本日更新之前，先欣赏几张美丽震撼的石砌建筑的图片
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埃及胡夫金字塔（约公元前2670年，来源于图片） #
玛雅的平顶金字塔（前600年至西班牙人入侵前，来源于图片）
雅典帕特农神庙（前447年，来源于图片） #
引 子 #
石材是最古老的建筑材料之一，人类使用石材作为结构材料的历史可以追溯到新时期早期。
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世界上许多著名的古建筑，如古埃及的金字塔和古玛雅的平顶金字塔、古罗马的神殿等，均是超大规模的石砌建筑。石材在中国多用作建筑基础、道路和桥梁的结构材料（并不像西方的通体石砌建筑）。
赵州桥（隋，来源于图片）
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近几十年来，由于钢筋混凝土和新型砌筑材料的应用和发展，虽然在很大程度上代替了天然石材，但由于天然石材在地壳表面分布广，蕴藏丰富，便于就地取材，加之石材具有相当高的强度，良好的耐磨性和耐久性，因此，石材在土木工程中仍得到了广泛的应用。 #
针对建筑石材，我们主要从三个方面学习： #
石材的分类
天然石材是采自地壳表层的岩石。 #
天然石材根据生成条件（地质分类法）可分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类。
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一、火成岩 #
火成岩又称岩浆岩，是由地壳内部熔融岩浆上升冷却而成的岩石。 #
火成岩根据冷却条件的不同，又可分为深成岩、喷出岩和火山岩三类。 #
1、深成岩深成岩是岩浆在地壳深处，受上部覆盖层的压力作用，缓慢且均匀地冷却而成的岩石。 #
花岗岩（来源于图片）
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正长岩（来源于图片）
闪长岩（来源于图片） #
辉长岩（来源于图片） #
2、喷出岩
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喷出岩为熔融的岩浆喷出地壳表面，迅速冷却而成的岩石。岩浆喷出地表时压力骤减且迅速冷却中风化白云岩强度等级，结晶条件差，多呈隐晶质或玻璃体结构。工程上常用的喷出岩有玄武岩、安山岩和辉绿岩。 #
玄武岩（来源于图片）
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安山岩（来源于图片）
辉绿岩（来源于图片）3、火山岩火山岩是火山爆发时岩浆喷到空中，急速冷却后形成的岩石。火山岩为玻璃体结构且呈多孔构造。如火山灰、火山砂、浮石和凝灰岩。火山砂和火山灰常用作为水泥的混合材料。
凝灰岩（来源于图片） #
二、沉积岩
地表岩石经长期风化后，成为碎屑颗粒状或粉尘状中风化白云岩强度等级，经风或水的搬运，通过沉积和再造作用而形成的岩石称为沉积岩。
沉积岩大都呈层状构造，表观密度，孔隙率大，吸水率大，强度低，耐久性差。而且各层间的成分、构造、颜色及厚度都有差异。 #
沉积岩可分为机械沉积岩、化学沉积岩和生物沉积岩。1、机械沉积岩机械沉积岩是各种岩石风化后，经过流水、风力或冰川作用的搬运及逐渐沉积，在覆盖层的压力下或由自然胶结物胶结而成。如页岩、砂岩和砾岩。 #
页岩（来源于图片） #
砂岩（来源于图片）
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砾岩（来源于图片） #
2、化学沉积岩化学沉积岩是岩石中的矿物溶解在水中，经沉淀沉积而成。如石膏、菱镁矿、白云岩及部分石灰岩。 #
石膏矿（来源于图片） #
3、生物沉积岩生物沉积岩是由各种有机体残骸经沉积而成的岩石。如石灰岩、硅藻土等。 #
三、变质岩 #
岩石由于强烈的地质活动，在高温和高压下，矿物再结晶或生成新矿物，使原来岩石的矿物成分及构造发生显著变化而成为一种新的岩石，称为变质岩。 #
一般沉积岩形成变质岩后，其建筑性能有所提高。
例如：石灰岩和白云岩变质后成为大理岩，砂岩变质后成为石英岩，都比原来的岩石坚固耐久。相反，原为深成岩经变质后产生片状构造，建筑性能反而恶化。如花岗岩变质成为片麻岩后，易于分层剥落，耐久性差。 #
石材的技术性质
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石材的技术性质，主要包括表面密度、吸水性、耐水性、抗冻性、耐火性、抗压强度、硬度、耐磨性等方面。 #
一、表观密度
石材的表观密度与矿物组成及孔隙率有关。
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天然石材根据表观密度可分为轻质石材和重质石材。 #
二、吸水性
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石材的吸水性主要与其孔隙率和孔隙特征有关。孔隙特征相同的石材，孔隙率愈大，吸水率也愈高。 #
深成岩以及许多变质岩孔隙率都很小，因而吸水率也很小。石材吸水后强度降低，抗冻性变差，导热性增加，耐水性和耐久性下降。表观密度大的石材，孔隙率小，吸水率也小。
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三、耐水性
石材的耐水性以软化系数来表示。 #
根据软化系数的大小，石材的耐水性分为高、中、低三等： #
土木工程中使用的石材，软化系数应大于0.80。
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四、抗冻性
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抗冻性是指石材抵抗冻融破坏的能力，是衡量石材耐久性的一个重要指标。 #
石材的抗冻性与吸水率大小有密切关系。一般吸水率大的石材，抗冻性能较差另外，抗冻性还与石材吸水饱和程度、冻结温度和冻融次数有关。 #
五、耐火性 #
石材的耐火性取决于其化学成分及矿物组成。 #
由于各种造岩矿物热膨胀系数不同，受热后体积变化不一致，将产生内应力而导致石材崩裂破坏。另外，在高温下，造岩矿物会产生分解或晶型转变。
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如含有石膏的石材，在100℃以上时即开始破坏。含有石英和其他矿物结晶的石材，如花岗岩等，当温度在700℃以上时，由于石英受热膨胀，强度会迅速下降。
六、抗压强度 #
天然石材的抗压强度取决于岩石的矿物组成、结构、构造特征、胶结物质的种类及均匀性等。
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如花岗岩的主要造岩矿物是石英、长石、云母和少量暗色矿物，若石英含量高，则强度高；若云母含量高；则强度低。
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石材是非均质和各向异性的材料，而且是典型的脆性材料，其抗压强度高，抗拉强度比抗压强度低得多，约为抗压强度的1/10~1/20。 #
测定岩石抗压强度的试件尺寸为50mm×50mm×50mm的立方体。按吸水饱和状态下的抗压极限强度平均值，天然石材的强度等级分为MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15、MU10等九个等级。
七、硬度
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天然石材的硬度以莫氏或肖氏硬度表示。它主要取决于组成岩石的矿物硬度与构造。 #
凡由致密、坚硬的矿物所组成的岩石，其硬度较高；结晶质结构硬度高于玻璃质结构；构造紧密的岩石硬度也较高。岩石的硬度与抗压强度有很好的相关性，一般抗压强度高的其硬度也大。岩石的硬度越大，其耐磨性和抗刻划性能越好，但表面加工越困难。 #
八、耐磨性
石材耐磨性是指石材在使用条件下抵抗摩擦、边缘剪切以及撞击等复杂作用而不被磨损(耗)的性质。 #
耐磨性包括耐磨损性和耐磨耗性两个方面。 #
石材的耐磨性与岩石组成矿物的硬度及岩石的结构和构造有一定的关系。一般而言，岩石强度高，构造致密，则耐磨性也较好。用于土木工程中的石材，应具有较好的耐磨性。 #
石材的应用
石材根据加工方式及成品形态不同，其应用的领域及范围也不尽相同。
一、毛石
毛石是指岩石以开采所得、未经加工的形状不规则的石块。 #
毛石有乱毛石和平毛石两种。
土木工程用毛石一般要求中部厚度不小于15cm，长度为30~40cm，抗压强度应大于10MPa，软化系数不小于0.80。毛石主要用于砌筑建筑物基础、勒脚、墙身、挡土墙、堤岸及护坡，还可以用来浇筑片石混凝土。致密坚硬的沉积岩可用于一般的房屋建筑，而重要的工程应采用强度高、抗风性能好的岩浆岩。
毛石（来源于图片）
二、料石 #
料石是指以人工斩凿或机械加工而成，形状比较规则的六面体块石。
通常按加工平整程度分为毛料石、粗料石、半细料石和细料石四种。 #
料石一般由致密的砂岩、石灰岩、花岗岩加工而成，制成条石、方石及楔形的拱石。
料石的形状及加工尺寸和方法
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毛料石形状规则，大致方正，正面的高度不小于20cm，长度与宽度不小于高度，抗压强度不得低于30MPa。粗料石形体方正，其正面经锤凿加工要求正表面的凹凸相差不大于20mm。半细料石和细料石是用作镶面的石料，规格、尺寸与粗料石相同，而凿琢加工要求则比粗料石更高更严，半细料石正表面的凹凸相差不大于10mm，而细料石则相差不大于2mm。
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料石主要用于建筑物的基础、勒脚、墙体等部位，半细料石和细料石主要用作镶面材料。
粗料石墙壁（来源于图片）
半细石墙壁（来源于图片）
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细料石墙壁（来源于图片）
三、石板 #
石板是用致密的岩石凿平或锯成的一定厚度的岩石板材。 #
作为饰面用的板材，一般釆用大理岩和花岗岩加工制作。饰面板材要求耐磨、耐久、无裂缝或水纹，色彩丰富，外表美观。
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四、广场地坪、路面、庭院小径用石材
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广场地坪、路面、庭院小径用石材主要有石板、方石、条石、拳石、卵石等，这些岩石要求坚实耐磨，抗冻和抗冲击性好。当用平毛石、拳石、卵石铺路地坪或小径时，可以利用石材的色彩和外形镶拼成各种图案。
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拼图卵石路（来源于图片） #
附：常用的建筑板材及其对应的国家规范
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注：如需获取相关规范的PDF版本，请后台发送关键词“规范”。
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京公网安备 11010802021846号