建筑材料培训课件(ppt 65页)

1. 与其它资源相比，世界上的硅藻土资源并不丰富。 2. 我国硅藻土资源分布较广，储量丰富。 3. 矿床主要分布在东北的吉林、黑龙江；华东的山
东、浙江；西南的云南等地。 4. 著名的矿山有：
山东临朐县山旺村;吉林长白县马鞍山; 吉林海龙 县；四川米易回汉沟和新民；浙江嵊县福泉山等。
2.1.3.变质岩
2.1.1.3 火山岩
•
火山岩是火山爆发时，岩浆被喷到空中急
速冷却而形成的多孔散粒状岩石，多呈玻璃质
结构，有较高的化学活性。如火山灰、浮石等。
•
火山灰可用作生产水泥时的混合材料。浮
石是配制轻混凝土的一种天然轻骨料。
• 2.1.2 沉积岩
•
沉积岩又称水成岩。沉积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。沉积岩
• 强度、硬度、韧性较高的石材，不易加 工；质脆而粗糙，有颗粒交替，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 • 指岩石能否研磨抛光成光滑表面的性质。 • 致密、均匀、细粒的岩石，磨光性一般
较好；疏松多孔、鳞片状结构的岩石，磨光 性都较差。
• 3.抗钻性 • 指岩石钻孔的难易程度。与岩石的强度、
• 从岩石结构角度考虑，结构疏松多孔的天然 石料，强度远逊于构造均匀致密的石料。具 有层理、片状构造的石料，其垂直于层理、 片理方向的强度较平行于层理、片理的高。 对于有层理、片理构造的天然石料，在测定 抗压强度时，其受力方向应与石料在砌体中 的实际受力方向相同。
• 层理构造是岩石在形状、颜色和成分上发生 相应变化显示出的层状现象，属于岩石间的 层状。
用于建筑的基础、贴面、地面、路面、房屋外
墙、挡土墙、桥梁以及水工构筑物等；表观密
度小于1800kg/m3的为轻石，主要用作墙体材
料，如采暖房屋外墙等。
• 2.吸水性
• 石材吸水性的大小用吸水率表示，其大 小主要与石材的化学成分、孔隙率大小、孔 隙特征等因素有关。按吸吸水率大小分为低 吸水性岩石、中吸水性岩石和高吸水性岩石。
• 花岗岩在地表分布很广泛，是人类最早发现和利用 的天然岩石之一。在世界各地有许多古代开发利用 花岗岩的遗迹，如古埃及人建造的金字塔、古希腊 的神庙、古罗马的斗兽场等。
• 花岗岩主要成分是长石和石英。花岗岩质地坚硬， 结构致密，孔隙率和吸水率小，抗冻性好，难被酸 碱或风化作用侵蚀，使用年限为75~200年。常被用 于建筑物的材料。
虽仅占地壳总质量的5％，但在地球上分布极广，
约占地壳表面积的75％，加之藏于离地表不太深处，
易于开采。
•
与火成岩相比，其特性是：结构致密性较差，
密度较小，大都成层状结构，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：机械沉
积岩、化学沉积岩和生物沉积岩。
2.1.2.1 机械沉积岩
• 一般软化系数＜0.80的石材，不允许用 在重要建筑中。
• 4.抗冻性
• 石材的抗冻性用冻融循环次数表示，即 石材在吸水饱和状态下能经受规定条件下若 干次冻融循环，而强度降低值不超过25%， 质量损失不超过5%且无贯穿裂缝时，则认为 抗冻性合格
• 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，可不进 行抗冻试验。
• 造岩矿物: 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。
• 天然石材：经天然岩石不同程度的机械 加工后得到的材料。
• 岩石按地质形成条件不同，通常可分为三大类，即
岩浆岩、沉积岩和变质岩。
• 2.1.1.岩浆岩
• 岩浆岩又称火成岩，它是因地壳变动，熔融 的岩浆由地壳内部上升后冷却而成。岩浆岩是
用料石砌筑的门拱
• 2.3.2 板材
• 1.
• 商业上所说的大理石是指以大理岩为代 表的一类装饰石材，包括碳酸盐岩和与其有 关的变质岩，主要成分为碳酸盐，一般质地 较软。
• （1）天然大理石板的优点： • ①结构致密，抗压强度高，加工性好，
岩；形成较薄岩层时，呈多孔构造，接近火山
岩。
•
建筑中用到的喷出岩有玄武岩、辉绿岩等。
玄武岩和辉绿岩可作为耐酸和耐热材料，还是
生产铸石和岩棉的原料。
铸石材料在 建材设备中 主要代替不 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ冲击的金 属材料耐磨 件，用在设 备上。
岩棉
优质岩棉能耐 1250～ 1400℃高温。 用于耐烧蚀、
耐高温隔热材 料；
硬度等性质。
• 强度越高、硬度越大时，越不易钻孔。
2.3 石材的加工类型及选用
• 2.3.1 块状石材 • 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 形状不规则（见图2.3.1乱毛石示意图）。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）。
• 5.耐热性
•
石材的耐热性与其化学成分及矿物组成
有关。石材经高温后会因热胀冷缩使体积变
化而产生内力，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。
含石膏的石材，在100度以上就开始破 坏，含MgCO3的石材，当温度高于750度时 才发生破坏。
• 6.导热性
•
石材的导热性主要与致密程度有关。具
• 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。
• 3.耐水性
• 石材的耐水性用软化系数表示。
• 按软化系数的大小，石材的耐水性可分 为高、中、低三等，软化系数＞0.90的石材 为高耐水性石材，软化系数＝0.70~0.90的石 材为中耐水性石材，软化系数＝0.60~0.70的 石材为低耐水性石材。
•
化学沉积岩是岩石中的矿物溶于水后，经聚积、
沉积而成的岩石，如石膏、白云岩、菱镁矿、石灰岩
•
石膏的化学成分为CaSO4·2H2O，是烧制建筑石
膏和生产水泥的原料。白云岩的主要成分是白云石
CaCO3·MgCO3，其性能接近于石灰岩。菱镁矿的化 学成分为MgCO3，是生产耐火材料的原料。
天然石膏
• 石灰岩的主要成分为方解石(CaCO3)，常含有白云 石、菱镁矿、石英、蛋白石、含铁矿物和粘土等。
• 2.冲击韧性 • 石材是典型的脆性材料，其抗拉强度较抗压
强度小得多，为抗压强度的1/10~1/20。 • 3.硬度 • 石材的硬度取决于组成矿物的硬度和构造，
硬度影响石材的易加工性和耐磨性。石材的 硬度常用莫氏硬度表示，它是一种刻划硬度。
• 2.2.3工艺性质
• 1.加工性
• 指岩石开采、劈解、切割、凿琢、研磨、 抛光等加工工艺的难易程度。
兰州“黄河母亲”花岗岩巨型石雕
• 花岗岩石约有300 多种 。花岗岩岩 体在我国约占国 土面积的9％，达 80多万平方公里， 尤其是东南地区， 大面积裸露各类 花岗岩体，可见 其储量之大。
2.1.1.2 喷出岩
• 喷出岩是岩浆喷出地表冷凝而成。
•
由于冷却较快，大部分结晶不完全呈细小
结晶状。当喷出岩形成较厚岩层时，接近深层
有封闭孔隙石材的导热性差。
• 7.抗风化
•
石材孔隙率大小对风化影响很大，水、
冰和化学因素等造成岩石开裂或剥落的过程，
称为岩石的风化。
• 2.2.2力学性质
• 1.抗压强度
• 天然岩石是以70mm×70mm×70mm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等级标准。
• 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、MU30、MU20、 MU15和MU10九个等级。
• 将乱毛石略经加工就得到了平毛石，它的形状比乱 毛石整齐，基本上有六个面，常用于砌筑基础、勒 脚、墙身、桥墩等。
• 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。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。
麻状构造。垂直于片理方向抗压强度为 120~200MPa，沿片理方向易于开采加工。
•
吸水性高，抗冻性差，通常加工成
毛石或碎石，用于不重要的工程。
2.2 天然石材的技术性质
• 2.2.1.物理性质
• 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。
•
表观密度大于1800kg/m3的为重石，主要
《土木工程材料》 章天然石材建筑工程系
第2章 天然石材
本节的学习目标 1）了解天然石材的形成，掌握天然 石材的分类及特性------岩浆岩、沉 积岩、变质岩。 2）理解天然石材的技术性质。 3）了解天然板材的应用。
2.1 天然石材的形成和分类
• 岩石: 是不同地质作用所形成的天然固 态矿物的集合体，组成岩石的矿物称为 造岩矿物。
•
机械沉积岩是岩石风化破碎以后又经风、雨、
河流及冰川等搬运、沉积、重新压实或胶结作用，
在地表或距地表不太深处形成的岩石，主要有砂岩
和页岩。
•
砂岩是由砂粒经胶结而成。由于胶结结构和
致密程度的不同，性能差别很大。
•
页岩由粘土沉积而成，呈页片状，强度低、
耐水性差，不能直接用作建筑材料。
2.1.2.2 化学沉积岩
构造疏松的石灰石用作生产石灰和水泥的原材料。 构造致密的石灰石可作混凝土集料，非常致密的可 作饰面装饰材料。
2.1.2.3 生物沉积岩
•
生物沉积岩是海生动植物的遗骸，经分解、
分选、沉积而成的岩石。如硅藻土等。
•
硅藻土是由硅藻的细胞壁沉积而成。富含
无定形SiO2、通常呈白色、灰白色、浅灰色、 浅黄色和深灰色，质轻、软、多孔。 易磨成
粉末，有极强的吸水性。
硅藻土的应用
隔热、隔音材料 ：以硅藻土为主，加入其它 辅料，制成保温砖、板、粉，绝热混凝土等。
以硅藻土为原料的新型室内外涂料、装修材料 不含有害化学物质，除了具有不燃、隔音、防水、 重量轻以及隔热等特点外，还有除湿、除臭、净化 室内空气等作用，是优良的环保型室内外装修材料。
•资源分布
变质岩是由原生的岩浆岩或沉积岩，经过地壳内部 高温、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: 例如大理岩——石灰岩、白云岩； 石英岩：砂岩变质而成。
岩浆岩变质后，性质反而变差: 例如片麻岩——花岗岩。
变质岩——大理岩
•
大理岩也称大理石。
•
大理岩在我国分布广泛，而以云南大理最负盛
大理石--啡钻
大理石--枫叶红
大理石--蓝珍珠
大理石--天山红
变质岩——石英岩
•
石英岩是由硅质砂岩变质而成，质地均匀致密，
硬度大，抗压强度高达250~400MPa，加工困难，
但耐久性强。
•
石英岩板材可用作重要建筑的饰面材料或地面、
踏步等。
•
片麻岩是由花岗岩等火成岩变质而
成。其矿物成分与花岗石相近，具有片
• 片理构造则是变质岩中矿物定向排列形成的， 例如：变质岩中的矿物（长石、方解石等） 各自排列在一起，则就有了片理构造，属于 同一种岩石中矿物间的层状。
<思考>石料的砌筑 A、B、C三块石料均具有层理，其层理及受力 方向如下图。请讨论这几种石料的砌筑有何问 题？
分析：C石料的砌筑方向不 对，具有层理构造的石块其 垂直层理的强度高于平行于 层理的强度，宜转90°放置。
• 花岗岩（Granite）的语源是拉丁文的granum，意 思是谷粒或颗粒。因为花岗岩是深成岩，常能形成 发育良好、肉眼可辨的矿物颗粒，因而得名。而汉 字名词花岗岩则是由日本人翻译而来。花形容这种 岩石有美丽的斑纹，刚或岗则表示这种岩石很坚硬。
花岗岩应用实例
• 北京的“人民英雄纪念碑”高37.94m，仅碑心石重 就达120t ，是取材于山东青岛的花岗岩。
组成地壳的主要岩石，占地壳总质量的89％。
• 岩浆岩根据岩浆冷却条件的不同，又分为深成岩、 喷出岩和火山岩。
2.1.1.1 深成岩
•
深成岩是岩浆在地表深处受上部覆盖
层的压力作用，缓慢冷却而形成的岩石。
•
其特点是结晶完全、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。
花岗岩属于深层岩
名。
•
大理岩质地密实但硬度不高，易于加工，可用
于石雕或磨光成镜面。纯大理岩为白色，如汉白玉。
若含有不同杂质呈灰色、黄色、玫瑰色、粉红色、
红色、绿色、黑色等多种色彩和花纹，是高级装饰
材料。
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