建筑材料-天然石材

1、黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测2 天然石材天然石材天然岩石的基本知识天然岩石的基本知识常用建筑石材常用建筑石材任务任务1任务任务2天然石材的技术性质天然石材的技术性质任务任务2任务任务3黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测岩石是在地质作用下产生的、由一种或多种矿物岩石是在地质作用下产生的、由一种或多种矿物按一定的规律组成的自然集合体。按一定的规律组成的自然集合体。 石材是天然岩石不经机械加工或经机械加工而石材是天然岩石不经机械加工或经机械加工而得到的材料的统称得到的材料的统称。 建筑石材分为天然石材和人工石材。建筑石材分

2、为天然石材和人工石材。 天然石材：天然石材：指从天然岩石中采得的毛石，或经加指从天然岩石中采得的毛石，或经加工制成的石块、石板及其定型制品等。工制成的石块、石板及其定型制品等。 优点：优点：抗压强度高、耐久性好、生产成本低等。是古抗压强度高、耐久性好、生产成本低等。是古今土木建筑工程的主要建筑材料。今土木建筑工程的主要建筑材料。黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测一、天然岩石的分类一、天然岩石的分类（一）岩浆岩（一）岩浆岩（二）沉积岩（二）沉积岩（三）变质岩（三）变质岩任务一任务一 天然岩石的基本知识天然岩石的基本知识黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院

3、建筑材料与检测建筑材料与检测（一）岩浆岩（一）岩浆岩 Igneous rock 1岩浆岩的形成岩浆岩的形成 黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测根据冷却条件不同，可分为以下三类：根据冷却条件不同，可分为以下三类： （1）深成岩深成岩：地壳深处：地壳深处花岗岩；花岗岩； （2）喷出岩喷出岩：喷出地表，玄武岩；：喷出地表，玄武岩； （3）火山岩火山岩：火山爆发，浮石、火山灰。：火山爆发，浮石、火山灰。黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测（1）花岗岩）花岗岩花岗岩

4、构造致密，较小的孔隙率和吸水率花岗岩构造致密，较小的孔隙率和吸水率较大的密度和抗压强度较大的密度和抗压强度优良的装饰性能优良的装饰性能 黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测（2）玄武岩）玄武岩由斜长石、橄榄石和辉石组成。由斜长石、橄榄石和辉石组成。硬度高脆性大硬度高脆性大，抗风化能力强抗风化能力强。常用于高强混凝土的骨料、道路路面和水利工程。常用于高强混凝土的骨料、道路路面和水利工程。黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测（3）浮石、火山灰）浮石、火山灰浮石是颗粒状的火山岩。可作为轻混凝土的骨浮石是颗粒状的火山岩。可作为轻混凝土

5、的骨料。料。火山灰是粉状火山岩。能与石灰反应生成水硬火山灰是粉状火山岩。能与石灰反应生成水硬性胶凝材料。可作为水泥的混合材料和混凝土性胶凝材料。可作为水泥的混合材料和混凝土的外掺料。的外掺料。 黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测（二）沉积岩 Sedimentary rock1沉积岩的形成沉积岩的形成 由地表的各类岩石经自然界的风化作用，被风力、水流和冰川搬由地表的各类岩石经自然界的风化作用，被风力、水流和冰川搬迁后再沉淀堆积，在地表或地表下不太深的地方形成的岩石。迁后再沉淀堆积，在地表或地表下不太深的地方形成的岩石。 沉积岩的孔隙率和吸水率大，表观密度小，抗

6、压强度低，耐久性沉积岩的孔隙率和吸水率大，表观密度小，抗压强度低，耐久性差。差。 黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测按生成条件可分为三类：按生成条件可分为三类：（1）机械沉积机械沉积 是岩石经自然风化而松散破碎后，经风力、是岩石经自然风化而松散破碎后，经风力、水流和冰川等搬运、沉积、重新压实而成的岩石，水流和冰川等搬运、沉积、重新压实而成的岩石， 石灰岩、石灰岩、砂岩和页岩等。砂岩和页岩等。（2）化学沉积化学沉积 是岩石中易溶于水的矿物，经聚集沉积而成是岩石中易溶于水的矿物，经聚集沉积而成的岩石，有石膏、白云岩和菱镁石等。的岩石，有石膏、白云岩和菱镁石等。（

7、3）生物沉积生物沉积 是各种生物死亡后的残骸沉积而成的岩石，是各种生物死亡后的残骸沉积而成的岩石，有白垩和硅藻土等。有白垩和硅藻土等。（二）沉积岩（二）沉积岩黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测 黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测2常用的沉积岩常用的沉积岩 石灰岩石灰岩：主要化学成分为：主要化学成分为CaCO3，主要矿物，主要矿物为方解石。为方解石。 使用如下：使用如下： 1、石灰岩是生产水泥和石灰的主要原料；、石灰岩是生产水泥和石灰的主要原料； 2、石灰岩块石可用于、石灰岩块石可用于基础、墙身、台阶和基础、墙身、台阶和路面

8、路面，水利工程中可用于堤岸、护坡等；，水利工程中可用于堤岸、护坡等； 3、石灰岩碎石、石灰岩碎石是混凝土常用的骨料是混凝土常用的骨料。黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测（三）变质岩（三）变质岩 Metamorphic rock 1变质岩的形成变质岩的形成 变质岩是地壳中原有的各类岩石，在高温高压变质岩是地壳中原有的各类岩石，在高温高压下，发生下，发生再结晶作用，矿物组成、结构发生部分再结晶作用，矿物组成、结构发生部分或全部改变所形成新的岩石或全部改变所形成新的岩石。 大理岩由大理岩由石灰岩和白云岩石灰岩和白云岩变质而成：建筑饰面变质而成：建筑饰面材料。材料。

9、 石英石英由砂岩变质而成：陶瓷和玻璃的主要原料。由砂岩变质而成：陶瓷和玻璃的主要原料。黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测2常用的变质岩常用的变质岩 （1）大理岩）大理岩 （2）石英岩）石英岩 （3）片麻岩）片麻岩黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测黑金石 玉金香旧米黄 台湾和平白 雪花白 挪威红 黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测1 表观密度表观密度 表观密度与矿物组成和孔隙率有关。表观密度与矿物组成和孔隙率有关。 表观密度可间接反映出石材的致密程度表观密度可间接反映出石材的致密程度、孔隙

10、率孔隙率、抗压强度抗压强度、吸水率吸水率和和耐久性耐久性等性等性能。能。（一）物理性质（一）物理性质任务二任务二 天然岩石的技术性质天然岩石的技术性质黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测 石材按表观密度大小分为：石材按表观密度大小分为：1、重石重石 表观密度表观密度 1800kg/m3，主要用，主要用于基础、路面、桥梁、承重墙、水工建于基础、路面、桥梁、承重墙、水工建筑物等。筑物等。2、轻石轻石 表观密度表观密度 1800kg/m3 ，主要，主要用于墙体材料。用于墙体材料。黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测 %10021ww

11、ammW %10021wwammW 2 吸水性 岩石在一定的试验条件下吸收水分的能力，称为岩石的吸水性。 常用饱和吸水率与饱水系数等指标表示。黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测(1)吸水率吸水率 岩石的吸水率岩石的吸水率(Wa)是指岩石试件在大气压力是指岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸入水的质量和室温条件下自由吸入水的质量(mw1)与岩样与岩样干质量干质量(mw2)之比，用百分数表示，即之比，用百分数表示，即 %10021wwammW黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测%1002swpmmW (2)饱和吸水率(Wp) 是

12、指岩石试件在高压(一般压力为15MPa)或真空条件下吸入水的质量(mw2)与岩样干燥质量(ms)之比，用百分数表示，即黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测(3）饱水系数）饱水系数 岩石的吸水率岩石的吸水率(Wa)与饱和吸水率与饱和吸水率(Wp)之比，称为饱之比，称为饱水系数。水系数。 反映了岩石中大、小开口孔隙的相对比例关系。反映了岩石中大、小开口孔隙的相对比例关系。 饱水系数愈大，岩石中的大开口孔隙相对愈多，而饱水系数愈大，岩石中的大开口孔隙相对愈多，而小开口孔隙相对愈少。小开口孔隙相对愈少。 饱水系数大，说明常压下吸水后余留的孔隙就愈少，饱水系数大，说明常

13、压下吸水后余留的孔隙就愈少，岩石愈易被冻胀破坏，因而其抗冻性差岩石愈易被冻胀破坏，因而其抗冻性差 黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测 3 岩石的耐水性岩石的耐水性 岩石浸水饱和后强度降低的性质岩石浸水饱和后强度降低的性质，称为软化性。，称为软化性。 用软化系数用软化系数(KR)表示。表示。KR定义为岩石试件的饱和定义为岩石试件的饱和抗压强度与干抗压强度的比值，即抗压强度与干抗压强度的比值，即ccwRK黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测按软化系数分为高、中、低三等：按软化系数分为高、中、低三等： 1、K软软0.90，为高耐水

14、性石材，为高耐水性石材 2、0.700.90，为中耐水性石材，为中耐水性石材 3、0.600.70， 为低耐水性石材为低耐水性石材经常与水接触的建筑物中，石料的经常与水接触的建筑物中，石料的K软软0.750.90。黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测 4 抗冻性抗冻性 岩石抵抗冻融破坏的能力，称为抗冻性。岩石抵抗冻融破坏的能力，称为抗冻性。 常用常用抗冻系数抗冻系数和和质量损失率质量损失率来表示。来表示。 抗冻系数抗冻系数(Rd)是指岩石试件经反复冻融后的干抗压强是指岩石试件经反复冻融后的干抗压强度度(c2)与冻融前干抗压强度与冻融前干抗压强度(c1)之比，用

15、百分数表示，之比，用百分数表示，即即%10012ccdR黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测 质量损失率质量损失率(Km)是指冻融试验前后干质量之是指冻融试验前后干质量之差差(ms1ms2)与试验前干质量与试验前干质量(ms1)之比，以之比，以百分数表示，即：百分数表示，即：%100121sssmmmmK黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测5 抗风化性抗风化性水、冰、化学因素造成岩石开裂或剥落的过程，水、冰、化学因素造成岩石开裂或剥落的过程，称为岩石的风化。称为岩石的风化。黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检

16、测建筑材料与检测Compassberg Mountains in South Africa. Many geological processes are at work here, particularly freeze-thaw action in which rocks are broken apart by the expansion of frozen water and repeated heating and cooling.黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测黄河水利职业技术学

17、院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测孔隙率和矿物成分。孔隙率和矿物成分。风化程度用系数风化程度用系数Kw表示，表示， Kw为风化岩石与新鲜岩为风化岩石与新鲜岩石的单轴抗压强度的比值。石的单轴抗压强度的比值。黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测防风化的主要措施：防风化的主要措施：（1）磨光石材表面）磨光石材表面（2）防止表面积水）防止表面积水（3）采用有机硅喷涂表面）采用有机硅喷涂表面（4）对硅酸盐类岩石，可用氟硅酸镁溶）对硅酸盐类岩石，可用氟硅酸镁溶液处理表面液处理表面黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测（二）

18、力学性质（二）力学性质1 抗压强度抗压强度 以三个边长为以三个边长为70mm的立方体试件，吸水饱和下的抗压强的立方体试件，吸水饱和下的抗压强度算术平均值。根据强度值划分为度算术平均值。根据强度值划分为MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15、MU10九个强度等级。九个强度等级。立方体边长（立方体边长（mm）2001501007050换算系数换算系数1.431.281.1410.86黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测强度影响因素强度影响因素形状和尺寸：尺寸越小，强度越高形状和尺寸：尺寸越小，强度越高矿物组成：主要矿物为石

19、英时强度较高，但云母含矿物组成：主要矿物为石英时强度较高，但云母含量多时强度低。量多时强度低。构造：有层理的岩石，垂直于层理方向的强度高于构造：有层理的岩石，垂直于层理方向的强度高于平行层理方向的强度平行层理方向的强度孔隙率和风化：较大的孔隙率，易风化，易降低岩孔隙率和风化：较大的孔隙率，易风化，易降低岩石强度石强度黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测1.1.工程对砌筑石材的要求工程对砌筑石材的要求 （）石材尺寸规格（）石材尺寸规格常用的砌筑石材有毛石和料石。常用的砌筑石材有毛石和料石。 毛石毛石为不规则形，但毛石的中间厚度不小于为不规则形，但毛石的中间厚度不

20、小于1515，至少有一个方向的长度不小于至少有一个方向的长度不小于3030，平毛石应有两个大致，平毛石应有两个大致平行的面。平行的面。 料石料石宽度和厚度均不宜小于宽度和厚度均不宜小于2020，长度不宜大于，长度不宜大于厚度的倍，形状应大致呈六面体。厚度的倍，形状应大致呈六面体。 任务三任务三 常用建筑石材常用建筑石材黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测（）石材抗压强度（）石材抗压强度根据边长根据边长7070立方体试件的抗压强度，砌筑石立方体试件的抗压强度，砌筑石材的强度等级分为材的强度等级分为1010、1515、2020、3030、4040、5050、606

21、0、8080、100100共九个等级。共九个等级。立方体边长（立方体边长（mm）2001501007050换算系数换算系数1.431.281.1410.86黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测 2 2 装饰石材装饰石材1 1）天然大理石）天然大理石 天然大理石是石灰岩或白云岩在地壳内经过高天然大理石是石灰岩或白云岩在地壳内经过高温高压作用形成的变质岩，多为层状结构，有明显的结晶，温高压作用形成的变质岩，多为层状结构，有明显的结晶，纹理有斑纹、条纹之分，是一种富有装饰性的天然石材。纹理有斑纹、条纹之分，是一种富有装饰性的天然石材。 成分：成分：化学成分为碳酸盐，

22、矿物成分为方解石或白云化学成分为碳酸盐，矿物成分为方解石或白云石。石。 颜色：颜色：纯大理石为白色，当含有部分其它深色矿物时，纯大理石为白色，当含有部分其它深色矿物时，产生多种色彩与优美花纹。从色彩上来说，有纯黑、纯白、产生多种色彩与优美花纹。从色彩上来说，有纯黑、纯白、纯灰、墨绿等数种。纯灰、墨绿等数种。 黄河水利职业技术学院黄河水利职业技术学院 建筑材料与检测建筑材料与检测纹理：纹理：有晚霞、云雾、山水、海浪等山水图案、有晚霞、云雾、山水、海浪等山水图案、自然景观。自然景观。优点：优点：抗压强度较高，但硬度并不太高，易于加抗压强度较高，但硬度并不太高，易于加工雕刻与抛光。工程装饰中得以广泛应用。工雕刻与抛光。工程装饰中得以广泛应用。缺点：缺点：长期受雨水冲刷，特别是受酸性雨水冲刷长期受雨水冲刷，特别是受