第三章 石材

第一节 建筑中常用的岩石
岩石 ：
一 、岩石按其成因不同可以分为三大类 火成岩、沉积岩、变质岩。
冷却 凝固 风化、侵蚀、 搬运、沉积 变质 作用 高温 融化
岩浆
岩浆岩
沉积岩
变质岩
岩浆
变质作用
其种类、特点、用途见下表
岩石 种类
常用 岩石
形
成
特
点
火 成 岩 （ 岩 浆 岩 ）
岩浆在地表深处受上部覆盖 深成岩 层的压力作用，缓慢冷却而 形成的岩石。
但受热时（573℃以上），因晶型转变会 产生裂缝，甚至松散。
石英
2、长石
长石族矿物的总称，包括正长石、斜长石 等，为钾、钠、钙等的铝硅酸盐晶体。 密度为2.5～2.7，莫氏硬度为6。
坚硬、强度高、耐久性高，但低于石英， 具有白、灰、红、青等多种颜色。 长石是火成岩中最多的造岩矿物，约占总 量的2/3。
第三章 石 材
本章提要
掌握建筑工程中常用石材的品种和 应用范围。了解常用岩石的形成及其 结构、构造、性质和主要用途。 第一节 建筑中常用的岩石
第二节 石材的运用
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。 石材是古老的建筑材料之一，由于其抗压 强度高，耐磨、耐久性好、美观而且便于就地 取材，所以现在仍然被广泛的使用。 石材在建筑中常被用作砌体材料、装饰材 料，还可以作为胶结材料和人造石的原料。
砂岩透光石
砂岩背景墙
砂岩浮雕
常用的装饰板材有花岗石和大理石两类。 1、花岗石：

典型的火成岩（深成岩），花岗石属酸性结晶
的深成岩,主要矿物成分为石英、长石、少量的云
母及暗色。矿物(主要成分：SIO2占65%-75%)。
花纹特征：晶粒细小、并分布着繁星般的云母
黑点和闪闪发光的石英结晶。
强度高，吸水率小，耐酸性、耐腐蚀，耐磨性
抗压强度200-350MPa、有较高的 耐酸性、韧性、抗风化性好、 饰面材料、混凝土骨料、 化工设备衬里。
呈绿色
表观密度2900-3300Kg.m^3、 抗压强度250-500MPa、结构细密、 强度高、硬度大、颜色较深。 高强混凝土骨料、
道路路面。
表观密度2600-2800Kg.m^3、 抗压强度80-160MPa、
防滑、耐磨耐酸碱。
保健功能 ：具有三十余种对人体健康有益的微量元素。
火山孕育的无数的温泉，能够治疗很多疾病。如关节炎、 风湿痛及各种皮肤病等，都有较好的疗效及保健功能。
万科第五园—火山岩
6、砂岩
母岩碎屑沉积物被天热胶结物胶结而成。 主要成分：石英，有时也含少量长石、方解石、白云石 及云母。 名 称 胶结物 颜 色 性 能 硅质砂岩 氧化硅 白色 坚硬耐久、耐酸，性能接 灰色 近于花岗岩 钙质砂岩 碳酸硅 白色 有一定强度、易加工，质 灰色 地较软，不耐酸侵蚀 铁质砂岩 氧化铁 红色 性能稍差，胶结密实者可 用于一般建筑工程 粘土质砂岩 粘土 灰黄色 性能差、易风化，长期浸 水会软化，不用于建筑中
石渣
5 、火山岩
低放射性：使之可以安全用于人类生活居住场所，而无
放射性污染之虞。
吸光阻热 ：在强烈的阳光照射下绝不会向花岗岩一样烫
手，没有铁板烘烤的感觉。在寒冷的动机也不会像花岗岩 一样冰手。
吸音降燥 ：具有天然孔洞，是目前所有建材中唯一的一
个天然吸音材料。适应与车站、地铁、地下工程及噪音较
大的生产车间、广场等场所。
4
、耐水性
石材的耐水性按软化系数为高、中、低三等： 高耐水性的石材，软化系数大于0.9； 中耐水性的软化系数为0.7-0.9； 低耐水性的软化系数为0.6-0.7。 一般软化系数低于0.6的石材，不允许用作重要 建筑。
5、 吸水性
石材的吸水率一般较小，密度和形成条件不同, 吸水率波动较大. 花岗岩小于0.5%.多孔的贝类石灰岩15%. 低<1.5% . 中1.5%-3%. 高>3%
Байду номын сангаас
历时22年之久建造的世界上堪称奇迹的白色大理石陵墓
人民英雄纪念碑
赵州桥
三 石材的品种及应用

1 、毛石


它是爆破后直接得到的形状不规则的石块。
毛石依其平整程度又分为乱毛石和平毛石。

乱毛石:常用于砌筑毛石基础、勒脚、墙身、堤 坝、挡土墙等，也可用于大体积混凝土中（也 称毛石混凝土）。

长石
3 、角闪石、辉石、橄榄石 铁、镁、钙等硅酸盐的晶体。密度为3～ 3.6g/cm3，莫氏硬度为5～7。强度高、韧性 好、耐久性好。具有多种颜色，但均为暗色， 故也称暗色矿物。
4 、方解石 为碳酸钙晶体（CaCO3）。白色，密度 2.7g/cm3，莫氏硬度为3。强度较高，耐久性 次于上述矿物，遇酸后分解。
砌筑基础、桥墩、墙身、 阶石及路面、混凝土骨料、
沉
石灰岩
孔隙率和吸水率大，耐久性差、 呈灰白色
生产石灰和水泥原料
积
岩
砂 岩
由直径0.1-0.2mm砂粒经天然 胶结而成，性能波动大、抗压 建筑物基础、勒脚、墙身、
强度5-200MPa，有灰黄褐色、
白色
衬面、踏步
表观密度2600-2700Kg/m^3，

装饰部分：（如饰面板、拉杆、扶手、纪念碑 等）需要考虑石材的雕琢、磨光及石材的外观、 花纹、色彩等； 对处在特殊环境（如高温、高湿、水中、严寒 侵蚀等）条件下的构件：要分别考虑石材的耐 久性、耐水性、抗冻性及耐化学腐蚀等。

2 、经济性
石材的表观密度大，运输不便，在建筑施工 中应充分利用地方资源，尽可能做到就地取材。 难于开采和加工的原料成本较高，选材时应充分 注意。
呼吸功能 ：具备独特的呼吸功能，在雨天可以利用孔洞
将水分吸足，晴天在阳光的照射下，使水分慢慢的释放来
调解周边空气的温度。适用于步行街、广场，特别是花、
草、树木的周边，使其天空的雨水渗入地下，与地下的水
分沟通，保证植物有充分的水分，也没有阳光的强烈烘烤。
防滑功能 ：天然的孔洞，使其形成泡沫体的材料，绵软
结晶完全、晶粒明显可辨、 构造致密、表观密度大、 抗压强度高、吸水率小、 抗冻及耐久性好。 由于冷却较快，大部分结晶 不完全呈细小结晶状。岩浆 中所含气体在压力骤减时会 在岩石中形成多孔构造。 多呈玻璃质结构，有较高的 化学活性。如火山灰、火山 渣、浮石等。
喷出岩 岩浆喷出地表冷凝而成。
火山岩 火山爆发时，岩浆被喷到空
角闪石
辉石
橄榄石
方解石
5 、白云石 碳酸钙与碳酸镁的复盐晶体（MgCO3）。 白色，密度为2.9g/cm3，莫氏硬度为4。强度、 耐酸腐蚀性及耐久性略高于方解石，遇酸时分解。 6 、黄铁矿 二硫化铁晶体（FeS2）。 金黄色，密度为5g/cm3，莫氏硬度为6-7。 耐久性差，遇水和氧生成游离硫酸，且体积膨胀， 并产生锈迹。黄铁矿为岩石中有害矿物。 7、 云母 云母族矿物的总称，为片状的含水复杂硅铝酸 盐晶体。
大理岩
抗压强度100-310MPa，
地面、墙面、柱面、柜台、 栏杆、踏步
质地致密而硬度大，容易加工，
有雪白、灰、绿、黑、玫瑰、 粉红、黄、红色 由硅质砂岩变质而成， 建筑物基础、勒脚、栏杆、 踏步，可作耐酸材料、耐火 材料和玻璃的原料
变 质
石英岩
结构均匀致密， 抗压强度250-400MPa,
岩
片麻岩
３．色彩。
石材装饰必须要与建筑环境相协调，其中 色彩相融性尤其明显和重要。因此选用天然石 材时，必须认真考虑所选石材的颜色与纹理， 力争取得最佳装饰效果。
屹立在美国纽约港入口处自由岛上的自 由女神像，像工程在1874年才开始动工，经历 10年，于1884年完工。
全美闻名的拉什莫尔山上雕刻着美国四位著名总统的巨大头像。从左至 右，这四位总统是：开国元勋华盛顿、《独立宣言》的起草者杰佛逊、奠定 20世纪美国之基础的西奥多·罗斯福和解放黑奴的领导者林肯。
平毛石:形状比乱毛石整齐，基本上有六个面， 常用于砌筑基础、勒脚、墙身、桥墩、涵洞等。
毛石基础
2 、料石
是由人工或机械开采的较规则的六面体石块， 经人加工凿磨而成的。 按表面加工的平整程度，料石分为毛料石、粗料石、 半细料石和细料石四种。 毛料石一般不加工或稍加修整，以便砌筑时相互和缝， 厚度不小于20cm，长度为厚度的1.5-3倍； 粗料石表面凹凸深度不大于2cm；半细料石不大于1cm； 细料石经细加工，表面凹凸深度要求不大于0.2cm。 制成长方形的称为条石、长宽大致相等的称为方石，楔形 的称为拱石。 料石一般由致密均匀的砂岩、石灰岩、花岗岩开凿而成， 用于建筑物的基础、勒脚、墙身、踏步、砌拱等。
黄铁矿
白云石
云母
在天然岩石中，有些岩石由单一造岩矿物成，
如由方解石组成的石灰岩。而大多数岩石是由多 种造岩矿物组成的。 因此岩石没有确定的化学组成和物理力学性质。 即使同种岩石，因产地不同，各种矿物含量不同 以及结构上的差异，都会引起岩石的颜色、强度、 耐久性等的差异。 因此造岩矿物的性质及其含量决定着岩石的性质。 例如花岗岩是由石英、长石、云母及一些暗色矿物 组成。几种造岩矿物的组成比例不同，可使花岗岩在 颜色、强度、耐酸性、耐风化性等方面有较大的差异。
10、放射性
符合国家标准。
二、石材的选用原则
在建筑施工和设计中，石材的选用应根据 适用性和经济性这两个原则。 1 、 适用性 要按使用要求分别衡量各种石材 在建筑中的适用性。 承重构件：（如基础、勒脚、墙、柱等）需要 考虑抗压强度能否满足设计要求； 围护结构构件：要考虑是否具有良好的绝热性能； 用作地面、台阶、踏步等构件要求坚韧耐磨；
花岗岩小料石
3 、石板材
是用致密岩石凿平或锯解而成的石材。
饰面用的石板或地面板要求耐久、耐磨、 色彩美观、无裂缝，一般采用花岗岩或大理石 板材。
石板材
4 、石渣
是将天然大理石及其他天然石材破碎石加工 而成，具有多种光泽。 常用作人造大理石、水磨石、斩假石、水刷 石、干粘石的骨料。 石渣应颗粒坚硬，有棱角、洁净，不含有风 化的颗粒，使用时要冲刷干净。


2 、抗压强度
在石材饱水状态下，取三个边长为70mm的 立方体试块，求得抗压强度的平均值，以此作 为评定石材标号的等级的标准。 石材的强度等级分为：MU100、MU80、MU60、 MU50、MU40、MU30、MU20.


3

、 抗冻性
石材的抗冻性主要取决于矿物成分、孔 隙率等。 抗冻性合格的石材应在规定的冻融循环 次数内，无贯穿裂缝穿过试件两棱角，质量 损失不超过5%，强度减少不大于25%。抗冻次 数大于25次.
耐久性能好，硬度高、加工困难
由花岗岩变质而成，垂直于片理的 抗压强度为120-250MPa，
碎石、块石、人行道石板
沿片理易于开采和加工，易风化
火成岩
沉积岩
石灰岩
玄武岩
石灰岩
二 、天然岩石是矿物的集合体，组成岩石
的矿物称为造岩矿物
1、石英
二氧化硅（SiO2）晶体的总称。
无色透明至乳白色，密度为2.65g/cm3， 莫氏硬度为7，非常坚硬、强度高，化学稳定 性及耐久性高。

6 、耐热性
石材的耐热性与石材的矿物质有关.在高温下 造成岩石矿物质分解或变质

7、硬度
石材的硬度决定矿物组成的硬度与构造。用 莫氏硬度表示。
8、耐磨性
石材的耐磨性与石材的抵抗磨擦、剪切及 撞击的性质。石材的耐磨性较好。
9、抗风化性
由化学水、冰的因素造成岩石开裂或脱落的 过程，称为风化。磨光、喷涂。
及耐久性好，常用于室内外的墙面及地面。
花岗岩板材是用花岗岩荒料加工制成的板材石
材，其抗压强度高达120-250MPa，耐久性好 （75-200年）。
缺点：自重大，用于房屋建筑会增加建筑物的
第二节 石材的应用

在建筑施工中应根据建筑物等级、建 筑结构、环境特点等因素，来选用适当的 石材，以适用、经济、美观。

一、天然石材的技术性质 1、 表观密度
根据密度的大小、石材分为轻石和重石两类： 表观密度大于1800Kg/m3者为重石，适用于建筑 物的基础、贴面、不采暖房屋外墙、地面、路 面、桥梁及水利建筑物； 表观密度小于1800 Kg/m3者为轻石，主要用 于采暖房屋外墙。
中急速冷却而形成的多孔散 粒状岩石。
岩石 种类
常用 岩石
特 点
表观密度2500-2800Kg/m^3
用 途
建筑物基础、闸坝、台阶、
勒脚、路面、混凝土骨料、 设备衬里。
花岗岩
抗压强度120-250MPa 孔隙率小、吸水率低、耐磨性好、 耐久性高、呈灰白色
喷 出 岩
玄武岩 辉率岩
表观密度2900-3300Kg/m^3、