第三章 建筑石材

1、第3章　裝飾石材,主要內(nèi)容:3.1　巖石的基本知識(shí)3.2　天然石材3.3 人造石材,1.掌握天然石材的分類(lèi)、特性、表示方法。2.熟悉天然石材及其應(yīng)用。3.了解人造石材的種類(lèi)、特性及應(yīng)用；重點(diǎn)內(nèi)容：天然石材的特性及其應(yīng)用難 點(diǎn)：人造石材的特性,3.1 巖石的基本知識(shí) 石材定義 ： 凡是由天然巖石開(kāi)采而得到的毛料，或經(jīng)加工而制成的塊狀或板狀巖石，統(tǒng)稱(chēng)為石材。石材分天然石材和人

2、造石材?！　【哂幸欢ㄎ锢?、化學(xué)性能，可用作建筑材料的巖石稱(chēng)建筑石材?！　【哂醒b飾性能的建筑石材，加工后可供建筑裝飾用的稱(chēng)裝飾石材。,3.1.1 巖石的分類(lèi)及性質(zhì)1、造巖礦物　　礦物是具有一定化學(xué)成分和一定結(jié)構(gòu)特征的天然化合物和單質(zhì)的總稱(chēng)?！　r石是礦物的集合體，組成巖石的礦物稱(chēng)為造巖礦物。　　由單礦物組成的巖石叫單礦巖. 如白色大理石，它是由方解石或白云石組成。,由兩種或兩種以上的礦物組成的巖石叫多礦巖（又稱(chēng)復(fù)

3、礦巖）. 如花崗巖，它是由長(zhǎng)石、石英、云母及某些暗色礦物組成。自然界中的巖石大多以多礦巖形式存在?！　r石的性質(zhì)由組成巖石各礦物的特性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等因素決定?！〗ㄖこ讨谐Ｓ脦r石的主要造巖礦物見(jiàn)表3.1所示。,表3.1　主要造巖礦物的組成與特征的結(jié)構(gòu),2、巖石的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)巖石的結(jié)構(gòu)是指巖石的原子、分子、離子層次的微觀構(gòu)成形式 　根據(jù)微觀粒子在空間分布狀態(tài)的不同，可分為結(jié)晶質(zhì)結(jié)構(gòu)和玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)。 巖石大多數(shù)屬于結(jié)晶晶體

4、，少數(shù)屬于玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu).兩者相比結(jié)晶質(zhì)的較玻璃質(zhì)的強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定性及耐久性好。巖石構(gòu)造是指用放大鏡或肉眼宏觀可分辨的巖石構(gòu)成形式，通常根據(jù)巖石的孔隙特征和構(gòu)成形態(tài)分為致密狀、多孔狀、片狀、斑狀、礫狀等。 巖石的孔隙率較大，則巖石的強(qiáng)度，抗凍性，耐水性及耐久性等會(huì)顯著下降。,3.巖石的分類(lèi)按地質(zhì)形成條件不同，通?？煞譃槿箢?lèi)，即巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。(1) 巖漿巖 　巖漿巖又稱(chēng)火成巖，它是因地殼變動(dòng)，熔融的巖漿由地殼內(nèi)部

5、上升后冷卻而成。 巖漿巖根據(jù)巖漿冷卻條件的不同，又分為: 深成巖、淺成巖、噴出巖和火山巖 如花崗巖屬于深成巖，是火成巖中分布最廣的巖石，其主要的礦物組成為長(zhǎng)石，石英和少量的云母。它耐磨性好，抗風(fēng)化性好及耐久性高，耐酸性好。,(2) 沉積巖　　沉積巖又稱(chēng)水成巖。沉積巖是由原來(lái)的母巖風(fēng)化后，經(jīng)過(guò)搬運(yùn)、沉積等作用形成的巖石。 與火成巖相比，其特性是：結(jié)構(gòu)致密性較差，密度較小，孔隙率及

6、吸水率均較大，強(qiáng)度較低，耐久性也較差。 根據(jù)生成條件，沉積巖分為以下三類(lèi)： 機(jī)械沉積巖、化學(xué)沉積巖和生物沉積巖 如:石灰?guī)r屬于沉積巖，主要由方解石組成.,(3) 變質(zhì)巖 　　變質(zhì)巖是由原生的巖漿巖或沉積巖，經(jīng)過(guò)地殼內(nèi)部高溫、高壓等變化作用后而形成的巖石?！　〕练e巖變質(zhì)后，性能變好，結(jié)構(gòu)變得致密，堅(jiān)實(shí)耐久；而巖漿巖變質(zhì)后，性質(zhì)反而變差。　其碎塊可用于道路或作混凝土的集料。 如:

7、大理巖屬于副變質(zhì)巖，由石灰?guī)r或白云巖變質(zhì)而成，主要礦物組成為方解石和白云石。,,T,常見(jiàn)變質(zhì)巖,大理石、石灰石,脫硫,3.2 天然石材,櫻花紅石材,黑白根,黑金沙,濟(jì)南青,山東白麻,金鑲玉,廣西白,米白洞石,黃洞石,英國(guó)棕 美國(guó)白麻,,黃金鉆 非鉆,,西班牙米黃,金花米黃,灰木紋大理石,瑪瑙黃,虎皮紅,啡網(wǎng)紋,橙皮紅,3.2.1天然石材的

8、技術(shù)指標(biāo),1、表觀密度 天然石材按其表觀密度大小分為重石和輕石兩類(lèi)?！　”碛^密度大于1800kg/m3的為重石，主要用于建筑的基礎(chǔ)、貼面、地面、路面、房屋外墻、擋土墻、橋梁以及水工構(gòu)筑物等；表觀密度小于1800kg/m3的為輕石，主要用作墻體材料，如采暖房屋外墻等。,2、抗壓強(qiáng)度 天然巖石是以100mm×100mm×100mm的正方體試件， 用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值作為評(píng)定石材強(qiáng)度

9、等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》（GBJ3）規(guī)定，天然石材的 強(qiáng)度等級(jí)為MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、 MU30、MU20、MU15和MU10九個(gè)等級(jí)。,,,,T,3、吸水性 石材吸水性的大小用吸水率表示，其大小主要與石材的化學(xué)成分、孔隙率大小、孔隙特征等因素有關(guān)。　　酸性巖石比堿性巖石的吸水性強(qiáng)。 常用巖石的吸水率：花崗巖小于0.5%；

10、 致密石灰?guī)r一般小于1%； 貝殼石灰?guī)r約為15%。 石材吸水后，降低了礦物的粘結(jié)力，破壞了巖石的結(jié)構(gòu)，從而降低石材的強(qiáng)度和耐水性。,4、抗凍性　　 石材的抗凍性用凍融循環(huán)次數(shù)表示， 一般有F10、F15、F25、F100、F200?！　?致密石材的吸水率小、抗凍性好。 吸水率小于0.5%的石材，認(rèn)為是抗凍的，可不進(jìn)行抗凍試驗(yàn)

11、。,5、耐水性　　 石材的耐水性用軟化系數(shù)K表示?！　“碖值的大小，石材的耐水性可分為高、中、低三等 K＞0.90的石材為高耐水性石材; K＝0.70　~0.90的石材為中耐水性石材; K＝0.60~0.70的石材為低耐水性石材?！　∫话鉑＜0.80的石材，不允許用在重要建筑中。,3.2.2 石材的種類(lèi) 天然石材按其生成因素而衍生眾多種類(lèi)，目前較為普遍的是大理石和花崗巖。

12、 1、大理石 大理石是大理巖的俗稱(chēng)，它是石灰?guī)r經(jīng)過(guò)地殼內(nèi)高溫高壓作用形成的變質(zhì)巖，常呈層狀結(jié)構(gòu)，有明顯的結(jié)晶和紋理，主要礦物為方解石和白云石，它屬于中硬石材。 天然大理石的主要化學(xué)成分 見(jiàn)表3.2,表3.2 天然大理石的化學(xué)成分,大理石中的碳酸鈣會(huì)和酸雨中的 酸反應(yīng),提問(wèn)：在污染嚴(yán)重，經(jīng)常下酸雨的地方，為什么大理石的建筑和雕塑表面會(huì)顯得斑斑駁駁？,表3.3天然大理石

13、的性能,溶洞,太湖石,太湖珍珠,漢白玉作品,大理石浮雕,桂林山水,泰姬陵,珊瑚,有氣泡,有氣泡,無(wú)氣泡,無(wú)氣泡,變渾濁,變渾濁,無(wú)渾濁,無(wú)渾濁,有CaCO3,有CaCO3,無(wú)CaCO3,無(wú)CaCO3,石頭乙,石頭甲,大理石,石灰石,返回首頁(yè),天然大理石的優(yōu)缺點(diǎn)　 天然大理石板的優(yōu)點(diǎn)：?。?）結(jié)構(gòu)致密，抗壓強(qiáng)度高，加工性好，不變形?！。?）裝飾性好。 ?。?）吸水率小、耐腐蝕、耐久性好。 天然大理石板的缺點(diǎn)：

14、?。?）硬度較低?。?）抗風(fēng)化能力差,Q1:為什么主要用作建筑物的內(nèi)墻和外墻的飾面材料中，外墻多用火成巖及變質(zhì)巖，內(nèi)墻多用大理巖、石灰?guī)r、石膏？ 經(jīng)久耐用。第二類(lèi)可承受不大的載荷。 Q2做地板時(shí)，人流大的用什么？人流小時(shí)用什么？第三類(lèi)主要用于紀(jì)念性建筑物。耐風(fēng)雨，要求一定的物理力學(xué)性能。有時(shí)要求特大尺寸，重量可達(dá)數(shù)十噸至數(shù)百?lài)崱?Q3列舉幾個(gè)石材紀(jì)念性建筑物？,全美聞名的拉什莫爾山上雕刻著美國(guó)四位著名總統(tǒng)的巨大頭像

15、。 Q5四位著名總統(tǒng)都是誰(shuí)？ 從左至右，這四位總統(tǒng)是：開(kāi)國(guó)元?jiǎng)兹A盛頓、《獨(dú)立宣言》的起草者杰佛遜、奠定20世紀(jì)美國(guó)之基礎(chǔ)的西奧多·羅斯福和解放黑奴的領(lǐng)導(dǎo)者林肯。 泰姬陵——?dú)v時(shí)22年之久建造大的世界上堪稱(chēng)奇跡的白色大理石陵墓,Q4自由女神像在什么地方，是哪國(guó)造的，用了多少時(shí)間？ 屹立在美國(guó)紐約港入口處自由島上的自由女神像，像工程在1874年才開(kāi)始動(dòng)工，經(jīng)歷10年，于1884年完工

16、。,表3.4天然大力板材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格,2、花崗巖 花崗石是花崗巖的俗稱(chēng)，它屬于深成巖，是巖漿巖中分布最廣的巖石，其主要礦物組成為長(zhǎng)石、石英和少量云母及暗色礦物。 花崗石為全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，按結(jié)晶顆粒的大小，通常分為粗粒、中粒、細(xì)粒和斑狀等多種構(gòu)造。,,,,,花崗石的主要化學(xué)成分 花崗石的化學(xué)成分隨產(chǎn)地不同而有所區(qū)別，各種花崗巖SiO2含量均很高，一般為67%~75%，屬酸性巖石?；◢徥饕?/p>

17、學(xué)成分見(jiàn)表3.5。 表3.5 花崗石的化學(xué)成分,表3.6 天然花崗石的性能,花崗石的優(yōu)缺點(diǎn)　 （1）結(jié)構(gòu)致密，抗壓強(qiáng)度高。（2）材質(zhì)堅(jiān)硬，耐磨性很強(qiáng)。 （3）孔隙率小，吸水率極低，耐凍性強(qiáng)。 （4）裝飾性好。 （5）化學(xué)穩(wěn)定性好，抗風(fēng)化能力強(qiáng)。（6）耐腐蝕性等耐久性很強(qiáng)。,缺點(diǎn)：（1）自重大，用于房屋建筑與裝飾會(huì)增加建筑物的質(zhì)量。（2）硬度大，給開(kāi)采和加工造成困難。

18、 （3）質(zhì)脆，耐火性差。 （4）裝某些花崗巖含有微量放射性元素，應(yīng)根據(jù)花崗石石材的放射性強(qiáng)度水平確定其應(yīng)用范圍。,花崗石普型板材規(guī)格 見(jiàn)表3.7　 表3.7天然花崗石普型板材規(guī)格,3、石材的選用 在建筑施工和設(shè)計(jì)中，石材的選用主要根據(jù)適用性和經(jīng)濟(jì)性這兩個(gè)原則。 1)適用性 要按使用要求分別衡量各種石材在建筑中的適用性。 承重構(gòu)件（如基礎(chǔ)、勒腳、墻、柱等）需要考慮抗壓強(qiáng)度能否滿足設(shè)計(jì)要求； 圍

19、護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件要考慮是否具有良好的絕熱性能；用作地面、臺(tái)階、踏步等構(gòu)件要求堅(jiān)韌耐磨；,2)經(jīng)濟(jì)性 石材的表觀密度大，運(yùn)輸不便，在建筑施工中應(yīng)充分利用地方資源，盡可能做到就地取材。難于開(kāi)采和加工的原料必然使成本提高，選材時(shí)應(yīng)充分注意。,3.3 人造石材 人造石材是人造大理石和人造花崗巖的總稱(chēng). 屬水泥混凝土或聚酯混凝土的范疇. 優(yōu)點(diǎn):它的花紋圖案可人為控制，勝過(guò)天然石材，且

20、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐污染、施工方便，是現(xiàn)代建筑的理想裝飾材料。,3.3.1 人造石材的分類(lèi) 按照生產(chǎn)原料分可分為： 水泥型人造石材 樹(shù)脂型人造石材 復(fù)合型人造石材 燒結(jié)型人造石材,1、水泥型人造石材  水泥型人造石材是以各種水泥為膠結(jié)材料，砂、天然碎石粒為粗細(xì)骨料，經(jīng)配制、攪拌、加壓蒸養(yǎng)、磨光和拋光后制成的人造石材。 配制過(guò)程中，混人色

21、料，可制成彩色水泥石。 水泥型石材的生產(chǎn)取材方便，價(jià)格低廉，但其裝飾性較差。水磨石和各類(lèi)花階磚即屬此類(lèi)。,2、樹(shù)脂型人造石材 樹(shù)脂型人造石材是以不飽和聚脂樹(shù)脂為膠結(jié)劑，與天然大理碎石、石英砂、方解石、石粉或其他無(wú)機(jī)填料按一定的比例配合，再加入催化劑、固化劑、顏料等外加劑，經(jīng)混合攪拌、固化成型、脫模烘干、表面拋光等工序加工而成。 不飽和聚脂的優(yōu)點(diǎn):粘度低，易于成型，常溫下可固化。產(chǎn)品光澤好、顏色鮮艷豐富、可加工

22、性強(qiáng)、裝飾效果好； 成型方法:有振動(dòng)成型、壓縮成型和擠壓成型。 室內(nèi)裝飾工程中采用的人造石材主要是樹(shù)脂型的應(yīng)用：室內(nèi)墻面、柱面、壁面、浮雕等。,3、復(fù)合型人造石材 粘結(jié)劑: 既有無(wú)機(jī)材料，又有有機(jī)高分子材料。 制作工藝:先用水泥、石粉等制成水泥砂漿的坯體，再將坯體浸于有機(jī)單體中，使其在一定條件下聚合而成。對(duì)板材而言:底層用性能穩(wěn)定而價(jià)廉的無(wú)機(jī)材料，面層用聚脂和大理石粉制作。 無(wú)機(jī)膠結(jié)材料可用快硬水泥、自

23、水泥、普通硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、粉煤灰水泥、礦渣水泥以及熟石膏等。 有機(jī)單體可用苯乙烯、甲基丙烯酸甲脂、醋酸乙烯、丙烯晴、丁二烯等，這些單體可單獨(dú)使用，也可組合使用。,復(fù)合型人造石材優(yōu)點(diǎn): 克服天然石材脆性大、加工性能差，耐腐蝕性能差等缺點(diǎn)，也克服了聚酯類(lèi)石材的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、成本較高、產(chǎn)品收縮大，容易翹曲變形等缺點(diǎn)。造價(jià)較低. 缺點(diǎn): 受溫差影響后聚脂面易產(chǎn)生剝落或開(kāi)裂。,4、燒結(jié)性人造石材

24、  燒結(jié)性人造石材的生產(chǎn)方法與陶瓷工藝相似，是將長(zhǎng)石、石英、輝綠石、方解石等粉料和赤鐵礦粉，以及一定量的高齡土共同混合，一般配比為石粉60%，粘土40%，采用混漿法制備坯料，用半干壓法成型，再在窯爐中以1000℃左右的高溫焙燒而成。 燒結(jié)型人造石材的優(yōu)點(diǎn): 裝飾性好，性能穩(wěn)定，但需經(jīng)高溫焙燒，因而能耗大，造價(jià)高。,總結(jié): 由于不飽和聚脂樹(shù)脂具有粘度小，易于成型；光澤好；顏色淺，容易配制成各種明亮的色彩與花紋；固

25、化快，常溫下可進(jìn)行操作等特點(diǎn)，因此在上述石材中，目前使用最廣泛的，是以不飽和聚脂樹(shù)脂為膠結(jié)劑而生產(chǎn)的樹(shù)脂型人造石材，其物理、化學(xué)性能穩(wěn)定，適用范圍廣，又稱(chēng)聚酯合成石。,3.3.2聚酯型人造石材 聚酯型人造石材以不飽和聚酯為膠粘劑，配以大理石或方解石、白云石、硅砂、玻璃粉等無(wú)機(jī)礦物料，以及適量阻燃劑、穩(wěn)定劑、顏料等經(jīng)配料混合、澆注、振動(dòng)壓縮、擠壓等方法固化制成的一種人造石材。 聚酯型人造石材重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐污染、

26、施工方便（可鉆、可切等加工性能）等，裝飾圖案、花紋、色彩可人為控制。,1、聚酯型人造石材的分類(lèi)  聚酯型人造石材可分為： （1）人造大理石 （2）人造花崗石 （3）人造瑪瑙石 （4）人造玉石,2、聚酯型人造石材的性能 (1)花色品種多、色澤鮮艷、裝飾性好; (2)質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、厚度薄、耐

27、磨性較好; (3) 耐腐蝕性、耐污染性好;　　 (4)耐熱性較差，會(huì)老化; (5)可加工性好.,3.3.4 藝術(shù)石 聚酯型人造石材是由精選硅酸鹽水泥、輕骨料、氧化鐵混合加工倒模而成?！　∷囆g(shù)石是再造石材，無(wú)論在質(zhì)感上、色澤上還是紋理上均與真石無(wú)異，而且不加雕飾，富有原始、古樸的雅趣?！?藝術(shù)石優(yōu)點(diǎn): 具有天然石的優(yōu)美形態(tài)與質(zhì)感、質(zhì)量輕盈、安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。藝術(shù)石應(yīng)用于裝飾室內(nèi)外墻面