土木工程材料（第4版）物理性质及耐水性分析

（1）表观密度

它与矿物组成、孔隙率及含水率有关。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，耐久性越强，导热性越好。

天然石材根据表观密度大小可分为：

①轻质石材。表观密度小于1 800 kg/m3，多用作墙体材料。

②重质石材。表观密度大于1 800 kg/m3，可用于基础、桥涵、挡土墙及道路等方面。

（2）吸水性

主要与石材的孔隙率及孔隙特征有关，同时还与其中的矿物组成、湿润性及浸水条件有关。孔隙特征相同的石材，其孔隙率越大，则吸水率越高。岩浆深成岩以及许多变质岩，它们的孔隙率都很小，故吸水率也很低，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%，而多孔贝壳石灰岩可高达15%。

石材的湿润性与其中矿物组成的亲水性有关。由于酸性岩石（如花岗岩等），含有亲水性较好的矿物，故比起碱性岩石（如石灰石等），具有较大的湿润性，因而吸水性较强。

石材的吸水性还与饱和系数大小有关，饱和系数是指材料的体积吸水率与开口孔隙率之比。饱和系数越大，吸水性越强。而且石材的吸水程度与浸水时间有关，浸水时间越长，吸水程度越大。

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，高于3.0%的称为高吸水性岩石。

石材的吸水性对其强度与耐水性有很大影响。石材吸水后，会降低颗粒之间的黏结力，从而使强度降低。有些岩石还容易被水溶蚀，因此，吸水性强及易溶的岩石，其耐水性较差。(www.xing528.com)

石材的吸水性还与其他一些性质（如导热性、抗冻性等）有着密切的关系。

（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、低三个等级。软化系数大于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的为低耐水性，软化系数小于0.60者不允许用于重要建筑物中。

（4）抗冻性

石材的抗冻性是根据石材在水饱和状态下能经受的冻融循环次数（强度降低值不超过25%，质量损失不超过5%，无贯穿裂缝）来表示。根据能经受的冻融循环次数，可将石材分为：5、10、15、25、50、100及200等标号。根据经验，吸水率小于0.5%的石材，则认为是抗冻的，可不进行抗冻试验。

（5）耐热性

耐热性与其化学成分及矿物组成有关。含有石膏的石材，在100℃以上时就开始破坏；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，温度达到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

主要与其致密程度有关。重质石材的导热系数可达2.91~3.49 W/（m·K），轻质石材的导热系数则在0.23~0.70 W/（m·K）。具有封闭孔隙的石材，导热性较差。