主要授课内容 岩石的基本知识常用的建筑(装饰)石材.ppt

2006年2月,西安欧亚学院建工系,主要授课内容岩石的基本知识常用的建筑（装饰）石材,第二章建筑石材,第二章建筑石材,主要授课内容,2006年2月,西安欧亚学院建工系,第二章建筑石材,石材建筑物,人民英雄纪念碑,2006年2月,西安欧亚学院建工系,石材建筑物,第二章建筑石材,人民大会堂,2006年2月,西安欧亚学院建工系,石材建筑物,第二章建筑石材,中国历史博物馆,2006年2月,西安欧亚学院建工系,石材建筑物,第二章建筑石材,埃及金字塔,2006年2月,西安欧亚学院建工系,第一节岩石的基本知识,岩石是多种天然固态矿物的集合体。矿物是在地壳中受各种不同地质作用，所形成的具有一定化学组成和物理性质的单质或化合物，它具有一定的化学成分和结构特征。目前，已发现的矿物有3300多种，绝大多数是固态无机物。主要造岩矿物有30多种，各种造岩矿物具有不同的颜色和特性，建筑工程中常用岩石的主要造岩矿物见表2-1-1。,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,2006年2月,西安欧亚学院建工系,表2-1-1几种主要造岩矿物的组成和特性,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,2006年2月,西安欧亚学院建工系,单矿岩由单一矿物组成的岩石称为单矿岩，单矿岩的性质由其矿物成分及结构构造决定，如石灰岩主要是由方解石矿物组成的单矿岩。多矿岩由两种以上矿物组成的岩石称为多矿岩，多矿岩的性质由其组成矿物的相对含量及结构构造决定，如花岗岩是由长石、石英、云母等几种矿物组成的多矿岩。自然界中大部分岩石是是多矿岩，只有少数岩石是单矿岩。因此，岩石没有固定的化学成分和物理性质，同一种岩石，产地不同，其矿物组成和结构也有差异，因而其颜色、强度等性质也不相同。,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,2006年2月,西安欧亚学院建工系,一、造岩矿物造岩矿物主要是指组成岩石的矿物，造岩矿物大部分是硅酸盐、碳酸盐矿物，根据其在岩石中的含量，可分为主要矿物、次要矿物和副矿物。一般的，按其组成又可分为1.深色矿物内部富含铁、镁等元素2.浅色矿物内部富含硅、铝等元素,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,2006年2月,西安欧亚学院建工系,二、岩石的种类及性质1．岩石的种类,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（1）岩浆岩岩浆岩又称火成岩，它是地壳深处的熔融岩浆上升到地表附近或喷出地表经冷凝而形成的岩石。根据岩浆冷凝情况不同，岩浆岩又可分为深成岩、喷出岩和火山岩三种。建筑工程常用的岩浆岩包括花岗岩、玄武岩、辉绿岩、火山灰、浮石、火山凝灰岩等,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,返回,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（2）沉积岩沉积岩又称水成岩。它是地表的各种岩石经自然风化、风力搬迁、流水冲移等作用后，再沉积而形成的岩石。沉积岩主要存在于地表及离地表不太深处。其特征是层状构造，外观多层理（各层的成分、结构、颜色、层厚等均不相同），表观密度小，孔隙率和吸水率较大，强度较低，耐久性较差。建筑工程常用的沉积岩包括石灰岩、砂岩等。,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,返回,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（3）变质岩变质岩是由地壳中原有的岩浆岩或沉积岩，由于地壳变动和岩浆活动产生的温度和压力，使原岩石在固态状态下发生再结晶，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岩石。通常岩浆岩变质后，结构不如原岩石坚实，性能变差；而沉积岩变质后，结构较原岩石致密，性能变好。建筑工程常用的变质岩包括大理岩、石英岩等。,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,返回,2006年2月,西安欧亚学院建工系,2．岩石的性质,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（1）岩石的物理性质（a）表观密度天然石材按表观密度大小分为轻质石材表观密度≤1800kg/m3；重质石材表观密度＞1800kg/m3。石材表观密度与其矿物组成和孔隙率有关，能间接反映石材的致密程度和孔隙多少。通常情况下，同种石材的表观密度愈大，抗压强度愈高，吸水率愈小，耐久性愈好。,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,返回,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（b）吸水性吸水率低于1.5的岩石称为低吸水性岩石；吸水率介于1.5～3.0的称为中吸水性岩石；吸水率高于3.0的称为高吸水性岩石。石材的吸水性主要与其孔隙率及孔隙特征有关。深成岩以及许多变质岩的孔隙率都很小，因而吸水率也很小，如花岗岩的吸水率通常小于0.5；沉积岩由于形成条件、胶结情况与密实程度有所不同，因而孔隙率与孔隙特征的变化很大，吸水率的波动也很大。,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,返回,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（c）耐水性石材的耐水性用软化系数表示。根据软化系数大小石材可分为3个等级高耐水性石材软化系数大于0.90；中耐水性石材软化系数在0.7～9.0之间；低耐水性石材软化系数在0.6～0.7之间。一般软化系数低于0.6的石材，不允许用于重要建筑。,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,返回,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（d）抗冻性石材的抗冻性是用冻融循环次数来表示。也就是石材在水饱和状态下能经受规定条件下数次冻融循环，而强度降低值不超过25，重量损失不超过5时，则认为抗冻性合格。石材的抗冻标号分为D5、D10、D15、D25、D50、D100、D200等。石材的抗冻性与矿物组成、晶粒大小及分布均匀性、胶结物的胶结性质等有关。,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,返回,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（2）岩石的力学性质（a）抗压强度砌筑用石材的抗压强度是以边长为70mm的立方体抗压强度值来表示。饰面石材干燥、水饱和的抗压强度是以边长为50mm的立方体或Φ50mm50mm的圆柱体抗压强度值来表示。,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,2006年2月,西安欧亚学院建工系,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,根据抗压强度值的大小，天然石材强度等级分为MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15、MU10等9个等级，不同尺寸的石材尺寸换算系数见表2-1-2。表2-1-2石材的尺寸换算系数,返回,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（b）冲击韧性石材的抗拉强度比抗压强度小得多，约为抗压强度的1/20～1/10，是典型的脆性材料。石材的冲击韧性取决于矿物组成与构造。石英岩和硅质砂岩脆性很大；含暗色矿物较多的辉长岩、辉绿岩等具有相对较大的韧性。通常，晶体结构的岩石较非晶体结构的岩石具有较高的韧性。,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,返回,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（c）硬度石材的硬度以莫氏或肖氏硬度表示。石材的硬度取决于矿物的硬度与构造。凡由致密、坚硬矿物组成的石材，其硬度较高。石材的硬度与抗压强度具有良好的相关性，一般抗压强度越高，其硬度也越高。硬度越高，其耐磨性和抗刻划性越好，但表面加工越困难。,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,返回,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（d）耐磨性耐磨性是指石材在使用条件下抵抗摩擦、边缘剪切以及冲击等复杂作用的性质，以单位面积磨耗量表示。石材的耐磨性与其矿物的硬度、结构、构造特征以及石材的抗压强度和冲击韧性等有关。矿物愈坚硬、构造愈致密以及石材的抗压强度和冲击韧性愈高，石材的耐磨性愈好。,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,返回,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（3）岩石的化学性质（a）化学风化指雨水和大气中的气体与造岩矿物发生化学反应的现象；表现为岩石表面有剥落现象。（b）化学风化与物理风化的关系化学风化与物理风化经常相互促进。（c）不同岩石的耐久性一般花岗岩最佳、安山岩次之、软质砂岩和凝灰岩最差。,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,返回,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（4）岩石的热学性质（a）耐热性石材的耐热性与其化学成分及矿物组成有关。含有石膏的石材，在100℃以上时开始破坏；含有碳酸镁的石材，当温度高于725℃时会发生破坏；含有碳酸钙的石材，当温度达到827℃时开始破坏；由石英与其他矿物所组成的结晶石材，如花岗岩等，温度高于700℃以上时，由于石英受热晶型转变发生膨胀，强度迅速下降。,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,返回,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（b）导热性石材的导热性主要与其表观密度和结构状态有关。重质石材的导热系数可达2.91～3.49W/mk；轻质石材的导热系数则在0.23～0.70W/mk。相同成分的石材，玻璃态比结晶态的导热系数小，封闭孔隙的导热性差。,第二章建筑石材,第一节岩石的基本性质,返回,2006年2月,西安欧亚学院建工系,第二节常用的建筑（装饰）石材工程上使用的天然石材常加工成块状和板状。块状石材包括毛石与料石。一、毛石即形状不规则的块石，根据其外形又分为乱毛石（各个面的形状均不规则）和平毛石（对乱毛石略经加工，形状较整齐，但表面粗糙）两种。毛石主要用于砌筑基础、勒脚、墙身、挡土墙、堤坝等。,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,二、料石即经人工凿琢或机械加工而成的规则六面体块石。1．毛料石表面不经加工或稍加修整的料石。2．粗料石表面加工成凹凸深度不大于20mm的料石。3．半细料石表面加工成凹凸深度不大于10mm的料石。4．细料石表面加工成凹凸深度不大于2mm的料石。料石常用致密的砂岩、石灰岩、花岗岩等开凿而成，常用于砌筑墙身、地坪、踏步、柱、拱和纪念碑等；形状复杂的料石制品也可用于柱头，柱基、窗台板、栏杆和其他装饰等。,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,三、石材饰面板1．天然大理石板材岩石学中所指的大理岩是由石灰岩或白云岩变质而成的变质岩，主要矿物成分是方解石或白云石，主要化学成分为碳酸盐类（碳酸钙或碳酸镁）。建筑工程上通常所说的大理石是广义的，指具有装饰功能，可锯切、研磨、抛光的各种沉积岩和变质岩，属沉积岩的大致有致密石灰岩、砂岩、白云岩等；属变质岩的大致有大理岩、石英岩、蛇纹岩等。,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,梅花雨大理石辽宁,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,丹东绿大理石辽宁,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,平花米黄大理石贵州,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（1）大理石板材的产品分类及等级按JC792001天然大理石建筑板材规定，其板材根据形状可分为普型板（PX）、圆弧板（HM）和异型板（YX）三类。普型板为正方形或长方形；圆弧板为装饰面轮廓线的曲率半径处处相同的石棉板材；其他形状的板材为异型板。普通板和圆弧板按质量又分为优等品（A）一等品（B）和合格品（C）3个等级。,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（2）大理石板材的技术要求JC792001（a）外观质量同一批板材的花纹色调应基本调和，花纹应基本一致。板材正面的外观缺陷（裂纹、缺棱、缺角、色斑、砂眼）的质量要求应符合JC792001的规定。（b）镜面有光泽度物体表面反射光线能力的强弱程度称为镜面光泽度。理石板材的抛光面应具有镜面光泽，能清晰反映出景物，其镜面光泽度应不低于70光泽单位或由供需双方确定。,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（c）表观密度不小于2600kg/m3。（d）吸水率不大于0.50。（e）干燥压缩强度不小于50.0MPa。（f）弯曲强度不小于7.0MPa。大理石板材用于装饰等级要求较高的建筑物饰面，主要用于室内饰面，如墙面、地面、柱面、台面、栏杆、踏步等。当用于室外时，因大理石抗风化能力差，易受空气中二氧化硫的腐蚀而使表层失去光泽、变色并逐渐破损，通常只有白色大理石（汉白玉）等少数致密、质纯的品种可用于室外。,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,2．天然花岗石板材岩石学中花岗岩是指石英、长石及少量云母和暗色矿物组成全晶质的岩石。建筑工程上通常所说的花岗石是广义的，是指具有装饰功能，可锯切、研磨、抛光的各种岩浆岩及少数其他类岩石，主要是岩浆岩中的深成岩和部分喷出岩及变质岩。属深成岩的有花岗岩、闪长岩、正长岩、辉长岩；属喷出岩的有辉绿岩、玄武岩、安山岩；属变质岩的有片麻岩。花岗岩构造非常致密，矿物全部结晶且晶粒粗大，块状构造或粗晶嵌入玻璃质结构中呈斑状构造。,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（1）花岗石板材的产品分类及等级根据GB/T18601-2001天然花岗石建筑板材规定，花岗石板材按形状可分为普型板（PX）、圆弧板（HM）和异型板（YX）三种。按表面加工程度又分为亚光板（YG）（表面平整光滑，能使光线产生漫反射现象）、镜面板材（JM）（表面平整，具有镜面光泽）、粗面板（CM）（表面粗糙规则有序，端面锯切整齐）。普通板和圆弧板又可按质量分为优等品（A）、一等品（B）及合格品（C）3个等级。,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,晶白玉花岗岩,2006年2月,西安欧亚学院建工系,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,孔雀绿花岗岩,2006年2月,西安欧亚学院建工系,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,莱州红花岗岩,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（2）花岗石板材的技术要求（GB/T18601-2001）（a）外观质量同一批板材的色调应基本调和，花纹应基本一致。板材正面的外观缺陷（缺棱、缺角、裂纹、色斑、色线）应符合GB/T18601-2001的规定。（b）镜面光泽度镜面板材的正面应具有镜面光泽度，能清晰反映出景物，其镜面光泽度值应不低于80光泽单位或按供需双方协调确定。,,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,（c）表观密度不小于2560kg/m3。（d）吸水率不大于0.60。（e）干燥抗压强度不小于100.0MPa。（f）抗弯强度不小于8.0MPa。由于花岗石板材质感丰富，具有华丽高贵的装饰效果，且质地坚硬、耐久性好，所以是室内外高级装饰材料。主要用于建筑物的墙、柱、地、楼梯、台阶、栏杆等表面装饰及服务台、展示台等。,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,3．青石装饰材料青石板材属于沉积岩类,主要成分为石灰石、白云石。随着岩石埋深条件的不同和其他杂质如铜、铁、锰等金属氧化物的混入，形成多种色彩。常用的青石板的色泽为豆青色和深豆青色以及青色带灰白结晶颗粒。青石板的主要产地有台州、江苏吴县、北京石化区等。,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,青石板材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,青石板材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,三、天然石材的选用原则建筑工程选用天然石料时，应根据建筑物的类型、使用要求和环境条件等，综合考虑适用、经济和美观等方面的要求。1．适用性选定主要技术性质能满足要求的石材。如承重用石材，主要应考虑强度、耐水性、抗冻性等技术性能；饰面用石材，主要考虑表面平态度、光泽度、色彩与环境的协调、尺寸公差、外观缺陷及加工性等技术要求。,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,2．经济性由于天然石材表观密度大，不宜长途运输，应综合考虑地方资源，尽可能做到就地取材，降低成本。天然岩石一般质地坚硬，雕琢加工困难，加工费工耗时，成本高。一些名贵石材，价格昂贵。因此，选择石材时必须予以慎重考虑。3．色彩石材装饰必须要与建筑环境相协调，其中色彩相融尤其重要。因此，选用天然石材时，必须认真考虑所选石材的颜色与纹理。,第二章建筑石材,第二节常用的建筑石材,2006年2月,西安欧亚学院建工系,习题与复习思考题1.岩石按地质形成条件分为几类其各自特性有哪些2.岩浆岩可分为哪几类3.沉积岩可分为哪几类4.影响石材抗压强度的主要因素有哪些5.大理岩一般不宜用于室外装饰，但汉白玉、艾叶青等有时却可用于室外装饰，为什么6.石材的选用原则有哪些,第二章建筑石材,复习思考题与习题,