【正文】 有顆粒交錯(cuò)結(jié)構(gòu)，含有層狀或片狀構(gòu)造，以及業(yè)已風(fēng)化的巖石，都難以滿足加工要求。 石材的工藝性質(zhì)，主要指其開(kāi)采和加工過(guò)程的難易程度及可能性，包括加工性、磨光性與抗鉆性等。凡是用于可能遭受磨損作用的場(chǎng)所，例如臺(tái)階、人行道、地面、樓梯踏步等和可能遭受磨耗作用的場(chǎng)所，例如道路路面的碎石等，應(yīng)采用具有高耐磨性的石材。（4）耐磨性 耐磨性是指石材在使用條件下抵抗摩擦、邊緣剪切以及沖擊等復(fù)雜作用的能力。凡由致密、堅(jiān)硬礦物組成的石材，其硬度就高。通常，晶體結(jié)構(gòu)的巖石較非晶體結(jié)構(gòu)的巖石具有較高的韌性。石英巖、硅質(zhì)砂巖脆性較大。 根據(jù)抗壓強(qiáng)度值的大小，石材共分九個(gè)強(qiáng)度等級(jí)：MU100、MU80、MU60、MU50、MUMUMUMU1和MU10。 天然石材的力學(xué)性質(zhì)主要包括：抗壓強(qiáng)度、沖擊韌性、硬度及耐磨性等。由石英與其它礦物所組成的結(jié)晶石材，如花崗巖等，當(dāng)溫度達(dá)到700℃以上時(shí)，由于石英受熱發(fā)生膨脹，強(qiáng)度迅速下降。石材經(jīng)高溫后，由于熱脹冷縮、體積變化而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力或因組成礦物發(fā)生分解和變異等導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，吸水率＜％的石材，則認(rèn)為是抗凍的。能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)越多，則抗凍性越好。（4）抗凍性石材的抗凍性，是指其抵抗凍融破壞的能力。根據(jù)軟化系數(shù)大小，可將石材分為高、中、低三個(gè)等級(jí)。（3）耐水性石材的耐水性以軟化系數(shù)表示。石材吸水后，會(huì)降低顆粒之間的粘結(jié)力，從而使強(qiáng)度降低。沉積巖由于形成條件、密實(shí)程度與膠結(jié)情況有所不同，因而孔隙率與孔隙特征的變動(dòng)很大，這導(dǎo)致石材吸水率的波動(dòng)也很大，例如致密的石灰?guī)r，它的吸水率可小于1％，而多孔的貝殼石灰?guī)r吸水率可高達(dá)15％。（2）吸水性％的巖石稱為低吸水性巖石，％～％的稱為中吸水性巖石，％的稱高吸水性巖石。 表觀密度的大小常間接反映石材的致密程度與孔隙多少。 重質(zhì)石材 表觀密度＞1800kg/m3。 天然石材根據(jù)表觀密度大小可分為： 天然石材的技術(shù)性質(zhì)，可分為物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和工藝性質(zhì)。常用作碎石、塊石及人行道石板等。但硬度大，加工困難。 石英巖－－是由硅質(zhì)砂巖變質(zhì)而成，晶體結(jié)構(gòu)。鋸切、雕刻性能好，磨光后非常美觀，可用于高級(jí)建筑物的裝飾和飾面工程。 大理巖－－又稱大理石，是一種碳酸鹽礦物大于50％的變質(zhì)巖。 變質(zhì)巖是由原有巖石經(jīng)變質(zhì)后形成的巖石。三、變質(zhì)巖它的性質(zhì)決定于膠結(jié)物的種類及膠結(jié)的致密程度。其塊石可作基礎(chǔ)、墻身、階石及路面等，其碎石是常用的混凝土骨料。主要礦物成分為方解石。 （2）建筑中常用的沉積巖如生物碎屑灰?guī)r、硅藻土等。 化學(xué)沉積巖－－由溶解于水中的礦物質(zhì)經(jīng)聚積、反應(yīng)、重結(jié)晶等并沉積而形成的巖石。 機(jī)械沉積巖－－由自然風(fēng)化而逐漸破碎松散的巖石及砂等，經(jīng)風(fēng)、雨、冰川、沉積等機(jī)械力的作用而重新壓實(shí)或膠結(jié)而成的巖石，如砂巖、頁(yè)巖等。 沉積巖又稱水成巖，是由沉積物固結(jié)而形成的巖石。二、沉積巖因此，可作水泥的混合材料及混凝土的摻合料。 輝綠巖－－具有深灰、墨綠等色，致密塊狀構(gòu)造，有時(shí)有氣孔或杏仁狀構(gòu)造。常用作高強(qiáng)混凝土的骨料，也用其鋪筑道路路面等。在建筑中花崗巖常用于基礎(chǔ)、閘壩、橋墩、臺(tái)階、路面、墻石和勒腳及紀(jì)念性建筑物等。 （2）建筑中常用的巖漿巖 火山碎屑巖－－是火山爆發(fā)時(shí)，巖漿被噴到空中而急速冷卻后形成的巖石。建筑上常用的噴出巖有玄武巖、安山巖等。 深成巖－－是地殼深處的巖漿，在受上部覆蓋層壓力的作用下，經(jīng)緩慢冷凝而形成的巖石。 巖漿巖又稱火成巖，是地殼內(nèi)的熔融巖漿在地下或噴出地面后冷凝而成的巖石。 一、巖漿巖由單一礦物組成的巖石叫單礦巖；由兩種或更多種礦物組成的巖石叫多礦巖。目前，已發(fā)現(xiàn)的礦物有3300多種，絕大多數(shù)是固態(tài)無(wú)機(jī)物。礦物是在地殼中受各種不同地質(zhì)作用，所形成的具有一定化學(xué)組成和物理性質(zhì)的單質(zhì)（如石英、方解石等）或化合物（如云母、角閃石等）。但巖石的性質(zhì)較脆，抗拉強(qiáng)度較低，表觀密度大，硬度高，因此開(kāi)采和加工比較困難。 堅(jiān)固耐久、色澤美觀的石材可用作建筑物的飾面或保護(hù)材料。 散粒石料，如碎石、礫石、砂等，則廣泛用作混凝土骨料、道碴和鋪路材料等；二、石材的應(yīng)用由于人造石材可以人為控制其性能、形狀、花色圖案等，因此也得到廣泛應(yīng)用。 人造石材是用無(wú)機(jī)或有機(jī)膠結(jié)料、礦物質(zhì)原料及各種外加劑配制而成，例如人造大理石、花崗石等。 建筑石材是指具有一定的物理、化學(xué)性能，可用作建筑材料的巖石。正確、經(jīng)濟(jì)的選用石材。 1何謂材料的耐久性？它包括哪些內(nèi)容？第三章 石材內(nèi)容提要重點(diǎn)了解常用建筑石材的品種、性能和應(yīng)用范圍。 彈性材料與塑性材料有何不同？ 材料的孔隙率與孔隙特征對(duì)材料的表觀密度、吸水、吸濕、抗?jié)B、抗凍、強(qiáng)度及保溫隔熱等性能有何影響？ 材料的質(zhì)量吸水率和體積吸水率有何不同？?jī)烧叽嬖谑裁搓P(guān)系？什么情況下采用體積吸水率或質(zhì)量吸水率來(lái)反映材料的吸水性？ 何謂材料的密實(shí)度和孔隙率？?jī)烧哂惺裁搓P(guān)系？通過(guò)本章學(xué)習(xí)可以了解、明辨建筑材料所具有的各種基本性能的定義、內(nèi)涵、參數(shù)及計(jì)算表征方法，了解材料性能對(duì)建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的影響作用，為下一步學(xué)習(xí)材料的性能打下基礎(chǔ)。 有機(jī)材料因腐爛、蟲(chóng)蛀、老化而變質(zhì) 本章小結(jié)本章是學(xué)習(xí)建筑材料課程應(yīng)首先具備的基礎(chǔ)知識(shí)和理論。 鋼材易受氧化而銹蝕 生物作用是昆蟲(chóng)、菌類等對(duì)材料所產(chǎn)生的蛀蝕腐朽等破壞作用。 物理作用包括材料的干濕變化、溫度變化及凍融變化等。 二、環(huán)境影響因素 材料的耐久性是指用于建筑物的材料，在環(huán)境的多種因素作用下不變質(zhì)、不破壞，長(zhǎng)久地保持其使用性能的能力。一般來(lái)說(shuō)，強(qiáng)度較高且密實(shí)的材料，其硬度較大，耐磨性較好。 材料的耐磨性與材料的組成成分、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、硬度等有關(guān)。 A—試件受磨損的面積（cm2）。 mm2一分別為材料磨損前、后的質(zhì)量（g）； 式中: 耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力。工程中有時(shí)也可用硬度來(lái)間接推算材料的強(qiáng)度。鋼材、木材及混凝土等的硬度常用鋼球壓人法測(cè)定（布氏硬度HB）。刻劃法常用于測(cè)定天然礦物的硬度。 硬度是材料表面能抵抗其它較硬物體壓入或刻劃的能力。六、材料的硬度、耐磨性 式中:其計(jì)算公式為 材料的韌性值用沖擊韌性指標(biāo)αK表示。材料在沖擊或振動(dòng)荷載作用下，能吸收較大的能量，產(chǎn)生一定的變形而不破壞，這種性質(zhì)稱為韌性。建筑材料中大部分無(wú)機(jī)非金屬材料均為脆性材料，如天然巖石、陶瓷、玻璃、普通混凝土等。其抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度，可高達(dá)數(shù)倍甚至數(shù)十倍。具有這種性質(zhì)的材料稱脆性材料。 彈塑性材料的變形曲線 五、材料的脆性與韌性 圖中ab為可恢復(fù)的彈性變形，bo為不可恢復(fù)的塑性變形。有些材料在受力時(shí)，如建筑鋼材，當(dāng)所受外力小于彈性極限時(shí)，僅產(chǎn)生彈性變形；而外力大于彈性極限后，則除了彈性變形外，還產(chǎn)生塑性變形。這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形。E值愈大，材料愈不易變形，亦即剛度好。 E——材料的彈性模量（MPa）。材料在彈性變形范圍內(nèi)，彈性模量E為常數(shù)，其值等于應(yīng)力σ與應(yīng)變?chǔ)诺谋戎?，即材料的這種當(dāng)外力取消后瞬間內(nèi)即可完全消失的變形，稱為彈性變形。 優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料，必須具有較高的比強(qiáng)度。比強(qiáng)度是按單位體積質(zhì)量計(jì)算的材料強(qiáng)度，其值等于材料強(qiáng)度與其表觀密度之比。 比強(qiáng)度是按單位質(zhì)量計(jì)算的材料強(qiáng)度，其值等于材料強(qiáng)度與其表觀密度之比。對(duì)使用者而言，則有利于掌握材料的性能指標(biāo)，便于合理選用材料、正確進(jìn)行設(shè)計(jì)和控制工程施工質(zhì)量。碳素結(jié)構(gòu)鋼按其抗拉強(qiáng)度分為五個(gè)等級(jí)，如Q19Q21Q23Q25Q275等?；炷涟雌淇箟簭?qiáng)度分為十二個(gè)等級(jí)：、C…、C80等； 硅酸鹽水泥按抗壓和抗折強(qiáng)度分為四個(gè) 等級(jí)：； 燒結(jié)普通磚按抗壓強(qiáng)度分為六個(gè)等級(jí)：Mu Mu2 Mu Mu1 Mu ； 大部分建筑材料根據(jù)其極限強(qiáng)度的大小，可劃分為若干不同的強(qiáng)度等級(jí)?？箯潖?qiáng)度f(wàn)tm(MPa)抗剪強(qiáng)度f(wàn)v(MPa)b——斷面寬度(mm)。A——受荷面積(mm2)?？箟簭?qiáng)度f(wàn)c(MPa)、抗拉、抗剪和抗彎強(qiáng)度的計(jì)算公式。材料的靜力強(qiáng)度是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)試件的破壞試驗(yàn)而測(cè)得，必須嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。 根據(jù)外力作用形式的不同，材料的強(qiáng)度有抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度等，均以材料受外力破壞時(shí)單位面積上所承受的力的大小來(lái)表示。 材料在外力作用下抵抗破壞的能力，稱為材料的強(qiáng)度。 材料抗凍標(biāo)號(hào)的選擇，是根據(jù)結(jié)構(gòu)物的種類、使用條件、氣候條件等來(lái)決定的。 用符號(hào)Fn表示，其中n即為最大凍融循環(huán)次數(shù)，如F2F50等?？箖龅燃?jí)是以規(guī)定的試件，在規(guī)定試驗(yàn)條件下，測(cè)得其強(qiáng)度降低不超過(guò)25％，且質(zhì)量損失不超過(guò)5％時(shí)所能承受的最多的循環(huán)次數(shù)來(lái)表示。 材料在水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性質(zhì)，稱為材料的抗凍性。材料的抗?jié)B性與其孔隙率和孔隙特征有關(guān)。 混凝土的抗?jié)B性用抗?jié)B等級(jí)表示。 K值愈大，表示材料滲透的水量愈多，即抗?jié)B性愈差。 A————透水面積(cm2)； t————透水時(shí)間(t)； W————透過(guò)材料試件的水量(mL)； 滲透系數(shù)的物理意義是：一定厚度的材料，在一定水壓力下，在單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)單位面積的水量。 材料的抗?jié)B性通常用滲透系數(shù)K表示。 材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性，或稱不透水性。 ，通常可認(rèn)為是耐水材料。 f干————材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（MPa）。 f飽————材料在飽水狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（MPa）； K軟————材料的軟化系數(shù)； 材料長(zhǎng)期在水作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性。 m干————材料干燥至恒重時(shí)的質(zhì)量（g）。 W含————材料的含水率（％）；用公式表示為： 材料的體積吸水率用公式表示如下： （2）體積吸水率 ————材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g）。 m濕————材料在吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（g）；（％）； W質(zhì)———— （1）質(zhì)量吸水率 材料的吸水性用吸水率(Ratio of Water Absorption)表示，有質(zhì)量吸水率與體積吸水率兩種表示方法。 （二） 材料的吸水性與吸濕性 (Water Absorption) 當(dāng)θ=0176。時(shí)，材料表面不吸附水，此稱憎水性材料。 當(dāng)θ＜90176。 θ角愈小，表明材料愈易被水潤(rùn)濕。 （a）親水性材料 材料的潤(rùn)濕示意圖 問(wèn)題： 親水性材料與憎水性材料在實(shí)際工程中有何意義？ （2）潤(rùn)濕邊角 憎水性材料如瀝青、石油等。 材料產(chǎn)生親水性的原因是因其與水接觸時(shí)，材料與水分子之間的親合力大于水分子之間的內(nèi)聚力所致。 親水性：材料能被水潤(rùn)濕的性質(zhì)，如磚、混凝土等。 空隙率是指散粒材料在某容器的堆積體積中，顆粒之間的空隙體積（Va）占堆積體積的百分率，以P39?？捎孟率接?jì)算： （2）孔隙率（Porosity)工程中對(duì)需要保溫隔熱的建筑物或部位，要求其所用材料的孔隙率要較大。不同的孔隙對(duì)材料的性能影響各不相同。 按孔隙的特征，材料的孔隙可分為開(kāi)口孔隙和閉口孔隙兩種，二者孔隙率之和等于材料的總孔隙率。 密實(shí)度是指材料的固體物質(zhì)部分的體積占總體積的比例，說(shuō)明材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充填的程度，即反映了材料的致密程度，按下式計(jì)算： 土木工程中在計(jì)算材料用量、構(gòu)件自重、配料計(jì)算以及確定堆放空間時(shí)，均需要用到材料的上述狀態(tài)參數(shù)。測(cè)定散粒材料的堆積密度時(shí)，材料的質(zhì)量是指在一定容積的容器內(nèi)的材料質(zhì)量，其堆積體積是指所用容器的容積。 V039。－堆積密度（kg/m3）； 散粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的重量稱為堆積密度。不規(guī)則材料的體積要采用排水法求得，但材料表面應(yīng)預(yù)先涂上蠟，以防水分滲人材料內(nèi)部而影響測(cè)定值。 材料在自然狀態(tài)下的體積是指材料的實(shí)體積與材料內(nèi)所含全部孔隙體積之和。 式中: ρ0－表觀密度（g/cm3 或kg/m3）； 以前稱容重、有的也稱毛體積密度。 材料磨得愈細(xì)，測(cè)定的密度值愈精確。除了鋼材、玻璃等少數(shù)接近于絕對(duì)密實(shí)的材料外，絕大多數(shù)材料都有一些孔隙，如磚、石材等塊狀材料。 m－材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g）； 式中: 實(shí)際密度是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，單位體積所具有的質(zhì)量，按下式計(jì)算： （1） 實(shí)際密度 (True Density）單位為g/cm3 或kg/m3。 物理性質(zhì)包括密度、密實(shí)性、空隙率、孔隙率（計(jì)算材料用量、構(gòu)件自重、配料計(jì)算、確定堆放空間） 一、材料的密度、表觀密度與堆積密度 建筑材料的基本物理性質(zhì)建筑材料在建筑物的各個(gè)部位的功能不同，均要承受各種不同的作用，因而要求建筑材料必須具有相應(yīng)的基本性質(zhì)。此外，對(duì)于長(zhǎng)期暴露在大氣中的材料，要求能經(jīng)受風(fēng)吹、日曬、雨淋、冰凍而引起的溫度變化、濕度變化及反復(fù)凍融等的破壞作用。如用于建筑結(jié)構(gòu)的材料要受到各種外力的作用，因此，選用的材料應(yīng)具有所需要的力學(xué)性能。 了解和掌握材料的基本性質(zhì)，對(duì)于合