土木工程材料 3 第二章 天然石材

1、土木工程材料土木工程材料 2011.52011.5 课题引入课题引入：现代土木工程广泛使用混凝土，普通混凝土：现代土木工程广泛使用混凝土，普通混凝土的集料来自天然石材，现代建筑中广泛使用花岗岩、大的集料来自天然石材，现代建筑中广泛使用花岗岩、大理岩等天然石材作为装饰材料，石材在土木工程中应用理岩等天然石材作为装饰材料，石材在土木工程中应用十分广泛。为了在土木工程中正确使用石材，我们应该十分广泛。为了在土木工程中正确使用石材，我们应该了解天然石材的形成原因及其分类，掌握天然石材的主了解天然石材的形成原因及其分类，掌握天然石材的主要技术性质及常用石材的应用。要技术性质及常用石材的应用。本章主要内容

2、本章主要内容一、岩石的主要类型一、岩石的主要类型u天然岩石的分类天然岩石的分类u土木工程常用的天然石材土木工程常用的天然石材二、石材的主要技术性质二、石材的主要技术性质三、石材的主要品种和应用三、石材的主要品种和应用块V第一节第一节 岩石的主要类型岩石的主要类型块V块V块V一、天然岩石的分类一、天然岩石的分类 岩岩石是一种固体物质，它是不同地质作用形成的矿物石是一种固体物质，它是不同地质作用形成的矿物集合体。矿物是不同地质作用形成的单质或化合物，具有集合体。矿物是不同地质作用形成的单质或化合物，具有一定的形状、化学成分和物理性质。由于岩石的形成原因一定的形状、化学成分和物理性质。由于岩石的形成

3、原因和条件不同，组成岩石的矿物成分不同，因此不同的岩石和条件不同，组成岩石的矿物成分不同，因此不同的岩石具有不同的性质。根据岩石的形成原因不同。具有不同的性质。根据岩石的形成原因不同。岩浆岩岩浆岩变质岩变质岩沉积岩沉积岩岩石岩石（一）岩浆岩（一）岩浆岩又称火成岩，它是地壳内处于高温高压而又熔融状态的又称火成岩，它是地壳内处于高温高压而又熔融状态的岩浆，当周围应力平衡被打破后，向压力较低的方向流动，岩浆，当周围应力平衡被打破后，向压力较低的方向流动，侵入到地面以下或喷出地表并沿地面流动，冷凝形成的岩侵入到地面以下或喷出地表并沿地面流动，冷凝形成的岩石（见图石（见图2-12-1） a) a) 火山

4、喷发火山喷发 b) b) 岩浆流动岩浆流动图图2-1 2-1 岩浆岩的形成过程岩浆岩的形成过程（一）岩浆岩（一）岩浆岩分类：分类：1 1、岩石中、岩石中SiO2SiO2含量不同分为酸性岩、中性岩、基性岩含量不同分为酸性岩、中性岩、基性岩和超基性岩。和超基性岩。 2 2、岩浆岩形成的位置不同，将其分为深成岩、浅成岩、岩浆岩形成的位置不同，将其分为深成岩、浅成岩和喷出岩和喷出岩SiOSiO2 2含量含量酸性岩酸性岩中性岩中性岩超基性岩超基性岩基性岩基性岩形成的位置形成的位置喷出岩喷出岩浅成岩浅成岩深成岩深成岩（二）沉积岩（二）沉积岩 露出地表或接近地表的岩石，由于遭受物理因素和化学因露出地表或接近

5、地表的岩石，由于遭受物理因素和化学因素的作用，经过风化，岩石变成碎屑，再经过搬运、沉积、压素的作用，经过风化，岩石变成碎屑，再经过搬运、沉积、压固、胶结等成岩过程，形成新的岩石，或者由溶液结晶沉淀形固、胶结等成岩过程，形成新的岩石，或者由溶液结晶沉淀形成的岩石，叫沉积岩（见图成的岩石，叫沉积岩（见图2-22-2）。沉积岩又叫水成岩。）。沉积岩又叫水成岩。（三）变质岩（三）变质岩 地壳内部原先形成的岩石（包括岩浆岩、沉积岩和先形地壳内部原先形成的岩石（包括岩浆岩、沉积岩和先形成的变质岩）在岩浆活动或构造运动变质作用下，岩石内矿成的变质岩）在岩浆活动或构造运动变质作用下，岩石内矿物成分、结构和构造

6、产生一系列的变化，形成新的岩石，叫物成分、结构和构造产生一系列的变化，形成新的岩石，叫变质岩（见图变质岩（见图2-22-2）。变质岩的形成一般是在固体状态下进）。变质岩的形成一般是在固体状态下进行。行。图图2-2 2-2 沉积岩和变质岩的形成过程沉积岩和变质岩的形成过程（一）常用岩浆岩（一）常用岩浆岩1.1.花岗岩（见图花岗岩（见图2-32-3） 花岗岩是深成岩，呈酸性，主要矿物成分花岗岩是深成岩，呈酸性，主要矿物成分是石英、正长石、斜长石，含少量云母和角闪是石英、正长石、斜长石，含少量云母和角闪石等。颜色较杂，有灰白色、浅红色、浅黄色石等。颜色较杂，有灰白色、浅红色、浅黄色等，表观密度一般为

7、等，表观密度一般为25002700kg/m325002700kg/m3，抗压强，抗压强度高达度高达120250MPa120250MPa。由于矿物全结晶，结构致。由于矿物全结晶，结构致密，所以孔隙率和吸水率较小，硬度高，耐磨密，所以孔隙率和吸水率较小，硬度高，耐磨性、耐酸性、耐水性、抗冻性、抗风化性能好。性、耐酸性、耐水性、抗冻性、抗风化性能好。花岗岩经锯、磨、抛光后具有较好的装饰效果，花岗岩经锯、磨、抛光后具有较好的装饰效果，广泛应用于装饰工程中。土木工程中常用花岗广泛应用于装饰工程中。土木工程中常用花岗岩砌筑基础、墩台、墙体、挡土墙等，还可用岩砌筑基础、墩台、墙体、挡土墙等，还可用作铁路道砟

8、和混凝土的骨料。作铁路道砟和混凝土的骨料。 二、土木工程常用的天然石材二、土木工程常用的天然石材图图2-3 2-3 花岗岩板材花岗岩板材2.2.辉绿岩（见图辉绿岩（见图2-42-4） 花岗岩是深成岩，呈酸性，主要花岗岩是深成岩，呈酸性，主要矿物成分是石英、正长石、辉绿岩属矿物成分是石英、正长石、辉绿岩属于浅成岩，颜色主要呈深灰、灰绿、于浅成岩，颜色主要呈深灰、灰绿、墨绿等，结构致密，主要呈块状构造，墨绿等，结构致密，主要呈块状构造，强度高，耐酸性能好，能劈裂成规则强度高，耐酸性能好，能劈裂成规则的块材。的块材。主要用途是：作为耐酸混凝主要用途是：作为耐酸混凝土或普通混凝土的骨料，作为建筑物土或

9、普通混凝土的骨料，作为建筑物的衬面及高质量路面。因熔点为的衬面及高质量路面。因熔点为1400140015001500，可熔化浇铸成铸石，可熔化浇铸成铸石，制成需要的型材制品。制成需要的型材制品。 图图2-4 2-4 辉绿岩辉绿岩3.3.玄武岩（见图玄武岩（见图2-52-5） 玄武岩是一种普通的喷出岩，颜玄武岩是一种普通的喷出岩，颜色主要呈深灰色、黑色、棕黑色，无色主要呈深灰色、黑色、棕黑色，无光泽。具有隐晶质结构或斑状结构，光泽。具有隐晶质结构或斑状结构，呈块状构造或气孔状。结构致密的玄呈块状构造或气孔状。结构致密的玄武岩硬度高、脆性大，抗风化能力强，武岩硬度高、脆性大，抗风化能力强，表观密度

10、达表观密度达290029003500kg/m33500kg/m3，抗压强，抗压强度为度为100100500 MPa500 MPa，主要用途是：作主要用途是：作为高强度混凝土的粗骨料，砌筑基础、为高强度混凝土的粗骨料，砌筑基础、桥梁墩台，铺筑道路路面，制造铸石桥梁墩台，铺筑道路路面，制造铸石和岩棉。和岩棉。图图2-5 2-5 玄武岩玄武岩（二）常用沉积岩（二）常用沉积岩1.1.石灰岩（见图石灰岩（见图2-62-6） 石灰岩是石灰岩是CaCO3CaCO3结晶沉淀形成的岩结晶沉淀形成的岩石，俗称灰岩或青石，是化学沉积岩，石，俗称灰岩或青石，是化学沉积岩，化学成分为化学成分为CaCO3,CaCO3,主

11、要矿物为方解石，主要矿物为方解石，常伴随有白云石、黏土矿物等，颜色常常伴随有白云石、黏土矿物等，颜色常为灰白、浅灰色，含杂质而呈深灰、灰为灰白、浅灰色，含杂质而呈深灰、灰黑、浅红、浅黄等色，野外观察呈层状黑、浅红、浅黄等色，野外观察呈层状构造。抗压强度较高，吸水率为构造。抗压强度较高，吸水率为2%10%2%10%；当黏土矿物含量不超过当黏土矿物含量不超过3%4%3%4%，有较好，有较好的耐水性和抗冻性。的耐水性和抗冻性。主要用途是：用于主要用途是：用于挡土墙、基础、墩台、路面等砌体工程，挡土墙、基础、墩台、路面等砌体工程，作为混凝土的粗骨料，作为烧石灰和水作为混凝土的粗骨料，作为烧石灰和水泥的

12、原材料。泥的原材料。 图图2-6 2-6 石灰岩板材石灰岩板材2.2.砂岩（见图砂岩（见图2-72-7） 砂岩是由粒径为砂岩是由粒径为2 20.05mm0.05mm的砂的砂粒被天然胶结物胶结而成的岩石。粒被天然胶结物胶结而成的岩石。砂岩的矿物成分主要为石英和长石，砂岩的矿物成分主要为石英和长石，天然胶结物分别为硅质胶结物（二天然胶结物分别为硅质胶结物（二氧化硅）、钙质胶结物（碳酸钙）、氧化硅）、钙质胶结物（碳酸钙）、铁质胶结物（氧化铁）、泥质胶结铁质胶结物（氧化铁）、泥质胶结物（黏土矿物）。胶结方式有基底物（黏土矿物）。胶结方式有基底式、孔隙式和接触式。由于胶结方式、孔隙式和接触式。由于胶结方

13、式和胶结物不同，砂岩的性能差别式和胶结物不同，砂岩的性能差别较大，强度为较大，强度为5 5200MPa200MPa，耐水性差，耐水性差别也较大。别也较大。 图图2-7 2-7 砂岩砂岩（三）常用变质岩（三）常用变质岩 1. 1.大理岩（见图大理岩（见图2-82-8） 大理岩是石灰岩、白云岩在变质作用（岩大理岩是石灰岩、白云岩在变质作用（岩浆活动）下形成的岩石，属变晶结构，因原浆活动）下形成的岩石，属变晶结构，因原产于我国云南大理而得名。大理岩色彩丰富，产于我国云南大理而得名。大理岩色彩丰富，当含杂质不同时呈玫瑰色、粉红色、灰色、当含杂质不同时呈玫瑰色、粉红色、灰色、黑色、绿色等，且常呈网脉状花

14、纹。纯大理黑色、绿色等，且常呈网脉状花纹。纯大理石是雪白的，叫石是雪白的，叫“汉白玉汉白玉”。大理岩表观密。大理岩表观密度为度为250025002700kg/m32700kg/m3，抗压强度为，抗压强度为5050140MPa140MPa，硬度低，耐磨性较差，耐酸能力差，硬度低，耐磨性较差，耐酸能力差，容易雕琢，通过锯切、打磨、抛光，可制成容易雕琢，通过锯切、打磨、抛光，可制成需要的装饰构件和板材，是高级装饰材料，需要的装饰构件和板材，是高级装饰材料，一般用于室内装饰，用于室外装饰时容易被一般用于室内装饰，用于室外装饰时容易被空气中的空气中的SOSO2 2腐蚀。腐蚀。 图图2-8 2-8 大理岩

15、大理岩2.2.石英岩（见图石英岩（见图2-92-9） 石英岩是由硅质石英砂岩在石英岩是由硅质石英砂岩在变质作用（岩浆活动）下形成的变质作用（岩浆活动）下形成的岩石，变晶结构，强度高（高达岩石，变晶结构，强度高（高达400MPa400MPa）, ,硬度大，加工较困难，硬度大，加工较困难，耐久性好，主要用作耐磨耐酸的耐久性好，主要用作耐磨耐酸的材料，以及纪念性建筑、重要建材料，以及纪念性建筑、重要建筑的贴面材料。筑的贴面材料。图图2-9 2-9 石英岩石英岩图图2-10 2-10 片麻岩片麻岩3.3.片麻岩（见图片麻岩（见图2-102-10） 片麻岩是由花岗岩经变质作用形成，片麻岩是由花岗岩经变质

16、作用形成，粒状变晶或斑状变晶结构，片麻状构粒状变晶或斑状变晶结构，片麻状构造，不同方向的物理性质和力学性质造，不同方向的物理性质和力学性质相差较大，垂直于片理方向的抗压强相差较大，垂直于片理方向的抗压强度（度（120120200MPa200MPa）远高于沿片理方）远高于沿片理方向。沿片理方向容易开采和加工，在向。沿片理方向容易开采和加工，在冻融循环过程中易裂解、剥落成片状，冻融循环过程中易裂解、剥落成片状，抗冻性、抗风化能力远不如花岗岩。抗冻性、抗风化能力远不如花岗岩。片麻岩主要用于不重要的建筑工程，片麻岩主要用于不重要的建筑工程，用于基础、勒脚和人行道板，碎石可用于基础、勒脚和人行道板，碎石

17、可用作混凝土骨料。用作混凝土骨料。第二节第二节 石材的主要技术性质石材的主要技术性质 天然石材的主要技术性质包括物理性质、力学性天然石材的主要技术性质包括物理性质、力学性质和工艺性质。质和工艺性质。 天然岩石由于形成原因、条件、矿物成分、杂质天然岩石由于形成原因、条件、矿物成分、杂质含量等不同，所以即便是同一类岩石，它们的技术含量等不同，所以即便是同一类岩石，它们的技术性质差别也很大。在使用之前，必须对天然石材进性质差别也很大。在使用之前，必须对天然石材进行鉴定和检验，保证石材的质量。行鉴定和检验，保证石材的质量。一、物理性质一、物理性质（一）表观密度（一）表观密度天然石材根据表观密度大小分为

18、天然石材根据表观密度大小分为轻质石材轻质石材： 表观密度表观密度1800kg/m31800kg/m3；重质石材重质石材： 表观密度表观密度 1800kg/m3 1800kg/m3。 轻质石材可作为墙体材料和轻混凝土的粗骨料，重质石轻质石材可作为墙体材料和轻混凝土的粗骨料，重质石材可用作基础、桥梁墩台、挡土墙、道路、衬面等。材可用作基础、桥梁墩台、挡土墙、道路、衬面等。 表观密度间接反映石材的致密程度和孔隙率大小。一般表观密度间接反映石材的致密程度和孔隙率大小。一般情况下，同种岩石的表观密度越大，则抗压强度越高，吸水情况下，同种岩石的表观密度越大，则抗压强度越高，吸水率越小，导热性、耐久性越好。

19、率越小，导热性、耐久性越好。 深成侵入岩和部分变质岩，由于自身比较致密，孔隙率深成侵入岩和部分变质岩，由于自身比较致密，孔隙率很小，吸水率很小，如花岗岩吸水率不到很小，吸水率很小，如花岗岩吸水率不到0.5%0.5%。沉积岩由于。沉积岩由于形成条件、胶结方式、致密程度不同，孔隙率和孔隙特征不形成条件、胶结方式、致密程度不同，孔隙率和孔隙特征不一样，导致此类石材的吸水率变化较大。例如，多空隙的贝一样，导致此类石材的吸水率变化较大。例如，多空隙的贝壳石灰岩吸水率达壳石灰岩吸水率达15%15%，而密实的石灰岩吸水率不到，而密实的石灰岩吸水率不到1%1%。 石材的耐久性和强度受吸水性大小影响较大。石材吸

20、水石材的耐久性和强度受吸水性大小影响较大。石材吸水后，不但降低内部颗粒之间的黏结力，还可能使部分矿物溶后，不但降低内部颗粒之间的黏结力，还可能使部分矿物溶解并流失，降低石材的强度和耐久性。解并流失，降低石材的强度和耐久性。根据根据吸水率大小划分吸水率大小划分将吸水率大于将吸水率大于3.0%3.0%高吸水性岩石高吸水性岩石介于介于1.5%1.5%3.0%3.0%中吸水性岩石中吸水性岩石吸水率小于吸水率小于1.5%1.5%低吸水性岩石低吸水性岩石（二）吸水性（二）吸水性（三）耐水性（三）耐水性 石材耐水性的大小用软化系数表示。岩石中含有较多石材耐水性的大小用软化系数表示。岩石中含有较多易容于水的物

21、质和黏土成分时，则软化系数较小。根据软化易容于水的物质和黏土成分时，则软化系数较小。根据软化系数大小，将岩石的耐水性分成高、中、低三个等级，软化系数大小，将岩石的耐水性分成高、中、低三个等级，软化系数大于系数大于0.900.90为高耐水性，软化系数在为高耐水性，软化系数在0.750.750.900.90之间为中之间为中耐水性，软化系数在耐水性，软化系数在0.600.600.750.75之间为低耐久性，软化系数之间为低耐久性，软化系数小于小于0.80.8的岩石，不能用于重要建筑物中。根据铁路混凝土的岩石，不能用于重要建筑物中。根据铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准规定，浸水和潮湿地区主体与砌体

22、工程施工质量验收标准规定，浸水和潮湿地区主体工程的石材软化系数不得低于工程的石材软化系数不得低于0.80.8。（四）抗冻性（四）抗冻性石材的抗冻性，是指其抵抗冻融循环破坏的能力。石石材的抗冻性，是指其抵抗冻融循环破坏的能力。石材的抗冻性指标用抗冻等级表示，经过规定的冻融循环次数材的抗冻性指标用抗冻等级表示，经过规定的冻融循环次数后，如果质量损失不超过后，如果质量损失不超过5%5%，强度损失不超过，强度损失不超过25%25%，无剥落、，无剥落、裂缝、分层及掉角等现象，认为抗冻性合格。裂缝、分层及掉角等现象，认为抗冻性合格。岩石的抗冻性与其矿物成分、结构特征、吸水率大小岩石的抗冻性与其矿物成分、结

23、构特征、吸水率大小密切有关，更是取决于岩石中大开口孔隙的发育情况、亲水密切有关，更是取决于岩石中大开口孔隙的发育情况、亲水性矿物含量、可溶性物质含量及矿物颗粒间连接力。若岩石性矿物含量、可溶性物质含量及矿物颗粒间连接力。若岩石中大开口孔隙较多，亲水性和可溶性矿物含量较多，矿物颗中大开口孔隙较多，亲水性和可溶性矿物含量较多，矿物颗粒间连接力较小，则岩石抗冻性差。粒间连接力较小，则岩石抗冻性差。（五）耐热性五）耐热性石材的耐热性与其化学成分、矿物组成和结构石材的耐热性与其化学成分、矿物组成和结构有关。岩石受热升温后，体积膨胀，一些矿物发生分有关。岩石受热升温后，体积膨胀，一些矿物发生分解变异，矿物

24、在达到熔点后开始熔化，岩石的结构遭解变异，矿物在达到熔点后开始熔化，岩石的结构遭到破坏。石英等结晶矿物组成的石材（如花岗岩），到破坏。石英等结晶矿物组成的石材（如花岗岩），当温度达到当温度达到700700以上时，由于石英矿物膨胀，强度迅以上时，由于石英矿物膨胀，强度迅速下降。岩石中含有石膏时，当温度在速下降。岩石中含有石膏时，当温度在100100以上时开以上时开始破坏。始破坏。（六）抗风化性能（六）抗风化性能 岩石因物理因素（温度变化、冻岩石因物理因素（温度变化、冻融循环等）和化学因素（水侵蚀、有害融循环等）和化学因素（水侵蚀、有害液体或气体侵蚀等）作用，逐渐崩解碎液体或气体侵蚀等）作用，逐渐

25、崩解碎裂成小块或生成新矿物的现象，叫做风裂成小块或生成新矿物的现象，叫做风化。岩石的抗风化性能与软化系数、抗化。岩石的抗风化性能与软化系数、抗冻性、结构、矿物组成、胶结物种类等冻性、结构、矿物组成、胶结物种类等有关，将其分为不易风化岩石和易风化有关，将其分为不易风化岩石和易风化岩石两类，见表岩石两类，见表2121。表表2 21 1 石材抗风化性能分类表石材抗风化性能分类表分分 类类不易风化岩石不易风化岩石易风化岩石易风化岩石软化系数软化系数 0.750.75 0.750.75抗冻性抗冻性 好好 差差岩岩浆岩浆岩结结构构 细晶粒细晶粒 粗晶粒粗晶粒造岩造岩矿物矿物以石英以石英为主为主橄榄石、辉石

26、、角闪石较橄榄石、辉石、角闪石较多多长石、黑云母、黄长石、黑云母、黄铁矿较多铁矿较多胶结物胶结物 硅硅 质质 钙钙 质质 铁质、泥质铁质、泥质耐耐风化风化时时间间暴露暴露1 12 2年后尚不易风化年后尚不易风化 暴露数日至数月后即出现风化暴露数日至数月后即出现风化（七）安全性（七）安全性 部分天然石材中可能含有部分天然石材中可能含有放射性元素，当射线超标时对放射性元素，当射线超标时对人体健康有害。用于室内装饰人体健康有害。用于室内装饰和人口密集处的石材，应该通和人口密集处的石材，应该通过检测，合格后方能使用。通过检测，合格后方能使用。通常情况下，通过测定镭常情况下，通过测定镭226226、钍钍

27、232232、钾、钾4040三种核素的三种核素的比活度大小，就可整体判定石比活度大小，就可整体判定石材产品的放射性水平。材产品的放射性水平。二、力学性质二、力学性质（一）抗压强度一）抗压强度 石石材的抗压强度是以规定尺寸的立方体（或圆柱体）试材的抗压强度是以规定尺寸的立方体（或圆柱体）试件通过标准方法测得的抗压破坏强度平均值。如件通过标准方法测得的抗压破坏强度平均值。如铁路混凝铁路混凝土和砌体工程施工质量验收标准土和砌体工程施工质量验收标准规定：石材的抗压强度是规定：石材的抗压强度是以边长以边长70mm70mm的立方体试件在浸水饱和状态下的抗压极限强度的立方体试件在浸水饱和状态下的抗压极限强度

28、表示。当采用边长为表示。当采用边长为200mm200mm、150mm150mm、100mm100mm或或50mmm50mmm立方体抗立方体抗压试件时，其抗压极限强度分别乘以压试件时，其抗压极限强度分别乘以1.431.43、1.281.28、1.141.14或或0.860.86的换算系数。的换算系数。 石石材的抗压强度是划分强度等级的依据。材的抗压强度是划分强度等级的依据。砌体结构设砌体结构设计规范计规范（GB500032001GB500032001）规定，石材共分为七个强度等级：）规定，石材共分为七个强度等级：MU100MU100、MU80MU80、MU60MU60、MU50MU50、MU40

29、MU40、MU30MU30、MU20MU20。（二）冲击韧性二）冲击韧性 石石材的冲击韧性好坏取决于材的冲击韧性好坏取决于其矿物组成和结构构造特征。具其矿物组成和结构构造特征。具有结晶结构特征的石材冲击韧性有结晶结构特征的石材冲击韧性优于玻璃质结构；石英含量较多优于玻璃质结构；石英含量较多的石英岩、硅质砂岩脆性大，韧的石英岩、硅质砂岩脆性大，韧性差；暗色矿物含量较多的辉绿性差；暗色矿物含量较多的辉绿岩、辉长岩等韧性较好。岩、辉长岩等韧性较好。手动冲击试验机手动冲击试验机 （三）硬度三）硬度 石石材的硬度用莫氏硬度表示。材的硬度用莫氏硬度表示。通常用刻画法来鉴定石材的硬度。通常用刻画法来鉴定石材

30、的硬度。已知硬度的十种矿物分别是：已知硬度的十种矿物分别是：1 1滑石、滑石、2 2石膏、石膏、3 3方解石、方解石、4 4萤石、萤石、5 5磷灰石、磷灰石、6 6正长石、正长石、7 7石英、石英、8 8黄黄玉、玉、9 9刚玉、刚玉、1010金刚石。用以上金刚石。用以上十种矿物来刻画石材，鉴定出石十种矿物来刻画石材，鉴定出石材的硬度大小。材的硬度大小。 石石材的硬度与矿物成分、结材的硬度与矿物成分、结构和构造特征等有关。由高硬度构和构造特征等有关。由高硬度矿物组成，则石材硬度高；结构矿物组成，则石材硬度高；结构致密，则石材硬度高。致密，则石材硬度高。（四）耐磨性四）耐磨性 石石材的耐磨性是指抵

31、抗摩擦、边缘剪切、冲击等联材的耐磨性是指抵抗摩擦、边缘剪切、冲击等联合作用的能力，通常用洛杉矶磨耗率表示。耐磨性取决合作用的能力，通常用洛杉矶磨耗率表示。耐磨性取决于石材的矿物硬度、岩石强度和结构构造特征。若组成于石材的矿物硬度、岩石强度和结构构造特征。若组成石材的矿物硬度高、石材的抗压强度高、结构致密，则石材的矿物硬度高、石材的抗压强度高、结构致密，则耐磨性好。耐磨性好。 用用于地面和其它可能遭受磨损部位的石材，应具有于地面和其它可能遭受磨损部位的石材，应具有较高的耐磨性。较高的耐磨性。三、工艺性质三、工艺性质（一）加工性一）加工性 石石材的加工性主要是指对岩石进行开采、锯切、凿琢、磨材的加

32、工性主要是指对岩石进行开采、锯切、凿琢、磨光和抛光等加工工艺的难易程度。硬度、强度和韧性较高的石光和抛光等加工工艺的难易程度。硬度、强度和韧性较高的石材，加工性差。石材质脆又粗糙，结构上颗粒交错，具有层状材，加工性差。石材质脆又粗糙，结构上颗粒交错，具有层状或片状构造，岩石风化等，都难满足加工要求。或片状构造，岩石风化等，都难满足加工要求。（二）磨光性（二）磨光性 磨光磨光性是指石材能否被磨成平整性是指石材能否被磨成平整光滑表面的性质。磨光性与石材的硬光滑表面的性质。磨光性与石材的硬度、致密程度、颗粒均匀和粗细程度度、致密程度、颗粒均匀和粗细程度等有关。硬度中等、致密、均匀、细等有关。硬度中等

33、、致密、均匀、细粒的石材，具有良好的磨光性；而结粒的石材，具有良好的磨光性；而结构疏松、有气孔或鳞片状构造的岩石，构疏松、有气孔或鳞片状构造的岩石，磨光性差。磨光性差。 对于对于使用环境和用途不同的石材，使用环境和用途不同的石材，所要求的技术指标也不同。土木工程所要求的技术指标也不同。土木工程中所使用的石材，一般要求抗压强度、中所使用的石材，一般要求抗压强度、耐水性和抗冻性达到规定的指标要求。耐水性和抗冻性达到规定的指标要求。常用天然石材的指标及用途见表常用天然石材的指标及用途见表2222。表表2 22 2 常用天然石材的性能及用途常用天然石材的性能及用途主要技术指标主要技术指标花岗岩花岗岩石

34、灰岩石灰岩砂岩砂岩大理岩大理岩表观密度（表观密度（kg/mkg/m3 3）2500250027002700100010002600260022002200250025002500250027002700强度（强度（MPaMPa）抗压抗压12012025025022.022.044.044.047471401404747140140抗折抗折8.58.515.015.01.81.820.020.03.53.514.014.02.52.516.016.0抗剪抗剪131319198.58.518.018.08.58.518.018.08.08.012.012.0吸水率吸水率(%)(%)1 12 26

35、610101 1膨胀系数膨胀系数(10(10-6-6/)/)5.65.67.347.346.756.756.776.779.029.0211.211.26.56.511.211.2平均韧性平均韧性(cm)(cm)8 87 710101010平均质量磨耗平均质量磨耗(%)(%)11118 812121212耐用年限耐用年限( (年年) )75752002002020404020202002003030100100主要用途主要用途用于基础、墙用于基础、墙身、桥梁墩台身、桥梁墩台、台阶、路面、台阶、路面、海港、装饰、海港、装饰等。等。用于基础、墙用于基础、墙身、桥梁墩台身、桥梁墩台、台阶、路面、台阶

36、、路面、石灰及水泥、石灰及水泥原材料。原材料。用于基础、墙身用于基础、墙身、桥梁墩台、台、桥梁墩台、台阶、路面、海港阶、路面、海港、装饰等。、装饰等。用于地面、用于地面、墙面、柱面墙面、柱面、踏步、台、踏步、台面等装饰。面等装饰。第三节第三节 石材的主要品种和应用石材的主要品种和应用一、砌筑用石材一、砌筑用石材 铁路铁路工程用于砌筑的石材分为片石、块石和料石三工程用于砌筑的石材分为片石、块石和料石三类，对其类别、形状、规格和质量要求见表类，对其类别、形状、规格和质量要求见表2323。表表2 23 3 砌筑工程所用石料的类别、规格和质量要求（砌筑工程所用石料的类别、规格和质量要求（TB10424

37、TB1042420032003）序序号号类类 型型形形 状状规规 格格 和和 质质 量量 要要 求求1 1普通普通片石片石形状不规则形状不规则石块中部厚度不小于石块中部厚度不小于15cm15cm2 2镶面镶面片石片石形状不规则形状不规则有两个大致平行面，厚度不小于有两个大致平行面，厚度不小于15cmm15cmm，其他尺寸大于厚度，其他尺寸大于厚度3 3块石块石形状规则大形状规则大致方正致方正稍加修整，厚度不得小于稍加修整，厚度不得小于20cm20cm，长度及宽度不小于厚度。，长度及宽度不小于厚度。4 4镶面镶面块石块石形状规则大形状规则大致方正致方正外露面稍加修凿，凹入深度不大于外露面稍加修凿

38、，凹入深度不大于2cm2cm，尺寸同块石，外露，尺寸同块石，外露面向内修凿的进深不小于面向内修凿的进深不小于7cm,7cm,但尾部的宽度和厚度不大于修但尾部的宽度和厚度不大于修凿的部分。丁石的长度不小于顺石宽度的凿的部分。丁石的长度不小于顺石宽度的1.51.5倍。倍。5 5粗料粗料石石形状规则的形状规则的六面体六面体经粗加工，表面不允许凸出，凹入深度不大于经粗加工，表面不允许凸出，凹入深度不大于2cm2cm，厚度不，厚度不小于小于20cm20cm，宽度不小于厚度，长度不小于厚度，宽度不小于厚度，长度不小于厚度1.51.5倍。外露倍。外露面向内修凿进深不得小于面向内修凿进深不得小于10cm10c

39、m，修凿面应与外露面垂直，每，修凿面应与外露面垂直，每10cm10cm应凿切应凿切4 45 5条纹。丁石的长度比相邻顺石宽度大于条纹。丁石的长度比相邻顺石宽度大于15cm15cm6 6细料细料石石形状规则的形状规则的六面体或按六面体或按设计要求设计要求经细加工，表面不允许凸出，凹入深度不大于经细加工，表面不允许凸出，凹入深度不大于1cm1cm，尺寸如，尺寸如同粗料石同粗料石二、饰面板材二、饰面板材 板材板材是用致密的岩石经凿平、锯断、磨光等各种加工方法制是用致密的岩石经凿平、锯断、磨光等各种加工方法制作而成的板状石材（厚一般作而成的板状石材（厚一般20mm），如花岗石、大理石等。），如花岗石、

40、大理石等。备备 注注天然大理石板天然大理石板材材耐化学腐蚀和抗风化耐化学腐蚀和抗风化性能较差性能较差主要应用于主要应用于室内装饰室内装饰天然花岗石板天然花岗石板材材强度高、耐磨、抗风强度高、耐磨、抗风化、耐腐蚀性能好化、耐腐蚀性能好用于室内、用于室内、室外装饰室外装饰细面板材细面板材镜面板材镜面板材粗面板材粗面板材青石装饰板材青石装饰板材属于砂岩属于砂岩具有古建筑具有古建筑的独特风格的独特风格三、颗粒状石料三、颗粒状石料 建筑工程中的散状石材，主要指碎石、卵石和石渣三种。建筑工程中的散状石材，主要指碎石、卵石和石渣三种。碎石、卵石可用作骨料、装饰铺砌材料；碎石、卵石可用作骨料、装饰铺砌材料；

41、石渣是由天然大理石石渣是由天然大理石或花岗岩等残碎料加工而成，可作人造大理石、水磨石、水刷石或花岗岩等残碎料加工而成，可作人造大理石、水磨石、水刷石等骨料等骨料（一）碎石（一）碎石 碎石是由天然岩石经过人工碎石是由天然岩石经过人工锤击或机械破碎而成，粒径大于锤击或机械破碎而成，粒径大于4.75mm4.75mm。碎石可作为混凝土的粗。碎石可作为混凝土的粗骨料，或者作为铁路道砟，也可骨料，或者作为铁路道砟，也可铺筑基础和道路的垫层，或者用铺筑基础和道路的垫层，或者用于加固地基（如碎石桩）。作为于加固地基（如碎石桩）。作为加工碎石的岩石，必须经过检验加工碎石的岩石，必须经过检验其强度、耐磨性、抗冻性

42、等指标其强度、耐磨性、抗冻性等指标合格后方能使用。合格后方能使用。（二）卵石（二）卵石 卵石是天然岩石经过卵石是天然岩石经过长时间搬运后形成的圆状长时间搬运后形成的圆状或次圆状的颗粒，粒径大或次圆状的颗粒，粒径大于于4.75mm4.75mm，表面光滑，有，表面光滑，有少量片状、针状颗粒，主少量片状、针状颗粒，主要用作混凝土的粗骨料，要用作混凝土的粗骨料，其各项指标必须满足混凝其各项指标必须满足混凝土粗骨料的要求。土粗骨料的要求。（三）石渣三）石渣 石石渣是由天然花岗石或渣是由天然花岗石或大理石等石材的残碎料进大理石等石材的残碎料进一步加工而成，具有多种一步加工而成，具有多种颜色和装饰效果，可作

43、为颜色和装饰效果，可作为人造大理石、水磨石、斩人造大理石、水磨石、斩假石、水刷石等的骨料，假石、水刷石等的骨料，也用于制作干粘石制品。也用于制作干粘石制品。四、石材的选用原则四、石材的选用原则（一）适用性原则一）适用性原则 根根据石材在建筑物中的用途、部位及环境，所选用石材的据石材在建筑物中的用途、部位及环境，所选用石材的技术性能要能满足使用要求。作为承重用的石材，主要满足强技术性能要能满足使用要求。作为承重用的石材，主要满足强度、耐久性等技术性能要求；作为围护结构的石材要满足保温度、耐久性等技术性能要求；作为围护结构的石材要满足保温隔热和耐久性要求；装饰用石材应考虑石材色彩与环境的协调隔热和耐久性要求；装饰用石材应考虑石材