林建好土木工程材料本科天然石材
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岩矿物，约占2/3
统称为暗色矿物。颜 色黑、暗绿、褐、榄 绿等。玻璃光泽
Fe、Mg、Al、Ca等的硅 酸盐化合物晶体，密度 2.9~3.6，莫氏硬度5~7， 主要分布于岩浆岩，较易 风化
云母
黑云母 K(Mg， Fe)3(AlSi3O10)(OH)
白云母 KAl2(AlSi3O10)(OH)
方解石 CaCO3
浅黄铜色、条痕呈绿 黑或褐色。金属光泽
黑云母密度3.0，白云母 密度2.8，莫氏硬度2.5~3， 薄片具有弹性。白云母稳 定性好，主要分布于变质 岩中；黑云母稳定性差， 主要分布于岩浆岩和变质 岩中
密度2.6~2.9，莫氏硬度3， 易溶于酸，可溶于水，与 稀盐酸作用后剧烈起泡， 是石灰岩、大理岩的主要 矿物
天然石材具有以下的优点。
（1）蕴藏量丰富、分布广，便于就地取材。
（2）石材结构致密，抗压强度高，大部分 石材的抗压强度可达到100MPa以上。
（3）耐久性好，使用年限一般可达到百年 以上。
（4）装饰性好，石材具有纹理自然、质感 稳重、肃穆和雄伟的艺术效果。
（5）耐水性好。
（6）耐磨性好。
但石材也有自身不易克服的缺点，主要缺点 是自重大，质地坚硬，加工困难，开采和运输不 方便。
（3）火山岩
火山岩又称火山碎屑岩，是火山爆发时，岩浆被喷 到空中而急速冷却后形成的岩石。呈多孔结构，且表观 密度小。工程上常用的火山岩有火山灰、浮石、火山凝 灰岩等。
2.沉积岩
沉积岩又称为水成岩。它是由露出地表的各种岩石 经自然界的风化、搬运、沉积并重新成岩而形成的岩石。 主要存在于地表及不太深的地下。沉积岩为层状结构， 各层的成分、结构、颜色和层厚均不相同，与岩浆岩相 比，其特点是结构致密性较差，表观密度小，孔隙率和 吸水率大，强度较低，耐久性相对较差，但分布较广， 约占地表面积的75%，且藏地不深，开采、加工容易， 在工程上应用较广。根据沉积岩生成条件，可分为以下 三种：
Al)2O6] (Mg，Fe)(SiO4)
色泽
主要特征
无色透明至乳白色。 玻璃光泽
密度2.65，莫氏硬度7， 坚硬、强度高，化学性质 稳定，抗风化能力强，广 泛分布于各种岩石和土层
中
密度2.5~2.7，莫氏硬度6， 颜色白、灰、红、青。 较易风化，性能略低于石 半透明、玻璃光泽 英，是岩浆岩中最多的造
1.岩浆岩
岩浆岩又称火成岩，是由地壳内部熔融岩浆 上升过程中在地下或喷出地面后冷凝结晶而成的 岩石，它是组成地壳的主要岩石，占地壳总质量 的89%。根据岩浆冷凝情况不同，岩浆岩又分为 以下三种。
（2）喷出岩
喷出岩是岩浆冲破覆盖层喷出地表时，在压 力骤减和迅速冷却的条件下而形成的岩石。
由于其大部分岩浆喷出后还来不及完全凝固， 因而常呈隐品质（细小的结晶）或玻璃质结构。 当喷出的岩浆形成较厚的岩层时，其岩石的结构 和性质与深成岩相似；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，其性质近似火山岩。工程上常用喷出岩有玄 武岩、辉绿岩和安山岩。
大多数造岩矿物是硅酸盐类矿物。土木工程 中常用岩石的主要造岩矿物见表2-1。
表2-1土木工程中常用岩石的主要造岩矿物
矿物名称 石英
长石 角闪石 辉石 橄榄石
化学成分
SiO2
正长石K(AlSi3O3) 斜长石Na(AlSi3O8)，
Ca(Al2Si2O8) (Ca，Na)2-3(Mg，Fe， Al)5[Si3(Si，Al)011]2(OH)2 Ca(Mg，Fe，Al)[(Si，
目录
基本要求 2.1岩石的形成与分类 2.2 石材的技术性质 2.3 石材在土木工程中的应用 2.4 建筑石材的选用 工程案例分析
–
基本要求
内容 ➢ 主要介绍岩石的形成与分类。 ➢ 主要介绍石材的技术性质。 ➢ 主要介绍石材在土木工程中的应用。 ➢ 主要介绍建筑石材的选用。 ➢ 工程案例分析
重点 ➢ 岩石的形成与分类 ➢ 岩石的物理性质 ➢ 岩石的工艺性质 ➢ 技术性质及测试方法
石膏 滑石 黄铁矿
CaSO4·2H2O Mg3(Si4O10)(OH)2
FeS2
透明或半透明，前者 为黑、深褐色，后者 为浅灰、浅黄、浅绿 色，薄片无色。玻璃 光泽或珍珠光泽
白色或无色透明，常 被杂质染成浅黄、浅 红、黑等色。玻璃光 泽
白色或无色透明，含 杂质时呈黄、灰、褐 等色。玻璃光泽
白色、淡红色或浅灰 色。油脂光泽
密度2.3，莫氏硬度1.5~2， 呈层状或混于沉积岩中
密度2.6~2.9，莫氏硬度1， 具滑感，性质软弱。是白 云岩的主要变质矿物
密度4.9~5.2，莫氏硬度 6~6.5，易风化，常见于 岩浆岩、砂岩或石灰岩中
2.1.2 岩石的形成与分类
岩石是地壳中各种地质作用的自然产物，不 同的岩石，其化学成分、矿物组成、内部结构和 构造等不尽相同。根据岩石的成因，可分为岩浆 岩、沉积岩和变质岩三大类。
2.1岩石的形成与分类
2.1.1 造岩矿物
构成岩石的矿物称为造岩矿物。由一种矿物 聚集构成的岩石称为单矿岩，如石灰岩、石英岩 等；由多种矿物聚集而成的岩石称为多矿岩，如 花岗岩、玄武岩等。岩石的性质是由组成岩石的 造岩矿物的性质及其相对含量和结构类型所决定 的。同一种岩石，产地不同，其矿物组成和结构 也有差异，则其颜色、强度、耐久性等性质就会 有所不同。
学习要求：通过本章的学习，了解岩石的形成 与分类；掌握石材的物理性质、力学性质及工 艺性质；掌握花岗岩和大理石的主要特性和工 程应用；了解其他岩石的特性和工程应用；
了解建筑石材的选用。
凡由天然岩石开采的，经过加工或未加工的 石材，统称为天然石材。
人类对天然石材的使用有悠久的历史，古埃 及的金字塔、太阳神神庙，中国隋唐时代的石窟、 石塔，河北赵州永济桥，明、清故宫宫殿的汉白 玉、大理石基座、栏杆，都是具有历史代表性的 石材建筑。在现代建筑中，北京人民英雄纪念碑、 毛主席纪念堂、人民大会堂、北京火车站等，都 是使用石材的典范，石材被公认为是一种优良的 土木工程材料，被广泛应用于土木工程中。
Baidu Nhomakorabea 基本要求
重点 ➢ 石材的技术性质。 ➢ 特性 ➢ 应用
难点 ➢ 建筑石材的选用。 ➢ 技术性质及测试方法
注意事项 ➢ 联系各种建筑石材进行学习 ➢ 着重分析它们之间的差异及造成这些差异的原因
学习指导：天然石材可作为砌体材料，也可 加工成装饰板材、碎石、砂子等，还可以作为 某些建筑材料的生产原料。种类相同而用途不 同的天然石材，对其性质的要求不完全相同。 本章主要学习天然石材的一般性质。
统称为暗色矿物。颜 色黑、暗绿、褐、榄 绿等。玻璃光泽
Fe、Mg、Al、Ca等的硅 酸盐化合物晶体，密度 2.9~3.6，莫氏硬度5~7， 主要分布于岩浆岩，较易 风化
云母
黑云母 K(Mg， Fe)3(AlSi3O10)(OH)
白云母 KAl2(AlSi3O10)(OH)
方解石 CaCO3
浅黄铜色、条痕呈绿 黑或褐色。金属光泽
黑云母密度3.0，白云母 密度2.8，莫氏硬度2.5~3， 薄片具有弹性。白云母稳 定性好，主要分布于变质 岩中；黑云母稳定性差， 主要分布于岩浆岩和变质 岩中
密度2.6~2.9，莫氏硬度3， 易溶于酸，可溶于水，与 稀盐酸作用后剧烈起泡， 是石灰岩、大理岩的主要 矿物
天然石材具有以下的优点。
（1）蕴藏量丰富、分布广，便于就地取材。
（2）石材结构致密，抗压强度高，大部分 石材的抗压强度可达到100MPa以上。
（3）耐久性好，使用年限一般可达到百年 以上。
（4）装饰性好，石材具有纹理自然、质感 稳重、肃穆和雄伟的艺术效果。
（5）耐水性好。
（6）耐磨性好。
但石材也有自身不易克服的缺点，主要缺点 是自重大，质地坚硬，加工困难，开采和运输不 方便。
（3）火山岩
火山岩又称火山碎屑岩，是火山爆发时，岩浆被喷 到空中而急速冷却后形成的岩石。呈多孔结构，且表观 密度小。工程上常用的火山岩有火山灰、浮石、火山凝 灰岩等。
2.沉积岩
沉积岩又称为水成岩。它是由露出地表的各种岩石 经自然界的风化、搬运、沉积并重新成岩而形成的岩石。 主要存在于地表及不太深的地下。沉积岩为层状结构， 各层的成分、结构、颜色和层厚均不相同，与岩浆岩相 比，其特点是结构致密性较差，表观密度小，孔隙率和 吸水率大，强度较低，耐久性相对较差，但分布较广， 约占地表面积的75%，且藏地不深，开采、加工容易， 在工程上应用较广。根据沉积岩生成条件，可分为以下 三种：
Al)2O6] (Mg，Fe)(SiO4)
色泽
主要特征
无色透明至乳白色。 玻璃光泽
密度2.65，莫氏硬度7， 坚硬、强度高，化学性质 稳定，抗风化能力强，广 泛分布于各种岩石和土层
中
密度2.5~2.7，莫氏硬度6， 颜色白、灰、红、青。 较易风化，性能略低于石 半透明、玻璃光泽 英，是岩浆岩中最多的造
1.岩浆岩
岩浆岩又称火成岩，是由地壳内部熔融岩浆 上升过程中在地下或喷出地面后冷凝结晶而成的 岩石，它是组成地壳的主要岩石，占地壳总质量 的89%。根据岩浆冷凝情况不同，岩浆岩又分为 以下三种。
（2）喷出岩
喷出岩是岩浆冲破覆盖层喷出地表时，在压 力骤减和迅速冷却的条件下而形成的岩石。
由于其大部分岩浆喷出后还来不及完全凝固， 因而常呈隐品质（细小的结晶）或玻璃质结构。 当喷出的岩浆形成较厚的岩层时，其岩石的结构 和性质与深成岩相似；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，其性质近似火山岩。工程上常用喷出岩有玄 武岩、辉绿岩和安山岩。
大多数造岩矿物是硅酸盐类矿物。土木工程 中常用岩石的主要造岩矿物见表2-1。
表2-1土木工程中常用岩石的主要造岩矿物
矿物名称 石英
长石 角闪石 辉石 橄榄石
化学成分
SiO2
正长石K(AlSi3O3) 斜长石Na(AlSi3O8)，
Ca(Al2Si2O8) (Ca，Na)2-3(Mg，Fe， Al)5[Si3(Si，Al)011]2(OH)2 Ca(Mg，Fe，Al)[(Si，
目录
基本要求 2.1岩石的形成与分类 2.2 石材的技术性质 2.3 石材在土木工程中的应用 2.4 建筑石材的选用 工程案例分析
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基本要求
内容 ➢ 主要介绍岩石的形成与分类。 ➢ 主要介绍石材的技术性质。 ➢ 主要介绍石材在土木工程中的应用。 ➢ 主要介绍建筑石材的选用。 ➢ 工程案例分析
重点 ➢ 岩石的形成与分类 ➢ 岩石的物理性质 ➢ 岩石的工艺性质 ➢ 技术性质及测试方法
石膏 滑石 黄铁矿
CaSO4·2H2O Mg3(Si4O10)(OH)2
FeS2
透明或半透明，前者 为黑、深褐色，后者 为浅灰、浅黄、浅绿 色，薄片无色。玻璃 光泽或珍珠光泽
白色或无色透明，常 被杂质染成浅黄、浅 红、黑等色。玻璃光 泽
白色或无色透明，含 杂质时呈黄、灰、褐 等色。玻璃光泽
白色、淡红色或浅灰 色。油脂光泽
密度2.3，莫氏硬度1.5~2， 呈层状或混于沉积岩中
密度2.6~2.9，莫氏硬度1， 具滑感，性质软弱。是白 云岩的主要变质矿物
密度4.9~5.2，莫氏硬度 6~6.5，易风化，常见于 岩浆岩、砂岩或石灰岩中
2.1.2 岩石的形成与分类
岩石是地壳中各种地质作用的自然产物，不 同的岩石，其化学成分、矿物组成、内部结构和 构造等不尽相同。根据岩石的成因，可分为岩浆 岩、沉积岩和变质岩三大类。
2.1岩石的形成与分类
2.1.1 造岩矿物
构成岩石的矿物称为造岩矿物。由一种矿物 聚集构成的岩石称为单矿岩，如石灰岩、石英岩 等；由多种矿物聚集而成的岩石称为多矿岩，如 花岗岩、玄武岩等。岩石的性质是由组成岩石的 造岩矿物的性质及其相对含量和结构类型所决定 的。同一种岩石，产地不同，其矿物组成和结构 也有差异，则其颜色、强度、耐久性等性质就会 有所不同。
学习要求：通过本章的学习，了解岩石的形成 与分类；掌握石材的物理性质、力学性质及工 艺性质；掌握花岗岩和大理石的主要特性和工 程应用；了解其他岩石的特性和工程应用；
了解建筑石材的选用。
凡由天然岩石开采的，经过加工或未加工的 石材，统称为天然石材。
人类对天然石材的使用有悠久的历史，古埃 及的金字塔、太阳神神庙，中国隋唐时代的石窟、 石塔，河北赵州永济桥，明、清故宫宫殿的汉白 玉、大理石基座、栏杆，都是具有历史代表性的 石材建筑。在现代建筑中，北京人民英雄纪念碑、 毛主席纪念堂、人民大会堂、北京火车站等，都 是使用石材的典范，石材被公认为是一种优良的 土木工程材料，被广泛应用于土木工程中。
Baidu Nhomakorabea 基本要求
重点 ➢ 石材的技术性质。 ➢ 特性 ➢ 应用
难点 ➢ 建筑石材的选用。 ➢ 技术性质及测试方法
注意事项 ➢ 联系各种建筑石材进行学习 ➢ 着重分析它们之间的差异及造成这些差异的原因
学习指导：天然石材可作为砌体材料，也可 加工成装饰板材、碎石、砂子等，还可以作为 某些建筑材料的生产原料。种类相同而用途不 同的天然石材，对其性质的要求不完全相同。 本章主要学习天然石材的一般性质。