一、常用石材的技術(shù)性能

1. 石材的物理性質(zhì)

房屋建筑工程對(duì)石材物理性質(zhì)的要求主要體現(xiàn)在石材的體積密度、吸水率、耐水性等方面。

(1)體積密度

石材的體積密度由石材的礦物組成及致密程度所決定。在一般情況下，同種石材的體積密度越大，強(qiáng)度越高，吸水率越小．抗凍性和耐久性越好，導(dǎo)熱性也好。花崗巖、大理巖等石材品種的致密程度高，體積密度接近于密度值。火山凝灰?guī)r、浮石等則由于孔隙率大，體積密度小。石材根據(jù)各自體積密度不同可以分為輕質(zhì)石材和重質(zhì)石材兩大類。

輕質(zhì)石材  體積密度小于1800kg/m³，一般用于墻體材料，個(gè)別還可用于屋面工程。

重質(zhì)石材  體積密度大于1800kg/m³，可以作為承重、裝修和裝飾用材料。

(2)吸水性

石材的吸水性與其7L隙率和孔隙特征有關(guān)。孔隙特征相同的石材，孔隙率越大，吸水率也越高。

石材吸水后強(qiáng)度降低，抗凍性變差，導(dǎo)熱性增加，耐水性和耐久性下降。體積密度大者，孔隙率小，吸水率也小，如花崗巖吸水串通常小于0.5％，而多孔貝類石灰?guī)r吸水率則可高達(dá)15％。

(3)耐水性

石材的耐水性以軟化系數(shù)(K)來(lái)表示。當(dāng)石材中含有粘土或易溶于水的物質(zhì)時(shí)，在水飽和狀態(tài)下，強(qiáng)度會(huì)發(fā)生明顯下降。建筑上使用的石材應(yīng)具有滿足要求的耐水性。

(4)抗凍性

抗凍性是指石材抵抗凍融破壞的能力，是衡量石材耐久性的一個(gè)重要指標(biāo)。

石材的抗凍性和吸水率大小石密切關(guān)系，一般吸水率大的石材，抗凍性也差。此外，抗凍性還與石材的吸水飽和程度、凍結(jié)溫度和凍融次數(shù)有關(guān)。

石材的抗凍性以石材在水飽和狀態(tài)下所能經(jīng)受的凍融循環(huán)的次數(shù)表示。

(5)耐火性

石材在遇到高溫考驗(yàn)時(shí)將會(huì)受到損害。由于熱脹冷縮的作用使得內(nèi)部體積變化不一致，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致破壞。各種造巖礦物熱膨脹系數(shù)不同，受熱后產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而至崩裂。在高溫下，造巖礦物還會(huì)產(chǎn)生分解和變質(zhì)。如含有石膏的石材，在100℃以上時(shí)開(kāi)始破壞；含有碳酸鎂和碳酸鈣的石材，在700-800℃左右即發(fā)生分解；含有石英的石材，在700℃時(shí)會(huì)由于受熱膨脹而破壞。

2. 石材的力學(xué)性質(zhì)

(1)石材的抗壓強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)

石材的強(qiáng)度取決于造巖礦物及巖石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造。巖石的結(jié)構(gòu)越致密，晶粒越細(xì)小，巖石的強(qiáng)度越高。具有層狀構(gòu)造的巖石，其垂直層理方向的強(qiáng)度較平行層理方向的強(qiáng)度高。

石材是非均質(zhì)和各向異性的材料，而且是典型的脆性材料，其力學(xué)性能中抗壓強(qiáng)度較高，抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度低得多，約為抗壓強(qiáng)度的1/10一1/20。砌筑用石材的抗壓強(qiáng)度由邊長(zhǎng)為70mm的立方體試件進(jìn)行測(cè)試，并以三個(gè)試件在水飽和狀態(tài)下的極限抗壓強(qiáng)度的平均值表示。石材的強(qiáng)度等級(jí)由抗壓強(qiáng)度來(lái)劃分，并以符號(hào)MU和抗壓強(qiáng)度值來(lái)表示，共劃分有MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MUl5、MUl0九個(gè)等級(jí)(GBJ3—88)。

裝飾用石材的抗壓強(qiáng)度采用邊長(zhǎng)為50mm的立方體試件來(lái)測(cè)試(GB9966.I-88)。

(2)石材的其他力學(xué)性質(zhì)

根據(jù)石材的用途不同，對(duì)石材的技術(shù)要求還有抗折強(qiáng)度、硬度、耐磨性、抗沖擊性等。

石材的硬度主要取決于石材的礦物組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。由強(qiáng)度和硬度較高的造巖礦物所組成的巖石，其硬度較高，耐磨性較強(qiáng)。結(jié)品質(zhì)結(jié)構(gòu)硬度高于玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)硬度，構(gòu)造緊密的巖石硬度也比較高。

巖石的硬度以莫氏硬度來(lái)表示。

耐磨性是石材抵抗摩擦、邊緣剪切以及撞擊等復(fù)雜作用下的性質(zhì)。它包括耐磨損性和耐磨耗性兩個(gè)方面。

耐磨損性是以磨損度表示石材受摩擦作用時(shí)，其單位面積摩擦所產(chǎn)生的質(zhì)量損失的大小。

耐磨耗性是以磨耗度表示石材同時(shí)受摩擦與沖擊作用時(shí)，其單位質(zhì)量所產(chǎn)生的質(zhì)量損失的大小。

石材的耐磨性與巖石中造巖礦物的硬度及巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造有一定的關(guān)系。一般而言，巖石強(qiáng)度高，構(gòu)造致密，則耐磨性也較好。用于建筑工程上的石材，應(yīng)具有較好的耐磨性能。

二、石材在建筑上的應(yīng)用

1. 毛石

毛石指巖石經(jīng)爆破后所得形狀不規(guī)則的石塊，有亂毛石和平毛石之分。亂毛石形狀不規(guī)則，平毛石形狀雖也不規(guī)則，但大致有兩個(gè)平行的面。建筑上用毛石一般要求中部厚度不小于15cm，長(zhǎng)度為30-40cm，抗壓強(qiáng)度應(yīng)大于10MPa，軟化系數(shù)應(yīng)不小于0.75。致密堅(jiān)硬的沉積巖可用于一般的房屋建筑，而重要的工程應(yīng)采用強(qiáng)度高、抗風(fēng)化性能好的巖漿巖。毛石常用來(lái)砌筑基礎(chǔ)、勒腳、培身、擋土埔、堤岸及護(hù)坡，還可以用來(lái)澆筑片石混凝土。

2. 料石

料石是指由開(kāi)采所得的比較規(guī)則的六面體塊石，稍加鑿琢修整而成。按加工平整程度分為：

細(xì)料石  疊砌面的凹入深度不大于10mm。

半細(xì)料石  疊砌面的凹入深度不大于15mm。

粗料石  疊砌面的凹人深度不大于20mm。

毛料石  外形大致方正，一般不加工或稍加修正，高度不小于200mm，疊砌面四人深度不大于25mm。

粗料石和毛料石主要用于建筑物的基礎(chǔ)、勒腳、墻體等部位，半細(xì)料石和細(xì)料石主要用作鑲面材料。

3. 板材

結(jié)構(gòu)致密的巖石經(jīng)鑿乎或鋸解成一定厚度的石材即為板材。作為飾面用的板材，一般采用大理巖或花崗巖加工制作。飾面板材要求耐磨、耐久，無(wú)裂縫或水紋，色彩豐富，外表美觀。花崗石板材主要用于建筑工程室外裝修裝飾；粗磨板材(表面平滑但無(wú)光)主要用于建筑物外墻面、柱面、臺(tái)階及勒腳等部位；磨光板材(表面光滑如鏡)主要用于室內(nèi)外場(chǎng)面、柱面。大理石板材經(jīng)研磨、拋光成鏡面后主要用于室內(nèi)裝飾。

三、石材的防護(hù)

石材在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，會(huì)受到周圍自然環(huán)境的影響而產(chǎn)生物理變化和化學(xué)變化，致使巖石逐步風(fēng)化、破壞。此外，寄生在巖石表面的苔藥和植物根部的生長(zhǎng)對(duì)巖石也有破壞作用。風(fēng)化的速度取決于造巖礦物的性質(zhì)及巖石本身的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。在建筑中，石材的破壞主要是水分的滲入及水的作用。為了防止與減輕石材的風(fēng)化、破壞，可采取下列防護(hù)措施：

(1)結(jié)構(gòu)預(yù)防

建筑物暴露部分的石材如欄桿、樓梯、勒腳和屋頂?shù)龋�制成易于排水的形狀，使水分不易積存于表面，或在石材上覆蓋一層導(dǎo)水材料。

(2)表面磨光

采用致密的巖石，表面加工磨光，盡量使表面平滑無(wú)孔。

(3)表面處理

石材表面可用石蠟或涂料進(jìn)行處理，使其表面隔絕大氣和水分，起到防護(hù)作用。在石材表面涂刷熔化的石蠟，再對(duì)石材加熱，使石蠟滲入石材表面孔隙并填充孔隙。對(duì)于石灰?guī)r可用氟硅酸鎂溶液徐刷在石材表面，使之與碳配鈣作用：

生成的不溶性化合物caF2和MgF2沉積在微空中并覆蓋石材表面，起到防護(hù)作用。對(duì)于其他巖石可用硅酸鹽來(lái)防護(hù)，在石材表面涂以水玻璃，硬化后再涂一層氯化鈣水溶液，兩者作用：

使石材表面形成不溶性硅酸鈣保護(hù)膜層，起到防護(hù)效果。

此外，還可以用甲基硅醇鈉等疏水劑作表面處理，延緩石材的表面風(fēng)化速度和降低污染。