石材特性之石材的强度

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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

㎝，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