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第2章天然石材
本章学时:讲课2
主要内容:建筑常用石材及选用
重点:※掌握花岗岩和大理石的主要特性;
※掌握天然石材的物理性质和力学性质;
前言:
古埃及的金字塔、意大利的比萨斜塔,中国隋唐时代的石窟、石塔,赵州永济桥,明、清故宫宫殿的汉白玉、大理石基座、栏杆,都是具有历史代表性的石材建筑。在现代建筑中,北京人民英雄纪念碑、毛主席纪念堂、人民大会堂等,都是使用石材的典范,石材被公认为是一种优良的土木工程材料,被广泛应用于土木工程中。
天然石材具有以下的优点。
(1) 蕴藏量丰富、分布广,便于就地取材。
(2) 石材结构致密,抗压强度高,大部分石材的抗压强度可达到100MPa以上。
(3) 耐久性好,使用年限一般可达到百年以上。
(4) 装饰性好。石材具有纹理自然、质感稳重、肃穆和雄伟的艺术效果。
(5) 耐水性好。
(6) 耐磨性好。
但石材也有自身不易克服的缺点,主要缺点是自重大,质地坚硬,加工困难,开采和运输不方便。
建筑用石材
岩石的形成及分类
天然岩石按形成原因不同可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。
(1)岩浆岩:结晶构造没有层理
1)深成岩:花岗岩、正长岩、橄榄岩、闪长岩
2)喷出岩:玄武岩、辉绿岩、安山岩
3)火山岩:火山灰、浮石、火山凝灰岩
(2)沉积岩:层状结构
1)机械沉积岩:砂岩、页岩
2)化学沉积岩:石膏、白云石
3)有机沉积岩:石灰岩、硅藻岩
(3)变质岩:石灰岩和白云岩变质为大理岩性能提高
花岗岩变质为片麻岩性能降低
常用石材:花岗岩、石灰岩、砂岩、大理岩
(1)花岗岩
常见颜色:灰白、微黄、淡红、深青;表观密度2500~2700Kg/ m3,%~%,%~%,抗压强度120~250MPa,莫氏硬度6以上,具有较高的耐磨性、耐酸碱腐蚀性、耐久性(75年~200年),耐火性差。
工程部位:重要的大型建筑物的基础、勒脚、柱子、栏杆、踏步等部位以及桥梁、堤坝等工程中,是建造永久性工程,纪念性建筑的良好材料。例如:学院教学楼、宿舍楼、学生食堂墙裙及石材幕墙
(2)石灰岩
常见颜色:灰白、浅灰,含杂质呈深灰、灰黑、浅黄、浅红;表观密度2000~2600Kg/ m3,吸水率2%~10%,抗压强度80~160Mpa1,粘土含量不超过3%~4%时,也有较好的耐水性和抗冻性。
工程部位:块石可作为建筑物的基础、墙身、阶石及路面等,其碎石是常用的混凝骨料。此外,它也是生产水泥和石灰的主要原料。例如:学院内道路路缘石
(3)砂岩
岩因胶结物质和构造的不同,其抗压强度(5MPa~200MPa)表观密度(2200kg/m3~2500kg/m3),孔隙率(%~%),吸水率(%~%),软化系数(~)等性质差异很大。
工程部位:基础、墙身、人行道、踏步等;纯白色砂岩俗称白玉石,可用作雕刻及装饰材料。
(4)大理岩
表观密度为2600kg/m3~2700kg/m3,抗压强度为50MPa~140Mpa,但硬度不大(莫氏硬度约3~5),较易进行锯解,雕琢和磨光等加工。吸水率一般不超过1%,耐久性好,一般使用年限为40年~100 年。大理石因一般均含多种矿物质,常呈多种色彩组成的