本章對材料的基本物理性質(zhì)、材料與水有關(guān)的性質(zhì)、材料的熱工性、材料的聲學(xué)性質(zhì)、材料的力學(xué)性質(zhì)以及材料的耐久性進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。 
（1） 材料的基本物理性質(zhì)，包括材料的結(jié)構(gòu)組成以及密度、表觀密度、堆積密度的概念與計(jì)算。 
（2） 材料與水相關(guān)的性質(zhì)，包括材料的親水性、憎水性；材料的吸水率、吸濕率；材料的抗?jié)B性、抗凍性的概念、表征指標(biāo)以及對材料的性能影響。 
（3） 材料的熱工性，包括材料的導(dǎo)熱性、熱容性以及熱變形性三方面的內(nèi)容，根據(jù)不同的工程環(huán)境以及不同的建筑結(jié)構(gòu)要選用具有不同熱工性能的材料。 
（4） 材料的聲學(xué)性質(zhì)，介紹了聲波在建筑材料表面發(fā)生的反射、透射、吸收三種現(xiàn)象，以及材料的吸聲性能、隔聲性能的衡量指標(biāo)及影響因素。 
（5） 材料的力學(xué)性質(zhì)，主要包括材料的強(qiáng)度、變形（彈塑性、脆韌性）、硬度和耐磨性幾項(xiàng)基本性質(zhì)的表征指標(biāo)和影響因素等內(nèi)容。 
（6） 材料的耐久性，是一項(xiàng)綜合性技術(shù)指標(biāo)。對于保證建筑物的使用，減少使用期間的維修費(fèi)用，延長建筑物的使用壽命具有重要意義。 






一、 名詞解釋 
密度、表觀密度、堆積密度、孔隙率、空隙率、強(qiáng)度、耐久性 
二、 簡答題 
1. 材料的密度、表觀密度、孔隙率之間有何關(guān)系？ 
2. 材料的孔隙率與空隙率有何區(qū)別？ 
3. 材料的孔隙率對材料的強(qiáng)度、吸水性、抗?jié)B性、抗凍性有何影響？ 
4. 根據(jù)材料所受外力形式的不同，材料強(qiáng)度可分為哪四種？如何計(jì)算？ 
5. 什么是材料的抗?jié)B性？如何表征材料抗?jié)B性的好壞？ 
6. 什么是材料的抗凍性？材料凍融破壞的主要原因是什么？ 
7. 什么是材料的耐久性？如何提高材料的耐久性？ 












建筑裝飾石材 






了解巖石的基本知識。 
掌握建筑裝飾石材的技術(shù)要求。 
掌握大理石板材與花崗巖板材的外觀特征區(qū)別與應(yīng)用方面的不同。 
熟悉天然石材與人造石材的組成、性質(zhì)、品種、技術(shù)要求、特點(diǎn)及在裝飾工程中的應(yīng)用。 


具有一定物理、化學(xué)性能，可用作建筑材料的巖石統(tǒng)稱為建筑石材。在此基礎(chǔ)上，若建筑石材又具有一定的裝飾性能，加工后可供建筑裝飾使用，則稱之為建筑裝飾石材。 
石材按照開采制造過程可分為天然石材和人造石材。其中，天然石材強(qiáng)度高、裝飾性能好、耐久性高、來源廣泛，是人類自古以來廣泛采用的裝飾材料。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人造石材作為一種新型的飾面材料，也正在被廣泛地應(yīng)用于建筑室內(nèi)外裝飾。 




課題 
巖石的基本知識 










一、 巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造 






巖石的結(jié)構(gòu)是指巖石的原子、分子、離子層次的微觀構(gòu)成形式，即礦物的結(jié)晶程度、結(jié)晶大小、形態(tài)及相互排列關(guān)系，如玻璃狀、細(xì)晶狀、粗晶狀、斑狀、纖維狀等。巖石的構(gòu)造是指用放大鏡或肉眼宏觀可分辨的巖石構(gòu)成形式，即礦物在巖石中的排列及相互配置關(guān)系，如致密狀（大理石）、層狀（浮石）、片狀（片麻巖）、礫狀（花崗石）、流紋狀等。 






二、 巖石的分類 




天然巖石按地質(zhì)成因可分為火成巖、沉積巖、變質(zhì)巖三大類。它們具有顯著不同的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和性質(zhì)。 
1. 火成巖 
火成巖也稱巖漿巖，是由地殼深處熔融巖漿上升冷卻而成的，它是地殼中的主要巖石，約占地殼總質(zhì)量的89%。火成巖根據(jù)巖漿冷卻條件的不同，又分為深成巖、噴出巖和火山巖三種。 
深成巖的特點(diǎn)是結(jié)晶完全、晶粒明顯可辨、構(gòu)造致密、表觀密度大、抗壓強(qiáng)度高、吸水率小、抗凍及耐久性好。建筑上常用的深成巖有花崗巖、正長巖和橄欖巖等。 
噴出巖是巖漿在噴出地表時，壓力急劇降低并快速冷卻而形成的。建筑中用到的噴出巖有玄武巖、輝綠巖、安山巖等。 
火山巖多呈玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，有較高的化學(xué)活性。火山巖在裝飾工程中較少直接使用，常作為配制輕質(zhì)混凝土和砂漿的天然集料使用。 
2. 沉積巖 
沉積巖也稱水成巖，是露出地表的各種巖石（火成巖、變質(zhì)巖及早期形成的沉積巖），在外力作用下，經(jīng)風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積、再造成巖四個階段，在地表及地下不太深的地方形成的巖石。其主要特征是呈層狀構(gòu)造，外觀多層理，且各層的顏色成分均不相同，各向異性，且含有動植物化石，相對于火成巖，沉積巖的孔隙率和吸水率較大，表觀密度較小，強(qiáng)度和耐久性較火成巖低。沉積巖中的所含礦產(chǎn)極為豐富，有煤、石油、錳、鐵、鋁、磷、石灰石和鹽巖等。雖然沉積巖僅占地殼質(zhì)量的5%，但其分布極廣，約占地殼表面積的75%，加之其容易加工，所以在建筑上應(yīng)用十分廣泛，是一種重要的巖石。沉積巖按照生成條件分為以下三類：機(jī)械沉積巖、生物沉積巖、化學(xué)沉積巖。 
機(jī)械沉積巖是巖石風(fēng)化破碎以后又經(jīng)風(fēng)雨、河流等搬運(yùn)、沉積、重新壓實(shí)或膠結(jié)作用，在地表或距地表不太深處形成的巖石，主要有砂巖、礫巖、角礫巖和頁巖等。 












生物沉積巖是有機(jī)體死亡后的殘骸，經(jīng)分解、分選、沉積而成的巖石，如石灰?guī)r、硅藻土等。 
化學(xué)沉積巖是巖石中的礦物溶于水后，經(jīng)富集、沉積而成的巖石，如石膏、白云巖、菱鎂礦等。 
3. 變質(zhì)巖 
變質(zhì)巖是地殼中原有的巖石（包括火成巖、沉積巖和早期生成的變質(zhì)巖），由于巖漿活動和構(gòu)造運(yùn)動的影響，原巖變質(zhì)（再結(jié)晶，使礦物成分、結(jié)構(gòu)等發(fā)生改變）而形成的新巖石。沉積巖變質(zhì)后，性能變好，結(jié)構(gòu)變得致密，堅(jiān)實(shí)耐久，如石灰?guī)r（沉積巖）變質(zhì)為大理石，這種巖石稱為稱副變質(zhì)巖；而火成巖經(jīng)變質(zhì)后，性質(zhì)反而變差，如花崗巖（深成巖）變質(zhì)成的片麻巖，易產(chǎn)生分層剝落，使耐久性變差，這種巖石稱為正變質(zhì)巖。常用的變質(zhì)巖主要有如下幾種。 
（1） 大理巖也稱大理石，是由石灰?guī)r、白云巖經(jīng)變質(zhì)而成的具有細(xì)晶結(jié)構(gòu)的致密巖石。 
（2） 石英巖是由硅質(zhì)砂巖受地質(zhì)動力變化變質(zhì)而成的一種酸性變質(zhì)巖，它們質(zhì)地均勻致密，抗壓強(qiáng)度高達(dá)250 MPa～400 MPa，莫氏硬度為7，耐酸性好，加工困難，但耐久性強(qiáng)，使用年限可達(dá)千年。石英巖板材可用作重要建筑的飾面材料或地面、踏步、耐酸襯板等。 
（3） 片麻巖是由花崗巖等火成巖經(jīng)過高壓地質(zhì)作用重新結(jié)晶變質(zhì)而成。其礦物成分與花崗石相近，具有片麻狀構(gòu)造。垂直于片理方向的抗壓強(qiáng)度為120 MPa～200 MPa，沿片理方向易于開采加工。吸水性高，抗凍性差，通常加工成毛石或碎石，用于不重要的工程。 




課題 
建筑裝飾石材的技術(shù)要求 










一、 表觀密度 




天然石材按其表觀密度大小分為重石和輕石兩類。表觀密度大于1 800 kg/m3的為重石，其主要用于建筑的基礎(chǔ)、貼面、地面、路面、房屋外墻、擋土墻、橋梁以及水工構(gòu)筑物等。表觀密度小于1 800 kg/m3的為輕石，主要用于墻體材料，如采暖房屋外墻等。 






二、 強(qiáng)度等級 




石材的強(qiáng)度等級是以三個邊長為70 mm的立方體試件在浸水飽和狀態(tài)下的極限抗壓強(qiáng)度的平均值來表示。根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50003—2011）中的規(guī)定，按石材的抗壓強(qiáng)度分為7個強(qiáng)度等級：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。 






三、 吸水性 




天然石材的吸水率一般較小，但因其形成的條件、密實(shí)程度等情況的不同，石材的吸水率波動較大，其大小主要與石材的化學(xué)成分、孔隙率大小、孔隙特征等因素有關(guān)�；◢弾r的吸水率通常小于0.5%，而貝類石灰?guī)r吸水率可達(dá)15%。巖石吸水后強(qiáng)度降低，抗凍性、耐久性均下降。 






四、 耐水性 




石材的耐水性用軟化系數(shù)K表示，按K值的大小，石材的耐水性可分為高、中、低三等。其中，K＞0.90的石材為高耐水性石材，K＝0.75～0.90的石材為中耐水性石材，K＝0.60～0.75的石材為低耐水性石材。一般K＜0.80的石材不允許用于重要建筑。 






五、 抗凍性 




石材的抗凍性用凍融循環(huán)次數(shù)表示，在規(guī)定的凍融循環(huán)次數(shù)內(nèi)，無貫穿裂紋（穿過試件兩棱角）、重量損失不超過5%、強(qiáng)度降低不大于25%，則為抗凍性合格。石材的抗凍性主要決定于其礦物成分、晶粒大小和分布均勻性、天然膠結(jié)物的膠結(jié)性質(zhì)、孔隙率及吸水性等性質(zhì)。石材應(yīng)根據(jù)使用條件選擇相應(yīng)的抗凍性指標(biāo)。一般室外工程飾面石材的抗凍次數(shù)應(yīng)大于25次。 






六、 硬度 




石材的硬度反映其加工的難易性和耐磨性。石材的硬度通常用莫氏硬度表示，它是一種礦物相對刻畫硬度，分為十級。各莫氏硬度級標(biāo)準(zhǔn)礦物如表3��1所示。 






表3��1莫氏硬度標(biāo)準(zhǔn)礦物 






硬度 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
礦物 
滑石 
石膏 
方解石 
螢石 
磷灰石 
長石 
石英 
黃玉 
剛玉 
金剛石 


例如，在某種石材的平滑面上，用長石刻劃不能留下痕跡，用石英刻劃可以留下痕跡，那么這種石材的莫氏硬度即為6。 






七、 其他性能 




除以上幾種性質(zhì)以外石材的技術(shù)性能還包括耐熱性、導(dǎo)熱性、耐磨性、沖擊韌性等。