07 第7章 建筑石材.pptx

第1页：第7章 建筑石材

本页为图示内容，具体说明见对应图片。

第2页：第7章 建筑石材内容导览

本章内容7.1天然石材7.2人造石材

第3页：7.1 天然石材

7.1.1岩石的形成与分类按地质分类法，天然石材可以分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类

1．岩浆岩（1）岩浆岩的形成岩浆岩又称火成岩，是地壳内的熔融岩浆在地下或喷出地面后冷凝而成的岩石

根据不同的形成条件，岩浆岩可以分为以下三种：

第4页：深成岩

①深成岩深成岩是地壳深处的岩浆在受上部覆盖层压力的作用下经缓慢冷凝而成的岩石

其结晶完整、晶粒粗大、结构致密，具有抗压强度高、孔隙率及吸水率小、表观密度大、抗冻性好等特点

土木工程常用的深成岩有花岗岩、正长岩、橄榄岩、闪长岩等

第5页：喷出岩

②喷出岩喷出岩是岩浆喷出地表时，在压力降低和冷却较快的条件下而形成的岩石

由于其大部分岩浆来不及完全结晶，因而常呈隐晶（细小的结晶）或玻璃质（非晶质）结构

当喷出的岩浆形成较厚的岩层时，其岩石的结构与性质类似深成岩

当形成较薄的岩层时，由于冷却速度快及气压作用而易形成多孔结构的岩石，其性质近似于火山岩

土木工程常用的喷出岩有辉绿岩、玄武岩、安山岩等

第6页：火山岩

③火山岩火山岩是火山爆发时，岩浆被喷到空中而急速冷却后形成的岩石

有多孔玻璃质结构的散粒状火山岩，如火山灰、火山渣、浮石等

也有因散粒状火山岩堆积而受到覆盖层压力作用并凝聚成大块的胶结火山岩，如火山凝灰岩等

第7页：岩浆岩的分类

（2）岩浆岩的分类根据SiO2的含量，岩浆岩可分为下面几类：①酸性岩类（SiO2含量＞65%）②中性岩类（SiO2含量65%~52%）③基性岩类（SiO2含量52%~45%）④超基性岩类（SiO2含量＜45%）

第8页：常用岩浆岩

（3）常用的岩浆岩①花岗岩

花岗岩是岩浆岩中分布较广的一种岩石，主要由长石、石英和少量云母（或角闪石等）组成，具有致密的结晶结构和块状构造

在土木工程中常用于作基础、闸坝、桥墩、台阶、路面、墙石和勒脚及纪念性土建结构物等

②玄武岩、辉绿岩

玄武岩是喷出岩中最普通的一种，颜色较深，常呈玻璃质或隐晶质结构，有时也呈多孔状或斑形构造

常用作高强混凝土的骨料、道路路面的抗滑表层等

③火山灰、浮石

火山灰是颗粒粒径小于5mm的粉状火山岩

浮石是粒径大于5mm并具有多孔构造的火山岩

可作水泥的混合材及混凝土的掺和料

第9页：沉积岩

2．沉积岩（1）沉积岩的形成和种类沉积岩又名水成岩，是由地表的各类岩石经自然界的自然风化、风力搬运、流水冲刷等作用后再沉积（压实、相互胶结、重结晶等）而形成的岩石，主要存在于地表及不太深的地下

其特征是呈层状构造，外观多层理，表观密度小，孔隙率和吸水率较大，强度较低，耐久性较差

根据沉积岩的生成条件，可分为机械沉积岩、化学沉积岩、生成有机沉积岩

第10页：常用的沉积岩①石灰岩

（2）常用的沉积岩①石灰岩

石灰岩俗称灰石或青石，主要化学成分为CaCO3，主要矿物成分是方解石

石灰石来源广、硬度低、易劈裂、便于开采，具有一定的强度和耐久性，因而广泛用于土木工程中

②砂岩

砂岩主要是由石英砂或石灰岩等细小碎屑经沉积并重新胶结而成的岩石

砂岩的主要矿物为石英，次要矿物有长石、云母及粘土等

第11页：常用的变质岩

3．变质岩（1）变质岩是地壳中原有的各类岩石，在地层的压力和温度作用下，原岩石在固体状态下发生再结晶作用，其矿物成分、结构构造以至化学成分发生部分或全部改变而形成的新岩石

一般由岩浆岩变质而成的称正变质岩，如片麻岩等

由沉积岩变质而成的称副变质岩，如大理石、石英岩等

第12页：常用的变质岩①大理岩

（2）常用的变质岩①大理岩

大理岩又称大理石，是由石灰岩或白云石经高温高压作用，重新结晶变质而成

大理石锯切、雕刻性能好，磨光后非常美观，可用于高级土木工程物的装饰工程

②石英岩

石英岩是由硅质砂岩变质而成，晶体结构，岩体均匀致密，抗压强度大，硬度大、加工困难，常用作耐磨耐酸的装饰材料

③片麻岩

片麻岩是由花岗岩变质而成，其矿物成分与花岗岩相似，呈片状构造，因而各个方向的物理、力学性质不同

片麻岩常用作碎石、块石及人行道石板等

第13页：7.1.2 天然石材的技术性质

天然石材的技术性质可分为物理性质、力学性质、化学性质与工艺性质

天然石材因生成条件各异，常含有不同种类的杂质，矿物成分会有所变动，所以，即使是同一类岩石，它们的性能可能有很大的差别

因此，在使用时，必须进行检验和鉴定，以保证工程质量

常用天然石材的性能可参见课本表7-2

第14页：天然石材的物理性质

1．物理性质（1）石材的真实密度（简称密度）石材在规定条件（105℃±5℃烘干至恒重，温度20℃（2）表观密度石材的表观密度是单位体积（含石材的实体矿物及不吸水的闭口孔隙，但不包括能吸水的开口孔隙在内的体积）所具有的质量

）绝对密实状态下（绝对密实状态下

不包括任何孔隙在内的体积）单位体积所具有的质量。

第15页：毛体积密度

（3）毛体积密度石材的毛体积密度是单位体积（含石材实体矿物及不吸水的闭口孔隙，能吸水的开口孔隙在内的体积）所具有的质量

（4）吸水性石材在浸水状态下吸入水分的能力，称为吸水性

吸水性的大小，以吸水率表示

吸水率有质量吸水率和体积吸水率

第16页：耐水性

（5）耐水性石材的耐水性以软化系数表示

岩石中含有较多的粘土或易溶物质时，软化系数则较小，其耐水性较差

根据软化系数大小可将石材分为高、中、低三个等级

（6）抗冻性石材在饱水状态下，能经受多次冻结和融化作用（冻融循环）而不破坏，同时也不严重降低强度的性质称为抗冻性

第17页：耐热性

（7）耐热性耐热性与其化学成分及矿物组成有关

石材的耐热性与导热性有关，导热性主要与其致密程度有关

（8）坚固性坚固性是采用硫酸钠侵蚀法来测定的

第18页：力学性质

⒉力学性质（1）抗压强度石材的抗压强度是划分石材强度等级的依据，采用边长为70mm的立方体试件，用标准方法进行测试

根据《砌体结构设计规范》(GB50003—2001)的规定，天然石材的强度等级可分为MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20等七个等级

第19页：韧性

（2）冲击韧性它取决于矿物组成的硬度与构造

凡由致密、坚硬矿物组成的石材，其硬度就高

岩石的硬度以莫氏硬度表示

（3石材的耐磨性与其内部组成矿物的硬度、结构性以及石材的抗压强度和冲击韧性等性质有关

组成矿物愈坚硬，构造愈致密以及其抗压强度和冲击韧性愈高，则石材的耐磨性愈好

）耐磨性耐磨性

石材在使用条件下抵抗摩擦以及冲击等复杂作用的性质。

第20页：加工性

⒊工艺性质（1（2致密、均匀、细粒的岩石，一般都有优良的磨光性，可以磨成光滑整洁的表面

（3影响抗钻性的因素很复杂，一般与岩石的强度、硬度等有关

）加工性加工性

对岩石劈解、破碎与凿琢等加工工艺的难易程度。

）磨光性磨光性

岩石能否磨成光滑表面的性质。

）抗钻性抗钻性

岩石钻孔难易程度的性质。

第21页：化学性质

⒋化学性质在土木工程中，各种矿质集料是与结合料（水泥与沥青）组成混合料而使用于结构物中的

随着近代物化力学研究的发展，认为矿质集料在混合料中与结合料起着复杂的物理-化学作用，矿质集料的化学性质很大程度地影响着混合料的物理-力学性质

在沥青混合料中，由于矿质集料的化学性质变化，对沥青混合料的物理-力学性质起着极为重要的作用

第22页：7.1.3 天然石材的加工类型

及选用原则1．加工类型（1）砌筑用石材砌筑用石材分为毛石、料石两类

①毛石毛石又称片石或块石，是由爆破直接得到的石块

按其表面的平整程度分为乱毛石和平毛石两类

②料石料石又称条石，系由人工或机械开采的较规则的并略加凿琢而成的六面体石块

第23页：天然石材的加工类型

（2）板材用致密岩石凿平或锯解而成的厚度一般为20mm的石材称为板材

①天然大理石板材

大理石板材是用大理石荒料（即由矿山开采出来的具有规则形状的天然大理石块）经锯切、研磨、抛光等加工的石板

②天然花岗石板材

花岗石板材是以火成岩中的花岗岩、安山岩、辉长岩、片麻岩等块料经锯片、磨光、修边等加工而成的板材

③颗粒状石材：碎石卵石石渣

第24页：天然石材的选用原则

2．天然石材的选用原则在土木工程设计和施工中，应根据适用性和经济性的原则选用石材

（1）适用性可根据石材在土木工程物中的用途和部位，选定其主要技术性质能满足要求的岩石

（2）经济性天然石材的密度大，不宜长途运输，应综合考虑地方资源，尽可能做到就地取材

第25页：7.2 人造石材

7.2.1人造石材的类型根据人造石材使用的胶结料类型可将其分为以下四类：1、水泥型人造石材以白色、彩色水泥或硅酸盐、铝酸盐水泥为胶结料，砂为细骨料，碎大理石、碎花岗石或工业废渣等为粗骨料，必要时再加入适量耐碱颜料，经配料、搅拌、成型和养护后，再进行磨平抛光而制成

第26页：聚酯型人造石材

2、聚酯型人造石材以不饱和聚酯为胶结料，加入石英、大理石、方解石粉等无机填料和颜料，经配料、混合搅拌、浇注成型、固化、烘干、抛光等工序而制成

⒊复合型人造石材该类人造石材由无机胶结料（各类水泥、石膏等）和有机胶结料（不饱和聚酯或单体）共同组合而成

4、烧结型人造石材把斜长石、石英石粉和赤铁矿以及高岭土等混合成矿粉，再经1000℃左右的高温焙烧而成

第27页：人造石材的性能

7.2.2人造石材的性能⒈装饰性⒉物理性能⒊耐久性⒋可加工性