项目六任务五 建筑石材1（ 课件）- 《建筑材料》同步教学（西安科大版）

项目六任务五 建筑石材 1 　　 6.5.1 概述 　　石材是具有一定的物理、化学性能，可用作建筑材料的岩石。天然石材资源丰富，使用历史悠久，是古老的建筑材料之一。世界上许多的古建筑都是由天然石材建造而成的，如埃及的金字塔、意大利著名的比萨斜塔。我国对天然石材的使用也有悠久的历史和丰富的经验，如河北的赵州桥、北京人民英雄纪念碑等。 任务五 建 筑 石 材 1 　　由于天然石材具有抗压强度高，耐久性和耐磨性好，资源分布广，便于就地取材等优点而被广泛接触。但天然石材也具有性质较脆、抗拉强度低、表观密度大、硬度高等特点，因此开采和加工都比较困难。 　　建筑石材有天然石材和人造石材两大类。由天然岩石开采的、经过或不经过加工而制得的材料，称为天然石材。用无机或有机胶结料、矿物质原料及各种外加剂配制而成的称为人造石材，如人造大理石、人造花岗石等。天然石材的特点是成本低、气孔小、强度大、加工困难。人造石材可加工成任意形状，并可控制其性能。 1 6.5.2 天然岩石的分类 　　天然岩石是由各种不同地质作用所形成的天然固态矿物组成的集合体。矿物是在地壳中受各种不同的地质作用，所形成的具有一定的化学组成和物理性质的单质或化合物。根据岩石的成因，按地质分类法，天然岩石可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。 1 　　1. 岩浆岩 　　岩浆岩又称做火成岩，是由地壳内的岩浆在地下或喷出地面后冷凝而成的岩石，根据岩浆冷却程度不同又分为深层岩、喷出岩、火山岩。 　　深层岩是地壳深处的岩浆，在其上部覆盖压力的作用下经缓慢冷凝而形成的岩石。它的结构致密，结晶完整，具有抗压强度高、吸水率小、抗冻性和耐久性好等特点。深层岩有花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩等。 1 　　喷出岩是岩浆喷出地表后，在压力骤减和迅速冷却的条件下形成的岩石，其特点是结晶不完全，多呈细小结晶或玻璃质结构，岩浆中所含气体在压力骤减时会在岩石中形成多孔构造。建筑中用到的喷出岩有玄武岩、辉绿岩、安山岩等。 　　火山岩是火山爆发时岩浆被喷到空中，在压力骤减和急速冷却条件下形成的多孔散粒状岩石。有多孔玻璃质结构且表观密度小的散粒状火山岩，如火山灰、火山渣、浮石等。 1 　　2. 沉积岩 　　沉积岩也称水成岩，是各种岩石经风化、搬运、沉积和再造作用而形成的岩石。沉积岩呈层状构造，孔隙率和吸水率较大，强度和耐久性较岩浆岩低。沉积岩按照生成条件又分为机械沉积岩、生物沉积岩和化学沉积岩三种。 　　机械沉积岩是风化破碎后的岩石又经风、雨、河流及冰川等搬运、沉积、重新压实或胶结而成的岩石，主要有砂岩、砾岩和页岩等，其中常用的是砂岩。 1 　　生物沉积岩是由各种有机体死亡后的残骸沉积而成的岩石，如硅藻土等。 　　化学沉积岩是由溶解于水中的矿物经聚积、反应、结晶、沉积而成的岩石，如石膏、白云石、菱镁矿等。 1 　　3. 变质岩 　　变质岩是地壳中原有的各种岩石，在地层的压力和温度的作用下，在固体状态下发生再结晶的作用，而使其矿物成分、结构构造以至化学成分部分或全部改变而形成的新岩石。根据原岩石的种类不同，可分为正变质岩和副变质岩。 　　正变质岩由岩浆岩变质而成，性能一般较原岩浆岩差，如片麻岩。 1 　　副变质岩由沉积岩变质而成，性能一般较原沉积岩好，如大理岩、石英岩等。大理岩结构致密，表观密度大，硬度不大，纯的为雪白色，磨光后美观。石英岩呈晶体结构，致密，强度大，耐久性好，但硬度大，加工困难。 1 6.5.3 石材的技术性质 　　1. 表观密度 　　石料表观密度的大小常间接反映出石材的致密程度及孔隙多少。表观密度大于1800 kg/m3的石材称为重质石材，主要用作建筑物的基础、地面、路面、桥梁、挡土墙及水工构筑物等；表观密度小于或等于1800 kg/m3的石材称为轻质石材，主要用作墙体材料等。 1 　　2. 吸水性 　　天然石材的吸水率一般较小，但由于形成条件、密实程度等情况的不同，石材的吸水率波动也较大。吸水率低于1.5%的岩石称为低吸水性岩石。吸水率介于1.5%～3%的岩石称为中吸水性岩石。吸水率高于3.0%的岩石称为高吸水性岩石。 　　石材的吸水性对其强度与耐水性有很大影响。石材吸水后，会降低颗粒之间的黏结力，从而使强度降低。有些岩石还容易被水溶蚀，其耐水性也较差。 1 　　3. 耐水性 　　当石材中含有黏土或易溶于水的物质时，在吸水饱和情况下，强度会明显下降。石材的耐水性以软化系数表示。软化系数大于或等于0.9的为高耐水性石材，软化系数为0.7～0.9的属中耐水性石材，软化系数为0.60～0.70的属低耐水性石材。一般软化系数小于0.8的石材不允许用于重要建筑。 1 　　4. 抗冻性 　　石材的抗冻性是用冻融循环次数表示的。石材在吸水饱和状态下，经反复冻融循环，若无贯穿裂缝，且质量损失不超过5%，强度损失不超过25%，则认为其抗冻性合格，其允许的冻融循环次数就是抗冻等级。石材的抗冻能力主要与其吸水性、矿物组成及冻结情况等有关。通常，吸水率越低，抗冻性越好。 1 　　5. 耐热性 　　石材的耐热性主要取决于石材的化学成分和矿物组成。含有石膏的石材，温度超过100℃时结构开始破坏；含有碳酸镁的石材，温度高于625℃时结构会发生破坏；含有碳酸钙的石材，温度达到827℃时结构才开始破坏；而由石英组成的石材，如花岗岩等，当温度超过700℃时，由于石英受热膨胀，强度会迅速下降。 1 　　6. 抗压强度 　　岩石是典型的脆性材料，它的抗压强度很大，但抗拉强度很小，这是岩石区别于钢材和木材的主要特征之一。石材的抗压强度主要取决于矿石的矿物组成、结构与构造特征、胶结物质的种类与均匀性等。用于砌体结构的石材的抗压强度采用边长为70 mm的立方体试件进行测试，并以三个试件破坏强度的平均值表示。根据抗压强度的大小，石材共分九个强度等级：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15、MU10。 1 　　7. 硬度 　　石材的硬度主要与其组成矿物的硬度和构造有关，其硬度多以摩氏硬度或肖氏硬度表示。抗压强度越高，其硬度越高；硬度越高，其耐磨性和抗刻划性越好，但其表面加工更困难。 1 　　8. 耐磨性 　　石材的耐磨性与其组成矿物的硬度、结构构造、石材的抗压强度等因素有关。石材的组成矿物越坚硬、结构越致密、抗压强度越高，其耐磨性越好。石材的耐磨性用单位面积磨耗量来表示。对于可能遭受磨损作用的场所，如地面、路面等，应采用高耐磨性的石材。 1 6.5.4 石材的工艺性质 　　石材的工艺性质，主要指其开采和加工过程的难易程度及可能性，包括加工性、磨光性与抗钻性等。 　　由于用途和使用条件不同，对石材的性质及其所要求的指标均有所不同。工程中用于基础、桥梁、隧道以及石砌工程的石材，一般规定其抗压强度、抗冻性与耐水性必须达到一定指标。 　　石材的加工性主要是指对岩石开采、锯解、切割、凿琢、磨光和抛光等加工工艺的难易程度。 1 凡强度、硬度、韧性较高的石材，都不易加工；质脆而粗糙，有颗粒交错结构，含有层状或片状构造，以及也已风化的岩石，都难以满足加工要求。 　　磨光性是指石材能否磨成平整光滑表面的性质。致密、均匀、细粒的岩石，一般都有良好的磨光性，可以磨成光滑亮洁的表面。疏松多孔、有鳞片状构造的岩石，磨光性不好。 　　抗钻性指对石材钻孔的难易程度。影响抗钻性的因素很复杂，一般石材的强度越高、硬度越大，越不易钻孔。 1 感谢聆听 1 $$