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淺談石材硬度及測試標準方法

天然石材的硬度:是指石材被其它碰物(包括刀具)刻劃或切割時的耐受能力，也可以說是石材抵抗外力破壞的能力。

石材硬度是對石材加工藝過程影響最大的一項物理性能。因為不同硬度的巖石應當采用與之相適應的工藝進行加工才能獲得最大的經濟效益。石材的硬度與其化學成份、礦物成份、礦物的結構和構造有關。例如少許硅化的火山巖的肖氏硬度可高達115以上；四川的許多紅色色系列的花崗石，如“蘆山紅”、“三合紅”、 “滎經紅”、 “雪花紅"等都由于遭到不同水平的蝕變作用，而具有較高的硬度。當礦物成份相反時具有粗粒構造的石材比細粒構造的石材具有較高的硬度，例如廣西的“楓葉紅”與福建的G654芝麻黑，兩者具有非常類似的化學成分與礦物成分，但具有粗粒構造的“楓葉紅”的硬度就分明地高于具有中細粒構造的G654花崗巖。

理解石材硬度關于石材加工工具和加工工藝的選器具有指點性的意義，例如鋸切G657、“南非紅”等高硬度的花崗石就必需選用高強度、低濃度的金剛石和較軟聯合劑的刀頭，運用較低的圓周速率和較小的下刀深度，以確保切割效率；而鋸切芝麻黑G654、“濟南青”等較低硬度的花崗石時則必需選用中等強度、較高濃度的金剛石和較硬聯合劑的刀頭，運用較高的圓周速率和較大的下刀深度，以進步鋸切效率和鋸片的運用壽命。

石材硬度有相對與絕對之分：

相對硬度：選用10種礦物為標準，按其相對硬度的大小分為10級。相對硬度是由礦物學家莫爾制定的，所以也稱之為莫氏硬度。莫氏硬度不具有嚴格的量化標準，因此在分析石材的性能中較少應用，但因為莫氏硬度使用方便，所以在缺乏專用設備時可用以大致地判斷巖石的類型或礦物種類。

測定石材的相對硬度時.應將被涮石材與莫氏硬度標所規定的礦物互相劉劃加以比較來確定該石材的硬度。例如某種石材能劃傷螢石而不能劃傷磷灰石，則其硬度在莫氏硬度4-5之間，可定為奠氏硬度4.5。又如某種石材與磷灰石相互都不能劃傷.則其奠氏硬度與磷灰石的相等，該種石材的奠氏硬度為5。

在現場測定時.若暫時沒有奠氏硬度標中所選擇的10種礦物巖石.也可用手頭邊現有的物品做為比較標準用來大致確定石材的硬度。例如銅鑰匙之類物品的硬度約為莫氏硬度3，鋼質小刀之類物品的奠氏硬度約為5.5，玻璃的硬度約為莫氏硬度6。例如鐵的莫氏硬度為5～5.5，所以用小刀是無法在花崗石上刻下痕跡的，而大理石中的礦物硬度大多小于4，可以被小刀所刻劃，所以用小刀就可以區分出石材所屬的巖石大類。

絕對硬度：是利用儀器一硬度計進行測定的石材的硬度。
硬度的數值因測量的方法不同而異，因此.絕對硬度除了指明硬度的數值外.還必須指出測量硬度的方法。根據測定時施加負荷的方式，可分為靜態硬度和動態硬度兩大婁。根據測定時施加負荷的方式又可分為靜態硬度和動態硬度。靜態硬度又分努普硬度和維氏硬度，分別用符號HK和HV表示。動態硬度又稱肖氏硬度，用符號HS表示。山東白麻石材屬于脆性材料，較適合使用肖氏硬度計進行石材的硬度測定。通常大理石的肖氏硬度在35～55之間，花崗石的肖氏硬度通常在70～95之間，有的可以高達110以上。

①靜態硬度
靜態硬度是指在靜負荷作用下將壓頭壓被測試材料表面.根據材料表面上留下壓痕的尺寸來確定的硬度。石材靜態硬度多采用壓頭負荷小于1公斤力的顯微硬度計米測定。
②動態硬度
動態硬度是指在動負荷的作用下，使壓頭沖擊被測材料表面所測出的硬度。國內通常采用肖氏硬度計進行石材動態硬度的測定。
肖氏硬度“符號Hs表示。肖氏硬度測試的工作原理是將金剛石沖頭先升高到固定的高度h，上銷緊，然后釋放銷緊機構.使沖頭下落到試件表上又回彈到某一高度h。，根據回彈高度h：的大小來確定肖氏硬度Hs的值。各種巖石的肖氏硬度值見表8中所示。