土木工程材料电子教案第3章 天然石材.pdf

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1、土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录第第3章章 天然石材天然石材n n本章提要n n本章介绍天然岩石的形成与分类；本章介绍天然岩石的形成与分类；本章介绍天然岩石的形成与分类；本章介绍天然岩石的形成与分类；n n石材的主要技术性质；石材的主要技术性质；石材的主要技术性质；石材的主要技术性质；n n介介介介绍建筑常用饰面石材及其选用。绍建筑常用饰面石材及其选用。绍建筑常用饰面石材及其选用。绍建筑常用饰面石材及其选用。n n本章重点n n建筑装饰常用的天然石材的品种、性能及合理建筑装饰常用的天然石材的品种、性能及合理建筑装饰常用的天然石材的

2、品种、性能及合理建筑装饰常用的天然石材的品种、性能及合理选用。选用。选用。选用。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录第第3章章 天然石材天然石材3.1 岩石的形成与分类3.2 天然石材的技术性质3.3 建筑装饰用饰面石材及其选用案例分析本章小结练习题(3)7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录第第3章章 天然石材天然石材n n天天天天然然然然石石石石材材材材是是是是由由由由采采采采自自自自地地地地壳壳壳壳的的的的岩岩岩岩石石石石经经经经加加加

3、加工工工工或或或或不不不不经经经经加加加加工工工工而制成的材料。而制成的材料。而制成的材料。而制成的材料。n n天天天天然然然然石石石石材材材材具具具具有有有有抗抗抗抗压压压压强强强强度度度度高高高高、耐耐耐耐久久久久性性性性好好好好、独独独独特特特特的的的的装装装装饰饰饰饰性性性性等等等等特特特特点，因此在土木工程中得到广泛的应用。点，因此在土木工程中得到广泛的应用。点，因此在土木工程中得到广泛的应用。点，因此在土木工程中得到广泛的应用。n n致致致致密密密密重重重重质质质质的的的的块块块块石石石石常常常常用用用用于于于于砌砌砌砌筑筑筑筑基基基基础础础础、桥桥桥桥涵涵涵涵、挡挡挡挡土土土土墙

4、墙墙墙、护护护护坡坡坡坡、沟渠与隧道衬砌等；沟渠与隧道衬砌等；沟渠与隧道衬砌等；沟渠与隧道衬砌等；n n多多多多孔孔孔孔轻轻轻轻质质质质的的的的块块块块石石石石常常常常用用用用作作作作墙墙墙墙体体体体材材材材料料料料；散散散散粒粒粒粒石石石石料料料料如如如如碎碎碎碎石石石石、卵卵卵卵石石石石、砂等，广泛用作混凝土骨料和铺路材料等；砂等，广泛用作混凝土骨料和铺路材料等；砂等，广泛用作混凝土骨料和铺路材料等；砂等，广泛用作混凝土骨料和铺路材料等；n n坚固耐久、色泽美观的石材广泛用作建筑物的饰面材料。坚固耐久、色泽美观的石材广泛用作建筑物的饰面材料。坚固耐久、色泽美观的石材广泛用作建筑物的饰面材料

5、。坚固耐久、色泽美观的石材广泛用作建筑物的饰面材料。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录3.1 岩石的形成与分类岩石的形成与分类3.1.1 造岩矿物3.1.2 岩石的分类7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录表表31 主要造岩矿物的组成与特性主要造岩矿物的组成与特性矿矿矿矿物物物物组组组组成成成成特性特性特性特性石英石英石英石英结结结结晶二氧化硅晶二氧化硅晶二氧化硅晶二氧化硅密度密度密度密度2.652.65，硬度，硬度，硬度，硬度7 7，颜颜

6、颜颜色从无色透明至乳白色。色从无色透明至乳白色。色从无色透明至乳白色。色从无色透明至乳白色。坚坚坚坚硬，硬，硬，硬，耐久性好。耐久性好。耐久性好。耐久性好。长长长长石石石石结结结结晶晶晶晶铝铝铝铝硅酸硅酸硅酸硅酸盐盐盐盐密度密度密度密度2.52.52.72.7，硬度，硬度，硬度，硬度6 6，颜颜颜颜色有白、灰、桃色有白、灰、桃色有白、灰、桃色有白、灰、桃红红红红、青等。、青等。、青等。、青等。强强强强度、耐久性不如石英，易度、耐久性不如石英，易度、耐久性不如石英，易度、耐久性不如石英，易风风风风化成高岭土。化成高岭土。化成高岭土。化成高岭土。云母云母云母云母结结结结晶的含水晶的含水晶的含水晶的

7、含水铝铝铝铝硅酸硅酸硅酸硅酸盐盐盐盐密度密度密度密度2.72.73.13.1，硬度，硬度，硬度，硬度2 23 3，无色透明至黑色。极易分裂，无色透明至黑色。极易分裂，无色透明至黑色。极易分裂，无色透明至黑色。极易分裂成薄片，影响岩石的成薄片，影响岩石的成薄片，影响岩石的成薄片，影响岩石的强强强强度和耐久性。度和耐久性。度和耐久性。度和耐久性。角角角角闪闪闪闪石石石石辉辉辉辉石石石石橄橄橄橄榄榄榄榄石石石石结结结结晶晶晶晶铁铁铁铁、镁镁镁镁硅酸硅酸硅酸硅酸盐盐盐盐密度密度密度密度3.03.04.04.0，硬度，硬度，硬度，硬度5 57 7，颜颜颜颜色色色色为为为为暗暗暗暗绿绿绿绿、棕色或黑色，、

8、棕色或黑色，、棕色或黑色，、棕色或黑色，统统统统称暗色称暗色称暗色称暗色矿矿矿矿物。物。物。物。强强强强度高，度高，度高，度高，坚坚坚坚固耐久，固耐久，固耐久，固耐久，韧韧韧韧性大。性大。性大。性大。方解石方解石方解石方解石结结结结晶碳酸晶碳酸晶碳酸晶碳酸钙钙钙钙密度密度密度密度2.72.7，硬度，硬度，硬度，硬度3 3，呈白色。，呈白色。，呈白色。，呈白色。强强强强度中等，遇酸分解。度中等，遇酸分解。度中等，遇酸分解。度中等，遇酸分解。白云石白云石白云石白云石结结结结晶碳酸晶碳酸晶碳酸晶碳酸钙镁钙镁钙镁钙镁复复复复盐盐盐盐密度密度密度密度2.92.9，硬度，硬度，硬度，硬度4 4，呈白至灰色

9、。性，呈白至灰色。性，呈白至灰色。性，呈白至灰色。性质质质质与方解石相近，与方解石相近，与方解石相近，与方解石相近，强强强强度略高。度略高。度略高。度略高。黄黄黄黄铁矿铁矿铁矿铁矿结结结结晶二硫化晶二硫化晶二硫化晶二硫化铁铁铁铁密度密度密度密度5.05.0，硬度，硬度，硬度，硬度6 67 7，呈金黄色。遇水及氧化后生成游，呈金黄色。遇水及氧化后生成游，呈金黄色。遇水及氧化后生成游，呈金黄色。遇水及氧化后生成游离的硫酸，离的硫酸，离的硫酸，离的硫酸，污污污污染并破坏岩石。染并破坏岩石。染并破坏岩石。染并破坏岩石。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下

10、一内容下一内容回主目录回主目录3.1.1 造岩矿物造岩矿物n n岩石是组成地壳的基本物质，是由造岩矿物在地质作用岩石是组成地壳的基本物质，是由造岩矿物在地质作用岩石是组成地壳的基本物质，是由造岩矿物在地质作用岩石是组成地壳的基本物质，是由造岩矿物在地质作用下按一定的规律聚集而成的集合体。造岩矿物是具有一下按一定的规律聚集而成的集合体。造岩矿物是具有一下按一定的规律聚集而成的集合体。造岩矿物是具有一下按一定的规律聚集而成的集合体。造岩矿物是具有一定化学成分和结构特征的天然化合物或单质。定化学成分和结构特征的天然化合物或单质。定化学成分和结构特征的天然化合物或单质。定化学成分和结构特征的天然化合物

11、或单质。n n主要的造岩矿物有：石英、长石、云母、角闪石、方解主要的造岩矿物有：石英、长石、云母、角闪石、方解主要的造岩矿物有：石英、长石、云母、角闪石、方解主要的造岩矿物有：石英、长石、云母、角闪石、方解石、白云石、黄铁矿、石膏、菱镁矿、磁铁矿和赤铁矿石、白云石、黄铁矿、石膏、菱镁矿、磁铁矿和赤铁矿石、白云石、黄铁矿、石膏、菱镁矿、磁铁矿和赤铁矿石、白云石、黄铁矿、石膏、菱镁矿、磁铁矿和赤铁矿等。等。等。等。n n由单种矿物组成的岩石称为单矿岩，例如纯质的大理石由单种矿物组成的岩石称为单矿岩，例如纯质的大理石由单种矿物组成的岩石称为单矿岩，例如纯质的大理石由单种矿物组成的岩石称为单矿岩，例如

12、纯质的大理石是由方解石组成的。是由方解石组成的。是由方解石组成的。是由方解石组成的。n n大多数岩石则是由两种以上的矿物组成，称为多矿岩，大多数岩石则是由两种以上的矿物组成，称为多矿岩，大多数岩石则是由两种以上的矿物组成，称为多矿岩，大多数岩石则是由两种以上的矿物组成，称为多矿岩，例如花岗岩的主要矿物为石英、长石和云母等。例如花岗岩的主要矿物为石英、长石和云母等。例如花岗岩的主要矿物为石英、长石和云母等。例如花岗岩的主要矿物为石英、长石和云母等。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录3.1.2 岩石的分类岩石的分类1.

13、岩浆岩：岩浆岩由地壳内部熔融岩浆上升冷却而成。岩浆岩由地壳内部熔融岩浆上升冷却而成。岩浆岩由地壳内部熔融岩浆上升冷却而成。岩浆岩由地壳内部熔融岩浆上升冷却而成。(1)深成岩深成岩n n深成岩是岩浆在地表深处，受上部覆盖层的压力作用，缓慢深成岩是岩浆在地表深处，受上部覆盖层的压力作用，缓慢深成岩是岩浆在地表深处，受上部覆盖层的压力作用，缓慢深成岩是岩浆在地表深处，受上部覆盖层的压力作用，缓慢冷却而成的岩石。冷却而成的岩石。冷却而成的岩石。冷却而成的岩石。n n深成岩大多形成粗颗粒的结晶和块状构造，构造致密。深成岩大多形成粗颗粒的结晶和块状构造，构造致密。深成岩大多形成粗颗粒的结晶和块状构造，构造

14、致密。深成岩大多形成粗颗粒的结晶和块状构造，构造致密。n n浅成岩是在近地表处成岩的，由于冷却较快，晶粒较细。深浅成岩是在近地表处成岩的，由于冷却较快，晶粒较细。深浅成岩是在近地表处成岩的，由于冷却较快，晶粒较细。深浅成岩是在近地表处成岩的，由于冷却较快，晶粒较细。深成岩和浅成岩统称侵入岩成岩和浅成岩统称侵入岩成岩和浅成岩统称侵入岩成岩和浅成岩统称侵入岩. .n n共同特性是：密度大、抗压强度高、吸水性小和抗冻性好。共同特性是：密度大、抗压强度高、吸水性小和抗冻性好。共同特性是：密度大、抗压强度高、吸水性小和抗冻性好。共同特性是：密度大、抗压强度高、吸水性小和抗冻性好。工程上常用的深成岩有花岗

15、岩、辉长岩、正长岩等。工程上常用的深成岩有花岗岩、辉长岩、正长岩等。工程上常用的深成岩有花岗岩、辉长岩、正长岩等。工程上常用的深成岩有花岗岩、辉长岩、正长岩等。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录花岗岩简介花岗岩简介n n主要矿物成分为石英、长石及少量暗色矿物和云母。颜色主要矿物成分为石英、长石及少量暗色矿物和云母。颜色主要矿物成分为石英、长石及少量暗色矿物和云母。颜色主要矿物成分为石英、长石及少量暗色矿物和云母。颜色一般为灰白、微黄、淡红等。一般为灰白、微黄、淡红等。一般为灰白、微黄、淡红等。一般为灰白、微黄、淡红

16、等。n n结构致密，其孔隙率小，吸水率低结构致密，其孔隙率小，吸水率低结构致密，其孔隙率小，吸水率低结构致密，其孔隙率小，吸水率低(0.1(0.1(0.1(0.10.2%)0.2%)0.2%)0.2%)，抗压强，抗压强，抗压强，抗压强度高度高度高度高(120(120(120(120250MPa)250MPa)250MPa)250MPa)，表观密度大，表观密度大，表观密度大，表观密度大(2500(2500(2500(25002800kg/m2800kg/m2800kg/m2800kg/m3)3)3)3)，耐，耐，耐，耐风化性和耐久性好，使用年限为风化性和耐久性好，使用年限为风化性和耐久性好，使用

17、年限为风化性和耐久性好，使用年限为75757575200200200200年，优质的细粒花年，优质的细粒花年，优质的细粒花年，优质的细粒花岗岩可达岗岩可达岗岩可达岗岩可达1000100010001000年之久。年之久。年之久。年之久。n n花岗岩耐酸性强，可用作设备的耐酸衬里，表面经琢磨加花岗岩耐酸性强，可用作设备的耐酸衬里，表面经琢磨加花岗岩耐酸性强，可用作设备的耐酸衬里，表面经琢磨加花岗岩耐酸性强，可用作设备的耐酸衬里，表面经琢磨加工后色泽美观，是优良的装饰材料。工后色泽美观，是优良的装饰材料。工后色泽美观，是优良的装饰材料。工后色泽美观，是优良的装饰材料。n n在高温作用下，其内部石英晶

18、型转变膨胀而引起开裂破坏，在高温作用下，其内部石英晶型转变膨胀而引起开裂破坏，在高温作用下，其内部石英晶型转变膨胀而引起开裂破坏，在高温作用下，其内部石英晶型转变膨胀而引起开裂破坏，故耐火性差。故耐火性差。故耐火性差。故耐火性差。n n常用作承重的结构材料和外部饰面材料。常用作承重的结构材料和外部饰面材料。常用作承重的结构材料和外部饰面材料。常用作承重的结构材料和外部饰面材料。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录辉长岩辉长岩n n主要矿物为斜长石、辉石及少量橄榄石，主要矿物为斜长石、辉石及少量橄榄石，为等粒结晶质结构

19、和块状构造，常呈黑绿为等粒结晶质结构和块状构造，常呈黑绿色。色。n n辉长岩表现密度大辉长岩表现密度大(2900(29003300kg/m3300kg/m3 3 ) )，抗，抗压强度高压强度高(200(200350MPa)350MPa)，韧性及抗风化性，韧性及抗风化性能好，易于琢磨抛光。能好，易于琢磨抛光。n n既可用作承重材料，也可用作饰面材料。既可用作承重材料，也可用作饰面材料。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录3.1.2 岩石的分类岩石的分类1.岩浆岩：(2)喷出岩喷出岩n n喷出岩是岩浆喷出地表时，压力急剧

20、降低和迅速冷却的条喷出岩是岩浆喷出地表时，压力急剧降低和迅速冷却的条喷出岩是岩浆喷出地表时，压力急剧降低和迅速冷却的条喷出岩是岩浆喷出地表时，压力急剧降低和迅速冷却的条件下形成的，所以大部分未能结晶，多呈隐晶质或玻璃质件下形成的，所以大部分未能结晶，多呈隐晶质或玻璃质件下形成的，所以大部分未能结晶，多呈隐晶质或玻璃质件下形成的，所以大部分未能结晶，多呈隐晶质或玻璃质结构。当喷出岩形成较厚的岩层时，其结构、构造接近深结构。当喷出岩形成较厚的岩层时，其结构、构造接近深结构。当喷出岩形成较厚的岩层时，其结构、构造接近深结构。当喷出岩形成较厚的岩层时，其结构、构造接近深成岩。当形成较薄的岩层时，常呈多

21、孔构造，近于火山岩。成岩。当形成较薄的岩层时，常呈多孔构造，近于火山岩。成岩。当形成较薄的岩层时，常呈多孔构造，近于火山岩。成岩。当形成较薄的岩层时，常呈多孔构造，近于火山岩。工程上常用的喷出岩有玄武岩、安山岩等。工程上常用的喷出岩有玄武岩、安山岩等。工程上常用的喷出岩有玄武岩、安山岩等。工程上常用的喷出岩有玄武岩、安山岩等。n n玄武岩的主要造岩矿物是暗色矿物，抗压强度随其结构和玄武岩的主要造岩矿物是暗色矿物，抗压强度随其结构和玄武岩的主要造岩矿物是暗色矿物，抗压强度随其结构和玄武岩的主要造岩矿物是暗色矿物，抗压强度随其结构和构造的不同而变化较大构造的不同而变化较大构造的不同而变化较大构造的

22、不同而变化较大(100(100500MPa)500MPa)，表现密度大，表现密度大，表现密度大，表现密度大(2900(29003500 kg/m3500 kg/m3 3 ) )，硬度高，脆性大，耐久性好，常用，硬度高，脆性大，耐久性好，常用，硬度高，脆性大，耐久性好，常用，硬度高，脆性大，耐久性好，常用作高强混凝土的骨料，也用于铺筑道路路面等。作高强混凝土的骨料，也用于铺筑道路路面等。作高强混凝土的骨料，也用于铺筑道路路面等。作高强混凝土的骨料，也用于铺筑道路路面等。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录3.1.2 岩

23、石的分类岩石的分类1.岩浆岩：(3)(3)火山岩火山岩火山岩火山岩n n火火火火山山山山岩岩岩岩是是是是岩岩岩岩浆浆浆浆被被被被喷喷喷喷到到到到空空空空中中中中，急急急急速速速速冷冷冷冷却却却却后后后后形形形形成成成成的的的的岩岩岩岩石石石石，为为为为玻玻玻玻璃体结构且呈多孔构造。如火山灰、火山砂、浮石等。璃体结构且呈多孔构造。如火山灰、火山砂、浮石等。璃体结构且呈多孔构造。如火山灰、火山砂、浮石等。璃体结构且呈多孔构造。如火山灰、火山砂、浮石等。n n火山灰、火山砂可作为混合材料，浮石可作轻混凝土骨料。火山灰、火山砂可作为混合材料，浮石可作轻混凝土骨料。火山灰、火山砂可作为混合材料，浮石可作

24、轻混凝土骨料。火山灰、火山砂可作为混合材料，浮石可作轻混凝土骨料。n n火火火火山山山山灰灰灰灰、火火火火山山山山砂砂砂砂经经经经覆覆覆覆盖盖盖盖层层层层压压压压力力力力作作作作用用用用胶胶胶胶结结结结而而而而成成成成的的的的岩岩岩岩石石石石，称称称称为为为为火山凝灰岩。火山凝灰岩。火山凝灰岩。火山凝灰岩。n n火火火火山山山山凝凝凝凝灰灰灰灰岩岩岩岩多多多多孔孔孔孔、质质质质轻轻轻轻、易易易易于于于于加加加加工工工工，可可可可作作作作保保保保温温温温建建建建筑筑筑筑的的的的墙墙墙墙体体体体材料，如磨细后可作为水泥的混合材料。材料，如磨细后可作为水泥的混合材料。材料，如磨细后可作为水泥的混合材

25、料。材料，如磨细后可作为水泥的混合材料。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录3.1.2 岩石的分类岩石的分类2.沉积岩n n沉沉沉沉积积积积岩岩岩岩又又又又称称称称水水水水成成成成岩岩岩岩，是是是是由由由由露露露露出出出出地地地地表表表表的的的的母母母母岩岩岩岩经经经经长长长长期期期期风风风风化化化化、搬搬搬搬运运运运、沉沉沉沉积积积积等等等等作作作作用用用用，在在在在地地地地表表表表或或或或距距距距地地地地表表表表不不不不太太太太深深深深处处处处形形形形成成成成的的的的岩岩岩岩石石石石，可分为机械沉积岩、化学沉积岩

26、及生物沉积岩。可分为机械沉积岩、化学沉积岩及生物沉积岩。可分为机械沉积岩、化学沉积岩及生物沉积岩。可分为机械沉积岩、化学沉积岩及生物沉积岩。n n常常常常见见见见的的的的沉沉沉沉积积积积岩岩岩岩有有有有石石石石灰灰灰灰岩岩岩岩、页页页页岩岩岩岩、砂砂砂砂岩岩岩岩、砾砾砾砾岩岩岩岩、石石石石膏膏膏膏、白白白白垩垩垩垩、硅藻土等，散粒状的有粘土、砂、卵石等。硅藻土等，散粒状的有粘土、砂、卵石等。硅藻土等，散粒状的有粘土、砂、卵石等。硅藻土等，散粒状的有粘土、砂、卵石等。与岩浆岩相比，沉积岩的成岩过程压力不大，温度不高，与岩浆岩相比，沉积岩的成岩过程压力不大，温度不高，与岩浆岩相比，沉积岩的成岩过程

27、压力不大，温度不高，与岩浆岩相比，沉积岩的成岩过程压力不大，温度不高，大都呈层状构造。各层的成分、结构、颜色、厚度都有差大都呈层状构造。各层的成分、结构、颜色、厚度都有差大都呈层状构造。各层的成分、结构、颜色、厚度都有差大都呈层状构造。各层的成分、结构、颜色、厚度都有差异，因此，岩性不匀，垂直层理与平行层理方向的性能不异，因此，岩性不匀，垂直层理与平行层理方向的性能不异，因此，岩性不匀，垂直层理与平行层理方向的性能不异，因此，岩性不匀，垂直层理与平行层理方向的性能不同。同。同。同。与深成岩相比，沉积岩的特性是密度小，孔隙率和吸水率与深成岩相比，沉积岩的特性是密度小，孔隙率和吸水率与深成岩相比，

28、沉积岩的特性是密度小，孔隙率和吸水率与深成岩相比，沉积岩的特性是密度小，孔隙率和吸水率大，强度较低，耐久性较差。但沉积岩分布广，加工较容大，强度较低，耐久性较差。但沉积岩分布广，加工较容大，强度较低，耐久性较差。但沉积岩分布广，加工较容大，强度较低，耐久性较差。但沉积岩分布广，加工较容易，所以工程上应用甚为广泛。易，所以工程上应用甚为广泛。易，所以工程上应用甚为广泛。易，所以工程上应用甚为广泛。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录3.1.2 岩石的分类岩石的分类3.变质岩n n变质岩是岩浆岩或沉积岩经过地质上的变质作

29、用而形成的变质岩是岩浆岩或沉积岩经过地质上的变质作用而形成的变质岩是岩浆岩或沉积岩经过地质上的变质作用而形成的变质岩是岩浆岩或沉积岩经过地质上的变质作用而形成的岩石。由于在地壳内部高温、高压、赤热气体和渗入岩石岩石。由于在地壳内部高温、高压、赤热气体和渗入岩石岩石。由于在地壳内部高温、高压、赤热气体和渗入岩石岩石。由于在地壳内部高温、高压、赤热气体和渗入岩石中的水溶液作用下，矿物重新再结晶，还有可能生成新矿中的水溶液作用下，矿物重新再结晶，还有可能生成新矿中的水溶液作用下，矿物重新再结晶，还有可能生成新矿中的水溶液作用下，矿物重新再结晶，还有可能生成新矿物，使原来岩石的矿物成分和结构构造发生显

30、著变化而生物，使原来岩石的矿物成分和结构构造发生显著变化而生物，使原来岩石的矿物成分和结构构造发生显著变化而生物，使原来岩石的矿物成分和结构构造发生显著变化而生成新的岩石。成新的岩石。成新的岩石。成新的岩石。n n一般沉积岩形成的变质岩均较原来的岩石致密、坚固耐久。一般沉积岩形成的变质岩均较原来的岩石致密、坚固耐久。一般沉积岩形成的变质岩均较原来的岩石致密、坚固耐久。一般沉积岩形成的变质岩均较原来的岩石致密、坚固耐久。而原为深成岩的岩石经变质后产生了片状构造，性能变差。而原为深成岩的岩石经变质后产生了片状构造，性能变差。而原为深成岩的岩石经变质后产生了片状构造，性能变差。而原为深成岩的岩石经变

31、质后产生了片状构造，性能变差。n n主要有：大理岩、石英石主要有：大理岩、石英石主要有：大理岩、石英石主要有：大理岩、石英石7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录大理岩大理岩n n由石灰岩或白云岩变质而成的，主要矿物成分为由石灰岩或白云岩变质而成的，主要矿物成分为由石灰岩或白云岩变质而成的，主要矿物成分为由石灰岩或白云岩变质而成的，主要矿物成分为方解石、白云石，纯净大理岩为白色，常称汉白方解石、白云石，纯净大理岩为白色，常称汉白方解石、白云石，纯净大理岩为白色，常称汉白方解石、白云石，纯净大理岩为白色，常称汉白玉，一般

32、常含有氧化铁、云母、石墨、蛇纹石等玉，一般常含有氧化铁、云母、石墨、蛇纹石等玉，一般常含有氧化铁、云母、石墨、蛇纹石等玉，一般常含有氧化铁、云母、石墨、蛇纹石等杂质，使大理石呈现红、黄、棕、黑、绿等各色杂质，使大理石呈现红、黄、棕、黑、绿等各色杂质，使大理石呈现红、黄、棕、黑、绿等各色杂质，使大理石呈现红、黄、棕、黑、绿等各色斑纹，磨光后具有极好的装饰性。斑纹，磨光后具有极好的装饰性。斑纹，磨光后具有极好的装饰性。斑纹，磨光后具有极好的装饰性。n n大理石构造致密，表观密度大大理石构造致密，表观密度大大理石构造致密，表观密度大大理石构造致密，表观密度大(2500(2500(2500(25002

33、700kg/m2700kg/m2700kg/m2700kg/m3 3 3 3) ) ) )，抗压强度高，抗压强度高，抗压强度高，抗压强度高(100(100(100(100150MPa)150MPa)150MPa)150MPa)，但硬度不大，但硬度不大，但硬度不大，但硬度不大(3(3(3(34)4)4)4)，易于切割、琢磨抛光，可用于高级建筑物的装，易于切割、琢磨抛光，可用于高级建筑物的装，易于切割、琢磨抛光，可用于高级建筑物的装，易于切割、琢磨抛光，可用于高级建筑物的装饰和饰面工程。饰和饰面工程。饰和饰面工程。饰和饰面工程。大多数大理岩抗风化性能差，其中主要化学成分碳酸钙或碳大多数大理岩抗风化

34、性能差，其中主要化学成分碳酸钙或碳大多数大理岩抗风化性能差，其中主要化学成分碳酸钙或碳大多数大理岩抗风化性能差，其中主要化学成分碳酸钙或碳酸镁等碱性物质，遇酸被腐蚀，在有污染的城市空气中含有酸镁等碱性物质，遇酸被腐蚀，在有污染的城市空气中含有酸镁等碱性物质，遇酸被腐蚀，在有污染的城市空气中含有酸镁等碱性物质，遇酸被腐蚀，在有污染的城市空气中含有SO2SO2气体，遇水生成亚硫酸、硫酸与大理岩中的碳酸盐作用，气体，遇水生成亚硫酸、硫酸与大理岩中的碳酸盐作用，气体，遇水生成亚硫酸、硫酸与大理岩中的碳酸盐作用，气体，遇水生成亚硫酸、硫酸与大理岩中的碳酸盐作用，生成易溶于水的石膏，从而表面失去光泽，变色

35、并逐渐破损。生成易溶于水的石膏，从而表面失去光泽，变色并逐渐破损。生成易溶于水的石膏，从而表面失去光泽，变色并逐渐破损。生成易溶于水的石膏，从而表面失去光泽，变色并逐渐破损。一般不宜用于城市建筑物外部的饰面材料。一般不宜用于城市建筑物外部的饰面材料。一般不宜用于城市建筑物外部的饰面材料。一般不宜用于城市建筑物外部的饰面材料。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录石英石石英石n n由硅质砂岩变质而成的，矿物成分主要是由硅质砂岩变质而成的，矿物成分主要是结晶氧化硅。结晶氧化硅。n n石英岩结构均匀致密，抗压强度高石英岩结构

36、均匀致密，抗压强度高(250(250400MPa)400MPa)，十分耐久，但硬度大，加工困难。，十分耐久，但硬度大，加工困难。n n常用作重要建筑物的贴面，耐磨耐酸的贴常用作重要建筑物的贴面，耐磨耐酸的贴面材料，其碎块可用于道路或作混凝土的面材料，其碎块可用于道路或作混凝土的骨料。骨料。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录3.2 天然石材的技术性质天然石材的技术性质3.2.1 物理性质3.2.2 力学性质3.2.3 工艺性质3.2.4 放射性7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容

37、上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录3.2.1 物理性质物理性质1.表观密度n n天然石材根据表现密度的大小分为重石与轻石天然石材根据表现密度的大小分为重石与轻石两类：两类：n n不大于不大于不大于不大于1800kg/m1800kg/m1800kg/m1800kg/m3 3 3 3为轻石；为轻石；为轻石；为轻石；n n表观密度大于表观密度大于表观密度大于表观密度大于1800kg/m1800kg/m1800kg/m1800kg/m3 3 3 3为重石。为重石。为重石。为重石。n n石材的表现密度与其矿物组成和孔隙率有关。石材的表现密度与其矿物组成和孔隙率有关。n n通常情况下，同种石材的表现

38、密度愈大，抗压通常情况下，同种石材的表现密度愈大，抗压强度愈高，吸水率愈小，耐久性愈好。强度愈高，吸水率愈小，耐久性愈好。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录3.2.1 物理性质物理性质2.吸水性n n石材根据吸水率大小分为：低吸水性岩石石材根据吸水率大小分为：低吸水性岩石石材根据吸水率大小分为：低吸水性岩石石材根据吸水率大小分为：低吸水性岩石( ( ( (吸水率吸水率吸水率吸水率小于小于小于小于1.5%)1.5%)1.5%)1.5%)，中吸水性岩石，中吸水性岩石，中吸水性岩石，中吸水性岩石( ( ( (吸水率介于吸

39、水率介于吸水率介于吸水率介于1.5%1.5%1.5%1.5%3.0%)3.0%)3.0%)3.0%)，高吸水性岩石，高吸水性岩石，高吸水性岩石，高吸水性岩石( ( ( (吸水率大于吸水率大于吸水率大于吸水率大于3.0%)3.0%)3.0%)3.0%)。石材的。石材的。石材的。石材的吸水性大小与其孔隙率的大小及孔隙特征有关。吸水性大小与其孔隙率的大小及孔隙特征有关。吸水性大小与其孔隙率的大小及孔隙特征有关。吸水性大小与其孔隙率的大小及孔隙特征有关。n n石材内部独立且封闭的孔隙实际上是不吸水的，石材内部独立且封闭的孔隙实际上是不吸水的，石材内部独立且封闭的孔隙实际上是不吸水的，石材内部独立且封闭

40、的孔隙实际上是不吸水的，只有那些开口且以毛细管连通的孔隙才是吸水的。只有那些开口且以毛细管连通的孔隙才是吸水的。只有那些开口且以毛细管连通的孔隙才是吸水的。只有那些开口且以毛细管连通的孔隙才是吸水的。孔隙构造相同、表现密度大的石材具有孔隙率小孔隙构造相同、表现密度大的石材具有孔隙率小孔隙构造相同、表现密度大的石材具有孔隙率小孔隙构造相同、表现密度大的石材具有孔隙率小和吸水率也小的特征。如花岗岩的吸水率通常小和吸水率也小的特征。如花岗岩的吸水率通常小和吸水率也小的特征。如花岗岩的吸水率通常小和吸水率也小的特征。如花岗岩的吸水率通常小于于于于0.5%0.5%0.5%0.5%，而多孔贝类石灰岩的吸水

41、率可高达，而多孔贝类石灰岩的吸水率可高达，而多孔贝类石灰岩的吸水率可高达，而多孔贝类石灰岩的吸水率可高达15%15%15%15%。n n石材的吸水性大小能够有效地反映岩石裂隙的发石材的吸水性大小能够有效地反映岩石裂隙的发石材的吸水性大小能够有效地反映岩石裂隙的发石材的吸水性大小能够有效地反映岩石裂隙的发展程度，并用于判断岩石的抗冻性和抗风化能力。展程度，并用于判断岩石的抗冻性和抗风化能力。展程度，并用于判断岩石的抗冻性和抗风化能力。展程度，并用于判断岩石的抗冻性和抗风化能力。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录3.2

42、.1 物理性质物理性质3.耐水性n n石材的耐水性根据软化系数大小分为三个石材的耐水性根据软化系数大小分为三个等级：等级：n n软化系数软化系数软化系数软化系数0.900.900.900.90为高耐水性石材；为高耐水性石材；为高耐水性石材；为高耐水性石材；n n软化系数在软化系数在软化系数在软化系数在0.700.700.700.700.900.900.900.90之间为中耐水性石材；之间为中耐水性石材；之间为中耐水性石材；之间为中耐水性石材；n n软化系数在软化系数在软化系数在软化系数在0.600.600.600.600.700.700.700.70之间为低耐水性石材。之间为低耐水性石材。之间

43、为低耐水性石材。之间为低耐水性石材。n n一般软化系数小于一般软化系数小于0.800.80的石材，不允许用的石材，不允许用于重要建筑。于重要建筑。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录3.2.1 物理性质物理性质4.抗冻性n n石材的抗冻性是根据石材在水饱和状态下所能经石材的抗冻性是根据石材在水饱和状态下所能经石材的抗冻性是根据石材在水饱和状态下所能经石材的抗冻性是根据石材在水饱和状态下所能经受的冻融循环次数来表示。受的冻融循环次数来表示。受的冻融循环次数来表示。受的冻融循环次数来表示。n n石材在吸水饱和状态下，经规

44、定的冻融循环次数，石材在吸水饱和状态下，经规定的冻融循环次数，石材在吸水饱和状态下，经规定的冻融循环次数，石材在吸水饱和状态下，经规定的冻融循环次数，无贯穿裂缝且质量损失不超过无贯穿裂缝且质量损失不超过无贯穿裂缝且质量损失不超过无贯穿裂缝且质量损失不超过5%5%5%5%，强度降低不大，强度降低不大，强度降低不大，强度降低不大于于于于25%25%25%25%时，则认为抗冻性合格。时，则认为抗冻性合格。时，则认为抗冻性合格。时，则认为抗冻性合格。n n石材的抗冻性与其孔隙构造、吸水性密切相关，石材的抗冻性与其孔隙构造、吸水性密切相关，石材的抗冻性与其孔隙构造、吸水性密切相关，石材的抗冻性与其孔隙构

45、造、吸水性密切相关，当石材的吸水率大于当石材的吸水率大于当石材的吸水率大于当石材的吸水率大于0.5%0.5%0.5%0.5%时，其抗冻性通常较差。时，其抗冻性通常较差。时，其抗冻性通常较差。时，其抗冻性通常较差。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录3.2.1 物理性质物理性质5. 5.耐热性耐热性n n石材的耐热性与其化学成分及矿物组成有关。石材的耐热性与其化学成分及矿物组成有关。石材的耐热性与其化学成分及矿物组成有关。石材的耐热性与其化学成分及矿物组成有关。n n含有石膏的石材，在温度超过含有石膏的石材，在温度超过

46、含有石膏的石材，在温度超过含有石膏的石材，在温度超过100100时开始破坏；时开始破坏；时开始破坏；时开始破坏；n n含有碳酸镁的石材，温度高于含有碳酸镁的石材，温度高于含有碳酸镁的石材，温度高于含有碳酸镁的石材，温度高于725725会发生破坏；会发生破坏；会发生破坏；会发生破坏；n n由石英与其它矿物组成的结晶石材如花岗岩等，当温度达由石英与其它矿物组成的结晶石材如花岗岩等，当温度达由石英与其它矿物组成的结晶石材如花岗岩等，当温度达由石英与其它矿物组成的结晶石材如花岗岩等，当温度达到到到到573573以上时，石英晶型转化发生膨胀，强度迅速下降。以上时，石英晶型转化发生膨胀，强度迅速下降。以上

47、时，石英晶型转化发生膨胀，强度迅速下降。以上时，石英晶型转化发生膨胀，强度迅速下降。6. 6.导热性导热性n n石材的导热性主要与其致密程度有关。石材的导热性主要与其致密程度有关。石材的导热性主要与其致密程度有关。石材的导热性主要与其致密程度有关。n n重石的导热系数可达重石的导热系数可达重石的导热系数可达重石的导热系数可达2.912.913.49W/(m3.49W/(m k)k)，轻石的导热系，轻石的导热系，轻石的导热系，轻石的导热系数为数为数为数为0.230.230.70W/(m0.70W/(m k)k)。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下

48、一内容下一内容回主目录回主目录3.2.2 力学性质力学性质1.抗压强度n n根据根据根据根据砌体结构设计规范砌体结构设计规范砌体结构设计规范砌体结构设计规范规定，砌筑用石材的抗压强规定，砌筑用石材的抗压强规定，砌筑用石材的抗压强规定，砌筑用石材的抗压强度是以边长为度是以边长为度是以边长为度是以边长为70mm70mm70mm70mm的立方体抗压强度值表示。的立方体抗压强度值表示。的立方体抗压强度值表示。的立方体抗压强度值表示。n n根据抗压强度值的大小，石材的强度等级分为根据抗压强度值的大小，石材的强度等级分为根据抗压强度值的大小，石材的强度等级分为根据抗压强度值的大小，石材的强度等级分为MU1

49、00MU100MU100MU100、MU80MU80MU80MU80、MU60MU60MU60MU60、MU50MU50MU50MU50、MU40MU40MU40MU40、MU30MU30MU30MU30和和和和MU20MU20MU20MU20等七个等级。等七个等级。等七个等级。等七个等级。n n根据根据根据根据天然饰面石材试验方法天然饰面石材试验方法天然饰面石材试验方法天然饰面石材试验方法规定，饰面石材干燥、规定，饰面石材干燥、规定，饰面石材干燥、规定，饰面石材干燥、水饱和的抗压强度是以边长为水饱和的抗压强度是以边长为水饱和的抗压强度是以边长为水饱和的抗压强度是以边长为50mm50mm50m

50、m50mm的立方体或的立方体或的立方体或的立方体或50mm50mm50mm50mm50mm50mm50mm50mm的圆柱体抗压强度值表示。的圆柱体抗压强度值表示。的圆柱体抗压强度值表示。的圆柱体抗压强度值表示。7/14/2021土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料上一内容上一内容下一内容下一内容回主目录回主目录3.2.2 力学性质力学性质1.抗压强度n n石材的抗压强度主要取决于其矿物组成、结构及石材的抗压强度主要取决于其矿物组成、结构及石材的抗压强度主要取决于其矿物组成、结构及石材的抗压强度主要取决于其矿物组成、结构及其孔隙构造。其孔隙构造。其孔隙构造。其孔隙构造。n n组成花岗