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石 材,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。,本章提要,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。,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。,岩 浆,岩浆岩,沉积岩,变质岩,岩 浆,冷却凝固,风化、侵蚀、搬运、沉积,变质作用,高温融化,变质作用,其种类、特点、用途见下表,火成岩,沉积岩,玄武岩,石灰岩,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。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2.52.7,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。,长 石,3 、角闪石、辉石、橄榄石 铁、镁、钙等硅酸盐的晶体。密度为33.6g/cm3,莫氏硬度为57。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。,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。,白云石,黄铁矿,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。,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。,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.,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3%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。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;,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。,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。,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)。 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。,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。,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。,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 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。,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重量,硬度大,开采和加工难度大。质脆,耐火性差。某些花岗石含有微量的放射性元素,对人体有害。,花岗石的加工,亚光板材:表面经打磨,平整细腻,能使光线产生漫射现象。,剁斧板材:经人工剁斧加工,使石材表面有规律的条状斧纹。,机刨板材:用机械将石材表面加工成有相互平等的创纹,替代剁斧石。,烧毛板材:经机械加工成型后,表面用火焰烧蚀,形成不规则的粗糙表面,表面呈灰白色。,磨菇石:将板材四边基本凿平齐,中部石材自然突出一定高度。,磨光板材:经过细磨加工和抛光处理,表面很光滑,光泽度非常好的板材。,剁斧板材,机刨板材,火烧板材,蘑菇石,花岗石的主要颜色,暗色系列: 中国黑、蒙古黑、济南青等,蓝绿色系列: 孔雀绿、燕山绿、新疆兰宝等,灰白色系列: 山东白麻、意大利白麻、美利坚白麻等,红橙色系列: 中国红、印度红、樱花红、贵妃红等,褐黄色系列: 英国棕、啡钻、虎皮黄、浅啡网、深啡网等,贵妃红,樱花红,中国红,济南青,中国黑,意大利白麻,美利坚白麻,孔雀绿,新疆兰宝,英国棕,深啡网,2、大理石变质岩,由石灰岩、白云岩等沉积岩经变质而成, 主要矿物成分为方解石和白云石。大理石主要化学成分为碱性物质(CaCO3), 易被酸侵蚀。故除个别品种(汉白玉、艾叶青等)外,一般不宜 用作室外装修,否则会受到酸雨以及空气中酸性氧化 物遇水形成的酸类侵蚀,从而失去表面光泽,甚至出 现斑点等现象。,大理石板材主要用于室内装饰,当空气中含有 二氧化硫时,大理石面层会因风化而失去光泽和 改变颜色并逐渐破损。大理石板材硬度小,容易加工和磨光,材质均 匀,抗压强度为70-110MPa,耐用年限为40-100年。天然大理石的品种:白灰系列、黄色系列、红粉色系列、褐色系列、青蓝黑色系列、木质纹理,云灰大理石,象牙白,白色大理石(汉白玉),彩色大理石(金线米黄),金花米黄,银线米黄,啡网纹,大花绿,紫罗红,黑金砂,黑白根,杭灰石,木纹石,板岩,3、人造石材:用粘结剂,配以天然大理石或方解石、白云石、硅砂、玻璃粉等无机粉料,以适量的阻燃剂、颜色等,经配料混合、陶铸、震动压缩、挤压等方法成型固化制成的材料。优点:与天热石材相比,重量较轻,在防潮、防酸、耐高温、拼凑性方面都有显著的优点。 缺点:自然性不足,纹理不逼真。 用途:多被用于橱柜等实用高于装饰要求的场所,以及一些恶劣环境中。(如厨房、洗手间等),人造石材的分类,人造石材,
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