《天然石材》word版

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1、教案（副页）第2章天然石材本章学时：讲课2主要内容：建筑常用石材及选用重点：※掌握花岗岩和大理石的主要特性；※掌握天然石材的物理性质和力学性质；前言：古埃及的金字塔、意大利的比萨斜塔，中国隋唐时代的石窟、石塔，赵州永济桥，明、清故宫宫殿的汉白玉、大理石基座、栏杆，都是具有历史代表性的石材建筑。在现代建筑中，北京人民英雄纪念碑、毛主席纪念堂、人民大会堂等，都是使用石材的典范，石材被公认为是一种优良的土木工程材料，被广泛应用于土木工程中。天然石材具有以下的优点。(1)蕴藏量丰富、分布广，便于就地取材。(2)石材结构致密，抗压强度高，大部分石材的抗压强度

2、可达到100MPa以上。(3)耐久性好，使用年限一般可达到百年以上。(4)装饰性好。石材具有纹理自然、质感稳重、肃穆和雄伟的艺术效果。(5)耐水性好。(6)耐磨性好。但石材也有自身不易克服的缺点，主要缺点是自重大，质地坚硬，加工困难，开采和运输不方便。2.1建筑用石材2.1.1岩石的形成及分类天然岩石按形成原因不同可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。（1）岩浆岩：结晶构造没有层理1）深成岩：花岗岩、正长岩、橄榄岩、闪长岩2）喷出岩：玄武岩、辉绿岩、安山岩3）火山岩：火山灰、浮石、火山凝灰岩（2）沉积岩：层状结构1）机械沉积岩：砂岩、页岩2）化学沉积岩：石

3、膏、白云石3）有机沉积岩：石灰岩、硅藻岩（3）变质岩：石灰岩和白云岩变质为大理岩性能提高花岗岩变质为片麻岩性能降低2.1.2常用石材：花岗岩、石灰岩、砂岩、大理岩（1）花岗岩第5页教案（副页）常见颜色：灰白、微黄、淡红、深青；表观密度2500～2700Kg/m3，孔隙率0.04%～2.8%，吸水率0.11%～0.7%，抗压强度120～250MPa，莫氏硬度6以上，具有较高的耐磨性、耐酸碱腐蚀性、耐久性（75年～200年），耐火性差。工程部位：重要的大型建筑物的基础、勒脚、柱子、栏杆、踏步等部位以及桥梁、堤坝等工程中，是建造永久性工程，纪念性建筑的良

4、好材料。例如：学院教学楼、宿舍楼、学生食堂墙裙及石材幕墙（2）石灰岩常见颜色：灰白、浅灰，含杂质呈深灰、灰黑、浅黄、浅红；表观密度2000～2600Kg/m3，吸水率2%～10%，抗压强度80～160Mpa1，粘土含量不超过3%～4%时，也有较好的耐水性和抗冻性。工程部位：块石可作为建筑物的基础、墙身、阶石及路面等，其碎石是常用的混凝骨料。此外，它也是生产水泥和石灰的主要原料。例如：学院内道路路缘石（3）砂岩岩因胶结物质和构造的不同，其抗压强度(5MPa～200MPa)表观密度(2200kg/m3～2500kg/m3)，孔隙率(1.6%～28.3%

5、)，吸水率(0.2%～7.0%)，软化系数(0.44～0.97)等性质差异很大。工程部位：基础、墙身、人行道、踏步等；纯白色砂岩俗称白玉石，可用作雕刻及装饰材料。（4）大理岩表观密度为2600kg/m3～2700kg/m3，抗压强度为50MPa～140Mpa，但硬度不大(莫氏硬度约3～5)，较易进行锯解，雕琢和磨光等加工。吸水率一般不超过1%，耐久性好，一般使用年限为40年～100年。大理石因一般均含多种矿物质，常呈多种色彩组成的花纹。纯净的大理石为白色，称汉白玉，纯白或纯黑的大理石属名贵品种。工程部位：主要用于建筑物室内饰面，如墙面、地面、柱面、

6、台面、栏杆和踏步等。大理石抗风化能力差，易受空气中酸性氧化物(如SO2等)的侵蚀而失去光泽，变色并逐步破损，从而降低装饰性能。因此，大理石一般不宜做室外装修，只有汉白玉和艾叶青等少数几种致密、质纯的品种可用于室外。例如：大门外立面原设计一块汉白玉，因装饰效果不协调而取消2.2建筑石材的选用2.2.1技术性质（1）物理性质1）表观密度轻质石材(表观密度＜1800kg/m3)；主要用于保温房屋外墙；重质石材(表观密度≥1800kg/m3)第5页教案（副页），可用于建筑的基础、贴面、地面、不采暖房屋外墙、桥梁及水工构筑物等。2）吸水性低吸水性岩石(吸水率

7、＜1.5%)；中吸水性岩石(吸水率=1.5%～3.%)；高吸水性岩石(吸水率＞3%)。3）耐水性高耐水性石材(软化系数＜0.90)；中耐水性石材(软化系数=0.70～0.90)；低耐水性石材(软化系数=0.60～0.70)；当石材软化系数＜0.8时，则不允许用于重要建筑物中。4）抗冻性石材吸水率<0.5%的石材，则认为是抗冻的，可不进行抗冻试验。5）耐热性石材的耐热性与其化学成分及矿物组成有关。如含有石膏的石材，在100℃以上开始破坏；含有碳酸镁的石材，温度高于是725℃会发生破坏；含有碳酸钙的石材，温度达827℃时开始破坏。由石英与其他矿物所组成

8、的结晶石材如花岗岩等，当温度达到700℃以上时，由于石英受热发生膨胀，强度会迅速下降。（2）力学性质1）抗压强度以3个边长