建筑装饰石材教程.ppt
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1、14 建筑装饰石材建筑装饰石材简要介绍了岩石的分类与性质、建筑石材的技术性简要介绍了岩石的分类与性质、建筑石材的技术性能,天然石材的选用。此外,还简要介绍了人造石材的能,天然石材的选用。此外,还简要介绍了人造石材的分类、特点与用途。应重点掌握天然大理石和天然花岗分类、特点与用途。应重点掌握天然大理石和天然花岗石的组成、品种、技术要求、性能与特点以及在建筑装石的组成、品种、技术要求、性能与特点以及在建筑装饰工程中的应用。饰工程中的应用。本章提要本章提要石材分天然石材和人造石材。具有一定物理、化学性能,可用作建筑材料的岩石称建筑石材。具有装饰性能的建筑石材,加工后可供建筑装饰用的称装饰石材。本本
2、章章 内内 容容14.1 岩石的基本知识岩石的基本知识14.2 建筑装饰常用石材建筑装饰常用石材14.3 人造石材人造石材14.1 岩石的基本知识岩石的基本知识矿物是具有一定化学成分和一定结构特征的天然化合物和单质的总称。岩石是矿物的集合体,组成岩石的矿物称为造岩矿物。由单矿物组成的岩石叫单矿岩,如白色大理石,它是由方解石或白云石组成。14.1.1 岩石的分类和性质岩石的分类和性质14.1.1.1 造岩矿物造岩矿物由两种或两种以上的矿物组成的岩石叫多矿岩(又称复矿岩),如花岗岩,它是由长石、石英、云母及某些暗色矿物组成。自然界中的岩石大多以多矿岩形式存在。岩石的性质由组成岩石各矿物的特性、结构
3、、构造等因素决定。建筑工程中常用岩石的主要造岩矿物见表14.1所示。表表14.1主要造岩矿物的组成与特征主要造岩矿物的组成与特征 矿物 组成 密度(g/cm3)莫氏硬度 颜色 其他特性 石英 结晶SiO2 2.657无色透明至乳白等色 坚硬、耐久、具有贝状断口,玻璃光泽 长石 铝硅酸盐 2.52.76白、灰、红青等色 耐久性不如石英,在大气中长期风化后成为高岭土,解理完全,性脆 云母 含水的钾镁铁铝硅酸盐 2.73.123无色透明至黑色 解理极完全,易分裂成薄片,影响岩石的耐久性和磨光性,黑云母风化后形成蛭石 矿物 组成 密度(g/cm3)莫氏硬度 颜色 其他特性 角闪石辉 石橄榄石 铁镁硅酸
4、盐 3457色暗,统称暗色矿物 坚硬、强度高,韧性大,耐久 方解石 结晶CaCO3 2.73通常呈白色 硬度不大,强度高,遇酸分解,晶形呈菱面体,解理完全 白云石 CaCO3MgCO3 2.94通常呈白色至灰色与方解石相似,遇热酸分解 黄铁矿 FeS2 566.5黄 条痕呈黑色,无解理,在空气中氧化铁和硫酸污染岩石是岩石中的有害物质 石英 结晶的二氧化硅(SiO2)。密度为2.65gcm3,莫氏硬度(刻划硬度)为7,无色透明至乳白色,强度高,材质坚硬,耐久,呈现玻璃光泽,具有良好的化学稳定性,但在受热至573以上时,因发生晶体转变,会产生开裂现象。巴西是世界著名的水晶出产国,曾发现直径2.5米
5、、高5米、重达40余吨的水晶晶体。长石 是钾、钠、钙等的铝硅酸盐一类矿物的总称。包括正长石、斜长石等。密度为2527gcm3,莫氏硬度为6,呈白、灰、红、青等不同颜色。坚硬,强度高,但耐久性不如石英,在大气中长期风化后成为高岭土。长石是火成岩中含量最多的造岩矿物,常含60以上。正长石云母 是含水的钾、铁、镁的铝硅酸盐片状晶体。密度为2.73.lgcm3,莫氏硬度为23,具有无色透明、白、黄、黑各种颜色。解理极完全(指矿物在外力作用下,沿一定的结晶方向易裂解成薄片的性质),呈玻璃光泽,存在于岩石中影响耐久性和开光性,为岩石中的有害矿物。白云母较黑云母耐久,黑云母风化后形成蛭石,为一种轻质保温材料
6、。白云母为无色及浅灰、浅黄、浅绿等色。呈细小鳞片状、具丝绢光泽的异种称绢云母。白云母黑云母黑云母是含镁、铁的云母,黑、绿黑或褐黑色。金云母金云母是含镁的云母,黄褐色或金黄色,解理面上常具有半金属光泽。角闪石、辉石、橄榄石 铁、镁、钙等硅酸盐的晶体。密度为34gcm3,莫氏硬度57,呈深绿、棕或黑色,常称暗色矿物。坚硬,强度高,耐久性好,韧性大,具有良好的开光性。普通角闪石普通辉石橄榄石古时候称橄榄石为“太阳的宝石”,人们相信橄榄石所具有的力量像太阳一样大,可以驱除邪恶,降伏妖术。橄榄石颜色艳丽悦目,为人们所喜爱,给人以心情舒畅和幸福的感觉,故被誉为“幸福之石”。国际上许多国家把橄榄石和缠丝玛瑙
7、一起列为“八月诞生石”,象征温和聪敏、家庭美满、夫妻和睦。橄榄石常用来做胸针、指环、耳坠等,为珠宝市场上常见的中档宝石。世界上最大的一颗宝石级橄榄石产于红海的扎巴贾德岛,重310克拉,现存于美国华盛顿史密斯学院。在俄罗斯莫斯科金刚石库中,保存有一粒产于红海的橄榄石,重192.6克拉,颜色鲜艳,纯净透明,是1096-1291年十字军东征巴勒斯坦时掠夺的。我国河北省张家口地区万全县大麻坪发现的橄榄石,重量236.5克拉,取名为“华北之星”,是我国橄榄石之最。方解石方解石 是结晶的碳酸钙是结晶的碳酸钙(CaC03),密度为密度为2.7gcm3,莫氏硬度为莫氏硬度为3通常通常呈白色。强度高,但硬度不大
8、,开光性好,耐久性仅次于石英、长石。易被呈白色。强度高,但硬度不大,开光性好,耐久性仅次于石英、长石。易被酸分解,易溶于含二氧化碳的水中。酸分解,易溶于含二氧化碳的水中。小方解石大方解石精品方解石白云石 是碳酸钙和碳酸镁的复盐晶体(CaCO3MgCO3),密度为2.9gcm3,莫氏硬度4,呈白色或从白色,性质与方解石相似,强度稍高,耐酸腐蚀性略高于方解石。白云石矿白云石黄铁矿 为二硫化铁(FeS2)晶体。密度为5gcm3。莫氏硬度67,呈黄色,但条痕呈黑色,无解理,耐久性差,在空气中易氧化成游离的硫酸及氧化铁,体积膨胀,产生锈迹,污染岩石,是岩石中常见的有害杂质。花岗岩石材锈迹岩石的结构是指岩
9、石的原子、分子、离子层次的微观构成形式。根据微观粒子在空间分布状态的不同,可分为结晶质结构和玻璃质结构。岩石构造是指用放大镜或肉眼宏观可分辨的岩石构成形式,通常根据岩石的孔隙特征和构成形态分为致密状、多孔状、片状、斑状、砾状等。14.1.1.2 分类和性质分类和性质岩石按地质形成条件不同,通常可分为三大类,即岩浆岩、沉积岩和变质岩。(1)岩浆岩岩浆岩 岩浆岩又称火成岩,它是因地壳变动,熔融的岩浆由地壳内部上升后冷却而成。岩浆岩根据岩浆冷却条件的不同,又分为深成岩、浅成岩、喷出岩和火山岩。(2)沉积岩沉积岩沉积岩又称水成岩。沉积岩是由原来的母岩风化后,经过搬运、沉积等作用形成的岩石。与火成岩相比
10、,其特性是:结构致密性较差,密度较小,孔隙率及吸水率均较大,强度较低,耐久性也较差。根据生成条件,沉积岩分为以下三类:机械沉积岩、化学沉积岩和生物沉积岩。(3)变质岩变质岩 变质岩是由原生的岩浆岩或沉积岩,经过地壳内部高温、高压等变化作用后而形成的岩石。沉积岩变质后,性能变好,结构变得致密,坚实耐久;而岩浆岩变质后,性质反而变差。其碎块可用于道路或作混凝土的集料。火山作用的产物岩浆岩巨大的岩浆岩体火山碎屑岩玄武岩的柱状节理玄武岩的气孔(喷出岩)沉积岩沉积岩的层状构造火成岩中的深成岩构造特性:致密,密度大,抗压强度高,吸水率小,抗冻性好,耐磨性好,耐久性很好。喷出岩当岩浆层较厚时,特性近似深成岩
11、,喷出岩浆较薄时,则形成多孔结构。火山碎屑岩则是轻质多孔的材料。沉积岩的构造特性(深成岩比较):致密性较差,密度较小,孔隙率及吸水率均较大,强度较低,耐久性也较差。沉积岩变质后,性能变好,结构变得致密,如石灰岩变质为大理岩,而火成岩经变质后,性能反而变差,如花岗岩变质成片麻岩。浮石片麻岩天然石材按其表观密度大小分为重石和轻石两类。表观密度大于1800kg/m3的为重石,主要用于建筑的基础、贴面、地面、路面、房屋外墙、挡土墙、桥梁以及水工构筑物等;表观密度小于1800kg/m3的为轻石,主要用作墙体材料,如采暖房屋外墙等。14.1.2 建筑石材的技术指标建筑石材的技术指标14.1.2.1 表观密
12、度表观密度天然岩石是以70mm70mm70mm的正方体试件,用标准试验方法测得的抗压强度值作为评定石材强度等级标准。根据砌体结构设计(GBJ3)规定,天然石材的强度等级为MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15和MU10九个等级。14.1.2.2 抗压强度抗压强度石材吸水性的大小用吸水率表示,其大小主要与石材的化学成分、孔隙率大小、孔隙特征等因素有关。酸性岩石比碱性岩石的吸水性强。常用岩石的吸水率:花岗岩小于0.5%;致密石灰岩一般小于1%;贝壳石灰岩约为15%。石材吸水后,降低了矿物的粘结力,破坏了岩石的结构,从而降低石材的强度和耐水性。14.1.2.
13、3 吸水性吸水性石材的抗冻性用冻融循环次数表示,一般有F10、F15、F25、F100、F200。致密石材的吸水率小、抗冻性好。吸水率小于0.5%的石材,认为是抗冻的,可不进行抗冻试验。14.1.2.4 抗冻性抗冻性石材的耐水性用软化系数K表示。按K值的大小,石材的耐水性可分为高、中、低三等,K0.90的石材为高耐水性石材,K0.700.90的石材为中耐水性石材,K0.600.70的石材为低耐水性石材。一般K0.80的石材,不允许用在重要建筑中。14.1.2.5 耐水性耐水性n石材的多变性 n石材的装饰性 n n石材的适用性石材的适用性 n石材的经济性 n石材的工艺性能 n石材的安全性 14.
14、1.3 天然石材的选用天然石材的选用14.2 建筑装饰常用石材建筑装饰常用石材饰面石材是指用于建筑物表面装饰的石材。饰面板材是指用饰面石材加工成的板材,用作建筑物的内外墙面、地面、柱面、台面等。饰面石材分天然饰面石材和人造饰面石材。天然饰面石材主要有大理石、花岗石、青石、岩板等。人造石材以其强度大、装饰性好、耐腐蚀、耐污染、便于施工、价格低等优点,得到了广泛的应用。大理石是大理岩的俗称,它是石灰岩经过地壳内高温高压作用形成的变质岩,常呈层状结构,有明显的结晶和纹理,主要矿物为方解石和白云石,它属于中硬石材。商业上所说的大理石是指以大理岩为代表的一类装饰石材,包括碳酸盐岩和与其有关的变质岩,主要
15、成分为碳酸盐,一般质地较软。14.2.1 天然大理石天然大理石天然大理石的主要化学成分见表14.2。14.2.1.1 天然大理石的主要化学成分天然大理石的主要化学成分表表14.2天然大理石化学成分天然大理石化学成分 化学成分 CaOMgOSiO2Al2O3Fe2O3SO3其他(Mn、K、Na)含量(%)28543220.5230.12.50303微量 天然大理石的性能指标见表14.3。14.2.1.2 天然大理石的性能与特点天然大理石的性能与特点表表14.3天然大理石的性能天然大理石的性能 项目指标体积密度(kg/m3)25002700强度(MPa)抗压 70.0110.0抗折 6.016.0
16、抗剪 7.012平均韧性(cm)10平均质量磨耗率(%)12吸水率(%)4008000.500.600.808001000 0.700.801.001000 0.801.001.20(3)角度允许极限公差角度允许极限公差普型板材的角度允许极限公差应符合表14.9的规定。拼缝板材正面与侧面的夹角不得大于90。异型板材的角度允许极限公差由供需双方商定。板材长度范围 允许极限公差优等品一等品合格品400 0.300.400.604000.500.600.80表表14.9 天然大理石建筑板材角度允许极限公差天然大理石建筑板材角度允许极限公差(mm)(4)外观质量外观质量同一批板材的花纹色调基本调和。板
17、材正面的外观缺陷应符合表14.10的规定。板材允许粘结和修补。粘结或修补后不影响板材的装饰质量和物理性能。表表14.10天然大理石建筑板材正面的外观缺陷天然大理石建筑板材正面的外观缺陷 缺陷名称优等品一等品合格品翘曲 不允许不明显有,但不影响使用 裂纹 砂眼 凹陷色斑污点正面棱缺陷长8,宽3 1处正面角缺陷长3,宽3 1处(5)物理性能物理性能镜面光泽度镜面光泽度指饰面板材表面对可见光的反射程度。生产厂按板材化学成分控制板材镜面光泽度,其数值不低于表14.11的规定。物理力学指标天然大理石建筑板材要求体积密度不小于2.60g/cm3,吸水率不大于0.75%,干燥压缩强度不小于20.0MPa,弯
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