建築材料—石材

<code>岩石的形成及分類/<code>

岩石的組成:

岩石是由一種或數種主要礦物組成的集合體,岩石的性質取決於礦物的性質、含量及岩石的結構、構造特徵等。礦物是在地殼中受各種不同的地質作用,所形成的具有一定的化學組成和物理性質的單質或化合物。組成岩石的礦物稱為造岩礦物,造岩礦物有數十種之多,如:石英、長石、雲母等。


主要的造岩礦物有:石英、長石、雲母、輝石(角閃石、橄欖石)、方解石和白雲石等。

石英主要成分是Si02;長石主要成份為結晶的鋁硅酸鹽;雲母的主要成份是含水鋁硅酸鹽;輝石主要成份為結晶的鐵鎂硅酸鹽;方解石主要是晶狀的碳酸鈣;白雲石主要成分為碳酸鈣鎂複鹽。


建築材料—石材


岩石的分類:

岩石按地質形成條件可分為岩漿岩(火成岩)、沉積岩(水成岩)和變質岩三大類。按岩石的化學組成及結構緻密程度可分為耐酸岩石(Si02含量不低於55%),如花崗岩,耐鹼岩石(Ca0、Mg0含量越高,耐鹼性越強),如大理石。


1、岩漿岩

岩漿岩是地殼深處上升的岩漿冷凝結晶而成的岩石,是組成地殼的主要岩石。根據冷卻條件不同可分為深成岩、噴出巖和火山岩三類。

深成岩:岩漿在地殼深處均勻冷卻而成的岩石,這種岩石多為結晶結構,構造緻密,因此強度高,吸水率小,抗凍性好。建築上常用的深成岩有花崗岩、正長巖、閃長巖、輝長岩等。

噴出巖:岩漿噴出地殼表面迅速冷卻而成的岩石。這種岩石多為隱晶質或玻璃體結構,結構不夠緻密,常呈多孔構造。 建築上常用的噴出巖有玄武岩、安山岩、輝綠岩。

火山岩:火山爆發時岩漿被噴到空中急速冷卻後形成的岩石。火山岩為玻璃體結構且呈多孔構造,孔隙率大,吸水性強,表觀密度小,抗凍性差。


2、沉積岩

地表岩石經長期風化後成碎屑顆粒狀,經風和水的搬遷,通過沉積和再造作用而形成的岩石,常見的有砂岩、頁岩、石灰岩、石膏。根據不同沉積條件可分為機械沉積岩,化學沉積岩和生物沉積岩等。

機械沉積岩—岩石風化後,在水流、風力或冰川作用下逐漸沉積成散狀或膠結成塊體狀而成。

化學沉積岩—岩石分化後,岩石中的礦物溶解在水中,經沉澱、沉積而成。

生物沉積岩—由各種有機體的殘骸經沉積而成的岩石。


3、變質岩

由於地質力的作用,在高溫和高壓下,礦物再結晶或生成新礦物,使原來岩石(岩漿岩,沉積岩)的礦物成分和構造發生顯著的變化而成為新的岩石。 常見的有片岩、片麻岩、板岩、石英岩、大理岩。

通常沉積岩經變質後生成的變質岩,常使其結構密實,岩石建築性能提高,如石灰岩和白雲岩變質為大理石。而岩漿岩經變質後生成的變質岩,常使其原密實結構破壞或損傷,建築性能反而下降,如花崗岩變質為片麻岩。


<code>建築石材的技術性能/<code>

石材的技術性質可分為物理性能、力學性能和裝飾性能。

1.物理性能

1)表觀密度

石材表觀密度決定於岩石的礦物組成及緻密程度。在通常情況下,同種石材的表觀密度越大,則抗壓強度越高,吸水率越小,耐久性好,導熱性好。石材根據表觀密度可分為:

輕質石材——表觀密度≤1800kg/m³,用作牆體材料。

重質石材——表觀密度>1800kg/m³,用作結構、裝修和裝飾材料。


2)吸水性、耐水性、抗凍性

石材吸水性與孔隙率和孔隙特徵有關。孔隙特徵相同的石材,孔隙率越大,吸水率也越高。封閉孔較連通吸水率低。表觀密度大的石材吸水率低。石材吸水後,強度降低,抗凍性變差,導熱性增加,耐水性和耐久性下降。吸水率低於1.5%的岩石稱為低吸水性岩石,吸水率介於1.5%~3%的岩石稱為中吸水性岩石,吸水率高於3.0%的岩石稱為高吸水性岩石。

石材的耐水性以軟化係數表示。當石材中含有粘土或易溶於水的物質時,在水飽和狀況下,強度會明顯下降。

石材的抗凍性是指抵抗凍融破壞的能力,是衡量石材耐久性的一個重要指標。一般吸水率大得石材,抗凍性也差,抗凍性還與石材吸水飽和程度、凍結溫度和凍融次數有關。


2.力學性能

礦物結晶較粗或不均勻,存在孔隙、 裂縫、風化程度較深均影響石材的強度。石材以抗壓強度為最高,抗拉強度則最低,只有抗壓強度的1/50~1/20。因此,石材主要用於承受壓力。石材的抗壓強度是用邊長50mm的立方體試件,在水飽合狀態下,測得的抗壓強度平均值表示。

抗壓平均強度值劃分為九個等級:MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15、MU10。


<code>建築上常用岩石/<code>

1、花崗岩 (俗稱豆渣石)

花崗岩屬於岩漿岩的深成岩,主要造岩礦物是長石,石英和少量雲母,不耐火(高溫體積膨脹、爆裂)酸性,結晶質結構,密實構造,材質堅硬緻密,抗壓強度高,孔隙率低,吸水率低,耐磨性好,且色彩斑斕,色澤美觀,裝飾效果好,耐腐蝕性好,可以作為建築結構材料和室外裝飾材料。


2、大理石

大理石屬於沉積變質岩,主要造岩礦物是方解石和白雲石。鹼性等粒變晶結構,密實構造,材質緻密,但硬度不高,抗壓強度高,色澤豐實,紋理自然,由於其耐腐蝕性差,可以作為優良的室內裝飾材料。


3、玄武岩

玄武岩屬岩漿岩的噴出巖。主要造岩礦物是暗色礦物,為玻璃質和隱晶質斑狀結構,氣孔狀或杏仁狀構造,材質堅硬,脆性大,耐久性好,高溫可熔化澆鑄成鑄石或作道路材料及微晶玻璃、礦棉的原料。


4、石灰岩(俗稱青石、青石板)

石灰岩是以方解石為主要成分的碳酸鹽巖 。有時含有白雲石、粘土礦物和碎屑礦物,有灰、灰白、灰黑、黃、淺紅、褐紅等色,硬度一般不大,與稀鹽酸有劇烈的化學反應。按成因分類屬於沉積岩。可用於基礎、擋土牆等石砌體,石灰和水泥的重要原料。


5、砂岩(白玉石)

砂岩是一種沉積岩,主要由各種砂粒膠結而成的,顆粒直徑在0.05-2mm,其中砂粒含量要大於50%,結構穩定,通常呈淡褐色或紅色,主要含硅、鈣、黏土和氧化鐵。絕大部分砂岩是由石英或長石組成的。應用範圍:建築的基礎、勒腳、牆體、襯面、踏步等。


<code>石材的加工類型及選用/<code>

1)毛石:指岩石經爆破後所得形狀不規則的石塊。分為亂毛石和平毛石,厚度一般大於200mm。毛石主要用於基礎、擋土牆、毛石混凝土等。


2)料石:由開採得到的規則六面體塊石,稍加鑿琢修整而成。按加工平整度分有毛料石、粗料石、半細料石和細料石。料石根據加工程度分別用於建築物的外部裝飾、勒腳、臺階、砌體、石拱等。


3)石板:用緻密的岩石鑿平或鋸解而成的厚度一般為20mm的石材。一般採用大理石和花崗石加工製作。



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