第二节:花岗石(麻石)
一.花岗石的地质成因:
花岗石一词来自花岗岩,是花岗岩的俗称,因其最早由花岗岩加工而成。花岗岩是岩浆岩中最坚固、最稳定、色彩最多的岩石,其性能非但优于大理石,且优于其他岩石。目前作为饰面石材的岩浆岩,有80%左右来自花岗岩类,10%左右是辉长岩类,其它岩石为数不多。因此,把主要由岩浆岩类为原料制成的饰面材料,称为花岗石。这类岩石主要成分是含硅酸根(如[SiO
2]-4络阴离子团)与金属阳离子(Ca、Al、K、Na等)呈不同比例结合的硅酸盐矿物,因此又称为硅酸盐类岩石;又因其中硅含量最普遍,且是特征性元素,故又称为硅质岩。岩浆岩在自然中分布广泛,占岩石总量的1/4。岩石性能稳定,变形极少,能保持加工后精度,耐磨性强,耐用性高,硬度大,耐酸,耐碱,耐盐。因此得到广泛使用,在饰面石材中越来越得到人们重视和欢迎。
除岩浆岩外,一些沉积成因的岩石,如火山碎屑岩中的熔结凝灰岩、熔灰岩,甚至某些砂砾岩,某些变质岩,混合岩,凡有装饰效果,有一定块度和加工性,有经济价值的,也可作为饰面材料。这些岩石的成分以硅酸盐矿物质为主外,也有非硅酸盐类的。以硅酸盐类为主的硅质岩还包括非晶质蛋白石、隐晶质玉髓等为主的狭义硅质岩,特别是其中的碧玉岩,不少色泽鲜艳,也可作为饰面石材当然也要归入花岗岩中了。以上这些岩石硬度一般较高,硬度大于大理石,故又有称花岗石为硬质硅酸盐类花岗石石材,简称硬质石材。
二.花岗石的物理特性:
花岗石是在高温高压或高温冷凝条件下形成的,而且矿物内镶嵌紧密,颗粒间的间隙极小,加之形成以来地壳多次构造运动,长期寒暑变化,内部残留的内应力基本消失。组成岩体的矿物质地坚硬,且化学性质极其稳定。
1.具有较高的抗压强度、抗弯强度和硬度,而相对密度较小,只相当于铸铁密度的一半以下;花岗石的磨耗量也很小,耐磨性相当于铸铁的5~10倍。
2.具有良好的稳定性,不易变形;加工性能好,能切割、车削、刨削、钻孔、磨光,加工精度可达0.5μm,亮度可达160以上。
3.热膨胀系数小,受温度影响极小。
4.弹性模量大;刚性好内阻尼系数大,能防震、消震。
5.花岗石的化学性质稳定,不易风化,耐酸耐碱,耐腐蚀气体。
6.花岗石不导电,不导磁。
三.花岗石的用途:
1.具有良好的装饰性能,可适用公共场所及室外的装饰。
2.具有优良的加工性能:锯、切、磨光、钻孔、雕刻等。其加工精度可达0.5μm以下,光度达160以上。
3.耐磨性能好,比铸铁高5-10倍。
4.热膨胀系数小,不易变形,与铟钢相仿,受温度影响极微。
5.弹性模量大,高于铸铁。
6.刚性好,内阻尼系数大,比钢铁大15倍。能防震,减震。
7.花岗石具有脆性,受损后只是局部脱落,不影响整体的平直性。
8.花岗石的化学性质稳定,不易风化,能耐酸、碱及腐蚀气体的侵蚀,其化学性与二氧化硅的含量成正比,使用寿命可达200年左右。
9.花岗石不导电、不导磁,场位稳定。
由于花岗岩的某些物理性能诸如:内应力、吸振性、热膨胀系数、耐磨性、机械加工性能等方面高于钢材,所以现在国际上又兴起了一个新兴的石材行业:机械加工石材行业。其产品主要用于:高精密机器轨道、高精加工的检验平台、实验室平台、高精密量具等,这个行业的技术要求与今天的石材加工要求不在一个层面上,利润附加值也不在一个层面上。对石材的机械强度参数(强度、硬度、耐磨性等)要求较高,机械缺陷(裂缝、水缝、孔洞等)要求较高,对石材的天然缺陷(色胆、色差、扫花等)没有要求。