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礦物是具有比較固定的(de)化學成分和物理性能的自(zì)然均(jun1)質體(單質或化合(hé)物),它是地殼中各種地質作用的產物。礦物是組成各種岩石(石材)的最基本單元。不同的岩石由不同比例、不同種類及不同化(huà)學成分的礦物組成(chéng)。不同礦物的聚合就表現出岩石(石材)相應的外觀和基本的物理、化學特性。
石材的(de)礦物成分主(zhǔ)要由長石、石英、雲母、角閃石、輝石、白雲石、方(fāng)解石、鐵鎂礦物等中的若幹種組成,詳見表1-3。每種礦物都具有(yǒu)一定的結晶構造、化學成分、物理(lǐ)性能等特征,因此同一種石材的礦物成分基本相似。但另一方麵,礦物形成的條件差異,或有其(qí)他外來元素及物質的影響,導致礦物特征的差異,例如,顏色差異、晶體顆粒大小差異(yì)、解理差異(yì)等,因此(cǐ)也會出現相同的礦(kuàng)物在同一品種石材或不同品種石(shí)材中的外觀不盡相同。
由於組成石材的各種(zhǒng)礦物具有各(gè)自的特征,因此(cǐ)在研(yán)究、探討一種石(shí)材品質或病變時,應首先對(duì)該石材(cái)內(nèi)部的組織物質(礦物)進(jìn)行探討,然(rán)後再進(jìn)行(háng)整(zhěng)體考慮(結構、花紋、材質、外界環境等),這樣就可以作出全麵的評價,找到有(yǒu)效的治理方法。
一(yī)、長石
長石是一種含(hán)鉀、鈉、鈣的架狀結構(gòu)的鋁矽酸鹽礦物。富含鉀(jiǎ)、鈉的長石稱為堿性長石(shí)。富含衲、鈣的長石稱為斜長石。根據鈉長石、鈣長石(shí)兩(liǎng)者比例的不(bú)同,又可(kě)分為基性斜長石、中性長石(shí)和酸性斜長石。
花崗石的底色主要取決於(yú)長石,鉀長石通常呈紅色,以(yǐ)含鈉、鈣量高的斜長石為(wéi)主的花崗岩則呈灰白色,當部分長石中混含(hán)有其他元素時,則會改變其基本色調。
礦物晶體在外力作用(敲(qiāo)打、擠壓)下,嚴格(gé)沿著一定的結晶方向破裂(liè),並能裂出(chū)光滑平麵的性質,稱為解理。
長石是解理發(fā)達的礦物,長石的解理越發達,則顯示其受風(fēng)化的程度越高,或是(shì)受外力作用越強。解理發達的結果將導致長石發生片狀剝離、脫落或光澤度下降,並且使石材容易(yì)受到汙染,發生鐵誘、髙嶺土化、色差等。解理發達(dá)的石材,其物理性能(抗壓強度、抗彎強度)會下降。另外,如果石材鋸切麵(miàn)平(píng)行於(yú)長石的(de)解(jiě)理麵,則(zé)會在石材表麵出現絹絲霧狀的不均勻光澤,造成拋光板的瑕疵(cī)。
節理是肉(ròu)眼(yǎn)或顯微鏡下可觀察到的微小、不連續(xù)裂痕(hén)。長石是顆粒狀脆性礦物,所以長石上的節理現(xiàn)象比較明顯。節理俗稱雞爪紋,它(tā)對石材的品質和病(bìng)變的發生都(dōu)有嚴重的負麵影響,而且影響美觀、降低光澤度、促進風化、引起色差。
二、石英
石英是由二氧化矽(guī)晶體組成的礦物,它具有硬度高、耐磨性強、抗(kàng)風化等特性。一般為透明或乳白(bái)色,但當其摻雜其他(tā)元素後呈現多色性,如灰(huī)色、黑色等。
石英一般無解理性質,但由於脆(cuì)性高(gāo),故容(róng)易因外力作用而產生(shēng)微破裂或微裂隙,這樣便會(huì)降低石英的透明度(dù)並引起(qǐ)組織鬆散,從而增加(jiā)石材受汙染的機會,產生石材(cái)病變。
三、雲母
雲母是鐵、鎂、鉀(jiǎ)等的層狀結構(gòu)鋁矽酸鹽水合物,具有極完全的片狀解(jiě)理,可沿解理剝成具(jù)有彈性的薄片。雲母又(yòu)可(kě)分為黑雲母和白雲母,黑(hēi)雲母是含鐵、鎂的雲母,白雲母是含鉀(jiǎ)的雲母。雖(suī)然雲母在石材中的含量遠低於長石與石英,但它對石材品質的影響(xiǎng)不(bú)小。由於雲母質軟、硬度低,因此在石材研磨拋(pāo)光時,雲母解理麵發生破裂而使表麵出現無光澤的麻(má)點,或者弓I起雲母剝落(luò)而形成凹洞,影響了石(shí)材的美觀。另外,黑雲母中的(de)鐵質也會引起鏽斑。
四、輝石、角閃石
輝石是鐵、鎂、鈣、鈉、鋁的鏈狀結構矽酸鹽礦物。
角閃石是含氫氧根(OH")的鐵(tiě)、鎂(měi)、鈣、鈉、鋁的鏈(liàn)狀結構矽酸鹽礦物。
輝石、角閃石一般(bān)呈黑色或綠色,硬度髙(莫氏硬度6~7)、韌性強、光澤度高。它是石材結構組織中的良好礦物。但此類礦物常具有兩(liǎng)組垂直的解理,故容易產生裂痕。另外,此類礦物較長石(shí)、石英容易風化,產生石(shí)材結構鬆散(sàn)或形成斑點和凹坑,影響石材美觀。
五(wǔ)、鐵、鎂礦物
鐵、鎂礦物主要(yào)包(bāo)括磁鐵礦(FeFe2O4)、黃鐵礦(FeS2)、褐(hè)鐵礦(Fe2O3•nH2O)、菱鐵礦(FeCO3)、菱鎂礦(MgCO3)。
在黑色係列的石材中鐵、鎂礦物含量較高,可達50%以上,它存在於輝石、角閃(shǎn)石、橄欖石(shí)及部分中性、基性斜長石中。在(zài)白色、灰色、紅色係列石(shí)材中,鐵、鎂礦物含量較低,一般不超過5%,因此它對此類石材影響不大。
六、方解石(石灰石)
方解石(shí)是由碳酸鈣(CaCO3)組成(chéng)的礦物,莫氏硬度3,耐酸性差、易風化、光澤度高,一般呈白色或無色,含雜質時呈黃、綠(lǜ)、灰等顏色(sè)。
石灰岩類大理石(shí)主要是由方解石組成的,其含量不少於50%,如(rú)杭灰、宜興奶油、貴州黑等。
七、白雲石
白雲石是由碳酸鈣(gài)鎂(CaMg(CO3)2)組成的礦物,莫氏硬(yìng)度3.5~4,耐酸(suān)性(xìng)、耐候性(xìng)均強於方解(jiě)石,一般呈白、灰白、灰黑等顏色。
白雲岩類大理石主要是由白雲石礦物組成的,其(qí)中碳酸鎂含量達45%以上。白(bái)雲岩一(yī)般為均勻的微(wēi)粒結構,如(rú)我國(guó)的漢白玉(yù)、皖螺均屬白雲岩。
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