第3章建筑装饰石材

第 3 章建筑装饰石材

3.1学习指导

建筑装饰石材包括天然石材和人工石材两类。天然石材具有较高的强度、硬度、耐磨、耐久等优良的物理力学性能；天然石材经表面处理表现出的美丽色彩和纹理，具有极佳的装饰性。特别是人造石材，无论是在材料加工生产，还是在装饰效果和产品价格等方面都显示出它的优越性。它是一种有发展前途的建筑装饰材料。

3.1.l 天然石材的基础知识

1.天然石材的来源与特点

岩石按其地质成因的不同，可分为岩浆岩、沉积岩及变质岩三大类。

（ 1）岩浆岩（火成岩）。

①岩浆岩的一般特征。岩浆岩是岩浆在活动过程中，经过冷却凝固而成的。岩浆是存在于地下深处的成分复杂的高温硅酸盐熔融体。绝大多数岩浆岩的主要矿物组成是石英、长石、云母、角闪石、辉石及橄榄石六种。

②岩浆岩的分类（按形成条件的不同）。

A.侵入岩。包括深成岩和浅成岩。

a.深成岩：岩浆在地壳深处受上部覆盖层压力的作用，缓慢而均匀地冷却所形成的岩石称为深成岩。其特点是矿物全部结晶，晶粒较粗、块状构造、结构致密。因而具有体积密度大、强度高、抗冻性好等优点。工程中常用的深成岩有花岗石、正长岩、闪长岩等。

b.浅成岩：岩浆在地表浅处冷却结晶成岩，结构致密，由于冷却较快，故晶粒较小，如辉绿岩。

侵入岩的体积密度大、抗压强度高、吸水率低、抗冻性好。

B.喷出岩。岩浆冲破覆盖层喷出地表冷凝而成的岩石，如建筑上常用的玄武岩、安山岩等。当岩层形成较薄时，常呈多孔构造，近于火山岩。

当岩浆被喷到空气中，急速冷却而形成的岩石又称火山碎屑。常用作混凝土集料、水泥混合材料，如火山灰、火山渣、浮石等。

（ 2）沉积岩（水成岩）。

在地表常温常压的条件下，原岩（岩浆岩、变质岩或已成沉积岩）经风化、剥蚀、搬运、沉积和压密胶结而形成的岩石称为沉积岩。

①沉积岩的一般特征。

在沉积岩的形成过程中，由于物质是一层一层沉积下来的，所以其构造是层状的。沉积岩的体积密度较小、孔隙率较大、强度较低、耐久性也较差。沉积岩的主要造岩矿物有石英、白云石及方解石等。

②沉积岩的分类。

按沉积形成条件分为以下三类：

A.机械沉积岩。原岩受自然风化作用而破碎松散，再经风、水及冰川等的搬运、沉积，重新压实或胶结而成的岩石称为机械沉积岩，如页岩、砂岩等。

B.化学沉积岩。原岩中的矿物溶于水中，经聚积沉积而成的岩石称为化学沉积岩，如石膏、白云岩及菱镁石等。

C.有机沉积岩。各种有机体死亡后的残骸经沉积而成的岩石称为有机沉积岩，或称生物沉积岩，如石灰岩等。

工程中常用的沉积岩有石灰岩、砂岩和碎屑岩等。

（3）变质岩。

地壳中原有的岩石（岩浆岩、沉积岩及已经生成的变质岩），由于岩浆活动及构造运动的影响（主要是温度和压力），在固体状态下发生再结晶作用，而使它们的矿物成分和结构构造以至化学成分发生部分或全部的改变所形成的新岩石称为变质岩。

①变质岩的一般特征。变质岩的矿物成分，除保留原来岩石的矿物成分如石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石和白云石外，还产生了新的变质矿物，如绿泥石、滑石、石榴子石和蛇纹石等。

变质岩的构造，主要是片状构造和块状构造。片状构造根据片状的成因特点及厚薄，又可分成板状构造、层状构造、片状构造和片麻状构造等。

②变质岩的分类。一般由岩浆岩变质而成的称为正变质岩，如工程中常用的由花岗石变质而成的片麻岩；而由沉积岩变质而成的则称为副变质岩，如工程中常用的变质岩有大理石、石英岩。

2.天然岩石的结构与性质

（1）岩石的结构。

大多数岩石属于结晶结构，少数岩石具有玻璃质结构。二者相比，结晶质的岩石具有较高的强度、韧性、化学稳定性和耐久性等。

（ 2）岩石的性质。岩石质地坚硬，强度、耐水性、耐久性、耐磨性高，开采和加工困难。岩石中的大小、形状和颜色各异的晶粒及其不同的排列使得许多岩石具有较好的装饰性，特别具有斑状构造和砾状构造的岩石，在磨光后，纹理美观夺目，具有优良的装饰性。

（ 3）岩石的风化。

水、冰、化学因素等造成岩石开裂或剥落的过程，称为岩石的风化。孔隙率的大小对风化有很大的影响。防风化的措施主要有：磨光石材表面，防止表面积水；采用有机硅喷涂表面；对碳酸类岩石，可采用氟硅酸镁溶液处理石材表面。

3.天然石材的采集与加工

天然石材加工方法多采用机械法（如锯切），也有用凿子分解、凿平、雕刻等手工操作。

（1）锯切。

锯切是将天然石材荒料或大块人造石基料用锯石机锯成板材的作业。锯切设备主要有框架锯（排锯）、盘式锯、钢丝绳锯等。

框架锯的锯石原理是把加水的铁砂或硅砂撒在锯条下部，受一定压力的锯条，带着铁砂在石块上往复运动，产生摩擦而锯制石块。

（ 2）石材加工。锯切的板材表面质量不高，需进行表面加工。天然石材制品根据加工方式不同可分为：①剁斧石板材。石材表面经手工剁斧加工，表面粗糙，具有规则的条状斧纹。表面质感粗犷，用于防滑地面、台阶、基座等。

②机刨石板材。石材表面机械刨平，表面平整，有相互平行的刨切痕迹，具有与剁斧板材类似用途，但表面质感比较细腻。

③粗磨石板材。石材表面经过粗磨，平滑无光泽，主要用于需要柔光效果的墙面、柱面、

台阶、基座等。

④磨光石板材。石材表面经过精磨和抛光加工，表面平整光亮，花岗石晶体结构纹理清

晰，颜色绚丽多彩，用于需要高光泽平滑表面效果的墙面、地面和柱面。

抛光是石材研磨加工的最后一道工序。进行这道工序后，将使石材表面具有最大的反射

光线的能力以及良好的光滑度，并使石材固有的花纹色泽最大限度地显示出来。

国内石材加工采用的抛光方法有如下几类：

A.毛毡一一草酸抛光法。适于抛光汉白玉、雪花、螺丝转、芝麻白、艾叶青、桃红等石材。

B.毛毡一一氧化铝抛光法。适于抛光晚霞、墨玉、紫豆瓣、杭灰、东北红等石材。这些石材硬度较第一类高。

C.白刚玉磨石抛光法。适于抛光金玉、丹东绿、济南青、白虎涧等石材。这些石材用前两类抛光法不易抛光。

D.火焰烧毛。火焰烧毛加工是将锯切后的花岗石板材，利用火焰喷射器进行表面烧毛，使其恢复天然表面。火焰烧毛不适于天然大理石和人造石材。

经过表面加工的大理石、花岗石板材一般采用细粒金刚石小圆盘切割成一定规格的成品如石板、石材马赛克、装饰石画等。

需要注意的是，少数天然石材中含有放射性元素如：钍、铀、氡气等，对人的身体是有害的。天然石材中的放射性危害近年来已被广泛重视，选用时应加以考虑。

4.建筑石材的技术性质

（1）表观密度。

天然石材按其表观密度大小分为重石和轻石两类。表观密度大于1800kg/m3的为重石，

主要用于建筑的基础、贴面、地面、路面、房屋外墙、挡土墙、桥梁以及水工构筑物等；表观密度小于

1800kg/m3的为轻石，主要用作墙体材料，如采暖房屋外墙等。

（2）抗压强度。

①砌筑用石材的抗压强度与强度等级（G B50003-2001 ）。石材的抗压强度由边长为

70mm的立方体试件进行测试，并以三个试件破坏强度的平均值表示。石材的强度等级由抗

压强度来划分，并用符号 MU和抗压强度值来表示，划分有MU100、MU80、MU60、MU50、 MU40、MU30、

MU20、MU15、MU10九个等级。当试块为非标准尺寸时，按表3-1中的

系数进行换算。

②装饰用石材的抗压强度（GB9966. 1-2001 ）。石材的抗压强度采用边长为50mm的立

方体试件来测试。饰面大理石和花岗石的干燥抗压强度分别大于50MPa和100MPa。

（3）吸水性。

石材吸水性的大小用吸水率表示，其大小主要与石材的化学成分、孔隙率大小、孔隙结

构特征等因素有关。酸性岩石比碱性岩石的吸水性强。

（4）抗冻性。

石材的抗冻性用冻融循环次数表示，一般有F10、F15、F25、F100、F200。致密石材的

吸水率小、抗冻性好。吸水率小于0. 5%的石材，认为是抗冻的，可不进行抗冻试验。

（5）耐水性。

石材的耐水性用软化系数 K 表示。按 K 值的大小，石材的耐水性可分为高、中、低三

等，K> 0. 90的石材为高耐水性石材，K=0. 70~0. 90的石材为中耐水性石材，K=0. 60~0. 70

的石材为低耐水性石材。一般 K V 0. 80的石材，不允许用在重要建筑中。

5.天然石材的选用

天然石材密度大、强度高、品种多、性能变化大、成本又高，所以在建筑装饰工程中选用天然石材，必须慎重。既要发挥天然石材的性能，体现设计风格，又要经济合理。一般来说，天然石材的选用要考虑以下几个