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石材的一般性质
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石材一般具有多变化性,它们常具有很大范围的个别化学及物理性质的变化,主要是由岩理、构造外貌、及矿物（即化学的）组成之差异所造成。为决定一已知石材适合用在那一种目的上，通常使用各种不同的试验加以测试，例如强度、吸水率、比重、磨损率及轫度等。
由于石材一般用为物理材料的用途，一般的测试以物理性为主。岩石的检验可提供与化学分析相似的结果，但对于一些有害氧化物检测，则岩石的检验比化学分析有用。户外用石材的矿物成份，将可抵抗自然的风化作用，及特殊环境的化学风化作用。在美国东部的大工业城里，空气的污染严重，甚至连花岗石的表面都会受到侵蚀。选用石材要适得其所，如果外装石材中合有易氧化的矿物.如黄铁矿,将会生成不好看的污点、变色或腐蚀。
石材基本的化学及矿物组成，列于表一,二,三,四中,物理性质则列於表五至表六中。
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表一：火山岩石材的化学组成：
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SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
FeO |
MgO |
CaO |
Na2O |
K2O |
H2O |
| 花岗岩
Granite |
68.3 |
14.8 |
1.3 |
2.7 |
0.8 |
2.3 |
2.7 |
5.0 |
1.1 |
| 正长岩
Syenite |
64.7 |
10.5 |
1.1 |
7.4 |
5.2 |
3.1 |
2.2 |
3.6 |
0.9 |
| 花岗闪绿岩Granodiorite |
59.9 |
16.4 |
3.0 |
3.7 |
3.1 |
6.3 |
4.1 |
2.5 |
1.1 |
| 闪绿岩
Diorite |
52.1 |
16.4 |
3.7 |
6.0 |
4.1 |
7.3 |
3.7 |
2.3 |
1.1 |
| 辉长岩
Gabbro |
44.9 |
15.4 |
2.3 |
12.4 |
10.9 |
7.5 |
3.0 |
0.5 |
0.8 |
| 花岗斑岩Granite
Porphyky |
73.5 |
13.7 |
1.2 |
0.7 |
0.4 |
1.2 |
4.4 |
4.5 |
0.4 |
| 辉绿岩
Diabase |
48.9 |
20.9 |
2.0 |
9.4 |
4.4 |
8.0 |
3.1 |
1.8 |
1.2 |
| 玄武岩
Basalt |
51.7 |
17.9 |
7.2 |
1.0 |
2.8 |
6.9 |
4.2 |
1.6 |
1.2 |
表二：沉积岩石材的化学组成：
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SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
FeO |
MgO |
CaO |
Na2O |
K2O |
H2O |
| 砂岩
Sandstone |
93.0 |
3.0 |
/ |
1.0 |
0.5 |
0.8 |
/ |
/ |
1.1 |
| 长石砂岩
Arkose |
76.1 |
8.7 |
/ |
3.5 |
4.3 |
1.3 |
1.1 |
0.5 |
1.7 |
| 石灰石Limestone |
3.8 |
1.0 |
0.4 |
/ |
1.2 |
51.3 |
/ |
/ |
/ |
| 白云石
Dolomite |
0.1 |
0.1 |
/ |
0.3 |
21.2 |
50.6 |
/ |
/ |
0.2 |
表三：变质岩石材的化学组成：
|
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
FeO |
MgO |
CaO |
Na2O |
K2O |
H2O |
| 石英岩
Quartzite |
96.1 |
2.2 |
0.1 |
/ |
0.6 |
0.5 |
/ |
/ |
0.6 |
| 片麻岩
Gneiss |
70.2 |
13.9 |
1.1 |
3.1 |
1.3 |
3.1 |
3.3 |
2.7 |
0.7 |
| 板岩
Slate |
61.6 |
16.3 |
4.1 |
2.7 |
2.9 |
0.5 |
1.3 |
5.5 |
3.4 |
| 大理岩
Marble |
/ |
0.1 |
.7 |
/ |
0.4 |
55.8 |
/ |
/ |
/ |
| 白云岩质大理岩
|
/ |
/ |
0.2 |
/ |
20.7 |
30.7 |
/ |
/ |
/ |
| 蛇纹岩
Serpentine |
40.0 |
3.4 |
/ |
5.3 |
39.2 |
/ |
/ |
/ |
12.1 |
表四：常见石材的矿物组成（%）：
|
石英 |
正长石 |
斜长石 |
辉石 |
角闪石 |
黑云母 |
白云母 |
绿廉石 |
岩石玻璃 |
| 花岗岩
Granite |
30 |
41 |
8 |
/ |
/ |
3 |
3 |
1 |
/ |
| 闪绿岩
Diorite |
8 |
7 |
30 |
3 |
27 |
4 |
0.1 |
5 |
/ |
| 辉长岩
Gabbro |
0.5 |
/ |
44 |
28 |
9 |
2 |
/ |
1 |
/ |
| 辉绿岩
Diabase |
/ |
/ |
44 |
46 |
/ |
/ |
/ |
/ |
2 |
| 玄武岩
Basalt |
/ |
/ |
36 |
35 |
/ |
/ |
/ |
/ |
21 |
| 砂岩
Sandstone |
79 |
5 |
0.3 |
/ |
/ |
0.2 |
1 |
/ |
/ |
| 石英岩
Quartzite |
84 |
3 |
/ |
/ |
1 |
2 |
2 |
2 |
/ |
| 石灰岩
Limestone |
6 |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
| 白云岩
Dolomite |
5 |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
| 大理岩
Warble |
3 |
0.2 |
0.2 |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
| 板岩
Slate |
29 |
4 |
/ |
/ |
/ |
/ |
55 |
2 |
/ |
注:石灰岩:方解石83%,白云石8%;白云岩:白云石82%,方解石11%;大理岩:方解石96% |
表五：常见石材的物理性质：
|
抗压强度PSI（Kgs/cm2) |
吸水率% |
硬度（Toughness
Index) |
磨损率% |
| 花岗岩
Granite |
25,000(1,758) |
0.3 |
19 |
41.5 |
| 辉长岩、辉绿岩、黑花岗岩 |
41,800(2,939) |
0.21 |
20 |
15.3 |
| 砂岩
Sandstone |
22,900(1,610) |
1.66 |
12 |
58.7 |
| 石英岩
Quartzite |
31,000(2,179) |
0.24 |
19 |
26.1 |
| 石灰岩
Limestone |
11,500(808) |
0.61 |
8 |
33.8 |
| 白云岩
Dolomite |
20,200(1,420) |
1.09 |
8 |
27.1 |
| Warble |
13,600(956) |
0.21 |
5 |
54.2 |
| 白云岩质大理岩 |
28,900(2,032) |
0.25 |
6 |
42.1 |
| 板岩
Slate |
21,800(1,533) |
0.36 |
18 |
/ |
| 蛇纹岩
Serpentine |
43,000(3,023) |
0.74 |
13 |
18.5 |
表六：常见石材的基本物理性质：
|
抗压强度 |
抗拉强度 |
抗弯系数 |
抗剪系数 |
弹性系数 |
比重 |
| 花岗岩 |
703-2813 |
42.2-70.3 |
91.4-169 |
140.6-302.3 |
4.0-6.7X10-5 |
2.65-2.75 |
| 闪长岩 |
984-1969 |
/ |
/ |
/ |
/ |
2.8-3.1 |
| 闪绿岩 |
1125-2461 |
/ |
/ |
/ |
/ |
2.8-2.9 |
| 安山岩 |
489-863 |
36.9-51.2 |
85 |
/ |
/ |
2.45 |
| 凝灰岩 |
86.3-463 |
8.2-35.2 |
23.1-74 |
/ |
/ |
1.45 |
| 石英岩 |
1125-3168 |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
| 石灰岩 |
176-2000 |
19.7-62.6 |
42.2-155 |
84.4-210.9 |
2.1-7.3X10-5 |
2.0-2.7 |
| 大理岩 |
562-1900 |
28.2-161.7 |
42.2-246 |
91.4-457 |
5.0-10.2X10-5 |
2.60-2.84 |
| 玄武岩 |
1970-4710 |
/ |
/ |
/ |
/ |
2.4-3.1 |
| 蛇纹岩 |
773-1970 |
56.2-112.5 |
/ |
182.8-351.5 |
3.4-5.4X10-5 |
/ |
| 砂
岩 |
352-1405 |
19.7-35.2 |
35.2-70.3 |
21.1-210.9 |
1.3-5.4X10-5 |
2.5-2.7 |
| 粘板岩
|
492-2180 |
211-302.3 |
282-633 |
140.6-253.1 |
6.3-10.5X10-5 |
2.6-3.3 |
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