第三章 建筑石材

其碎块可用于道路或作混凝土的集料。 其碎块可用于道路或作混凝土的集料。 道路或作混凝土的集料
如:大理岩属于副变质岩，由石灰岩或白云岩变质而成，主要矿物组成 大理岩属于副变质岩，由石灰岩或白云岩变质而成， 为方解石和白云石。 为方解石和白云石。
T
常见变质岩
大理石、石灰石
脱硫
3.2 天然石材
樱花红石材
Q1:为什么主要用作建筑物的内墙和外墙的饰 为什么主要用作建筑物的内墙和外墙的饰 面材料中，外墙多用火成岩及变质岩， 面材料中，外墙多用火成岩及变质岩，内墙 多用大理岩、石灰岩、石膏？ 多用大理岩、石灰岩、石膏？ 经久耐用。 经久耐用。 第二类可承受不大的载荷。 Q2做地板时，人流大的用什么？人流小时用什 做地板时，人流大的用什么？ 做地板时 么？ 第三类主要用于纪念性建筑物。耐风雨， 第三类主要用于纪念性建筑物。耐风雨，要求 一定的物理力学性能。有时要求特大尺寸， 一定的物理力学性能。有时要求特大尺寸， 重量可达数十吨至数百吨。 重量可达数十吨至数百吨。 Q3列举几个石材纪念性建筑物？ 列举几个石材纪念性建筑物？ 列举几个石材纪念性建筑物
第3章 装饰石材 章
主要内容: 主要内容:
3.1 岩石的基本知识 3.2 天然石材 3.3
人造石材
1.掌握天然石材的分类、特性、表示方法。 1.掌握天然石材的分类、特性、表示方法。 掌握天然石材的分类 2.熟悉天然石材及其应用 2.熟悉天然石材及其应用。 熟悉天然石材及其应用。 3.了解人造石材的种类 特性及应用； 3.了解人造石材的种类、特性及应用； 了解人造石材的种类、
黑白根
黑金沙
济南青
山东白麻
金镶玉
广西白
米白洞石
黄洞石
英国棕
美国白麻
黄金钻
非钻
西班牙米黄
金花米黄
灰木纹大理石
玛瑙黄
虎皮红
啡网纹
橙皮红
3.2.1天然石材的技术指标 3.2.1天然石材的技术指标
1、表观密度
天然石材按其表观密度大小分为重石和轻石两类。 天然石材按其表观密度大小分为重石和轻石两类。 重石 两类 表观密度大于1800kg/m 的为重石 重石， 表观密度大于1800kg/m3的为重石，主要用于建 筑的基础、贴面、地面、路面、房屋外墙、挡土墙、 筑的基础、贴面、地面、路面、房屋外墙、挡土墙、 桥梁以及水工构筑物等； 桥梁以及水工构筑物等； 表观密度小于1800kg/m 的为轻石 轻石， 表观密度小于1800kg/m3的为轻石，主要用作墙体材 如采暖房屋外墙等。 料，如采暖房屋外墙等。
2、抗压强度
天然岩石是以100mm×100mm×100mm的正方体试件， 天然岩石是以100mm×100mm×100mm的正方体试件， 100mm 的正方体试件 用标准试验方法测得的抗压强度值作为评定石材强度 用标准试验方法测得的抗压强度值作为评定石材强度 级标准。 等级标准。 根据《砌体结构设计》 GBJ3）规定， 根据《砌体结构设计》（GBJ3）规定，天然石材的 强度等级为MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、 强度等级为MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、 MU30、MU20、MU15和MU10九个等级 九个等级。 MU30、MU20、MU15和MU10九个等级。
花岗岩属于深成岩 是火成岩中分布最广的岩石， 属于深成岩， 如花岗岩属于深成岩，是火成岩中分布最广的岩石，其主 要的矿物组成为长石，石英和少量的云母。它耐磨性好， 要的矿物组成为长石，石英和少量的云母。它耐磨性好， 抗风化性好及耐久性高，耐酸性好。 抗风化性好及耐久性高，耐酸性好。
(2) 沉积岩
方解石
结晶 CaCO3 CaCO3 MgCO3
2.7
3
白云石
2.9
4
通常呈白 色至灰色
黄铁矿
FeS2
5
6~6.5
黄
2、岩石的结构与性质 岩石的结构是指岩石的原子、分子、离子层次的微观 构成形式 根据微观粒子在空间分布状态的不同，可分为结 晶质结构和玻璃质结构。 岩石大多数属于结晶晶体，少数属于玻璃质结构.两 者相比结晶质的较玻璃质的强度高，化学稳定性及 耐久性好。 岩石构造是指用放大镜或肉眼宏观可分辨的岩石构 成形式，通常根据岩石的孔隙特征和构成形态分为 致密状、多孔状、片状、斑状、砾状等。 岩石的孔隙率较大，则岩石的强度，抗冻性，耐水 性及耐久性等会显著下降。
3.2.2 石材的种类
天然石材按其生成因素而衍生众多种类， 天然石材按其生成因素而衍生众多种类，目前较为 普遍的是大理石和花岗岩。 普遍的是大理石和花岗岩。 1、大理石 大理石是大理岩的俗称 是大理岩的俗称， 大理石是大理岩的俗称，它是石灰岩经过地壳内高 温高压作用形成的变质岩，常呈层状结构， 温高压作用形成的变质岩，常呈层状结构，有明显的 结晶和纹理，主要矿物为方解石和白云石 为方解石和白云石， 结晶和纹理，主要矿物为方解石和白云石，它属于中 硬石材。 硬石材。
大理石中的碳酸 钙会和酸雨中的 酸反应
表3.3天然大理石的性能
项目 体积密度(kg/m3) 抗压 强度(MPa) 抗折 抗剪 平均韧性(cm) 平均质量磨耗率(%) 吸水率(%) 膨胀系数(10-6/℃) 耐用年限(年) 指标 2500~2700 70.0~110.0 6.0~16.0 7.0~12 10 12 <1 6.5~10.12 40~100
3.1.1 岩石的分类及性质
1、造岩矿物 矿物是具有一定化学成分和一定结构特征的天 然化合物和单质的总称。 岩石是矿物的集合体，组成岩石的矿物称为造 岩矿物。 由单矿物组成的岩石叫单矿岩. 如白色大理石，它是由方解石或白云石组成。
由两种或两种以上的矿物组成的岩石叫多矿岩 由两种或两种以上的矿物组成的岩石叫多矿岩 又称复矿岩） （又称复矿岩）. 如花岗岩，它是由长石、石英、 如花岗岩，它是由长石、石英、云母及某些 暗色矿物组成。 暗色矿物组成。自然界中的岩石大多以多矿岩 形式存在。 形式存在。 岩石的性质由组成岩石各矿物的特性、 由组成岩石各矿物的特性 岩石的性质由组成岩石各矿物的特性、结 构造等因素决定 等因素决定。 构、构造等因素决定。
长石
铝硅酸 2.5~2.7 盐
6
云母
含水的 钾镁铁 2.7~3.1 2~3 铝硅酸 盐
矿物
组成
密度 (g/cm3 ) 3~4
莫氏 硬度
颜色
其他特性
角闪石 辉 石橄 榄石
铁镁硅 酸盐
5~7
色暗， 色暗，统 称暗色矿 物 通常呈白 色
坚硬、强度高，韧性大， 坚硬、强度高，韧性大， 耐久 硬度不大，强度高， 硬度不大，强度高，遇 酸分解，晶形呈菱面体， 酸分解，晶形呈菱面体， 解理完全 与方解石相似， 与方解石相似，遇热酸 分解 条痕呈黑色，无解理， 条痕呈黑色，无解理， 在空气中氧化铁和硫酸 污染岩石是岩石中的有 害物质
建筑工程中常用岩石的主要造岩矿物见表3.1所 建筑工程中常用岩石的主要造岩矿物见表3.1所 见表 示。
主要造岩矿物的组成与特征的结构 表3.1 主要造岩矿物的组成与特征的结构
密度 莫氏 (g/cm3 硬度 ) 2.65 7
矿物
组成
颜色
其他特性
石英
结晶 SiO2
坚硬、耐久、 无色透明至 坚硬、耐久、具有贝 状断口， 乳白等色 状断口，玻璃光泽 耐久性不如石英， 耐久性不如石英，在 白、灰、红 大气中长期风化后成 青等色 为高岭土，解理完全， 为高岭土，解理完全， 性脆 解理极完全， 解理极完全，易分裂 成薄片， 无色透明至 成薄片，影响岩石的 黑色 耐久性和磨光性， 耐久性和磨光性，黑 云母风化后形成蛭石
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3、吸水性
石材吸水性的大小用吸水率表示， 石材吸水性的大小用吸水率表示，其大小主 吸水率表示 要与石材的化学成分、孔隙率大小、 要与石材的化学成分、孔隙率大小、孔隙特征等 因素有关。 因素有关。 酸性岩石比碱性岩石的吸水性强。 酸性岩石比碱性岩石的吸水性强。 常用岩石的吸水率：花岗岩小于0.5% 0.5%； 常用岩石的吸水率：花岗岩小于0.5%； 致密石灰岩一般小于1% 1%； 致密石灰岩一般小于1%； 贝壳石灰岩约为15% 15%。 贝壳石灰岩约为15%。
沉积岩又称水成岩。沉积岩是由原来的母岩风化后， 沉积岩又称水成岩。沉积岩是由原来的母岩风化后， 又称水成岩 是由原来的母岩风化后 经过搬运、沉积等作用形成的岩石。 经过搬运、沉积等作用形成的岩石。
与火成岩相比，其特性是：结构致密性较差，密度较小， 与火成岩相比，其特性是：结构致密性较差，密度较小， 孔隙率及吸水率均较大，强度较低，耐久性也较差。 孔隙率及吸水率均较大，强度较低，耐久性也较差。 根据生成条件 沉积岩分为以下三类： 生成条件， 根据生成条件，沉积岩分为以下三类： 机械沉积岩、 机械沉积岩、化学沉积岩和生物沉积岩
3.岩石的分类 3.岩石的分类
地质形成条件不同 通常可分为三大类， 不同， 按地质形成条件不同，通常可分为三大类， 岩浆岩、沉积岩和变质岩。 即岩浆岩、沉积岩和变质岩。 (1) 岩浆岩 岩浆岩又称火成岩，它是因地壳变动， 岩浆岩又称火成岩，它是因地壳变动， 又称火成岩 熔融的岩浆由地壳内部上升后冷却而成。 熔融的岩浆由地壳内部上升后冷却而成。 岩浆冷却条件的不同 岩浆岩根据岩浆冷却条件的不同， 岩浆岩根据岩浆冷却条件的不同，又分 为: 深成岩、浅成岩、 深成岩、浅成岩、喷出岩和火山岩
石材吸水后，降低了矿物的粘结力， 石材吸水后，降低了矿物的粘结力，破坏了岩石 的结构，从而降低石材的强度和耐水性。 的结构，从而降低石材的强度和耐水性。
4、抗冻性
石材的抗冻性用冻融循环次数表示， 石材的抗冻性用冻融循环次数表示， 冻融循环次数表示 一般有F10 F15、F25、F100、F200。 F10、 一般有F10、F15、F25、F100、F200。 致密石材的吸水率小、抗冻性好。 致密石材的吸水率小、抗冻性好。 吸水率小于0.5%的石材，认为是抗冻的， 0.5%的石材 吸水率小于0.5%的石材，认为是抗冻的，可不 进行抗冻试验。 进行抗冻试验。
如:石灰岩属于沉积岩，主要由方解石组成. 石灰岩属于沉积岩，主要由方解石组成.
(3) 变质岩
变质岩是由原生的岩浆岩或沉积岩，经过地壳内部高温、 变质岩是由原生的岩浆岩或沉积岩，经过地壳内部高温、 是由原生的岩浆岩或沉积岩 高压等变化作用后而形成的岩石。 高压等变化作用后而形成的岩石。 沉积岩变质后，性能变好，结构变得致密，坚实耐久； 沉积岩变质后，性能变好，结构变得致密，坚实耐久； 而岩浆岩变质后，性质反而变差。 而岩浆岩变质后，性质反而变差。
见表3 天然大理石的主要化学成分 见表3.2
表3.2
天然大理石的化学成分
化学 成分
CaO
MgO
SiO2
Al2O3
Fe2O3
SO3
其他(Mn、 K、Na)
含量 (%)
28~54
3~22
0.5~2 3
百度文库
0.1~2. 5
0~3
0~3
微量
提问：在污染严重，经常下 酸雨的地方，为什么大理石 的建筑和雕塑表面会显得 斑斑驳驳？
5、耐水性
石材的耐水性用软化系数K表示。 石材的耐水性用软化系数K表示。 软化系数 值的大小，石材的耐水性可分为高、 按K值的大小，石材的耐水性可分为高、中、 低三等 K＞0.90的石材为高耐水性石材; 0.90的石材为高耐水性石材; 的石材为高耐水性石材 ~0.90的石材为中耐水性石材; 的石材为中耐水性石材 K＝0.70 ~0.90的石材为中耐水性石材; 0.60~0.70的石材为低耐水性石材。 的石材为低耐水性石材 K＝0.60~0.70的石材为低耐水性石材。 一般K 0.80的石材 不允许用在重要建筑中。 的石材， 一般K＜0.80的石材，不允许用在重要建筑中。
重点内容： 重点内容：天然石材的特性及其应用 难 点：人造石材的特性
3.1 岩石的基本知识
石材定义 ： 凡是由天然岩石开采而得到的毛料，或经加工而制成的块 状或板状岩石，统称为石材。 石材分天然石材和人造石材。 具有一定物理、化学性能，可用作建筑材料的岩石称建筑 石材。 具有装饰性能的建筑石材，加工后可供建筑装饰用的称装 饰石材。
溶洞
太湖石
太湖珍珠
桂林山水
泰姬陵
汉白玉作品
珊瑚
大理石浮雕
实验装置 样品名称 加入盐酸后 澄清石灰
的现象 有气泡 水现象 变浑浊
结论
石灰石
有CaCO3
大理石
有气泡
变浑浊
有CaCO3
石头甲
无气泡
无浑浊
无CaCO3
石头乙
无气泡
无浑浊
无CaCO3
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天然大理石的优缺点
优点： 天然大理石板的优点 天然大理石板的优点： 结构致密，抗压强度高，加工性好， （1）结构致密，抗压强度高，加工性好， 不变形。 不变形。 装饰性好。 （2）装饰性好。 吸水率小、耐腐蚀、耐久性好。 （3）吸水率小、耐腐蚀、耐久性好。 天然大理石板的缺点 缺点： 天然大理石板的缺点： （1）硬度较低 （2）抗风化能力差