1、建筑石材石材是指从天然岩石体中开采未经加工或经加工制成块状、板状或特定形状的石材的总称。石材是使用历史最悠久的建筑材料之一。由于 其具有相当高的强度、良好的耐磨性和耐久性、较强的装饰性， 并且资源丰富，易于就地取材 ，所以在现代建筑中应用仍十分广泛 :（ 1）未加工的毛石可以用来砌筑基础、桥涵、挡土墙、堤岸、护坡及隧道衬砌等 ；（ 2）粗略加工后的石材，朴实自然，坚固而稳定，可以用作衬面材料、台阶、栏杆和纪念碑等 ；（ 3）经精细加工后的石材制品色泽润滑，美观而豪华 ，是良好的建筑装饰材料；（ 4）散粒状石材可以用作混凝土和砂浆的骨料以及筑路材料 特定种类的岩石是生产石膏、石灰和水泥的原材料。
2、本章教学目标掌握：石材的物理。力学性质、性能、选用原则和应掌握：石材的物理。力学性质、性能、选用原则和应用范围用范围 熟悉：工程中常用的石材种类熟悉：工程中常用的石材种类了解：天然岩石的地质成因及分类了解：天然岩石的地质成因及分类 。 v 赵州桥是我国现存最早的大型石拱桥，也是世界上现存最古老、跨度最长的圆弧拱桥。广州圣心大教堂现在是远东区惟一最大的石结构天主教建筑，也是全球四大全石结构哥特式教堂建筑之一， 1996年才被国家文物局公布为全国重点文物保护单位。 1990年国家建设部、国家文物局、中国建筑学会核定为全国近代优秀建筑单位。由于教堂的全部墙壁和柱子都是用花岗岩石砌筑，所以称之为 “石
3、室 ”或 “石室耶稣圣心堂 ”。 石材的应用历史v “谁扰乱了这位法老的安宁；v 展翅的死神将降临他头上。 ”n光面与毛面石板的对比各种天然石材n墙面贴小块较薄石片工艺v 什v 么v 是v 岩v 石v ？材的形成及种类v 什么是岩石？地壳化学组成v 一、 建筑石材的分类 分天然石材和人工石材两大类。1.天然石材 -由天然岩石开采的，经过加工而制得的材料。优点 ：（ 1）结构致密，抗压强度高 ;（ 2）生产成本低：蕴藏量丰富、分布广，便于就地取材；（ 3）耐久性好，使用年限一般可达到百年以上；（ 4）装饰性好。它具有自然纹理、质感稳重、肃穆和雄伟的艺术效果。（ 5）耐水性好（ 6）耐磨性好。缺点
4、 ：抗拉强度低、体积密度大、硬度高，开采和加工较困难。2.人造石材 -利用各种方法加工制造的具有类似天然石材性质、纹理和质感的合成材料，如人造大理石、花岗石等。 优点 质轻、强度高、耐污染、耐腐蚀、施工方便。 第一节 岩石的基本知识岩石是构成地壳的主要物质 ，是由各种不同的地质作用所形成的天然固态矿物的集合体，具有一定的化学成分、矿物成分、结构和构造。岩石是由一种或数种主要矿物所组成的集合体。构成岩石的矿物，称为 造岩矿物 。 由 单一矿物 组成的岩石叫 单矿岩。如石灰岩主要是由方解石 (结晶CaCO3)组成的单矿岩。 由 两种或多种矿物 组成的岩石叫 多矿岩。如花岗岩是由长石、石英、云母等矿
5、物组成的多矿岩。一、造岩矿物v 主要指组成岩石的矿物，造岩矿物大部分是 硅酸盐、碳酸盐矿物 。v 建筑中常用的岩石为花岗石、正长岩、闪长岩、石灰岩、砂岩、大理岩和石英岩等。1. 石英2. 长石3. 云母4. 角闪石、辉石、橄榄石 5. 方解石6. 白云石7. 有害造岩矿物岩石中的主要造岩矿物二、岩石的种类及性质1.岩石的种类（ 1）按其 形成原因 可分岩浆岩、沉积岩、变质岩，三大类。v 建筑工程中常用的岩浆岩 花岗岩 、玄武岩、辉绿岩、火山灰、 浮石、凝灰岩。沉积岩 -石灰岩、砂岩建筑中常用的变质岩 -大理岩 （又称大理石）、 石英岩 、片麻岩。天然岩石岩石的分类（按成因）（一） 岩浆岩（火成
6、岩）（二） 沉积岩（水成岩）（三） 变质岩岩石的分类 v 按岩石的形成条件岩浆岩（火成岩） /沉积岩 /变质岩岩石的分类2.沉积岩v 根据沉积方式分 机械沉积岩 化学沉积岩 生物沉积岩v 土木工程中常用的沉积岩有： 石灰岩、砂岩、页岩、砾岩、石膏、硅藻石、硅藻土、蛋白石等。3.变质岩v 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。 2.岩石的性质 物理性质、力学性质、化学性质 2.1物理性质v （ 1）体积密度 （表观密度） -这是由其矿物质组成及致密所决定。1） 意义 体积密度的大小常常间接的反映了石材的致密程度和孔隙的多少。一般情况下：同种石材表观密度愈
7、大，则抗压强度愈高，吸水率愈小，耐久性、导热性越好。2） 分类 ：按其表观密度大小可分：重质石材 ：表观密度 1800kg/m3，轻质石材 ：表观密度 1800kg/m3，常用于墙体材料v 表观密度大于 1800kg/m3为重石 主要用于建筑物的基础、v 墙体、地面、路面、桥梁以及水上建筑物等 v 表观密度小于 1800kg/m3为轻石 ,可用来砌筑保暖房屋的墙体。v 天然石材的表观密度与其矿物组成、孔隙率、含水v 率等有关。致密的石材如花岗岩、大理石等 其表观v 密度接近于其密度 ,约为 25003100kg/m3 。 v 而孔隙率大的火山灰、浮石等 ,其表观密度约为5001700kg/m3
8、。v 石材表观密度越大，结构越致密，抗压强度越高，吸水率越小，耐久性越好，导热性也越好。（ 2）吸水率1） 意义 吸水性对其强度与耐水性有很大影响。石材吸水后，会降低颗粒之间的黏结力，从而使强度降低，抗冻性变差，导热性增加，耐水性、耐久性下降。 2）分类：低吸水性、中吸水性、高吸水性岩石（ 3）硬度 岩石的硬度与强度相关。岩石的硬度越大，它的强度就越高 ，耐磨性和抗刻划性也好。但硬度高的岩石开采困难、加工成本高。 （ 4）岩石的物理风化自然界中的岩石多数风化是由于物理原因引起的：内因与外因2.2岩石的热学性质（ 1）导热性 用其导热率表示。主要与其致密程度有关。岩石的比热大于钢材、混凝土、砖；
9、岩石的导热系数小于钢材，大于混凝土和烧结砖。（ 2） 耐热性（耐燃性） 属不燃材料。2.3岩石的化学性质化学风化 雨水和大气中的气体（ O2、 CO、 CO2、 SO2、 SO3）与造岩矿物发生化学反应的现象。 v 化学风化与物理风化相互促进使岩石产生裂缝。v 花岗石的耐久性最佳，大理石为变质岩，易风化，耐久性差，不宜用于室外。最差的岩石是软质砂岩和凝灰岩。v 2.4岩石的力学性质 抗压强度、冲击韧性、硬度、及耐磨性等。一、 抗压强度： 石材的强度等级是按抗压强度划分的。（ 1） 试验方法： 用于砌体等的石材的 抗压强度 采用边长为 70mm的 标准立方体试块进行测试，并以三个试件抗压破坏强度的平均值表示。石材共分九 个强度等级 ：从 MU10、 15、 20、 30、40、 50、 60、 80、 MU100 （ 2）石材强度的物理意义 ：石材的抗压强度与其矿物组成、结构、构造特征有密切的关 系。如：组成花岗岩的主要矿物成分中 石英 是很坚强的矿物， 其含量多，则 花岗岩 的强度也越高，而云母为片状 矿物，它含量多，则这种石材强度低。 二、 岩石受力后的变形： 属非弹性变形。
