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石材特性之石材的强度
石材的强度是指石材抵抗外力作用的能力。包括抗压、抗剪、
抗拉、
弯曲强度。
石材的强度主要取决于岩石的成因、
矿物成分、
样式结构构造、
风化程度、含水率、
微裂隙的发育程度及裂隙填充物的性质等因素，同时
也与测试时的条件有关。
一、抗压强度
石材的
的抗压强度是指在无侧束状态下（
unconfined
）所能
承受的最
大压力，通常以每平方公分多少公斤，或每平方英寸多少磅。换言之，它
指把岩石的加压至破裂所需要的应力。
欲想了解石材的特性，和在工程上
是否适用时，必须先作岩石的力学
强度试验。强度试验中最主要为抗压强度的试验。
岩石的最大抗压强度的量测，通常是在固定的实验室中进行，并利用
功率
为十至一百吨以上的特殊水压机来把测试样本压碎。为测试岩石的抗
压强度，其样品需制
成立方体或圆柱体的形状，同时其尺寸还得视岩石的
不同而异。
对高强度的岩石而言，
立方体形状的样品尺寸为
5
㎝×
5
㎝×
5
㎝，中等强度的岩石其样品尺寸为
7
㎝×
7
㎝×
7
㎝，而松软的岩
石其样
品尺寸为
10
㎝×
10
㎝×
10
㎝。对于矿物
成份不均匀的岩石，其立方体形
状的样品尺寸，应较矿物成份均匀的岩石为大。
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为了避免获得意外的结果，应该采取同一石料的若干样品分别
在干燥
或潮湿的状况下进行试验。不过这种测试未必能够得到正确的数据，因为
即使同一种的岩石，其抗压强度也不一定完全相同，还要看压缩方向和样
品的构造等关系而定。此种具有方向的性质，以页岩特别显著。
下面介
绍来自最简单的抗压强度试验，将样品压碎的力以
p
来表示。<
/p>
样品的剖面面积为
2
吋×
2
吋即
4
平方吋，同时已知岩石的
抗压强度
为每平方吋一万磅（
10,000psi
）
，如此对样品施以
10,000
< br>×
4=40,000
磅
压力时，
样品将会被破坏。其抗压强度计算公式如下：
p
＝
p/a
式中
p
为抗压强度，以每平方吋多
少磅（
psi
）
、每平方公分多少公<
/p>
斤为单位，
p
为压力，以磅、公斤为单位
，
a
为剖面面积，以平方公分、
平方吋
为单位。
大致说来，火成岩、石英岩和特别坚硬的硅质砂岩，具有最大
的抗压
强度。例如一些未风化之玄武岩，其无侧束抗压强度可达到
60,000psi
。
影响岩石抗压强度的因素很多，其最重
要的有三种因素：组织、胶结物的
性质、压力的方向等。
（
1
）
组织
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以结晶粒子大小而言，一些细粒的岩石或隐晶质的岩石，其抗
压强度
往往要较粗粒为大。例如细粒的砂岩，其抗压强度便要较粗粒为大。以火
成岩和变质岩而言，当中有些晶体彼此钩结得很牢固，其抗压强度自然要
较一些钩结不良的为大。
（
2
）
胶结物的性质
在沉积岩方面其抗压强度，大多决
定于胶结物的性质，特别以砂岩、
砾岩和角砾岩为然。例如，假如岩石中的胶结物是黏土
，则砂岩的抗压强
度一定很低；假如岩石中的胶结物是石英的话，则砂岩的抗压强度一定
变
成最强，这些石英所胶结的岩石又称为硅化（
silicif
ied
）
。
（
3
）
压力的方向
岩石的抗压强度也决定于挤压应力
作用的方向。以沉积岩而言，它们
具有层面的，
如果应力作用的
方向和层面垂直，
则岩石的抗压强度为最大。
此外，某些岩石常
常具有裂缝、矿脉或片理等类的构造，如果它们的方向
和破裂面（
plane of failure
）的方向一致时，则对岩石的抗压强度自然
影响很大。
下面是一些岩石的抗压强度
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