【土木建筑】第三章 建筑装饰石材.ppt

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1、第三章第三章 建筑装饰石材建筑装饰石材3.1 3.1 天然石材的基本知识天然石材的基本知识 3.23.2 天然装饰石材天然装饰石材 3.33.3 人造石材人造石材 天然石材是古老的建筑材料之一，世界上许多的古建筑都是由天然石材建造而成的。如埃及人用石头堆砌出无与伦比的金字塔、太阳神神庙；意大利著名的比萨斜塔全是由石材（大理石）建成的；古希腊人用石材建造的雅典卫城，经历了2000多年的风雨，依然耸立在地中海边，成为雅典不朽的象征。我国在战国时代就有石基、石阶，东汉时有全石建筑，隋唐时代的石窟、石塔、石墓都有杰出的代表作，宋代用石材建造城墙、桥梁（如河北的赵州桥、福建泉州的洛阳桥等），明、清的宫殿

2、基座、栏杆都是用汉白玉大理石建造的。在现代建筑中，北京的人民英雄纪念碑、人民大会堂、毛主席纪念堂、北京火车站等都是大量使用石材的建筑典范。在当代很多建筑创造性地使用石材，取得了独特的效果。建筑装饰石材是指在建筑上作为饰面材料的石材，包括天然装饰石材和人造装饰石材两大类。天然石材不仅具有较高的强度、耐磨性、耐久性等，而且通过表面处理可获得优良的装饰效果，天然石材的主要品种有天然大理石、天然花岗岩和石灰岩。人造装饰石材是近年来发展起来的新型建筑装饰材料，主要有水磨石、人造大理石、人造花岗岩等，人造石材主要应用于建筑室内装饰。3.1 天然石材的基本知识天然石材的基本知识 3.1.1 3.1.1 岩石

3、的形成与分类岩石的形成与分类天然石材是从天然岩石中开采出来的。而岩石是由造岩天然石材是从天然岩石中开采出来的。而岩石是由造岩矿物组成，建筑工程中常用岩石的造岩矿物有石英、长石、矿物组成，建筑工程中常用岩石的造岩矿物有石英、长石、云母、方解石和白云石等，每种造岩矿物具有不同的颜色和云母、方解石和白云石等，每种造岩矿物具有不同的颜色和特性。绝大多数岩石是由多种造岩矿物组成，比如花岗岩是特性。绝大多数岩石是由多种造岩矿物组成，比如花岗岩是由长石、石英、云母及某些暗色矿物组成，因此颜色多样；由长石、石英、云母及某些暗色矿物组成，因此颜色多样；而白色大理石是由方解石或白云石组成，通常呈现白色。由而白色大

4、理石是由方解石或白云石组成，通常呈现白色。由此可见，作为矿物集合体的岩石并无确定的化学成分和物理此可见，作为矿物集合体的岩石并无确定的化学成分和物理性质，即同种岩石，由于产地不同，其矿物组成和结构均会性质，即同种岩石，由于产地不同，其矿物组成和结构均会有差异，因而岩石的颜色、强度等性能也会有差异。有差异，因而岩石的颜色、强度等性能也会有差异。3.1 3.1 天然石材的基本知识天然石材的基本知识 由于不同地质条件的作用，各种造岩矿物在不同的地由于不同地质条件的作用，各种造岩矿物在不同的地质条件下，形成不同类型的岩石，通常可分为三大类：岩质条件下，形成不同类型的岩石，通常可分为三大类：岩浆岩、沉积

5、岩和变质岩。浆岩、沉积岩和变质岩。（1 1）岩浆岩）岩浆岩岩浆岩又称火成岩，它是因地壳变动，熔融的岩浆在岩浆岩又称火成岩，它是因地壳变动，熔融的岩浆在地壳内部上升后冷却而形成的。岩浆岩是组成地壳的主要地壳内部上升后冷却而形成的。岩浆岩是组成地壳的主要岩石，占地壳总质量的岩石，占地壳总质量的98%98%。岩浆岩根据冷却条件的不同，。岩浆岩根据冷却条件的不同，又分为深成岩、喷出岩和火山岩三种。又分为深成岩、喷出岩和火山岩三种。3.1 3.1 天然石材的基本知识天然石材的基本知识 深成岩是地壳深处的岩浆在很大的覆盖压力下缓慢冷深成岩是地壳深处的岩浆在很大的覆盖压力下缓慢冷却形成的岩石。深成岩构造致密

6、，表观密度大，抗压强度却形成的岩石。深成岩构造致密，表观密度大，抗压强度高，耐磨性好，吸水率小，抗冻性、耐水性和耐久性好。高，耐磨性好，吸水率小，抗冻性、耐水性和耐久性好。天然石材中的花岗岩属于典型的深成岩。天然石材中的花岗岩属于典型的深成岩。喷出岩是熔融的岩浆喷出地表后，在压力降低并迅速喷出岩是熔融的岩浆喷出地表后，在压力降低并迅速冷却的条件下形成的岩石。当喷出岩形成较厚的岩层时，冷却的条件下形成的岩石。当喷出岩形成较厚的岩层时，其性质类似深成岩；当喷出岩形成的岩层较薄时，则形成其性质类似深成岩；当喷出岩形成的岩层较薄时，则形成的岩石常呈多孔结构，性质近似于火山岩。建筑上常用的的岩石常呈多孔

7、结构，性质近似于火山岩。建筑上常用的喷出岩有玄武岩、安山岩等。喷出岩有玄武岩、安山岩等。3.1 3.1 天然石材的基本知识天然石材的基本知识 火山岩又称火山碎屑岩，它是火山爆发时的岩浆被喷到空火山岩又称火山碎屑岩，它是火山爆发时的岩浆被喷到空中，经急速冷却后落下而形成的碎屑岩石，如火山灰、浮石等。中，经急速冷却后落下而形成的碎屑岩石，如火山灰、浮石等。火山岩都是轻质多孔结构的材料，其中火山灰被大量用作水泥的火山岩都是轻质多孔结构的材料，其中火山灰被大量用作水泥的混合料，而浮石可用作轻质骨料来配制轻骨料混凝土。混合料，而浮石可用作轻质骨料来配制轻骨料混凝土。（2 2）沉积岩）沉积岩 沉积岩又叫水

8、成岩，它是由露出地表的岩石（母岩）风化沉积岩又叫水成岩，它是由露出地表的岩石（母岩）风化后，经过风力搬迁、流水冲移而沉淀堆积，在离地表不太深处形后，经过风力搬迁、流水冲移而沉淀堆积，在离地表不太深处形成的岩石。沉积岩为层状结构，各层的成分、结构、颜色、层厚成的岩石。沉积岩为层状结构，各层的成分、结构、颜色、层厚等均不相同。与岩浆岩相比，沉积岩结构密实性较差，孔隙率大、等均不相同。与岩浆岩相比，沉积岩结构密实性较差，孔隙率大、表观密度小、吸水率大，抗压强度较低，耐久性也较差。表观密度小、吸水率大，抗压强度较低，耐久性也较差。3.1 3.1 天然石材的基本知识天然石材的基本知识 沉积岩虽然只占地壳

9、总质量的沉积岩虽然只占地壳总质量的5%5%，但在地球上分布极其广泛，约，但在地球上分布极其广泛，约占地壳表面积的占地壳表面积的75%75%。沉积岩一般藏在地表不太深处，易于开采。沉。沉积岩一般藏在地表不太深处，易于开采。沉积岩在建筑工程中用途广泛，最重要的是石灰岩。石灰岩是烧制石灰积岩在建筑工程中用途广泛，最重要的是石灰岩。石灰岩是烧制石灰和水泥的主要原料，更是配制普通水泥混凝土的重要组成材料。石灰和水泥的主要原料，更是配制普通水泥混凝土的重要组成材料。石灰岩还可用来修筑堤坝、铺筑道路，结构致密的石灰岩经切割、打磨抛岩还可用来修筑堤坝、铺筑道路，结构致密的石灰岩经切割、打磨抛光后，还可代替大理

10、石板材使用。光后，还可代替大理石板材使用。（3 3）变质岩）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、高压作变质岩是由原生的岩浆岩或沉积岩，经过地壳内部高温、高压作用而形成的岩石。通常沉积岩变质后，性能变好，结构变得致密、耐用而形成的岩石。通常沉积岩变质后，性能变好，结构变得致密、耐用，比如沉积岩中石灰岩变质为大理石；而岩浆岩变质后，性能反而用，比如沉积岩中石灰岩变质为大理石；而岩浆岩变质后，性能反而变差，如花岗岩（深成岩）变质为片麻岩，易产生分层剥落，耐久性变差，如花岗岩（深成岩）变质为片麻岩，易产生分层剥落，耐久性差。差。3.1 3.1 天然石材的基本知识天然石材的基本知识

11、3.1.2 3.1.2 天然石材的主要技术性能天然石材的主要技术性能（1 1）表观密度）表观密度天然石材按其表观密度分为重石和轻石两类。表观密度大天然石材按其表观密度分为重石和轻石两类。表观密度大于于18001800kg/mkg/m3 3为重石，主要用于建筑物的基础、墙体、地面、路为重石，主要用于建筑物的基础、墙体、地面、路面、桥梁以及水上建筑物等；表观密度小于面、桥梁以及水上建筑物等；表观密度小于18001800kg/mkg/m3 3为轻石，为轻石，可用来砌筑保暖房屋的墙体。可用来砌筑保暖房屋的墙体。天然石材的表观密度与其矿物组成、孔隙率、含水率等有天然石材的表观密度与其矿物组成、孔隙率、含

12、水率等有关。致密的石材，如花岗岩、大理石等，其表观密度接近于其密关。致密的石材，如花岗岩、大理石等，其表观密度接近于其密度，约为度，约为2500250031003100kg/mkg/m3 3；而孔隙率大的火山灰、浮石等，其而孔隙率大的火山灰、浮石等，其表观密度约为表观密度约为50050017001700kg/mkg/m3 3。石材表观密度越大，结构越致密，石材表观密度越大，结构越致密，抗压强度越高，吸水率越小，耐久性越好，导热性也越好。抗压强度越高，吸水率越小，耐久性越好，导热性也越好。3.1 3.1 天然石材的基本知识天然石材的基本知识 （2 2）抗压强度）抗压强度石材的抗压强度是以边长石材

13、的抗压强度是以边长7070mmmm70mm70mm70mm70mm的立方体的立方体试件，用标准试验方法测得的，以试件，用标准试验方法测得的，以MPaMPa表示。石材的抗压表示。石材的抗压强度是划分其强度等级的依据。根据砌体结构设计规范强度是划分其强度等级的依据。根据砌体结构设计规范（GB50003GB5000320012001）规定，天然石材按抗压强度分为规定，天然石材按抗压强度分为MU100MU100、MU80MU80、MU60MU60、MU50MU50、MU40MU40、MU30MU30、MU20MU20七个强度等级。如七个强度等级。如MU60MU60表示石材的抗压强度为表示石材的抗压强度

14、为6060MPaMPa。天然石材抗压强度的大小，取决于岩石的矿物组成、天然石材抗压强度的大小，取决于岩石的矿物组成、结构特征、胶结物质的种类以及均匀性等因素。此外，试结构特征、胶结物质的种类以及均匀性等因素。此外，试验方法对测定出的抗压强度大小也有影响。验方法对测定出的抗压强度大小也有影响。3.1 3.1 天然石材的基本知识天然石材的基本知识 （3 3）抗冻性）抗冻性石材的抗冻性用冻融循环次数表示。石材在吸水饱水石材的抗冻性用冻融循环次数表示。石材在吸水饱水状态下，经过规定次数的反复冻融循环，若无贯穿裂纹，状态下，经过规定次数的反复冻融循环，若无贯穿裂纹，且质量损失不超过且质量损失不超过5 5

15、，强度损失不大于，强度损失不大于2525，则为抗冻，则为抗冻性合格。根据能经受的冻融循环次数，可将石材分为：性合格。根据能经受的冻融循环次数，可将石材分为：5 5、1010、1515、2525、5050、100100及及200200等标号。吸水率低于等标号。吸水率低于0.5%0.5%的石的石材，其抗冻性较高，无须进行抗冻性试验。材，其抗冻性较高，无须进行抗冻性试验。3.1 3.1 天然石材的基本知识天然石材的基本知识 （4 4）耐水性）耐水性石材的耐水性用软化系数石材的耐水性用软化系数K K表示。软化系数是指石材表示。软化系数是指石材在吸水饱和条件下的抗压强度与干燥条件下的抗压强度之在吸水饱和

16、条件下的抗压强度与干燥条件下的抗压强度之比，反映了石材的耐水性能。石材的耐水性分为高、中低比，反映了石材的耐水性能。石材的耐水性分为高、中低三等。三等。K K0.900.90的石材称为高耐水性石材，的石材称为高耐水性石材，K K0.700.700.900.90的为耐水性石材，的为耐水性石材，K K0.600.600.700.70的为低耐水性石材。一的为低耐水性石材。一般般K K0.800.80的石材，不允许用于重要建筑中。的石材，不允许用于重要建筑中。3.1 3.1 天然石材的基本知识天然石材的基本知识 （5 5）风化作用）风化作用天然石材在使用环境中会受到雨水、环境水、温度和湿度变化、天然石材在使用环境中会受到雨水、环境水、温度和湿度变化、阳光、冻融循环、外力等一系列作用，还会受到空气中的二氧化碳、阳光、冻融循环、外力等一系列作用，还会受到空气中的二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫的侵蚀及其形成的酸雨的侵蚀作用等，这些作用二氧化硫、三氧化硫的侵蚀及其形成的酸雨的侵蚀作用等，这些作用使石材发生断裂、破碎、剥蚀、粉化等破坏，这种破坏称为岩石的风使石材发生断裂、破碎、剥蚀、粉化等破坏，这种破坏称