等结晶结构结晶结构层状结构层状结构表观密度小，孔表观密度小，孔隙率和吸水率较隙率和吸水率较大，强度和耐久大，强度和耐久性较低性较低一般建筑材一般建筑材料原料料原料生物生物沉积沉积岩岩
8、白灰岩、白灰岩、硅藻土、硅藻土、白垩白垩粒状结晶，隐晶粒状结晶，隐晶质，介壳质结构质，介壳质结构层状结构层状结构一般建筑工一般建筑工程，建筑材程，建筑材料原料料原料表2-3 沉积岩的特性3.变质岩变质岩变质岩是原生的火成岩或沉积岩经过地质上的变质作用而形成的岩石。常用岩石常用岩石种类种类结构结构构造构造特点特点用途用途片麻岩片麻岩(花岗岩花岗岩变质而来变质而来)等粒或斑晶结构等粒或斑晶结构层片状层片状吸水率强、抗冻性差吸水率强、抗冻性差一般建筑工一般建筑工程、骨料程、骨料大理岩大理岩(石灰岩石灰岩变质而成变质而成)致密结晶结构致密结晶结构块状块状强度较高、硬度不大，强度较高、硬度不大，有美丽纹
9、理，易加工，有美丽纹理，易加工，抗风性差抗风性差装饰材料装饰材料石英岩石英岩(硅质砂硅质砂岩变质岩变质)等粒结晶结构等粒结晶结构块状块状强度高，耐久性好强度高，耐久性好饰面工程，饰面工程，建筑材料原建筑材料原料料表2-4 沉积岩的特性2-2 建筑石材的技术性能1.密度和表观密度密度和表观密度各种岩石的密度及其相似。岩石材料的表观密度与其矿物组成、孔隙率有关。致密岩石的表观密度在2.53.1g/cm3之间，而孔隙率大的岩石的表观密度为0.51.7g/cm3。在一般情况下，同一种类石材，其表观密度越大，则抗压强度越高，吸水率越小，抗冻性和耐久性越好，导热性越高。2.吸水性吸水性深成岩和许多变质岩，
10、孔隙率较小，吸水率也小。沉积岩由于形成条件不同，孔隙率和孔隙特征变化较大，吸水率也变化较大。一般吸水率低于1.5%的岩石称为低吸水性岩石，1.5%3%为中吸水性岩石，高于3%为高吸水性岩石。石材吸水后，其强度下降低，软化系数降低，抗冻性变差，导热性增大。3.导热性导热性石材的导热性与表观密度和结构状态有关。相同成分的石材，玻璃态比结晶态导热系数小，具有封闭孔隙的石材导热系数小。二、力学性质1.抗压强度抗压强度石材的抗压强度主要取决于矿物组成、结构和构造特征、胶结材的种类及均匀性。石材的强度等级是按抗压强度来划分的，分为MU100MU10等9个等级。2.硬度硬度用莫氏硬度或肖氏硬度表示。石材的硬
11、度取决于矿物组成的硬度和构造。凡含致密、坚硬的矿物组成的石材，其硬度较高，结晶质的一般高于玻璃质的硬度高于玻璃质。石材的抗压强度越高，硬度越大，其耐磨性和抗刻划性越好，但表面加工越困难。2-3 建筑上常用岩石一、花岗岩花岗岩属于深成岩，是火成岩中分布最广的一种岩石。主要矿物成分为石英、长石及少量暗色矿物和云母。技术性质：表观密度大，抗压强度高，孔隙率小，吸水率低，材质坚硬，耐磨性好，耐久性好，耐酸。可用于室外装饰。二、砂岩砂岩是母岩碎屑沉积物被天然胶结物胶结而成。主要矿物成分为石英，还少量其它矿物。性质：质量波动大。常用作基础，墙体等。三、石灰岩主要成分为方解石，还含有少量粘土、二氧化硅等。技
12、术性质：质量波动大，如粘土含量大，则耐久性差。主要用作混凝土骨料。四、大理岩俗称大理石。是由石灰岩或白云岩变质而成。主要成分为方解石或白云石。技术性质：抗压强度高，质地致密而硬度不大。易被酸腐蚀。常用作室内装饰。2-4 石材的加工类型及选用一、石材的加工类型1.毛石 毛石是在采石场爆破后直接得到的形状不规则的石块，分乱毛石和平毛石两种。毛石用作基础、勒脚、墙体和挡土墙等。2.料石及荒料 人工或机械开采出较规则的六面体石块，经人工略加凿琢而成。按其平整度分为毛料石、粗料石、半细料石和细料石。料石一般由致密均匀的砂岩、石灰岩、花岗岩开凿而成，用于建筑物基础、勒脚和墙体等部位。大理石、花岗岩矿体开采出来，具有直角六面体形状，用于加工制成建筑饰面用的块材。3.板材 用致密岩石凿平或锯解而成的厚度不大的石材。常用的饰面板材一般采用花岗岩和大理石制成。二、石材的选用原则 适用性 经济性 安全性