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第三章建筑装饰石材•简要介绍了岩石的分类与性质、建筑石材的技术性能，天然石材的选用。此外，还简要介绍了人造石材的分类、特点与用途。应重点掌握天然大理石和天然花岗石的组成、品种、技术要求、性能与特点以及在建筑装饰工程中的应用。本章提要•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。本章内容•一、岩石的基本知识•二、建筑装饰常用石材•三、人造石材•四、文化石•五、石材新型材料•六、石材的施工工艺一岩石的基本知识•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。1.1岩石的分类和性质1.1造岩矿物•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1所示。表1主要造岩矿物的组成与特征矿物组成密度(g/cm3)莫氏硬度颜色其他特性石英结晶SiO22.657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2.5~2.76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2.7~3.12~3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3~45~7色暗，统称暗色矿物坚硬、强度高，韧性大，耐久方解石结晶CaCO32.73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CaCO3MgCO32.94通常呈白色至灰色与方解石相似，遇热酸分解黄铁矿FeS256~6.5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•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。1.1.2分类和性质•(1).岩石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。•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。•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。•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。粗磨石磨光石剁斧石机刨石蘑菇石火烧板(2).根据不同的加工工艺产生的表面效果分类：———粗磨、细磨及抛光（板）———火焰烧毛（火烧板）石材（花岗岩板材）———剁斧凿毛（剁斧板）———机刨（机刨板）———机切面——砌块———蘑菇石——条石———汉白玉石材———印度红———大花白———大花绿3）、根据色泽纹理分类：大花绿印度红汉白玉大花白•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/m3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/m3的为轻石，主要用作墙体材料，如采暖房屋外墙等。1.2建筑石材的技术指标1.2.1表观密度•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。1.2.2抗压强度•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。1.2.3吸水性1.2.4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。•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＝0.60~0.70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。1.2.5耐水性•石材的多变性•石材的装饰性•石材的适用性•石材的经济性•石材的工艺性能•石材的安全性1.3天然石材的选用二建筑装饰常用石材•饰面石材是指用于建筑物表面装饰的石材。•饰面板材是指用饰面石材加工成的板材，用作建筑物的内外墙面、地面、柱面、台面等。•饰面石材分天然饰面石材和人造饰面石材。•天然饰面石材主要有大理石、花岗石、青石、岩板等。•人造石材以其强度大、装饰性好、耐腐蚀、耐污染、便于施工、价格低等优点，得到了广泛的应用。•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•纯大理石是白色，称为汉白玉，但分布少，一般的大理石都含有氧化铁、二氧化硅、云母、石墨、蛇纹石等杂质，所以呈现红、黄、棕、黑、绿等颜色班驳纹理。2.1天然大理石•天然大理石的主要化学成分见表2。2.1.1天然大理石的主要化学成分表2.2天然大理石化学成分化学成分CaOMgOSiO2Al2O3Fe2O3SO3其他(Mn、K、Na)含量(%)28~543~220.5~230.1~2.50~30~3微量•天然大理石的性能指标见表3。2.1.2天然大理石的性能与特点表3天然大理石的性能项目指标体积密度(kg/m3)2500~2700强度(MPa)抗压70.0~110.0抗折6.0~16.0抗剪7.0~12平均韧性(cm)10平均质量磨耗率(%)12吸水率(%)1膨胀系数(10-6/℃)6.5~10.12耐用年限(年)40~100•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•(1)天然大理石的加工工艺•开采→整形→磨切→抛光→打蜡→包装出厂•(2)天然大理石的规格•天然大理石板材按形状分为普型板材（N）和异型板材（S）。•普型板材，是指正方形或长方形的板材；异型板材，是指其他形状的板材。常用普型板材的规格见表2.4。2.1.3天然大理石的加工工艺、规格和品种表2.4天然大理石板材标准规格长(mm)宽(mm)厚(mm)长(mm)宽(mm)厚(mm)3001502060060020300300209006002040020020107075020400400201200600206003002012009002030515220915610203053052010677622061030520122091520(3)国产大理石的品种•①云灰大理石以其多呈云灰色或云灰色的底面上泛起一些天然的云彩状花纹而得名。•②白色大理石因其晶莹纯净，洁白如玉，熠熠生辉，故又称为巷山白玉、汉白玉和白玉，是大理石的名贵品种。••③彩色大理石产于云灰大理石之间，是大理石的精品，表面经过研磨、抛光，便呈现色彩斑斓、千姿百态的天然图画，为世界所罕见。印度红大花蒙地卡罗紫罗兰巴西红大花银白河美国白麻翡翠珍珠芝麻灰•大理石板的品种，以磨光后所显现的花纹、色泽、特性及原料产地来命名，国内常用品•种及特征见表5，国外部分进口大理石装饰性能、物理性能见表6。表5国内大理石常用品种及特征名称产地装饰性能紫螺纹安徽灵璧灰红底布满红灰相间螺纹螺红辽宁金县绛红底夹有红灰相间的螺纹桃红河北曲阳桃红色粗晶，有黑色缕纹或斑点汉白玉北京房山玉白色，微有杂光和脉纹湖北黄石艾叶青北京房山青底深灰间白色叶状，斑云间有片状纹缕晶白湖北白色晶粒，细致而均匀雪花山东掖县白色晶粒，细致而均匀雪云广东云浮白和灰白相间名称产地装饰性能影晶白江苏高资乳白色墨晶白河北曲阳玉白色，微晶，有黑色脉纹或斑点风雪云南大理灰白间有深灰色晕带冰琅河北曲阳灰白色均匀粗晶黄花玉湖北黄石淡黄色，有较多稻黄脉纹碧玉辽宁连山关嫩绿或深绿和白色絮状相渗彩云河北获鹿浅翠绿色底、深绿絮状相渗，有紫斑或脉纹驼灰江苏苏州土灰色底，有深黄赭色浅色疏脉裂玉湖北大冶浅灰色微红色底，有红色脉络和青灰色斑名称产地装饰性能艾叶青北京房山青底、深灰色叶状斑云，间有片状纹缕残雪河北铁山灰白色，有黑色斑带晚霞北京顺义石黄间土黄斑底，有深黄叠脉，间有黑晕虎纹江苏宜兴赭色底，有流纹状石、黄色经络灰黄玉湖北大冶浅黑灰底，有焰红色、黄色和浅灰脉络砾红广东云浮浅红底，满布白色大小碎石斑橘络浙江长兴浅灰底，密布粉红和紫红叶脉岭红辽宁铁岭紫红底墨叶江苏苏州黑色，间有少量白络或白斑名称产地装饰性能莱阳黑山东莱阳灰黑底，间有墨斑灰白色点墨玉贵州、广西、河北获鹿墨色中国红四川雅安较为稀少的特殊品种，近似印度红中国蓝河北承德较为稀少的特殊品种赭红内蒙古近似印度红电花浙江杭州黑灰底布满红色间白色脉络红花玉湖北大冶肝红底夹有大小浅红碎石块蟹青河北黄灰底遍布深灰，或黄色砾斑间有白夹层表6国外部分进口大理石装饰性能、物理性能产出国家品种装饰性能物理性能相对密度吸水率孔隙率热膨胀系数磨损抗力意大利新米黄米黄色2.680.110.4214.2035.82木纹石玫瑰黄色，细小的布呈平等状分布2.325.2711.525.105.43西班牙象牙白米黄色2.620.652.26225.15西班牙红方解石脉2.640.541.275.8021.63希腊希腊黑墨绿色2.690.080.205.2022.93挪威挪威红肉红色间白色不规则条带2.720.070.2519.7013.84•(1)等级•按板材的规格尺寸允许偏差、平面度允许极限公差、角度允许极限公差、外观质量和镜面光•泽度分为优等品（A）、一等品（B）、合格品（C）三个等级。•(2)•板材命名顺序：荒料产地地名、花纹色调特征名称、大理石（M）。•板材标记顺序：命名、分类、规格尺寸、等级、标准号。2.1.4天然大理石板材的等级和命名与标记•【标记示例】用北京房山白色大理石荒料生产的普通规格尺寸为600mm×400mm×20mm的一等品板材示•命名：•标记：房山汉白玉（M）N600×400×20BJC79•天然大理石板主要用于建筑物室内饰面，如地面、墙面、柱面、造型面、酒吧台侧立面与台面、服务台立面与台面、电梯间门口等。•大理石磨光板有美丽多姿的花纹，常用来镶嵌或刻出各种图案的装饰品。•天然大理石板还被广泛地用于高档卫生间的洗漱台面及各种家具的台面。2.2.1.5天然大理石的应用地面墙面柱面大理石雕塑石刻•天然大理石建筑板材的技术要求遵循《天然大理石建筑板材》（JC79—92）•(1)规格尺寸允许偏差•①普型板材的规格尺寸允许偏差应符合表7的规定。•②异型板材规格尺寸允许偏差由供需双方协定。•③板材厚度小于或等于15mm时，厚度允许极差为1.0mm；大于15mm时为2.0mm。2.2.1.6天然大理石板材的技术要求及贮存表7普型板材的规格尺寸允许偏差(mm)部位优等品一等品合格品长、