建筑工程中常用石材品種及構(gòu)造做法講義T

2天然石材

掌握建筑工程中常用石材的品種和應(yīng)用范圍。了解常用巖石的形成及其結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、性質(zhì)和主要用途。本章提要本章內(nèi)容2.1

建筑中常用的巖石2.2

石材2.1建筑中常用的巖石

巖石是由各種不同的地質(zhì)作用所形成的天然固態(tài)礦物的集合體，具有一定的化學(xué)成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。由單一礦物組成的巖石叫單礦巖。如石灰?guī)r主要是由方解石(結(jié)晶CaCO3)組成的單礦巖。由兩種或多種礦物組成的巖石叫多礦巖。如花崗巖是由長石、石英、云母等礦物組成的多礦巖。

巖石的性質(zhì)是由礦物的特性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等因素決定的。

所謂巖石的結(jié)構(gòu)，是指礦物的結(jié)晶程度、結(jié)晶大小、形態(tài)及相互排列關(guān)系，如玻璃狀、細(xì)晶狀、粗晶狀、斑狀、纖維狀等。

巖石的構(gòu)造是指礦物在巖石中的排列及相互配置關(guān)系，如致密狀、層狀、片狀、流紋狀等。天然巖石按地質(zhì)成因可分為火成巖、沉積巖、變質(zhì)巖三大類。2.1.1火成巖

火成巖也稱巖漿巖，由地殼深處熔融巖漿上升冷卻而成，具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)而沒有層理。根據(jù)生成條件的不同，巖漿巖可分為以下三類。2.1.1.1深成巖

深成巖是巖漿在地表深處受上部覆蓋層的壓力作用，緩慢冷卻而形成的巖石。

其特點(diǎn)是結(jié)晶完全、晶粒明顯可辨、構(gòu)造致密、表觀密度大、抗壓強(qiáng)度高、吸水率小、抗凍及耐久性好。

噴出巖是巖漿噴出地表冷凝而成。由于冷卻較快，大部分結(jié)晶不完全呈細(xì)小結(jié)晶狀。巖漿中所含氣體在壓力驟減時(shí)會(huì)在巖石中形成多孔構(gòu)造。建筑中用到的噴出巖有玄武巖、輝綠巖、安山巖等。玄武巖和輝綠巖可作為耐酸和耐熱材料，還是生產(chǎn)鑄石和巖棉的原料。2.1.1.2噴出巖

火山巖是火山爆發(fā)時(shí)，巖漿被噴到空中急速冷卻而形成的多孔散粒狀巖石，多呈玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，有較高的化學(xué)活性。如火山灰、火山渣、浮石等。

火山凝灰?guī)r是由散粒狀巖石層受到覆蓋層壓力作用膠結(jié)成的巖石?；鹕交铱捎米魃a(chǎn)水泥時(shí)的混合材料。浮石是配制輕混凝土的一種天然輕骨料?；鹕侥?guī)r容易分割，可用于砌筑基礎(chǔ)、墻體等。2.1.1.3火山巖

沉積巖也稱水成巖，是各種巖石經(jīng)風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積和再造巖作用而形成的巖石。沉積巖呈層狀構(gòu)造，孔隙率和吸水率大，強(qiáng)度和耐久性較火成巖低。但因沉積巖分布廣容易加工，在建筑上應(yīng)用廣泛。沉積巖按照生成條件分為三類。

2.1.2沉積巖

機(jī)械沉積巖是巖石風(fēng)化破碎以后又經(jīng)風(fēng)、雨、河流及冰川等搬運(yùn)、沉積、重新壓實(shí)或膠結(jié)作用，在地表或距地表不太深處形成的巖石，主要有砂巖、礫巖、角礫巖和頁巖等。

砂巖是由砂粒經(jīng)膠結(jié)而成。由于膠結(jié)結(jié)構(gòu)和致密程度的不同，性能差別很大。

礫巖和角礫巖的構(gòu)成和性能與砂巖相似。

頁巖由粘土沉積而成，呈頁片狀，強(qiáng)度低、耐水性差，不能直接用作建筑材料。2.1.2.1機(jī)械沉積巖

化學(xué)沉積巖是巖石中的礦物溶于水后，經(jīng)富集、沉積而成的巖石，如石膏、白云巖、菱鎂礦等。

石膏的化學(xué)成分為CaSO4·2H2O，是燒制建筑石膏和生產(chǎn)水泥的原料。白云巖的主要成分是白云石CaCO3·MgCO3，其性能接近于石灰?guī)r。菱鎂礦的化學(xué)成分為MgCO3，是生產(chǎn)耐火材料的原料。2.1.2.2化學(xué)沉積巖生物物沉沉積積巖巖是海海生生動(dòng)動(dòng)植植物物的的遺遺骸骸，，經(jīng)經(jīng)分分解解、、分分選選、、沉沉積積而而成成的的巖巖石石。。如如石灰灰?guī)r巖、硅藻藻土土等。。石灰灰?guī)r巖的主主要要成成分分為為方方解解石石(CaCO3)，常常含含有有白白云云石石、、菱菱鎂鎂礦礦、、石石英英、、蛋蛋白白石石、、含含鐵鐵礦礦物物和和粘粘土土等等。。硅藻藻土土是由由硅硅藻藻的的細(xì)細(xì)胞胞壁壁沉沉積積而而成成。。富富含含無無定定形形SiO2、淺淺黃黃色色或或淺淺灰灰色色、、質(zhì)質(zhì)軟軟而而輕輕，，多多孔孔，，易易磨磨成成粉粉末末，，有有極極強(qiáng)強(qiáng)的的吸吸水水性性。。2.1.2.3生物物沉沉積積巖巖變質(zhì)質(zhì)巖巖是地地殼殼中中原原有有的的巖巖石石在在地地質(zhì)質(zhì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)過過程程中中受受到到高高溫溫、、高高壓壓的的作作用用，，在在固固態(tài)態(tài)下下發(fā)發(fā)生生礦礦物物成成分分、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造造和和化化學(xué)學(xué)成成分分變變化化形形成成的的新新巖巖石石。。建筑筑中中常常用用的的變變質(zhì)質(zhì)巖巖有有大理理巖巖、、蛇蛇紋紋巖巖、、石石英英巖巖、、片片麻麻巖巖、、板板巖巖等。。2.1.3變質(zhì)質(zhì)巖巖大理理巖巖也稱稱大理理石石，是是由由石石灰灰?guī)r巖、、白白云云巖巖經(jīng)經(jīng)變變質(zhì)質(zhì)而而成成的的具具有有細(xì)細(xì)晶晶結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的致致密密巖巖石石。。大理理巖巖在在我我國國分分布布廣廣泛泛，，而而以以云云南南大大理理最最負(fù)負(fù)盛盛名名。。大大理理巖巖表表觀觀密密度度為為2600~2700kg/m3，抗抗壓壓強(qiáng)強(qiáng)度度較較高高，，達(dá)達(dá)100~300MPa。大大理理巖巖質(zhì)質(zhì)地地密密實(shí)實(shí)但但硬硬度度不不高高，，易易于于加加工工，，可可用用于于石石雕雕或或磨磨光光成成鏡鏡面面。。純純大大理理巖巖為為白白色色，，若若含含有有不不同同雜雜質(zhì)質(zhì)呈呈灰灰色色、、黃黃色色、、玫玫瑰瑰色色、、粉粉紅紅色色、、紅紅色色、、綠綠色色、、黑黑色色等等多多種種色色彩彩和和花花紋紋，，是是高高級級裝裝飾飾材材料料。。2.1.3.1大理理巖巖蛇紋巖是由巖漿漿巖變質(zhì)質(zhì)而成的的巖石，，呈綠、、暗灰綠綠、黃等等色。結(jié)構(gòu)致密密，硬度度不大，，易于加加工，有有樹脂或或蠟狀光光澤。巖巖脈中成成纖維狀狀者稱蛇蛇紋石棉棉或溫石石棉，是是常用的的絕熱材材料。2.1.3.2蛇紋巖石英巖是由硅質(zhì)質(zhì)砂巖變變質(zhì)而成成，質(zhì)地地均勻致致密，硬硬度大，，抗壓強(qiáng)強(qiáng)度高達(dá)達(dá)250~400MPa，加工困困難，但但耐久性性強(qiáng)。石英巖板板材可用用作重要要建筑的的飾面材材料或地地面、踏踏步、耐耐酸襯板板等。2.1.3.3石英巖片麻巖是由花崗崗巖等火火成巖變變質(zhì)而成成。其礦礦物成分分與花崗崗石相近近，具有有片麻狀狀構(gòu)造。。垂直于于片理方方向抗壓壓強(qiáng)度為為120~200MPa，沿片理理方向易易于開采采加工。。吸水性高高，抗凍凍性差，，通常加加工成毛毛石或碎碎石，用用于不重重要的工工程。2.1.3.4片麻巖板巖是由頁巖巖或凝灰灰?guī)r變質(zhì)質(zhì)而成。。板巖構(gòu)構(gòu)造細(xì)密密呈片狀狀，易于于剝裂成成堅(jiān)硬的的薄片狀狀。其強(qiáng)度、、耐水性性、抗凍凍性均高高，是一一種天然然的屋面面材料，，可用于于園林建建筑。2.1.3.5板巖2.2石材石材的表表觀密度度與其礦礦物組成成、孔隙隙率等因因素有關(guān)關(guān)。表觀觀密度大大的石材材孔隙率率小、抗抗壓強(qiáng)度度高、耐耐久性好好。按照表觀觀密度的的大小可可將石材材分為：：重質(zhì)石材材表觀密度度＞1800kg/m3；輕質(zhì)石材材表觀密度度＜1800kg/m3。2.2.1石材的主主要技術(shù)術(shù)性質(zhì)2.2.1.1表觀密度度石材的強(qiáng)強(qiáng)度等級級分為9個(gè)：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15和MU10。它是以3個(gè)邊長為為70mm的立方體體試塊的的抗壓強(qiáng)強(qiáng)度平均均值確定定劃分的的。2.2.1.2強(qiáng)度等級級石材的硬硬度取決決于組成成礦物的的硬度和和構(gòu)造，，硬度影影響石材材的易加加工性和和耐磨性性。石材材的硬度度常用莫莫氏硬度度表示，，它是一一種刻劃劃硬度。。各莫氏硬硬度級的的標(biāo)準(zhǔn)礦礦物如表2.1所列。2.2.1.3硬度表2.1礦物的莫莫氏硬度度表硬度12345678910礦物滑石石膏方解石螢石磷灰石長石石英英玉剛玉金剛石毛石也稱片石，是采石石場由爆爆破直接接獲得的的形狀不不規(guī)則的的石塊。。根據(jù)平整程度度又將其分分為亂毛石和平毛石兩類。(1)亂毛石形狀不規(guī)規(guī)則，一一般高度度不小于于150mm，一個(gè)方方向長度度達(dá)300~400mm，重為20~30kg。(2)平毛石是由亂毛毛石略經(jīng)經(jīng)加工而而成。基基本上有有6個(gè)面，但但表面粗粗糙。2.2.2石材的品品種與應(yīng)應(yīng)用2.2.2.1毛石料石是由人工工或機(jī)械械開采出出的較規(guī)規(guī)則的六六面體石石塊，再再略經(jīng)鑿鑿琢而成成。根據(jù)表面加工工的平整整程度分為毛料石、、粗料石石、半細(xì)細(xì)料石和和細(xì)料石石四種。(1)毛料石外形大致致方正，，一般不不加工或或稍加修修整，高高度不小小于200mm，長度為為高度的的1.5~3倍。疊砌砌面凹凸凸深度不不大于25mm。2.2.2.2料石(2)粗料石高度和厚厚度都不不小于200mm，且不小小于長度度的1/4，疊砌面面凹凸深深度不大大于20mm。(3)半細(xì)料石石規(guī)格尺寸寸同上，，疊砌面面凹凸深深度不大大于15mm。(4)細(xì)料石規(guī)格尺寸寸同上，，疊砌面面凹凸深深度不大大于10mm。用于建筑筑物內(nèi)外外墻面、、柱面、、地面、、欄桿、、臺階等等處裝修修用的石石材稱為為飾面石材材。飾面石材材從巖石石種類分分主要有有大理石和花崗石兩大類。。所謂大理理石是指變質(zhì)質(zhì)或沉積積的碳酸酸鹽類巖巖石，有有大理巖巖、白云云巖、石石英巖、、蛇紋巖巖等。所謂花崗崗石是指可開開采為石石材的各各類火成成巖，有有花崗巖巖、安山山巖、輝輝綠巖、、輝長巖巖、玄武武巖等。。2.2.2.3飾面石材材飾面石材材的外形形有加工工成平面面的板材材，或者者加工成成曲面的的各種定定型件。。大理石飾飾面材料料因主要成成分碳酸酸鈣不耐耐大氣中中酸雨的的腐蝕，