建筑材料天然石材

建筑材料天然石材第1頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料第一節(jié).巖石的組成及分類(1)天然巖石的組成元素礦物巖石：?jiǎn)蔚V巖多礦巖O長(zhǎng)石花崗巖Si石英玄武巖Ca云母砂巖Fe角閃石頁(yè)巖Al方解石地質(zhì)作用第2頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料(2)天然巖石的分類按生成的地質(zhì)條件：(一)巖漿巖(二)沉積巖(三)變質(zhì)巖第3頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料(一)巖漿巖1.巖漿巖的形成巖漿：地殼下面存在著的高溫高壓熔融狀態(tài)的硅酸鹽物質(zhì)，主要成分是SiO2，還有其他元素，化合物及揮發(fā)成分。第4頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料由地殼內(nèi)部熔融巖漿上升冷凝而成。根據(jù)冷卻條件不同可分為以下三類：(1)深成巖：地殼深處(形成深度在地表以下5km)，巖漿緩慢均勻的冷卻而形成。礦物全部是晶體。如花崗巖，正長(zhǎng)巖，閃長(zhǎng)巖(2)噴出巖：噴出地表迅速冷卻而成，大部分結(jié)晶不完全。有玄武巖，安山巖等。(3)火山巖：火山爆發(fā)，巖漿在空氣中急速冷卻。形成的玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，表觀密度小。有火山灰，火山砂等。第5頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料按巖漿巖的分類（按Si02含量）超基性巖(Si02<45%)橄欖巖基性巖(Si02：45%～52%)中性巖(Si02：52%～65%)酸性巖(Si02：65%～)玄武巖(噴出巖)輝長(zhǎng)巖(深成巖)安山巖(噴出巖)正長(zhǎng)巖(深成巖)流紋巖(噴出巖)花崗巖(深成巖)第6頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料常用的巖漿巖：(1)花崗巖·深成巖的一種，分布較廣·花崗巖構(gòu)造致密，較小的孔隙率和吸水率·較大的密度和抗壓強(qiáng)度，耐酸·耐火性能差·優(yōu)良的裝飾性能第7頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料(2)玄武巖·噴出巖的一種·由斜長(zhǎng)石，橄欖石和輝石組成?！び捕雀叽嘈源?，抗風(fēng)化能力強(qiáng)·常用于高強(qiáng)混凝土的骨料，道路路面和水利工程第8頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料(3)浮石，火山灰·火山巖的一種·浮石是顆粒狀的火山巖?？勺鳛檩p混凝土的骨料?！せ鹕交沂欠蹱罨鹕綆r。能與石灰反應(yīng)生成水硬性膠凝材料?？勺鳛樗嗟幕旌喜暮突炷恋耐鈸搅稀５?頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料(二)沉積巖沉積巖又稱水成巖，地表的各類巖石經(jīng)自然界的風(fēng)化作用破壞，被風(fēng)力，水流和冰川搬遷后再沉淀堆積，在地表或地表下不太深的地方形成的巖石。按生成條件可分為三類：(1)機(jī)械沉積是巖石經(jīng)自然風(fēng)化而松散破碎后，經(jīng)風(fēng)力，水流，冰川等的搬運(yùn)，沉積，重新壓實(shí)而成的巖石，砂巖和頁(yè)巖等屬于這一類。(2)化學(xué)沉積是巖石中易溶于水的礦物，經(jīng)聚集沉積而成的巖石，有石膏，白云巖和菱鎂石等。(3)生物沉積是各種生物死亡后的殘骸沉積而成的巖石，有白堊，硅藻土等。第10頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料2.常用的沉積巖：·石灰石：主要成分為CaCO3，主要礦物為方解石。使用如下：石灰?guī)r是生產(chǎn)水泥和石灰的主要原料；(2)石灰?guī)r塊石可用于基礎(chǔ)，墻身，臺(tái)階和路面，水利工程中可用于堤岸，護(hù)坡等；(3)石灰?guī)r碎石是混凝土常用的骨料。第11頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料·砂巖：由石英砂或石灰?guī)r等細(xì)小碎屑經(jīng)沉積并重新膠結(jié)而成的巖石。主要礦物為石英。其性質(zhì)決定于膠結(jié)物的種類和膠結(jié)的致密程度。1.硅質(zhì)砂巖2.鈣質(zhì)砂巖3.鐵質(zhì)砂巖第12頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料(三)變質(zhì)巖1.變質(zhì)巖的形成變質(zhì)巖是地殼中原有的各類巖石，在高溫高壓下，發(fā)生再結(jié)晶作用，礦物組成，結(jié)構(gòu)發(fā)生部分或全部改變所形成新的巖石。

大理巖由石灰?guī)r和白云巖變質(zhì)而成：建筑飾面材料。

石英由砂巖變質(zhì)而成：陶瓷和玻璃的主要原料?！ど畛蓭r變質(zhì)后，性能變差第13頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料2.常用的變質(zhì)巖(1)大理巖(2)石英巖(3)片麻巖第14頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料第二節(jié)天然石材的技術(shù)性質(zhì)一物理性質(zhì)(一)抗風(fēng)化性·水，冰，化學(xué)因素造成巖石開裂或剝落的過程稱為巖石的風(fēng)化?！た紫堵实拇笮?duì)風(fēng)化有很大影響第15頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料·風(fēng)化作用的類型(1)物理風(fēng)化指地表成因(主要指溫度，水等)使得巖石產(chǎn)生機(jī)械崩解的過程?，F(xiàn)象：熱脹冷縮，冰劈，晶脹等結(jié)果：使得巖石塊體越來越小第16頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料(2)化學(xué)風(fēng)化指巖石在水，水溶液和空氣中的氧與二氧化碳等的作用下所發(fā)生的溶解，水化，水解，碳酸化和氧化等一些列復(fù)雜的化學(xué)變化。作用方式：溶解：CaCO3(石灰?guī)r)+CO2+H2OCa(HCO3)2(重碳酸鈣)水化：CaSO4(硬石膏)+2H2OCaSO4·2H2O(重碳酸鈣)水解：長(zhǎng)石高嶺土(附屬物KOH，SiO2被水帶走)氧化：黃鐵礦(FeS2)褐鐵礦(Fe2O3·nH2O)水解氧化第17頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料(3)生物風(fēng)化指生物在生長(zhǎng)和分解過程中直接或間接地對(duì)巖石礦物產(chǎn)生的物理化學(xué)作用?，F(xiàn)象：·跟劈-壓力可達(dá)10～15kg/cm2·人類活動(dòng)促成的風(fēng)化作用植物，細(xì)菌有機(jī)酸硝酸碳酸亞硝酸生物死亡腐殖質(zhì)(有機(jī)酸)腐蝕巖石新陳代謝第18頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料(二)表觀密度·表觀密度與礦物組成和孔隙率有關(guān)·表觀密度可間接反映出石材的致密程度，孔隙率，抗壓強(qiáng)度，吸水率和耐久性能。第19頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料石材按表觀密度大小分為：1.重石表觀密度大于等于1800kg/m3，主要用于基礎(chǔ)，路面，橋梁，承重墻，水工建筑物等。2.輕石表觀密度小于1800kg/m3，主要用于墻體材料。第20頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料(三)吸水性巖石在一定的實(shí)驗(yàn)條件下吸收水分的能力，稱為巖石的吸水性。常用吸水率，飽和吸水率與飽水系數(shù)等指標(biāo)表示?！r石的吸水性與孔隙率與孔隙特征有關(guān)。一般深成巖與變質(zhì)巖孔隙率小，吸水率也小；沉積巖的孔隙率波動(dòng)大。第21頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料(1)吸水率巖石的吸水率(Wa)是指巖石試件在大氣壓力和室溫條件下自由吸入水的質(zhì)量(Mw1)與巖樣干質(zhì)量(Mw2)之比，用百分?jǐn)?shù)表示，即第22頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料(2)飽和吸水率巖石的飽和吸水率(Wp)是指巖石試件在高壓(一般壓力為15MPa)或真空條件下吸入水的質(zhì)量(Mw2)與巖樣干質(zhì)量(Ms)之比，用百分?jǐn)?shù)表示，即第23頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料(3)飽水系數(shù)·巖石的吸水率(Wa)與飽和吸水率(Wp)之比，稱為飽水系數(shù)?！し从沉藥r石中大，小開口孔隙的相對(duì)比例關(guān)系?！わ査禂?shù)愈大，巖石中的大開口孔隙相對(duì)愈多，而小開口孔隙相對(duì)愈小?！わ査禂?shù)大，說明常壓下吸水后余留的孔隙就愈少，巖石愈易被凍脹破壞，因而其抗凍性差。第24頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料(四)巖石的耐水性·巖石浸水飽和后強(qiáng)度降低的性質(zhì)，稱為軟化性。·用軟化系數(shù)(KR)表示。KR定義為巖石試件的飽和抗壓強(qiáng)度與干抗壓強(qiáng)度的比值，即第25頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料·按軟化系數(shù)分為高，中，低三等·1.K軟>0.90，為高耐水性石材·2.0.70～0.90，為中耐水性石材·3.0.60～0.70，為低耐水性石材·經(jīng)常與水接觸的建筑物中，石料的K軟>0.75～0.90第26頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料(五)抗凍性巖石抵抗凍融破壞的能力稱為抗凍性。常用抗凍系數(shù)和質(zhì)量損失率來表示。抗凍系數(shù)(Rd)是指巖石試件吸水飽和狀態(tài)經(jīng)反復(fù)凍融后的干抗壓強(qiáng)度(σc2)與凍融前干抗壓強(qiáng)度(σc1)之比，用百分?jǐn)?shù)表示，即第27頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料

質(zhì)量損失率(Km)是指凍融試驗(yàn)前后干質(zhì)量之差(ms1-ms2)與試驗(yàn)前干質(zhì)量(ms1)之比，以百分?jǐn)?shù)表示，即第28頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料力學(xué)性質(zhì)石材的力學(xué)性質(zhì)有抗壓強(qiáng)度，沖擊韌性，硬度和耐磨性等。(1)抗壓強(qiáng)度砌體結(jié)構(gòu)以三個(gè)邊長(zhǎng)為70mm的立方體試件，吸水飽和下的抗壓強(qiáng)度算術(shù)平均值。根據(jù)強(qiáng)度值劃分為MU100，MU80，MU60，MU50，MU40，MU30，MU20，MU15，MU10九個(gè)強(qiáng)度等級(jí)第29頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料在水利工程中，將石材按φ50mm×100mm的圓柱體或，50mm×50mm×100mm的棱柱體，在浸水飽和狀態(tài)下的極限抗壓強(qiáng)度劃分為100,80,70,60,50,30六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。第30頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料強(qiáng)度影響因素：·形狀和尺寸：尺寸越小，強(qiáng)度越高·礦物組成：主要礦物為石英時(shí)強(qiáng)度較高，但云母含量多時(shí)強(qiáng)度低·構(gòu)造：有層理的巖石，垂直層理方向的強(qiáng)度高于平行層理的強(qiáng)度。·孔隙率和風(fēng)化：較大的孔隙率，易風(fēng)化，易降低巖石強(qiáng)度。第31頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料（二）沖擊韌性·決定于礦物組成和構(gòu)造。晶體結(jié)構(gòu)的巖石較非晶體結(jié)構(gòu)的巖石具有較高的韌性。（三）硬度·石材的硬度決定于礦物組成的硬度與構(gòu)造。（四）耐磨性·石材能抵抗摩擦和磨損的能力成為耐磨性。耐磨性主要取決與礦物組成，結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。土木工程的地面，踏步，人行道等須耐磨。第32頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料第三節(jié).石材的加工類型及選用土木工程中用到的石材常加工為毛石，料石，板材和顆粒等。一石材的加工(一)砌筑用石材根據(jù)加工后的外形規(guī)則程度：分毛石，料石·毛石-爆破得來，平整程度不同分，1.亂毛石2.平毛石第33頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料·料石-人工或機(jī)械加工而成，按外形規(guī)則程度分：1.毛料石；2.粗料石；3.半細(xì)料石；4.細(xì)料石建筑工程中常用作砌筑墻體，臺(tái)階，地坪，拱橋和紀(jì)念碑。也可用于裝飾，水利工程中砌筑閘，壩和橋墩。第34頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料（二）板材多為飾面材料，主要有花崗石和大理石。一般打磨成20mm厚。第35頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料（三）顆粒狀石料1.碎石-粒徑大于5mm混，凝土用；2.卵石-用途同碎石，也可鋪設(shè)園林；3.石渣-天然大理石，花崗石的石渣可制作水磨石等。第36頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期一建筑材料二石材的選用依據(jù)適用性與經(jīng)濟(jì)型原則選用石材。適用性：考慮石材的技術(shù)性能。根據(jù)建筑部位的不同，選擇耐水，強(qiáng)度，耐久性，絕熱性能，防凍性能，防腐蝕，石材的顏色等。經(jīng)濟(jì)性：主要考慮的是就地取材。因密度大，重量大，增加運(yùn)輸成本。第37頁(yè)，共4