二、天然石材的技术性质

由于天然石材形成条件各异，所含有杂质和矿物成分也有所变化，所以表现出来的性质也可能有很大的差别。因此，在使用天然材料前，必须进行检查和鉴定，以保证工程质量。天然石材的技术性质可分为物理性质、力学性质。

（一）物理性质

1.表观密度

天然石材根据表观密度大小可分为：轻质石材表观密度 ≤1800kg/m3；重质石材表观密度 >1800kg/m3。表观密度的大小常间接反映石材的致密程度与孔隙多少。在通常情况下，同种石材的表观密度越大，则抗压强度越高，吸水率越小，耐久性好，导热性好。重质石材可用于建筑的基础、贴面、地面、不采暖房屋外墙、桥梁及水工构筑物等；轻质石材主要用于保温房屋外墙。

2.吸水性

吸水率低于 1.5% 的岩石称为低吸水性岩石，介于 1.5%～3.0% 的称为中吸水性岩石，吸水率高于 3.0% 的称高吸水性岩石。

岩浆深成岩以及许多变质岩，它们的孔隙率都很小，故而吸水率也很小，例如花岗岩的吸水率通常小于 0.5%。沉积岩由于形成条件、密实程度与胶结情况有所不同，因而孔隙率与孔隙特征的变动很大，这导致石材吸水率的波动也很大，例如致密的石灰岩，它的吸水率可小于 1%，而多孔的贝壳石灰岩吸水率可高达 15%。

3.耐水性

石材的耐水性以软化系数表示。岩石中含有较多的黏土或易溶物质时，软化系数则较小，其耐水性较差。根据软化系数大小，可将石材分为高、中、低 3 个等级。软化系数 >0.90 为高耐水性，软化系数在 0.75～0.90 的为中耐水性，软化系数在 0.60～0.75 为低耐水性，软化系数 <0.60 者，则不允许用于重要建筑物中。

4.抗冻性

石材的抗冻性是指其抵抗冻融破坏的能力。其值是根据石材在水饱和状态下按规范要求所能经受的冻融循环次数表示。能经受的冻融循环次数越多，则抗冻性越好。石材抗冻性与吸水性有密切的关系，吸水率大的石材其抗冻性也差。根据经验，吸水率 <0.5% 的石材，则认为是抗冻的。

5.耐热性

石材的耐热性与其化学成分及矿物组成有关。石材经高温后，由于热胀冷缩、体积变化而产生内应力或因组成矿物发生分解和变异等导致结构破坏。如含有石膏的石材，在 100℃ 以上就开始破坏；含有碳酸镁的石材，温度高于 725℃ 会发生破坏；含有碳酸钙的石材，温度达 827℃ 时开始破坏。由石英与其他矿物所组成的结晶石材，如花岗岩等，当温度达到 700℃ 以上时，由于石英受热发生膨胀，强度迅速下降。

6.导热性

石材的导热性用导热率表示，主要与其致密程度有关。相同成分的石材，玻璃态比结晶态的导热率小。具有封闭孔隙的石材，导热性差。

（二）力学性质

天然石材的力学性质主要包括：抗压强度、冲击韧性、硬度及耐磨性等。

1.抗压强度

石材的强度等级是以边长为 70mm 的立方体抗压强度来表示的，抗压强度取 3 个试件破坏强度的平均值。《砌体结构设计规范》（GB 50003—2011）规定，天然石材强度等级分为 MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30 和 MU20 7 个等级。试件也可采用表 2-2 所列各种边长尺寸的立方体，但对其试验结果乘以相应的换算系数后方可作为石材的强度等级。

2.冲击韧性

石材的冲击韧性取决于矿物组成与构造。石英和硅质砂岩脆性很大，含暗色矿物较多的辉长岩、辉绿岩等具有相对较大的韧性。晶体结构的岩石较非晶体结构的岩石又具有较大的韧性。

3.硬度

它取决于石材的矿物组成的硬度与构造。凡由致密、坚硬矿物组成的石材，其硬度就高。岩石的硬度以莫氏硬度表示。

4.耐磨性

耐磨性是指石材在使用条件下抵抗摩擦、边缘剪切以及冲击等复杂作用的能力。石材的耐磨性包括耐磨损与耐磨耗两方面。凡是可能遭受磨损作用的场所，例如台阶、人行道、地面、楼梯踏步等和可能遭受磨耗作用的场所，例如道路路面的碎石等，应采用具有高耐磨性的石材。