第六章工程石材,墙体材料和屋面材料

第一节工程石材(stone)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料石材是使用历史最悠久的建筑材料之一。最古老的石砌建筑是公元前2750年建于撒哈拉的金字塔，我国著名的古代石材建筑是河北的赵洲桥。石材的优点是：抗压强度高，耐久性、耐磨性、装饰性好，资源丰富；缺点是：表观密度大，脆性大，开采加工费用高。目前，在结构应用方面，石材逐步被混凝土所取代；在装饰应用方面，石材仍在继续发展，同时也正被其他更适宜的装饰材料所逐步取代。利用岩石还可生产岩棉(rockwool)、铸石(caststone)等建材产品。目前一页\总数五十一页\编于七点第六章工程石材、墙体材料和屋面材料开罗西南十公里处的吉萨区（Giza）有三座很大的金字塔，分别是胡夫金字塔、哈夫拉金字塔和孟考拉金字塔，一般统称为大金字塔（TheGreatPyramids）。其中以胡夫金字塔最为著名，是吉萨金字塔中规模最大、建筑水平最高、保存最完好的一座，大约建于公元前2570年，是法老胡夫给自己建造的寝陵。胡夫金字塔原高146.59米，四周底边原长230米。数千年以来它一直是地球上最高的建筑物。它是用230万块磨光的石灰石砌成，平均每块岩石重量约2.5吨，建造时曾用了十万名民夫，花费20年时间。建造时，先在金字塔的侧面建造斜坡道，再随石阶愈高，而往上建斜坡道。也在斜坡道上埋人圆木，以减少撬的阻力。胡夫金字塔目前二页\总数五十一页\编于七点第六章工程石材、墙体材料和屋面材料巨石阵（Stonehenge）坐落在英国伦敦西南100多公里的索尔兹伯里平原上，建于公元前2300年左右（距今4300年）。巨石阵占地大约11公顷，主要是由许多整块的蓝砂岩组成，每块约重50吨。这些石柱排成圆形，最高的石柱高达10米，不少横架在两根竖直的石柱上。人们猜测，这很可能是远古人类为观测天象而建造的。专家们认为，架置石块横梁很可能用的是“土屯法”。巨石阵目前三页\总数五十一页\编于七点第六章工程石材、墙体材料和屋面材料秦长城目前四页\总数五十一页\编于七点第六章工程石材、墙体材料和屋面材料箭扣长城箭扣长城位于京郊怀柔县西北八道河乡境内，距怀柔县城约30公里，山势非常富于变化，险峰断崖之上的长城也显得更加雄奇险要。箭扣长城因整段长城蜿蜒呈W状，形如满弓扣箭而得名。箭扣长城是明代万里长城最著名的险段之一，是近年来各种长城画册中上镜率最高的一段，向来是长城摄影的热点。目前五页\总数五十一页\编于七点第六章工程石材、墙体材料和屋面材料许家山石屋建筑群宁波宁海许家山村，是一个有着２００多年历史的山村。在村边地头，有为数可观的青灰色安山岩质石材，地方上俗称“铜板石”。这里是浙东最完整、最特别的石屋古村，仅石头屋就有200幢之多。许家山村的石屋高大宽敞，一般有两层，内部采用传统建筑抬架式筑法，大块的石头做了房基，次之做门楣、窗楣，更小则密密排列组成石墙。只有在梁柱和门窗等处使用了少量木材。石屋随着地势起伏灵活布置，从东往西一排接一排渐次升高，每两排石屋之间自然形成南北走向的巷道。目前六页\总数五十一页\编于七点第六章工程石材、墙体材料和屋面材料赵州桥赵州桥（又称安济桥）位于河北省赵县境内，建于隋开皇年间（公元595－605年），距今已有近1400年历史，它不仅是我国而且也是世界上现存最早、保存最完整的巨大石拱桥，特别是拱上加拱的“敞肩拱”的运用，更为世界桥梁史上的首创。

1991年，赵州桥被美国土木工程师学会选定为世界第十二处“国际土木工程历史古迹”，是目前国内唯一一处。目前七页\总数五十一页\编于七点第六章工程石材、墙体材料和屋面材料圆明园大水法遗址圆明园坐落在北京西郊海淀区，与颐和园紧相毗邻。它始建于康熙46年（1709年），由圆明园、长春园、万春园三园组成。有园林风景百余处，建筑面积逾16万平方米，是清朝帝王在150余年间创建和经营的一座大型皇家宫苑。圆明园于咸丰十年，即1860年10月，遭到英法联军的洗劫和焚毁，成为中国近代史上的一页屈辱史。目前八页\总数五十一页\编于七点第一节工程石材(stone)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料一、岩石的基本知识（Theelementaryknowledgeofrock）1.岩石的组成岩石是由一种或多种矿物构成的。由一种矿物构成的岩石称单成岩（如石灰岩），其性质由其矿物组成及结构构造决定；由几种矿物集合组成的岩石称复成岩（如花岗岩），其性质由其组成矿物的相对含量及结构构造决定。岩石没有确定的化学组成和物理性质。

岩石的主要造岩矿物有：石英（结晶状SiO2）、长石（结晶的铝硅酸盐）、云母（片状铝硅酸盐）、角闪石、辉石、橄榄石（结晶的铁镁硅酸盐）、方解石（结晶状CaCO3）、白云石（结晶的碳酸钙镁复盐）等。

岩石的结构：大多属于结晶结构，少数具有玻璃质结构。

岩石的构造有：块状（花岗岩、正长岩、大理岩、石英岩）、层片状（砂岩、板岩、片麻岩）、流纹状、斑状、杏仁状、结核状、气孔状（浮石、玄武岩、火山凝灰岩）。目前九页\总数五十一页\编于七点第一节工程石材(stone)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料一、岩石的基本知识（Theelementaryknowledgeofrock）2.岩石的分类根据地质形成条件，岩石分为：岩浆岩、沉积岩、变质岩。地表岩石分布情况：沉积岩占75%，岩浆岩和变质岩占25%。（1）岩浆岩(magmaticrock)

又称火成岩(igneousrock)，由地壳内部熔融岩浆上升冷却而成，占地壳总量的89%。

根据岩浆冷却条件，分为：深成岩（如花岗石、正长岩、闪长岩）、喷出岩（如玄武岩、安山岩、辉绿岩）、火山岩（如火山灰、浮石、火山凝灰岩）。目前十页\总数五十一页\编于七点第一节工程石材(stone)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料一、岩石的基本知识（Theelementaryknowledgeofrock）2.岩石的分类（2）沉积岩(sedimentaryrock)

又称水成岩(aqueousrock)，由地表岩石经风化后沉积再造而成。

根据成因和物质成分，分为：机械沉积岩（如页岩、砂岩、砾岩）、化学沉积岩（如石膏、菱镁石、白云岩）、生物沉积岩（如石灰岩、白垩、硅藻土(diatomite)）。（3）变质岩(metamorphicrock)

由于强烈的地质活动，原岩在固态下发生再结晶，使其矿物组成及构造发生显著变化而形成的新岩石，称为变质岩。

由沉积岩形成的变质岩，性能变好。如石灰岩、白云岩变质成大理岩，砂岩变质成石英岩。由岩浆岩形成的变质岩，性能变差。如花岗岩变质成片麻岩。目前十一页\总数五十一页\编于七点第一节工程石材(stone)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料一、岩石的基本知识（Theelementaryknowledgeofrock）参阅:

化石网

目前十二页\总数五十一页\编于七点第一节工程石材(stone)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料二、岩石的技术性质1.物理性质（1）表观密度：小于1800kg/m3为轻质石材，不小于1800kg/m3为重质石材。（2）吸水性：与孔隙率和孔隙特征有关。吸水性对强度、耐水性、导热性、抗冻性有很大影响。（3）耐水性：按软化系数分高（＞0.90）、中（0.70~0.90）、低（0.60~0.70）耐水性石材。一般软化系数低于0.80的石材不得用于重要建筑。（4）抗冻性：与吸水率有密切关系。（5）耐热性：与其化学成分及矿物组成有关。（6）导热性：与其致密程度、孔隙特征有关。（7）抗风化性：与其孔隙率、矿物组成有关。防风化的措施：表面磨光、防止表面积水、用有机硅喷涂表面等。目前十三页\总数五十一页\编于七点第一节工程石材(stone)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料二、岩石的技术性质2.力学性质（1）抗压强度：用于砌体等的石材的抗压强度采用边长70mm的立方体试件测定，根据《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）规定，石材强度等级分MU100~MU20七个等级。装饰用石材的抗压强度采用边长50mm的立方体试件测定（GB9966.1-88）。（2）硬度：莫氏硬度。（3）耐磨性：包括耐磨损性、耐磨耗性。目前十四页\总数五十一页\编于七点第一节工程石材(stone)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料三、常用石材1.建筑饰面石材（1）花岗石(granite)

岩石学所说的花岗岩指由石英、长石及少量的云母和暗色矿物组成全晶质的岩石；而建筑上所说的花岗石泛指具有装饰功能并可磨光、抛光的各类岩浆岩及少量其它类岩石，包括花岗岩、闪长岩、正长岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩(basalt)、安山岩、片麻岩等。花岗岩呈块状构造或粗晶嵌入玻璃质结构中的斑状构造，强度高、硬度大。

花岗岩抗压强度120~250MPa，使用年限75~200年。产品质量应符合《天然花岗石建筑板材》（JC205-92）规定。用于建筑物内外饰面及构筑。目前十五页\总数五十一页\编于七点第一节工程石材(stone)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料三、常用石材1.建筑饰面石材（2）大理石(marble)

岩石学所说的大理岩是由石灰岩或白云岩变质而成，主要造岩矿物是方解石或白云石；而建筑上所说的大理石泛指具有装饰功能并可磨光、抛光的各种沉积岩和变质岩，包括大理岩、致密石灰岩、白云岩、石英岩、蛇纹岩、砂岩、石膏岩等。大理石质地均匀、硬度小、易于加工和磨光。

大理石抗压强度70~110MPa，使用年限40~100年。产品质量应符合《天然大理石建筑板材》（JC79-92）规定。用于建筑物室内饰面。

目前十六页\总数五十一页\编于七点第一节工程石材(stone)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料三、常用石材2.构筑用石材（1）毛石（rubble）：岩石经爆破直接获得的石块，又称片石或块石。分为乱毛石、平毛石。（2）料石(hewnstone)：由开采而得的较规则的六面体石块（砂岩、花岗岩、石灰岩等），稍加凿琢修整而成。分为毛料石、粗料石、半细料石、细料石。目前十七页\总数五十一页\编于七点第二节墙体材料(wallmaterials)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料墙体材料和屋面材料是建筑工程中最重要的材料之一。我国传统的墙体材料和屋面材料是粘土砖瓦(burntclaybrickandtile)，秦砖汉瓦既反映了我国悠久的历史文明，也说明了目前我国建材的落后状况。当前，我国正大力提倡生产新型节能利废型墙体材料取代传统的粘土砖，以保护耕地、保护环境、保护自然资源。墙体在房屋中起承重、隔断或围护作用。在一般房屋建筑中，墙体占整个建筑物重量的1/2，用工量的1/3，造价的1/3。参阅：中国墙体材料网目前十八页\总数五十一页\编于七点第二节墙体材料(wallmaterials)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料按使用部位，墙体材料分为内墙材料(interiorwallmaterial)、外墙材料(exteriorwallmaterial)。外墙材料在强度、抗冻性、抗渗性、保温隔热性等方面比内墙材料有更高的要求。按承载能力，墙体材料分为承重墙材料(load-bearingwallmaterial)、非承重墙材料。按产品外形，墙体材料可分为三类：砖(brick)、砌块(block)、板材(slab,panel)。目前十九页\总数五十一页\编于七点第二节墙体材料(wallmaterials)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料一、砖按所用原料，砖分为：粘土砖、页岩砖、灰砂砖、煤矸石(gangue)砖、粉煤灰砖、炉渣砖等。按产品形式，砖分为：实心砖(solidbrick)、多孔砖(perforatedbrick)、空心砖(hollowbrick)、花格砖等。按生产工艺，砖分为：烧结砖(firedbrick)、蒸养砖(steam-curedbrick)、免烧砖(unfiredbrick)。目前二十页\总数五十一页\编于七点第二节墙体材料(wallmaterials)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料一、砖以粘土为主要原料，经配料、成型、干燥、焙烧等主要工艺生产的各种建筑制品统称为烧土制品，主要有：烧结普通砖、烧结粘土瓦、烧结多孔砖和烧结空心砖、建筑陶瓷等。

粘土(clay)是由天然岩石经长期风化(weathering)而成，为多种矿物的混合体，主要分为：粘土矿物（高岭石、蒙脱石、伊利石等含水铝硅酸盐）、杂质矿物（石英、云母、碳酸盐、氧化铁等）。粘土在焙烧过程中，在20~110℃脱去自由水，在450~850℃时脱去结晶水，在900℃以上粘土矿物分解（出现熔融物，逐渐填充颗粒之间的空隙，此过程称为烧结(sintering)。），温度继续升高，熔融物过多，坯体无法保持原形而生产软化变形，甚至坍流。烧结粘土砖的焙烧温度范围为950~1050℃。欠火砖孔隙率大、强度低、耐久性差、颜色浅（黄皮黑心）、敲击声哑；过火砖易变形、密实性大、导热系数大、强度高、色深、音脆。目前二十一页\总数五十一页\编于七点第二节墙体材料(wallmaterials)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料一、砖1.烧结砖（1）普通砖（实心砖）技术性能要求参照《烧结普通砖》（GB5101-2003），检验方法按照《砌墙砖试验方法》（GB/T2542-2003）。标准砖尺寸为240×115×53mm（砌筑灰缝10mm，则4块砖长、8块砖宽、16块砖厚均为1m，即每立方米砌体需512块普通砖。）。强度等级：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10。质量等级分为：优等品（A）、一等品（B）、合格品（C）。产品标记示例：烧结普通砖NMU15CGB5101，表示：粘土砖，强度等级MU15，合格品。烧结普通砖可利用的原料有：粘土（N）、页岩（Y）、煤矸石（M）、粉煤灰（F）。在我国，烧结粘土砖占烧结普通砖的90%以上。烧结普通砖的生产工艺为：配料、制坯、干燥、焙烧。目前二十二页\总数五十一页\编于七点第二节墙体材料(wallmaterials)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料一、砖1.烧结砖（2）多孔砖技术性能要求参照《烧结多孔砖》（GB13544-2000），检验方法按照《砌墙砖试验方法》（GB/T2542-2003）。使用较多的P型砖尺寸为240×115×90mm。强度等级：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10。质量等级分为：优等品（A）、一等品（B）、合格品（C）。产品标记示例：烧结多孔砖N290*140*9025AGB13544，表示：规格290mm*140mm*90mm，强度等级MU25，优等品的粘土砖。烧结多孔砖可利用的原料有：粘土(N)、页岩(Y)、煤矸石(M)、粉煤灰(F)。烧结多孔砖旧称承重空心砖，孔洞率不小于15%，大面有许多小孔，使用时孔洞垂直于承压面。烧结多孔砖主要用于砌筑六层以下承重墙。目前二十三页\总数五十一页\编于七点第二节墙体材料(wallmaterials)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料一、砖1.烧结砖（3）空心砖技术性能要求参照《烧结空心砖和空心砌块》（GB13545-2003），检验方法按照《砌墙砖试验方法》（GB/T2542-2003）。强度等级：MU10.0、MU7.5、MU5.0、MU3.5、MU2.5。密度等级：800、900、1000、1100。质量等级分为：优等品(A)、一等品(B)、合格品(C)。产品标记示例：烧结空心砖Y（290×190×90）800MU7.5AGB13545，表示：规格尺寸290mm×190mm×90mm，密度等级800，强度等级MU7.5，优等品的页岩空心砖。烧结空心砖可利用的原料有：粘土(N)、页岩(Y)、煤矸石(M)、粉煤灰(F)。烧结空心砖，孔洞率不小于35%，顶面有不多的大孔，使用时孔洞平行于承压面。烧结空心砖主要用于砌筑非承重墙。目前二十四页\总数五十一页\编于七点第二节墙体材料(wallmaterials)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料一、砖2.蒸养砖蒸养砖属硅酸盐制品，主要有：粉煤灰砖、炉渣砖、灰砂砖。其规格尺寸与烧结普通砖相同。目前二十五页\总数五十一页\编于七点第二节墙体材料(wallmaterials)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料一、砖2.蒸养砖（1）粉煤灰砖粉煤灰砖以粉煤灰、石灰为主要原料，掺入适量石膏、炉渣制成。粉煤灰砖强度等级分为：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10。质量等级分为：优等品(A)、一等品(B)、合格品(C)。技术性能参照《粉煤灰砖》（JC239-2001）。（2）煤渣砖煤渣砖以煤渣为主要原料，掺入适量石灰、石膏制成。煤渣砖强度等级分为：MU20、MU15、MU10、MU7.5。质量等级分为：优等品(A)、一等品(B)、合格品(C)。技术性能参照《煤渣砖》（JC525-1993）。（3）灰砂砖灰砂砖以石灰、天然砂为原料制成。灰砂砖强度等级分为：MU25、MU20、MU15、MU10。质量等级分为：优等品(A)、一等品(B)、合格品(C)。技术性能参照《蒸压灰砂砖》（GB11945-1999。目前二十六页\总数五十一页\编于七点第二节墙体材料(wallmaterials)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料一、砖3.免烧砖免烧砖以粘土类物质或工业废渣达成合理级配，掺入4~7%硅酸盐类水泥和少量早强剂或表面活性剂，加水搅拌压制成型，堆放一周后即可硬化使用。免烧砖外形与普通砖相同，强度等级分为：15、10、7.5。产品等级分为：一等品、合格品。技术性能参照《非烧结普通粘土砖标准》（JC422-91）。用混凝土生产砖取代粘土砖，是当前“禁实”政策下的产物。有关标准有：《混凝土多孔砖》(JC943-2004)，《混凝土实心砖》(GB/T21144-2007)，《装饰混凝土砖》(GB/T24493-2009)，《混凝土普通砖和装饰砖》(NY/T671-2003)等。目前二十七页\总数五十一页\编于七点第二节墙体材料(wallmaterials)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料二、砌块砌块外形尺寸为标准砖的6~60倍，分为小型砌块、中型砌块、大型砌块。生产砌块所用材料可以是：普通混凝土、加气混凝土、轻骨料混凝土、硅酸盐混凝土、石膏胶凝材料、烧结粘土等。砌块的形式有：密实砌块、空心砌块（单排孔、多排孔）、带饰面砌块、复合砌块、连锁砌块、异型砌块等。目前国内广泛使用的普通混凝土小型空心砌块(normalconcretesmallhollowblock)，主规格尺寸390×190×190mm，空心率25%~50%，强度等级：MU3.5、MU5.0、MU7.5、MU10.0、MU15.0、MU20.0。有关标准：《普通混凝土小型空心砌块》（GB8239-1997）、《混凝土小型空心砌块检验方法》（GB4111-1997）、《混凝土空心小型砌块建筑设计与施工规程》（JGJ14-82）、《小型砌块成型机分类》（GB8533-87）。目前二十八页\总数五十一页\编于七点目前二十九页\总数五十一页\编于七点目前三十页\总数五十一页\编于七点目前三十一页\总数五十一页\编于七点目前三十二页\总数五十一页\编于七点目前三十三页\总数五十一页\编于七点混凝土多孔砖目前三十四页\总数五十一页\编于七点混凝土多孔砖目前三十五页\总数五十一页\编于七点混凝土吸音砌块目前三十六页\总数五十一页\编于七点隔热混凝土小型砌块目前三十七页\总数五十一页\编于七点第二节墙体材料(wallmaterials)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料二、砌块砌块建筑是墙体技术改革的一条有效途径，其特点是：（1）具备砖的优点，砌筑轻便灵活，适应性强，可通过插筋、铺设钢筋网片、设置圈梁等措施满足抗震要求。（2）砌块生产工艺简单，建厂投资少，易实现机械化生产，原料来源广。（3）砌块施工效率高。小型空心砌块可直接用人工砌筑，一个工人每工日可砌100块（相当于1000块标准砖）；中型砌块采用小型机具即可施工，提高机械化程度。

有关砌块的详细资料可参阅《混凝土砌块生产与应用》（严理宽，中国建材工业出版社，1992.10.版，TU528.063/ZY172）、《建筑砌块与砌块建筑》（双月刊）、《新型建筑材料》（月刊）及有关构造图集。目前三十八页\总数五十一页\编于七点第二节墙体材料(wallmaterials)第六章工程石材、墙体材料和屋面材料三、板材1.大板大板一般以房间的整个开间为宽度尺寸、以层高为高度尺寸，可以预留门窗洞、预做外饰面，结构形式有：预应力钢筋混凝土、钢筋增强轻质混凝土、复合墙板等。泰柏板（网塑夹芯板）是一种新型内墙板，以阻燃型发泡聚苯乙烯板做芯材，外层以镀锌钢丝笼格作骨架，在施工现场定位后，以机械或人工方式在两侧表面施加砂浆保护层。该墙材具有轻质保温、施工快捷等优点，