石材相关知识

1、石材是指从天然岩石体中开采未经加工或经加工制成块状、板状或特定形状的石材的总称。石材是使用历史最悠久的建筑材料之一。由于其具有相当高的强度、良好的耐磨性和耐久性、较强的装饰性，并且资源丰富，易于就地取材 ，所以在现代建筑中应用仍十分广泛:（1）未加工的毛石可以用来砌筑基础、桥涵、挡土墙、堤岸、护坡及隧道衬砌等 ；（2）粗略加工后的石材，朴实自然，坚固而稳定，可以用作衬面材料、台阶、栏杆和纪念碑等 ；（3）经精细加工后的石材制品色泽润滑，美观而豪华 ，是良好的建筑装饰材料；（4）散粒状石材可以用作混凝土和砂浆的骨料以及筑路材料 特定种类的岩石是生产石膏、石灰和水泥的原材料。第一节 岩石的组成和分

2、类一、岩石中的主要造岩矿物二、岩石的分类（按成因）岩石是构成地壳的主要物质，是由各种不同的地质作用所形成的天然固态矿物的集合体，具有一定的化学成分、矿物成分、结构和构造。岩石是由一种或数种主要矿物所组成的集合体。构成岩石的矿物，称为造岩矿物。 由单一矿物组成的岩石叫单矿岩。如石灰岩主要是由方解石(结晶CaCO3)组成的单矿岩。 由两种或多种矿物组成的岩石叫多矿岩。如花岗岩是由长石、石英、云母等矿物组成的多矿岩。1. 石英2. 长石3. 云母4. 角闪石、辉石、橄榄石 5. 方解石6. 白云石7. 有害造岩矿物第一节 岩石的组成和分类一、岩石中的主要造岩矿物1.石英石英为结晶状的SiO2，两端为

3、尖形的六方柱状晶形，是最坚硬稳定的矿物。密度约为2.65 g/cm3，莫氏硬度为7，非常坚硬，强度高，化学稳定性及耐久性高。石英熔化温度为1710，但受热温度达573以上时，因晶型转变会产生裂缝，甚至松散。石英常见的有白色、乳白色和浅灰色。纯净的SiO2无色透明，称为“水晶”。第一节 岩石的组成和分类一、岩石中的主要造岩矿物2.长石 长石为钾、钠、钙等的铝硅酸盐晶体。长石有正长石和斜长石之分。第一节 岩石的组成和分类一、岩石中的主要造岩矿物正长石的化学成分是KAlSi3O8晶体呈短柱状和厚板状常见的为粒状或块状，密度为2.502.60 g/cm3，莫氏硬度为6，颜色呈肉红色、褐黄色。斜长石有钠

4、长石NaAlSi3O8和钙长石CaAlSi3O8两种，晶体呈柱状，常见的为粒状或柱状，密度为2.612.76 g/cm3，莫氏硬度为6，颜色为灰白色和浅红色。长石强度比石英低，稳定性不及石英，易风化成高岭土。3.云母 云母为片状含水铝硅酸盐。云母有白云母KAl2AlSi3O10 (OH)2、黑云母K(MgFe)AlSi3O10 (OH)2、金云母KMg3AlSi3O10 (OH)2等。云母密度为 2.703.10 g/cm3，莫氏硬度为23，易分解成薄片。当岩石中含有大量云母时，石材具有层理，降低了岩石的耐久性和强度，且表面难以磨光。相比之下，白云母耐久性好，黑云母易风化。 第一节 岩石的组成

5、和分类一、岩石中的主要造岩矿物白云母黑云母4.角闪石、辉石、橄榄石 角闪石、辉石、橄榄石均为结晶的铁镁硅酸盐。晶体为粒状、柱状，密度为3.004.00 g/cm3，莫氏硬度为57，颜色为暗绿或黑色，常称为暗色矿物。这些造岩矿物强度高，韧性好，耐久性好。岩石中暗色矿物含量增多，其强度和耐久性也随之提高，但也给加工造成了困难。 第一节 岩石的组成和分类一、岩石中的主要造岩矿物角闪石辉石橄榄石5.方解石方解石是结晶状的碳酸钙CaCO3，密度为2.70 g/cm3，莫氏硬度为3，呈白色，强度中等，易被酸类分解，微溶于水，易溶于含有CO2的水中。第一节 岩石的组成和分类一、岩石中的主要造岩矿物6.白云石

6、白云石为结晶的碳酸钙镁复盐MgCO3CaCO3，密度为2.90 g/cm3，莫氏硬度为4，呈白色或灰色，强度高于方解石，物理性质与方解石接近。第一节 岩石的组成和分类一、岩石中的主要造岩矿物7.有害造岩矿物如：石膏矿、菱镁矿、磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿等。 石膏易溶于水，岩石中含有石膏会降低其使用性能 黄铁矿为结晶的二硫化铁，岩石中含有黄铁矿，遇水及氧化作用后生成游离的硫酸，污染并破坏岩石。 第一节 岩石的组成和分类一、岩石中的主要造岩矿物天然岩石第一节 岩石的组成和分类二、岩石的分类（按成因）（一）岩浆岩（火成岩）（二）沉积岩（水成岩）（三）变质岩（一）岩浆岩 第一节 岩石的组成和分类二、岩石的

7、分类（按成因）也称火成岩，由地壳深处熔融岩浆上升冷却而成，具有结晶结构而没有层理。根据生成条件的不同，岩浆岩可分为以下三类。深成岩岩浆在地表深处受上部覆盖层的压力作用，缓慢冷却而形成的岩石。其特点是结晶完全、晶粒明显可辨、构造致密、表观密度大、抗压强度高、吸水率小、抗冻及耐久性好。喷出岩是岩浆喷出地表冷凝而成。由于冷却较快，大部分结晶不完全呈细小结晶状。岩浆中所含气体在压力骤减时会在岩石中形成多孔构造。火山岩是火山爆发时，岩浆被喷到空中急速冷却而形成的多孔散粒状岩石，多呈玻璃质结构，有较高的化学活性。如火山灰、火山渣、浮石等。火山凝灰岩是由散粒状岩石层受到覆盖层压力作用胶结成的岩石。岩浆岩（火

8、成岩）（二）沉积岩 第一节 岩石的组成和分类二、岩石的分类（按成因）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类。机械沉积岩化学沉积岩生物沉积岩岩浆岩（火成岩）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，在地表或距地表不太深处形成的岩石，主要有砂岩、砾岩、角砾岩和页岩等。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

9、度低、耐水性差，不能直接用作建筑材料。化学沉积岩是岩石中的矿物溶于水后，经富集、沉积而成的岩石，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。生物沉积岩是海生动植物的遗骸，经分解、分选、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。（三）

10、变质岩第一节 岩石的组成和分类二、岩石的分类（按成因）岩石由于强烈的地质活动，在高温和高压下，矿物再结晶或生成新矿物，使原来岩石的矿物成分、结构及构造发生显著变化而成为一种新的岩石，称为变质岩。变质岩大多是结晶体，构造、矿物成分都较岩浆岩、沉积岩更为复杂而多样。根据原岩种类，分为正变质岩和副变质岩。正变质岩由岩浆岩类原岩经变质作用而成的岩石。一般岩浆岩经变质后产生片状构造，建筑性能较原岩有所下降。如花岗岩变质后成为片麻岩，片麻岩易于分层剥落，耐久性差。副变质岩由沉积岩类原岩经变质作用而成的岩石。一般沉积岩形成变质岩后，其建筑性能有所提高。如石灰岩和白云岩变质后成为大理岩，砂岩变质后成为石英岩，

11、都比原来的岩石坚固耐久。 变质岩第二节 岩石的构造与性能一、结构与构造二、技术性质第二节 岩石的构造与性能一、结构与构造不同的成岩条件和造岩矿物使各类岩石具有不同的结构和构造特征，性能也有差异。岩石的结构是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形态及结合方式的特征。岩石的构造是指岩石中矿物集合体之间的排列或组合方式，或矿物集合体与其他组成物质之间结合的情况。1.块状结构2.层片状构造3.流纹、斑状、杏仁状和结核状构造4.气孔状构造1.块状结构第二节 岩石的构造与性能一、结构与构造特征:块状构造的岩石是由无序排列、分布均匀的造岩矿物所组成的一种构造。成因:岩浆岩中的深成岩和部分变质岩具有块状构造,因

12、在地表以下深处,压力大,温度高(降低慢)，有充足的时间使晶粒成长。(但变质岩的结晶在再造过程中经重结晶作用，其块状构造颗粒呈变晶，故晶体结构与岩浆岩有区别。)特点：晶粒粗大、成分均匀、构造致密、整体性，强度高、表观密度大、吸水率小、抗冻性和耐久性好。典型代表：花岗岩、正长岩、大理岩和石英岩。是良好的承重和装饰材料。2.层片状构造第二节 岩石的构造与性能一、结构与构造特征：组成岩石的物质其矿物成分、结构和颜色等特征沿垂直方向一层一层变化而形成层片状构造。层理是沉积岩所具有的一种重要的构造特征，片理是部分变质岩由于受变质作用而形成的构造特征。特点：层片状构造的岩石，由于层理、片理变化，整体性差。各

13、层的物理、力学性能不同，垂直于层理方向的抗压强度远高于平行方向的抗压强度。各层连接处易被水或有害液体侵蚀,而导致风化和破坏。但具有层理、片理的岩石易于开采和加工。典型代表：砂岩、板岩和片麻岩等,建筑上多用于人行道、踏步和屋面板等。3.流纹、斑状、杏仁状和结核状构造第二节 岩石的构造与性能一、结构与构造岩浆喷出地表后，沿地表流动时冷却而形成的构造称为流纹状构造。岩石成分中较粗大的晶粒分布在微晶矿物或玻璃体中的构造称为斑状构造。岩石的气孔中被次生矿物填充，形成杏仁状构造。部分沉积岩呈结核状，结核组成物与包裹其周围岩石的矿物成分不同，结核组成有钙质、硅质、铁质和铁锰质。特点：这几种构造所组成的岩石整

14、体均匀性差，斑晶、杏仁及结核的结构和构造与四周物质的结构和构造差异较大，一旦受到温度变化和外力作用时，易导致开裂和破坏。但在磨光后，纹理美观夺目，具有良好的装饰性。4.气孔状构造第二节 岩石的构造与性能一、结构与构造成因：岩浆中含有一些易挥发的成分，当岩浆上升至地面或喷出地表时，由于温度和压力剧减，便形成气体逸出，待岩浆凝固后，便留下了气孔。气孔构造是火山喷出岩的典型构造。特点：气孔构造的岩石孔隙率大，强度低，吸水率大；表观密度低，由于轻质、多孔而导热差，宜作墙体材料或轻质集料。常见种类：浮石、玄武岩、火山凝灰岩等。第二节 岩石的构造与性能二、技术性质1.毛体积密度2.强度等级3.硬度1. 毛

15、体积密度第二节 岩石的构造与性能二、技术性质石材的毛体积密度由岩石的矿物组成及致密程度所决定。在一般情况下，同种石材的毛体积密度越大，强度越大，吸水率越小，抗冻性和耐久性越好，导热性也好。石材根据毛体积密度可分为：轻质石材，毛体积密度小于1800kgm3，如：火山凝灰岩、浮石等，一般用于墙体材料。重质石材，毛体积密度大于1800 kgm3，如：花岗岩和大理岩等，可作为承重、装修和装饰用材料。2.强度等级第二节 岩石的构造与性能二、技术性质石材的强度等级分为9个：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15和MU10。它是以3个边长为70mm的立方体试块的抗压

16、强度平均值确定划分的。石材的强度取决于造岩矿物及岩石的结构和构造。3.硬度第二节 岩石的构造与性能二、技术性质石材的硬度取决于组成矿物组成、结构和构造，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。几种矿物的莫氏硬度对比表 第三节 常用石材一、花岗岩二、辉长岩三、玄武岩四、石灰岩五、大理岩第三节 常用石材一、花岗岩花岗岩是岩浆岩中分布最广的一种岩石，其主要造岩矿物有石英、长石、云母和少量暗色矿物，属晶质结构，块状构造。花岗岩的颜色有深青、紫红、浅灰和纯黑等，色彩主要由长石的颜色所决定，因为花岗岩中长石的含量较多。花岗岩坚硬致密，抗压强度高，在120250MPa之间，表观密度在26

17、002700kgm3之间，孔隙率小（0.19%0.36%），吸水率低（0.1%0.3%），耐磨性好，耐久性高，使用年限可达数十年至数百年。在建筑工程中，花岗岩是用得最多的一种岩石。花岗岩可用于基础、勒脚、柱子、踏步、地面和室内外墙面等。花岗岩经磨光后，色泽美观，装饰效果极好，是室内外主要的高级装修、装饰材料。第三节 常用石材二、辉长岩辉长岩是深成岩中的一种，主要造岩矿物是暗色矿物，属全晶质等粒状结构，块状构造。暗色矿物的含量增大，则强度高、韧性大、密度大，颜色也相应地由浅色转变为深暗色。辉长岩一般为绿色，抗压强度在200350MPa之间，表观密度为29003300kgm3，韧性好、耐磨性强、耐

18、久性好。在建筑工程中既可作承重结构材料，又可作装饰、装修材料。 第三节 常用石材三、玄武岩玄武岩属于喷出岩，造岩矿物与辉长岩相似。属玻璃质或隐晶质斑状结构，气孔状或杏仁状构造。 玄武岩的抗压强度随其结构和构造的不同而变化较大(100500MPa)，表观密度为29003500kgm3。此外，其硬度高，脆性大，耐久性好，但加工困难。 玄武岩分布较广，常用作筑路材料或混凝土集料。玄武岩高温熔化后可浇铸成耐酸、耐磨的铸石，还可以作为制造微晶玻璃的原料。第三节 常用石材四、石灰岩石灰岩是沉积岩中的一种，属晶质结构，层状构造，主要造岩矿物是方解石。（此外，还可能含有粘土、白云石、碳酸镁、氧化铁、氧化硅及一

19、些有机杂质。） 质地致密的石灰岩，抗压强度为20120MPa表观密度为20002600kgm3。 当石灰岩中粘土杂质超过3%4%时，则抗冻性、耐水性显著降低。硅质石灰岩强度高，硬度大，耐久性好。大部分石灰岩质地细密、坚硬，抗风化能力较强。石灰岩分布甚广，各地均有，采掘方便，加工容易。在建筑工程上，用于基础、外墙、桥墩、台阶和路面，还可用作混凝土集料。石灰岩也是生产石灰、水泥和玻璃的主要原料。第三节 常用石材五、大理岩大理岩抗压强度高(100300MPa)，表观密度较大(26002700kgm3)，纯大理岩为白色，俗称汉白玉，产量较少。多数大理岩因含杂质（氧化铁、二氧化硅、云母及石墨等）而呈现不

20、同的色彩，常见的有红、黄、棕、黑和绿等颜色。大理岩彩色花纹取决于杂质分布的均匀程度。大理岩质地致密但硬度不大（34），加工容易，经加工后的大理岩色彩美观，纹理自然，是优良的室内装饰材料。大理岩不宜用作城市内建筑物的外部装饰，因为城市的空气中常含有二氧化硫，遇水后生成亚硫酸，然后变成硫酸，与大理岩中的碳酸钙起反应，生成易溶于水的石膏，使其表面失去光泽，变为粗糙而多孔，失去了装饰效果和降低了建筑性能。 大理岩主要用于室内墙面、柱面、地面、栏杆、踏步及花饰等。 大理岩由石灰岩或白云岩变质而成。由白云岩变质而成的大理岩性能优于由石灰岩变质而成的大理岩。属等粒变晶结构，块状构造。第四节 石材的应用及防护一、石材的应用二、石材的防护第四节 石材的应用及防护一、石材的应用1.毛石2.料石3.石板1. 毛石第四节 石材的应用及防护一、石材的应用毛石也称片石，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。（1）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。（2）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。 毛石常用来砌筑基础、勒脚、墙身、桥墩、涵洞、毛挡土墙、堤岸及护坡，还可以用来浇筑