建筑材料—石材

建筑材料—石材

岩石的组成：

岩石是由一种或数种主要矿物组成的集合体，岩石的性质取决于矿物的性质、含量及岩石的结构、构造特征等。矿物是在地壳中受各种不同的地质作用，所形成的具有一定的化学组成和物理性质的单质或化合物。组成岩石的矿物称为造岩矿物，造岩矿物有数十种之多，如：石英、长石、云母等。

主要的造岩矿物有：石英、长石、云母、辉石（角闪石、橄榄石）、方解石和白云石等。

石英主要成分是Si02；长石主要成份为结晶的铝硅酸盐；云母的主要成份是含水铝硅酸盐；辉石主要成份为结晶的铁镁硅酸盐；方解石主要是晶状的碳酸钙；白云石主要成分为碳酸钙镁复盐。

岩石的分类：

岩石按地质形成条件可分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩（水成岩）和变质岩三大类。按岩石的化学组成及结构致密程度可分为耐酸岩石（Si02含量不低于55％），如花岗岩，耐碱岩石（Ca0、Mg0含量越高，耐碱性越强），如大理石。

1、岩浆岩

岩浆岩是地壳深处上升的岩浆冷凝结晶而成的岩石，是组成地壳的主要岩石。根据冷却条件不同可分为深成岩、喷出岩和火山岩三类。

①深成岩：岩浆在地壳深处均匀冷却而成的岩石，这种岩石多为结晶结构，构造致密，因此强度高，吸水率小，抗冻性好。建筑上常用的深成岩有花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩等。

②喷出岩：岩浆喷出地壳表面迅速冷却而成的岩石。这种岩石多为隐晶质或玻璃体结构，结构不够致密，常呈多孔构造。建筑上常用的喷出岩有玄武岩、安山岩、辉绿岩。

③火山岩：火山爆发时岩浆被喷到空中急速冷却后形成的岩石。火山岩为玻璃体结构且呈多孔构造，孔隙率大，吸水性强，表观密度小，抗冻性差。

2、沉积岩

地表岩石经长期风化后成碎屑颗粒状，经风和水的搬迁，通过沉积和再造作用而形成的岩石，常见的有砂岩、页岩、石灰岩、石膏。根据不同沉积条件可分为机械沉积岩，化学沉积岩和生物沉积岩等。

机械沉积岩—岩石风化后，在水流、风力或冰川作用下逐渐沉积成散状或胶结成块体状而成。

化学沉积岩—岩石分化后，岩石中的矿物溶解在水中，经沉淀、沉积而成。

生物沉积岩—由各种有机体的残骸经沉积而成的岩石。

3、变质岩

由于地质力的作用，在高温和高压下，矿物再结晶或生成新矿物，使原来岩石（岩浆岩，沉积岩）的矿物成分和构造发生显著的变化而成为新的岩石。常见的有片岩、片麻岩、板岩、石英岩、大理岩。

通常沉积岩经变质后生成的变质岩，常使其结构密实，岩石建筑性能提高，如石灰岩和白云岩变质为大理石。而岩浆岩经变质后生成的变质岩，常使其原密实结构破坏或损伤，建筑性能反而下降，如花岗岩变质为片麻岩。

石材的技术性质可分为物理性能、力学性能和装饰性能。

1.物理性能

1）表观密度

石材表观密度决定于岩石的矿物组成及致密程度。在通常情况下，同种石材的表观密度越大，则抗压强度越高，吸水率越小，耐久性好，导热性好。石材根据表观密度可分为：

轻质石材——表观密度≤1800kg/m³，用作墙体材料。

重质石材——表观密度＞1800kg/m³，用作结构、装修和装饰材料。

2）吸水性、耐水性、抗冻性

石材吸水性与孔隙率和孔隙特征有关。孔隙特征相同的石材，孔隙率越大，吸水率也越高。封闭孔较连通吸水率低。表观密度大的石材吸水率低。石材吸水后，

强度降低，抗冻性变差，导热性增加，耐水性和耐久性下降。吸水率低于1.5%的岩石称为低吸水性岩石，吸水率介于1.5%～3%的岩石称为中吸水性岩石，吸水率高于3.0%的岩石称为高吸水性岩石。

石材的耐水性以软化系数表示。当石材中含有粘土或易溶于水的物质时，在水饱和状况下，强度会明显下降。

石材的抗冻性是指抵抗冻融破坏的能力，是衡量石材耐久性的一个重要指标。一般吸水率大得石材，抗冻性也差，抗冻性还与石材吸水饱和程度、冻结温度和冻融次数有关。

2.力学性能

矿物结晶较粗或不均匀，存在孔隙、裂缝、风化程度较深均影响石材的强度。石材以抗压强度为最高，抗拉强度则最低，只有抗压强度的1／50～1／20。因此，石材主要用于承受压力。石材的抗压强度是用边长50mm的立方体试件，在水饱合状态下，测得的抗压强度平均值表示。

抗压平均强度值划分为九个等级:MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15、MU10。

1、花岗岩（俗称豆渣石）

花岗岩属于岩浆岩的深成岩，主要造岩矿物是长石，石英和少量云母，不耐火（高温体积膨胀、爆裂）酸性，结晶质结构，密实构造，材质坚硬致密，抗压强度高，孔隙率低，吸水率低，耐磨性好，且色彩斑斓，色泽美观，装饰效果好，耐腐蚀性好，可以作为建筑结构材料和室外装饰材料。

2、大理石

大理石属于沉积变质岩，主要造岩矿物是方解石和白云石。碱性等粒变晶结构，密实构造，材质致密，但硬度不高，抗压强度高，色泽丰实，纹理自然，由于其耐腐蚀性差，可以作为优良的室内装饰材料。

3、玄武岩

玄武岩属岩浆岩的喷出岩。主要造岩矿物是暗色矿物，为玻璃质和隐晶质斑状结构，气孔状或杏仁状构造，材质坚硬，脆性大，耐久性好，高温可熔化浇铸成铸石或作道路材料及微晶玻璃、矿棉的原料。

4、石灰岩（俗称青石、青石板）

石灰岩是以方解石为主要成分的碳酸盐岩。有时含有白云石、粘土矿物和碎屑矿物，有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色，硬度一般不大，与稀盐酸有剧烈的化学反应。按成因分类属于沉积岩。可用于基础、挡土墙等石砌体，石灰和水泥的重要原料。

5、砂岩（白玉石）

砂岩是一种沉积岩，主要由各种砂粒胶结而成的，颗粒直径在0.05-2mm，其中砂粒含量要大于50%，结构稳定，通常呈淡褐色或红色，主要含硅、钙、黏土和氧化铁。绝大部分砂岩是由石英或长石组成的。应用范围:建筑的基础、勒脚、墙体、衬面、踏步等。