土木工程材料第4章 石料和砌筑材料

类型
成因
特性
岩 浆 岩
侵
入 岩
深成 岩
浅成 岩
由地壳深处的岩浆冷 凝而成
近地表处结晶成岩的
结晶体和块 状结构，结 构致密
由于冷却较 快，故晶粒 较细
表观密度 大、抗压 强度高、 吸水性小 和抗冻性 好
主要品种
花岗岩、正长 岩、闪长岩
喷出岩
由岩浆喷出地面后凝 结而成
呈隐晶质或玻璃质结构
玄武岩、安山 岩、火山岩
路面石料标准试件
（2）耐磨耗性 ——石料抵抗撞击、剪切和摩擦等综合作用的性能。 测定方法：洛杉矶磨耗试验 。
采用不同粒径的级配集料，质量为5kg或10kg， 加入若干个钢球。磨耗机转速30~33r/min，转 500或1000转，过筛，冲洗、烘干、称量
搁板式磨耗机
Q m1 m2 100 % m1
（1）毛石 岩石经开采后未经过加工的形状不规则的石块
乱毛石
形状不规则 ，用于砌筑基础、 勒脚、墙身、堤坝、挡土墙等， 也可用作毛石混凝土的集料
平毛石
由乱毛石经粗略加工而成的石 块。形状较整齐，但表面粗糙，
其中部厚度不应小于200mm。
毛石
（2）料石
开采出的较规则的六面体石块，经人工凿琢，厚
1．岩石的组成 构成岩石的矿物称为造岩矿物：有30多种 单矿岩 石灰岩、石英岩等
多矿岩 花岗岩、玄武岩等
大多数造岩矿物是硅酸盐类矿物
常用岩石的主要造岩矿物
矿物名 称
化学组成
外观特征
特性
石英
结晶二氧化 硅
白色、乳白色 或灰色
非常坚硬，强度高
长石
结晶铝硅酸 盐
白、浅灰、红 色、青、暗灰
坚硬、强度高、耐 久性好（但低于石 英）
性能指标和应用要点 。
4.1 石料
石料（Stone）通常是由天然岩石经过加工 或不经过加工而得到的材料
优点： 抗压强度高 硬度大 耐久性和耐磨性好 装饰性美观
应用：
砌筑基础、桥涵、挡土 墙、护坡
作混凝土骨料、道碴和 铺路材料等
墙体材料
饰面或保护材料
赵州桥
古罗马石砌结构
比萨斜塔
4.1.1 岩石的组成与分类
度不小于250mm的石料
毛料石。不经加工或稍加修整， 外形大致方正 粗料石。外形较方正 半细料石。外形方正 细料石。经过细加工，形状规 则
料石
（3）板材 1）天然大理石板材
2）花岗岩板材
品种
性
能
应用
天然大理石板材
耐化学腐蚀和抗 风化性能较差
主要应用于室 内装饰
天然花岗石板材
强度高、耐磨、 抗风化、耐腐蚀
大理岩、石英 岩、片麻岩
沉 积 岩
变
质
岩
岩
浆
岩
4.1.2 石材的技术性质与要求
石材的技术性质分为物理性质、力学性质和工艺性质
1．物理性质 （1）表观密度
（5）耐热性
（2）吸水性
（6）导热性
（3）耐水性
（7）抗风化性
（4）抗冻性
（8）放射性
2．力学性质
（1）抗压强度
1）砌筑用石材
边长为70mm的立方体，取三个试件抗压强度的 平均值
土木工程材料
第4章 石料和砌筑材料
本节内容
1 石料 2 砌筑材料
讲述内容
【本章内容导读】
本章主要讲述岩石的组成与分类、岩石的技术 性质、土木工程中常用石料的品种和选用以及 烧结类墙体材料、蒸压（养）砖、非烧结砌块 的主要性能和应用 。
学习重点 和要求
要求学生了解常用建筑石材的品种，重点掌握 岩石的物理性质和力学性质，能够正确、经济 地选用土木工程中常用石料。掌握烧结多孔砖、 烧结空心砖、蒸压（养）砖、砌块的主要技术
亲水系数
酸性石料
>65
石英岩
1.06
中性石料
52~65
闪长岩
—
碱性石料
<52
石灰岩
0.79
亲水系数表明石料对水亲和力的大小。亲水系数越大， 说明石料与水的结合程度越高，相对应与沥青的结合 力就越弱，所以石料的酸碱性直接影响到石料和沥青 构成的混合料的性质。
4.1.3 土木工程中的常用石材
1. 岩浆岩类石材 2. 沉积岩类石材 3. 变质岩类石材
灰色、白色或红 色
色泽较浅
硬度高、脆性大、 作为承重和饰面
耐久性好
材料
质地细密、坚硬、 抗风化
砌筑工程、压制 成集料、烧制石 灰
硅质砂岩密实、 坚硬耐久性好； 其它砂岩性能较 差
质地坚硬的砂岩 用作建筑材料
质地坚硬，强度 高
砌筑工程
4.1.4 常用石料类型及选用
1. 天然石材的加工类型
土木工程中使用的天然石材常加工为块 状、板状、散粒状及特殊形状的制品， 通常有毛石、料石、板材及颗粒状石料 等类型
常见岩石代 表
花岗岩、砂 岩
花岗岩
云母
结晶、片状 含水铝硅酸 盐
无色透明、黑 色
有一组极完全解理， 易裂成薄片，薄片 有弹性，耐久性差
wenku.baidu.com
花岗岩
方解石 结晶碳酸钙 白色
方解石强度较高， 遇酸后分解
石灰岩
石英
长石
方解石 云母
2．岩石的分类 岩石根据成因可以分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类
三大岩类的特性
石材的强度分为九个等级，用符号MU和抗压强 度值表示，即MU100、MU80、MU60、MU50、 MU40、MU30、MU20、MU15和MU10
2）公路工程用石料
抗压强度试验的标准试件尺寸：
工程用途 桥梁工程
石料标准试件尺寸（mm）
立方体
圆柱体
边长70mm
—
路面工程
边长50mm
直径和高均为50mm
磨耗损失小， 集料坚硬耐 磨、耐久性
式中：m1——装入磨耗机的试样质量，g；好。
m2——试验后在1.7mm的筛上洗净烘干的试样
质量，g。
（2）冲击韧性 （3）硬度
3．工艺性质（Technological property） （1）加工性 （2）磨光性 （3）可钻性
4．化学性质
岩石的酸碱性 类型 二氧化硅含量（%） 代表岩石
常见岩石的性能和用途
类型 矿物组成
外观色泽
性能
用途
花岗岩
石英、长石、 云母
多种色泽，如深 青、浅灰、黄、 红等
结构密实、密度 优质石料，广泛
大、抗压强度高、 用于砌筑、装饰
耐久性好
工程和集料
玄武岩 石灰岩 砂岩 石英岩
暗色矿物
方解石、少量 白云石、粘土
石英、少量长 石、方解石、
云母等
结晶氧化硅
大多呈浅灰色
沉积岩 （水成岩）
母岩风化后的物质经 水流搬运、沉积、硬 结而成
颗粒物质和胶结物质组 成 密 率，度 大大小 ，多， 强呈孔 度现隙 较层率 低理和，结吸耐构水久。石灰岩石、膏砂岩、
性较差
变质岩
经地壳内部高温、高 压等多种过程综合作 用，岩石矿物重新再 结晶变质后形成
结构与变质经历有关— —如受到高压作用再结 晶后的变质岩将质地紧 密；相反则变质后形成 片状结构