天然石材技术性质大揭秘

工程中使用天然石材时，要根据用途、使用部位等考虑其技术性质。作为承重材料使用时主要考虑物理性质和力学性质。物理性质包括表观密度、吸水性、耐水性、抗冻性、耐热性和导热性；力学性质包括抗压强度、冲击韧性、硬度、耐磨性等。用做装饰材料的石材，主要考虑其强度、装饰性、吸水率和抗风化性。板材制品主要检测其形状尺寸的偏差范围和表面质量，以保证装饰材料的要求。

1.物理性质

（1）表观密度。石材表观密度与其矿物组成和孔隙率有关。致密的石材，如花岗岩、大理岩等，其表观密度接近其密度，一般为2500～3100kg/m3。而孔隙率较大的石材，如火山凝灰岩、浮石等，表观密度远小于其密度，约为500～1700kg/m3。因此，石材的表观密度反映了石材内部结构的密实性和坚硬程度，表观密度越大，石材越坚硬。按照表观密度将石材分为重石和轻石两类。表观密度大于或等于1800kg/m3者为重石，可用于建筑物的基础、贴面、地面、房屋外墙、桥梁及水工构筑物等；表观密度小于1800kg/m3者为轻石，主要用于墙体材料。

（2）吸水性。石材吸水性的大小主要取决于内部孔隙率和孔隙特征，因此也是反映石材内部结构致密性和密实程度的物理性能指标。深成岩以及一些变质岩的孔隙率很小，因而吸水性也很低，例如花岗岩的吸水率通常小于0.5％。沉积岩由于形成条件的不同，密实程度也有所不同，内部孔隙率与孔隙特征的变化很大，因而其吸水率波动也很大，例如致密石灰岩的吸水率可小于1％，而多孔贝壳石灰岩可高达15％。

石材的吸水性对其强度和耐水性有很大影响。石材吸水后，会使内部结构减弱，降低矿物颗粒之间的粘结力，从而使强度降低。同时，石材的吸水性对其导热性、抗冻性等性质也有很大影响。

（3）耐水性。耐水性即石材在吸水饱和状态下的抗压强度与干燥状态的强度之比。石材的耐水性按软化系数分为高耐水性、中耐水性、低耐水性三等，其软化系数分别为大于0.90、0.70～0.90和0.60～0.70。一般软化系数低于0.80的石材，不允许用于重要建筑。

（4）抗冻性。石材的抗冻性是用冻融循环次数表示的。石材在吸水饱和状态下，经规定的冻融循环次数（15次、20次或50次），若无贯穿裂缝且质量损失不超过5％，强度降低不大于25％时，则认为抗冻性合格。

石材的抗冻性主要取决于矿物组成、结构及其构造，应根据使用条件，选择相应的抗冻性指标。(www.xing528.com)

（5）耐热性。石材的耐热性与其化学成分及矿物组成有关。含有石膏的石材，在温度超过100°C时开始破坏；含有碳酸镁的石材，温度高于725°C会发生破坏；含有碳酸钙的石材，温度达827°C时开始破坏。由石英与其他矿物所组成的结晶石材如花岗岩等，当温度达到700°C以上时，由于石英受热发生膨胀，强度迅速下降。

（6）导热性。石材的导热性主要与其致密程度有关。重质石材的导热系数可达2.91～3.49W/（m·K）；轻质石材的导热系数则为0.23～0.70W/（m·K）。具有封闭孔隙的石材，导热性差。相同成分的石材，玻璃态比结晶态的导热系数小。

（7）抗风化性。水、冰、化学因素等造成岩石开裂或剥落的过程，称为岩石的风化。孔隙率的大小对风化有很大影响。当岩石内含有较多的黄铁矿、云母时。风化速度快，此外由方解石、白云石组成的岩石在酸性气体环境中也易风化。防风化的措施主要有磨光石材表面，防止表面积水，采用有机硅喷涂表面；对碳酸盐类石材可采用氟硅酸镁溶液处理石材表面。

2.力学性质

（1）抗压强度与强度等级。用于砌体结构的石材抗压强度采用边长70mm的立方体试件进行测试，并以三个试件破坏强度的平均值表示。石材的强度等级是由抗压强度值来划分的，分为MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15、MU10等九个等级。当试块为非标准尺寸时，可按表3-1进行换算。装饰用石材一般采用边长为50mm的立方体试件来测定抗压强度。

表3-1　砌体结构用石材强度等级的换算系数

（2）其他力学性质与要求。根据天然石材的用途，对其技术要求还有抗弯强度、硬度、耐磨性、冲击韧性等。由石英、长石组成的岩石，其硬度和耐磨性大，如花岗岩、石英岩等。由白云石、方解石组成的岩石，其硬度和耐磨性较差，如石灰岩、白云岩等。晶粒细小或含有橄榄石、角闪石等成分时，冲击韧性较好。