6-第六章工程石材,墙体材料和屋面材料

第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料 圆明园大水法遗址
第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料石材的生产制备工艺： Nhomakorabea矿体岩石
露天/地下开采
毛石
石材
料石


板材


粉体
抛光
整形修边 下脚料
第一节 工程石材
石材是指从天然岩石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(rock wool)、 铸石(cast stone)等建材产品。
第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料
4.石灰岩：方解石组成，分为密实、多孔、散粒构造。用于 基础、外墙、桥墩、台阶和路面，还可用作混凝土集料，也 是生产石灰、水泥和玻璃的主要原料。 5.大理岩：石灰岩或白云岩变质而成。主要用于室内墙面、 柱面、地面、栏杆、踏步、花饰等，不宜用作城市内建筑物 的外部装饰。 6.砂岩：硅质砂岩，钙质砂岩，铁质砂岩，粘土砂岩。常用 语基础、墙身、人行道、踏步等。 7. 其他建筑石材
第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料
四、石材的应用及防护
1. 石材的应用 （1）毛石 定义：是指岩石经爆破后所得形状不规则的石块。 分类：乱毛石——形状不规则
平毛石——有2个大致平行面 技术要求：中部厚度≥150mm，长度300~400mm， 抗压强度＞10MPa，软化系数≥0.75 应用：砌筑基础、勒脚、墙身、挡土墙、堤岸、护 坡，制作毛石混凝土
第二节 墙体材料
墙体材料的功能：结构、围护、美化。 墙体材料的改革方向： 保护环境、节约资源、能源 满足建筑结构体系的发展，包括抗震以及多功能 采用工厂化、现代化施工 新型墙体材料正朝着大型化、轻质化、节能化、利废化、
复合化、装饰化等方面发展
砌 墙 砖 墙 体 材 料墙 用 砌 块
第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料 赵州桥
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。
第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料 箭扣长城
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。
第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料 巨石阵
第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料 秦长城
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。
第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料
岩石构造：岩石中不同矿物集合体之间的排列方式 和充填方式。 a.块状构造（均一构造）：整体性好、耐久性高， 制取大型石材。花岗岩、闪长岩、大理岩。 b.层片状构造：沉积岩特征，砂岩、页岩、片麻岩 等 c.斑状、杏仁状及结核状构造：斑状（斑岩）、杏 仁状（方解石、蛋白石）及结核状构造。岩石整体 均匀性差。 d.气孔状构造：火山碎屑岩、喷出岩的主要构造形 式。
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》（GB 50003-2001）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50 mm的立方体试 件测定（GB9966.1-88）。 （2）冲击韧性：取决于矿物成分与构造 （3）硬度：莫氏硬度、肖氏硬度 （4）耐磨性：包括耐磨损性、耐磨耗性。
第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料 许家山石屋建筑群
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。
橄榄石 石英晶体
正长石 方解石
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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 又称火成岩，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、
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（3）变质岩 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。
a.正变质岩：由岩浆岩形成的变质岩，性能变 差。如花岗岩变质成片麻岩。
b. 副变质岩：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。
作。
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花岗石、大理石室内装饰板
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2.石材的防护
结构预防 制成易排水的形状，或覆盖一层防水材 料。
表面磨光 采用致密岩石，表面加工磨光，尽量使 表面平滑无孔
表面处理 石蜡或涂料进行处理，疏水剂表面处理
墙 用 板 材
一、砌墙砖
砌墙砖系指以粘土、工业废料或其他地方材料为主要原 料，以不同工艺制造的、用于砌筑承重和非承重墙体的 墙砖。
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2. 岩石的结构与构造
岩石结构：矿物的结晶程度、颗粒大小、形态及组 合方式的特征。 （1）结晶程度：全结晶、半结晶及玻璃体结构。 （2）矿物颗粒大小：显晶质（矿物晶体颗粒较粗， 用肉眼或放大镜识别）及隐晶质（矿物颗粒细小肉 眼不能识别）结构。 （3）矿物颗粒相对大小：等粒、不等粒、斑状、似 斑状。
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3. 工艺性质
——主要指开采和加工过程的难易程度及肯性， 包括加工性、磨光性、抗钻性等。 （1）加工性：是指对岩石劈解、破碎与凿琢等 加工工艺的难易程度。强度、硬度、韧性较高 者，不易加工；质脆而粗糙、有颗粒交错结构， 含有层状或片状构造以及业已风化者，也难以 满足加工要求。 （2）磨光性：指岩石能否磨成光滑表面的性质。 （3）可钻性：指岩石钻孔时其难易程度的性质。
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造岩矿物：构成岩石的矿物。 岩石的主要造岩矿物有： （1）石英（结晶状SiO2） （2）长石（结晶的铝硅酸盐） （3）云母（片状铝硅酸盐） （4）暗色矿物——角闪石、辉石、橄榄石（结晶的 铁镁硅酸盐） （5）方解石（结晶状CaCO3） （6）白云石（结晶的碳酸钙镁复盐）等。
第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料
第一节 工程石材 第二节 墙体材料 第三节 屋面材料
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第一节 工程石材(stone)
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。
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（The Great Pyramids）。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。
第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料 胡夫金字塔
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”。
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三、常用石材
1.花岗岩 组成：石英、长石、云母及暗色矿物。坚硬致密、 抗压强度高（120~250MPa）孔隙率小，吸水率低，耐磨性 好，耐久性高，使用年限75~200年。用于基础、勒角、柱 子、地面等部位。也是高档的装修、装饰材料。 2.辉长岩：深成岩的一种，由暗色矿物组成，属全晶质等粒 状结构，块状构造。抗压强度：200~350MPa，表观密度 2900~3300kg/m3。韧性好、耐磨性强、耐久性好，可做承 重结构材料，也可作装饰装修材料。 3.玄武岩： 属喷出岩， 斜长石、辉石、橄榄石组成。为玻 璃体或隐晶质。常用作筑路材料、混凝土集料。
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（2）料石 定义：是指经加工而成规则的六面体块石。 分类： a.按表面加工的平整程度：毛料石、粗料石、半细
料石、细料石 b.按形状：条石、方石、拱石 （3）石板 定义：是用致密的岩石凿平或锯解而成，厚度一
般为20mm的石材。 作为饰面用的板材一般用花岗岩和大理岩加工制
第六章 工程石材、墙体材料和屋面材料
（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。
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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）。
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（2）沉积岩 又称水成岩，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）。
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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1800 kg/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。
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一、岩石的基本知识 1. 岩石的组成
岩石是由一种或多种矿物构成的。 矿物：存在于地壳中具有一定的化学成分和物理性 质的自然元素或化合物。（单质、化合物）
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。