石材（stone）本章內容第一節天然巖石的分類第二節天然石材的技術性質第三節建筑中常用巖石的特性與應用第四節石材的加工類型與選用原則第五節人造石材

天然石材建筑用石材人工石材天然石材是由天然巖石開采的，經過或不經過加工而制得的石材。天然石材資源豐富，使用歷史悠久，是古老的建筑材料之一。世界上有許多著名的古建筑是由天然石材建造而成，如意大利的比薩斜塔，我國的趙洲橋等。

二、巖石按其成因不同可以分為三大類：

1.火成巖（巖漿巖）2.沉積巖3.變質巖其種類、特點、用途見表1.火成巖（巖漿巖）定義：巖漿巖又稱火成巖，因地殼運動熔融的巖漿體由地殼內部上升并經冷卻而成?；鸪蓭r是組成地殼的主要巖體，約占地殼總質量的89％。根據形成條件的不同，可分為深成巖、噴出巖和火山巖三種，花崗石即典型的深成巖。

1）深成巖深成巖是巖漿在地殼深處受上部覆蓋層的壓力作用，緩慢且較均勻冷卻而形成的巖石。其礦物全部結晶且晶粒較粗，構造致密，具有抗壓強度高、吸水率小、表觀密度大及抗凍性、耐磨性好等特點。建筑上常用的深成巖有花崗巖、正長巖、輝長巖、橄欖巖、閃長巖等。

2）噴出巖噴出巖是巖漿巖噴出地表時，在壓力驟減和冷卻較快的條件下而形成的巖石。由于結晶條件差，多呈隱晶質或玻璃體結構。當噴出的巖漿形成的巖層很厚時，其結構接近深成巖。當噴出巖凝固成比較薄的巖層時，常呈多孔構造，近于火山巖。工程上常用的噴出巖有玄武巖、安山巖和輝綠巖等。

3）火山巖

火山巖是火山爆發時巖漿被噴到空中，急速冷卻后形成的巖石?；鹕綆r為玻璃體結構且呈多孔構造。如火山灰、火山渣、浮石和凝灰巖等?；鹕交摇⒒鹕皆勺鳛樗嗟幕旌喜牧?。浮石可作輕混凝土的骨料。巖石種類常用巖石特點用途火成巖花崗巖表觀密度2500-2800Kg/m^3、抗壓強度120-250MPa、孔隙率小、吸水率低、耐磨性好、耐久性高、呈灰白色建筑物基礎、閘壩、臺階、勒腳、路面、混凝土骨料、設備襯里輝綠巖表觀密度2900-3300Kg/m^3、抗壓強度200-350MPa、有較高的耐酸性、韌性、抗風化性好、呈綠色飾面材料、混凝土骨料、化工設備襯里玄武巖表觀密度2900-3300Kg.m^3、抗壓強度250-500MPa、結構細密、強度高、硬度大、顏色較深高強混凝土骨料、道路路面2.沉積巖定義：又稱水成巖，它由母巖經漫長的歲月風化、流水侵蝕、自然搬運、再經地殼的壓力作用，形成于地表的淺層處。與火成巖相比，容重小，強度低，結構致密性差，孔隙率及吸水率較大，耐久性也低。沉積巖僅占地殼總質量的5％，但在地球上分布極廣，約占地球表面積的75％。沉積巖的用途廣泛，且易于開采，其中最重要的是石灰巖（俗稱青石）石灰巖是燒制石灰和水泥的主要原料，更是配置普通混凝土的重要組成材料。還用作鋪筑道路修堤筑壩的原材料。1）機械沉積巖：由自然風化而逐漸破碎松散的巖石，經風、雨、冰川、沉積等機械力的作用而重新壓實或膠結而成的巖石，如砂巖、頁巖等。

2）化學沉積巖

：由溶解于水中的礦物質經聚積、沉積、重結晶、化學反應等過程而形成的巖石。如石膏、白云石等。

3）有機沉積巖

：由各種有機體的殘骸沉積而成的巖石。如石灰巖、硅藻土等。第二節天然石材的技術性質一、表觀密度

巖石的表觀密度由巖石的礦物組成及致密程度所決定。根據表觀密度可分為：輕質石材（表觀密度小于1800kg/m3）和重質石材（表觀密度大于或等于1800kg/m3）。表觀密度的大小，常間接地反映出石材的一些物理力學性能。一般情況下，同種石材表觀密度越大，則抗壓強度越高，吸水率越小，耐久性、導熱性越好。三、耐水性

當石材中含有粘土或易溶于水的物質時，在水飽和情況下，強度會明顯下降。石材的耐水性以軟化系數表示。軟化系數大于或等于0.9的為高耐水性石材、軟化系數為0.7-0.9屬中耐水性石材、軟化系數0.6-0.7為低耐用水性石材，一般軟化系數小于0.8的石材不允許用于重要建筑。四、抗凍性

抗凍性是石材抵抗凍融破壞的能力，是衡量石材耐久性的一個重要指標，用石材在水飽和狀態下所能經受的凍融循環次數來表示。在規定的凍融循環次數內,無貫穿裂紋,重量損失不超過5%,強度降低不大于25%,則為抗凍性合格。一般室外工程飾面石材抗凍次數應大于25次。

五、耐熱性耐熱性與石材的礦物組成有關，在高溫下造巖礦物會產生分解或變質，而且由于各種造成礦物的熱膨脹系數不同，受熱后會產生內應力以致崩裂。七、硬度

石材的硬度取決于礦物組成的硬度與構造，由致密堅硬礦物組成的石材，其硬度就高，巖石的硬度以莫氏硬度表示。八、耐磨性

耐磨性是石材抵抗磨擦、邊緣剪切以及撞擊等復雜作用的性質。耐磨性包括耐磨損性（石材受磨擦作用）和耐磨耗性（石材同時受磨擦與沖擊作用）兩個方面。耐磨損性是以單位磨擦面積所產生的質量損失的大小來表示；耐磨耗性是以單位質量所產生的質量損失的大小來表示。一般而言，石材的強度高，則耐磨性也較好。九、抗風化性

由化學水、冰等因素造成巖石開裂或剝落的過程，稱為風化。對石材表面進行磨光、噴涂等處理，可有效地防止風化的產生。十、放射性

少數天然石材中含有某些放射性元素，若超過標準（見《天然石材產品放射防護分類控制標準》）對人體的健康不利。一、天然大理石天然大理石是石灰巖或白云巖在地殼內經過高溫高壓作用形成的變質巖，多為層狀結構，有明顯的結晶，紋理有斑紋、條紋之分，是一種富有裝飾性的天然石材。天然大理石化學成分為碳酸鹽（如碳酸鈣或碳酸鎂），礦物成分為方解石或白云石，純大理石為白色，我國稱漢白玉，分布較少，屬高級的裝飾材料。當含有部分其它深色礦物時，便產生多種色彩與優美花紋。從色彩上來說，有純黑、純白、純灰、墨綠等數種。從紋理上說，有晚霞、云霧、山水、海浪等山水圖案、自然景觀。3.3建筑中常用巖石的特性與分類大理石是以云南省大理縣的大理城而命名的。大理城位于云南高原西部，這里風光綺麗，蒼山峻拔，被譽為“東方的瑞士”又因大理石給人清新涼爽的感覺，也稱“醒酒石”。云南大理石云灰大理石，在云灰底色上泛起朵朵酷似天然云彩狀花紋。白色大理石。潔白如玉，晶瑩純凈，又稱漢白玉，屬名貴品種，以北京房山最負盛名。彩花大理石。是大理石中的精品。經研磨、拋光后，呈現山水林木，花草蟲魚，云霧雨雪、奇巖怪石等世界罕見。毛主席紀念堂的十四個大理石花盆，每個花盆正面圖案中有韶山，井岡山、赤水河、雪山、草地、延安等，長征經過的地方或毛主席工作生活過的場所。

2、技術性能指標及用途性能指標：

1）結構致密

2）硬度不大，易鋸解、雕琢和磨光

3）裝飾性好4）吸水率小5）耐磨性好6）耐久性好7）抗風化性較差，一般不宜用作室外裝修。二、天然花崗石花崗巖是典型的火成巖，是全晶質巖石，其主要成分是石英、長石和少量的暗色礦物和云母。按結晶顆粒大小，分為細粒、中粒和斑狀等。顏色呈灰色、黃色、薔薇色、紅花等。優質花崗巖石英含量多（２０～４０％），云母含量少，晶粒細而勻，結構緊密，不含其他雜質，拋光后光澤明亮，不易風化，色調鮮明，花色豐富，莊重大方。花崗巖比大理石密度大，密度為2300～2800㎏／ｍ3，抗壓強度高達120～250MPa。孔隙率吸水率極低，材質硬度高，其耐磨、耐久、耐腐蝕性能均優于其他石材。經拋光后，是室內外地面、墻面、踏步、柱石、勒腳等處首選裝飾材料。（3）石灰巖它屬于沉積巖，主要礦物成分為方解石，呈層狀構造。石灰巖常用于砌筑建筑工程的基礎、橋墩、臺階等，或作為骨料大量用于混凝土中。（4）砂巖

它屬沉積巖，其主要造巖礦物有石英及少量的長石、方解石和白云石等，呈層狀結構。砂巖常用于基礎、墻身、人行道、踏步等。2、技術性能指標及用途

1）.構造細密、質地堅硬，密度大，抗壓強度高

2）.耐磨耐壓，耐久性好

3）.孔隙率小，吸水率極低

4）.化學穩定性好，不易風化變質

5）.耐腐蝕性強6）.可經受100～200次以上的凍融循環

7）.自重大8）.硬度大，不易開采和加工9）.質脆10）.耐火性差，含大量石英11）.含放射性元素，應嚴格避免用于室內。鐳、釷等元素衰變過程中將生成天然放射性氣體氡。氡是無色、無味氣體，特別易在通風不良的地方聚集，可導致肺、血液、呼吸道發生病變。

三、其他天然石材1、化石系列2、筋石系列3、玉石系列4、石英石系列5、云母石系列6、卵石7、一般碎石8、其它第四節石材的加工類型與選用原則一、石材的加工類型

1、塊狀石材塊狀石材多為砌筑石材。分為毛石和料石兩類（1）毛石（又稱片石或塊石）毛石是由爆破直接獲得的石塊。毛石常用于砌筑毛石基礎、勒腳、墻身、堤壩和配制毛石混凝土等。（2）料石

料石是經人工或機械開采出的較規則的六面體石塊，略加鑿制而成，至少應有一個面的邊角整齊，以便互相合縫。第一節墻體材料一、燒結磚

磚是砌筑用的小型塊材。砌墻磚按用途：承重磚和非承重磚；按原材料：粘土磚（N）、粉煤灰磚（F）、煤矸石磚（M）、頁巖磚（Y）、灰砂磚（LSB）、煤（爐）渣磚（MZ）等；按外形:實心磚、多孔磚和空心磚；按生產工藝:燒結磚和非燒結磚(蒸養或蒸壓工藝)。

根據《燒結多孔磚》(GB13544—2000)的規定，強度和抗風化性能合格的燒結多孔磚，根據尺寸偏差、外觀質量、孔形及孔洞排列、泛霜、石灰爆裂分為優等品(A)、一等品(B)和合格品(C)三個質量等級。（1）外觀質量和尺寸偏差

按現行國標《燒結多孔磚》（GB13544—2000）規定，燒結多孔磚的尺寸偏差與外觀質量應符合下表的要求。

燒結多孔磚的尺寸偏差(mm)尺寸優等品一等品合格品樣本平均偏差樣本極差≤樣本平均偏差樣本極差≤樣本平均偏差樣本極差≤290、240±2.06±2.57±3.08190、180、175、140、115±1.556±2.0±2.5790±1.54±1.75±2.06（1）密度等級空心磚根據其表現密度不同，分為800、900、1000三個密度等級。空心磚密度等級（kg/m3）密度級別五塊密度平均值8009001100≤800801~900901~1100

空心磚的每個密度級別又根據孔洞及其排數、尺寸偏差、外觀質量、強度等級和物理性能分為優等品（A）、一等品（B）和合格品（C）三個等級。（3）強度等級根據五塊空心塊的抗壓強度，可將空心磚分為MU5.0、MU3.0、MU2.0三個強度等級。燒結空心磚的強度等級（MPa）等級強度等級大面抗壓強度條面抗壓強度平均值不小于單塊最小值不小于平均值不小于單塊最小值不小于優等品一等品合格品MU5.0MU3.0MU2.05.03.02.03.72.21.43.42.21.62.31.40.9（4）物理性質和耐久性空心磚的物理指標和耐久性指標項

目鑒別指標

凍

融（1）優等品不允許出現裂紋、分層、掉皮、缺棱掉角等凍壞現象。（2）一等品、合格品①凍裂長度不大于表7.12中(3)、(4)的合格規定。②不允許出現分層、掉皮、缺棱掉角等凍壞現象。泛

霜（1）優等品

不允許出現輕微泛霜（2）一等品

不允許出現中等泛霜（3）合格品

不允許出現嚴重泛霜石灰爆裂試驗后的每塊試樣應符合表7.12中(3)、(4)、(5)的規定，同時每組試驗必須符合下列要求：（1）優等品

：在同一大面和條面上出現最大直徑5mm~10mm的爆裂區域不多于1處的試樣，不得多于1塊

（2）一等品

①在同一大面和條面上出現最大直徑5mm~10mm的爆裂區域不多于1處的試樣，不得多于3塊

②各面出現最大直徑10mm~15mm的爆裂區域不多于1處的試樣，不得多于2塊（3）合格品

：各面不得出現最大直徑大于15mm的爆裂區域吸水率（