第二章 天然石料 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/23 14:46:45星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第二章 天然石料

天然石料:天然岩石经机械或人工开采、加工(或不经加工)获得的各种块料或散

粒状石材。

第一节 岩石的形成与分类

岩石由于形成条件不同可分为:

岩浆岩(火成岩)

沉积岩(水成岩)

变质岩

一、岩浆岩

(一)岩浆岩的形成与分类

岩浆岩是由地壳深处熔融岩浆上升冷却而成的。

(1)深成岩:岩浆在地壳深处,在上部覆盖层的巨大压力下,缓慢且比较均匀地冷

却而形成的岩石。

特点:矿物全部结晶,多呈等粒结构和块状构造,质地密实,表观密度大、强度高、

吸水性小、抗冻性高。

建筑上常用的深成岩主要有花岗岩、闪长岩、辉长岩等。

(2 )喷出岩:岩浆喷出地表时,在压力急剧降低和迅速冷却的条件下形成的。

特点:岩浆不能全部结晶,或结晶成细小颗粒,常呈非结晶的玻璃质结构、细小结

晶的隐晶质结构及个别较大晶体嵌在上述结构中的斑状结构。

建筑上常用的喷出岩主要有玄武岩、辉绿岩、安山岩等。

(3)火山岩:火山岩也称火山碎屑岩,是火山爆发时喷到空中的岩浆经急速冷却后

形成的。

常见的有火山灰、火山砂、浮石及火山凝灰岩等。

(二)岩浆岩的主要矿物成分

(1)石英:结晶状态的SiO2

强度高、硬度大、耐久性好。

常温下基本不与酸、碱作用。

温度达575℃以上时,石英体积急剧膨胀,使含石英的岩石,在高温下易产生裂缝

岩浆岩分为:酸性岩石(SiO >65%) 2

中性岩石(65%≥SiO2 ≥55%)

碱性岩石(SiO2<55% )

(2 )长石:强度、硬度及耐久性均较低(与石英相比)

正长石(K O ·Al O ·6SiO ) 2 2 3 2

斜长石 钠长石(Na O ·Al O ·6SiO ) 2 2 3 2

钙长石(CaO ·Al O ·2SiO ) 2 3 2

干燥条件下耐久性高,

温暖潮湿的条件下较易风化,特别遇CO2 ,更易于被破坏。风化后主要生成物是高

岭石(Al O ·2SiO ·2H O)。 2 3 2 2

(3)云母:含水的铝硅酸盐,柔软而有弹性的成层薄片。

白云母

黑云母

云母含量较多时,易于劈开,降低岩石的强度和耐久性,且使表面不易磨光。

(4 )暗色矿物:角闪石、辉石、橄榄石等着色深暗的铁镁硅酸盐类矿物,统称为暗

色矿物。

特点:密度特别大(3~4 )g/cm3 。

与长石相比,强度高,冲击韧性好,耐久性也较高。

在岩石中含量多时,能形成坚固的骨架。

其它:黄铁矿(FeS2 ),

特征:岩石表面具有锈斑。

黄铁矿遇水,易氧化成硫酸,腐蚀其它矿物,加速岩石风化。

二、沉积岩

(一)沉积岩的形成与分类

位于地壳表面的岩石,经过物理、化学和生物等风化作用,逐渐被破坏成大小不同

的碎屑颗粒和一些可溶解物质。这些风化产物经水流、风力的搬运,并按不同质量、不

同粒径或不同成分沉积而成的岩石,称为沉积岩。

特点:有明显的层理,较多的孔隙,不如深成岩密实。

(1)化学沉积岩:原岩石中的矿物溶于水,经聚集沉积而成的岩石。

常见:石膏、白云岩、菱镁矿及某些石灰岩。

(2 )机械沉积岩:原岩石在自然风化作用下破碎,经流水、冰川或风力的搬运,逐

渐沉积而成。常见:页岩、砂岩、砾岩。

(3)有机沉积岩:由海水或淡水中的生物残骸沉积而成。

常见:石灰岩、贝壳岩、白垩、硅藻土等。

(二)沉积岩的主要矿物成分

(1)方解石:结晶的CaCO3 ,

强度中等,硬度较低,微溶于水,在含有CO 的水中,易于形成Ca(HCO ) ,而使溶 2 3 2

解度急剧增大,遇稀盐酸会立即分解出CO2 。

(2 )白云石:一种碳酸钙镁的复盐(CaCO ·MgCO )。 3 3

物理性质接近方解石,但较方解石的硬度、强度稍高,在水中的溶解度较小,并仅

在浓度较大的热盐酸作用下才分解出CO2 。

(3)高岭石(Al O ·2SiO ·2H O):由长石风化而成,是粘土的主要组成部分。

2 3 2 2

强度、硬度均低,遇水即膨胀软化。

(4 )非结晶(无定型)的二氧化硅:

由胶体状态凝聚成的蛋白石;

由硅藻类生物沉积成的硅藻土、硅藻石:

有化学活性,磨细后可作水泥的混合材料。

三、变质岩

是由岩浆岩或沉积岩在地壳变动或与熔融岩浆接触时,受到高温高压的作用变质而

成的。变质岩一般可分为片状构造和块状构造两大类。

(1)正变质岩:即由岩浆岩变质形成的岩石,常因变质岩产生了片状构造,使其性

能较原岩石有所降低,如片麻岩等。

(2 )副变质岩:即由沉积岩变质而成的岩石,它比原岩石更为细密,故建筑性能有

所提高,如大理岩等。

第二节 天然石料的主要技术性质

一、物理性质

(一)抗风化性及风化程度

岩石抗风化能力的强弱与其矿物组成、结构和构造状态有关。

岩石的风化程度用Kw表示,Kw为该岩石与新鲜岩石单轴抗压强度的比值表 2-1 岩石风化程度表

风化程度 Kw值 风化程度 Kw值

半风化 0.40~0.75 新鲜(包括微风化) 0.9~1.0

强风化 0.20~0.40

微风化 0.75~0.90 全风化 <0.20

建筑物中所用的石料要求:质地均匀

没有显著风化迹象

没有裂缝

不含易风化矿物。

(二)表观密度

同种石材表观密度愈大 抗压强度愈高,吸水率愈小,耐久性愈高

表观密度 石材品质评价的粗略指标。

3

表观密度大于1800kg/m 重质石材,

3

表观密度小于1800kg/m 称为轻质石材。

(三)吸水性

岩石吸水性的大小与其孔隙率及孔隙特征有关。

深成岩及许多变质岩,它们的孔隙率都很小,吸水率也较小。

沉积岩的孔隙率及孔隙特征变化很大,吸水率波动也很大。