《天然石材》PPT課件.ppt

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1、第2章 天然石材,建筑工程材料,,,布達(dá)拉宮 ： 石材、石灰砂漿,萬里長(zhǎng)城 ：條石、大磚、石灰砂漿,胡夫金字塔，高146.59m, 底部232m建方，用 230多萬塊、每塊重2.5T的巖石砌成,人民英雄紀(jì)念碑,人民大會(huì)堂,中國(guó)歷史博物館,,天然石材：從天然巖體中開采出來的，并經(jīng)加工成塊狀或 板狀材料的總稱。建筑裝飾用的天然石材主要有花崗巖和大理石兩大種。 天然石材優(yōu)點(diǎn)：抗壓強(qiáng)度高、耐久性和耐磨性 好、資源分布廣、便于就地取 材。 天然石材缺點(diǎn)：性質(zhì)較脆、抗拉強(qiáng)度低、表觀 密度大、硬度高，難于開采與

2、 加 工。,本章主要內(nèi)容與要求,,主要內(nèi)容 巖石的形成及分類 建筑石材的技術(shù)性能 建筑上常用巖石 建筑石材選用規(guī)則,要求：1、掌握巖石的技術(shù)性能 2、正確選用建筑石材規(guī)則 3、合理確定建筑石材在建筑 物中的使用部位及選 擇和使用 天然石材的方法,概述(introduction),1、建筑石材的概念：是指具有一定的物理、化 學(xué)性能，可用作建筑材料的巖石。 2、分類：有天然石材和人工石材兩大類。 3、石材的特點(diǎn)：重量大，抗拉和抗彎強(qiáng)度小，連接困難。 4、石材的作用：古代對(duì)天然石材的使用多，有了鋼筋混凝土以后，石材不作為結(jié)構(gòu)材料。做裝飾材料和混凝土骨料及膠凝材料

3、的原料和水泥混合料。,,一、巖石的形成及分類 巖石的形成：各種不同地質(zhì)作用 天然固態(tài)礦物的集合體 礦物：具有一定化學(xué)成分和一定結(jié)構(gòu)特征的天然化合物或單質(zhì)，如石英的化學(xué)成分是二氧化硅，結(jié)構(gòu)呈六方柱狀晶體。組成巖石的礦物則稱為造巖礦物，目前發(fā)現(xiàn)的約30多種。,,,分類,按礦物組成,單礦巖 單一礦物組成,多礦巖兩種或以上礦物組成,按形成原因,巖漿巖（火成巖）,沉積巖（水成巖）,變質(zhì)巖,,,,（一）、巖漿巖,定義：由地地殼內(nèi)部的熔融巖漿上升到地表附近或噴出地表，結(jié)晶而成的巖石稱為巖漿巖，又稱火成巖。,,1、深成巖定義：巖漿在地表深處受上部巖層的壓力作用，緩慢 冷卻結(jié)晶成巖。 特點(diǎn)：呈塊狀結(jié)構(gòu)

4、，構(gòu)造致密，可琢磨拋光，抗壓強(qiáng)度高、吸水率小、表觀密度大、抗凍性好?；◢弾r、正長(zhǎng)石、橄欖巖、閃長(zhǎng)巖,巖漿巖按巖漿冷卻條件分類： 深成巖、噴出巖、 火山巖,橄欖巖,2、噴出巖 定義：噴出巖是巖漿噴出地表時(shí)，在壓力降低和 冷卻較快的條件下形成的巖石。 特點(diǎn)：呈隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)。巖層較厚時(shí)結(jié)構(gòu) 性質(zhì)類似深成巖，較薄則類似火山巖。 玄武巖、輝綠巖、安山巖,玄武巖,輝綠巖,安山巖,3、火山巖 定義：火山巖是火山爆發(fā)時(shí)，巖漿被噴到空中 而急速冷卻后形成的巖石。 特點(diǎn)：呈多孔玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，表觀密度小火山灰、浮石、火山凝灰?guī)r等 火山灰、火山砂可作水泥混合材料； 火山灰、火

5、山砂經(jīng)覆蓋的壓力作用膠結(jié)而成的巖石稱為火山凝灰?guī)r。它特點(diǎn)多孔、質(zhì)輕，易于加工，可作保溫建筑的墻體材料。,雕像以堅(jiān)固的火山凝灰?guī)r為材料,（二）、沉積巖,定義：是由露出地表的巖石（母巖）風(fēng)化后，經(jīng)過搬運(yùn)、沉積和再造巖作用而形成的巖石。 特點(diǎn)是層狀結(jié)構(gòu)，外觀多層理，表觀密度小，孔隙率和吸水率大，強(qiáng)度較低，耐久性較差。但是其分布廣，易加工所以在建筑上應(yīng)用廣泛。,,沉積巖按生成條件分類化學(xué)沉積巖、機(jī)械沉積巖、生物沉積巖,化學(xué)沉積巖由巖石風(fēng)化而得的溶液或含水膠體經(jīng)沉淀而形成的。石膏、白云巖、菱鎂礦及某些石灰?guī)r等。 機(jī)械沉積巖巖石碎屑經(jīng)流水、冰川或風(fēng)力作用搬運(yùn)，逐漸沉積而成。 散粒狀的有粘土、砂、亂石等，砂

6、巖、頁巖等。 生物沉積巖由海水或淡水中的生物殘骸經(jīng)分級(jí)沉積而成。石灰石、硅藻巖等它們是生產(chǎn)石灰、水泥的原料。,沉積巖,,（三）、變質(zhì)巖,定義：原生的火成巖或沉積巖經(jīng)過地質(zhì)上的變質(zhì)作用而形成的新巖石。 變質(zhì)作用：是原生的巖石在地殼內(nèi)部的高溫、高壓、熾熱氣體和滲入巖石中的水溶液作用下，礦物再結(jié)晶，有時(shí)還可能生成新礦物，巖石的結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生較深刻的變化。 性質(zhì)取決于變質(zhì)前的巖石成分與變質(zhì)過程。 沉積巖形成變質(zhì)巖后，建筑性能有所變化，如石灰?guī)r和白云巖變質(zhì)后到大理石，更堅(jiān)固耐久；而巖漿巖變質(zhì)后產(chǎn)生片狀構(gòu)造，性能下降，如花崗巖變質(zhì)后成為片麻巖則易于分層剝落、耐久性差。,,,變質(zhì)巖,1 物理性質(zhì) （1）表觀

7、密度 巖石的表觀密度由其礦物質(zhì)組成與致密程度決定。 天然巖石按表觀密度分兩類： 1800kg/m3為輕質(zhì)石材；主要用于房屋墻體材料及輕骨料混凝土中的骨料等。 1800kg/m3為重質(zhì)石材。主要用于建筑的基礎(chǔ)、勒腳、貼面、地面以及修筑路面、橋梁、水壩、擋土墻等。 表觀密度大小間接反映石材的致密程度與孔隙多少，一般而言，同種石材表觀密度越大，則抗壓強(qiáng)度越高，吸水性越小，耐久性、導(dǎo)熱性越好。,,二、建筑石材的技術(shù)性能,(2)吸水性 吸水率低于1.5%的巖石稱為低吸水性巖石；介于1.5%3.0%的稱為中吸水性巖石；高于3.0%的稱為高吸水性巖石。 石材的吸水性主要與其孔隙率及孔隙特征有關(guān)。石材的吸

8、水性對(duì)其強(qiáng)度與耐水性有很大影響。石材吸水后降低顆粒之間的粘結(jié)力，從而使強(qiáng)度降低。 吸水性強(qiáng)且易溶蝕的巖石，其耐水性較差。吸水性還影響到其他一些性質(zhì)，如導(dǎo)熱性、抗凍性等。,1 物理性質(zhì),（3） 耐水性 按軟化系數(shù)大小，天然石材分為3類： 0.90，高耐水性石材；0.70-0.90，中耐水性石材；0.60-0.70，低耐水性石材。 軟化系數(shù)0.80者，不允許用于重要建筑物中。 （4） 抗凍性 抗凍性是指石材抵抗凍融破壞的能力，是衡量石材耐久性的重要指標(biāo)。用石材在吸水飽和狀態(tài)下按規(guī)范要求所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)D表示。 D越大，則抗凍性越好。 抗凍性與吸水性的關(guān)系：吸水性大，抗凍性差，吸水率0.5%的

9、石材可看成抗凍的。 （5） 耐熱性 石材的耐熱性與其化學(xué)成分和礦物組成相關(guān)。,,2 力學(xué)性質(zhì),（1） 抗壓強(qiáng)度 石材的強(qiáng)度與所含礦物及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造關(guān)系較大。 石材抗壓強(qiáng)度是以邊長(zhǎng)為50mm的立方體試件在水飽和狀態(tài)下測(cè)得的抗壓強(qiáng)度平均值來表示。 根據(jù)抗壓強(qiáng)度值的大小，天然石材強(qiáng)度等級(jí)分為MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15、MU10等9個(gè)等級(jí)。,,（2） 沖擊韌性 石材的沖擊韌性取決于礦物組成與構(gòu)造。 石英巖和硅質(zhì)砂巖脆性很大；含暗色礦物較多的輝長(zhǎng)巖、輝綠巖等具有相對(duì)較大的韌性。 通常，晶體結(jié)構(gòu)的巖石較非晶體結(jié)構(gòu)的巖石具有較高的韌性。,,（3）硬度 石材

10、的硬度與礦物的硬度與構(gòu)造。凡由致密、堅(jiān)硬礦物組成 的石材，其硬度較高。 石材的硬度與抗壓強(qiáng)度具有良好的相關(guān)性，一般抗壓強(qiáng)度越高，其硬度也越高。 硬度越高，其耐磨性和抗刻劃性越好，但表面加工越困難。,（4）耐磨性 石材的耐磨性與其礦物的硬度、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征以及石材的抗壓強(qiáng)度和沖擊韌性等有關(guān)。礦物愈堅(jiān)硬、構(gòu)造愈致密以及石材的抗壓強(qiáng)度和沖擊韌性愈高，石材的耐磨性愈好。,,,三 建筑上常用巖石,建筑上常用的巖石有花崗巖、砂巖、石灰石、大理石等,1. 花崗巖 礦物組成：長(zhǎng)石、石英及少量云母 結(jié)構(gòu)：全晶質(zhì)（巖石中所有成分為晶體），按結(jié)晶粒大 小分細(xì)粒、中粒、粗粒、斑狀多種構(gòu)造。 技術(shù)特性： 表觀密度大

11、（ 2500 2800 kg/m3），硬度高；抗壓強(qiáng)度 高（120300MPa）； 孔隙率小；材質(zhì)堅(jiān)硬，耐磨性好，不易風(fēng)化，耐久性好（500-1000年），不耐火(SiO2晶態(tài)轉(zhuǎn)變）酸性巖石耐酸性好。,顏色：花崗巖的顏色由造巖礦物決定，通常呈灰、灰白、淺 黃、淺紅、紅灰、肉紅色較多； 另有黑、青、玫瑰紅 色。 應(yīng)用：由于花崗石板材質(zhì)感豐富，具有華麗高貴的裝飾效 果，且質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久性好，所以是室內(nèi)外高級(jí)裝飾 材料。主要用于建筑物的墻、柱、地、樓梯、臺(tái)階、 欄桿等表面裝飾及服務(wù)臺(tái)、展示臺(tái)等。 一般鏡面花崗石板材和細(xì)面花崗石板材表面光潔光滑， 質(zhì)感細(xì)膩，多用于室內(nèi)墻面和地

12、面、部分建筑的外墻 面裝飾。 粗面花崗石板材表面質(zhì)感粗糙、粗獷，主要用于室外墻 基礎(chǔ)、臺(tái)階、踏步和墻面裝飾，有一種古樸、回歸自然 的親切感。,花崗巖板材,花崗巖臺(tái)階,,,,,2. 砂巖 砂巖是指母巖碎屑沉積物被天然膠結(jié)而成，主要成分為石英（SiO2），粘土含量<25%，具有砂質(zhì)結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)，層理分明。 性能與膠結(jié)物種類及膠結(jié)的密實(shí)度有關(guān)。 致密堅(jiān)硬的砂巖堅(jiān)硬耐久，耐酸，性能接近于花崗巖，可用作紀(jì)念性建筑及耐酸工程。建筑上根據(jù)砂巖性能的高低，適用于基礎(chǔ)、勒腳、墻體、踏步等處。,砂巖浮雕,,,,,,,3 石灰石,礦物：方解石，少量粘土、碳酸鎂、石英 結(jié)構(gòu)：構(gòu)造密實(shí)、多孔和散粒等 松散土狀的

13、稱為白堊，是制造玻璃、石灰、水泥的原料；多孔的如貝殼石灰?guī)r可作保溫建筑的墻體；密實(shí)的為普通石灰石。 物理力學(xué)性質(zhì)：體積密度2000 2600 kg/m3 ，抗壓 強(qiáng)度20120MPa； 物理性能：硬度34，粘土超過3%-4%時(shí)抗凍等耐久性下降；與酸性水或碳酸水反應(yīng) 顏色：灰、灰白、白、黃、淺紅、黑、褐紅,石灰石來源廣，硬度低，易劈裂，便于開采，具有一定的強(qiáng)度與耐久性，因而廣泛用于建筑工程中，塊石可作為建筑物的基礎(chǔ)、墻身、階石與路面，碎石是常用的混凝土粗骨料。同時(shí)，石灰石是生產(chǎn)水泥和石灰的主要原料。,石灰?guī)r,4 大理石 大理石是石灰?guī)r或白云巖變質(zhì)成的 礦物組成：方解石、白云石 物理力學(xué)性質(zhì)：

14、密度大，結(jié)構(gòu)致密、質(zhì)地細(xì)膩 抗壓強(qiáng)度（100300MPa）；硬度小，耐磨性較差； 孔隙率??；不耐酸（CaCO3） 顏色：純大理石為白色(漢白玉）、淺紅、淺綠、黑、灰 色 應(yīng)用：與花崗巖比，其耐磨性差，抗風(fēng)化性差，耐久性 差，耐酸性差。大理石一般不宜用于室外，主要用 于室內(nèi)的裝修，如墻面、柱面及磨損較小的地面等。 但漢白玉可用于室外。,東坡肉-大理巖,漢白玉欄桿,,,,,,,四、 建筑石材的加工成品及選用,1. 毛石 爆破后直接得到的形狀不規(guī)則的石塊。毛石依 其平整程度又分為亂毛石和平毛石。 亂毛石：形狀不規(guī)則的毛石 平毛石：形狀不規(guī)則，但大致有兩個(gè)平行面 的石塊，可鋪設(shè)

15、園林的小徑 用于基礎(chǔ)、勒腳、墻身、擋土墻等,石材的加工類型：毛石、料石及荒料、板材等,亂毛石砌筑墻身,平毛石砌筑基礎(chǔ),2、料石 經(jīng)人工斬鑿或機(jī)械加工成規(guī)則六面體的石塊 按表面加工的平整程度，料石分為毛料石、粗料石、半細(xì)料石和細(xì)料石四種 毛料石一般不加工或稍加修整，以便砌筑時(shí)相互和縫；粗料石表面凹凸深度不大于20mm；半細(xì)料石不大于10mm；細(xì)料石經(jīng)細(xì)加工，表面凹凸深度要求不大于2mm。制成長(zhǎng)方形的稱為條石、長(zhǎng)寬大致相等的稱為方石，楔形的稱為拱石。料石一般有致密均勻的砂巖、石灰?guī)r、花崗巖開鑿而成，用于建筑物的基礎(chǔ)、勒腳、墻身、踏步等。,料石,3 、板材是用致密巖石鑿平或鋸解而成的石材。飾面用的

16、石板或地面板要求耐久、耐磨、色彩美觀、無裂縫，一般采用花崗巖或大理石板材。長(zhǎng)寬一般為3001000mm，厚度1020mm,按表面加工程度 粗面：表面粗糙平整，具有規(guī)則的加工條紋 細(xì)面：表面平整光滑適于室外墻、地面 鏡面：經(jīng)研磨拋光而具有鏡面光澤的板材，主要用于室內(nèi)外墻面、柱面、地面等，大理石板材一般加工成鏡面的，供室內(nèi)飾面用。,天然石材選用原則,1.適用性 應(yīng)針對(duì)建筑物的不同部位選用 如：結(jié)構(gòu)用：應(yīng)考慮強(qiáng)度、耐水性、抗凍性等； 飾面用：應(yīng)考慮耐久性，裝飾性 地面等磨損部位：耐磨，防滑、色彩搭配,2.經(jīng)濟(jì)性 就地取材原則，縮短運(yùn)距，降低成本 注：加工成本高，選材慎重。,3.美觀 顏色和條紋要與建筑環(huán)境與建筑風(fēng)格相協(xié)調(diào)。 4 .環(huán)保性 放射性指標(biāo)應(yīng)合格。,