天然石材种类多-建筑材料与检测

天然石材来自岩石,是将开采来的岩石进行一定加工处理后所得到的材料。天然石材按地质形成条件,可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。其具有强度高、耐磨性好的特点,在建筑装饰工程中被广泛应用。

1.岩浆岩

岩浆岩由地壳内部熔融岩浆上升冷却而成,又称火成岩。根据冷却条件的不同,岩浆岩可分为深成岩、喷出岩和火山岩三种。

(1)深成岩。岩浆在地表深处缓慢冷却结晶而成的岩石称为深成岩。其结构致密,晶粒粗大、体积、密度大,抗压强度高,吸水性小,耐久性高。建筑中常用的深成岩有花岗石、正长岩、辉长岩、闪长岩等。

花岗石属于深成的岩浆岩,是岩浆岩中分布最广的岩石,其主要矿物组成为长石、石英和少量云母等。花岗石为全晶质,有细粒、中粒、粗粒、斑状等多种结构,但以细粒构造性质为好,通常有灰、白、黄、粉红、红、纯黑等多种颜色,具有很强的装饰性。

花岗石的体积密度为2500～2800kg/m2,抗压强度为120～300 MPa,孔隙率低,吸水率为0.1%～0.7%,莫氏硬度为6～7,耐磨性好、抗风化性及耐久性高、耐酸性好,但不耐火。使用年限为数十年至数百年,高质量的可达千年以上。花岗石板材如图8-8所示。

图8-8　花岗石板材

花岗石主要用于基础、挡土墙、勒脚、踏步、地面、外墙饰面、雕塑等,属高档材料。破碎后可用于配制混凝土。另外,花岗石还用于耐酸工程。

(2)喷出岩。喷出岩是岩浆喷出地表后,在压力骤减和迅速冷却的条件下形成的岩石(图8-9)。其特点是结晶不完全,多呈细小结晶或玻璃质结构,岩浆中所含气体在压力骤减时会在岩石中形成多孔构造。建筑中用到的喷出岩有玄武岩、辉绿岩、安山岩等。玄武岩和辉绿岩十分坚硬,难以加工,常用作耐酸和耐热材料,也是生产铸石和岩棉的原料。

图8-9　喷出岩

(3)火山岩。火山岩是岩浆被喷到空气中,急速冷却而形成的岩石,又称火山碎屑(图8-10)。因由喷到空气中急速冷却而成,故内部含有大量的气孔,并多呈玻璃质,有较高的化学活性。常用的有火山灰、火山渣、浮石等,主要用作轻骨料混凝土的骨料、水泥的混合材料等。

图8-10　火山岩

2.沉积岩(www.xing528.com)

沉积岩又称水成岩,是指地表的各种岩石在外力地质作用下经风化、搬运、沉积成岩作用(压固、胶结、重结晶等),在地表或地表不太深处形成的岩石(图8-11)。沉积岩的主要特征是呈层状构造,各层岩石的成分、构造、颜色、性能均不同,且各为异性。与深成岩相比,沉积岩的体积密度小,孔隙率和吸水率较大,强度和耐久性较低。

沉积岩根据其生成条件,可分为机械沉积岩、化学沉积岩和有机沉积岩三种。

图8-11　沉积岩

3.变质岩

变质岩是岩石由于岩浆等的活动(高温、高湿、压力等)发生再结晶,使它们的矿物成分、结构、构造以至化学组成都发生改变而形成的岩石(图8-12)。

图8-12　变质岩

常用的变质岩主要有以下几种:

(1)石英岩。石英岩由硅质砂岩变质而成。结构致密均匀,坚硬,加工困难,耐酸性好,抗压强度为250～400MPa。石英岩主要用于纪念性建筑等的饰面及耐酸工程,使用寿命可达千年以上。

(2)大理石。大理石由石灰岩或白云岩变质而成,主要矿物成分为方解石、白云石。具有等粒、不等粒、斑状结构。常呈白、浅红、浅绿、黑、灰等颜色(斑纹),抛光后具有优良的装饰性,白色大理石又称汉白玉。

大理石体积密度为2500～2800kg/m2,抗压强度为100～300 MPa,莫氏硬度为3～4,易于雕琢磨光。城市空气中的二氧化硫遇水后,对大理石中的方解石有腐蚀作用,即生成易溶的石膏,从而使表面变得粗糙多孔,失去光泽,故其不宜用于室外。但吸水率小、杂质少、晶粒细小、纹理细密、质地坚硬,特别是白云岩或白云质石灰岩变质而成的某些大理石,也可用于室外,如汉白玉、艾叶青等。

大理石主要用于室内装修,如墙面、柱面及磨损较小的地面、踏步等,如图8-13所示。

图8-13　大理石的应用

(3)片麻岩。片麻岩由花岗石变质而成,呈片状构造,各向异性,在冰冻作用下易成层剥落。片麻岩的体积密度为2600～2700kg/m2,抗压强度为120～250 MPa。其可用于一般建筑工程的基础、勒脚等石砌体,可作混凝土骨料。