一、常用石材的技術性能

1. 石材的物理性質(zhì)

房屋建筑工程對石材物理性質(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，強度越高，吸水率越�。�抗凍性和耐久性越好，導熱性也好�；◢弾r、大理巖等石材品種的致密程度高，體積密度接近于密度值�；鹕侥�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。孔隙特征相同的石材，孔隙率越大，吸水率也越高。

石材吸水后強度降低，抗凍性變差，導熱性增加，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15％。

(3)耐水性

石材的耐水性以軟化系數(shù)(K)來表示。當石材中含有粘土或易溶于水的物質(zhì)時，在水飽和狀態(tài)下，強度會發(fā)生明顯下降。建筑上使用的石材應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重要指標。

石材的抗凍性和吸水率大小石密切關系，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、凍結溫度和凍融次數(shù)有關。

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時將會受到損害。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)應力而導致破壞。各種造巖礦物熱膨脹系數(shù)不同，受熱后產(chǎn)生內(nèi)應力而至崩裂。在高溫下，造巖礦物還會產(chǎn)生分解和變質(zhì)。如含有石膏的石材，在100℃以上時開始破壞；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℃時會由于受熱膨脹而破壞。

2. 石材的力學性質(zhì)

(1)石材的抗壓強度與強度等級

石材的強度取決于造巖礦物及巖石的結構與構造。巖石的結構越致密，晶粒越細小，巖石的強度越高。具有層狀構造的巖石，其垂直層理方向的強度較平行層理方向的強度高。

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，其力學性能中抗壓強度較高，抗拉強度比抗壓強度低得多，約為抗壓強度的1/10一1/20。砌筑用石材的抗壓強度由邊長為70mm的立方體試件進行測試，并以三個試件在水飽和狀態(tài)下的極限抗壓強度的平均值表示。石材的強度等級由抗壓強度來劃分，并以符號MU和抗壓強度值來表示，共劃分有MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MUl5、MUl0九個等級(GBJ3—88)。

裝飾用石材的抗壓強度采用邊長為50mm的立方體試件來測試(GB9966.I-88)。

(2)石材的其他力學性質(zhì)

根據(jù)石材的用途不同，對石材的技術要求還有抗折強度、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、結構和構造。由強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。結品質(zhì)結構硬度高于玻璃質(zhì)結構硬度，構造緊密的巖石硬度也比較高。

巖石的硬度以莫氏硬度來表示。

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

耐磨損性是以磨損度表示石材受摩擦作用時，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受摩擦與沖擊作用時，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構和構造有一定的關系。一般而言，巖石強度高，構造致密，則耐磨性也較好。用于建筑工程上的石材，應具有較好的耐磨性能。

二、石材在建筑上的應用

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，但大致有兩個平行的面。建筑上用毛石一般要求中部厚度不小于15cm，長度為30-40cm，抗壓強度應大于10MPa，軟化系數(shù)應不小于0.75。致密堅硬的沉積巖可用于一般的房屋建筑，而重要的工程應采用強度高、抗風化性能好的巖漿巖。毛石常用來砌筑基礎、勒腳、培身、擋土埔、堤岸及護坡，還可以用來澆筑片石混凝土。

2. 料石

料石是指由開采所得的比較規(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：

細料石  疊砌面的凹入深度不大于10mm。

半細料石  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、勒腳、墻體等部位，半細料石和細料石主要用作鑲面材料。

3. 板材

結構致密的巖石經(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(表面平滑但無光)主要用于建筑物外墻面、柱面、臺階及勒腳等部位；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

石材在長期的使用過程中，會受到周圍自然環(huán)境的影響而產(chǎn)生物理變化和化學變化，致使巖石逐步風化、破壞。此外，寄生在巖石表面的苔藥和植物根部的生長對巖石也有破壞作用。風化的速度取決于造巖礦物的性質(zhì)及巖石本身的結構和構造。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化、破壞，可采取下列防護措施：

(1)結構預防

建筑物暴露部分的石材如欄桿、樓梯、勒腳和屋頂?shù)�，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，盡量使表面平滑無孔。

(3)表面處理

石材表面可用石蠟或涂料進行處理，使其表面隔絕大氣和水分，起到防護作用。在石材表面涂刷熔化的石蠟，再對石材加熱，使石蠟滲入石材表面孔隙并填充孔隙。對于石灰?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，起到防護作用。對于其他巖石可用硅酸鹽來防護，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膜層，起到防護效果。

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