《土木工程材料》 天然石材建筑工程專業(yè) 課件教案

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1、第第2章章 天然石材天然石材本節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)本節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)1）了解天然石材的形成，掌握天然）了解天然石材的形成，掌握天然石材的分類及特性石材的分類及特性-巖漿巖、沉巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖。積巖、變質(zhì)巖。2）理解天然石材的技術(shù)性質(zhì)。）理解天然石材的技術(shù)性質(zhì)。3）了解天然板材的應(yīng)用。）了解天然板材的應(yīng)用。2.1 2.1 天然石材的形成和分類天然石材的形成和分類 巖石巖石: 是不同地質(zhì)作用所形成的天然固是不同地質(zhì)作用所形成的天然固態(tài)礦物的集合體，組成巖石的礦物稱為態(tài)礦物的集合體，組成巖石的礦物稱為造巖礦物。造巖礦物。 造巖礦物造巖礦物: 是具有一定化學(xué)成分和一定是具有一定化學(xué)成分和一定結(jié)構(gòu)特征的天然化

2、合物和單質(zhì)的總稱。結(jié)構(gòu)特征的天然化合物和單質(zhì)的總稱。 天然石材天然石材：經(jīng)天然巖石不同程度的機(jī)械：經(jīng)天然巖石不同程度的機(jī)械加工后得到的材料。加工后得到的材料。 巖石按地質(zhì)形成條件不同，通?？煞譃槿箢?，即巖石按地質(zhì)形成條件不同，通?？煞譃槿箢?，即巖漿巖巖漿巖、沉積巖沉積巖和和變質(zhì)巖變質(zhì)巖。 2.1.1.巖漿巖巖漿巖 巖漿巖又稱火成巖，它是因地殼變動(dòng)，熔融巖漿巖又稱火成巖，它是因地殼變動(dòng)，熔融的巖漿由地殼內(nèi)部上升后冷卻而成。的巖漿由地殼內(nèi)部上升后冷卻而成。巖漿巖是巖漿巖是組成地殼的主要巖石，占地殼總質(zhì)量的組成地殼的主要巖石，占地殼總質(zhì)量的89。 巖漿巖根據(jù)巖漿冷卻條件的不同，又分為巖漿巖根據(jù)巖

3、漿冷卻條件的不同，又分為深成巖深成巖、噴出巖噴出巖和和火山巖火山巖。 2.1.1.1 2.1.1.1 深成巖深成巖 深成巖深成巖是巖漿在地表深處受上部覆蓋是巖漿在地表深處受上部覆蓋層的壓力作用，緩慢冷卻而形成的巖石。層的壓力作用，緩慢冷卻而形成的巖石。 其特點(diǎn)是結(jié)晶完全、晶粒明顯可辨、其特點(diǎn)是結(jié)晶完全、晶粒明顯可辨、構(gòu)造致密、表觀密度大、抗壓強(qiáng)度高、吸構(gòu)造致密、表觀密度大、抗壓強(qiáng)度高、吸水率小、抗凍及耐久性好。水率小、抗凍及耐久性好。 花崗巖屬于深層巖花崗巖屬于深層巖 花崗巖在地表分布很廣泛，是人類最早發(fā)現(xiàn)和利用花崗巖在地表分布很廣泛，是人類最早發(fā)現(xiàn)和利用的天然巖石之一。在世界各地有許多古代開

4、發(fā)利用的天然巖石之一。在世界各地有許多古代開發(fā)利用花崗巖的遺跡，如古埃及人建造的金字塔、古希臘花崗巖的遺跡，如古埃及人建造的金字塔、古希臘的神廟、古羅馬的斗獸場(chǎng)等。的神廟、古羅馬的斗獸場(chǎng)等。 花崗巖主要成分是長(zhǎng)石和石英?；◢弾r主要成分是長(zhǎng)石和石英?；◢弾r質(zhì)地堅(jiān)硬，花崗巖質(zhì)地堅(jiān)硬，結(jié)構(gòu)致密，孔隙率和吸水率小，抗凍性好，難被酸結(jié)構(gòu)致密，孔隙率和吸水率小，抗凍性好，難被酸堿或風(fēng)化作用侵蝕，使用年限為堿或風(fēng)化作用侵蝕，使用年限為7575200200年。年。常被用常被用于建筑物的材料。于建筑物的材料。 花崗巖（花崗巖（Granite）的語源是拉丁文的）的語源是拉丁文的granum，意，意思是谷?；蝾w粒。

5、因?yàn)榛◢弾r是深成巖，常能形成思是谷?；蝾w粒。因?yàn)榛◢弾r是深成巖，常能形成發(fā)育良好、肉眼可辨的礦物顆粒，因而得名。而漢發(fā)育良好、肉眼可辨的礦物顆粒，因而得名。而漢字名詞花崗巖則是由日本人翻譯而來。花形容這種字名詞花崗巖則是由日本人翻譯而來?；ㄐ稳葸@種巖石有美麗的斑紋，剛或崗則表示這種巖石很堅(jiān)硬。巖石有美麗的斑紋，剛或崗則表示這種巖石很堅(jiān)硬。花崗巖應(yīng)用實(shí)例 北京的北京的“人民英雄紀(jì)念碑人民英雄紀(jì)念碑”高高37.94m，僅碑心石重，僅碑心石重就達(dá)就達(dá)120t t ，是取材于山東青島的花崗巖。，是取材于山東青島的花崗巖。 蘭州蘭州“黃河母親黃河母親”花崗巖巨型石雕花崗巖巨型石雕 花崗巖石約有花崗巖石約

6、有300300多種多種 ?；◢弾r巖?；◢弾r巖體在我國(guó)約占國(guó)體在我國(guó)約占國(guó)土面積的土面積的9 9，達(dá)，達(dá)8080多萬多萬平方公里，平方公里，尤其是東南地區(qū)，尤其是東南地區(qū)，大面積裸露各類大面積裸露各類花崗巖體，可見花崗巖體，可見其儲(chǔ)量之大。其儲(chǔ)量之大。 噴出巖是巖漿噴出地表冷凝而成。噴出巖是巖漿噴出地表冷凝而成。 由于冷卻較快，大部分結(jié)晶不完全呈細(xì)小由于冷卻較快，大部分結(jié)晶不完全呈細(xì)小結(jié)晶狀。當(dāng)噴出巖形成較厚巖層時(shí)，接近深層結(jié)晶狀。當(dāng)噴出巖形成較厚巖層時(shí)，接近深層巖；形成較薄巖層時(shí)，呈多孔構(gòu)造，接近火山巖；形成較薄巖層時(shí)，呈多孔構(gòu)造，接近火山巖。巖。 建筑中用到的噴出巖有建筑中用到的噴出巖有玄武

7、巖、輝綠巖玄武巖、輝綠巖等。等。玄武巖和輝綠巖可作為耐酸和耐熱材料，還是玄武巖和輝綠巖可作為耐酸和耐熱材料，還是生產(chǎn)鑄石和巖棉的原料。生產(chǎn)鑄石和巖棉的原料。2.1.1.2 噴出巖噴出巖鑄石材料在鑄石材料在建材設(shè)備中建材設(shè)備中主要代替不主要代替不受沖擊的金受沖擊的金屬材料耐磨屬材料耐磨件，用在設(shè)件，用在設(shè)備上。備上。 巖巖 棉棉優(yōu)質(zhì)巖棉能耐優(yōu)質(zhì)巖棉能耐12501400高溫。高溫。用于耐燒蝕、用于耐燒蝕、耐高溫隔熱材耐高溫隔熱材料；料； 火山巖是火山爆發(fā)時(shí)，巖漿被噴到空中急火山巖是火山爆發(fā)時(shí)，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(zhì)速冷卻而形成的多孔散粒狀巖石，多呈玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，有較

8、高的化學(xué)活性。如火山灰、浮石等。結(jié)構(gòu)，有較高的化學(xué)活性。如火山灰、浮石等。 火山灰火山灰可用作生產(chǎn)水泥時(shí)的混合材料。浮可用作生產(chǎn)水泥時(shí)的混合材料。浮石是配制輕混凝土的一種天然輕骨料。石是配制輕混凝土的一種天然輕骨料。2.1.1.3 火山巖火山巖 2.1.2 沉積巖沉積巖 沉積巖又稱水成巖。沉積巖是由原來的母巖風(fēng)沉積巖又稱水成巖。沉積巖是由原來的母巖風(fēng)化后，經(jīng)過搬運(yùn)、沉積等作用形成的巖石?；?，經(jīng)過搬運(yùn)、沉積等作用形成的巖石。沉積巖沉積巖雖僅占地殼總質(zhì)量的雖僅占地殼總質(zhì)量的5，但在，但在地球上分布極廣地球上分布極廣，約占地殼表面積的約占地殼表面積的75，加之藏于離地表不太深處，加之藏于離地表不太

9、深處，易于開采。易于開采。 與火成巖相比，其特性是：結(jié)構(gòu)致密性較差，與火成巖相比，其特性是：結(jié)構(gòu)致密性較差，密度較小，密度較小，大都成層狀結(jié)構(gòu)，大都成層狀結(jié)構(gòu)，孔隙率及吸水率均較孔隙率及吸水率均較大，強(qiáng)度較低，耐久性也較差。大，強(qiáng)度較低，耐久性也較差。 根據(jù)生成條件，沉積巖分為以下三類：根據(jù)生成條件，沉積巖分為以下三類：機(jī)械沉機(jī)械沉積巖積巖、化學(xué)沉積巖化學(xué)沉積巖和和生物沉積巖生物沉積巖。 機(jī)械沉積巖是巖石風(fēng)化破碎以后又經(jīng)風(fēng)、雨、機(jī)械沉積巖是巖石風(fēng)化破碎以后又經(jīng)風(fēng)、雨、河流及冰川等搬運(yùn)、沉積、重新壓實(shí)或膠結(jié)作用，河流及冰川等搬運(yùn)、沉積、重新壓實(shí)或膠結(jié)作用，在地表或距地表不太深處形成的巖石，主要有

10、在地表或距地表不太深處形成的巖石，主要有砂巖砂巖和頁巖和頁巖。 砂巖砂巖是由砂粒經(jīng)膠結(jié)而成。由于膠結(jié)結(jié)構(gòu)和是由砂粒經(jīng)膠結(jié)而成。由于膠結(jié)結(jié)構(gòu)和致密程度的不同，性能差別很大。致密程度的不同，性能差別很大。 頁巖頁巖由粘土沉積而成，呈頁片狀，強(qiáng)度低、由粘土沉積而成，呈頁片狀，強(qiáng)度低、耐水性差，不能直接用作建筑材料。耐水性差，不能直接用作建筑材料。2.1.2.1 機(jī)械沉積巖機(jī)械沉積巖2.1.2.2 化學(xué)沉積巖化學(xué)沉積巖 化學(xué)沉積巖是巖石中的礦物溶于水后，經(jīng)聚積、化學(xué)沉積巖是巖石中的礦物溶于水后，經(jīng)聚積、沉積而成的巖石，如石膏、白云巖、菱鎂礦、石灰?guī)r沉積而成的巖石，如石膏、白云巖、菱鎂礦、石灰?guī)r等。等。

11、 石膏的化學(xué)成分為石膏的化學(xué)成分為CaSO42H2O，是燒制建筑石，是燒制建筑石膏和生產(chǎn)水泥的原料。白云巖的主要成分是白云石膏和生產(chǎn)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，其性能接近于石灰?guī)r。菱鎂礦的化學(xué)成分為學(xué)成分為MgCO3，是生產(chǎn)耐火材料的原料。，是生產(chǎn)耐火材料的原料。天然石膏天然石膏 石灰?guī)r的主要成分為方解石石灰?guī)r的主要成分為方解石(CaCO3)，常含有白云，常含有白云石、菱鎂礦、石英、蛋白石、含鐵礦物和粘土等。石、菱鎂礦、石英、蛋白石、含鐵礦物和粘土等。構(gòu)造疏松的石灰石用作生產(chǎn)石灰和水泥的原材料。構(gòu)造疏松的石灰石用作生產(chǎn)石灰和水泥的原

12、材料。構(gòu)造致密的石灰石可作混凝土集料，非常致密的可構(gòu)造致密的石灰石可作混凝土集料，非常致密的可作飾面裝飾材料。作飾面裝飾材料。 生物沉積巖是海生動(dòng)植物的遺骸，經(jīng)分解、生物沉積巖是海生動(dòng)植物的遺骸，經(jīng)分解、分選、沉積而成的巖石。如分選、沉積而成的巖石。如硅藻土硅藻土等。等。 硅藻土是由硅藻的細(xì)胞壁沉積而成。富含硅藻土是由硅藻的細(xì)胞壁沉積而成。富含無定形無定形SiO2、通常呈白色、灰白色、淺灰色、通常呈白色、灰白色、淺灰色、淺黃色和深灰色，質(zhì)輕、軟、多孔。淺黃色和深灰色，質(zhì)輕、軟、多孔。 易磨成易磨成粉末，有極強(qiáng)的吸水性。粉末，有極強(qiáng)的吸水性。 2.1.2.3 生物沉積巖生物沉積巖硅藻土的應(yīng)用硅藻

13、土的應(yīng)用 隔熱、隔音材料隔熱、隔音材料 ：以硅藻土為主，加入其它：以硅藻土為主，加入其它輔料，制成保溫磚、板、粉，絕熱混凝土等。輔料，制成保溫磚、板、粉，絕熱混凝土等。 以硅藻土為原料的新型室內(nèi)外涂料、裝修材料以硅藻土為原料的新型室內(nèi)外涂料、裝修材料不含有害化學(xué)物質(zhì)，除了具有不燃、隔音、防水、不含有害化學(xué)物質(zhì)，除了具有不燃、隔音、防水、重量輕以及隔熱等特點(diǎn)外，還有除濕、除臭、凈化重量輕以及隔熱等特點(diǎn)外，還有除濕、除臭、凈化室內(nèi)空氣等作用，是優(yōu)良的環(huán)保型室內(nèi)外裝修材料。室內(nèi)空氣等作用，是優(yōu)良的環(huán)保型室內(nèi)外裝修材料。 1. 與其它資源相比，世界上的硅藻土資源并不豐富。與其它資源相比，世界上的硅藻土

14、資源并不豐富。 2. 我國(guó)硅藻土資源分布較廣，儲(chǔ)量豐富。我國(guó)硅藻土資源分布較廣，儲(chǔ)量豐富。 3. 礦床主要分布在東北的吉林、黑龍江；華東的山礦床主要分布在東北的吉林、黑龍江；華東的山 東、浙江；西南的云南等地。東、浙江；西南的云南等地。 4. 著名的礦山有：著名的礦山有： 山東臨朐縣山旺村山東臨朐縣山旺村;吉林長(zhǎng)白縣馬鞍山吉林長(zhǎng)白縣馬鞍山; 吉林海龍吉林海龍縣；四川米易回漢溝和新民；浙江嵊縣福泉山等?？h；四川米易回漢溝和新民；浙江嵊縣福泉山等。 資源分布資源分布 變質(zhì)巖是由原生的巖漿巖或沉積巖變質(zhì)巖是由原生的巖漿巖或沉積巖，經(jīng)過地殼內(nèi)部，經(jīng)過地殼內(nèi)部高溫、高壓等變化作用后而高溫、高壓等變化作用

15、后而形成的巖石。形成的巖石。沉積巖變質(zhì)后，性能變好，結(jié)構(gòu)變得致密，堅(jiān)實(shí)耐沉積巖變質(zhì)后，性能變好，結(jié)構(gòu)變得致密，堅(jiān)實(shí)耐久久: 例如例如大理巖大理巖石灰?guī)r、白云巖；石灰?guī)r、白云巖； 石英巖石英巖：砂巖變質(zhì)而成。：砂巖變質(zhì)而成。巖漿巖變質(zhì)后，性質(zhì)反而變差巖漿巖變質(zhì)后，性質(zhì)反而變差: 例如例如片麻巖片麻巖花崗巖?；◢弾r。2.1.3.變質(zhì)巖變質(zhì)巖 大理巖也稱大理石。大理巖也稱大理石。 大理巖在我國(guó)分布廣泛，而以云南大理最負(fù)盛大理巖在我國(guó)分布廣泛，而以云南大理最負(fù)盛名。名。 大理巖大理巖質(zhì)地密實(shí)但硬度不高質(zhì)地密實(shí)但硬度不高，易于加工，可用，易于加工，可用于石雕或磨光成鏡面。于石雕或磨光成鏡面。純大理巖為白

16、色，如漢白玉。純大理巖為白色，如漢白玉。若含有不同雜質(zhì)呈灰色、黃色、玫瑰色、粉紅色、若含有不同雜質(zhì)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(jí)裝飾紅色、綠色、黑色等多種色彩和花紋，是高級(jí)裝飾材料。材料。 變質(zhì)巖變質(zhì)巖大理巖大理巖 歷時(shí)歷時(shí)22年之久建造的世界上堪稱奇跡的白色大理年之久建造的世界上堪稱奇跡的白色大理石陵墓石陵墓泰姬陵泰姬陵，全部用純白色，全部用純白色大理石大理石建筑，建筑，用用玻璃玻璃、瑪瑙瑪瑙鑲嵌，絢麗奪目、美麗無比。鑲嵌，絢麗奪目、美麗無比。 大理石-啡鉆大理石-楓葉紅大理石-藍(lán)珍珠大理石-天山紅 石英巖是由硅質(zhì)砂巖變質(zhì)而成，質(zhì)地均勻致密，石英巖是由

17、硅質(zhì)砂巖變質(zhì)而成，質(zhì)地均勻致密，硬度大，抗壓強(qiáng)度高達(dá)硬度大，抗壓強(qiáng)度高達(dá)250400MPa，加工困難，加工困難，但耐久性強(qiáng)。但耐久性強(qiáng)。 石英巖板材可用作重要建筑的飾面材料或地面、石英巖板材可用作重要建筑的飾面材料或地面、踏步等。踏步等。變質(zhì)巖變質(zhì)巖石英巖石英巖 片麻巖是由花崗巖等火成巖變質(zhì)而片麻巖是由花崗巖等火成巖變質(zhì)而成。其礦物成分與花崗石相近，具有片成。其礦物成分與花崗石相近，具有片麻狀構(gòu)造。垂直于片理方向抗壓強(qiáng)度為麻狀構(gòu)造。垂直于片理方向抗壓強(qiáng)度為120200MPa，沿片理方向易于開采加工。，沿片理方向易于開采加工。 吸水性高，抗凍性差，通常加工成吸水性高，抗凍性差，通常加工成毛石或碎

18、石，用于不重要的工程。毛石或碎石，用于不重要的工程。 2.2 天然石材的技術(shù)性質(zhì)天然石材的技術(shù)性質(zhì) 2.2.1.物理性質(zhì)物理性質(zhì) 1.表觀密度表觀密度 天然石材按其天然石材按其表觀密度大小分為重石和輕石表觀密度大小分為重石和輕石兩兩類。類。 表觀密度大于表觀密度大于1800kg/m3的為重石，主要的為重石，主要用于建筑的基礎(chǔ)、貼面、地面、路面、房屋外用于建筑的基礎(chǔ)、貼面、地面、路面、房屋外墻、擋土墻、橋梁以及水工構(gòu)筑物等；表觀密墻、擋土墻、橋梁以及水工構(gòu)筑物等；表觀密度小于度小于1800kg/m3的為輕石，主要用作墻體材的為輕石，主要用作墻體材料，如采暖房屋外墻等。料，如采暖房屋外墻等。 2.

19、吸水性吸水性 石材吸水性的大小用吸水率表示，其大石材吸水性的大小用吸水率表示，其大小主要與石材的化學(xué)成分、孔隙率大小、孔小主要與石材的化學(xué)成分、孔隙率大小、孔隙特征等因素有關(guān)。按吸吸水率大小分為隙特征等因素有關(guān)。按吸吸水率大小分為低低吸水性巖石、中吸水性巖石和高吸水性巖石吸水性巖石、中吸水性巖石和高吸水性巖石。 石材吸水后，降低了礦物的粘結(jié)力，破石材吸水后，降低了礦物的粘結(jié)力，破壞了巖石的結(jié)構(gòu)，從而降低石材的強(qiáng)度和耐壞了巖石的結(jié)構(gòu)，從而降低石材的強(qiáng)度和耐水性。水性。 3.耐水性耐水性 石材的耐水性用軟化系數(shù)表示。石材的耐水性用軟化系數(shù)表示。 按軟化系數(shù)的大小，石材的耐水性可分按軟化系數(shù)的大小，

20、石材的耐水性可分為為高、中、低高、中、低三等，軟化系數(shù)三等，軟化系數(shù)0.90的石材的石材為高耐水性石材，軟化系數(shù)為高耐水性石材，軟化系數(shù)0.700.90的石的石材為中耐水性石材，軟化系數(shù)材為中耐水性石材，軟化系數(shù)0.600.70的的石材為低耐水性石材。石材為低耐水性石材。 一般一般軟化系數(shù)軟化系數(shù)0.80的石材，不允許用的石材，不允許用在重要建筑中在重要建筑中。 4.抗凍性抗凍性 石材的抗凍性用凍融循環(huán)次數(shù)表示，石材的抗凍性用凍融循環(huán)次數(shù)表示，即即石材在吸水飽和狀態(tài)下能經(jīng)受規(guī)定條件下若石材在吸水飽和狀態(tài)下能經(jīng)受規(guī)定條件下若干次凍融循環(huán)，而強(qiáng)度降低值不超過干次凍融循環(huán)，而強(qiáng)度降低值不超過25%，

21、質(zhì)量損失不超過質(zhì)量損失不超過5%且無貫穿裂縫時(shí)，則認(rèn)為且無貫穿裂縫時(shí)，則認(rèn)為抗凍性合格抗凍性合格 致密石材的吸水率小、抗凍性好。致密石材的吸水率小、抗凍性好。吸水吸水率小于率小于0.5%的石材，認(rèn)為是抗凍的，可不進(jìn)的石材，認(rèn)為是抗凍的，可不進(jìn)行抗凍試驗(yàn)。行抗凍試驗(yàn)。 5.耐熱性耐熱性 石材石材的耐熱性與其化學(xué)成分及礦物組成的耐熱性與其化學(xué)成分及礦物組成有關(guān)。石材經(jīng)高溫后會(huì)因熱脹冷縮使體積變有關(guān)。石材經(jīng)高溫后會(huì)因熱脹冷縮使體積變化而產(chǎn)生內(nèi)力，或由于高溫使巖石中礦物發(fā)化而產(chǎn)生內(nèi)力，或由于高溫使巖石中礦物發(fā)生分解和變異等導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。生分解和變異等導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。 含石膏的石材，在含石膏的石材，在10

22、0度以上就開始破度以上就開始破壞，含壞，含MgCO3的石材，當(dāng)溫度高于的石材，當(dāng)溫度高于750度時(shí)度時(shí)才發(fā)生破壞。才發(fā)生破壞。 6.導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性 石材的導(dǎo)熱性主要與致密程度有關(guān)。石材的導(dǎo)熱性主要與致密程度有關(guān)。具具有封閉孔隙石材的導(dǎo)熱性差。有封閉孔隙石材的導(dǎo)熱性差。 7.抗風(fēng)化抗風(fēng)化 石材石材孔隙率大小對(duì)風(fēng)化影響很大，水、孔隙率大小對(duì)風(fēng)化影響很大，水、冰和化學(xué)因素等造成巖石開裂或剝落的過程，冰和化學(xué)因素等造成巖石開裂或剝落的過程，稱為巖石的風(fēng)化。稱為巖石的風(fēng)化。 2.2.2力學(xué)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì) 1.抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度 天然巖石是以天然巖石是以70mm70mm70mm的的正方體試件，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得

23、的抗壓強(qiáng)正方體試件，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值作為度值作為評(píng)定石材強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定石材強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)根據(jù)砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（GBJ3）規(guī)定，）規(guī)定，天然石材的強(qiáng)度等級(jí)為天然石材的強(qiáng)度等級(jí)為MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15和和MU10九個(gè)等級(jí)九個(gè)等級(jí)。 從巖石結(jié)構(gòu)角度考慮，從巖石結(jié)構(gòu)角度考慮，結(jié)構(gòu)疏松多孔的天然結(jié)構(gòu)疏松多孔的天然石料，強(qiáng)度遠(yuǎn)遜于構(gòu)造均勻致密的石料石料，強(qiáng)度遠(yuǎn)遜于構(gòu)造均勻致密的石料。具。具有層理、片狀構(gòu)造的石料，其有層理、片狀構(gòu)造的石料，其垂直于垂直于層理、層理、片理片理方向的強(qiáng)度較平行于層理、片理的高方向的強(qiáng)度較平行

24、于層理、片理的高。對(duì)于有層理、片理構(gòu)造的天然石料，在測(cè)定對(duì)于有層理、片理構(gòu)造的天然石料，在測(cè)定抗壓強(qiáng)度時(shí)，其受力方向應(yīng)與石料在砌體中抗壓強(qiáng)度時(shí)，其受力方向應(yīng)與石料在砌體中的實(shí)際受力方向相同。的實(shí)際受力方向相同。 層理構(gòu)造是巖石在形狀、顏色和成分上發(fā)生層理構(gòu)造是巖石在形狀、顏色和成分上發(fā)生相應(yīng)變化顯示出的層狀現(xiàn)象，屬于巖石間的相應(yīng)變化顯示出的層狀現(xiàn)象，屬于巖石間的層狀。層狀。 片理構(gòu)造則是變質(zhì)巖中礦物定向排列形成的，片理構(gòu)造則是變質(zhì)巖中礦物定向排列形成的，例如：變質(zhì)巖中的礦物（長(zhǎng)石、方解石等）例如：變質(zhì)巖中的礦物（長(zhǎng)石、方解石等）各自排列在一起，則就有了片理構(gòu)造，屬于各自排列在一起，則就有了片理

25、構(gòu)造，屬于同一種巖石中礦物間的層狀。同一種巖石中礦物間的層狀。石料的砌筑石料的砌筑A、B、C三塊石料均具有層理，其層理及受力三塊石料均具有層理，其層理及受力方向如下圖。請(qǐng)討論這幾種石料的砌筑有何問方向如下圖。請(qǐng)討論這幾種石料的砌筑有何問題？題？ 分析：分析：C石料的砌筑方向不石料的砌筑方向不對(duì)，具有層理構(gòu)造的石塊其對(duì)，具有層理構(gòu)造的石塊其垂直層理的強(qiáng)度高于平行于垂直層理的強(qiáng)度高于平行于層理的強(qiáng)度，宜轉(zhuǎn)層理的強(qiáng)度，宜轉(zhuǎn)90放置。放置。 2.沖擊韌性沖擊韌性 石材石材是是典型的典型的脆性材料脆性材料，其，其抗拉強(qiáng)度較抗壓抗拉強(qiáng)度較抗壓強(qiáng)度小得多強(qiáng)度小得多，為抗壓強(qiáng)度的，為抗壓強(qiáng)度的1/101/20

26、。 3.硬度硬度 石材的硬度取決于組成礦物的硬度和構(gòu)造，石材的硬度取決于組成礦物的硬度和構(gòu)造，硬度影響石材的易加工性和耐磨性。石材的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。硬度常用莫氏硬度表示，它是一種刻劃硬度。 2.2.3工藝性質(zhì)工藝性質(zhì) 1.加工性加工性 指巖石開采、劈解、切割、鑿琢、研磨、指巖石開采、劈解、切割、鑿琢、研磨、拋光等加工工藝的難易程度。拋光等加工工藝的難易程度。 強(qiáng)度、硬度、韌性較高的石材，不易加強(qiáng)度、硬度、韌性較高的石材，不易加工；質(zhì)脆而粗糙，有顆粒交替，含有層狀或工；質(zhì)脆而粗糙，有顆粒交替，含有層狀或片粒結(jié)構(gòu)以及已風(fēng)化的巖石，都難以

27、滿足加片粒結(jié)構(gòu)以及已風(fēng)化的巖石，都難以滿足加工要求。工要求。 2.磨光性磨光性 指巖石能否研磨拋光成光滑表面的性質(zhì)。指巖石能否研磨拋光成光滑表面的性質(zhì)。 致密、均勻、細(xì)粒的巖石，磨光性一般致密、均勻、細(xì)粒的巖石，磨光性一般較好；疏松多孔、鱗片狀結(jié)構(gòu)的巖石，磨光較好；疏松多孔、鱗片狀結(jié)構(gòu)的巖石，磨光性都較差。性都較差。 3.抗鉆性抗鉆性 指巖石鉆孔的難易程度。與巖石的強(qiáng)度、指巖石鉆孔的難易程度。與巖石的強(qiáng)度、硬度等性質(zhì)。硬度等性質(zhì)。 強(qiáng)度越高、硬度越大時(shí)，越不易鉆孔。強(qiáng)度越高、硬度越大時(shí)，越不易鉆孔。2.3 石材的石材的加工類型及選用加工類型及選用 2.3.1 塊狀石材塊狀石材 1 、毛石：、毛

28、石： 它是爆破后直接得到的形狀不規(guī)則的它是爆破后直接得到的形狀不規(guī)則的石塊。石塊。 毛石依其平整程度又分為亂毛石和平毛石。毛石依其平整程度又分為亂毛石和平毛石。 亂毛亂毛石形狀不規(guī)則（見圖石形狀不規(guī)則（見圖2.3.1亂毛石示意圖亂毛石示意圖）。亂毛）。亂毛石常用于砌筑毛石基礎(chǔ)、勒腳、墻身、堤壩、擋土石常用于砌筑毛石基礎(chǔ)、勒腳、墻身、堤壩、擋土墻等，也可用于大體積混凝土中（也稱毛石混凝墻等，也可用于大體積混凝土中（也稱毛石混凝土）。土）。 將亂毛石略經(jīng)加工就得到了平毛石，它的形狀比亂將亂毛石略經(jīng)加工就得到了平毛石，它的形狀比亂毛石整齊，基本上有六個(gè)面，常用于砌筑基礎(chǔ)、勒毛石整齊，基本上有六個(gè)面，

29、常用于砌筑基礎(chǔ)、勒腳、墻身、橋墩等。腳、墻身、橋墩等。 2 、料石：是由人工或機(jī)械開采的較規(guī)則的六面體、料石：是由人工或機(jī)械開采的較規(guī)則的六面體石塊，經(jīng)人加工鑿磨而成的。制成長(zhǎng)方形的稱為條石塊，經(jīng)人加工鑿磨而成的。制成長(zhǎng)方形的稱為條石、長(zhǎng)寬大致相等的稱為方石，楔形的稱為拱石。石、長(zhǎng)寬大致相等的稱為方石，楔形的稱為拱石。 料石一般由致密均勻的砂巖、石灰?guī)r、花崗巖料石一般由致密均勻的砂巖、石灰?guī)r、花崗巖開鑿而成，用于建筑物的基礎(chǔ)、勒腳、墻身、踏步、開鑿而成，用于建筑物的基礎(chǔ)、勒腳、墻身、踏步、砌拱等。砌拱等。 用料石砌筑的門拱用料石砌筑的門拱 2.3.2 板材板材 1.天然大理石板材技術(shù)性質(zhì)天然大

30、理石板材技術(shù)性質(zhì) 商業(yè)上所說的大理石是指以大理巖為代商業(yè)上所說的大理石是指以大理巖為代表的一類裝飾石材，包括碳酸鹽巖和與其有表的一類裝飾石材，包括碳酸鹽巖和與其有關(guān)的變質(zhì)巖，主要成分為碳酸鹽，一般質(zhì)地關(guān)的變質(zhì)巖，主要成分為碳酸鹽，一般質(zhì)地較軟。較軟。 （1）天然大理石板的優(yōu)點(diǎn)：天然大理石板的優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)致密，抗壓強(qiáng)度高，加工性好，結(jié)構(gòu)致密，抗壓強(qiáng)度高，加工性好，不變形。不變形。 裝飾性好。裝飾性好。 吸水率小、耐久性好。吸水率小、耐久性好。 天然大理石板的缺點(diǎn)：天然大理石板的缺點(diǎn)： 硬度較低。硬度較低。 抗風(fēng)化能力差抗風(fēng)化能力差 。 (2)天然大理石的規(guī)格天然大理石的規(guī)格 天然大理石板材按形狀

31、分為普型板材天然大理石板材按形狀分為普型板材（N）和異型板材（）和異型板材（S）。）。 普型板材，是指正方形或長(zhǎng)方形的板材；普型板材，是指正方形或長(zhǎng)方形的板材；異型板材，是指其他形狀的板材。異型板材，是指其他形狀的板材。 天然大理石板主要用于建筑物室內(nèi)飾面，如地面、天然大理石板主要用于建筑物室內(nèi)飾面，如地面、柱面、墻面、造型面、電梯間門口等。柱面、墻面、造型面、電梯間門口等。 大理石磨光板有美麗多姿的花紋，常用來鑲嵌或刻大理石磨光板有美麗多姿的花紋，常用來鑲嵌或刻出各種圖案的裝飾品。出各種圖案的裝飾品。 天然大理石板還被廣泛地用于高檔衛(wèi)生間的洗漱臺(tái)天然大理石板還被廣泛地用于高檔衛(wèi)生間的洗漱臺(tái)面

32、及各種家具的臺(tái)面。面及各種家具的臺(tái)面。 （3）天然大理石板的應(yīng)用）天然大理石板的應(yīng)用 大理石飾面材料因主要成分碳酸鈣不耐大氣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(shù)幾個(gè)含雜質(zhì)少、質(zhì)地中酸雨的腐蝕，所以除了少數(shù)幾個(gè)含雜質(zhì)少、質(zhì)地較純的品種，如漢白玉、艾葉青等外，不宜用于室較純的品種，如漢白玉、艾葉青等外，不宜用于室外裝修工程，否則面層會(huì)很快失去光澤，并且耐久外裝修工程，否則面層會(huì)很快失去光澤，并且耐久性會(huì)變差。性會(huì)變差。 花崗石飾面石材抗壓強(qiáng)度高，耐磨性、耐久花崗石飾面石材抗壓強(qiáng)度高，耐磨性、耐久性均高，不論用于室內(nèi)或室外使用年限都很長(zhǎng)。性均高，不論用于室內(nèi)或室外使用年限

33、都很長(zhǎng)。 2.天然花崗巖板材天然花崗巖板材 商業(yè)上所說的花崗石是以花崗巖為代表的一商業(yè)上所說的花崗石是以花崗巖為代表的一類裝飾石材，包括各種巖漿巖和花崗巖的變質(zhì)巖，類裝飾石材，包括各種巖漿巖和花崗巖的變質(zhì)巖，如輝長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、輝綠巖、玄武巖、安山巖、正如輝長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、輝綠巖、玄武巖、安山巖、正長(zhǎng)巖等，一般質(zhì)地較硬。長(zhǎng)巖等，一般質(zhì)地較硬。 （1）天然花崗巖的優(yōu)點(diǎn)：天然花崗巖的優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)致密，抗壓強(qiáng)度高。結(jié)構(gòu)致密，抗壓強(qiáng)度高。 材質(zhì)堅(jiān)硬，耐磨性很強(qiáng)。材質(zhì)堅(jiān)硬，耐磨性很強(qiáng)。 孔隙率小，吸水率極低，耐凍性強(qiáng)。孔隙率小，吸水率極低，耐凍性強(qiáng)。 裝飾性好。裝飾性好。 化學(xué)穩(wěn)定性好，化學(xué)穩(wěn)定性好，抗風(fēng)化

34、能力強(qiáng)?？癸L(fēng)化能力強(qiáng)。 耐腐蝕性等耐久性很強(qiáng)耐腐蝕性等耐久性很強(qiáng)。 天然花崗巖的缺點(diǎn)：天然花崗巖的缺點(diǎn)： 自重大，用于房屋建筑與裝飾會(huì)增加自重大，用于房屋建筑與裝飾會(huì)增加建筑物的質(zhì)量。建筑物的質(zhì)量。 硬度大，給開采和加工造成困難。硬度大，給開采和加工造成困難。 質(zhì)脆，質(zhì)脆，耐火性差耐火性差。 某些花崗巖含有微量放射性元素，應(yīng)某些花崗巖含有微量放射性元素，應(yīng)根據(jù)花崗石石材的放射性強(qiáng)度水平確定其應(yīng)根據(jù)花崗石石材的放射性強(qiáng)度水平確定其應(yīng)用范圍。用范圍。 天然花崗石屬于高級(jí)建筑裝飾材料，主要應(yīng)用天然花崗石屬于高級(jí)建筑裝飾材料，主要應(yīng)用于大型公共建筑或裝飾等級(jí)要求較高的室內(nèi)外裝飾于大型公共建筑或裝飾等級(jí)

35、要求較高的室內(nèi)外裝飾工程。工程。 一般鏡面花崗石板材和細(xì)面花崗石板材表面光一般鏡面花崗石板材和細(xì)面花崗石板材表面光潔光滑，質(zhì)感細(xì)膩，多用于室內(nèi)墻面和地面、部分潔光滑，質(zhì)感細(xì)膩，多用于室內(nèi)墻面和地面、部分建筑的外墻面裝飾。建筑的外墻面裝飾。 粗面花崗石板材表面質(zhì)感粗糙、粗獷，主要用粗面花崗石板材表面質(zhì)感粗糙、粗獷，主要用于室外墻基礎(chǔ)和墻面裝飾，有一種古樸、回歸自然于室外墻基礎(chǔ)和墻面裝飾，有一種古樸、回歸自然的親切感。的親切感。 2.4.3石材的選用原則適用性經(jīng)濟(jì)性裝飾性練習(xí)題練習(xí)題 1.建筑工程中的花崗巖屬于建筑工程中的花崗巖屬于 巖，大巖，大理石屬于理石屬于 巖，石灰?guī)r屬于巖，石灰?guī)r屬于 。

36、2.天然大理石板材主要用于建筑物室天然大理石板材主要用于建筑物室 飾飾面，少數(shù)品種如面，少數(shù)品種如 、 等可用等可用作室作室 飾面材料；天然花崗石板材用飾面材料；天然花崗石板材用作建筑物室作建筑物室 高級(jí)飾面材料。高級(jí)飾面材料。 3.巖漿巖分部最廣。（巖漿巖分部最廣。（ ） 4.漢白玉是一種白色花崗石，因此可用漢白玉是一種白色花崗石，因此可用作室外裝飾和雕塑。作室外裝飾和雕塑。 （ ） 5.大理石巖、石英巖、片麻巖屬大理石巖、石英巖、片麻巖屬 。 A. 巖漿巖巖漿巖 B. 沉積巖沉積巖 C. 變質(zhì)巖變質(zhì)巖 6.天然大理石板一般不宜用于室外，主天然大理石板一般不宜用于室外，主要原因是由于其要原因是由于其 。 A. 強(qiáng)度不夠強(qiáng)度不夠 B. 硬度不夠硬度不夠 C. 抗抗風(fēng)化性能差風(fēng)化性能差 7.沉積巖大都呈沉積巖大都呈 構(gòu)造。構(gòu)造。 A. 塊狀塊狀 B. 多孔多孔 C. 層狀層狀 The end of this Part.The end of this Part.Thanks !Thanks !