第三章 建筑石材.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,章,装饰石材,主要内容:,3,.1,岩石的基本知识,3,.2,天然石材,3.3,人造石材,1.,掌握天然石材的分类、特性、表示方法。,2.,熟悉天然石材及其应用。,3.,了解人造石材的种类、特性及应用；,重点内容,：天然石材的特性及其应用,难 点：,人造石材的特性,3,.1,岩石的基本知识,石材定义：,凡是由天然岩石开采而得到的毛料，或经加工而制成的块状或板状岩石，统称为石材。,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,。,3.1.1,岩石的分类及性质,1,、造岩矿物,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。,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、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,3,.1,所示,。,表,3,.1,主要造岩矿物的组成与特征的结构,矿物,组成,密度,(g/cm3),莫氏硬度,颜色,其他特性,石英,结晶,SiO,2,2.65,7,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,2.52.7,6,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,2.73.1,23,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,铁镁硅酸盐,34,57,色暗，统称暗色矿物,坚硬、强度高，韧性大，耐久,方解石,结晶,CaCO,3,2.7,3,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,CaCO,3,MgCO,3,2.9,4,通常呈白色至灰色,与方解石相似，遇热酸分解,黄铁矿,FeS,2,5,66.5,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,2,、,岩石的结构与性质,岩石的结构,是指岩石的原子、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。,岩石大多数属于结晶晶体，少数属于玻璃质结构,.,两者相比结晶质的较玻璃质的强度高，化学稳定性及耐久性好。,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。,岩石的孔隙率较大，则岩石的强度，抗冻性，耐水性及耐久性等会显著下降。,3.,岩石的分类,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,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,如,花岗岩,属于深成岩，是火成岩中分布最广的岩石，其主要的矿物组成为长石，石英和少量的云母。它耐磨性好，抗风化性好及耐久性高，耐酸性好。,(2),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，,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,如,:,石灰岩属于沉积岩，主要由方解石组成,.,(3),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,。,如,:,大理岩属于副变质岩，由石灰岩或白云岩变质而成，主要矿物组成为方解石和白云石。,T,常见变质岩,大理石石灰石,脱硫,3,.,2,天然石材,樱花红石材,黑白根,黑金沙,济南青,山东白麻,金镶玉,广西白,米白洞石,黄洞石,英国棕 美国白麻,黄金钻 非钻,西班牙米黄,金花米黄,灰木纹大理石,玛瑙黄,虎皮红,啡网纹,橙皮红,3.2.1,天然石材的技术指标,1,、表观密度,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/m,3,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/m,3,的为,轻石,，主要用作墙体材料，如采暖房屋外墙等。,2,、抗压强度,天然岩石是以,100mm,100mm,100mm,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。,T,3,、,吸水性,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。,4,、,抗冻性,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。,5,、,耐水性,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,K,0.90,的石材为,高耐水性石材,;,K,0.70,0.90,的石材为,中耐水性石材,;,K,0.600.70,的石材为,低耐水性石材,。,一般,K,0.80,的石材，不允许用在重要建筑中。,3.2.2,石材的种类,天然石材按其生成因素而衍生众多种类，目前较为普遍的是大理石和花岗岩,。,1,、,大理石,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。,天然大理石的主要化学成分 见表,3,.,2,表,3.2,天然大理石的化学成分,化学成分,CaO,MgO,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,SO,3,其他,(,Mn,、,K,、,Na),含量,(%),2854,322,0.523,0.12.5,03,03,微量,大理石中的碳酸钙会和酸雨中的 酸反应,提问：在污染严重，经常下,酸雨的地方，为什么大理石,的建筑和雕塑表面会显得,斑斑驳驳？,表,3.3,天然大理石的性能,项目,指标,体积密度,(kg/m,3,),25002700,强度,(,MPa,),抗压,70.0110.0,抗折,6.016.0,抗剪,7.012,平均韧性,(cm),10,平均质量磨耗率,(%),12,吸水率,(%),1,膨胀系数,(10,-6,/),6.510.12,耐用年限,(,年,),40100,溶洞,太湖石,太湖珍珠,汉白玉作品,大理石浮雕,桂林山水,泰姬陵,珊瑚,实验装置,样品名称,加入盐酸后的现象,澄清石灰水现象,结论,有气泡,有气泡,无气泡,无气泡,变浑浊,变浑浊,无浑浊,无浑浊,有,CaCO,3,有,CaCO,3,无,CaCO,3,无,CaCO,3,石头乙,石头甲,大理石,石灰石,返回首页,天然大理石的优缺点,天然大理石板的,优点,：,（,1,）,结构致密，抗压强度高，加工性好，不变形。,（,2,）,装饰性好。,（,3,）,吸水率小、耐腐蚀、耐久性好。,天然大理石板的,缺点,：,（,1,）,硬度较低,（,2,）,抗风化能力差,Q1:,为什么主要用作建筑物的内墙和外墙的饰面材料中，外墙多用火成岩及变质岩，内墙多用大理岩、石灰岩、石膏？,经久耐用。,第二类可承受不大的载荷。,Q2,做地板时，人流大的用什么？人流小时用什么？,第三类主要用于纪念性建筑物。耐风雨，要求一定的物理力学性能。有时要求特大尺寸，重量可达数十吨至数百吨。,Q3列举几个石材纪念性建筑物？,全美闻名的拉什莫尔山上雕刻着美国四位著名总统的巨大头像。,Q5,四位著名总统都是谁？,从左至右，这四位总统是：开国元勋华盛顿、,独立宣言,的起草者杰佛逊、奠定,20,世纪美国之基础的西奥多,罗斯福和解放黑奴的领导者林肯。,泰姬陵,历时,22,年之久建造大的世界上堪称奇迹的白色大理石陵墓,Q4,自由女神像在什么地方，是哪国造的，用了多少时间？,屹立在美国纽约港入口处自由岛上的自由女神像，像工程在,1874,年才开始动工，经历,10,年，于,1884,年完工。,表,3.4,天然大力板材标准规格,长,(mm),宽,(mm),厚,(mm),长,(mm),宽,(mm),厚,mm),300,150,20,600,600,20,300,300,20,900,600,20,400,200,20,1070,750,20,400,400,20,1200,600,20,600,300,20,1200,900,20,305,152,20,915,610,20,305,305,20,1067,762,20,610,305,20,1220,915,20,2,、,花岗岩,花岗石,是花岗岩的俗称，它属于深成岩，是岩浆岩中分布最广的岩石，其主要矿物组成为长石、石英和少量云母及暗色矿物。,花岗石,为全晶质结构，按结晶颗粒的大小，通常分为粗粒、中粒、细粒和斑状等多种构造。,花岗石的主要化学成分,花岗石的,化学成分,随产地不同而有所区别，各种花岗岩,SiO,2,含量均很高，一般为,67%75%,，属酸性岩石。,花岗石主要化学成分,见表,3.5,。,表,3.5,花岗石的化学成分,化学成分,SiO,2,Al,2,O,3,CuO,MgO,Fe,2,O,3,含量,(%),6775,1217,12,12,0.51.5,表,3.6,天然花岗石的性能,项目,指标,体积密度（,kg/m,3,）,25002700,强度,抗压,抗折,抗剪,120250,8.515,1319,吸水率（,%,）,膨胀系数（,10,6/,）,平均韧性（,cm,）,平均质量磨耗率（,%,）,耐用年限,1,5.67.34,8,11,75200,花岗石的优缺点,（,1,）,结构致密，抗压强度高。,（,2,）,材质坚硬，耐磨性很强。,（,3,）,孔隙率小，吸水率极低，耐冻性强。,（,4,）,装饰性好。,（,5,）,化学稳定性好，抗风化能力强。,（,6,）,耐腐蚀性等耐久性很强。,缺点,：,（,1,）,自重大，用于房屋建筑与装饰会增加建筑物的质量。,（,2,）,硬度大，给开采和加工造成困难。,（,3,）,质脆，耐火性差。,（,4,）,装某些花岗岩含有微量放射性元素，应根据花岗石石材的放射性强度水平确定其应用范围,。,花岗石普型板材规格 见表,3,.,7,表,3.7,天然花岗石普型板材规格,长,(mm),宽,(mm),厚,(mm),长,(mm),宽,(mm),厚,(mm),300,300,20,305,305,20,400,400,20,610,305,20,600,300,20,610,610,20,600,600,20,915,610,20,900,900,20,1067,762,20,1070,759,20,3,、石材的选用,在建筑施工和设计中，石材的选用,主要,根据,适用性和经济性,这两个原则。,1,),适用性,要按使用要求分别衡量各种石材在建筑中的适用性。,承重构件（如基础、勒脚、墙、柱等）需要考虑抗压强度能否满足设计要求；,围护结构构件要考虑是否具有良好的绝热性能；用作地面、台阶、踏步等构件要求坚韧耐磨；,2,),经济性,石材的表观密度大，运输不便，在建筑施工中应充分利用地方资源，尽可能做到就地取材。难于开采和加工的原料必然使成本提高，选材时应充分注意。,3,.,3,人造石材,人造石材,是人造大理石和人造花岗岩的总称,.,属水泥混凝土或聚酯混凝土的范畴,.,优点,:,它的花纹图案可人为控制，胜过天然石材，且质量轻、强度高、耐腐蚀、耐污染、施工方便，是现代建筑的理想装饰材料。,3.3.1,人造石材的分类,按照生产原料分可分为：,水泥型人造石材,树脂型人造石材,复合型人造石材,烧结型人造石材,1,、,水泥型人造石材,水泥型人造石材,是以各种水泥为胶结材料，砂、天然碎石粒为粗细骨料，经配制搅拌、加压蒸养、磨光和抛光后制成的人造石材。,配制过程中，混人色料，可制成彩色水泥石。,水泥型石材的生产取材方便，价格低廉，但其装饰性较差。水磨石和各类花阶砖即属此类。,2,、,树脂型人造石材,树脂型人造石材,是以不饱和聚脂树脂为胶结剂，与天然大理碎石、石英砂、方解石、石粉或其他无机填料按一定的比例配合，再加入催化剂、固化剂、颜料等外加剂，经混合搅拌、固化成型、脱模烘干、表面抛光等工序加工而成。,不饱和聚脂的优点,:,粘度低，易于成型，常温下可固化。产品光泽好、颜色鲜艳丰富、可加工性强、装饰效果好；,成型方法,:,有振动成型、压缩成型和挤压成型。,室内装饰工程中采用的人造石材主要是树脂型的应用：,室内墙面、柱面、壁面、浮雕等。,3,、,复合型人造石材,粘结剂,:,既有无机材料，又有有机高分子材料。,制作工艺,:先用水泥、石粉等制成水泥砂浆的坯体，再将坯体浸于有机单体中，使其在一定条件下聚合而成。,对板材而言,:,底层用性能稳定而价廉的无机材料，面层用聚脂和大理石粉制作。,无机胶结材料,可用快硬水泥、自水泥、普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、粉煤灰水泥、矿渣水泥以及熟石膏等。,有机单体,可用苯乙烯、甲基丙烯酸甲脂、醋酸乙烯、丙烯晴、丁二烯等，这些单体可单独使用，也可组合使用。,复合型人造石材优点,:,克服天然石材脆性大、加工性能差，耐腐蚀性能差等缺点，也克服了聚酯类石材的产品质量不稳定、成本较高、产品收缩大，容易翘曲变形等缺点。造价较低,.,缺点,:,受温差影响后聚脂面易产生剥落或开裂。,4,、,烧结性人造石材,烧结性,人造石材,的生产方法与陶瓷工艺相似，是将长石、石英、辉绿石、方解石等粉料和赤铁矿粉，以及一定量的高龄土共同混合，一般配比为石粉60%，粘土40%，采用混浆法制备坯料，用半干压法成型，再在窑炉中以1000左右的高温焙烧而成。,烧结型人造石材的优点,:,装饰性好，性能稳定，但需经高温焙烧，因而能耗大，造价高。,总结,:,由于不饱和聚脂树脂具有粘度小，易于成型；光泽好；颜色浅，容易配制成各种明亮的色彩与花纹；固化快，常温下可进行操作等特点，因此在上述石材中，,目前使用最广泛的,，是以不饱和聚脂树脂为胶结剂而生产的树脂型人造石材，其物理、化学性能稳定，适用范围广，又称,聚酯合成石,。,3.3.2,聚酯型人造石材,聚酯型人造石材,以不饱和聚酯为胶粘剂，配以大理石或方解石、白云石、硅砂、玻璃粉等无机矿物料，以及适量阻燃剂、稳定剂、颜料等经配料混合、浇注、振动压缩、挤压等方法固化制成的一种人造石材。,聚酯型人造石材,重量轻、强度高、耐腐蚀、耐污染、施工方便（可钻、可切等加工性能）等，装饰图案、花纹、色彩可人为控制。,1,、,聚酯型人造石材的分类,聚酯型人造石材可分为：,（,1,）,人造大理石,（,2,）,人造花岗石,（,3,）,人造玛瑙石,（,4,）,人造玉石,2,、,聚酯型人造石材的性能,(1),花色品种多、色泽鲜艳、装饰性好,;,(2),质量轻、强度高、厚度薄、耐磨性较好,;,(3),耐腐蚀性、耐污染性好,;,(4),耐热性较差，会老化,;,(5),可加工性好,.,3.3.4,艺术石,聚酯型人造石材,是由精选硅酸盐水泥、轻骨料、氧化铁混合加工倒模而成。,艺术石,是再造石材，无论在质感上、色泽上还是纹理上均与真石无异，而且不加雕饰，富有原始、古朴的雅趣。,艺术石优点,:,具有天然石的优美形态与质感、质量轻盈、安装简便等优点。艺术石应用于装饰室内外墙面、户外景观等各种场合。,