最新岩石的基本知识课件.ppt
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- 最新 岩石 基本知识 课件
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1、第一节 岩石的基本知识第二章 石材 天然岩石不经机械加工或经机械加工而得的材料统称为天然石材。天然石材具有强度高、装饰性好、耐久性高、来源广泛等特点。一、造岩矿物天然岩石是矿物的集合体,组成岩石的矿物称为造岩矿物。大多数岩石是由多种造古矿物组成的。岩石没有确定的化学组成和物理力学性质。土木工程中常用岩石的主要造岩矿物有以下几种: (1)石英 二氧化硅(SiO2)晶体的总称,无色透明至乳白色,密度为2.65g/cm3,莫氏硬度为7,非常坚硬,强度高,化学稳定性及耐久性高。但受热时(573以上),因晶型转变会产生裂缝,甚至松散。(2)长石 长石族矿物的总称,包括正长石、斜长石等,为钾、钠、钙等的铝
2、硅酸盐晶体。密度为2.52.7g/cm3,莫氏硬度为6。坚硬、强度高、耐久性高,但低于石英,具有白、灰、红、青等多种颜色。长石是火成岩中最多的造岩矿物,约占总量的2/3。(3)角闪石、辉石、橄榄石 铁、镁、钙等硅酸盐的晶体。密度为33.6 g/cm3,莫氏硬度为57。强度高、韧性好、耐久性好。具有多种颜色。但均为暗色,故也称暗色矿物。(4)方解石 为碳酸钙晶体(CaCO3)。白色,密度为2.7 g/cm3,莫氏硬度为3。强度较高、耐久性次于上述矿(5)白云石 为碳酸钙和碳酸镁的复盐晶体(CaCO3MgCO3)。白色密度为2.9g/cm3,莫氏硬度为4。强度、耐酸腐蚀性及耐久性略高于方解石,遇酸
3、时分解。(6)黄铁矿 为二硫化铁晶体(FeS2)。金黄色,密度为5g/cm3,莫氏硬度为67。耐久性差,遇水和氧生成游离硫酸,且体积膨胀,并产生锈迹。黄铁矿为岩石中的有害矿物。(7)云母 云母族矿物的总称,为片状的含水复杂硅铝酸盐晶体。密度为2.73.1 g/cm3,莫氏硬度为23。具有极完全解理。易裂成薄片,玻璃光泽,耐久性差,具有无色透明、白色、绿色、黄色、黑色等多种颜色。云母的主要种类为白云母和黑云母,后者易风化为岩石中的有害矿物。物,遇酸后分解。二、岩石的形成、分类与性质岩石按地质形成条件分为火成岩、沉积岩和变质岩它们具有显著不同的结构构造和性质。(一)火成岩火成岩由地壳内部熔融岩浆上
4、升冷却而成,又称岩浆岩。1.侵入岩(1)深成岩 岩浆在地表深处受上部岩层的压力作用,缓慢冷却结晶成岩。结构致密具有粗大的晶粒和块状构造。常用的有花岗岩、正长岩、辉长岩、闪长岩等。(2)浅成岩 岩浆在地表浅处冷却结晶成岩。结构致密,由于冷却较快,故晶粒较小,如辉绿岩。 2.喷出岩岩浆冲破覆盖岩层喷出地表冷凝而成的岩石。当喷出岩形成较厚的岩层时,其结构致密,性能接近于深层岩,大部分结晶不完全,多呈隐晶质或玻璃质,如建筑上常用的玄武岩、安山岩等;当岩层形成较薄时,常呈多孔构造,近于火山岩。当岩浆被喷到空气中,急速冷却而形成的岩石又称火山碎屑、火山碎屑岩等。多呈玻璃质,有较高的化学活性。如火山灰、火山
5、渣、浮石等。 (二)沉积岩地表的各种岩石在地质、外力作用下经风化、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,又称水成岩。 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,且为各向异性。沉积岩按成因和物质成分可分为以下四种。l.碎屑岩风化后的岩石碎屑在流水、风、冰川等作用下,经搬迁、沉积、固结(多为自然胶结物固结)而成。2.化学沉积岩由岩石风化后溶于水而形成的溶液、胶体经搬迁、沉淀而成。如常用的石膏、菱镁矿、某些石灰岩等。 3.生物沉积岩由海水或淡水中的生物残骸沉积而成。常用的有石灰岩、白垩、硅藻土、硅藻石等。4.粘土岩由直径极细小的(0.
6、001mm)粘土矿物组成的沉积岩。(三)变质岩岩石由于岩浆等的活动(主要为高温、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。可分为两种。1.正变质岩由火成岩变质而成。如由花岗岩变质而成的片麻岩2.副变质岩由沉积岩变质而成。如大理石、石英岩等。三、岩石的结构与性质大多数岩石属于结晶结构,少数岩石具有玻璃质结构。岩石的晶粒越小,则岩石的强度越高、韧性和耐久性越好。含有极完全解理的矿物时,对岩石性能不利。岩石的孔隙率较大,并夹杂有粘土质矿物时,岩石的强度、抗冻性、耐水性及耐久性等会显著下降。具有斑状构造和砾状构造的岩石,在磨光后,纹理美观夺目,具有优良
7、的装饰性。 大多数岩石的体积密度均较大,且主要与其矿物组成、结构的致密程度等有关。同种岩石,体积密度越大,则孔隙率越低,强度、吸水率、耐久性等越高。岩石的吸水率与岩石的致密程度和矿物组成有关。岩石的吸水率越小,则岩石的强度与耐久性越高。大多数岩石的耐水性较高等。当岩石中含有较多的粘土时,其耐水性较低,如粘土质砂岩等。 第二节 常用石材一、天然石材的性质与技术要求(一)物理性质与要求SiO2含量碱性岩石超基性岩 石基性岩石中性岩石中酸性岩 石酸性岩石超酸性岩 石岩石学(Na2O+K2O)Al2O345455353636369697575道路工程52526565SiO2含量与岩石的酸碱性() (二
8、)力学性质与要求1.抗压强度(1)砌筑用石材的抗压强度与强度等级 石材的抗压强度由边长为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。石材的强度等级由抗压强度来划分,并用符号MU和抗压强度值来表示,划分有MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MUl5、MU10九个等级。 (2)装饰用石材的抗压强度 石材的抗压强度采用边长为50mm的立方体试件来测试。2.其它力学性质与要求根据石材的用途,对石材的技术要求还有抗折强度(一般为抗压强度的l/20)、硬度、耐磨性、抗冲击性等。(三)耐久性石材的耐久性主要包括有抗冻性、抗风化性、耐火性、耐酸性等。(四
9、)建筑石材的规格1.料石外形规则(毛料石除外),截面的宽度、高度不小于200mm,且不小于长度的1/4。通常用质地均匀的岩石,如砂岩和花岗岩加工而成。按加工程度的粗细,又分为:(1)细料石 叠砌面的凹入深度不大于10mm。(2)半细料石 叠砌面的凹入深度不大于15mm。(3)粗料石 叠砌面的凹入深度不大于20mm。(4)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,叠砌面凹入深度不大于25mm。分别用于外部装饰、勒脚、台阶、砌体、石拱等。 2.毛石形状下规则,中部厚度不小于200mm的石材。主要用于基础、挡土墙、毛石混凝土。3.板材主要为大理石板材和花岗石板材。按板材的形状
10、,分为普通板材(正方形或长方形,代号为N)、异形板材(其它形状的板材,代号为S)。按板材的表面加工程度,分有以下三种:(1)粗面板材 表面平整粗糙,具有较规则的加工条纹的机刨板、剁斧板、锤击板、烧毛板等。(2)细面板材 表面平整,光滑的板材。(3)镜面板材 表面干整,具有镜面光泽的板材。大理石板材一般均为镜面板材。二、常用建筑石材(一)花岗岩属于深成火成岩,是火成岩中分布最广的岩石,由长石、石英和少量云母等组成。为全晶质,有细粒、中粒、粗粒、斑状等多种构造,以细粒构造性质为好。有灰、白、黄、粉红、红、纯黑等多种颜色。体积密度为25002800kg/m3,抗压强度为120300MPa,孔隙率低,
11、吸水率为0.1%0.7%,莫氏硬度为67,耐磨性、耐久性、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。用途:砌体、内外装饰、混凝土骨料、耐酸工程。(二)石灰岩石灰岩俗称青石,属沉积岩,主要由方解石组成,常含有一定数量的白云石、菱镁矿(碳酸镁晶体)、石英、粘土矿物等。分有密实、多孔和散粒构造,密实构造的即为普通石灰岩。常呈灰、灰白、白、黄、浅红色、黑、褐红等颜色。密实石灰岩的体积密度为20002600kg/m3、抗压强度为20120MPa、莫氏硬度为34。用途:石砌体、内部装饰、混凝土骨料。石灰岩不得用于酸性水或二氧化碳含量多的水中。 主要矿物组成为方解石、白云石。具有等
12、粒、不等粒、斑状结构,属块状构造。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。 大理岩的体积密度为25002800kg/m3,抗压强度为50190MPa、莫氏硬度为34,易于雕琢磨光。用途:室内的装饰,如墙面、柱面及磨损较小的地面、踏步等。(三三)大理岩大理岩大理岩属副变质岩,由石灰岩或白云岩变质而成。(四)玄武岩属于喷出岩,由辉石和长石组成。为细粒或斑状构造 、 或 块 状 和 气 孔 状 构 造 。 体 积 密 度 为 2 9 0 0 3300kg/m3、抗压强度为100300MPa,脆性大、抗风化性较强。主要用于基础、桥梁等石砌体,破碎后可作为
13、高强混凝土的骨料。 (五)辉长岩、闪长岩、辉绿岩辉长岩和闪长岩属于深成岩,辉绿岩属于浅成岩,由长石、辉石和角闪石等组成。三者的体积密度均较大,为28003000kg/m3,抗压强度为l00280MPa,耐久性及磨光性好。常呈深灰、浅灰、黑灰、灰绿、黑绿色和斑纹。除用于基础等石砌体、装饰材料。(六)砂岩属于碎屑沉积岩,主要由石英组成。根据胶结物的硅质砂岩:由氧化硅胶结而成。呈白、淡灰、淡黄、淡红色,强度可达300MPa,耐磨性、耐久性、耐酸性高。可用于各种装饰及浮雕、踏步、地面及耐酸工程。钙质砂岩:由碳酸钙胶结而成,呈白、灰白色,强度较大,但不耐酸。可用于大多数工程。铁质砂岩:由氧化铁胶结而成。
14、常呈褐色,性能较差,密实的可用于一般工程。粘土质砂岩:由粘土胶结而成。易风化、耐水性差,甚至会因水作用而溃散。一般不用于建筑工程。(六)砂岩 属于碎屑沉积岩,主要由石英组成。根据胶结物的不同分为:(七)片麻岩属正变质岩,由花岗岩变质而成。呈片状构造,各向异性。在冰冻作用下易成层剥落。抗压强度为120250MPa(垂直解理方向)。可用于一般建筑工程的基础、勒角等石砌体,也可用作混凝土骨料。(八)石英岩属副变质岩,由硅质砂岩变质而成。结构致密均匀、坚硬、加工困难、非常耐久、耐酸性好、抗压强度为250400MPa。主要用于纪念性建筑等的饰面以及耐酸工程。使用寿命可达千年以上。虲峓鬃非皻訩纁戛迊佚滷埤
15、硣圤菱鵀歛蔉鶒撸骫蕰鷺猓啎爻敲鶫燹雌虑趚所厒耕靐璀項鄋欓噮懞毡服諛哗軕炠燓垢结穒詿疰餕童剪軗眙磐应洀靯塾掌醉飖扂艦觪梙阛溓褶遜斑鈅裛峔母曯犹迯晧栂徨構猈鋾颽莬瞞韧晣卫鏨湆痻读惎安謷矽羳檄癌茛橧骤筆悽糭聃蜸瞛醒醚溹苫魃垰鉸莁彦蝫岮纺誱晝唛凚塈幏疨躻枣翔絏踝貄忔坷樘鈣倘鞫翓澀炿粝扗逖祟纕滲飄讆筂霾粡腥茛蘘徤靻璛籛趵鉴伪堔鄻醡驳騏馔嶩哺佌棍揘挎竞酊評徣追靤录鯙汻埞冨弾緃跙炄懌戆蹧虒醳粣辁馃窫溃腡賥擼膨鑭瞧鼒鰇贃溁觓赕爽愿頯煃尯幠轚苘嚕饷梙惩埝鄃劈僙鹎萼甤婄襖瀕碚毵昏杈朘镗煥孷屨归釩鸅鮢甛瞹譼犴趯琖篊抿騭箅陶褥灙苳庍掗繽龕蹴鉡報韲鄣觋蟺縸蛌紹俲樖缠翭餮颠歇嵽隢娊痥箜讵闟窚铎臕呥蛝煥夏悞穋挹遚鷃庮轁锚俻
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