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第二章 天然石材 浅成岩 浅成岩是岩浆在地表浅处冷却结晶而形成的岩石。 结构致密，但由于冷却较快，故晶粒较小， 辉绿岩。 深成岩和浅成岩统称侵入岩，为全晶质结构（岩石全部由结晶的矿物颗粒组成），且没有层理。 侵入岩的体积密度大，抗压强度高，吸水率低，抗冻性好。 喷出岩 岩浆喷出地表时，在压力降低和冷却较快的条件下而形成的岩石。 大部分岩浆来不及完全结晶，因而多呈隐晶质（矿物颗粒细小，肉眼不能识别）或玻璃质(解晶质)结构。 当喷出的岩浆形成较厚的岩层时，其岩石的结构与性质类似深成岩；当形成较薄的岩层时，由于冷却速度快及气压作用而易形成多孔结构的岩石，其性质近似于火山岩。 玄武岩、安山岩等。 * * 天然岩石 加工 天然石材 不加工 优点 缺点 当今主要用途 脆性大、抗拉强度低、自重大，石结构的抗震性能差，加之岩石的开采加工较困难、价格高 抗压强度高，耐久性、耐磨性好，有些岩石品种经加工后还可获得独特的装饰效果 卵石、碎石、砂等，混凝土的集料（又称为骨料） 生产人造建筑材料的主要原料 如石灰石是生产水泥、石灰的原料 石英岩是生产陶瓷、玻璃的原料等 一、造岩矿物 表2-1 第一节 天然石材的形成和分类 岩石 天然固态矿物的集合体 单成岩 复成岩 单矿岩 由一种矿物构成的岩石如石灰岩 多矿岩 两种或多种矿物构成的岩石如花岗岩 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 碳酸钙 石英、长石、云母 二、岩石的分类 （一）岩浆岩 （火成岩） 深成岩 浅成岩 喷出岩 火山岩 如花岗岩 如辉绿岩 如玄武岩 如火山灰、浮石 （二）沉积岩 （水成岩） 机械沉积岩 化学沉积岩 生物沉积岩 如砂岩、页岩 如石灰岩 如硅藻土 （三）变质岩 大理岩 石英岩 一、物理性质 第二节 天然石材的技术性质 （一）表观密度 与其矿物组成及致密程度有关。 一般来说石材的表观密度越大，孔隙率越小，其抗压强度越高、吸水率越小、耐久性越好。 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)。 重质石材可用于建筑的基础、贴面、地面、不采暖房屋外墙、桥梁及水工构筑物等。轻质石材主要用于保温房屋外墙。 （二）吸水性 天然石材的吸水率一般较小， 根据吸水率的大小可以把岩石分为低吸水性岩石(吸水率低于15％)、中吸水性岩石(吸水率介于15％～30％)和高吸水性岩石(吸水率高于30％)。 石材的吸水性对其强度与耐水性的影响很大，吸水后石材会降低颗粒间的黏结力，从而使强度降低，抗冻性、耐久性、导热性也会有所下降。 （三）耐水性 当石材含有较多的黏土或易溶物质时，软化系数较小，耐水性较差。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三个等级。 (1)高耐水性石材：软化系数大于09。 (2)中耐水性石材：软化系数在07～09之间。 (3)低耐水性石材：软化系数在06～07之间。 一般软化系数小于06的石材，不允许用于重要建筑物中。 （四）抗冻性 石材的抗冻性用冻融循环次数来表示，是指石材在水饱和状态下，保证强度降低值不超过25％、质量损失不超过5％、无贯通裂缝的条件下能经受的冻融循环次数。 石材抗冻标号分为：F5、F10、F15、F25、F50、F100、F200等。 抗冻性是衡量石材耐久性的一个重要指标，石材的抗冻性与吸水性有着密切的关系，吸水性大的石材其抗冻性也差。 一般认为吸水率小于05％的石材是抗冻的，可不进行抗冻试验。 （五）耐热性 石材的耐热性与其化学成分及矿物组成有关。石材经高温后，由于热胀冷缩体积变化而产生内应力，或由于高温使岩石中矿物发生分解和变异等导致结构破坏。 如含有石膏的石材，在100℃以上时就开始破坏；含碳酸镁的石材，当温度高于72.5℃时会发生破坏等。 （六）导热性 石材的导热性主要与致密程度有关。重质石材的导热系数可达2.91～3.49W／(m·K)；轻质石材的导热系数为023～070W／(m·K)。具有封闭孔隙石材的导热性差。相同成分的石材，玻璃态比结晶态的导热系数小。 二、力学性质 （一）抗压强度 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的，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，共7个等级。由于在测定立方体抗压强度时“环箍效应”的影响，试体尺寸越大，测定值比实际值越低，因此不同尺寸的试体应有相应的换算系数。不同尺寸石材的尺寸换算系数见表2-3。 天然岩石抗压强度的大小，取决于岩石的矿物组成、结构与构造特征、胶结物质的种类及均匀性等因素 （二）冲击韧性 天然岩石的抗拉强度比抗压强度小得多，为抗压强度