石材的強(qiáng)度是指石材抵抗外力作用的能力。包括抗壓、抗剪、抗拉、彎曲強(qiáng)度。石材的強(qiáng)度主要取決于巖石的成因、礦物成分、樣式結(jié)構(gòu)構(gòu)造、風(fēng)化程度、含水率、微裂隙的發(fā)育程度及裂隙填充物的性質(zhì)等因素，同時(shí)也與測(cè)試時(shí)的條件有關(guān)。

一、抗壓強(qiáng)度

　　石材的的抗壓強(qiáng)度是指在無(wú)側(cè)束狀態(tài)下（unconfined）所能承受的最大壓力，通常以每平方公分多少公斤，或每平方英寸多少磅。換言之，它指把巖石的加壓至破裂所需要的應(yīng)力。

　　欲想了解石材的特性，和在工程上是否適用時(shí)，必須先作巖石的力學(xué)強(qiáng)度試驗(yàn)。強(qiáng)度試驗(yàn)中最主要為抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)。

　　巖石的最大抗壓強(qiáng)度的量測(cè)，通常是在固定的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，并利用功率為十至一百噸以上的特殊水壓機(jī)來(lái)把測(cè)試樣本壓碎。為測(cè)試巖石的抗壓強(qiáng)度，其樣品需制成立方體或圓柱體的形狀，同時(shí)其尺寸還得視巖石的不同而異。對(duì)高強(qiáng)度的巖石而言，立方體形狀的樣品尺寸為5㎝×5㎝×5㎝，中等強(qiáng)度的巖石其樣品尺寸為7㎝×7㎝×7㎝，而松軟的巖石其樣品尺寸為10㎝×10㎝×10㎝。對(duì)于礦物成份不均勻的巖石，其立方體形狀的樣品尺寸，應(yīng)較礦物成份均勻的巖石為大。

　　為了避免獲得意外的結(jié)果，應(yīng)該采取同一石料的若干樣品分別在干燥或潮濕的狀況下進(jìn)行試驗(yàn)。不過(guò)這種測(cè)試未必能夠得到正確的數(shù)據(jù)，因?yàn)榧词雇环N的巖石，其抗壓強(qiáng)度也不一定完全相同，還要看壓縮方向和樣品的構(gòu)造等關(guān)系而定。此種具有方向的性質(zhì)，以頁(yè)巖特別顯著。

　　下面介紹來(lái)自最簡(jiǎn)單的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，將樣品壓碎的力以p來(lái)表示。

　　樣品的剖面面積為2吋×2吋即4平方吋，同時(shí)已知巖石的抗壓強(qiáng)度為每平方吋一萬(wàn)磅（10,000psi），如此對(duì)樣品施以10,000×4=40,000磅壓力時(shí)，樣品將會(huì)被破壞。其抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式如下：
                           p＝p/a
     式中  p為抗壓強(qiáng)度，以每平方吋多少磅（psi）、每平方公分多少公斤為單位，p為壓力，以磅、公斤為單位，a為剖面面積，以平方公分、平方吋為單位。

　　大致說(shuō)來(lái)，火成巖、石英巖和特別堅(jiān)硬的硅質(zhì)砂巖，具有最大的抗壓強(qiáng)度。例如一些未風(fēng)化之玄武巖，其無(wú)側(cè)束抗壓強(qiáng)度可達(dá)到60,000psi。影響巖石抗壓強(qiáng)度的因素很多，其最重要的有三種因素：組織、膠結(jié)物的性質(zhì)、壓力的方向等。

（1） 組織

　　以結(jié)晶粒子大小而言，一些細(xì)粒的巖石或隱晶質(zhì)的巖石，其抗壓強(qiáng)度往往要較粗粒為大。例如細(xì)粒的砂巖，其抗壓強(qiáng)度便要較粗粒為大。以火成巖和變質(zhì)巖而言，當(dāng)中有些晶體彼此鉤結(jié)得很牢固，其抗壓強(qiáng)度自然要較一些鉤結(jié)不良的為大。

（2） 膠結(jié)物的性質(zhì)

　　在沉積巖方面其抗壓強(qiáng)度，大多決定于膠結(jié)物的性質(zhì)，特別以砂巖、礫巖和角礫巖為然。例如，假如巖石中的膠結(jié)物是黏土，則砂巖的抗壓強(qiáng)度一定很低；假如巖石中的膠結(jié)物是石英的話，則砂巖的抗壓強(qiáng)度一定變成最強(qiáng)，這些石英所膠結(jié)的巖石又稱為硅化（silicified）。
     
（3） 壓力的方向

　　巖石的抗壓強(qiáng)度也決定于擠壓應(yīng)力作用的方向。以沉積巖而言，它們具有層面的，如果應(yīng)力作用的方向和層面垂直，則巖石的抗壓強(qiáng)度為最大。此外，某些巖石常常具有裂縫、礦脈或片理等類的構(gòu)造，如果它們的方向和破裂面（plane of failure）的方向一致時(shí)，則對(duì)巖石的抗壓強(qiáng)度自然影響很大。

下面是一些巖石的抗壓強(qiáng)度
      巖石種類                                            抗壓強(qiáng)度（kg∕㎝2）
花崗巖（granite）                                         1,000 ~ 2,500
正長(zhǎng)巖（syenite）                                         1,000 ~ 2,000
閃長(zhǎng)巖（diorite）                                         1,500 ~ 2,800
輝長(zhǎng)巖（gabbro）                                          1,000 ~ 2,800
輝綠巖（diabase）                                         2,000 ~ 3,000
玄武巖（basalt）                                          4,000
結(jié)晶質(zhì)石灰?guī)r（crystalline limestone）                     1,000 ~ 2,000
石英砂巖（quartzose sandstone）                           2,000
石英巖（quartzite）                                       3,000
片麻巖（gneiss）                                          1,000 ~ 2,000
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二、石材的彎曲能力測(cè)試行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

【數(shù)據(jù)庫(kù)】 裝飾材料
【標(biāo)準(zhǔn)名稱】 天然飾面石材試驗(yàn)方法彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)方法
【標(biāo)準(zhǔn)類型】 中華人民共利國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
【標(biāo)準(zhǔn)名稱（英）】 Test methods for natural facing stones Test method
【標(biāo)準(zhǔn)號(hào)】 GB9966．2－88

1 主題內(nèi)容與適用范圍
    本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了天然飾面石材和荒料彎曲強(qiáng)度的試驗(yàn)設(shè)備、試樣、試驗(yàn)程序、計(jì)算及試驗(yàn)結(jié)果。本標(biāo)準(zhǔn)適用于天然飾面石材和荒料的彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)。

2 設(shè)備及量具
2．1 材料試驗(yàn)機(jī)，示值相對(duì)誤差不超過(guò)±1％。試樣破壞的最大負(fù)荷在材料試驗(yàn)機(jī)刻度的20％－90％范圍內(nèi)。
2．2 游標(biāo)卡尺：刻度為0.02mm。

3 試樣
3．1 試樣尺寸長(zhǎng)160mm、寬40±0．5mm，高20±0．5mm，受力面的平行度在 0．08mm以內(nèi)，垂直和平行層理的試樣各兩組。沒(méi)有層理的試樣兩組，每組5塊。
3．2 試樣應(yīng)標(biāo)出巖石層理方向。
3．3 試樣兩受力面用500號(hào)細(xì)砂紙拋光。不允許掉棱、掉角和有可見(jiàn)的裂紋。
3．4 標(biāo)出兩點(diǎn)與受力點(diǎn)的標(biāo)記（尺寸見(jiàn)下圖），測(cè)量試樣兩個(gè)支點(diǎn)和負(fù)荷點(diǎn)處的寬與高的尺寸，并取算術(shù)平均值。水平均值。

4 試驗(yàn)步驟
4．1 將試樣放在105±2℃的烘箱內(nèi)干燥24h，再放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫。
4．2 調(diào)節(jié)支座之間的距離為140±0.5mm，把試樣放在支架上，施加負(fù)荷以每分鐘兩毫米的速率直至試樣斷裂，讀出斷裂時(shí)的負(fù)荷值。

5 結(jié)果計(jì)算
    彎曲強(qiáng)度按下式計(jì)算： 3P·L Rt＝─── 2b·h2式中：Rt——試樣的彎曲強(qiáng)度，MPa（kgf／cm2）； P一—試樣斷裂荷載，N（ksf）； L一—支點(diǎn)間距離，cm； b一試樣寬度，cm； h——試樣高度，cm。

6 試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算
    試樣不同層理的算術(shù)平均值及最大值和最小值。
附加說(shuō)明：本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家建筑材料工業(yè)局人工晶體研究所負(fù)責(zé)起草。
        
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人楊美菊、孟秉芬。