建筑材料建筑石材

,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,*,第四章 建筑石材,建筑用的饰面石材是从天然岩体开采的，可加工成各种块状或板状。用于建筑物上的天然饰面石材的品种繁多，主要可分为大理石和花岗岩两大类。,饰面石材根据使用范围的不同可分为：,第一类基本上不承受任何机械荷载。主要用作建筑物的内墙和外墙的饰面材料。外墙多用火成岩及变质岩。内墙多用大理岩、石灰岩、石膏。,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？,A.,经久耐用,B.,美观大方,C.,经济实用,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？,A.,经久耐用,B.,美观大方,C.,经济实用,第二类可承受不大的载荷。,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。,本章内容：,第一节石材的概况,第二节人造大理石,第一节石材的概况,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。,石材是古老的建筑材料之一，现在仍然被广泛的使用。,石材在建筑中常被用作砌体材料、装饰材料，还可以作为胶结材料和人造石的原料。,岩石按其成因不同可以分为三大类：,火成岩、沉积岩、变质岩,天然岩石是矿物的集合体，组成岩石的矿物称为造岩矿物,:,白云石,石英,黄铁矿,云母,长石,角闪石、辉石、橄榄石,方解石,石英,二氧化硅（,SiO,2,）晶体的总称。无色透明至乳白色，密度为,2.65g/cm,3,，莫氏硬度为,7,，非常坚硬、强度高，化学稳定性及耐久性高。但受热时（,573,以上），因晶型转变会产生裂缝，甚至松散。,天然石英,石英单晶体,长石,是长石族矿物的总称包括正长石、斜长石等，密度为,2.5,2.7,，莫氏硬度为,6,。坚硬、强度高、耐久性高，但低于石英，具有白、灰、红、青等多种颜色。长石是火成岩中最多的造岩矿物，约占总量的,2/3,。,角闪石、辉石、橄榄石,为铁、镁、钙等硅酸盐的晶体。密度为,3,3.6g/cm3,，莫氏硬度为,5,7,。强度高、韧性好、耐久性好。具有多种颜色，但均为暗色，故也称暗色矿物。,角闪石,橄榄石,辉石,方解石,碳酸钙晶体（,CaCO3,）。白色，密度,2.7 g/cm3,，莫氏硬度为,3,。强度较高，耐久性次于上述矿物，遇酸后分解。,白云石,碳酸钙与碳酸镁的复盐晶体（,CaCO3 MgCO3,）。白色，密度为,2.9g/cm3,，莫氏硬度为,4,。强度、耐酸腐蚀性及耐久性略高于方解石，遇酸时分解。,白云石,黄铁矿,二硫化铁晶体（,FeS2,）。金黄色，密度为,5g/cm3,，莫氏硬度为,6,7,。耐久性差，遇水和氧生成游离硫酸，且体积膨胀，并产生锈迹。黄铁矿为岩石中有害矿物。,黄铁矿,云母,云母族矿物的总称，为片状的含水复杂硅铝酸盐晶体。密度为,2.7,3.1g/cm3,，莫氏硬度为,2,3,。具有极完全解理，易裂成薄片，玻璃光泽，耐久性差，具有无色透明、白色、绿色、黄色、黑色等多种颜色。云母的主要种类为白云母和黑云母，后者易风化，为岩石中的有害矿物。,云母,在天然岩石中有些岩石由单一造岩矿物组成，如由方解石组成的石灰岩。大多数岩石是由多种造岩矿物组成的。因此岩石没有确定的化学组成和物理力学性质。即使同种岩石，因产地不同，各种矿物含量不同以及结构上的差异，都会引起岩石的颜色、强度、耐久性等的差异。,造岩矿物的性质及其含量决定着岩石的性质。例如花岗岩是由石英、长石、云母及一些暗色矿物组成。几种造岩矿物的组成比例不同，可使花岗岩在颜色、强度、耐酸性、耐风化性等方面有较大的差异。,在建筑施工中应根据建筑物等级、建筑结构、环境特点等因素，来选用适当的石材，以适用、经济、美观。,欣赏材料,石材的主要技术性质,表观密度,抗压强度,抗冻性,耐水性,石材的主要技术性质,表观密度,抗压强度,抗冻性,耐水性,根据密度的大小、石材分为轻石和重石两类：表观密度大于,1800kg/m,3,者为重石，重石适用于建筑物的基础、贴面、不采暖房屋外墙、地面、路面、桥梁及水利建筑物；表观密度小于,1800kg/m,3,者为轻石，轻石主要用于采暖房屋外墙。,石材的主要技术性质,表观密度,抗压强度,抗冻性,耐水性,在石材饱水状态下，取三个边长为,70.7mm,的立方体试块，求得抗压强度的平均值，以此作为评定石材标号的等级的标准。石材的强度等级分为：,MU100,、,MU80,、,MU60,、,MU50,、,MU40,、,MU30,、,MU20,、,MU15,、,MU10,。,石材的主要技术性质,表观密度,抗压强度,抗冻性,耐水性,石材的抗冻性主要取决于矿物成分、孔隙率等。,石材的主要技术性质,表观密度,抗压强度,抗冻性,耐水性,石材的耐水性按软化系数为高、中、低三等。一般软化系数低于,0.6,的石材，不允许用作重要建筑。,石材的选用原则,在建筑施工和设计中，石材的选用应根据适用性和经济性这两个原则。,适用性,经济性,石材的选用原则,在建筑施工和设计中，石材的选用应根据适用性和经济性这两个原则。,适用性,经济性,承重构件,围护结构构件,装饰部分,石材的选用原则,在建筑施工和设计中，石材的选用应根据适用性和经济性这两个原则。,适用性,经济性,承重构件,围护结构构件,装饰部分,需要考虑抗压强度能否满足设计要求,石材的选用原则,在建筑施工和设计中，石材的选用应根据适用性和经济性这两个原则。,适用性,经济性,承重构件,围护结构构件,装饰部分,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,石材的选用原则,在建筑施工和设计中，石材的选用应根据适用性和经济性这两个原则。,适用性,经济性,承重构件,围护结构构件,装饰部分,需要考虑石材的雕琢、磨光及石材的外观、花纹、色彩等,石材的选用原则,在建筑施工和设计中，石材的选用应根据适用性和经济性这两个原则。,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。,适用性,经济性,石材的品种及应用,毛石,料石,石板材,石渣,它是爆破后直接得到的形状不规则的石块。毛石依其平整程度又分为乱毛石和平毛石。 乱毛石形状不规则，一般在一个方向上达,30-40cm,，质量约为,20-30Kg,。,毛石,是由人工或机械开采的较规则的六面体石块，经人加工凿磨而成的。按表面加工的平整程度，料石分为毛料石、粗料石、半细料石和细料石四种 。,料石,是用致密岩石凿平或锯解而成的石材。饰面用的石板或地面板要求耐久、耐磨、色彩美观、无裂缝，一般采用花岗岩或大理石板材。,石板材,花岗岩板材,大理石板材,花岗岩板材是用花岗岩荒料加工制成的板材石材，其抗压强度高达,120-250MPa,，耐久性好（,75-200,年）。根据用途和加工方法 ，花岗岩石板分为以下四种：,剁斧板材,机刨板材,粗磨板材,磨光板材,花岗岩板材是用花岗岩荒料加工制成的板材石材，其抗压强度高达,120-250MPa,，耐久性好（,75-200,年）。根据用途和加工方法 ，花岗岩石板分为以下四种：,剁斧板材,机刨板材,粗磨板材,磨光板材,表面粗糙，具有规则的条状斧纹。,花岗岩板材是用花岗岩荒料加工制成的板材石材，其抗压强度高达,120-250MPa,，耐久性好（,75-200,年）。根据用途和加工方法 ，花岗岩石板分为以下四种：,剁斧板材,机刨板材,粗磨板材,磨光板材,表面光滑，具有相互平行的刨纹。,花岗岩板材是用花岗岩荒料加工制成的板材石材，其抗压强度高达,120-250MPa,，耐久性好（,75-200,年）。根据用途和加工方法 ，花岗岩石板分为以下四种：,剁斧板材,机刨板材,粗磨板材,磨光板材,表面光滑，无光。,花岗岩板材是用花岗岩荒料加工制成的板材石材，其抗压强度高达,120-250MPa,，耐久性好（,75-200,年）。根据用途和加工方法 ，花岗岩石板分为以下四种：,剁斧板材,机刨板材,粗磨板材,磨光板材,表面光亮、色泽明显、有镜面感。,前三种适用于建筑物外墙面，柱面，台阶，勒脚等；后一种适用于内外墙面、柱面。,大理石板材是用大理石荒料经锯切、研磨、抛光及切割而成的石材，常用规格为厚,20mm,、宽,150-195mm,、长,300-1220mm,。大理石板材硬度小，容易加工和磨光，材质均匀，抗压强度为,70-110MPa,，耐用年限为,40-100,年。,大理石板材主要用于室内装饰。,当空气中含有二氧化硫时，大理石面层会因风化而失去光泽和改变颜色并逐渐破损。,汉白玉,天然大理石原状,石渣,它是将天然大理石及其他天然石材破碎石加工而成。具有多种光泽，常用作人造大理石、水磨石、斩假石、水刷石、干粘石的骨料。石渣应颗粒坚硬，有棱角、洁净，不含有风化的颗粒，使用时要冲刷干净。,第二节人造大理石,一、分类,按照,人造大理石,生产所用材料，一般可也分为四类。,水泥型人造大理石,复合型人造大理石,烧结人造大理石,树脂型人造大理石,水泥型人造大理石,这种大理石饰以各种水泥或石灰磨细砂为粘结剂，砂为细骨料、碎大理石、花岗岩、工业废渣等为粗骨料，经配料、搅拌、成型、加压蒸养、磨光、抛光而制成。,所用粘结剂水泥除硅酸盐水泥外，也有铝酸盐水泥。用铝酸盐水泥的人造大理石表面光泽度高，花纹耐久，抗风化能力、耐火性、防潮性都优于一般人造大理石。,原因：铝酸钙水化产生了氢氧化铝凝胶层，而氢氧化铝胶体在硬化过程中不断填塞大理石毛细孔隙，形成致密结构。因此这种大理石表面光滑，具有光泽，呈半透明状。若用硅酸盐水泥，则不能形成光滑的表面。,树脂型人造大理石,以不饱和聚脂树脂为粘结剂，与石英砂、大理石、方解石粉等搅拌混和，浇注成型，在固化剂作用下产生固化作用，经脱模、烘干、抛光等工序而制成。现在国际上就流行。,复合型人造大理石,这种人造大理石的粘结剂中既有无机材料，又有高分子材料。用无机材料将填料粘结成型后，再将坯体浸渍于有机单体中，使其在一定条件下聚合。对板材而言，地层用廉价的性能稳定的无机材料，面层用聚脂和大理石粉制作。,烧结人造大理石,烧结方法与陶瓷工业相似。将斜长石、石英、辉石、方解石粉和赤铁矿粉及部分高岭土等混和，一般粘土,40,，石粉,60,，用泥浆法制备坯料，用半干压法成型，在窑炉中以,1000,度左右的高温煅烧。,综合比较：,水泥型人造大理石,复合型人造大理石,烧结人造大理石,树脂型人造大理石,综合比较：,水泥型人造大理石,复合型人造大理石,烧结人造大理石,树脂型人造大理石,价格最低廉，但耐腐蚀性能较差，容易出现为龟裂，适用于板材，而不适用于作卫生洁具,综合比较：,水泥型人造大理石,复合型人造大理石,烧结人造大理石,树脂型人造大理石,既有良好的物化性能，成本也较低,综合比较：,水泥型人造大理石,复合型人造大理石,烧结人造大理石,树脂型人造大理石,最常用，其产品物理和化学性能最好，花纹容易设计，有重现性，适应多种用途，但价格相对较高；,综合比较：,水泥型人造大理石,复合型人造大理石,烧结人造大理石,树脂型人造大理石,只用粘土做粘结剂，但需要高温焙烧，因而能耗大，造价高，产品破损率高。,二、合成石（聚脂型人造大理石）,1,概述,合成石的颜色、花纹、光泽等可以仿制成天然大理石、花岗岩或玛瑙等的表面装饰效果，固称为人造大理石、人造花岗岩、人造玛瑙等。合成石的花纹、图案可人为控制，胜过天然石材，且重量轻、强度高、耐腐蚀、耐污染、施工方便。,人造大理石在国外已有四五十年的历史，我国是上个世纪七十年代开始的。但是我国不少厂家的产品质量不过关，花色品种少，添加剂研究不够。,在人造大理石中要加入防老化剂、阻燃剂对不对？为什么？,产品阻燃性能不好就不能推广，尤其是现代高层建筑更不能使用。,人造大理石的发展方向是：不断提高性能，要深入研究可以明显改善性能的添加剂。把处理工业废渣和环境保护与生产人造大理石结合起来。使用廉价的粘结剂。,2,原材料的选用,树脂型人造大理石是以不饱和聚脂树脂为胶接剂，以石渣、石粉为填料，加入适量的固化剂、促进剂及调色颜料，在一定温度下，固化成型的。,使用不饱和聚脂树脂作为胶粘剂的主要优点是：,光泽度好，颜色浅，容易调成不同色彩。粘度较低，尤其在常温下加入大量填料时仍具有一定的流动性，有利于增加填料用量，降低成本。可以室温固化，便于用手工制作异型制品，对模具要求也不高，操作方便。耐候性、耐水、耐油、抗污染等性能较好。,填料选用大理石或白云石渣，这样价格低廉、废物利用、就地取材、色彩丰富，可单独利用不同颜料调配，也可配合多种颜料合理调配，从而使色彩及花纹美观大方，还要尽可能利用天然大理石开采加工中的废料，以便在人造大理石中保留天然大理石的主要成分，也可用其它石料、废料作填充料。,为获得理想的装饰效果及良好的物理、力学性能，人造大理石可分两层制作。,结构层,使制品具有良好的物理、力学性能。结构层主要由不饱和聚酯树脂和填料组成，填充剂可使用石粉，也可用石渣。,表面层,必须具有足够的硬度、耐久性，具有要求的花纹色泽和尽可能高的光泽度，要求不饱和聚脂树脂必须充分固化，还需掺入各种颜料以配色配花，满足装饰和使用的需要。,3,合成机理与技术性能,人造大理石是由不饱和聚脂树脂和石渣、石粉等原料制成的。人造大理石的形成过程是不饱和聚脂树脂的固化过程，在固化过程中，不饱和聚脂树脂作为胶接剂把石渣、石粉均匀、牢固的粘结在一起。人造大理石一般在常温下固化，固化过程分为凝胶、定型和熟化三个阶段。,是指从表观上已变硬定型后的产品，在经处理使制品达到最高硬度、最大强度所需的一段时间。熟化通常在室温下进行。,是指从凝胶到具有一定硬度和形状，可以从模具上取下为止的一段时间。,是指不饱和聚脂树脂由液态失去流动性，逐渐形成半固体凝胶的一段时间。,凝胶阶段：,熟化阶段：,定型阶段：,凝胶阶段,凝胶阶段,定型阶段,凝胶阶段,定型阶段,熟化,阶段,人造大理石的技术性能包括装饰性、物理性、表面抗污染性、耐火性和可加工性。,装饰性：人造大理石的表面光泽度很高，其花色可模仿天然大理石、花岗岩，也可自行设计。,表面抗污染性：人造大理石对醋、酱油、食油、鞋油等均不着色。,耐久性：较好,可加工性：可加工，易加工，便于安装和使用。,三、彩色水磨石板,彩色水磨石板是以水泥和彩色大理石作为主要原料，经成型、养护、研磨、抛光等工序制成的一种建筑用人造石材，是水泥型人造大理石的一种。,1,特点,美观、强度高、施工方便等特点，颜色根据需要可以任意配制，花色品种多，并可在使用施工时拼铺成各种不同图案。,2,用途,已实现了工业化，物美价廉，应用早。可制成各种饰面板等制品。主要用于建筑物的地面、墙面、柱面、窗台、踢脚、踏步等。一般水泥厂可作副产品生产。,中国,“,四大名玉,”,和田玉,主要分布于新疆莎车,-,塔什库尔干、和田,-,于阗、且末县绵延,1500,公里的昆仑山脉北坡，共有,9,个产地。和田玉的矿物组成以透闪石,-,阳起石为主，并含有微量的透辉石、蛇 纹石、石墨、磁铁等矿物质，形成白色、青绿色、黑色、黄色等不同色泽，多数为单色玉，少数有杂色。,和田玉,岫岩玉,产于中国辽宁省岫岩，岫岩县是一个山清水秀、物产丰富、藏风聚气的风水宝地。经过千万年的自然演化，凝聚了千万年的日月山川之精华，从而蕴育产生了闻名于世的国宝珍品,岫岩玉。,岫玉是中国四大名玉之一，大体分两类，一类是老玉（亦称河磨玉），其质地朴实、凝重、色泽深绿，是一种珍贵的璞玉。另一类是软玉，其质地坚实而温润，细腻而圆融，多呈绿色，而其中以纯白、金黄两种颜色是罕世之珍品。,岫岩玉,独山玉,又称,南阳玉,或,南玉,，产于南阳市城区北边的独山。为全国四大名玉之一。独山玉质坚韧微密，细腻柔润，光泽透明，色泽斑驳陆离。有绿、白、黄、紫、红、白,6,种色素,77,个色彩类型，是玉雕的一等原料。,独山玉,绿松石,又名绿宝石，因其色、形似碧绿的松果而得名，是世界上稀有的贵宝石品种 之一，绿松石制品现已成为重要的收藏品，是一种次生矿物，由含铜、铝、磷的地下水在早期花岗岩石中淋滤而成，在近地表的矿脉中沉淀形成结核，被岩脉的基质 所包裹。绿松石是最早用作饰物的矿物品种。,1900,年，埃及的一座古墓中出土了,4,只绿松石包金的手镯。湖北郧阳地区被称为东方的绿宝石之乡，盛产的绿松石料质纯净，色泽艳丽，灿烂夺目，颜色多为天蓝、碧绿、灰蓝、粉绿，极为罕见。,绿松石,汉白玉,就是纯白色的大理石，是一种石灰石形态。因为从中国古代起，就用这种石料制作宫殿中的石阶和护栏，所谓,“,玉砌朱栏,”,，华丽如玉，所 以称做汉白玉。天安门前的华表，金水桥，宫内的宫殿基座，石阶，护栏都是用汉白玉制作的。汉白玉通体洁白，也用于雕刻佛像等，西方从古希腊时代就用白色的大理石作为人像雕刻材料。河北省保定市曲阳县附近的太行山麓是盛产汉白玉的矿脉，明清两代皇宫和皇帝陵寝建设所需要的汉白玉都是产自曲阳，现在曲阳仍然是盛产石料和汉白玉雕刻制品的主要产地。,泰姬陵,故宫,