建筑材料3学习情境三

石材的耐水性以软化系数表示。软化系数大于0.90为高耐水性，软化系数在 0.75～0.90之间为中耐水性，软化系数在0.60～0.75之间为低耐水性，软化系数 小于0.80的岩石，不允许用于重要建筑物中。
4.抗冻性 石材的抗冻性用冻融循环次数来表示，它是指石材在水饱和状态下，保证强 度降低值不超过25％、质量损失不超过5％、无贯通裂缝的条件下能经受的冻融 循环次数。抗冻性是衡量石材耐久性的一个重要指标，石材的抗冻性与吸水性有 着密切的关系，吸水性大的石材其抗冻性也差。 5.耐热性 石材的耐热性与其化学成分及矿物组成有关。石材经高温后，由于热胀冷缩 体积变化而产生内应力，或由于高温使岩石中矿物发生分解和变异等导致结构破 坏。 6.导热性
（三）化学性质 通常认为岩石是一种非常耐久的材料，然而按材质而言，其抵抗外界作用的
能力是比较差的。石材的劣化现象是指长期日晒夜露及受风雨和气温变化而不断 风化的状态。风化是指岩石在各种因素的复合或者相互促进下发生物理或化学变 化，直至破坏的复杂现象。化学风化是指雨水和大气中的气体(O2、CO2、CO、 SO2、SO3等)与造岩矿物发生化学反应的现象，主要有水化、氧化、还原、溶解、 脱水、碳化等反应，在含有碳酸钙和铁质成分的岩石中容易产生这些反应。由于 这些作用在表面产生，风化破坏表现为岩石表面有剥落现象。
（四）热学性质 岩石属于不燃烧材料，但从其构造可知，岩石的热稳定性不一定很好。这是因 为各种岩石的热膨胀系数各不相同。当岩石温度发生大幅度升高或降低时，其内 部会产生内应力，导致岩石崩裂；其次，有些造岩矿物(如碳酸钙)因热的作用会发 生分解反应，导致岩石变质。
学习单元2 划分常用建筑石材的种类
一、天然石材的种类
(二)分类和性质 自然界的岩石种类很多，按其形成原因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。 1.岩浆岩 岩浆岩又称火成岩，是地壳运动由地球内部的岩浆上升到地表附近或喷出地 表冷却凝结而成的岩石。根据冷却条件不同，又可分为深成岩、喷出岩和火山岩 三类。
2.沉积岩 沉积岩又称水成岩，是地表岩石经长期风化后，成为碎屑颗粒状，经风或水 的搬运，通过沉积和再造作用而形成的岩石。沉积岩可分为砂岩和石灰岩。
3.硬度 石材的硬度反映其加工的难易性和耐磨性。天然岩石的硬度以莫氏硬度表示。 由致密、坚硬矿物组成的石材，其硬度较高；构造紧密的岩石硬度较高；结晶质 结构硬度高于玻璃质结构。岩石的硬度与抗压强度相关性很大，一般抗压强度低 的硬度也小。 (三)工艺性质 天然石材的工艺性质是指其开采及加工过程的难易程度及可能性，包括加工 性、磨光性和抗钻性。 1.加工性 石材的加工性是指对岩石进行开采、劈解、切割、凿琢、研磨、抛光等加工 工艺的难易程度。强度、硬度、韧性较高的石材，不易加工；质脆而粗糙，有颗 粒交错，含有层状或片粒结构以及已风化的岩石，都难以满足加工要求。 2.磨光性
3.青石装饰板材 青石装饰板材简称青石板，属于沉积岩类(砂岩)，主要成分为石灰石、白云石。 随着岩石埋深条件的不同和其他杂质(如铜、铁、锰、镍等金属氧化物)的混入而形 成多种色彩。
四、建筑石材的选用原则
在建筑工程设计和施工中，石材的选用应遵循以下原则： （1）经济性。天然石材的密度大、运输不便、运费高，应综合考虑地方资源， 尽可能做到就地取材。难于开采和加工的石料，将使材料成本提高，选材时应加注 意。 （2）适用性。要按使用要求分别衡量各种石材在建筑中是否适用。 （3）安全性。由于天然石材是构成地壳的基本物质，因此可能含有放射性物质。 放射性物质在衰变中会产生对人体有害的物质。因此，在选用天然石材时，应有放 射性检验合格证明或检测鉴定。
(三)石材饰面板 天然大理石、花岗石板材采用“平方米(m2)”计量，出厂板材均应注明品种代 号标记、商标、生产厂名。配套工程用材料应在每块板材侧面标明其图纸编号。包 装时应将光面相对，并按板材品种规格、等级分别包装。运输搬运过程中严禁滚摔 碰撞。板材直立码放时，倾斜角不大于15°；平放时地面必须平整，垛高不超过 1.2 m。 1.天然花岗石板材 天然花岗岩经加工后的板材简称花岗石板材。花岗石板材以石英、长石和少量 云母为主要矿物组分，随着矿物成分的变化，可以形成多种不同色彩和颗粒结晶的 装饰材料。 2.天然大理石板材 天然大理石板材简称大理石板材，是建筑装饰中应用较为广泛的天然石饰面材 料。
是典型的脆性材料，这是岩石区别于钢材和木材的主要特征之一，也是限制石材 作为结构材料使用的主要原因。岩石的比强度也小于木材和钢材。岩石属于非均 质的天然材料。由于生成的原因不同，大部分岩石呈现出各向异性。一般而言， 加压方向垂直于节理面或裂纹时，其抗压强度大于加压方向平行于节理面或裂纹 时的抗压强度。
大多数岩石的耐水性较高。当岩石中含有较多的黏土时，其耐水性较低，如 黏土质砂岩等。
致密石材的导热系数较高，可达2.5～3.5 W/(m·K)；多孔石材的导热系数较低， 如火山渣、浮石的导热系数为0.2～0.6 W/(m·K)，因而适用于配制保温用轻骨料混 凝土。
（二）力学性质 岩石的抗压强度很大，而抗拉强度却很小，后者约为前者的1/10～1/20。岩石
石材的导热性用Leabharlann Baidu热率表示，主要与其致密程度有关。相同成分的石材，玻 璃态比结晶态的导热率小。具有封闭孔隙的石材，导热性差。
(二)力学性质 1.抗压强度 石材的强度等级是以边长为70mm的立方体抗压强度来表示的，抗压强度取 三个试件破坏强度的平均值。《砌体结构设计规范》(GB 50003—2011)规定，天 然石材强度等级分为MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30和MU20七 个等级。 2.冲击韧性 石材的冲击韧性取决于矿物组成与构造。石英和硅质砂岩脆性很大，含暗色 矿物较多的辉长岩、辉绿岩等具有相对较大的韧性。晶体结构的岩石较非晶体结 构的岩石又具有较大的韧性。
(三)变质岩 变质岩是岩石由于岩浆等的活动(主要为高温、高湿、压力等)发生再结晶， 矿物成分、结构、构造以至化学组成都发生改变而形成的岩石。常用的变质岩主 要有以下几种。 1.石英岩 由硅质砂岩变质而成。结构致密均匀，坚硬，加工困难，耐酸性好，抗压强 度为250～400 MPa。主要用于纪念性建筑等的饰面以及耐酸工程，使用寿命可 达千年以上。 2.大理石 由石灰岩或白云岩变质而成，主要矿物成分为方解石、白云石。具有等粒、 不等粒、斑状结构。常呈白、浅红、浅绿、黑、灰等颜色(斑纹)，抛光后具有优 良的装饰性。白色大理石又称汉白玉。 3.片麻岩
天然石材来自岩石，是将采来的岩石进行一定的加工处理后所得到的材料。天 然石材按地质形成条件分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。它具有强度高，耐久 性、耐磨性好等特点，在建筑装饰工程中应用广泛。
(一)岩浆岩 岩浆岩由地壳内部熔融岩浆上升冷却而成，又称火成岩。根据冷却条件的不同， 岩浆岩可分为深成岩、喷出岩和火山岩三种。 (二)沉积岩 沉积岩又称水成岩，是指地表的各种岩石在外力地质作用下经风化、搬运、沉 积成岩作用(压固、胶结、重结晶等)，在地表或地表不太深处形成的岩石。沉积岩
关。 常用致密岩石的体积密度为2 400～2 850 kg/m3，饰面用大理岩和花岗岩 的体积密度须分别大于2 300 kg/m3、2 560 kg/m3。同种岩石，体积密度越大， 则孔隙率越低，强度、吸水率、耐久性等越高。 岩石的吸水率与岩石的致密程度和岩石的矿物组成有关。深成岩和多数变质岩的 吸水率较小，一般不超过1%。二氧化硅的亲水性较高，因而二氧化硅含量高则吸 水率较高，即酸性岩石(SiO≥63%)的吸水率相对较高。岩石的吸水率越小，则岩 石的强度与耐久性越高。为保证岩石的性能，有时要限制岩石的吸水率，如饰面 用大理岩和花岗岩的吸水率须小于0.5%、0.6%。
(一)物理性质 1.表观密度 石材按表观密度大小分为轻质石材(表观密度≤1 800 kg/m3)、重质石材(表观密 度>1 800 kg/m3)。岩石的表观密度由其矿物及致密程度决定，一般来说，石材的 表观密度越大，孔隙率越小，其抗压强度越高、吸水率越小、耐久性越好。 2.吸水性 石材吸水性的大小与其孔隙率及孔隙特征有关。 3.耐水性
三、建筑石材的常用规格
建筑石材是指主要用于建筑工程中的砌筑或装饰的天然石材。砌筑用石材可分 为毛石和料石，装饰用石材主要指天然石质板材。
(一)毛石 毛石(又称片石或块石)是由爆破直接获得的石块。依据其平整程度，又分为乱 毛石和平毛石两类。 1.乱毛石 乱毛石形状不规则，一般在一个方向的尺寸达300～400mm，质量为20～30 kg，其中部厚度一般不宜小于150mm。乱毛石主要用来砌筑基础、勒脚、墙身、 堤坝、挡土墙壁等，也可作毛石混凝土的骨料。 2.平毛石 平毛石由乱毛石略经加工而成，形状较乱毛石整齐，其形状基本上有六个面，
但表面粗糙，中部厚度不小于200mm。常用于砌筑基础、墙身、勒脚、桥墩、涵洞 等。
(二)料石 料石(又称条石)是由人工或机械开采出的较规则的六面体石块，略经加工凿琢而 成。按其加工后的外形规则程度，分为毛料石、粗料石、半细料石和细料石四种。 1.毛料石。外形大致方正，一般不加工或仅稍加修整，高度不应小于200mm， 叠砌面凹入深度不大于25mm。 2.粗料石。其截面的宽度、高度应不小于200mm，且不小于长度的1/4，叠砌面 凹入深度不大于20mm。 3.半细料石。规格尺寸同上，但叠砌面凹入深度不应大于15mm。 4.细料石。通过细加工，外形规则、规格尺寸同上，叠加面凹入深度不大于 10mm。
石材的磨光性是指石材能否磨成平整光滑表面的性质。致密、均匀、细粒的 岩石，一般都有良好的磨光性，可以磨成光滑亮洁的表面。疏松多孔、有鳞片状构 造的岩石，磨光性差。
3.抗钻性 石材的抗钻性是指岩石钻孔的难易程度。影响抗钻性的因素很复杂，一般与岩 石的强度、硬度等性质有关。当石材的强度越高、硬度越大时，越不易钻孔。
3.变质岩 变质岩是地壳中已形成的岩石(岩浆岩、沉积岩等)在高温、高压的作用下， 矿物再结晶或生产新矿物，使原来岩石的成分、结构、构造等发生改变而形成的 岩石。
二、建筑石材的技术性能
（一）物理性质 工程上一般对石材的体积密度、吸水率和耐水性等有要求。 大多数岩石的体积密度均较大，且主要与其矿物组成、结构的致密程度等有
的主要特征是呈层状构造，各层岩石的成分、构造、颜色、性能均不同，且为各向 异性。与深成岩相比，沉积岩的体积密度小，孔隙率和吸水率较大，强度和耐久性 较低。
沉积岩根据其生成的条件，可分为机械沉积岩、化学沉积岩和有机沉积岩三种。 1.机械沉积岩 机械沉积岩是由自然风化逐渐破碎松散的岩石及砂等，经风、水流及冰川运动 等的搬运，并经沉积等机械力的作用而重新压实或胶结而成的岩石，常见的有砂岩 和页岩等。 2.化学沉积岩 化学沉积岩是由溶解于水中的矿物质经聚积、沉积、重结晶和化学反应等过程 而形成的岩石，常见的有石灰岩、石膏、白云石等。 3.有机沉积岩 有机沉积岩是由各种有机体的残骸沉积而成的岩石，如生物碎屑灰岩、贝壳岩、 硅藻土等。
由花岗岩变质而成。呈片状构造，各向异性。在冰冻作用下易成层剥落。体积 密度为2 600～2 700 kg/m3，抗压强度为120～250 MPa (垂直解理方向)。可用于 一般建筑工程的基础、勒脚等石砌体，也可作混凝土骨料。
二、天然石材的技术性质
由于天然石材形成条件各异，所含有杂质和矿物成分也有所变化，所以表现出 来的性质也可能有很大的差别。因此，在使用天然材料前，都必须进行检查和鉴定， 以保证工程质量。天然石材的技术性质可分为物理性质、力学性质和工艺性质。
建筑材料
学习单元1 学习单元2
认识岩石 划分常用建筑石材的种类
学习单元1 认识岩石
一、岩石的分类和性质
(一)造岩矿物 造岩矿物主要是指组成岩石的矿物。造岩矿物大部分是硅酸盐、碳酸盐矿物， 根据其在岩石中的含量，又可分为主要矿物、次要矿物和副矿物。 一般造岩矿物按其组成可分为两大类。一类是深色(或暗色)矿物，其内部富含 Fe、Mg等元素，如硫铁矿、黑云母等；另一类称为浅色矿物，其内部富含Si、Al 等元素，又称硅铝矿物，它们的颜色较浅，如石英、长石等。建筑上常用的岩石有 花岗岩、正长岩、闪长岩、石灰岩、砂岩、大理岩和石英岩等。这些岩石中存在的 主要矿物有长石、石英、云母、方解石、白云石、硫铁矿等。